CN102317146B - 自动传动装置及用于其的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了用于控制传动装置及关联的车辆、机器、设备等的系统和方法。在一种情况下，传动装置控制系统包括配置成使用感测到的车辆速度和指令的目标恒定输入速度来保持输入速度基本恒定的控制单元。该系统包括将传动装置的速度比与车辆速度关联的一个或多个映射(208)。在一种实施方式中，一种这样的映射将编码器位置与车辆速度关联。关于特定的应用，预期自动自行车传动装置切换系统。示例自动自行车包括控制单元(204)、切换致动器(212)、各种传感器(202、210)和用户接口。控制单元配置成与逻辑模块(209)和致动器控制器合作，以控制骑车人的节奏。在一种实施方式中，控制单元的存储器或者与控制单元通信的存储器包括将传动装置速度比与自行车速度关联的一个或多个恒定节奏映射。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请保护于2007年12月21日提交的美国临时专利申请No.61/016,305的权益，该申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明总体上涉及机械传动装置，更具体而言，涉及自动传动装置及控制所述传动装置的方法。
背景技术
自动传动装置在多种机器中都可以找到。但是，在某些领域中，手动操作传动装置仍然是普遍的。例如，在自行车行业中，大多数自行车都配置成手动操作传动装置，这通常涉及手动地致动拉杆、线缆和链接(linkage)，使得链条从一个后链齿移动到另一个后链齿。但是，已经出现了对于方便自行车传动装置的自动控制的系统和对应的方法的需求。
通过提供自动控制传动装置的系统和方法，在此所公开的创新性实施方式解决了这种需求，该系统与方法在一些情况下特别适合于例如自行车的人力车辆。
发明内容
在此所描述的系统与方法有几个特征，这几个特征中没有一个特征单独地负责全部期望的属性。不限制由所附权利要求所表示的范围，现在将简单地讨论本发明的某些实施方式的更突出的特征。在考虑这个讨论之后，尤其是阅读了标题为“具体实施方式”的部分之后，将理解该系统和方法的特征如何提供优于相关传统系统和方法的几个优点。
在一个方面，本发明提出一种自动控制自行车的球-行星传动装置的方法。该方法涉及：接收与目标用户踩踏板速度关联的输入；确定自行车速度；及至少部分地基于所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度来确定目标传动比。该方法还可以包括将传动装置的传动比调节成基本上等于目标传动比。在一种实施方式中，还包括确定与所述目标用户踩踏板速度关联的编码器位置的步骤。在另一种实施方式中，调节传动比包括命令致动器移动到所确定的编码器位置。在又一种实施方式中，调节换档杆(shiftrod)包括绕传动装置的纵轴旋转换档杆的步骤。
在另一方面，本发明针对自动控制自行车的球-行星传动装置的方法。该方法包括：接收与目标用户踩踏板速度关联的输入；确定自行车速度；及基于所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度来调节自行车的速度比，以便将用户的踩踏板速度保持在所述目标用户踩踏板速度的一个带内。在一些实施方式中，该带是所述目标用户踩踏板速度加上或者减去10转/分钟(rpm)。在其它实施方式中，该带是所述目标用户踩踏板速度的+/-2rpm到大约+/-5rpm范围。在一种实施方式中，调节自行车的速度比包括确定与所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度关联的编码器位置的步骤。在一些实施方式中，调节自行车的速度比包括命令致动器移动到所确定的编码器位置的步骤。在其它实施方式中，调节自行车的速度比包括调节传动装置的换档杆的步骤。在其它实施方式中，调节换档杆包括绕传动装置的纵轴旋转换档杆的步骤。
本发明的又一方面涉及自动控制自行车的球-行星传动装置的方法。该方法涉及：提供与目标用户踩踏板速度关联的输入；确定自行车速度；及识别与自行车速度关联的目标编码器位置。该方法可以进一步包括致动伺服系统，以便获得目标编码器位置。在一种实施方式中，致动伺服系统包括调节传动装置的换档杆的步骤。在一些实施方式中，识别目标编码器位置包括生成数据结构。在其它实施方式中，生成数据结构包括记录编码器位置的步骤。在一种实施方式中，生成数据结构包括记录输入速度和记录输出速度的步骤。在一些实施方式中，该方法包括至少部分地基于输入速度和输出速度确定速度比的步骤。在其它实施方式中，该方法包括记录速度比的步骤。
在一种情况下，本发明关注的是用于自动切换球-行星自行车传动装置的系统。该系统包括：配置成检测自行车速度的速度传感器；配置成接收来自速度传感器的输入的处理器；及配置成向处理器提供节奏(cadence)数据的数据输入接口，所述节奏数据指示期望的恒定输入踩踏板速度。该系统可以附加地具有与处理器通信的存储器，该存储器上面存储了将自行车速度与速度比关联的一个或多个映射。在一种实施方式中，该系统包括与处理器通信的逻辑模块，该逻辑模块配置成与处理器合作以便基于自行车速度和期望的恒定输入踩踏板速度从所述映射确定目标速度比。在一些实施方式中，该系统具有与处理器通信的致动器，该致动器配置成将传动装置的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。在一种实施方式中，控制单元包括处理器、专用集成电路或者可编程逻辑阵列中的至少一种。所述致动器可操作地耦合到传动装置的换档杆，该换档杆配置成调节传动装置的速度比。所述数据输入接口可以包括显示器和至少一个按钮。该系统可以包括配置成提供致动器位置指示的位置传感器。所述数据结构可以包括速度比数据结构和自行车速度数据结构。该系统可以具有配置成向致动器提供电力的电源。在一种实施方式中，电源是发电机。在一些实施方式中，致动器可操作地耦合到传动装置的换档杆。
本发明的另一方面提出一种具有球-行星传动装置和用于自动切换该球-行星传动装置的系统的自行车。在一种实施方式中，该系统具有配置成检测自行车速度的速度传感器。该系统具有配置成接收来自该速度传感器的输入的处理器。在一些实施方式中，该系统包括配置成向处理器提供节奏数据的数据输入接口。节奏数据指示期望的恒定输入踩踏板速度。该系统可以包括与处理器通信的存储器。在一种实施方式中，在该存储器中存储了将自行车速度与速度比关联的一个或多个映射。该系统包括与处理器通信的逻辑模块。该逻辑模块配置成与处理器合作，以便基于自行车速度和期望的恒定输入踩踏板速度从所述映射确定目标速度比。该系统还可以包括与处理器通信的致动器。该致动器配置成将传动装置的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。在一种实施方式中，该数据输入接口包括显示器和至少一个按钮。在一些实施方式中，数据输入接口安装到自行车的车把上。自行车可以包括配置成提供致动器位置指示的位置传感器。在一些实施方式中，所述数据结构具有速度比数据结构和自行车速度数据结构。在其它实施方式中，球-行星传动装置包括换档杆，该换档杆可操作地耦合到所述致动器。
本发明又一方面关注一种具有球-行星传动装置的自动切换自行车系统，其中所述球-行星传动装置具有换档杆。在一种实施方式中，该系统具有可操作地耦合到换档杆的致动器。该系统包括与致动器通信的处理器。该系统还包括与处理器通信的存储器。在一些实施方式中，该存储器具有至少一个将致动器位置与传动比关联的表。该处理器配置成确定传动装置的目标速度比。该系统可以包括配置成检测传动装置的速度的速度传感器，该速度传感器与处理器通信。该致动器适于至少部分地基于目标传动比来调节传动比。在一种实施方式中，该致动器配置成旋转换档杆，以便调节传动比。该系统可以包括与处理器通信的用户接口。该用户接口配置成接收来自操作员的命令，该命令指示期望的操作条件。在一种实施方式中，用户接口包括至少一个按钮。在一些实施方式中，用户接口可以包括显示器。在其它实施方式中，期望的操作条件是期望的节奏水平。该系统还可以包括与处理器通信的编码器。该编码器配置成指示换档杆的位置。在一种实施方式中，表包含将换档杆位置与传动比关联的数据。在其它实施方式中，表包含将换档杆位置与节奏水平关联的数据。
当本领域技术人员阅读以下详细描述并查看所包含的附图时，这些及其它改进对于他们将变得显而易见。
附图说明
图1是采用本文描述的创新性实施方式的传动装置控制系统的框图。
图2是结合本文描述的创新性实施方式的又一种传动装置控制系统的框图。
图3是根据本文描述的创新性实施方式的自动自行车传动装置切换系统的框图。
图4是可用于生成能与本文描述的传动装置控制方法和系统的创新性实施方式一起使用的数据结构的方法的处理流程图。
图5A是可以与本文描述的传动装置控制方法和系统的创新性实施方式一起使用的示例数据结构。
图5B是可以与本文描述的传动装置控制方法和系统的创新性实施方式一起使用的又一种示例数据结构。
图6是根据本文描述的创新性实施方式的自动传动装置控制方法的处理流程图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的优选实施方式，在所有附图中，相同的标号指示相同的元件。本文描述的的创新性系统和方法总体上可以与在美国专利6,241,636、6,419,608、6,689,012和7,011,600中公开的传动装置和变速器一起使用。同样地，在此所公开的创新性系统和方法涉及在美国专利申请11/243,484、11/543,311、60/887,767、60/895,713和60/914,633中所描述的传动装置、控制器、用户接口和车辆或者技术应用。这些专利和专利申请中每一个的全部公开内容通过引用包含于此。
参考图1，现在描述用于保持速度输入恒定的传动装置控制系统100。在一种实施方式中，系统100包括耦合到传动装置106的输入轴102和输出轴104，其中传动装置106耦合到传动装置控制器108。输入轴102具有输入速度wi，而输出轴104具有输出速度wo。传动装置的速度比(SR)被定义为输出速度wo除以输入速度wi(或者等同地，wi＝wo/SR)。在控制系统100的操作过程中，在某些实施方式中，当输出速度wo改变时，传动装置控制器108调节SR，以便将输入速度wi保持在基本恒定的值，或者在输入速度wi的预定带中。因此，在一种实施方式中，给定期望的恒定输入速度wi以及在操作过程中检测到的输出速度wo，控制器108调节传动装置104以与检测到的输出速度wo关联的预定SR运行。
传动装置106可以是传统的副变速器(rangebox)、齿轮箱、基于行星齿轮的传动装置、基于牵引(traction-based)的传动装置(例如环形传动装置、球-行星传动装置或者任何其它连续变化或者无极变速传动装置)或者其任意组合。传动装置控制器108可以包括各种集成电路、计算机处理器、逻辑模块、输入和输出接口、数据结构、数字存储器、电源、致动器、传感器、编码器、伺服机构等等。优选地，在一种实施方式中，传动装置控制器108包括将车辆输出速度wo与和传动装置106的SR相关的数据关联的数据结构。
现在转到图2，自动传动装置控制系统200包括耦合到数字处理器204的速度传感器202。数字存储器206设置成与数字处理器204通信。在数字存储器206中存储了与SR关联的输出速度wo的一个或多个矩阵或者表或者映射(下文中称为“表208”)。在一些情况下，逻辑模块209设置成与数字处理器204通信；逻辑模块209具有合适的程序设计和/或算法，以便与数字处理器204合作处理输入并提供输出，例如在基于感测到的输出速度wo和与期望的恒定输入速度wi相关联的数据输入来确定SR。在一种实施方式中，系统200包括耦合到数字处理器204以向数字处理器204提供与期望的恒定输入速度目标wc关联的数据输入的输入设备210。在系统200的一些实施方式中，致动器212(或者比率调节器机构)耦合到数字处理器204，由此数字处理器204可以控制致动器212来调节传动装置107的SR，在一种情况下，传动装置107可以是无极变速传动装置(CVT)。
在操作过程中，速度传感器202向数字处理器204提供对输出速度wo的指示。输入设备210向数字处理器204提供目标输入速度wc。与逻辑模块209和/或表208合作，数字处理器204确定与所指示的输出速度wo和目标输入速度wc关联的SR。然后，数字处理器204命令致动器212将传动装置107的操作速度比调节到所确定的SR。在一些实施方式中，目标输入速度wc可以在输出速度wo范围上基本恒定，使得骑车人以基本恒定的节奏踩踏板。在一种实施方式中，输入设备210提供与输出速度wo值关联的预定输入速度wc值的映射或者指示这种映射的选择。
现在参考图3，自动切换自行车系统300配置成将骑车人的节奏保持在骑车人所选的节奏水平的窄带内。如在此所使用的，术语“节奏”指骑车人的踩踏板速度(其等同于自行车曲柄的旋转速度)。在一种实施方式中，自行车系统300包括与速度传感器304通信的控制单元302、编码器位置传感器306、用户接口308、电源310和可逆电动机312。在一些情况下，齿轮减速组(gearreductionset)314耦合在可逆电动机312与传动装置316之间。自行车轮318和输入驱动器320可操作地耦合到传动装置316。在一些实施方式中，编码器位置传感器306耦合到齿轮减速组314，且速度传感器304可操作地耦合到自行车轮318或者耦合到与其关联的任何旋转部件。输入驱动器320可以是，或者可操作地耦合到，后轮链齿、链条、前链齿、单向离合器、自由轮等。电源310可以耦合到控制单元302、用户接口308和电动机312中的任何一个，或者与其集成。电源310可以是例如电池、发电机或者任何其它合适的电力生成或能量存储设备。
在一些实施方式中，控制单元302包括与存储器324和逻辑模块326通信的数字处理器322。控制单元302可以附加地包括与数字处理器322通信的电动机控制器328。应当指出，数字处理器322、存储器324、逻辑模块326和电动机控制器328不需要全部都集成到一个设备中或者放到共同的外壳中。即，在一些实施方式中，数字处理器322、存储器324、逻辑模块326和电动机控制器328中的任何一个可以远离任何一个其它装置定位；它们之间(或它们中)的通信可以是有线的或者无线的。存储器324优选地具有一个或多个表330，其中所述表330具有将输出速度wo的值与SR的值关联的数据。在一种实施方式中，如图3中所示出的，SR的值由与编码器位置关联的值表示；即，编码器位置表示传动装置316的至少一个SR状态。如在此所使用的，术语“编码器位置”指检测器和/或传感器的状态，该状态表示传动装置316的部件的位置或者耦合到传动装置316的这种部件的内部或外部部件的位置。例如，在一种情况下，编码器位置指示耦合到传动装置316换档杆的齿轮的角位置，从而编码器位置指示该换档杆的角或者轴向位置。
在一种实施方式中，用户接口308包括显示器332及一个或多个操作按钮开关334。显示器332可以是任何合适的屏幕等，用于呈现多种图形和/或字母数字信息。操作开关334可以包括配置成使得操作员能够例如输入数据、进行选择或者改变值的一个或多个按钮或者操纵器。在一些实施方式中，操作开关334使得骑车人能够在操作模式(例如，自动连续的比率调节、自动步进的比率调节、手动，等等)中进行选择。操作开关334可以配置成使得骑车人能够在自动模式下命令不同的节奏水平，或者在手动模式下请求SR调节。
仍然参考图3，在自动切换自行车系统300的操作过程中，用户可以在日常骑行中操作自行车时使用用户接口308来调节期望的节奏水平。控制单元302接收节奏输入，查询存储器324，并与逻辑模块326合作，来选择与节奏输入关联的对应表330。由此，在自行车的正常运行中，用户可以通过指示期望的节奏值来从预定的节奏水平映射(即，表330)中进行选择。速度传感器304检测自行车轮318的速度，在一些情况下其涉及检测某个其它旋转部件(例如自行车轮318的辐条)的旋转速度，其中该旋转部件以指示自行车轮318的旋转速度的速度旋转。基于所指示的节奏值和检测到的自行车轮318的速度，控制单元302从表330中识别与感测到的自行车轮318的速度关联的SR或者编码器位置。与电动机控制器328合作，控制单元302致动可逆电动机312，以便将传动装置316调节成获得基本上匹配从表330中识别出的SR的速度比。当控制单元302响应于自行车轮318的速度的改变而调节SR时，骑车人的节奏被控制成停留在骑车人期望的节奏水平的带内。例如，在一些情况下，骑车人在稳态操作过程中的实际节奏水平可以保持在期望的节奏水平加上或者减去10转/分钟(rpm)，或者+/-5rpm，或者少于+/-2rpm。在一些实施方式中，自动切换自行车系统300可以配置成具有多种自动模式。所述模式可以预先确定，以便在一定的输出速度范围上以任意期望的方式控制骑车人的节奏。例如，在一种这样的模式下，表330可以具有节奏值、输出速度值和相关联的SR值，使得在第一输出速度范围上，节奏被控制到某个节奏值或者特定的节奏值范围，而在第二输出速度范围上，节奏被控制到另一个节奏值或者另一个特定的节奏值范围。
现在参考图4，其描述用于生成可以与表330一起使用的数据结构的处理400。在一种实施方式中，示例传动装置316是球-行星、牵引CVT类型的混合可变行星齿轮(CVP)。这种设备的例子是NuVinciTM传动装置。在这种传动装置316中，输入牵引环的速度与输出牵引环的速度之间的速度比至少部分地由换档杆的位置决定。由此，伺服机构的编码器的位置可以与换档杆的位置关联，这有效地意味着编码器的位置与传动装置316的速度比关联。在具有编码器的伺服机构耦合到传动装置316之后，处理400在状态402开始。在状态404，记录编码器的位置(并且，例如，优选地存储在将作为表330一部分的数据结构中)。移动到状态406，记录传动装置316的输入速度，并且在状态408记录传动装置316的输出速度。转到状态410，通过将输出速度wo除以输入速度wi来计算SR。在状态412，记录SR(并且优选地存储在将作为表330一部分的数据结构中)。
然后，处理400移动到决定状态414，在其中确定是否已经到达传动装置316的范围的端部。对于当前的目的，假定编码器位置的范围可以与传动装置316的速度比的范围共同扩展。当传动装置316是无极变速传动装置时，在给定的范围内有无限多个传动装置速度比；但是，实际当中，编码器位置和传动装置316的速度比中的每一个都将是有限的集合。如果已经到达传动装置316范围的端部，则处理400继续到状态416，在那里编码器移动到下一个编码器位置。然后，处理400返回到状态404并记录新的编码器位置。然后，处理400重复，直到在决定状态414确定已经到达传动装置316范围的端部，在这种情况下，处理400在状态418结束。
因此，处理400的结果是将编码器位置与通过经验确定的传动装置316的速度比关联的数据结构。对于某一类无极变速传动装置，速度比和编码器位置数据可以拟合成通常由SR＝A＊exp(B＊p)描述的曲线，其中A和B是单个设备的常量或者参数特征，而p是编码器位置。例如，对于示例CVP，A＝0.4844而B＝0.0026。数据表330可以结合由处理400生成的编码器位置和速度比数据。
转向图5A，其示出了示例表330，并且现在将对其进行讨论。表330可以包括具有与车辆速度关联的数据的车辆速度数据结构502。表330可以附加地包括具有与编码器位置关联的数据的编码器位置数据结构504。当形成表330的列和行时，车辆速度数据结构502和编码器位置数据结构504彼此对应。给定目标恒定输入速度，对应的SR可以被确定并制表为被请求SR的数据结构506。但是，在一些情况下，被请求SR是不可用的，因为，例如，这种SR低于传动装置316可以提供的最低SR。在这种情况下，被请求SR的数据结构506用于产生可能SR的数据结构508。在图5所示出的例子中，可以从传动装置316获得的最低可能SR是0.5；因此，低于0.5的被请求SR的数据结构的所有值在可能SR的数据结构508中都表示为0.5。随后，对应的最低编码器位置则与表330中的最低可能SR比值关联。类似地，在一些情况下，被请求SR高于传动装置316的最高可能SR；由此，被请求SR的数据结构506中高于传动装置316的最高可能SR的项目都由传动装置316的最高SR(在说明性示例中是1.615)表示。
当然，被请求SR的数据结构506中落在传动装置316速度比的可能范围之内的那些值对应于可能SR的数据结构508中相同的项目。应当指出，除了低于和高于传动装置31的6可能范围的值，在表330中，在编码器位置数据结构505中存在唯一的编码器位置值，该值对应于可能SR的数据结构508中的唯一SR值。但是，速度范围(而不是唯一速度)对应于给定的编码器位置。由此，对于车辆速度数据结构502中58-rpm和小于60-rpm的车轮速度，只对应于一个编码器位置值(即，24)和一个可能的速度比值(即，0.52)。说明性表330包括具有与(利用表达式wi＝wo/SR)计算出的节奏关联的数据的节奏数据结构510。节奏数据结构510不需要是表330的一部分；但是，在说明性表330中包含节奏数据结构510便于证明节奏如何可以在传动装置316可能的速度比范围之上保持恒定(如由节奏数据结构510中的恒定值50所示)。
图5B示出了产生预定骑车人节奏的输出速度相对于SR的映射或表331的另一个例子。在一种实施方式中，表331包括具有与输出或者车辆速度关联的数据的车辆速度数据结构503。表331附加地包括具有与编码器位置关联的数据的编码器位置数据结构505。当形成表331的列和行时，车辆速度数据结构503和编码器位置数据结构505彼此对应。给定对于目标输入速度的期望的预定映射，产生可能SR的数据结构509。节奏数据结构511不需要作为表331一部分，其示出了如何在与车辆速度数据结构503关联的车辆速度范围之上控制节奏。如可以在图5B中看到的，当输出速度从0到100-rpm变化时，允许节奏上升到第一水平(即，74.7-rpm)，SR从0.6调节成0.9。节奏降到51.1-rpm并且在153-rpm的输出速度之前允许其再次上升到74.7-rpm，SR从0.9调节到1.4，在输出速度为153-rpm的时候节奏降到48.8。当输出速度增加到200-rpm时，节奏上升到64-rpm，且SR保持在1.4恒定。这是自动控制传动装置的一个例子，使得相对于三速比率切换方案来控制节奏。当然，可以对其它的自动模式(例如4速、5速、6速、8速或者9速)提供类似的映射。此外，节奏范围可以通过借助于映射移动切换事件来调节，例如对于给定的车辆速度或者车辆速度范围，用65-rpm到90-rpm的范围代替50-rpm到75-rpm。在一些实施方式中，映射可以具有输出速度与节奏之间任何期望的关系(例如，线性的、指数的、倒数的，等等)。
转向图6，现在将描述用于控制传动装置316使得骑车人的节奏被控制在骑车人选择的节奏水平的带之内的处理600。在例如自行车自动切换系统300已经启动并初始化之后，处理600在状态602开始。处理600继续到状态604并接收对目标恒定节奏水平的指示。在一种实施方式中，骑车人使用用户接口308来提供目标恒定节奏水平。处理600接下来移动到状态606，在那里确定自行车速度。在一种实施方式中，速度传感器304检测自行车轮318的速度。但是，在其它实施方式中，自行车速度可以通过测量和/或感测自行车的其它特征或部件来确定，例如通过检测耦合到自行车轮318的发电机(未示出)上的电压、电阻或电流水平来确定。然后，处理600继续到状态608，在其中确定或者识别与自行车速度和目标节奏关联的编码器位置。在一种实施方式中，数字处理器322与存储器324和逻辑模块326合作，以便查询表330并由此选择与自行车速度和目标节奏关联的编码器位置。在处理600的状态610，命令致动器移动到与状态608的所选编码器位置关联的位置。在一些实施方式中，在处理600的决定状态612，确定处理600是应当在状态614退出并结束还是应当循环返回状态604，以便接收目标节奏输入。在状态604，处理600可以查询骑车人是否指令了新的节奏水平；如果没有，则处理600继续使用初始输入的节奏水平。在一种实施方式中，骑车人初始不设置节奏水平，而是控制单元302配置成使用缺省的节奏水平，例如70-rpm。在其它实施方式中，节奏相对于输出速度的映射(而不是特定的节奏值)可以在状态604提供给处理。如前面所讨论的，这种映射可以包括任何类型的将节奏、输出速度和对应SR关联的映射。在处理600的状态614，退出的决定可以基于断电条件、模式改变命令，等等。例如，如果骑车人将模式从自动模式改变成手动模式，则处理600检测到新的条件并在状态614退出。
技术人员将认识到，联系在此所公开的实施方式描述(包括参考自动切换自行车系统300)的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤，可以实现为电子硬件、存储在计算机可读介质上并由处理器执行的软件或者其组合。为了清晰地说明硬件和软件的这种互换性，各种说明性部件、块、模块、电路和步骤在上面都是总体上关于其功能性描述的。这种功能性实现为硬件还是软件是依赖于特定的应用和加到整个系统上的设计约束。技术人员可以变化的方式针对每个特定的应用实现所述的功能性，但这种实现决定不应当解释为导致背离本发明的范围。例如，联系在此所公开的实施方式描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以利用设计成执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑设备、离散门或者晶体管逻辑、离散的硬件部件或者其任意组合来实现或者执行。通用处理器可以是微处理器，但可选地，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。与这种模块关联的软件可以驻留在RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或者本领域中已知的任何其它合适形式的存储介质中。示例存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息以及将信息写到该存储介质。可选地，存储介质可以集成到处理器。处理器和存储介质可以驻留到ASIC中。例如，在一种实施方式中，控制单元302包括处理器(未示出)。控制单元302的处理器还可以配置成执行在此参考电动机控制器328和用户接口308中的一个或两个所述的功能。
以上描述详细说明了本发明的某些优选实施方式并描述了预期的最佳模式。但是，应当认识到，不管以上描述在文字上看起来如何详细，但本发明都可以许多种途径实践。因此，本发明的范围应当仅根据所附权利要求及其任何等价物来解释。
Claims (20)
1.一种自动控制自行车的无级变速传动装置CVT的方法，该方法包括以下步骤：
接收与目标用户踩踏板速度关联的输入；
确定自行车速度；
至少部分地基于所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度来确定目标传动比；
基于所述目标传动比确定用于换档杆的换挡位置，其中用于换档杆的换挡位置从存储在存储器中的数据结构选择，并且其中数据结构将踩踏板速度与一个或多个自行车速度、传动比和换挡杆位置进行映射；以及
将致动器配置成将换挡杆置于所述换挡位置，以将CVT的传动比调节成基本等于所确定的目标传动比。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述无级变速传动装置包括球-行星无级变速传动装置。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述数据结构将换挡杆位置与编码器位置进行映射，并且其中所述方法还包括确定与所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度关联的编码器位置。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述数据结构将换挡杆位置与致动器位置进行映射，并且其中所述方法还包括确定致动器位置和命令致动器移动到所确定的致动器位置。
5.如权利要求1所述的方法，其中调节换档杆包括绕传动装置的纵轴旋转换档杆。
6.一种自动控制自行车的无级变速传动装置CVT的方法，该方法包括以下步骤：
接收与目标用户踩踏板速度关联的输入；
确定自行车速度；
基于目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度，基于目标传动比确定与目标用户踩踏板速度的一个带相关的用于换挡杆的换挡位置，其中用于换档杆的换挡位置从存储在存储器中的数据结构选择，并且其中数据结构将踩踏板速度与一个或多个传动比、换挡杆位置和编码器位置进行映射；以及
调节传动装置的速度比，以便将用户踩踏板速度保持在所述目标用户踩踏板速度的所述带内，
其中调节传动装置的速度比包括将致动器配置成将换挡杆置于所述换挡位置。
7.如权利要求6所述的方法，其中该带包括所述目标用户踩踏板速度加上或者减去10转/分钟(rpm)。
8.如权利要求6所述的方法，其中该带包括所述目标用户踩踏板速度的+/-2rpm至大约+/-5rpm范围。
9.如权利要求6所述的方法，其中调节传动装置的速度比包括确定与所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度关联的编码器位置。
10.如权利要求6所述的方法，其中调节传动装置的速度比包括命令所述致动器移动到所确定的编码器位置。
11.如权利要求6所述的方法，其中所述传动装置包括球-行星无级变速传动装置。
12.一种自动控制自行车的球-行星传动装置的方法，该方法包括以下步骤：
提供与目标用户踩踏板速度关联的输入；
确定自行车速度；
基于目标传动比确定用于换档杆的换挡位置，其中用于换档杆的换挡位置从存储在存储器中的数据结构选择，其中所述数据结构将踩踏板速度与一个或多个传动比、换挡杆位置和编码器位置进行映射；
识别与目标用户踩踏板速度、自行车速度和目标传动比关联的目标编码器位置；以及
致动伺服系统来获得目标编码器位置，所述伺服系统被配置为基于目标编码器位置将所述换挡杆置于换挡位置。
13.如权利要求12所述的方法，其中致动伺服系统包括调节传动装置的换档杆。
14.如权利要求12所述的方法，其中识别目标编码器位置包括生成数据结构中的表。
15.如权利要求14所述的方法，其中生成数据结构包括在数据结构中的表中记录编码器位置。
16.如权利要求15所述的方法，其中生成数据结构中的表包括在数据结构中的映射中记录输入速度和记录输出速度，其中识别目标编码器位置包括基于输入速度和输出速度之间的关联选择目标传动比。
17.一种用于自动切换自行车传动装置的系统，该系统包括：
速度传感器，配置成检测自行车速度；
控制单元，配置成接收来自速度传感器的输入；
数据输入接口，配置成向控制单元提供节奏数据，所述节奏数据指示期望的恒定输入踩踏板速度；
存储器，与控制单元通信，在该存储器中存储了将自行车速度与速度比关联的一个或多个数据结构；
其中所述控制单元配置成
基于自行车速度和节奏数据从所述一个或多个数据结构确定目标速度比，以及
基于目标速度比确定用于换档杆的换挡位置；以及
与所述控制单元通信的致动器，该致动器被配置成基于目标编码器位置将所述换档杆置于所述换挡位置，以将传动装置的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述控制单元包括处理器、专用集成电路或者可编程逻辑阵列中的至少一种。
19.如权利要求17所述的系统，其中每个数据结构将速度比与换挡杆位置或编码器位置之一进行映射。
20.如权利要求17所述的系统，其中数据输入接口包括显示器和至少一个按钮。
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