CN101850827B - 自行车变速控制设备 - Google Patents

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Abstract

一种自行车变速控制设备，设置有档选择信号接收部、变速确定部和变速输出部。档选择信号接收部选择性地接收第一档选择信号和第一/第二档选择信号。当接收到满足第一信号标准的第一档选择信号时，变速确定部确定用于第一变速的第一骑车人变速意图，以及当接收到满足第二(不同的)信号标准的第一/第二档选择信号时确定用于除第一变速以外还执行第二变速的第二骑车人变速意图。变速输出部在确定第一骑车人变速意图或第二骑车人变速意图存在时输出第一变速信号，并在确定第二骑车人变速意图存在时输出第二变速信号。

Description

自行车变速控制设备
技术领域
本发明总体涉及自行车变速控制设备(shifting controlapparatus)。更具体地讲，本发明涉及响应变速操作装置(gearshiftoperating device)的操作，以相反的齿向(gear direction)操作前和后变速装置(gear shifting device)的自行车变速控制设备。
背景技术
骑自行车正在成为越来越流行的休闲方式以及交通方式。此外，骑自行车对于业余爱好者和专业人员已成为非常流行的竞赛运动。无论自行车用于娱乐、交通还是竞赛，自行车工业正在不断地改进自行车的各个部件。具体地讲，自行车传动在近年来被显著地改变了。
近来，自行车传动已装备有电气部件，以使骑车对于骑车人更容易和更愉快。一些自行车装备有电气控制的变速系统。具体地讲，在这些电气控制变速系统中，前和后变速操作装置典型地设置在自行车手把上，以操作前和后变速装置(例如，电动变速器(motorizedderailleur))。前和后变速装置(例如，电动变速器)具有电机，所述电机横向地移动它们的相应的链导轨以在各个齿轮之间移动自行车链条，从而获得所需档位(gear position)。典型地，装配有电气控制变速系统的自行车也具有诸如电池或发电机的电源。转让给Shimano，Inc.的美国专利No.7,144,027中公开了电气控制变速系统的一个例子。
典型地，这些电气控制变速系统响应于操作部件(例如，手动按钮或控制杆等)的操作执行变速操作。在这些现有的电气控制变速设备中，骑车人在手动模式下可通过操作用于前变速器的一对前操作部件和用于后变速器的一对后操作部件来分别地切换前齿轮和后齿轮。在自动模式下，骑车人仅使用两个操作部件逐一地切换齿轮齿数比(gear ratio)。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种自行车变速控制设备，其中响应变速操作装置的操作以相反的速度方向操作前和后变速装置，使得一个变速装置的操作基于另一个变速操作装置的操作。
根据一个方面，提供了一种自行车变速控制设备，其基本地包括档选择信号(gear selection signal)接收部、变速确定部和变速输出部。档选择信号接收部选择性地接收第一档选择信号和第一/第二档选择信号。变速确定部当档选择信号接收部接收到满足第一信号标准的第一档选择信号时，确定用于第一变速的第一骑车人变速意图，并且当档选择信号接收部接收到满足与第一信号标准不同的第二信号标准的第一/第二档选择信号时，确定用于除第一变速以外还执行第二变速的第二骑车人变速意图。变速输出部在变速确定部确定第一骑车人变速意图或第二骑车人变速意图时输出第一变速信号，并在变速确定部确定第二骑车人变速意图时输出第二变速信号。
对于本领域技术人员，本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点将从下述详细说明部分变得显而易见，所述详细说明部分与附图相结合地公开了优选的实施例。
附图说明
现在参照形成本原始公开内容一部分的附图：
图1是装配有根据第一实施例的自行车变速控制设备的自行车的侧视图；
图2是示出了包括前和后变速器(即变速装置)、前和后链轮(sprocket)和图1所示的自行车所使用的链条的变速器型传动系统(drive train)的一个例子的示意图；
图3是示出了根据第一实施例的自行车变速控制设备的整个配置的示意性框图；
图4是左手变速机构(shifter)的俯视图，其外壳的顶盖被移除以示出位于其静止位置的操作杆；
图5是左手变速机构的俯视图，其外壳的顶盖被移除以便示出位于第一变速操作位置(shift operating position)以执行单个齿轮加档(gear upshift)的前变速器加档杆；
图6是左手变速机构的俯视图，其外壳的顶盖被移除以示出位于第二变速操作位置以执行前变速器的加档和后变速器的减档的前变速器加档杆；
图7是左手变速机构的俯视图，其外壳的顶盖被移除以示出位于第一变速操作位置以执行单个齿轮减档(gear downshift)的前变速器减档杆；
图8是左手变速机构的俯视图，其外壳的顶盖被移除以示出位于第二变速操作位置以执行前变速器的减档和后变速器的加档的前变速器减档杆；
图9是示出了由第一实施例的自行车变速控制设备的控制器执行的第一控制处理的流程图；
图10是示出了由第一实施例的自行车变速控制设备的控制器执行的可供替换的控制处理的流程图；
图11是示出了由第一实施例的自行车变速控制设备的控制器执行的另一个可供替换的控制处理的流程图；
图12是示出了由第一实施例的自行车变速控制设备的控制器执行的另一个可供替换的控制处理的流程图；
图13是示出了根据第二实施例的自行车变速控制设备的整个配置的示意性框图；
图14是第二实施例的左手变速机构的俯视图，其外壳的顶盖被移除以示出位于其静止位置的操作杆；
图15是第二实施例的左手变速机构的俯视图，其外壳的顶盖被移除以示出位于第一变速操作位置的用于执行单个齿轮加档的前变速器加档杆；
图16是示出了由第二实施例的自行车变速控制设备的控制器执行的控制处理的流程图；
图17是示出了由第二实施例的自行车变速控制设备的控制器执行的控制处理的流程图；
图18是示出了由第二实施例的自行车变速控制设备的控制器执行的控制处理的流程图；
图19是示出了由第二实施例的自行车变速控制设备的控制器执行的可供替换的控制处理的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图解释本发明所选择的实施例。本领域技术人员从本公开内容显而易见：对本发明的实施例的下述说明仅为了示例，而不是为了对由所附权利要求及其等同物所限定的本发明进行限制。
先参照图1，示出了装配有根据第一实施例的自行车变速控制设备的自行车10。如图1和图2所示，自行车变速控制设备基本地包括左手侧(前/后)变速机构12、右手侧(后)变速机构14、电动前变速器16(FD)、电动后变速器18(RD)和主控制单元20。基本上，为了切换档，响应于变速机构12和14的操作来操作变速器16和18，以相对于自行车车架24横向地移动链条22。
自行车变速控制设备还设置有向前和后变速器16和18和主控制单元20供应电力的电源或电池26。可选择地，自行车变速控制设备还设置有显示单元28，所述显示单元28可以是主控制单元20的一部分或是与主控制单元20电连接的单独部件。除了自行车变速控制设备以外，如下所述，自行车10可以是任何类型的自行车。因此，本文将不讨论自行车10的部件，除了那些有助于理解自行车变速控制设备的部件以外。
如图1所示，前变速器16安装在车架24的座管(seat tube)上，而后变速器18安装在车架24的链拉条(chain stay)的后部上。前和后变速器16和18被配置为使得它们分别由变速机构12和14电控制。前和后变速器16和18可以是已经适用于本文公开的自行车变速控制设备的传统电子变速器。变速机构12构成了第一或前变速操作装置，而变速机构14构成了第二或后变速操作装置。电动前变速器16构成了第一或前变速装置，而电动后变速器18构成了第二或后变速装置。当然，在提到自行车变速控制设备的部件时使用“第一”和“第二”仅仅是标签，所述标签可以关于包括但不限于变速机构12和14以及变速器16和18的各种部件而被颠倒。
尽管前和后变速器16和18(外部变速装置)被用于所示实施例，本领域技术人员从本公开内容显而易见：任何类型的外部和/或内部变速装置都可用于实施本发明。换句话说，可与主控制单元20相结合地使用变速机构12和14以根据需要和/或期望操作任何类型的外部和/或内部变速装置。
如本文所使用的，术语“加档(upshft)”是指使每曲柄臂转动的自行车轮的转动更快的传动的齿轮齿数比的改变。如本文所使用的，术语“减档(downshift)”是指使每曲柄臂转动的自行车轮转动更慢的传动的齿轮齿数比的改变。
在该第一实施例中，左手侧(前/后)变速机构12可操作地与电动前变速器16(FD)和电动后变速器18(RD)两者相耦合。因此，骑车人可选择性地操作电动前变速器16来执行单个变速操作，或一起操作电动前变速器16和电动后变速器18来执行同步变速操作。如本文中所使用的，提到变速时所用的术语“一起”不需要前和后变速器16和18的同时操作，而是指第一变速装置的操作和第二变速装置的操作，其中第二变速装置的操作基于第一变速装置的操作。尽管在所示实施例中，第一变速装置为前变速器16，第二变速装置为后变速器18，本领域技术人员从本公开内容显而易见第二变速装置可以是前变速器16，而第一变速装置可以是后变速器18。
例如，如图2中示意地示出的，自行车10的传动系统基本地包括以传统方式安装在曲柄轴上的一对前链轮F1和F2，以及以传统方式安装在后轮的后轮轴上的一组后链轮R1至R10。链条22以传统方式可操作地耦合在后链轮R1至R10和前链轮F1和F2之间。前变速器16(例如，第一变速装置)响应于左手侧(前/后)变速机构12的操作在前链轮F1和F2之间移动链条22，而后变速器18(例如，第二变速装置)响应于右手侧(后)变速机构14或左手侧(前/后)变速机构12的操作在后链轮R1至R10之间移动链条22。尽管示例了两个前链轮和十个后链轮，从本公开内容显而易见自行车变速控制设备可使用具有三个或更多前链轮和具有更少或更多后链轮的传动系统。
在该示例性例子中，较小的(内)链轮F1具有29个齿，大(外)链轮F2具有42个齿。并且在该示例性例子中，后链轮R10至R1是具有如下的齿轮传动排列的盒式链轮(cassette sprocket)：分别为11-13-15-17-19-21-23-26-30-34。当然，可根据需要和/或期望使用具有不同齿轮传动排列的其它大小的链轮。
下面是示出了可实现的各种齿轮齿数比的表格，取决于链条22与前和后链轮中的哪一个接合。高齿轮齿数比是指较高的每曲柄臂旋转的自行车速度，而低齿轮齿数比是指较低的每曲柄臂旋转的自行车速度。
  F1(低档)(齿数)   R#(齿数)(CS)   齿轮齿数比   F2(高档)(齿数)   R#(齿数)(CS)   齿轮齿数比
  29   11   2.64   42   11   3.82
  29   13   2.23   42   13   3.23
  29   15   1.93   42   15   2.80
  29   17   1.71   42   17   2.47
  29   19   1.53   42   19   2.21
  29   21   1.38   42   21   2.00
  29   23   1.26   42   23   1.83
  29   26   1.12   42   26   1.62
  29   30   0.97   42   30   1.40
  29   34   0.85   42   34   1.24
从上述表格可见，与骑车人在后链轮R1至R10的相邻链轮之间切换相比，当骑车人在前链轮F1和F2之间切换时齿轮齿数比会发生大的变化。利用该第一实施例的自行车变速控制设备，骑车人可操作左手侧(前/后)变速机构12，使得电动前变速器16和电动后变速器18一起被切换。因此，如果道路的倾斜变得平缓或陡峭，则骑车人更自由地选择齿轮齿数比，并且骑车人可保持节奏。
在该示例性实施例中，如下所述，骑车人可通过单个向前变速操作(single progressive shifting operation)来操作左手侧(前/后)变速机构12，使得电动前变速器16将链条22从较小的(内)链轮F1移动至大(外)链轮F2，反之亦然；而电动后变速器18沿相反的切换方向将链条22移动一或两个档，以与仅将链条22从较小(内)链轮F1移动至大(外)链轮F2相比减小齿轮齿数比变化的量，反之亦然。换句话说，当骑车人想要一起切换前和后变速器16和18时，如果电动前变速器16正在加档，则电动后变速器18减档一或两个档。
在上述例子的情况下，如果链条22与具有42个齿的大(外)链轮F2和具有23个齿的后链轮R4接合，则传动具有1.83(42/23)的齿轮齿数比。当骑车人执行一个档的前减档和两个档的后加档的前和后同步变速操作时，链条22与具有29个齿的较小的(内)链轮F1和具有19个齿的后链轮R6接合，从而传动具有1.53(29/19)的齿轮齿数比。然而，如果骑车人操作左手侧(前/后)变速机构12以仅执行从前链轮F2到前链轮F1的减档，则传动将具有1.26(29/23)的齿轮齿数比。因此，骑车人可通过执行同步变速操作容易地达到传动的齿轮齿数比的较小的改变，在所述同步变速操作中，一个变速装置的操作基于另一个变速装置的操作。前和后变速器16和18被配置为使得当仅前变速器16被改变一个速度时的变化量(例如，齿轮齿数比)大于当仅后变速器18被改变一个速度时的变化值(例如，齿轮齿数比)。
骑车人操作变速机构12和14以分别相对于前链轮F1和F2、和后链轮R1至R10控制前和后变速器16和18的运动(例如，执行变速操作)。因为传动系统是传统的，此处将不更详细地讨论传动系统。此外，自行车变速控制设备不限于此处示出的变速器型传动系统。而是，从本公开内容显而易见，自行车变速控制设备可使用利用电变速装置的其它类型的传动系统。
再参照图2，左手侧变速机构12是前电子变速机构，具有变速机构外壳30、把手卡座(han dlebar clamp)31、减档(向内)操作杆32和加档(向外)操作杆33。右手侧变速机构14是后电子变速机构，具有变速机构外壳34、把手卡座35、减档(向内)操作杆36和加档(向外)操作杆37。在该实施例中，操作杆32和33枢轴地连接在变速机构外壳30上，而操作杆36和37枢轴地连接在变速机构外壳34上。
操作杆32和33构成了骑车人前档输入部件，而操作杆36和37构成了骑车人后档输入部件。如下所述，操作杆32和33也构成了骑车人前/后档输入部件。当然，从本公开内容显而易见：可根据需要和/或期望使用其它类型的电子变速机构(例如，按钮型操作部件)。变速机构12和14分别通过电缆38和39电连接至主控制单元20。
在该第一实施例中，当骑车人想要切换前变速器16时，骑车人也能够通过使用操作杆32来减少传动的齿轮齿数比或使用操作杆33来增加传动的齿轮齿数比，以同时或几乎同时切换后变速器18。如下所述，主控制单元20被编程和配置为执行同步变速操作，其中后同步变速信号是基于所接收的前档选择信号输出的。换句话说，后同步变速信号是响应于接收到前档选择信号而输出的。
因此，操作杆32构成了齿轮减档操作部件，而操作杆33构成了齿轮加档操作部件，减档和加档操作部件32和33中的一个构成了第一单个骑车人档输入部件，而减档和加档操作部件32和33中的另一个构成了第二单个骑车人档输入部件。
基本地，当在链条22与大前链轮F2接合的情况下骑车人将操作杆32操作至第一位置(一个短按压)时，前变速器16将链条22从大前链轮F2切换到小前链轮F1，而链条22相对于后链轮R1至R10不切换。当在链条22与大前链轮F2接合的情况下骑车人将操作杆32操作至第二位置(一个长按压)时，前变速器16将链条22从大前链轮F2切换到小前链轮F1，并且后变速器18将链条22从后链轮R1至R10中的一个切换至后链轮R1至R10中的另一个，使得传动的齿轮齿数比减小。相似地，当在链条22与小前链轮F1接合的情况下骑车人将操作杆33操作至第一位置(一个短按压)时，前变速器16将链条22从小前链轮F1切换到大前链轮F2，而链条22相对于后链轮R1至R10不切换。当在链条22与小前链轮F1接合的情况下骑车人将操作杆33操作至第二位置(一个长按压)时，前变速器16将链条22从小前链轮F1切换到大前链轮F2，并且后变速器18将链条22从后链轮R1至R10中的一个切换至后链轮R1至R10中的另一个，使得传动的齿轮齿数比增加。因此，如果道路的倾斜变得平缓或陡峭，则骑车人可更自由地选择齿轮齿数比，并且骑车人可保持节奏。如果骑车人切换了前档，并想要切换后档，不一定必须操作另一个变速杆(例如，仅需要按压操作杆36和37中的一个以在前链轮F1和F2和后链轮R1至R10之间切换链条22)。
优选地，设置了当减档(向内)操作杆32到达第一位置(一个短按压)时进行指示的第一卡嗒(clicking)(可听见的)机构或触觉机构(未示出)、和当加档(向外)操作杆33到达第一位置(一个短按压)时进行指示的第二卡嗒(可听见的)机构或触觉机构(未示出)。因此，当到达了第一位置(一个短按压)时，这些卡嗒(可听见的)机构或触觉机构将提醒骑车人，从而避免意外地对前和后变速器16和18两者执行同步变速操作。
如图3中示意地示出的，在该第一实施例中，左手侧变速机构12优选地具有产生用于操作前和后变速器16和18两者的变速控制信号的四个变速开关。具体地讲，左手侧变速机构12包括前变速器减档开关41、后变速器加档开关42、前变速器加档开关43和后变速器减档开关44。此处，变速开关41至44是如下所述的无触点开关。然而，从本公开内容显而易见：可根据需要和/或期望使用其它类型的开关。
减档(向内)操作杆32和加档(向外)操作杆33优选地为在被移动至用于执行变速操作的操作位置之后返回静止位置的触发杆。具体地讲，减档(向内)操作杆32被弹簧部件45(例如，螺旋拉伸弹簧)向静止位置弹簧加载，使得减档(向内)操作杆32停靠在变速机构外壳30的停止档(stop)30a上。弹簧部件45的一端与减档(向内)操作杆32接合，另一端与变速机构外壳30接合。相似地，加档(向外)操作杆33被弹簧部件46(例如，螺旋拉伸弹簧)向静止位置弹簧加载，使得加档(向外)操作杆33停靠在变速机构外壳30的停止档30b(图6)上。弹簧部件46的一端与加档(向外)操作杆33接合，另一端与变速机构外壳30接合。
因此，操作杆32和33的每一个都构成了第一单个骑车人档输入部件，所述部件被可移动地安装以便在静止位置、第一操作位置(例如，短动作(stroke)长度)和第二操作位置(例如，长动作长度)之间移动，在第一单个骑车人档输入部件从静止位置到第二操作位置的单个向前动作过程中所述第二操作位置经过第一操作位置，使得当第一单个骑车人档输入部件从静止位置移动至第一操作位置时执行第一操作方式，并且使得当第一单个骑车人档输入部件从静止位置移动至第二操作位置时执行第二操作方式。
如图6至8所示，前变速器减档开关41和后变速器加档开关42由减档(向内)操作杆32来操作，而前变速器加档开关43和后变速器减档开关44由加档(向外)操作杆33来操作。前变速器减档开关41基本地包括形成磁体感应单元的磁传感器41a和磁体41b。后变速器加档开关42基本地包括形成磁体感应单元的磁传感器42a和磁体42b。前变速器加档开关43基本地包括形成磁体感应单元的磁传感器43a和磁体43b。后变速器减档开关44基本地包括形成磁体感应单元的磁传感器44a和磁体44b。当然，变速开关41至44不限于磁体感应单元。例如，可根据需要和/或期望使用触点开关、光学传感器等。
磁传感器41a和42a设置在刚性地连接在左手侧变速机构12的变速机构外壳30的内部的第一印刷电路板上，而磁传感器43a和44a设置在刚性地连接在左手侧变速机构12的变速机构外壳30的内部的第二印刷电路板上。每一个印刷电路板都具有接地线导线GND、电源线导线V、第一信号线导线F-D/S或F-U/S和第二信号线导线R-D/S或R-U/S，所述导线都电连接至图3中示意地示出的主控制单元20。磁体41b和42b连接至减档(向内)操作杆32，而磁体43b和44b连接至加档(向外)操作杆33。
磁传感器41a和42a在相对于旋转轴P的不同径向距离处设置在第一印刷电路板上。磁体41b和42b在相对于旋转轴P的不同径向距离处并且以相对于旋转轴P的不同角取向连接至减档(向内)操作杆32。相似地，磁传感器43a和44a在相对于旋转轴P的不同径向距离处设置在第二印刷电路板上。磁体43b和44b在相对于旋转轴P的不同径向距离处并且以相对于旋转轴P的不同角取向连接至加档(向外)操作杆33。
在该实施例中，操作杆32和33枢轴地连接至变速机构外壳30，使得操作杆32和33的每一个都移动第一动作长度以执行单个变速操作，并且每一个都移动第二动作长度以执行同步变速操作。换句话说，当移动第一动作长度(即，角移动量)时操作杆32和33中的每一个将传动切换(例如，前变速器16移动链条22)一个前档，并且当移动第二动作长度(即，角移动量)时将传动切换(例如，前和后变速器16和18都移动链条22)一个前档和至少一个后档。
左手侧变速机构12(例如，第一变速操作装置)的操作杆32和33构成了第一单个骑车人档输入部件，所述第一单个骑车人档输入部件可选择性地以产生用于执行单个变速操作的第一档选择信号的第一操作方式(例如，短动作长度)操作；并且可选择性地以产生用于执行同步变速操作的第一/第二档选择信号的第二操作方式(例如，长动作长度)操作。
当操作杆32从静止位置移动了第一动作长度时，磁体41b激活磁传感器41a以输出前减档选择信号，所述前减档选择信号经由第一信号线导线F-D/S被发送至主控制单元20。然后，主控制单元20将前变速信号输出至前变速器16以便通过一次改变一个档而减档至较低速度。当操作杆32从静止位置移动了第二动作长度时，磁体41b先激活磁传感器41a以输出前减档选择信号，所述前减档选择信号经由第一信号线导线F-D/S被发送至主控制单元20，然后磁体42b激活磁传感器42a以输出后加档选择信号，所述后加档选择信号经由第二信号线导线R-U/S被发送至主控制单元20。然后，主控制单元20将前变速信号输出至前变速器16以便通过一次改变一个档而减档至较低的速度，并且将后变速信号输出至后变速器18以便通过一次改变一个档而加档至较高的速度。
当操作杆33从静止位置移动第一动作长度时，磁体43b激活磁传感器43a以输出前加档选择信号，该信号经由第一信号线导线F-U/S被发送至主控制单元20。然后，主控制单元20将前变速信号输出至前变速器16，以便通过一次改变一个档而加档至较高速度。当操作杆33从静止位置移动第二动作长度时，磁体43b首先激活磁传感器43a以输出前加档选择信号，该信号经由第一信号线导线F-U/S被发送至主控制单元20，然后磁体44b激活磁传感器44a以输出后减档选择信号，该信号经由第二信号线导线R-D/S被发送至主控制单元20。然后，主控制单元20将前变速信号输出至前变速器16以便通过一次改变一个档而加档至较高的速度，并且将后变速信号输出至后变速器18以便通过一次改变一个档而减档至较低的速度。
返回图3，在该第一实施例中，右手侧变速机构14优选地具有两个变速开关，所述变速开关产生仅用于操作后变速器18的变速控制信号。具体地讲，右手侧变速机构14包括后变速器减档开关51和后变速器加档开关52。优选地，变速开关51和52是与变速开关41和43相似的无触点开关。换句话说，变速开关51和52的每一个都包括放置在印刷电路板上的磁传感器(未示出)和与操作杆36和37中的一个相连接的磁体(未示出)，所述印刷电路板刚性地连接在右手侧变速机构14的外壳的内部。右手侧变速机构14的减档(向内)操作杆36和加档(向外)操作杆37优选地为触发杆，所述触发杆在移动至执行变速操作的操作位置之后返回静止位置。因为右手侧变速机构14可使用任何类型的变速机构，所以此处将不更详细地讨论和/或示例右手侧变速机构14的详细内容。右手侧变速机构14构成了与左手侧变速机构12(例如，第一变速操作装置)物理地分离的第二变速操作装置，并且右手侧变速机构14(例如，第二变速操作装置)具有构成用于产生后档选择信号的骑车人档输入部件的操作杆36和37。
如图3中示意地所示，优选地，前变速器16包括电机70、电机驱动器72、电压传感器74、FD微型计算机76和操作位置传感器78。电机70是驱动前变速器16的可逆电机(即相对于车架24横向移动前变速器16的链导轨)。电机驱动器72响应于来自FD微型计算机76的控制信号驱动电机70。电机驱动器72包括用于驱动电机70和使其旋转减速的电机驱动器和减速单元。FD微型计算机76被配置和设置为响应于经主控制单元20来自变速机构12的变速信号，控制电机驱动器72。FD微型计算机76包括具有CPU、存储单元、计算单元等的控制电路。FD微型计算机76还包括根据从变速机构12输出的变速信号控制电机70的软件。电压传感器74检测从电源26供应至电机70的电力的电压水平或功率水平。位置传感器78被配置和设置为控制和感应前变速器16关于前链轮F1和F2的变速位置。位置传感器78是使用例如旋转编码器等感应前变速器16的变速位置的传感器。当然，从本公开内容显而易见：可使用其它类型的位置感应装置。
相似地，后变速器18优选地包括电机80、电机驱动器82、电压传感器84、RD微型计算机86和操作位置传感器88。电机80是驱动后变速器18(即相对于车架24横向移动后变速器18的链导轨)的可逆电机。电机驱动器82响应于来自RD微型计算机86的控制信号驱动电机80。电机驱动器82包括用于驱动电机80和使其旋转减速的电机驱动器和减速单元。RD微型计算机86被配置和设置为响应于经主控制单元20来自变速机构14的变速信号，控制电机驱动器82。RD微型计算机86包括具有CPU、存储单元、计算单元等的控制电路。RD微型计算机86还包括根据从变速机构14输出的变速信号控制电机80的软件。电压传感器84检测从电源26供应至电机80的电力的电压水平或功率水平。通常地，除非通向前变速器16的电力被切断，否则不使用电压传感器84。而是通常将电压传感器74的检测结果发送至RD微型计算机86。然而，如果RD微型计算机86没接收到来自电压传感器74的检测结果，则RD微型计算机86确定电压传感器84故障。因此，如果电压传感器84故障，则来自电压传感器84的检测结果被发射至主控制单元20和FD微型计算机76。位置传感器88被配置和设置为控制和感应后变速器18相对于后链轮R1至R10的变速位置。位置传感器88是使用例如旋转编码器等感应后变速器18的变速位置的传感器。当然，从本公开内容显而易见：可使用其它类型的位置感应装置。
从安装在图1所示的车架24上的电源26向变速器16和18、变速机构12和14、主控制单元20和显示单元28的部件供应电力。具体地讲，电源26具有电耦合至变速器16和18和主控制单元20的电源线90和接地线91。还经由接地线导线GND和电源线导线V从主控制单元20向变速机构12和14和显示单元28供应电力。优选地向这些部件供应约6至8.4伏(DC)的电源电压(V)。
此外，前和后位置传感器78和88的变速位置信号POS经由位置信号线93被输出至主控制单元20。在主控制单元20中，变速位置信号POS被变换为显示信号，并且由显示单元28显示前和后变速器16和18的变速位置。电压数据(VD：例如电压数据的三个阶段)也被输出至位置信号线93。此外，通过相应的变速信号线94和95，根据变速机构12和14的变速开关41至44，51和52的操作，变速信号U/S(加档)和D/S(减档)从主控制单元20被输出至前和后变速器16和18。在实际实施中，变速信号RDS的变速信号线95经由前变速器16或相应的变速信号线94上的分支节点端子连接至后变速器18。因此，前变速器16经由五芯线(five core wiring)，例如经由下管(downtube)连接至主控制单元20，并且后变速器18经由四芯线，例如经由链拉条连接至前变速器16或分支节点端子。因此，可将连接所有五芯线的连接器放置在前变速器16中。
主控制单元20可操作地放置在变速机构12和14(例如，第一和第二变速操作装置)和前和后变速器16和18(例如，第一和第二变速装置)之间，并且主控制单元20从变速机构12和14(例如，第一和第二变速操作装置)分别接收前(第一)和后(第二)档选择信号，并且将前(第一)和后(第二)变速信号分别发送至前和后变速器16和18的第一和第二微型计算机76和86。
主控制单元20包括微型计算机96，所述微型计算机96与前和后变速器16和18的微型计算机76和86协作，以控制前和后变速器16和18的切换。微型计算机96包括中央处理单元(CPU)和其它传统部件，诸如输入接口电路、输出接口电路和诸如ROM(只读存储器)的装置和RAM(随机访问存储器)装置的存储装置。微型计算机96具有手动变速控制程序。手动变速控制程序允许通过变速机构12和14手动地切换前和后变速器16和18。微型计算机96也可以具有自动变速控制程序。当选择了自动变速模式时，自动变速控制程序允许自动地控制前和后变速器16和18的切换。本领域技术人员从本公开内容显而易见：用于主控制单元20的精确结构和算法可以是实现本发明的功能的硬件和软件的任何组合。
如图3中示意地示出的，主控制单元20被优选地配置为包括档选择信号接收部、变速确定部、变速输出部和前完成变速确定部(frontfinished shifting determination section)。主控制单元20的档选择信号接收部选择性地接收第一档选择信号和第一/第二档选择信号。在第一示例性实施例中，档选择信号是从变速开关41至44、51和52发送的电脉冲，第一档选择信号是指示单个变速操作的档选择信号，并且第一/第二档选择信号是指示同步变速操作的档选择信号。
当档选择信号接收部接收到满足第一信号标准的第一档选择信号时，主控制单元20的变速确定部确定用于第一变速的第一骑车人变速意图。在第一示例性实施例中，当经由主控制单元20的档选择信号接收部的第一输入端(例如，来自左手侧变速机构12的线F-D/S或线F-U/S)接收到第一档选择信号时，由主控制单元20的变速确定部确定满足第一骑车人变速意图。当档选择信号接收部接收到满足与第一信号标准不同的第二信号标准的第一/第二档选择信号时，主控制单元20的变速确定部确定用于除第一变速以外还执行第二变速的第二骑车人变速意图。在第一示例性实施例中，当经由主控制单元20的档选择信号接收部的第二输入端(例如，来自左手侧变速机构12的线R-D/S或线R-U/S)接收到第一/第二档选择信号时，由主控制单元20的变速确定部确定满足第二骑车人变速意图。当档选择信号接收部接收到满足第三信号标准的第三档选择信号时，主控制单元20的变速确定部确定用于执行第三变速的第三骑车人变速意图。在第一示例性实施例中，当经由主控制单元20的档选择信号接收部的第一输入端(例如，来自左手侧变速机构12的线F-D/S或线F-U/S)接收到第三档选择信号时，由主控制单元20的变速确定部确定满足第三骑车人变速意图。当档选择信号接收部接收到满足与第三信号标准不同的第四信号标准的第三/第四档选择信号时，主控制单元20的变速确定部确定用于除第三变速以外还执行第四变速的第四骑车人变速意图。在第一示例性实施例中，当经由主控制单元20的档选择信号接收部的第二输入端(例如，来自左手侧变速机构12的线R-D/S或线R-U/S)接收到第三/第四档选择信号时，由主控制单元20的变速确定部确定满足第四骑车人变速意图。
主控制单元20的变速输出部在变速确定部确定存在第一骑车人变速意图、第二骑车人变速意图、第三骑车人变速意图或第四骑车人变速意图时，将第一或第三变速信号输出至FD微型计算机76；在变速确定部确定第二或第四骑车人变速意图时，将第二或第四(同步)变速信号输出至RD微型计算机86。当减档操作杆32被移动至第二变速位置(第二动作长度)时，主控制单元20的变速输出部将第一变速信号输出至FD微型计算机76，以便通过一次改变一档而将前变速器16减档至较低速度；并将第二变速信号输出至RD微型计算机86，以便通过一次改变一档或指定数量的档而将后变速器18加档至较高速度。当加档操作杆33被移动至第二变速位置(第二动作长度)时，主控制单元20的变速输出部将第一变速信号输出至FD微型计算机76，以便通过一次改变一档而加档至较高速度；并且将第二变速信号输出至RD微型计算机86，以便通过一次改变一档或预定数量的档而减档至较低速度。
因此，在示例性实施例中，前变速器16构成了响应于操作杆32或操作杆33以第一和第二操作方式(例如，短或长动作长度)操作，由左手侧变速机构12(例如，第一变速操作装置)操作的第一变速装置。并且在示例性实施例中，后变速器18构成了响应于操作杆32或操作杆33以第二操作方式(例如，短或长动作长度)操作，由左手侧变速机构12(例如，第一变速操作装置)操作的第二变速装置。
主控制单元20的微型计算机96以及前和后变速器16和18的微型计算机76和86一起构成了自行车变速控制设备的自行车变速控制器。换句话说，自行车变速控制器包括作为与前变速器16(例如，第一变速装置)相关联的第一微型计算机的FD微型计算机76、和作为与后变速器18(例如，第二变速装置)相关联的第二微型计算机的RD微型计算机86。自行车变速控制设备的自行车变速控制器可操作地耦合至电压传感器74和84(例如，电源传感器)，以接收来自电压传感器34和44的功率电平信号，其中所述功率电平信号指示电源26的当前功率(电压)电平。电压传感器34和44的检测结果被发送至主控制单元20的微型计算机96以及前和后变速器16和18的微型计算机76和86的每一个。然而，通常地，如上所述，每次只使用或发送电压传感器34和44中的一个的检测结果。
尽管在该示例性实施例中使用了三个单独的微型计算机来形成自行车变速控制设备的自行车变速控制器，但是可按照需要或期望使用较少或较多的微型计算机。换句话说，可去除前和后变速器16和18的微型计算机76和86，并且可按照需要和/或期望将它们的功能和操作组合到主控制单元20的微型计算机中。
现在参照图9的流程图，讨论由自行车变速控制器(即，主控制单元20、FD微型计算机76和RD微型计算机86)执行的处理。当主控制单元20接通时，电力从电池26被供应至变速机构12和14以及前和后变速器16和18。
在步骤S10中，当主控制单元20从左手侧变速机构12的变速开关41和43中的一个中接收到前档选择信号时，图9的流程图的处理开始。更具体地讲，当按下(短按或动作)减档(向内)操作杆32，使得磁体41b被置于磁传感器41a上方时，前变速器减档开关41将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以便将链条22从小的前链轮F1切换至大的前链轮F2。另一方面，当按下(短按或动作)加档(向外)操作杆33，使得磁体43b被置于磁传感器43a上方时，前变速器加档开关43将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以便将链条22从大的前链轮F2切换至小的前链轮F1。
在步骤S20中，主控制单元20将前变速信号(前变速命令信号)输出至前变速器16的FD微型计算机76。然后，FD微型计算机76确定前变速器16的当前的前档位(即，确定前变速器16的链导轨是在前链轮F1还是前链轮F2上)。在示例性实施例中，前变速器16的操作位置传感器78将前变速器16的当前的前档位提供给FD微型计算机76。响应于该前变速信号(前变速命令信号)，并且基于来自操作位置传感器78的所存储的档位，FD微型计算机76确定是否操作FD电机70来移动前变速器16的链导轨的档位。如果FD微型计算机76确定不应切换前变速器16的链导轨，则FD微型计算机76不移动FD电机70，并且不将前完成变速信号输出至主控制单元20。然而，如果FD微型计算机76确定可以切换前变速器16的链导轨，则FD微型计算机76移动FD电机70，并且将前完成变速信号输出至主控制单元20。可通过其它方式实现是否输出前完成变速信号的确定。例如，可供替换地，当驱动FD电机70时，FD微型计算机76可基于前变速器16的链导轨是否移动来确定是否输出前完成变速信号。
在步骤S30中，自行车变速控制器的主控制单元20确定是否在指定时间(例如，一或两秒)内从前变速器16的FD微型计算机76接收到前完成变速信号。如果没有在指定时间内接收到前完成变速信号，则处理前进至步骤S40，其中取消对来自后变速器加档开关42或后变速器减档开关44的任何信号的进一步处理。另一方面，如果在指定时间内接收到前完成变速信号，则处理前进至步骤S50。
在步骤S50中，自行车变速控制器的主控制单元20确定是否从后变速器加档开关42或后变速器减档开关44接收到后同步档选择信号。如果自行车变速控制器的主控制单元20没有接收到后同步档选择信号，则处理结束。如果自行车变速控制器的主控制单元20接收到后同步档选择信号，则处理前进至步骤S60。
在步骤S60中，主控制单元20在前进至步骤S70之前等待预定量的时间。步骤S60在某些情况下不是一定必需的。例如，如果步骤S30中的指定时间不足以确保在处理前进至步骤S70之前完成前变速器16的换档，则可去除步骤S60。此外，步骤S50可在确定自行车变速控制器的主控制单元20是否接收到后同步档选择信号之前包括逝去指定量的时间。如果步骤S50在作出决定之前包括等待时间，则可以去除步骤S60。
在步骤S70中，后同步变速信号从自行车变速控制器的主控制单元20输出至后变速器18。在从主控制单元20接收到后同步档选择信号时，RD微型计算机86接着确定后变速器18的当前后档位(即，确定后变速器18的链导轨相对于后链轮R1至R10的位置)。在示例性实施例中，后变速器18的操作位置传感器88将后变速器18的当前后档位提供给RD微型计算机86。响应于该后同步变速信号(后变速命令信号)并且基于来自操作位置传感器88的所存储的档位，RD微型计算机86确定是否操作RD电机80来移动后变速器18的链导轨的档位。如果RD微型计算机86确定不应切换后变速器18的链导轨，则RD微型计算机86不移动RD电机80。然而，如果RD微型计算机86确定可切换后变速器18的链导轨，则RD微型计算机86移动RD电机80。
当链条22位于大(外)前链轮F2(顶档)上时，并且如果骑车人将减档(向内)操作杆32按压至第一位置(第一卡嗒)，则仅前变速器16从大(外)前链轮F2被切换至小(内)前链轮F1，而后变速器18不移动。然而，当链条22位于小(内)前链轮F1(低档)上时，并且如果骑车人将减档(向内)操作杆32按压至第一位置(第一卡嗒)，则前和后变速器16和18都不移动。
当链条22位于大(外侧)前链轮F2(顶档)上时，并且如果骑车人将减档(向内)操作杆32按压至第二位置(第二卡嗒)，则前和后变速器16和18都被切换。具体地讲，前变速器16从大(外)前链轮F2被切换至小(内)前链轮F1，而后变速器18被切换为(例如加档一或两档)减小齿轮齿数比。该加档值(即，响应于后同步档选择信号而切换的档的数量)优选地可由骑车人通过改变主控制单元20中的设定来调整。然而，当链条22位于小(内)前链轮F1(低档)上时，并且如果骑车人将减档(向内)操作杆32按压至第二位置(第二卡嗒)，则前和后变速器16和18都不移动。
当链条22位于小(内)前链轮F1(低档)上时，并且如果骑车人将加档(向外)操作杆33按压至第一位置(第一卡嗒)，则仅前变速器16从小(内)前链轮F1被切换至大(外)前链轮F2，而后变速器18不移动。然而，当链条22位于大(外)前链轮F2上时，并且如果骑车人将加档(向外)操作杆33按压至第一位置(第一卡嗒)，则前和后变速器16和18都不移动。
当链条22位于小(内)前链轮F1(低档)上时，并且如果骑车人将加档(向外)操作杆33按压至第二位置(第二卡嗒)，则前和后变速器16和18都被切换。具体地讲，前变速器16从小(内)前链轮F1被切换至大(外)前链轮F2，并且后变速器18被切换为(例如减档一或两档)增加齿轮齿数比。该减档值(即，响应于后同步档选择信号而切换的档的数量)优选地可由骑车人通过改变主控制单元20中的设定来调整。减档值可相对于加档值被独立地调整，使得骑车人可将减档值和加档值设定为相同或不同以便用于后同步变速。然而，当链条22位于大(外)前链轮F2(顶档)上时，并且如果骑车人将加档(向外)操作杆33按压至第二位置(第二卡嗒)，则前和后变速器16和18都不移动。
现在参照图10的流程图，讨论自行车变速控制器(即，主控制单元20、FD微型计算机76和RD微型计算机86)执行的可供替换的处理。因为图10中示出的可供替换的处理中使用了图9所示的处理的一些步骤，所以对相同的处理步骤给出相同的附图标记。
在图10所示的处理中，当主控制单元20被接通时，电力从电池26被供应至变速机构12和14以及前和后变速器16和18。在步骤S10中，当主控制单元20以与图9的流程图的处理相同的方式从左手侧变速机构12的变速开关41和43中的一个中接收到前档选择信号时，图10的流程图的处理开始。实际上，图10的流程图的步骤S10、S20、S30、S40、S50、S60和S70的处理与图9的流程图中的步骤S10、S20、S30、S40、S50、S60和S70相同。因此，将不再重复对这些步骤的描述。
图10的流程图的处理与图9的流程图的处理不同在于添加了步骤S51，使得当还没接收到后同步档选择信号时处理不立即结束。而是，如果还没接收到后同步档选择信号，则处理前进至步骤S51。
在步骤S51中，自行车变速控制器的主控制单元20再次确定是否接收到了前变速信号。如果是，则处理回到步骤S20。如果没有，则处理回到步骤S50。
现在参照图11的流程图，讨论自行车变速控制器(即，主控制单元20、FD微型计算机76和RD微型计算机86)执行的可供替换的处理。因为图11中示出的可供替换的处理中使用了图9所示的处理的一些步骤，所以对相同的处理步骤给出相同的附图标记。
在图11所示的处理中，当主控制单元20被接通时，电力从电池26被供应至变速机构12和14以及前和后变速器16和18。在步骤S10中，当主控制单元20以与图9中的流程图的处理相同的方式从左手侧变速机构12的变速开关41和43中的一个中接收到前档选择信号时，图11的流程图的处理开始。
在步骤S11中，自行车变速控制器的主控制单元20确定在指定的时间(例如，一或两秒)内是否没有接收到后同步档选择信号。如果没有，则处理前进至步骤S20，其中主控制单元20输出前变速信号。如果有，则处理回到步骤S71，其中主控制单元20输出前变速信号和后同步变速信号。
关于步骤S71，主控制单元20可选择性地同时输出前变速信号和后同步变速信号；或先输出前变速信号，然后输出后同步变速信号；或先输出后同步变速信号，然后输出前变速信号。根据链条22在前和后链轮上的当前位置，可更优选地先操作前变速器16，然后是后变速器18，反之亦然。例如，当减档(操作减档操作杆32)时，优选地先减档前变速器16，然后加档后变速器18。另一方面，当加档(操作加档操作杆33)时，优选地先减档后变速器18，然后加档前变速器16。因此，优选地，主控制单元20根据链条22在前和后链轮上的当前位置，以不同顺序选择性地输出前变速信号和后同步变速信号。
如果完全地同时切换前和后变速器16和18，则将导致冲击。因此，前换档和后换档的开始时间优选地在时间上稍微偏置。用户可选择性地在主控制单元20的存储器中设定前换档和后换档之间的偏置定时。例如，可通过按压主控制单元20上的按钮来设定0.25秒的偏置定时。此外，如骑车人和/或厂家设定的，骑车人加档时的偏置定时和骑车人减档时的偏置定时可以相同或不同。
当主控制单元20确定第二骑车人意图时，主控制单元20确定与前变速器16的变化相关联的预定后档。在图11的处理中，在主控制单元20接收到前选择信号和后同步档选择信号之后，主控制单元20输出前变速信号和后同步变速信号两者，而不等待接收前完成变速信号。
现在参照图12的流程图，讨论自行车变速控制器(即，主控制单元20、FD微型计算机76和RD微型计算机86)执行的可供替换的处理。因为图12中示出的可供替换的处理中使用了图9所示的处理的一些处理步骤，所以对相同的处理步骤给出相同的附图标记。
在图12所示的处理中，当主控制单元20被接通时，电力从电池26被供应至变速机构12和14以及前和后变速器16和18。在步骤S10中，当主控制单元20以与图9的流程图的处理相同的方式从左手侧变速机构12的变速开关41和43中的一个中接收到前档选择信号时，图11的流程图的处理开始。
在步骤S20中，主控制单元20将前变速信号输出至前变速器16的FD微型计算机76。然后处理前进至步骤S31。
在步骤S31中，自行车变速控制器的主控制单元20确定在指定的时间(例如，一或两秒)内是否没有接收到后同步档选择信号。步骤S31与图11中的步骤S11相同。如果在指定时间内没有接收到同步档选择信号，则处理前进至步骤S40，其中主控制单元20取消任何进一步的处理。如果在指定时间内接收到了同步档选择信号，则处理回到步骤S70，其中主控制单元20输出后同步变速信号。
当主控制单元20确定第二骑车人意图时，主控制单元20确定与前变速器16的变化相关联的预定后档。在图12的处理中，在主控制单元20接收到前选择信号和后同步档选择信号之后，主控制单元20输出前变速信号和后同步变速信号，而不等待接收前完成变速信号。
现在参照图13至15，现在将解释根据第二实施例的自行车变速控制设备。考虑到第一和第二实施例之间的相似性，将对第二实施例与第一实施例相同的部件给出与第一实施例的部件相同的附图标记。此外，为了简明起见，将省略对第二实施例中与第一实施例相同的部件的描述。
在该第二实施例中，左手侧变速机构112代替第一实施例的左手侧变速机构12，并且对主控制单元20进行不同地编程。左手侧变速机构112与左手侧变速机构12相同，除了变速开关41至44已经被前变速器减档开关141和前变速器加档开关143代替。此处，前变速器减档开关141由减档(向内)操作杆32操作，而前变速器加档开关143由加档(向外)操作杆33操作。前变速器减档开关141基本地包括形成磁感应单元的磁传感器141a和磁体141b。前变速器加档开关143基本地包括形成磁感应单元的磁传感器143a和磁体143b。当然，变速开关141和143不限于磁体感应单元。例如，可根据需要和/或期望使用触点开关、光学传感器等。
在该第二实施例中，与第一实施例相似，可操作减档操作杆32和加档操作杆33，以执行单个变速操作和同步变速操作。然而，在该第二实施例中，单个变速操作通过在指定时间内按压和释放操作杆32和33(即产生短电信号脉冲的短按压)来执行，而同步变速操作通过按压操作杆32和33并保持指定时间(即产生长电信号脉冲的长按压)来执行。换句话说，在按压操作杆32和33中的一个之后，如果骑车人快速地释放操作杆32或33，则仅切换前变速器16。然而，如果骑车人将操作杆32和33中的一个按压指定量的时间或更长，则前和后变速器16和18都以与第一实施例中所讨论的相同方式被切换。
现在参照图16的流程图，讨论由自行车变速控制器(即主控制单元20、FD微型计算机76和RD微型计算机86)执行的处理，该处理使用图13至15所示的左手侧变速机构112。因为图16所示的可供替换的处理中使用了图9所示的处理的一些步骤，所以将对相同的处理步骤给出相同的附图标记。
如下所述，在图16所示的可供替换的处理中，当接收第一档选择信号的时间量小于指定时间阈值时，主控制单元20的变速确定部确定满足用于单个变速操作的第一信号标准，而当接收第一档选择信号的时间量等于或大于指定时间阈值、使得具有指定长度的信号或更长的第一档选择信号构成第一/第二变速信号时，主控制单元20的变速确定部确定满足用于执行同步变速操作的第二信号标准。
在图16所示的处理中，当主控制单元20被接通时，电力从电池26供应至变速机构12和14以及前和后变速器16和18。在步骤S10中，当主控制单元20从左手侧变速机构112的变速开关141和143中的一个接收到前档选择信号时，图16的流程图中的处理开始。更具体地讲，当快速地按下(短脉冲)减档(向内)操作杆32，使得磁体141b被放置在磁传感器141a上方时，前变速器减档开关141将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以将链条22从小的前链轮F1切换至大的前链轮F2。另一方面，当快速地按下(短脉冲)加档(向外)操作杆33，使得磁体143b被放置在磁传感器143a上方时，前变速器加档开关143将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以将链条22从大的前链轮F2切换至小的前链轮F1。因此，用于执行单个变速操作的第一变速信号和用于执行同步变速操作的第一/第二变速信号是具有不同脉冲长度的脉冲信号。
在步骤S20中，主控制单元20以针对图9在上文讨论的相同的方式将前变速信号(前变速命令信号)输出至前变速器16的FD微型计算机76。然后，处理前进至步骤S21。
在步骤S21中，自行车变速控制器的主控制单元20确定接收到的前档选择信号的时间是否小于指定时间阈值(例如小于0.5秒)。如果主控制单元20确定骑车人已快速地释放了操作杆32或33，则处理前进至步骤S40，其中取消了对来自变速开关141或143的任何信号的进一步的处理。然而，如果主控制单元20确定骑车人将操作杆32或33保持了比指定时间阈值更长的时间，则处理前进至步骤S30。
在步骤S30中，自行车变速控制器的主控制单元20确定是否在指定时间(例如，一或两秒)内从前变速器16的FD微型计算机76接收到了前完成变速信号。如果没有在指定时间内接收到前完成变速信号，则处理前进至步骤S40，其中取消了对来自变速开关141或143的任何信号的进一步的处理。另一方面，如果在指定时间内接收到前完成变速信号，则处理前进至步骤S60。
在步骤S60中，主控制单元20在前进至步骤S70之前等待了预定量的时间。步骤S60在某些情况下不是必需的。例如，如果步骤S30中的指定时间不足以确保在处理前进至步骤S70之前完成前变速器16的切换，则可去除步骤S60。此外，步骤S50可在确定自行车变速控制器的主控制单元20是否接收到后同步档选择信号之前包括逝去指定量的时间。如果步骤S50在作出决定之前包括等待时间，则可以去除步骤S60。
在步骤S70中，后同步变速信号从自行车变速控制器的主控制单元20输出至后变速器18。在从主控制单元20接收到后同步档选择信号时，RD微型计算机86确定后变速器18的当前后档位(即确定后变速器18的链导轨相对于后链轮R1至R10的位置)。在示例性实施例中，后变速器18的操作位置传感器88将后变速器18的当前后档位提供给RD微型计算机86。响应于该后同步变速信号(后变速命令信号)并且基于来自操作位置传感器88的所存储的档位，RD微型计算机86确定是否操作RD电机80来移动后变速器18的链导轨的档位。如果RD微型计算机86确定不应切换后变速器18的链导轨，则RD微型计算机86不移动RD电机80。然而，如果RD微型计算机86确定可切换后变速器18的链导轨，则RD微型计算机86移动RD电机80。
现在参照图17中的流程图，讨论由自行车变速控制器(即主控制单元20、FD微型计算机76和RD微型计算机86)执行的可供替换的处理，该处理使用图13至15所示的左手侧变速机构112。基本地，图17中的流程图是图16的流程图所示的控制处理的更简单的控制处理。因为图17所示的可供替换的处理中使用了图9和16所示的处理的一些步骤，所以将对相同的处理步骤给出相同的附图标记。
在图17所示的处理中，当主控制单元20被接通时，电力从电池26被供应至变速机构12和14以及前和后变速器16和18。在步骤S10中，当主控制单元20从左手侧变速机构112的变速开关141和143中的一个接收到前档选择信号时，图16的流程图的处理开始。更具体地讲，当快速地按下(短脉冲)减档(向内)操作杆32，使得磁体141b被放置在磁传感器141a上方时，前变速器减档开关141将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以便将链条22从小的前链轮F1切换至大的前链轮F2。另一方面，当快速地按下(短脉冲)加档(向外)操作杆33，使得磁体143b被放置在磁传感器143a上方时，前变速器加档开关143将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以便将链条22从大的前链轮F2切换至小的前链轮F1。
在步骤S21中，自行车变速控制器的主控制单元20确定接收到的前档选择信号的时间是否小于指定时间阈值(例如小于0.5秒)。如果主控制单元20确定骑车人已快速地释放了操作杆32或33，则处理前进至步骤S20，其中主控制单元20以与针对图9在上文讨论的相同方式将前变速信号输出至前变速器16的FD微型计算机76。然后，处理结束。然而，如果主控制单元20确定骑车人将操作杆32或33保持了比指定时间阈值更长的时间，则处理前进至步骤S71。
在步骤S71中，主控制单元20输出前变速信号和后同步变速信号。主控制单元20可选择性地同时输出前变速信号和后同步变速信号；或先输出前变速信号，然后输出后同步变速信号；或先输出后同步变速信号，然后输出前变速信号。根据链条22在前和后链轮上的当前位置，可更优选地先操作前变速器16，然后是后变速器18，反之亦然。例如，当减档(操作减档操作杆32)时，优选地先减档前变速器16，然后加档后变速器18。另一方面，当加档(操作加档操作杆33)时，优选地先减档后变速器18，然后加档前变速器16。因此，优选地，主控制单元20基于链条22在前和后链轮上的当前位置，以不同顺序选择性地输出前变速信号和后同步变速信号。
现在参照图18和19的流程图，在该第二实施例中选择性地，通过在指定时间内仅按压并释放操作杆32和33一次(即在指定时间内的单个电信号脉冲)来执行单个变速操作，并且通过在指定时间内按压并释放操作杆32和33两次(即在指定时间内的两个电信号脉冲)来执行同步变速操作。换句话说，如果骑车人在指定量的时间内仅对操作杆32和33中的一个按压了一次，则仅换档前变速器16。然而，如果骑车人在指定量的时间内对操作杆32和33中的一个按压了两次，则以与第一实施例中讨论的相同的方式对前和后变速器16和18进行换档。
如下所述，在图18和19中示出的可供替换的处理中，当在指定时间阈值内仅接收到第一档选择信号一次时，主控制单元20的变速确定部确定满足单个变速操作的第一信号标准，并且当在指定时间阈值内接收到第一档选择信号两次、使得第一档选择信号的第二次出现构成第一/第二变速信号时，主控制单元20的变速确定部确定满足用于执行同步变速操作的第二信号标准。
如图18中的流程图所示，现在将讨论由自行车变速控制器(即主控制单元20、FD微型计算机76和RD微型计算机86)执行的可供替换的处理，该处理使用图13至15所示的左手侧变速机构112。因为图18所示的可供替换的处理中使用了图9和16所示的处理的一些步骤，所以将对相同的处理步骤给出相同的附图标记。
在图18所示的处理中，当主控制单元20被接通时，电力从电池26供应至变速机构12和14以及前和后变速器16和18。在步骤S10中，当主控制单元20从左手侧变速机构112的变速开关141和143中的一个接收到前档选择信号时，图18的流程图中的处理开始。更具体地讲，当按下减档(向内)操作杆32，使得磁体141b被放置在磁传感器141a上方时，前变速器减档开关141将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以便将链条22从小的前链轮F1切换至大的前链轮F2。另一方面，当按下加档(向外)操作杆33，使得磁体143b被放置在磁传感器143a上方时，前变速器加档开关143将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以便将链条22从大的前链轮F2切换至小的前链轮F1。因此，用于执行单个变速操作的第一变速信号和用于执行同步变速操作的第一/第二变速信号是具有不同脉冲定时的脉冲信号。
在步骤S20中，主控制单元20以与针对图9在上文讨论的相同的方式将前变速信号输出至前变速器16的FD微型计算机76。然后，处理前进至步骤S22。
在步骤S22中，自行车变速控制器的主控制单元20确定是否在指定时间(例如，小于0.5秒)内已经接收到第二前档选择信号。如果主控制单元20确定骑车人已在指定时间内移动了操作杆32或33两次，则处理前进至步骤S30。然而，如果主控制单元20确定骑车人在指定时间内仅移动了操作杆32或33一次，则处理前进至步骤S40，其中取消了对来自变速开关141或143的任何信号的进一步的处理。
在步骤S30中，自行车变速控制器的主控制单元20确定是否在指定时间(例如，一或两秒)内从前变速器16的FD微型计算机76接收到前完成变速信号。如果在指定时间内没有接收到前完成变速信号，则处理前进至步骤S40，其中取消了对来自变速开关141或143的任何信号的进一步的处理。另一方面，如果在指定时间内接收到前完成变速信号，则处理前进至步骤S60。
在步骤S60中，主控制单元20在前进至步骤S70之前等待预定量的时间。步骤S60在某些情况下不是一定必需的。例如，如果步骤S30中的指定时间不足以确保在处理前进至步骤S70之前完成前变速器16的切换，则可去除步骤S60。此外，步骤S22和S30可在开始对后变速器18切换之前提供足够的等待时间，以便允许前变速器16的换档完成。因此，如果步骤S22和S30提供了足够的等待时间，则可去除步骤S60。
在步骤S70中，以与针对图9在上文讨论的相同的方式将后同步变速信号从自行车变速控制器的主控制单元20输出至后变速器18。
如图19中的流程图所示，现在将讨论由自行车变速控制器(即主控制单元20、FD微型计算机76和RD微型计算机86)执行的可供替换的处理，该处理使用图13至15所示的左手侧变速机构112。因为图18所示的可供替换的处理中使用了图9和18所示的处理的一些步骤，所以将对相同的处理步骤给出相同的附图标记。
在图19所示的处理中，当主控制单元20被接通时，电力从电池26供应至变速机构12和14以及前和后变速器16和18。在步骤S10中，当主控制单元20从左手侧变速机构112的变速开关141和143中的一个接收到前档选择信号时，图17的流程图中的处理开始。更具体地讲，当按下减档(向内)操作杆32，使得磁体141b被放置在磁传感器141a上方时，前变速器减档开关141将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以便将链条22从小的前链轮F1切换至大的前链轮F2。另一方面，当按下加档(向外)操作杆33，使得磁体143b被放置在磁传感器143a上方时，前变速器加档开关143将前档选择信号输出至主控制单元20来移动前变速器16，以便将链条22从大的前链轮F2切换至小的前链轮F1。
在步骤S22中，自行车变速控制器的主控制单元20确定是否在指定时间(例如，小于0.5秒)内已经接收到第二前档选择信号。如果主控制单元20确定骑车人没有在指定时间内移动操作杆32或33两次，则处理前进至步骤S20，其中主控制单元20以与针对图9在上文讨论的相同的方式将前变速信号输出至前变速器16的FD微型计算机76。然后，处理结束。然而，如果主控制单元20确定骑车人已在指定时间内移动了操作杆32或33两次，则处理前进至步骤S71。
在步骤S71中，主控制单元20输出前变速信号和后同步变速信号。主控制单元20可选择性地同时输出前变速信号和后同步变速信号；或先输出前变速信号，然后输出后同步变速信号；或先输出后同步变速信号，然后输出前变速信号。根据链条22在前和后链轮上的当前位置，可更优选地先操作前变速器16，然后是后变速器18，反之亦然。例如，当减档(操作减档操作杆32)时，优选地先减档前变速器16，然后加档后变速器18。另一方面，当加档(操作加档操作杆33)时，优选地先减档后变速器18，然后加档前变速器16。因此，优选地，主控制单元20基于链条22在前和后链轮上的当前位置，以不同顺序选择性地输出前变速信号和后同步变速信号。
尽管仅选择所选的实施例来示例本发明，但从本公开内容本领域技术人员显而易见，可在不偏离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下进行各种变化和修改。例如，可根据需要和/或期望修改各种部件的大小、形状、位置或方位。被示为直接连接或彼此接触的部件可具有设置在它们之间的中间结构。一个元件的功能可由两个元件来执行，反之亦然。一个实施例的结构和功能可在另一个实施例中被采用。不一定必须同时在特定的实施例中呈现所有的优点。对于现有技术独特的每个特征，单独或与其它特征组合地，也应被视为申请人的其它发明的独立的说明，包括由这样的一个或多个特征体现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施例的上述说明仅用于示例，而不是用于如所附权利要求及其等同物那样对本发明进行限制。

Claims (17)

1.一种自行车变速控制设备，包括： 
档选择信号接收部，选择性地接收第一档选择信号和第一/第二档选择信号； 
变速确定部，用来： 
当档选择信号接收部接收到满足第一信号标准的第一档选择信号时，确定用于第一变速的第一骑车人变速意图，以及 
当档选择信号接收部接收到满足与第一信号标准不同的第二信号标准的第一/第二档选择信号时，确定用于除第一变速以外还执行第二变速的第二骑车人变速意图；以及 
变速输出部，在变速确定部确定第一骑车人变速意图时输出第一变速信号，并在变速确定部确定第二骑车人变速意图时除了输出第一变速信号之外还输出第二变速信号， 
其中，所述变速输出部输出第一变速信号，以便通过一次改变一个档而执行加档至较高速度和减档至较低速度中的一个；并且输出第二变速信号，以便通过一次改变一个或指定数量的档而执行加档至较高速度和减档至较低速度中的另一个。 
2.根据权利要求1所述的自行车变速控制设备，其中 
当经由档选择信号接收部的第一输入端接收到第一档选择信号时，变速确定部确定满足第一信号标准；并且当经由与档选择信号接收部的第一输入端不同的档选择信号接收部的第二输入端接收到第一/第二档选择信号时，变速确定部确定满足第二信号标准。 
3.根据权利要求1所述的自行车变速控制设备，其中 
当接收第一档选择信号的时间量小于指定时间阈值时，变速确定部确定满足第一信号标准；并且当接收第一档选择信号的时间量等于或大于指定时间阈值时，变速确定部确定满足第二信号标准。 
4.根据权利要求1所述的自行车变速控制设备，其中 
第一档选择信号和第一/第二档选择信号是具有不同脉冲长度的脉冲信号。 
5.根据权利要求1所述的自行车变速控制设备，其中 
当在指定时间阈值内仅接收到第一档选择信号一次时，变速确定部确定满足第一信号标准；并且当在指定时间阈值内接收到第一档选择信号两次、从而第一档选择信号的第二次出现构成了第一/第二变速信号时，变速确定部确定满足第二信号标准。 
6.根据权利要求1所述的自行车变速控制设备，其中 
第一档选择信号和第一/第二档选择信号是具有不同脉冲定时的脉冲信号。 
7.根据权利要求1所述的自行车变速控制设备，其中变速确定部还执行： 
当档选择信号接收部接收到满足第三信号标准的第三档选择信号时，确定用于第三变速的第三骑车人变速意图，以及 
当档选择信号接收部接收到满足与第三信号标准不同的第四信号标准的第三/第四档选择信号时，确定用于除第三变速以外还执行第四变速的第四骑车人变速意图； 
变速输出部在变速确定部确定第三骑车人变速意图时输出第三变速信号，并在变速确定部确定第四骑车人变速意图时除了输出第三变速信号之外还输出第四变速信号； 
变速输出部输出第一变速信号，以便通过一次改变一个档而加档至较高速度；并且输出第二变速信号，以便通过一次改变一个或指定数量的档而减档至较低速度；以及 
变速输出部输出第三变速信号，以便通过一次改变一个档而减档至较低速度；并且输出第四变速信号，以便通过一次改变一个档或指定数量的档而加档至较高速度。 
8.根据权利要求1所述的自行车变速控制设备，还包括 
第一变速操作装置，其具有第一单个骑车人档输入部件，所述第一单个骑车人档输入部件可选择性地以产生第一档选择信号的第一操 作方式操作，并且可选择性地以产生第一/第二档选择信号的第二操作方式操作。 
9.根据权利要求8所述的自行车变速控制设备，还包括 
第二变速操作装置，其与第一变速操作装置物理地分离，并且所述第二变速操作装置具有产生档选择信号的骑车人档输入部件。 
10.根据权利要求9所述的自行车变速控制设备，还包括 
第一变速装置，响应于第一变速操作装置的第一单个骑车人档输入部件以第一和第二操作方式被操作而由第一变速操作装置操作，以及 
第二变速装置，响应于第一变速操作装置的第一单个骑车人档输入部件以第二操作方式被操作和第二变速操作装置的骑车人档输入部件的操作而选择性地由第一和第二变速操作装置操作。 
11.根据权利要求10所述的自行车变速控制设备，其中 
第一变速操作装置包括齿轮减档操作部件和齿轮加档操作部件，其中第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的一个构成第一单个骑车人档输入部件，而第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的另一个构成第二单个骑车人档输入部件，第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的每一个都能够以第一和第二操作方式操作。 
12.根据权利要求11所述的自行车变速控制设备，其中 
第二变速操作装置包括产生减档齿轮选择信号的齿轮减档操作部件和产生加档齿轮选择信号的齿轮加档操作部件，其中第二变速操作装置的骑车人档输入部件构成齿轮减档操作部件和齿轮加档操作部件中的一个，而齿轮减档操作部件和齿轮加档操作部件中的另一个构成第二变速操作装置的另一个骑车人档输入部件。 
13.根据权利要求10所述的自行车变速控制设备，其中 
第一变速操作装置包括齿轮减档操作部件和齿轮加档操作部件，其中第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的每一个都能够以第一和第二操作方式操作，使得在第一操作方式中的齿轮减档操作部件的操作使控制器沿第一齿轮减档方向操作第一变速装置，而第二操作 方式中的齿轮减档操作部件的操作使得控制器沿第一齿轮减档方向操作第一变速装置并且沿第二齿轮加档方向操作第二变速装置，并且使得第一操作方式中的齿轮加档操作部件的操作使控制器沿第一齿轮加档方向操作第一变速装置，而第二操作方式中的齿轮加档操作部件的操作使控制器沿第一齿轮加档方向操作第一变速装置并且沿第二减档方向操作第二变速装置。 
14.根据权利要求10所述的自行车变速控制设备，其中 
第一和第二变速装置被配置为使得当仅第一变速装置改变一个速度时的改变值大于当仅第二变速装置改变一个速度时的改变值。 
15.根据权利要求8所述的自行车变速控制设备，其中 
第一变速操作装置的第一单个骑车人档输入部件被可移动地安装为在静止位置、第一操作位置和第二操作位置之间移动，在第一单个骑车人档输入部件从静止位置向第二操作位置的单个向前动作期间第二操作位置经过第一操作位置，使得当第一单个骑车人档输入部件从静止位置移动到第一操作位置时执行第一操作方式，并使得当第一单个骑车人档输入部件从静止位置移动到第二操作位置时执行第二操作方式。 
16.根据权利要求8所述的自行车变速控制设备，其中 
第一变速操作装置包括齿轮减档操作部件和齿轮加档操作部件，其中第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的一个构成第一单个骑车人档输入部件，而第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的另一个构成第二单个骑车人档输入部件，第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的每一个都可移动，使得当第一变速操作装置的减档和加档操作部件从静止位置移动到操作位置然后在预定时间内返回静止位置时执行第一操作方式，并使得当第一变速操作装置的减档和加档操作部件从静止位置移动到操作位置并在操作位置保持比预定时间更长的时间时执行第二操作方式。 
17.根据权利要求8所述的自行车变速控制设备，其中 
第一变速操作装置包括齿轮减档操作部件和齿轮加档操作部件， 其中第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的一个构成第一单个骑车人档输入部件，而第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的另一个构成第二单个骑车人档输入部件；第一变速操作装置的减档和加档操作部件中的每一个都可移动，使得当第一变速操作装置的减档和加档操作部件在预定时间内从静止位置向操作位置仅移动一次然后返回静止位置时执行第一操作方式，并使得当第一变速操作装置的减档和加档操作部件在预定时间内从静止位置向操作位置移动两次时执行第二操作方式。 
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说明书第6页第16-26行
附图3-4.

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