CN102836536A

CN102836536A - 具有训练模式的自行车自动变速系统

Info

Publication number: CN102836536A
Application number: CN2011101703689A
Authority: CN
Inventors: 郑启昌
Original assignee: JD Components Co Ltd
Current assignee: JD Components Co Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-26

Abstract

一种具有训练模式的自行车自动变速系统，是设于一自行车上，该自行车具有一变速器，该具有训练模式的自行车自动变速系统包含有：一微电脑，其内储存有多个变速条件表，并且对于一肌力训练模式以及一心肺训练模式分别有至少一变速条件表对应之；在肌力训练模式下，对应于较高的踏力负荷以及较低的踩踏速度，在心肺训练模式下，则对应于较低的踏力负荷以及较高的踩踏速度；一模式选择机制；一换档控制驱动器；以及至少一种传感器，用以产生出至少一种侦测结果；该微电脑是依该模式选择机制决定使用对应的变速条件表，并依该至少一种传感器所得到的侦测结果来比对该变速条件表做为变速的依据。

Description

具有训练模式的自行车自动变速系统

技术领域

本发明是与自行车有关，特别是指一种具有训练模式的自行车自动变速系统。

背景技术

目前可自动变速的自行车，无论是一般的自动变速自行车或是有提供电动助力的助力自行车，所着重的特性均在于如何提供最顺畅的变速动作或是最适当的电动助力，而可以让骑乘者感到最舒适的骑乘感受。然而，骑乘者在骑乘过程中享受顺畅的变速动作之余，偶尔会兴起想要锻炼自己的想法，进而希望自动变速自行车也能提供训练模式来让骑乘者选择，以在需要时能进行体力上的锻练。

如图3所示，心跳率与踩踏速度是有其相关的关系，踩速越高时心跳率越高。再由图4可知，踩踏力量(横轴)与踩踏速度(纵轴)的关系中，在重踩且低踏速的状况时，肌力负担较大，这种状况适合训练肌力；而在轻踩且高踏速的状况时，则心肺的负担较大，这种状况则适合训练心肺功能。

因此，依据上述图3及图4的关系可知，只要在自行车的自动变速系统中加入踏力与踏速的因素，并配合车速与档位的考量，亦即，在变速条件上予以调整，即可改变踩踏的动态，造成踩踏更为费力或是更为轻松，进而达到锻练肌力或是锻练心肺的效果。这也就是本案的发明源起。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有训练模式的自行车自动变速系统，其可提供训练模式供骑乘者锻炼身体。

为了达成前述目的，依据本发明所提供的一种具有训练模式的自行车自动变速系统，是设于一自行车上，该自行车具有一变速器，该具有训练模式的自行车自动变速系统包含有：一微电脑，其内储存有多个变速条件表，并且对于一肌力训练模式以及一心肺训练模式分别有至少一变速条件表对应之，其中，前述两种训练模式所分别对应的各该至少一变速条件表相较之下，对应于该肌力训练模式的该至少一变速条件表，其变速条件对应于较高的踏力负荷以及较低的踩踏速度，而对应于该心肺训练模式的该至少一变速条件表，其变速条件则对应于较低的踏力负荷以及较高的踩踏速度；一模式选择机制，电性连接于该微电脑，用以供骑乘者在该肌力训练模式以及该心肺训练模式之间选择其一；一换档控制驱动器，电性连接于该微电脑且实体连接于该变速器，并由该微电脑控制进行变速；以及至少一种传感器，设置于该自行车的预定位置且电性连接于该微电脑，用以侦测车轮速度、踩踏速度、踩踏力量、坡度的中的至少一种而得到至少一种侦测信号，并传送至该微电脑，该微电脑依据该至少一种侦测信号来产生出至少一种侦测结果；其中，该微电脑是依该模式选择机制所选择的训练模式来决定使用对应模式的变速条件表，并依该至少一种传感器所得到的侦测结果来比对该变速条件表，以判断是否应升档或降档，再控制该换档控制驱动器送出换档控制信号至该变速器进行升档或降档。由此，可让使用者选择所需要的训练模式，并且配合各种不同的侦测结果来进行适当的变速动作，让骑乘者感受到适当的骑乘负荷，进而达到锻炼身体的效果。

附图说明

为了详细说明本发明的技术特点所在，以下结合较佳实施例并配合附图说明如后，其中：

图1是本发明第一较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明第一较佳实施例的装设示意图。

图3是心跳率与踩踏速度的关系示意图。

图4是为心肺功能的负荷与肌力负荷，相对于踩踏速度与踩踏力量的关系示意图。

具体实施方式

如图1至图2所示，本发明第一较佳实施例所提供的一种具有训练模式的自行车自动变速系统10，是设于一自行车11上，该自行车具有一变速器112，该具有训练模式的自行车自动变速系统10主要由一微电脑13、一模式选择机制15、一换檔控制驱动器17、至少一种传感器19、以及一显示器21所组成，其中：

该微电脑13，其内储存有多个变速条件表，并且对于一肌力训练模式、一正常模式以及一心肺训练模式分别有至少一变速条件表对应之，其中，前述的两种训练模式以及一种正常模式所分别对应的各该至少一变速条件表相较之下，对应于该肌力训练模式的该至少一变速条件表，其变速条件对应于较高的踏力负荷以及较低的踩踏速度；而对应于该心肺训练模式的该至少一变速条件表，其变速条件则对应于较低的踏力负荷以及较高的踩踏速度；至于对应于该正常模式的该至少一变速条件表，其变速条件在踏力负荷以及踩踏速度上均介于前述两种训练模式所对应的变速条件之间。

所述变速条件表是如下方表1、表2及表3所示。

表1

表2

表3

前述的三变速条件表(即表1、表2及表3)显示了不同的训练模式中应升档或降档的时速(即车轮速度)以及所对应的档位。由表1、表2及表3可看出其换档时机是依据车轮速度来对照判断。而在实际的自行车踩踏经验里，相同档位时，速度较快时代表踏力负荷较小且踩踏速度较快，速度较慢时则代表踏力负荷较大且踩踏速度较慢。由此可知，在表1(肌力训练模式)中，对应相同档位的升档及降档时速均较低(例如在2档时的升降档时速为11及8公里/小时)，表示在速度较慢时进行升降档动作，这可让骑乘者感到肌力负荷较重且踏速较慢，符合肌力训练的状况；而在表3(心肺训练模式)中，对应相同档位的升档及降档时速均较高(例如在2档时的升降档时速为13及10公里/小时)，表示在速度较快时进行升降档动作，这可让骑乘者感到踏速较快且肌力负荷较小，符合心肺训练的状况。

该模式选择机制15，电性连接于该微电脑13，用以供骑乘者在该肌力训练模式、该正常模式以及该心肺训练模式之间选择其一。于本实施例中，该模式选择机制15是为一选段开关而设置于该自行车11。

该换档控制驱动器17，电性连接于该微电脑13且实体连接于该变速器112，并由该微电脑13控制进行变速。

该至少一种传感器19，设置于该自行车11的预定位置且电性连接于该微电脑13，用以侦测车轮速度、踩踏速度、踩踏力量、坡度的中的至少一种而得到至少一种侦测信号，并传送至该微电脑13，该微电脑13依据该至少一种侦测信号来产生出至少一种侦测结果。在图2中显示了四个传感器19安装于该自行车11上的状态，于本第一实施例中，是取用其中一传感器19感测车轮速度，并进而得到一个侦测结果。

该显示器21，设于该自行车11且电性连接于该微电脑13，用以显示目前所选择的训练模式。值得一提的是，设置该显示器21主要是以显示的方式让骑乘者了解目前的训练模式，然而有些状况下是可以不设置该显示器21的(例如训练模式以选段开关来切换时，可由选段开关的位置直接看出训练模式)，亦即，该显示器21并非必要设置的元件。

其中，该微电脑13是依该模式选择机制15所选择的训练模式来决定使用对应模式的变速条件表，并依该至少一种传感器19所得到的侦测结果来比对该变速条件表，以判断是否应升档或降档，再控制该换档控制驱动器17送出换档控制信号至该变速器112进行升档或降档。

接下来说明本第一实施例的操作状态。

在骑乘者骑乘自动变速自行车时，骑乘者是由该模式选择机制15来选择所需要的训练模式。以骑乘者选择该肌力训练模式为例，该微电脑13即选择表1的变速条件表来做为变速依据。接着，该微电脑13是由该传感器19侦测车轮速度(即车速)，并将车轮速度与表1进行比对，若目前车速对应于目前档位则不变速，若不对应则予以变速(即换档)，以使档位及车速符合表1的变速条件表。例如，当车速在12公里/小时时，若目前档位为二档时，则已不符合表1，此时该微电脑13即判断应升档为三档。在进行变速时，该微电脑13即由该换档控制驱动器17来控制该变速器112进行变速。

此外，由于骑乘者选择的是肌力训练模式，其对应的变速条件表(表1)在同档位时的升档时速以及降档时速均小于心肺训练模式所对应的变速条件表(表3)的升档时速以及降档时速，亦即，换档的时机均在较低的时速，骑乘者在这样的状态下会感到较大的肌力负荷，进而可达到肌力训练的效果。易言之，若骑乘者所选择的是心肺训练模式，则其所对应的变速条件表(表3)在同档位时的升档时速以及降档时速均较大(相较于肌力训练模式)，因此，换档的时机均在较高的时速，骑乘者在这样的状态下会感到心肺功能的负荷较大，进而可达到心肺功能的训练效果。若骑乘者选择的是正常模式，则肌力负荷及心肺功能的负荷均介于前述两种模式之间。

由此，本第一实施例是在骑乘者选择了训练模式后，再配合变速条件表以车速(即车轮速度)来判断是否应进行变速，让骑乘者感受到适当的骑乘负荷(肌力负荷或心肺功能负荷)，进而得以达到让骑乘者在训练模式下进行训练的效果。

须说明的一点是，前述的训练模式中，亦可不具有正常模式，而仅有肌力训练模式、心肺训练模式两种，同样可以让骑乘者具有进行训练的效果。亦即，该正常模式并非必要，不能用以之限制本案的申请专利范围。

本发明第二较佳实施例所提供的一种具有训练模式的自行车自动变速系统，主要概同于前揭第一较佳实施例，因此也请参阅图1，不同之处在于：

于本第二实施例中不以车速做为变速条件表中的判断参数，而是以踩踏速度做为判断参数。本第二实施例是使用图2中的其中一传感器19感测踩踏速度，并进而得到一个侦测结果。这个由踩踏速度所得到的侦测结果即由该微电脑13取用而做为与该三变速条件表(表4、表5、表6)比对之用，进而供判断是否该升档或降档。该踩踏速度是可为实际踩踏速度，或也可为由该微处理器判断目前车轮速度及档位所定义出来的虚拟踩踏速度，于本实施例中是指由该传感器19所实际感测到的踩踏速度。

本第二实施例的该三变速条件表是如表4、表5、表6所示。

表4

表5

表6

由表4、表5、表6中可看出，在相同档位时，在肌力训练模式(对应表4)下，换档时机在较低踏速，而在心肺训练模式(对应表6)下，则换档时机在较高踏速。

本第二实施例的其余操作方式以及所能达成的功效均概同于前揭第一实施例，容不赘述。

本发明第三较佳实施例所提供的一种具有训练模式的自行车自动变速系统，主要概同于前揭第一较佳实施例，因此也请参阅图1，不同之处在于：

于本第三实施例中不以车速做为变速条件表中的判断参数，而是以踩踏力量做为判断参数。本第三实施例是使用一传感器19感测踩踏力量，并进而得到一个侦测结果。这个由踩踏力量所得到的侦测结果即由该微电脑13取用而做为与该三变速条件表(表7、表8、表9)比对之用，进而供判断是否该升档或降档。

本第三实施例的该三变速条件表是如表7、表8、表9所示。

表7

表8

表9

由表7、表8、表9中可看出，在相同档位时，在肌力训练模式(对应表7)下，换档时机在较大踏力，而在心肺训练模式(对应表9)下，则换档时机在较小踏力。

本第三实施例的其余操作方式以及所能达成的功效均概同于前揭第一实施例，容不赘述。

本发明第四较佳实施例所提供的一种具有训练模式的自行车自动变速系统，主要概同于前揭第一实施例，因此也请参阅图1，不同之处在于：

在本第四实施例除了车轮速度(即车速)以外，还再加上了坡度做为比对参数，而是使用二传感器19分别感测车轮速度以及坡度，进而得到二个侦测结果。而用来比对的该三变速条件表是如表10、表11、表12所示，其是同时比对车轮速度(即时速)、坡度。

表10

肌力训练模式

表11

正常模式

表12

心肺训练模式

本第四实施例除了增加坡度的因素之外，在肌力训练模式与心肺训练模式对应于时速的关系是与前揭第一实施例概同，容不赘述。

本发明第五较佳实施例所提供的一种具有训练模式的自行车自动变速系统，主要概同于前揭第二实施例，因此也请参阅图1，不同之处在于：

在本第五实施例除了踩踏频率以外，还再加上了坡度做为比对参数，而是使用二传感器19分别感测踩踏频率以及坡度，进而得到二个侦测结果。而用来比对的该三变速条件表是如表13、表14、表15所示，其是同时比对踩踏频率与坡度。

表13

肌力训练模式

表14

正常模式

表15

心肺训练模式

本第五实施例除了增加坡度的因素之外，在肌力训练模式与心肺训练模式对应于踩踏速度的关系是与前揭第二实施例概同，容不赘述。

本发明第六较佳实施例所提供的一种具有训练模式的自行车自动变速系统，主要概同于前揭第三实施例，因此也请参阅图1，不同之处在于：

在本第六实施例除了踩踏力量频率以外，还再加上了坡度做为比对参数，而是使用二传感器19分别感测踩踏力量以及坡度，进而得到二个侦测结果。而用来比对的该三变速条件表是如表16、表17、表18所示，其是同时比对踩踏力量与坡度。

表16

肌力训练模式

表17

正常模式

表18

心肺训练模式

本第六实施例除了增加坡度的因素之外，在肌力训练模式与心肺训练模式对应于踩踏力量的关系是与前揭第三实施例概同，容不赘述。

由上可知，本发明可让使用者选择所需要的训练模式，并且配合各种不同的侦测结果来进行适当的变速动作，让骑乘者感受到适当的骑乘负荷，进而达到锻炼身体的效果。

Claims

1.一种具有训练模式的自行车自动变速系统，设于一自行车上，该自行车具有一变速器，该具有训练模式的自行车自动变速系统包含有：

一微电脑，其内储存有多个变速条件表，并且对于一肌力训练模式以及一心肺训练模式分别有至少一变速条件表对应之，其中，前述两种训练模式所分别对应的各该至少一变速条件表相较之下，对应于该肌力训练模式的该至少一变速条件表，其变速条件对应于较高的踏力负荷以及较低的踩踏速度，而对应于该心肺训练模式的该至少一变速条件表，其变速条件则对应于较低的踏力负荷以及较高的踩踏速度；

一模式选择机制，电性连接于该微电脑，用以供骑乘者在该肌力训练模式以及该心肺训练模式之间选择其一；

一换档控制驱动器，电性连接于该微电脑且实体连接于该变速器，并由该微电脑控制进行变速；以及

至少一种传感器，设置于该自行车的预定位置且电性连接于该微电脑，用以侦测车轮速度、踩踏速度、踩踏力量、坡度的中的至少一种而得到至少一种侦测信号，并传送至该微电脑，该微电脑依据该至少一种侦测信号来产生出至少一种侦测结果；

其中，该微电脑是依该模式选择机制所选择的训练模式来决定使用对应模式的变速条件表，并依该至少一种传感器所得到的侦测结果来比对该变速条件表，以判断是否应升档或降档，再控制该换档控制驱动器送出换档控制信号至该变速器进行升档或降档。

2.依据权利要求1所述的具有训练模式的自行车自动变速系统，其中：该模式选择机制所选择的训练模式中还包含了一正常模式。

3.依据权利要求1或2所述的具有训练模式的自行车自动变速系统，其中：该模式选择机制为一选段开关。

4.依据权利要求1或2所述的具有训练模式的自行车自动变速系统，其中：还包含有一显示器，设于该自行车且电性连接于该微电脑，用以显示目前所选择的训练模式。

5.依据权利要求1所述的具有训练模式的自行车自动变速系统，其中：该至少一种侦测信号至少包含坡度的侦测信号以及另一种侦测信号。

6.依据权利要求1所述的自动变速自行车的变速控制系统，其中：该踩踏速度为实际踩踏速度或为由该微处理器判断目前车轮速度及档位所定义出来的虚拟踩踏速度。