CN107097892B - 自行车自动控制避震器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自行车自动控制避震器系统。通过踩踏回转速传感器来检测自行车的踩踏回转速。而控制处理装置便可依据踩踏信号输出级别控制信号至阻尼调整装置,使得阻尼调整装置依据级别控制信号来调整阻尼力量的级别。
Description
相关分案申请
本申请为申请日为2014年11月11日,申请号为201410630803.5,发明名称为“自行车自动控制避震器系统”的专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种车辆悬吊系统,尤其涉及一种自行车自动控制避震器系统。
背景技术
一般自行车悬吊(suspension)控制方法主要是利用前轮的冲击信号来开启或切换避震器的阀门;或是利用前轮的冲撞加速度,来判断路面的颠簸程度,以控制避震器的阀门来达到调整其吸震能力与反应速度。
然而,现有调整避震器的技术中上存在着底下实际骑乘的问题,即,当前轮的冲击信号产生时,连结此一信号的避震器必须在极短的时间内反应,因此不断作动,电力消耗快速。另外,由于一般前轮在冲击时,前避震器也是同时接收冲击,若路面的落差较大,该避震器调整会过硬或过软,骑乘不舒适。
另外,由于自行车的前轮具转向功能,且自行车在山地中骑乘也不同于四轮汽车的稳定。而自行车实际在山野中骑乘的情形与接收到的信号,并没有一致性的规律可判断,因而也需花费时间来分析所接收到的一信号,而在复杂的路面下,控制机构几乎无法同步对应。据此,通过前轮加速度来检测路面颠簸程度以进一步控制避震器的方法也不佳。
发明内容
本发明提供一种自行车自动控制避震器系统,可自动调整避震器的阻尼力量,进而提升踩踏效率。
本发明的自行车自动控制避震器系统,包括:振动传感器,检测自行车的振动,并输出振动信号;信号接收装置,耦接至振动传感器,以接收振动信号;阻尼调整装置,调整阻尼力量的级别;以及控制处理装置,耦接至信号接收装置及阻尼调整装置,依据振动信号来计算在预设时间区段内的振动参数,藉以输出对应振动参数的级别控制信号至阻尼调整装置,使得阻尼调整装置基于级别控制信号来调整阻尼力量的级别。
通过踩踏回转速调整避震器阻尼,可以有效抑制踩踏时造成的能量损耗,例如高回转速时,骑乘者会全身晃动,此时增加避震器阻尼值,就能降低能量损耗;通过姿势感应器调整阻尼值,则可以补正因姿势不同产生的重心转移对避震器造成的影响;通过振动传感调整避震器阻尼,则可以去除冲击信号过于敏感且不断调整的缺点,提供骑乘者一个更为适当的阻尼值来因应路况。
基于上述,本发明可对应不同的外来因素来调整避震器的特性,使得使用者无需分心来控制阻尼力量级别的切换,不仅可提升踩踏效率也可达成安全骑乘的效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的一种自行车的示意图;
图2是依照本发明第一实施例的自行车自动控制避震器系统的方块图;
图3A~图3D是依照本发明第一实施例的阻尼曲线关系的示意图;
图4A及图4B是依照本发明第二实施例的自行车自动控制避震器系统的方块图;
图5A~图5D是依照本发明第二实施例的阻尼曲线关系的示意图;
图6是依照本发明第三实施例的自行车自动控制避震器系统的方块图;
图7A~图7C是依照本发明第三实施例的阻尼曲线关系的示意图;
图8A~图8C是依照本发明第三实施例的另一阻尼曲线关系的示意图;
图9是依照本发明第四实施例的自行车自动控制避震器系统的方块图;
图10A~图10C是依照本发明第四实施例的阻尼曲线关系的示意图;
图11A~图11C是依照本发明第四实施例的另一阻尼曲线关系的示意图;
图12A~图12C是依照本发明实施例的曲柄角度与踩踏功率/踩踏力量/踩踏扭矩的曲线图;
图13是依照本发明实施例的基于旋转角速度的阻尼曲线关系的示意图;
图14是依照本发明实施例的基于踩踏功率/踩踏力量/踩踏扭矩的大小变化频率的阻尼曲线关系的示意图;
图15A~图15D是依照本发明实施例的基于功率的阻尼曲线关系的示意图;
图16A与图16B是依照本发明实施例的踩踏姿势的示意图;
图17是依照本发明第五实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图;
图18是依照本发明第五实施例的振动信号的示意图;
图19是依照本发明第五实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图;
图20是依照本发明第六实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图;
图21是依照本发明第六实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图;
图22是依照本发明第七实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图;
图23是依照本发明第七实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图;
图24是依照本发明第八实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图;
图25是依照本发明第八实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图;
图26是依照本发明第九实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图;
图27是依照本发明第九实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图;
图28是依照本发明第十实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图;
图29是依照本发明第十实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图;
图30是依照本发明第十实施例的重力值曲线图;
图31是依照本发明第十一实施例的姿势传感器应用于自行车的侧视图;
图32A及图32B分别是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图及俯视图;
图33A及图33B分别是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图及俯视图;
图34是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的仰视图;
图35A及图35B分别是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图及俯视图;
图36A及图36B分别是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图及俯视图;
图37是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图;
图38是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图;
图39是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图;
图40是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图;
图41是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的仰视图;
图42是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图;
图43是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图;
图44是依照本发明第十一实施例的一应用例的姿势传感器应用于自行车的侧视图。
附图标记说明:
10:自行车;
11:前叉避震器;
12:后避震器;
31~34、:阻尼曲线关系;
51a~54a、10_1a~10_3a、11_1a~11_3a:站姿曲线关系;
51b~54b、10_1b~10_3b、11_1b~11_3b:坐姿曲线关系;
71、81:上坡曲线关系;
72、82:平地曲线关系;
73、83:下坡曲线关系;
100:车架;
101:前叉;
103:齿盘;
104:曲柄转轴;
105:曲柄;
106:踏板;
107:座垫;
107a:软衬;
107b:底壳;
107c:座弓;
108:座垫杆;
109:花毂;
110:握把;
111:车手竖杆;
112:车把手;
113:头管;
114:后叉;
200、400、600、900、1700、2000、2200、2400、2600、2800:自行车自动控制避震器系统;
210:踩踏回转速传感器;
220:信号接收装置;
230:控制处理装置;
240:阻尼调整装置;
410、3100:姿势传感器;
610:坡度传感器;
1710:振动传感器;
3110~3115:传感单元;
3113a:磁性体;
3113b:磁性传感元件;
3120:控制单元;
3130:连接组;
L1、L2:位置;
T1~T5:区段;
t1、t2:时间;
Tg:重力门限值;
Δ1~Δ8:加速度差;
S1905~S1925:第五实施例的方法各步骤;
S2105~S2135:第六实施例的方法各步骤;
S2305~S2345:第七实施例的方法各步骤;
S2505~S2545:第八实施例的各步骤;
S2705~S2740:第九实施例的方法各步骤;
S2905~S2945:第十实施例的方法各步骤。
具体实施方式
一般而言,骑乘者在自行车的踩踏过程中,身体重心上下摆动会对自行车产生非必要性的避震器压缩,此举会损失骑乘者的踩踏效率。另外,不同的踩踏回转速对避震器也会产生不同的振幅与频率。据此,本发明提出一种自行车自动控制避震器系统,可对应不同的外来因素来调整避震器的特性,进而提升踩踏效率。为了使本发明的内容更为明了,以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。
图1是依照本发明的一种自行车的示意图。请参照图1,自行车10包括车架100、前叉(front fork)101、后叉(rear fork)114、齿盘(chain ring)103、曲柄转轴104、曲柄(crank arm)105、踏板106、座垫107、座垫杆108、花毂(即,车轮中心的轴)109、握把110、头管113、车手竖杆111、车把手112。而在本实施例中,自行车10同时包括前叉避震器11(设置于前叉101)以及后避震器12。然,在其他实施例中,自行车10可仅配置前叉避震器11或后避震器12其中一个。下述即搭配上述自行车10来举例说明自行车自动控制避震器系统。
第一实施例
图2是依照本发明第一实施例的自行车自动控制避震器系统的方块图。在本实施例中,自行车自动控制避震器系统200包括踩踏回转速传感器210、信号接收装置220、控制处理装置230以及阻尼调整装置240。
上述踩踏回转速传感器210用以检测自行车10的踩踏回转速,并输出踩踏信号。而踩踏回转速传感器210可设置于自行车10的齿盘103、曲柄转轴104、曲柄105、踏板106及车架100等其中一处。另外,踩踏回转速传感器210也可配戴于自行车10的骑乘者的腿部,如双腿处(大腿内侧)或鞋子。
信号接收装置220耦接至踩踏回转速传感器210与控制处理装置230,以接收踩踏信号,并将踩踏信号传送至控制处理装置230。在此,信号接收装置220可以通过有线或无线传输方式来接收并传送信号。
控制处理装置230耦接至信号接收装置220与阻尼调整装置240。控制处理装置230依据踩踏信号来输出级别控制信号,藉此而可控制阻尼力量的级别。即,控制处理装置230通过输出级别控制信号至阻尼调整装置240,进而可用来控制压缩阻尼、回弹阻尼或气压弹簧的气体压力。另外,控制处理装置230也可同时控制变速器档位或轮胎胎压等。在此,控制处理装置230可配置于如图1所示的位置L1或位置L2。然,上述位置L1、L2仅为举例说明,控制处理装置230可配置于自行车10任意位置。
而阻尼调整装置240耦接至控制处理装置230,依据级别控制信号来调整阻尼力量的级别。如图1所示的前叉避震器11与后避震器12中各自会配置有一个阻尼调整装置240。而控制处理装置230可以同时控制前叉避震器11与后避震器12的阻尼力量,也可仅控制前叉避震器11或后避震器12其中一个的阻尼力量。
在此,阻尼力量会与踩踏回转速呈正相关。另外,随着踩踏回转速的增加,阻尼力量也可以为阶梯状增加。举例来说,图3A~图3D是依照本发明第一实施例的阻尼曲线关系的示意图。图3A所示的阻尼曲线关系31的阻尼力量与踩踏回转速正相关,并且随着踩踏回转速的增加,阻尼力量为线性增加。而图3B~图3D所示的阻尼曲线关系32~34,其是随着踩踏回转速的增加,阻尼力量为阶梯状增加,其中图3B为五段调整,图3C为四段调整,图3D为三段调整。
具体而言,在图3A~图3D中,X轴代表踩踏回转速,以每分钟转速(Revolutionsper Minute,简称RPM)作为单位。而Y轴代表避震器的阻尼力量。在此仅以级别1~5举例说明。例如,级别数字由小至大代表压缩阻尼的阀门由开启至关闭的程度。其中,级别1表示压缩阻尼的阀门为全开,级别2表示压缩阻尼的阀门开启75%(即阀门关闭了25%),级别3表示压缩阻尼的阀门开启50%(即阀门关闭了50%),级别4表示压缩阻尼的阀门开启25%(即阀门关闭了75%),级别5表示压缩阻尼的阀门为全关。然,上述仅为举例说明。
在图3A的阻尼曲线关系31中,踩踏回转速位于0RPM~135RMP之间的情况下,阻尼力量的级别会随着踩踏回转速的提高而呈线性提高。而当踩踏回转速超过135RPM的情况下,阻尼力量将会维持于级别5。
图3B的阻尼曲线关系32为五段调整。踩踏回转速位于0RPM~40RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别1。踩踏回转速位于40RPM~60RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别2。踩踏回转速位于60RPM~90RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别3。踩踏回转速位于90RPM~135RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别4。踩踏回转速超过135RPM的情况下,将阻尼力量调整为级别5。
图3C的阻尼曲线关系33为四段调整。踩踏回转速位于0RPM~40RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别1。踩踏回转速位于40RPM~60RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别2。踩踏回转速位于60RPM~90RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别3。踩踏回转速超过90RPM的情况下,将阻尼力量调整为级别4。
图3D的阻尼曲线关系34为三段调整。踩踏回转速位于0RPM~40RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别1。踩踏回转速位于40RPM~90RMP之间的情况下,将阻尼力量调整为级别2。踩踏回转速超过90RPM的情况下,将阻尼力量调整为级别3。
基于上述,由于不同的踩踏回转速对避震器会产生不同的振幅与频率,随着踩踏回转速的差异来调整避震器的阻尼力量,一方面可兼顾踩踏效率,一方面可兼顾避震能力。
第二实施例
图4A及图4B是依照本发明第二实施例的自行车自动控制避震器系统的方块图。在图4A中,自行车自动控制避震器系统400包括姿势传感器410、信号接收装置220、控制处理装置230以及阻尼调整装置240。在此,将与第一实施例具有相同功能的构件标示相同的符号,并省略相关说明。
姿势传感器410用以检测骑乘者在骑乘自行车10所采用的姿势为坐姿或站姿,并输出姿势信号。信号接收装置220耦接至姿势传感器410,以接收姿势信号。控制处理装置230耦接至信号接收装置220,依据姿势信号输出级别控制信号至阻尼调整装置240,使得阻尼调整装置240依据级别控制信号来调整阻尼力量的级别。
姿势传感器410设置于自行车10上的座垫107、座垫杆108、握把110、车把手112、车手竖杆111、踏板106、车架100、前叉101、后避震器12、花毂109、曲柄转轴104及控制处理装置230等其中一个位置,藉以获得用以判断骑乘者的踩踏姿势的传感资料。
下述以压力传感器作为姿势传感器410为例来进行说明。可在座垫107或座垫杆108内设置一个压力传感器来作为姿势传感器410。当姿势传感器410传感到受力时,表示踩踏姿势为坐姿;当姿势传感器410未传感到受力时,表示踩踏姿势为站姿。或者,在左、右两个踏板106或左、右两个握把110、车把手112或车手竖杆111(或自行车的任两处受力点)分别设置一个压力传感器来作为姿势传感器410。然,并不以此为限,姿势传感器410也可是光学传感器或雷达,或者其他可检测骑乘者重心及姿势变换的传感器。
另外,在图4B中,自行车自动控制避震器系统400还可同时设置有踩踏回转速传感器210与姿势传感器410。由于在实际骑乘时骑乘者的踩踏姿势因存在有大幅度的变换重心位置与大幅度切换踩踏方式,而造成自行车需因应改变其悬吊特性的功能。而骑乘者的重量相对于自行车重量约为5~10倍,因此骑乘者的踩踏情形对自行车的影响不容忽视,也不能以相同条件同一而论。采用站姿与采用坐姿的踩踏约有2倍以上的吸震差异。据此,在此同时考虑踩踏回转速以及踩踏姿势,可获得更佳的效果。
在图4B中,控制处理装置230可依据姿势信号决定阻尼曲线关系,并基于上述阻尼曲线关系而依据踩踏信号来输出级别控制信号。据此,阻尼调整装置240依据级别控制信号来调整阻尼力量的级别。
在此,踩踏姿势包括站姿与坐姿,控制处理装置230会依据曲线控制信号来决定阻尼曲线关系为坐姿曲线关系或站姿曲线关系。在实际骑乘时,骑乘者会对应路面状况而预先准备,并同步改变骑乘方式。例如,遇障碍物时,骑乘者会停止踩踏藉以低速越过(可减少车体的抖动程度);遇上坡路段时,骑乘者一般会切换踩踏姿势而将身体前移并换轻档改变回转速;遇过弯路段时,骑乘者一般会降低骑乘重心与降低踩踏回转速。据此,可对应于站姿与坐姿两种不同的骑乘姿势而提供两种阻尼曲线关系,即,坐姿曲线关系及站姿曲线关系。而站姿曲线关系的曲线斜率会大于坐姿曲线关系的曲线斜率。
举例来说,图5A~图5D是依照本发明第二实施例的阻尼曲线关系的示意图。在图5A~图5D中,X轴代表踩踏回转速,以RPM作为单位。Y轴代表避震器的阻尼力量。在此,图5A及图5B的阻尼力量为级别1~6,而阻尼力量也可以设定为级别1~5(如图5C所示),或设定为级别1~4(如图5D所示)。而关于阻尼力量的说明可参考第一实施例,在此不再赘述。
在图5A中,站姿曲线关系51a与坐姿曲线关系51b为线性调整。当姿势信号表示为站姿时,选择站姿曲线关系51a,并且依据目前检测到的踩踏回转速而自站姿曲线关系51a中选择对应的级别。当姿势信号表示为坐姿时,选择坐姿曲线关系51b,并且依据目前检测到的踩踏回转速而自坐姿曲线关系51b中选择对应的级别。
例如,假设姿势信号表示为坐姿,且检测到的踩踏回转速为60RPM,则控制处理装置230会基于坐姿曲线关系51b选择踩踏回转速60RPM所对应的级别3,并输出级别控制信号。据此,阻尼调整装置240在接收到级别控制信号时,会将阻尼力量调整为级别3。
另外,站姿曲线关系与坐姿曲线关系以可以是随着踩踏回转速的增加,而阻尼力量为阶梯状增加,如图5B~图5D所示。在图5B中,站姿曲线关系52a与坐姿曲线关系52b为六段调整(阻尼力量设定为级别1~6)。在图5C中,站姿曲线关系53a与坐姿曲线关系53b为五段调整。在图5D中,站姿曲线关系54a与坐姿曲线关系54b为四段调整(阻尼力量设定为级别1~4)。
基于上述,比起检测路面状况所产生的复杂的路面信号,由骑乘者判断路面状况的准确度更快、更直接且更无错误。通过踩踏姿势的检测,进而可预先反应或同步对应骑乘情境,解决站姿、坐姿踩踏重心移动的影响。据此,结合踩踏姿势的判断与踩踏回转速的检测,可更进一步判断坐姿、站姿等多种骑乘方式的控制方法,效果更直接简单更有效率。
第三实施例
图6是依照本发明第三实施例的自行车自动控制避震器系统的方块图。本实施例的自行车自动控制避震器系统包括了踩踏回转速传感器与坡度传感器。请参照图6,自行车自动控制避震器系统600包括踩踏回转速传感器210、坡度传感器610、信号接收装置220、控制处理装置230以及阻尼调整装置240。在此,将与第一实施例具有相同功能的构件标示相同的符号,并省略相关说明。
坡度传感器610用以检测目前自行车10所在位置的坡度,并输出坡度信号,而通过信号接收装置220将坡度信号传送至控制处理装置230。在此,控制处理装置230依据坡度信号决定阻尼曲线关系,并基于阻尼曲线关系而依据踩踏信号来输出级别控制信号。
举例来说,图7A~图7C是依照本发明第三实施例的阻尼曲线关系的示意图。在本实施例中,图7A~图7C所示的阻尼曲线关系为阶梯状(有段调整),X轴代表踩踏回转速,Y轴代表避震器的阻尼力量,在此仅以级别1~5举例说明。而关于阻尼力量的说明可参考第一实施例,在此不再赘述。图7A所示为上坡曲线关系71,图7B所示为平地曲线关系72,图7C所示为下坡曲线关系73。
当坡度势信号表示为上坡时,选择上坡曲线关系71,并且依据目前检测到的踩踏回转速而自上坡曲线关系71中选择对应的级别。当坡度势信号表示为平地时,选择平地曲线关系72,并且依据目前检测到的踩踏回转速而自平地曲线关系72中选择对应的级别。当坡度势信号表示为下坡时,选择下坡曲线关系73,并且依据目前检测到的踩踏回转速而自下坡曲线关系73中选择对应的级别。
另,阻尼曲线关系中阻尼力量也可与踩踏回转速正相关(无段调整),如图8A~图8C所示。图8A~图8C是依照本发明第三实施例的另一阻尼曲线关系的示意图。在本实施例中,图8A~图8C所示的阻尼曲线关系中阻尼力量与踩踏回转速正相关。X轴代表踩踏回转速,Y轴代表避震器的阻尼力量,在此仅以级别1~5举例说明。而关于阻尼力量的说明可参考第一实施例,在此不再赘述。图8A所示为上坡曲线关系81,图8B所示为平地曲线关系82,图8C所示为下坡曲线关系83。
第四实施例
图9是依照本发明第四实施例的自行车自动控制避震器系统的方块图。在本实施例中,自行车自动控制避震器系统900包括踩踏回转速传感器210、姿势传感器410、坡度传感器610、信号接收装置220、控制处理装置230以及阻尼调整装置240。
在本实施例中,控制处理装置230可依据姿势信号与坡度信号来决定阻尼曲线关系,并基于上述阻尼曲线关系而依据踩踏信号来输出级别控制信号。据此,阻尼调整装置240依据级别控制信号来调整阻尼力量的级别。
举例来说,图10A~图10C是依照本发明第四实施例的阻尼曲线关系的示意图。在此,阻尼曲线关系中阻尼力量与踩踏回转速正相关(无段调整),其中X轴代表踩踏回转速,Y轴代表避震器的阻尼力量。而关于阻尼力量的说明可参考第一实施例,在此不再赘述。
图10A所示为在上坡情况下的阻尼曲线关系,包括站姿曲线关系10_1a与坐姿曲线关系10_1b;图10B所示为在平地情况下的阻尼曲线关系,包括站姿曲线关系10_2a与坐姿曲线关系10_2b;图10C所示为在下坡情况下的阻尼曲线关系,包括站姿曲线关系10_3a与坐姿曲线关系10_3b。
另外,阻尼曲线关系中阻尼力量与踩踏回转速也可呈阶梯状(有段调整),如图11A~图11C所示。图11A~图11C是依照本发明第四实施例的另一阻尼曲线关系的示意图。在此,X轴代表踩踏回转速,Y轴代表避震器的阻尼力量。而关于阻尼力量的说明可参考第一实施例,在此省略不提。
图11A所示为在上坡情况下的阻尼曲线关系,包括站姿曲线关系11_1a与坐姿曲线关系11_1b;图11B所示为在平地情况下的阻尼曲线关系,包括站姿曲线关系11_2a与坐姿曲线关系11_2b;图11C所示为在下坡情况下的阻尼曲线关系,包括站姿曲线关系11_3a与坐姿曲线关系11_3b。
据此,以图11A~图11C为例,假设检测到的坡度信号表示为下坡,且检测到的姿势信号表示为坐姿,而目前踩踏回转速为70RPM,则控制处理装置230可依据坡度信号来选择图11C所示的曲线图,之后依据姿势信号选择坐姿曲线关系11_3b,而根据踩踏回转速70RPM选择对应的级别2。
上述踩踏回转速可通过传感齿盘103、曲柄105、曲柄转轴104或踏板106等产生的多种信息其中之一所获得。所述信息例如为每分钟转速(RPM)或旋转角速度(弪/秒),或者为踩踏功率、踩踏力量或踩踏扭矩的大小变化频率。举例来说,图12A~图12C是依照本发明实施例的曲柄角度与踩踏功率/踩踏力量/踩踏扭矩的曲线图。图12A所示为曲柄角度与踩踏功率的曲线图,图12B所示为曲柄角度与踩踏力量的曲线图,图12C所示为曲柄角度与踩踏扭矩的曲线图。由图12A~图12C可以清楚地知道踩踏功率、踩踏力量、踩踏扭矩三者与曲柄角度的关系。
下述再举一例来说明基于旋转角速度(弪/秒)、来调整阻尼力量的级别。图13是依照本发明实施例的基于旋转角速度的阻尼曲线关系的示意图。图14是依照本发明实施例的基于踩踏功率/踩踏力量/踩踏扭矩的阻尼曲线关系的示意图。图13所示为依据旋转角速度来调整组尼力量的级别的阻尼曲线关系。而图14所示为依据踩踏功率/踩踏力量/踩踏扭矩的大小变化频率(Hz)来调整组尼力量的级别的阻尼曲线关系。
另外,自行车自动控制避震器系统200、400、600或900还可进一步设置一功率(power)传感器,依据踩踏扭矩以及旋转角速度而获得一功率,以进一步基于该功率来调整阻尼力量的级别。图15A~图15D是依照本发明实施例的基于功率的阻尼曲线关系的示意图。图15A所示的阻尼曲线关系为无段调整,图15B所示的阻尼曲线关系为三段调整,图15C所示的阻尼曲线关系为四段调整,图15D所示的阻尼曲线关系为三段调整。
图16A与图16B是依照本发明实施例的踩踏姿势的示意图。图16A的踩踏姿势为坐姿,图16B的踩踏姿势为站姿。在实际骑乘时,骑士会对应路面状况而预先准备,并同步改变骑乘方式。例如,遇障碍物时,骑士会停止踩踏藉以低速越过(可减少车体的抖动程度);遇上坡路段时,骑士一般会切换踩踏姿势而将身体前移并换轻档改变回转速;遇过弯路段时,骑士一般会降低骑乘重心与降低踩踏回转速。
第五实施例
图17是依照本发明第五实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图。在本实施例中,自行车自动控制避震器系统1700包括振动传感器1410、信号接收装置220、控制处理装置230以及阻尼调整装置240。
振动传感器1410可设置于自行车10的座垫107、座垫杆108、车把手112、车手竖杆111、车架100、头管113、前叉101、后叉114或后避震器12等位置。振动传感器1410检测自行车10的车身所产生的振动,藉以输出对应的振动信号。振动传感器1410例如为重力传感器(g-sensor)。
信号接收装置220耦接至振动传感器1410与控制处理装置230,以接收振动传感器1410的振动信号,并将振动信号传送至控制处理装置230。在此,信号接收装置220可以通过有线或无线传输方式来接收并传送信号。
控制处理装置230耦接至信号接收装置220与阻尼调整装置240。控制处理装置230依据所接收的振动信号来输出级别控制信号,藉此而可控制阻尼调整装置240的阻尼力量的级别。即,控制处理装置230通过输出级别控制信号至阻尼调整装置240,进而可用来控制压缩阻尼、回弹阻尼或气压弹簧的气体压力。另外,控制处理装置230也可同时控制变速器档位或轮胎胎压等。在此,控制处理装置230可配置于如图1所示的位置L1或位置L2。然,上述位置L1、L2仅为举例说明,控制处理装置230可配置于自行车10任意位置。
阻尼调整装置240耦接至控制处理装置230,依据级别控制信号来调整阻尼力量的级别。如图1所示的前叉避震器11与后避震器12中可各自配置有一个阻尼调整装置240。而控制处理装置230可以同时控制前叉避震器11与后避震器12的阻尼力量,也可仅控制前叉避震器11或后避震器12其中一个的阻尼力量。
在此,阻尼力量的级别大小代表压缩阻尼的阀门由开启的程度。阻尼力量级别小相较于阻尼力量大表示其压缩阻尼的阀门为开启程度较大。在其他实施例中,可视情况将级别的总数设为2或大于2,例如级别1~2、级别1~3或级别1~5等。
在本实施例中,控制处理装置230依据振动信号来计算振动参数,藉以输出对应振动参数的级别控制信号至阻尼调整装置240,使得阻尼调整装置240基于级别控制信号来调整阻尼力量的级别。当振动参数越高,所调整的阻尼力量的级别越小,而当振动参数越低,所调整的阻尼力量的级别越大。
图18是依照本发明第五实施例的振动信号的示意图。图18所示的振动信号的波形中,其每次取样的时间周期为0.01秒,取样次数为8次,可获得8个区段(即,I1~I8)的加速度差Δ1~Δ8。而振动参数(底下以代号V来表示)的计算方式如下所示:
其中,N为计算振动参数的取样次数。假设预设时间区段为0.08秒,即,每间隔0.08秒(N=8)计算一次振动参数,则将每次取样所获得的加速度差相加即可获得振动参数。即,V=Δ1+Δ2+Δ3+Δ4+Δ5+Δ6+Δ7+Δ8。然,预设时间区段为0.08秒仅为举例说明,并不以此为限。在其他实施例中,也可以设定为预设时间区段为1秒(即,N=100),在此并不限制预设时间区段的秒数。
而控制处理装置230在获得振动参数之后,便可进一步依据振动参数来决定阻尼力量的级别。下述即举例来说明如何来决定阻尼力量的级别。
图19是依照本发明第五实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图。请参照图17及图19,在步骤S405中,振动传感器1410检测自行车的车身所产生的振动,藉以输出振动信号并经由信号接收装置220将振动信号传送至控制处理装置230。
接着,在步骤S1610中,控制处理装置230依据振动信号来计算振动参数。振动参数的计算可参照上述图18的说明。并且,在步骤S1915中,控制处理装置230判断振动参数是否大于振动门限值T,藉以输出对应振动参数的级别控制信号至阻尼调整装置240。若振动参数不大于振动门限值T,表示自行车10目前行经的路面较为平坦,因而可将阻尼力量调大,故,控制处理装置230输出用以将阻尼力量的级别调高的级别控制信号至阻尼调整装置240。若振动参数大于振动门限值T,表示自行车10目前行经的路面较为颠簸,因而可将阻尼力量调小,故,控制处理装置230输出用以将阻尼力量的级别调低的级别控制信号至阻尼调整装置240。
在此,若振动参数不大于振动门限值T,于步骤S1920中,阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为D1(第一阻尼级别)。若振动参数大于振动门限值T,在步骤S1925中,阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为D2(第二阻尼级别)。其中,D1大于D2。
第六实施例
图20依照本发明第六实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图。自行车自动控制避震器系统2000为自行车自动控制避震器系统1700的应用例。在此,将与自行车自动控制避震器系统1700具有相同功能的构件给予相同的标号,并省略相关说明。
自行车自动控制避震器系统2000包括振动传感器1410、信号接收装置220、控制处理装置230阻尼调整装置240以及踩踏回转速传感器210。踩踏回转速传感器210耦接至信号接收装置220,其用以检测自行车10的踩踏回转速,并输出踩踏信号。而踩踏回转速传感器210可设置于自行车10的齿盘103、曲柄转轴104、曲柄105、踏板106及车架100等其中一处。另外,踩踏回转速传感器210也可配戴于自行车10的骑乘者的腿部,如双腿处(大腿内侧)或鞋子。而控制处理装置230依据踩踏信号来决定初始阻尼级别。
图21是依照本发明第六实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图。请参照图20及图21,在步骤S2105中,通过踩踏回转速传感器210检测自行车10的踩踏回转速,并输出踩踏信号。
接着,在步骤S2110中,控制处理装置230依据踩踏信号决定初始阻尼级别D_ini。举例来说,可设定两个门限值来判断踩踏回转速属于高速状态、普通状态或低速状态。假设门限值为th1及th2,且th2>th1。当踩踏回转速大于th2时,判定为高速状态,而将初始阻尼级别D_ini设定为Dfirm。当踩踏回转速小于或等于th2且大于或等于th1时,判定为普通状态,而将初始阻尼级别D_ini设定为Dmedium。当踩踏回转速小于th1时,判定为低速状态,而将初始阻尼级别D_ini设定为Dsoft。而Dfirm>Dmedium>Dsoft。
在决定好初始阻尼级别D_ini之后,在步骤S2115中,振动传感器1410检测自行车的车身所产生的振动,藉以输出振动信号并经由信号接收装置220将振动信号传送至控制处理装置230。接着,在步骤S2120中,控制处理装置230依据振动信号来计算振动参数。振动参数的计算可参照上述图18的说明。并且,在步骤S2125中,控制处理装置230判断振动参数是否大于振动门限值T,藉以输出对应振动参数的级别控制信号至阻尼调整装置240。若振动参数未大于振动门限值T,于步骤S2130中,阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为D1(第一阻尼级别)。若振动参数大于振动门限值T,在步骤S2135中,阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为D2(第二阻尼级别)。其中,D1大于D2。
第七实施例
图22依照本发明第七实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图。自行车自动控制避震器系统2200为自行车自动控制避震器系统1700的应用例。在此,将与自行车自动控制避震器系统1700具有相同功能的构件给予相同的标号,并省略相关说明。
自行车自动控制避震器系统2200包括振动传感器1410、信号接收装置220、控制处理装置230阻尼调整装置240以及姿势传感器410。姿势传感器410用以检测骑乘者在骑乘自行车10所采用的姿势为站立踩踏姿势或骑坐踩踏姿势,并输出姿势信号。姿势传感器410耦接至信号接收装置220,以通过信号接收装置220将姿势信号传送至控制处理装置230,使得控制处理装置230依据姿势信号来决定振动门限值为T1或T2。
姿势传感器410设置于自行车10上的座垫107、座垫杆108、握把110、车把手112、车手竖杆111、踏板106、车架100、前叉101、后避震器12、花毂109及曲柄转轴104等其中一个位置,藉以获得用以判断骑乘者的踩踏姿势的传感资料。
下述以压力传感器作为姿势传感器410为例来进行说明。可在座垫107或座垫杆108内设置一个压力传感器来作为姿势传感器410。当姿势传感器410传感到受力时,表示踩踏姿势为骑坐踩踏姿势;当姿势传感器410未传感到受力时,表示踩踏姿势为站立踩踏姿势。或者,在左、右两个踏板106或左、右两个握把110、车把手112或车手竖杆111(或自行车的任两处受力点)分别设置一个压力传感器来作为姿势传感器410。然,并不以此为限,姿势传感器410也可是光学传感器或雷达,或者其他可检测骑乘者重心及姿势变换的传感器。
在实际骑乘时,骑乘者会对应路面状况而预先准备,并同步改变骑乘方式。例如,遇障碍物时,骑乘者会停止踩踏藉以低速越过(可减少车体的抖动程度);遇上坡路段时,骑乘者一般会切换踩踏姿势而将身体前移并换轻档改变回转速;遇过弯路段时,骑乘者一般会降低骑乘重心与降低踩踏回转速。据此,可对应于站立踩踏姿势与骑坐踩踏姿势,而分别设定两组参数,每一组参数包括有振动门限值以及两个阻尼级别。对应于站立踩踏姿势的该组参数中,振动门限值为T1,阻尼级别分别为D_11与D_12。对应于骑坐踩踏姿势的该组参数中,振动门限值为T2,阻尼级别分别为D_13与D_14。而上述T1与T2可以相同也可不同。
图23是依照本发明第七实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图。请参照图22及图23,在步骤S2305中,振动传感器1410检测自行车10的车身所产生的振动,藉以输出振动信号并经由信号接收装置220将振动信号传送至控制处理装置230。接着,在步骤S2310中,控制处理装置230依据振动信号来计算振动参数。
然后,在步骤S2315中,通过姿势传感器410检测骑乘者在骑乘自行车10所采用的姿势为站立踩踏姿势或骑坐踩踏姿势,并输出对应的姿势信号,使得控制处理装置230依据姿势信号来设定振动门限值为T1或T2。而步骤S2315也可以在步骤S2305之前执行或是与S2305同时执行,在此并未限制步骤S2315的执行顺序。
在步骤S2315判定为站立踩踏姿势时,在步骤S2320中,控制处理装置230判断振动参数是否大于振动门限值T1。当振动参数不大于振动门限值T1时,在步骤S2325中,使得阻尼调整装置240将阻尼力量的级别设定为D_11(第一阻尼级别)。当振动参数大于振动门限值T1时,在步骤S2330中,使得阻尼调整装置240将阻尼力量的级别设定为D_12(第二阻尼级别)。其中,D_11大于D_12。
在步骤S2315判定为骑坐踩踏姿势时,在步骤S2335中,控制处理装置230判断振动参数是否大于振动门限值T2。当振动参数不大于振动门限值T2时,在步骤S2340中,使得阻尼调整装置240将阻尼力量的级别设定为D_13(第三阻尼级别)。当振动参数大于振动门限值T2时,在步骤S2345中,使得阻尼调整装置240将阻尼力量的级别设定为D_14(第四阻尼级别)。其中,D_13大于D_14。较佳实施方式为同时设定D_13<D_11,D_14<D_12。
第八实施例
图24依照本发明第八实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图。自行车自动控制避震器系统2400为自行车自动控制避震器系统1700的应用例。在此,将与自行车自动控制避震器系统1700具有相同功能的构件给予相同的标号,并省略相关说明。
自行车自动控制避震器系统2200包括振动传感器1410、信号接收装置220、控制处理装置230阻尼调整装置240以及坡度传感器610。坡度传感器610用以检测目前自行车10所在所在地的坡度是否为上坡路段,并输出对应的坡度信号,而通过信号接收装置220将坡度信号传送至控制处理装置230,使得控制处理装置230依据坡度信号来设定振动门限值为T3或T4。
图25是依照本发明第八实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图。请参照图24及图25,在步骤S2505中,振动传感器1410检测自行车10的车身所产生的振动,藉以输出振动信号并经由信号接收装置220将振动信号传送至控制处理装置230。接着,在步骤S2510中,控制处理装置230依据振动信号来计算振动参数。
然后,在步骤S2515中,通过坡度传感器610检测自行车10所在地的坡度是否为上坡路段,并输出对应的坡度信号,使得控制处理装置230依据坡度信号来设定振动门限值为T3或T4。而步骤S2515也可以在步骤S2505之前执行或是与S2505同时执行,在此并未限制步骤S2515的执行顺序。而上述T3与T4可以相同或不同。
在步骤S2515判定为上坡路段时,在步骤S2520中,控制处理装置230判断振动参数是否大于振动门限值T3。当振动参数不大于振动门限值T3时,在步骤S2525中,使得阻尼调整装置240将阻尼力量的级别设定为D_21(第一阻尼级别)。当振动参数大于振动门限值T3时,在步骤S2530中,使得阻尼调整装置240将阻尼力量的级别设定为D_22(第二阻尼级别)。其中,D_21大于D_22。
在步骤S2515判定非上坡路段时,在步骤S2535中,控制处理装置230判断振动参数是否大于振动门限值T4。当振动参数不大于振动门限值T4时,在步骤S2540中,使得阻尼调整装置240将阻尼力量的级别设定为D_23(第三阻尼级别)。当振动参数大于振动门限值T4时,在步骤S2545中,使得阻尼调整装置240将阻尼力量的级别设定为D_24(第四阻尼级别)。其中,D_23大于D_24。并且,由于站骑时身体重心较容易摆动,相对坐骑时需较高的阻尼级别,因此较佳实施方式为同时设定D_23<D_21,D_24<D_22。
第九实施例
图26依照本发明第九实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图。自行车自动控制避震器系统2600为自行车自动控制避震器系统1700的应用例。在此,将与上述各实施例中具有相同功能的构件给予相同的标号,并省略相关说明。自行车自动控制避震器系统2600包括振动传感器1410、信号接收装置220、控制处理装置230阻尼调整装置240、踩踏回转速传感器210以及姿势传感器410。
图27是依照本发明第九实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图。请参照图26及图27,在步骤S2705中,通过踩踏回转速传感器210检测自行车10的踩踏回转速,并输出踩踏信号。并且在步骤S2710中,通过姿势传感器410检测骑乘者在骑乘自行车所采用的姿势为站立踩踏姿势或骑坐踩踏姿势,并输出对应的姿势信号。在此并未限定上述步骤S2705与步骤S2710的执行顺序。
接着,在步骤S2715中,控制处理装置230依据踩踏信号与姿势信号来决定初始阻尼级别D_ini。例如,依据踩踏回转速属于高速状态、普通状态或低速状态(参照第六实施例)下的姿势来分别设定不同的值作为初始阻尼级别D_ini。
之后,在步骤S2720中,振动传感器1410检测自行车10的车身所产生的振动。在步骤S2725中,控制处理装置230依据振动信号来计算振动参数。振动参数的计算可参照上述图18的说明。并且,在步骤S2730中,控制处理装置230判断振动参数是否大于振动门限值T,藉以输出对应振动参数的级别控制信号至阻尼调整装置240。若振动参数不大于振动门限值T,于步骤S2735中,阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为D1(第一阻尼级别)。若振动参数大于振动门限值T,在步骤S2740中,阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为D2(第二阻尼级别),且D2=D_ini。其中,D1大于D2。
第十实施例
图28依照本发明第十实施例的自行车自动调整阻尼系统的方块图。自行车自动控制避震器系统2800为自行车自动控制避震器系统1700的应用例。在此,将与上述各实施例中具有相同功能的构件给予相同的标号,并省略相关说明。自行车自动控制避震器系统2800包括振动传感器1410、信号接收装置220、控制处理装置230阻尼调整装置240、踩踏回转速传感器210、姿势传感器410以及坡度传感器610。
图29是依照本发明第十实施例的自行车自动调整阻尼方法的流程图。请参照图28及图29,在步骤S2905中,通过踩踏回转速传感器210检测自行车10的踩踏回转速,并输出踩踏信号。并且在步骤S2910中,通过姿势传感器410检测骑乘者在骑乘自行车所采用的姿势为站立踩踏姿势或骑坐踩踏姿势,并输出对应的姿势信号。在步骤S2915中,通过坡度传感器610检测目前自行车10所在地的坡度是否为上坡路段,并输出对应的坡度信号。在此并未限定上述步骤S2905、步骤S2910及步骤S2915的执行顺序。
接着,在步骤S2920中,控制处理装置230依据踩踏信号、姿势信号与坡度信号来决定初始阻尼级别D_ini。之后,在步骤S2925中,振动传感器1410检测自行车的车身所产生的振动。在步骤S2930中,控制处理装置230依据振动信号来计算振动参数。振动参数的计算可参照上述图18的说明。并且,在步骤S2935中,控制处理装置230判断振动参数是否大于振动门限值T,藉以输出对应振动参数的级别控制信号至阻尼调整装置240。若振动参数不大于振动门限值T,于步骤S2940中,阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为D1(第一阻尼级别)。若振动参数大于振动门限值T,在步骤S2945中,阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为D2(第二阻尼级别),且D2=D_ini。其中,D1大于D2。
此外,振动传感器1410为重力传感器(g-sensor)时,在系统会进一步设定一门限重力值,藉此进一步判断自行车是否处于失重状态。当重力传感器感应的重力值小于门限重力值,并且维持一段预设时间tp时,控制处理装置230会自动调整阻尼力量的级别为最小阻尼级别。图30是依照本发明第十实施例的重力值曲线图。在图30中,当控制处理装置230检测到重力传感器在时间t1至时间t2之间所传感到的重力值皆小于门限重力值tg,并且时间t1至时间t2的时间区段(t2-t1)大于一预设时间tp时,判定在时间区段(t2-t1)中自行车属于失重状态,因而控制处理装置230会使得阻尼调整装置240设定阻尼力量的级别为一最小阻尼级别。例如,控制处理装置230会驱使压缩阻尼的阀门为全开。
第十一实施例
请参考图1,下述实施例所应用的自行车10具有前叉避震器11及后避震器12。前叉避震器11及后避震器12可受到前述各自行车自动控制避震器系统所控制,以调整前叉避震器11及后避震器12的避震效果。此外,自行车10具有车架100、座垫杆108及座垫107。座垫杆108组装至车架100,而座垫107组装至座垫杆108的顶端,以让骑乘者乘坐。
请参考图16A及图16B,在骑乘自行车10的过程中,骑乘者会因为路面差异而采用图16A的坐姿或图16B的站姿来骑乘自行车10。这两种骑乘姿势将导致自行车10的整体重心不同。由于自行车10的整体重心不同,前叉避震器11及后避震器12的设定也会不同,如此才能对于路面冲击与踩踏效率进行最佳化的处理。因此,在下面的实施例中,将提出多个应用例的姿势传感器来检测正在骑乘自行车10的骑乘者的骑乘姿势。
请参考图1、图16A、图16B及图31,在本实施例中,姿势传感器3100包括一传感单元3110及一控制单元3120。传感单元3110适于连接至自行车10,用以传感骑乘者与自行车10之间的相互关系,并输出对应的传感信号。控制单元3120接收传感信号,并依照传感信号判断骑乘者的骑乘姿势为图16A的坐姿或图16B的站姿。在本实施例中,控制单元3120可以有线或无线的方式与自行车10的自动控制系统相互传递信号,使得自动控制系统可依照骑乘者的骑乘姿势(坐姿或站姿)来调整前叉避震器11及后避震器12的设定。
请再参考图1及图31,姿势传感器3100还包括一连接组3130。连接组设置于控制单元3120与自行车10之间。控制单元3120经由连接组3130连接至自行车10。连接组3130为螺锁连接组、卡扣连接组或磁性连接组。因此,在结构上,控制单元3120可经由连接组3130螺锁、扣接或磁吸至自行车10,例如自行车10的座垫107或其他部位。
在下面的实施例中,将详细介绍不同类型的传感单元的类型及其设置在自行车10上的何处。
请参考图32A及图32B,在本实施例中,姿势传感器3100包括一对传感单元3111及耦接至传感单元3111的一控制单元3120。各传感单元3111为一压阻传感单元(即一种压力传感单元),并设置在座垫107内,以传感座垫107所受到的施压。因此,当骑乘者坐在座垫107上而施压座垫107时,控制单元3120可通过传感单元3111(即压阻传感单元)的电阻变化来判断骑乘者是否坐在座垫107上。在本实施例中,这对传感单元3111(即压阻传感单元)设置在座垫107的顶部。
请参考图33A及图33B,类似于图32A及图32B的实施例,在图33A及图33B的实施例中,这对传感单元3111设置在座垫107的内部。
请参考图34,类似于图32A及图32B的实施例,在图34的实施例中,传感单元3111也可设置于座垫107的底壳107b,可利用另一物体贴附在传感单元3111(即压阻传感单元)上产生压力变化造成电阻变化,或者利用传感单元3111(即压阻传感单元)本身的形变产生电阻变化。当骑乘者坐在座垫107上而造成底壳107b变形时,控制单元3120可通过传感单元3111的电阻变化来判断骑乘者是否坐在座垫107上。
请参考图35A及图35B,在本实施例中,姿势传感器3100包括一对传感单元3112及耦接至传感单元3112的一控制单元3120。各传感单元3112为一接点开关(即另一种压力传感单元),并设置在座垫107内,以传感座垫107所受到的施压。因此,当骑乘者坐在座垫107上而施压座垫107时,控制单元3120可通过传感单元3112(即接点开关)是否被触发来判断骑乘者是否坐在座垫107上。在本实施例中,这对传感单元3112(即接点开关)设置在座垫107的顶部。
请参考图36A及图36B,类似于图35A及图35B的实施例,在图36A及图36B的实施例中,这对传感单元3112(即接点开关)设置在座垫107的内部。
请参考图37,在本实施例中,姿势传感器3100包括一传感单元3113及耦接至传感单元3113的一控制单元3120。传感单元3113为一距离传感单元,并设置在座垫107内,以传感座垫107所受到的挤压。具体而言,传感单元3113包括一磁性体3113a及一磁性传感元件3113b(例如霍尔传感单元(hall sensor))。磁性传感元件3113b能传感磁性体3113a的磁场变化。因此,当座垫107所受到的挤压时,磁性体3113a及磁性传感元件3113b之间的距离发生变化,因而改变磁性传感元件3113b所传感到磁性体3113a所产生的磁场强度。因此,当骑乘者坐在座垫107上使得座垫107受到挤压时,控制单元3120可通过磁性传感元件3113b所传感到磁性体3113a所产生的磁场强度变化来判断骑乘者是否坐在座垫107上。在本实施例中,磁性体3113a及磁性传感元件3113b分别位于座垫107的一软衬107a及一底壳107b。
请参考图38,类似于图37的实施例,在图38的实施例中,磁性体3113a及磁性传感元件3113b分别位于座垫107的一底壳107b及一座弓107c。
请参考图1及图39,在本实施例中,姿势传感器3100包括一传感单元3114及耦接至传感单元3114的一控制单元3120。传感单元3114为一应变传感单元(即应变规(straingauge)),并设置在座垫杆108上,以传感座垫杆108的变形。应变规可受机械应变所产生的电阻变化来测试物体应变。因此,当骑乘者坐在座垫107上而造成座垫杆108变形时,控制单元3120可通过传感单元3114(即应变规)的电阻变化来判断骑乘者是否坐在座垫107上。
请参考图40,类似于图39的实施例,在图40的本实施例中,传感单元3114(即应变规)设置在的座垫107的座弓107c上,以传感座弓107c的变形。因此,当骑乘者坐在座垫107上而造成座弓107c变形时,控制单元3120可通过传感单元3114(即应变规)的电阻变化来判断骑乘者是否坐在座垫107上。
请参考图41,类似于图39的实施例,在图41的本实施例中,传感单元3114(即应变规)设置在座垫107的底壳107b上,以传感底壳107b的变形。因此,当骑乘者坐在座垫107上而造成底壳107b变形时,控制单元3120可通过传感单元3114(即应变规)的电阻变化来判断骑乘者是否坐在座垫107上。
请参考图1及图42,在本实施例中,姿势传感器3100包括一传感单元3115及耦接至传感单元3115的一控制单元3120。传感单元3115为一光学传感单元(例如红外线传感单元),并设置在自行车10上,以传感座垫107附近的物体移动。因此,当骑乘者的骑乘姿势采用坐姿时,控制单元3120可通过传感单元3115是否持续传感到骑乘者的臀部或大腿靠近座垫107来判断骑乘者是否坐在座垫107上。在本实施例中,传感单元3115设置在座弓107c。
请参考图43,类似于图42的实施例,在图43的本实施例中,传感单元3115(即光学传感单元)设置在座垫杆108上,以传感座垫107附近的物体移动。因此,当骑乘者的骑乘姿势采用坐姿时,控制单元3120可通过传感单元3115是否持续传感到骑乘者的臀部或大腿靠近座垫107来判断骑乘者是否坐在座垫107上。
请参考图44,类似于图42的实施例,在图44的本实施例中,传感单元3115(即光学传感单元)设置在自行车10的车架100上,以传感座垫107附近的物体移动。因此,当骑乘者的骑乘姿势采用坐姿时,控制单元3120可通过传感单元3115是否持续传感到骑乘者的臀部或大腿靠近座垫107来判断骑乘者是否坐在座垫107上。
综上所述,可针对不同的踩踏回转速、不同的踩踏姿势、或是所在地的坡度来调整阻尼力量。另外,也可结合上述各种情况来对应调整阻尼力量。藉此,可大幅提升踩踏效率。又,可通过姿势传感器来判断骑乘者的骑乘姿势(坐姿或站姿)。因此,可通过自动控制系统依照骑乘姿势对应调整避震器的设定,如此才能对于路面冲击与踩踏效率进行最佳化的处理。另外,在自行车上安装振动传感器,藉此来检测路面传至车身的冲击,并且,自行车上也安装有控制处理装置,藉以利用车身冲击来计算出车身振动,并且进行逻辑判断来决定调高或调低阻尼力量的级别。据此,在平稳路面上,可提高踩踏效率,让骑乘者所耗费的力量更有效率传达至自行车上。而在崎岖路面上,可提升舒适度及操控性,促使更安全的骑乘。此外,由于阻尼器的阻尼力量级别切换为自动逻辑判断,骑乘者无须分心进行手动控制,不仅使用上更为方便,也提高了安全性。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (14)
1.一种自行车自动控制避震器系统,其特征在于,包括:
振动传感器,检测自行车的振动,并输出振动信号;
信号接收装置,耦接至该振动传感器,以接收该振动信号;
阻尼调整装置,调整阻尼力量的级别;以及
控制处理装置,耦接至该信号接收装置及该阻尼调整装置,依据该振动信号来计算在预设时间区段内的振动参数,藉以输出对应该振动参数的级别控制信号至该阻尼调整装置,使得该阻尼调整装置基于该级别控制信号来调整该阻尼力量的级别。
2.根据权利要求1所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该振动传感器为重力传感器,并进一步设定门限重力值,当该重力传感器所传感的重力值小于该门限重力值并维持预设时间,则该控制处理装置调整该阻尼力量的级别为最小阻尼级别。
3.根据权利要求1项所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,当该振动参数越高,所调整的该阻尼力量的级别越小,而当该振动参数越低,所调整的该阻尼力量的级别越大。
4.根据权利要求1所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该控制处理装置判断该振动参数是否大于振动门限值,当该振动参数不大于该振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第一阻尼级别,当该振动参数大于该振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第二阻尼级别,其中,该第一阻尼级别大于该第二阻尼级别。
5.根据权利要求1所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,还包括:
踩踏回转速传感器,耦接至该信号接收装置,检测该自行车的踩踏回转速,并输出踩踏信号;
其中,该控制处理装置依据该踩踏信号决定初始阻尼级别,并且该控制处理装置判断该振动参数是否大于振动门限值,当该振动参数大于该振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第二阻尼级别,当该振动参数不大于该振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第一阻尼级别,其中,该第一阻尼级别大于该第二阻尼级别,且该第二阻尼级别为该初始阻尼级别。
6.根据权利要求1所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,还包括:
姿势传感器,耦接至该信号接收装置,检测骑乘者在骑乘该自行车所采用的姿势为站立踩踏姿势或骑坐踩踏姿势,并输出对应的姿势信号,使得该控制处理装置依据该姿势信号来设定第一振动门限值或第二振动门限值,
其中,在该站立踩踏姿势的情况下,该控制处理装置判断该振动参数是否大于该第一振动门限值,当该振动参数不大于该第一振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第一阻尼级别,当该振动参数大于该第一振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第二阻尼级别,其中,该第一阻尼级别大于该第二阻尼级别;
在该骑坐踩踏姿势的情况下,由该控制处理装置判断该振动参数是否大于该第二振动门限值,当该振动参数不大于该第二振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第三阻尼级别,当该振动参数大于该第二振动门限值时,使得该阻尼调整装置的该阻尼力量的级别设定为第四阻尼级别,其中,该第三阻尼级别大于该第四阻尼级别。
7.根据权利要求6所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该姿势传感器包括:
传感单元,连接至该自行车,用以传感该骑乘者与该自行车之间的相互关系,并输出对应的传感信号;以及
控制单元,接收该传感信号,并依照该传感信号判断该骑乘者的骑乘姿势为站立踩踏姿势或骑坐踩踏姿势。
8.根据权利要求7所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该传感单元为压力传感器,且该传感单元设置在该自行车的座垫内、该座垫的顶部以及该座垫的底部至少一处,以传感该座垫所受到的施压。
9.根据权利要求7所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该传感单元为距离传感器并设置在该自行车的座垫内,以传感该座垫所受到的挤压,该传感单元包括磁性体及磁性传感元件,且该磁性传感元件传感该磁性体的磁场变化。
10.根据权利要求7所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该传感单元为应变传感器,且
该传感单元设置在该自行车的座杆上,以传感该座杆的变形;或者,该传感单元设置在该自行车的座垫的座弓上,以传感该座弓的变形;或者,该传感单元设置在该自行车的座垫的底壳上,以传感该底壳的变形。
11.根据权利要求8所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该传感单元为光学传感器,且该传感单元设置在该自行车上,以传感该座垫附近的物体移动;
其中,该传感单元设置在该自行车的座垫的座弓、座杆以及车架其中之一上。
12.根据权利要求6所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该姿势传感器还包括:
连接组,设置于该控制处理装置与该自行车之间,其中该控制处理装置经由该连接组连接至该自行车。
13.根据权利要求12所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,该连接组为螺锁连接组、卡扣连接组或磁性连接组。
14.根据权利要求1所述的自行车自动控制避震器系统,其特征在于,还包括:
坡度传感器,耦接至该信号接收装置,检测目前该自行车所在地的坡度是否为上坡路段,并输出对应的坡度信号,使得该控制处理装置依据该坡度信号来设定第一振动门限值或第二振动门限值,
其中,在该上坡路段的情况下,该控制处理装置判断该振动参数是否大于该第一振动门限值,当该振动参数不大于该第一振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第一阻尼级别,当该振动参数大于该第一振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第二阻尼级别,其中,该第一阻尼级别大于该第二阻尼级别;
在非该上坡路段的情况下,该控制处理装置判断该振动参数是否大于该第二振动门限值,当该振动参数不大于该第二振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第三阻尼级别,当该振动参数大于该第二振动门限值时,使得该阻尼调整装置将该阻尼力量的级别设定为第四阻尼级别,其中,该第三阻尼级别大于该第四阻尼级别。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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