CN107428393A - 电动自行车传动系统、方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统包括车轮；从动链轮组，至少经由第一单向离合器联接至车轮，从动链轮组包括两个或更多具有不同有效直径的同轴链轮；驱动链，配置成与从动链轮组接合；电子可控制变速器，配置成在两个或更多链轮之间移动驱动链；踏板曲柄，配置成至少通过第二单向离合器和驱动链，将用户踏板力提供到从动链轮组，从而引起从动链轮组转动；马达，配置成至少通过驱动链，将机电力提供到从动链轮组，从而引起从动链轮组转动；以及电子控制器，配置成响应于当踏板曲柄和马达均不引起从动链轮的转动时确定应该发生换档：操作马达以小于或等于车轮的当前转动速度的转动速度转动从动链轮；以及操作变速器在从动链轮通过马达转动时引起换档发生。

Description

电动自行车传动系统、方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年2月13日提交的标题为“电动自行车传动系统、方法和设备”的第62/115,880号美国临时专利申请的权益，所述美国临时专利申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

实施方式涉及自行车领域，具体地，涉及用于电动自行车的传动装置。

背景技术

自行车使得骑车人能够通过将骑车人腿的踩踏板运动转换成自行车的驱动轮的转动运动而在骑行表面上运送他自己或她自己。自行车的一个挑战为：取决于诸如速度、倾斜度、骑车人能力等的多种因素，踏自行车会更容易或更困难。为了能够更容易的踩踏板和/或更有效率的骑自行车，已开发了各种设备，以使得能够选择性地改变踏板曲柄与驱动轮之间的齿轮比。这种设备的两个示例为变速器和内部齿轮毂。通过变速器，联接至车轮的从动链轮组包括多个不同尺寸的同轴链轮，驱动链可以在该多个不同尺寸的同轴链轮之间移动。通过内部齿轮毂，驱动链与联接至轮彀的单个链轮接合，并且轮彀内部的齿轮使得能够改变齿轮比。

另外，随着新技术的发展，现今，多种类型和不同种类的电动自行车可用，其可以以电动动力和/或人工动力操作。许多不同类型的电动自行车可用，并且包括根据每个管辖区域的不同的法律和条例定制的、诸如马达和电池的多种类型的部件。大多数电动自行车很具体，并且缺乏兼容性或灵活性。例如，某一电动自行车可局限于仅与具体部件、具体配置结合使用，和/或仅在具体管辖区域内使用。换言之，电动自行车行业缺乏可以容易地适于适应不同条例、不同部件和/或不同配置的任何标准或基本模型。另外，根据管辖区域和明细规范，相同的电动自行车在法律上可被认为是自行车、机动自行车、马达辅助自行车或摩托车。最常见的管辖条例的变化为允许的总功率、允许的最高速度以及马达是由手油门还是由踏板输入来控制。

发明内容

技术进步使得电动自行车能够包括自动传动系统，该自动传动系统可配置成根据当前的操作条件、与用户行为无关、并且当用户难以或不可能人工地执行换档的情况下，自动地选择和/或转换到最佳档位。在一些实施方式中，即使当踏板曲柄不转动时和/或当没有扭矩从踏板曲柄和/或马达传递到驱动轮时，电子可控制的、基于变速器的自行车传动装置也能够在快速停车事件期间自动降低档位。另外，技术的进步使得可能开发可适于适应包括马达和电池的不同的部件、座椅配置和不同管辖区域的法律的通用电动自行车的系统。

根据一些实施方式，用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统包括车轮、从动链轮组、驱动链、电子可控制变速器、踏板曲柄、马达以及电子控制器，其中，从动链轮组经由至少第一单向离合器联接至车轮，从动链轮组包括两个或更多不同有效直径的同轴链轮；驱动链配置成与从动链轮组接合；电子可控制变速器配置成使驱动链在两个或更多链轮之间移动；踏板曲柄配置成通过至少第二单向离合器和驱动链，将用户踏板力提供到从动链轮组，从而引起从动链轮组转动；马达配置成至少通过驱动链将机电力提供到从动链轮组，从而引起从动链轮组转动；以及电子控制器配置成响应于当踏板曲柄和马达均不引起从动链轮的转动时应该发生换档的判定：操作马达以小于或等于车轮的当前转动速度的转动速度转动从动链轮；以及操作变速器，以在从动链轮通过马达转动时，引起发生换档。

在一些实施方式中，马达还配置成通过至少第三单向离合器和驱动链向从动链轮组提供机电力。在一些实施方式中，电子控制器可配置成通过确定停车事件正在发生来确定换档应该发生。确定停车事件正在发生可包括直接地和/或间接地监控以下所列中的一个或多个：车轮的转动速度、踏板曲柄的转动速度、车轮的转动速度的减速速率、制动力、平移减速速率、踏板节奏。在一些实施方式中，电子控制器可配置成估算在停车事件完成前车轮的剩余转动量，并操作马达以小于或等于车轮的当前转动速度的转动速度转动从动链轮，不过要足够快，以在车轮的所估算的剩余转动量内完成换档。

在一些实施方式中，基于变速器的电子传动系统还包括曲柄轴，该曲柄轴配置成至少通过驱动链将用户踏板力和机电力传递至从动链轮，其中踏板曲柄和马达各自通过不同于驱动链的单独链或带状件连接至曲柄轴。第二单向离合器可功能性地位于踏板曲柄与曲柄轴之间。第三单向离合器可功能性地位于马达与曲柄轴之间。

在一些实施方式中，基于变速器的电子传动系统还包括布置在中间驱动布置中的马达、踏板曲柄和从动链轮。

在一些实施方式中，电子控制器还可配置成通过监控自行车的当前速度、并基于自行车的当前速度确定比目前档位更有效率的档位可用来确定应该进行换档。在一些实施方式中，电子控制器可配置成通过接收用户执行换档的请求来确定应该进行换档。

在一些实施方式中，电子控制器还配置成在正在发生换档时监控车轮的转动速度；以及响应于车轮的转动速度已改变的判定，调整马达的操作，从而增加或降低从动链轮的转动速度，以维持从动链轮的转动速度小于或等于车轮的转动速度。在一些实施方式中，电子控制器配置成在正在进行换档时，使从动链轮的转动速度维持在所监控的车轮的转动速度的5％以内。

根据一些实施方式，用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统通过以下所列自动操作：通过电动自行车控制器确定停车事件正在发生；通过电动自行车控制器确定期望在停车事件完成前降低档位；直接地或间接地测量转动链轮组速度，并确定转动链轮组速度低于在停车事件完成前实现降低档位的阈值速度，链轮组包括两个或更多同轴链轮；通过电动自行车控制器操作马达，以使链轮组的转动速度等于或大于阈值速度，但是等于或小于联接至链轮组的车轮的转动速度；以及通过电动自行车控制器操作电子变速器，从而在马达使链轮组转动时，使电子变速器将链从两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动到两个或更多同轴链轮中的不同链轮。

在一些实施方式中，确定停车事件正在发生包括由一个或多个传感器直接地或间接地监控以下自行车状态中的一个或多个：车轮的转动速度、踏板曲柄的转动速度、车轮的转动速度的减速速率、制动力、平移减速速率、踏板节奏。确定停车事件正在发生还可包括：确定车轮的转动速度的减速速率等于或大于阈值减速速率。在一个实施方式中，阈值减速速率为至少0.5米/秒/秒。在一个实施方式中，阈值减速速率为至少1米/秒/秒。在一个实施方式中，阈值减速速率为至少1.5米/秒/秒。在一个实施方式中，阈值减速速率为至少2米/秒/秒。在一个实施方式中，阈值减速速率为至少2.5米/秒/秒。

在一些实施方式中，确定期望在停车事件完成前降低档位包括确定当前的档位范围与最佳启动档位范围不同，并且其中使电子变速器将链移动到不同链轮导致与最佳启动档位范围接合。在实施方式中，最佳启动档位范围可至少部分地基于用户限定的偏好。在一些实施方式中，最佳启动档位范围至少部分地基于自行车的当前倾斜度来实时动态地确定。

在一些实施方式中，确定转动链轮组速度低于阈值速度包括：确定转动链轮组速度为零。在一些实施方式中，用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统还通过以下所列自动操作：计算用于在停车事件完成前实现降低档位的阈值速度，检测当前的档位状态；确定实现从当前档位转换至最佳启动档位所需的链轮组转动的量；以及计算在停车事件完成前实现需要的链轮组转动的量的、需要的最低链轮组转动速度。在一些实施方式中，计算阈值速度还包括：确定最佳换档链轮组速度范围；以及响应于确定在停车事件完成前实现需要的链轮组转动的量的、需要的最低链轮组转动速度低于最佳换档链轮组速度范围，将阈值速度设置成至少与最佳换档链轮组速度范围的下限一样快。在一些实施方式中，计算阈值速度还包括：包括考虑车轮的减速速率可增加的可能性的裕度。

在一些实施方式中，用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统还通过以下所列自动操作：在链的移动期间，直接地和/或间接地不间断地监控车轮的转动速度；以及在链的移动期间，根据需要降低链轮组的转动速度，从而维持链轮组的转动速度等于或小于车轮的转动速度。

在一些实施方式中，车轮至少通过单向飞轮离合器联接至链轮组，当链轮组以比车轮的转动速度小的转动速度转动时，单向飞轮离合器自动转动地使车轮与链轮组脱离联接。在一些实施方式中，车轮至少通过主动离合器联接至链轮组，主动离合器选择性地使得链轮组能够以比车轮的转动速度大的转动速度转动，从而允许电子变速器在自行车停车时、或在车轮以低于期望的速度转动时移动链，以实现换档。

在一些实施方式中，电动自行车包括曲柄轴配置，该曲柄轴配置包括曲柄轴，该曲柄轴配置成通过第一动力传动装置组件连接至马达，通过第二动力传动装置组件连接至链轮组，以及通过第三动力传动装置组件连接至踏板齿轮。在一些实施方式中，马达为中间驱动马达。

在一些实施方式中，确定停车事件正在发生包括测量制动压力来确定制动压力的施加。在一些实施方式中，用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统还通过由多个传感器测量多个自行车统计数据、并计算最佳换档窗口来自动操作，其中计算最佳换档窗口包括基于多个自行车统计数据来计算减速速率。在实施方式中，计算最佳换档窗口还包括确定在最佳换档窗口内的最佳换档速度以实现换档。在实施方式中，计算最佳换档窗口还包括确定链轮组的最佳转动度以实现换档。

在一些实施方式，用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统包括车轮、从动链轮组、驱动机构、电子可控制变速器、踏板曲柄、马达以及电子控制器，其中，从动链轮组联接至车轮，从动链轮组包括两个或更多具有不同有效直径的同轴链轮；驱动机构配置成接合从动链轮组；电子可控制变速器配置成在两个或更多链轮之间移动驱动机构；踏板曲柄配置成通过向从动链轮组提供用户踏板力，以引起从动链轮组的转动；马达配置成通过向从动链轮组提供机电力，以引起从动链轮组的转动；电子控制器配置成响应于当踏板曲柄和马达均不引起从动链轮的转动时，应该发生换档的判定：操作马达以小于或等于车轮的当前转动速度的转动速度转动从动链轮；以及操作变速器在从动链轮通过马达转动时使换档发生。

在一些实施方式中，用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统包括车轮、从动链轮组、驱动机构、电子可控制变速器、踏板曲柄、马达和电子控制器，其中，从动链轮组经由至少第一离合器联接至车轮，从动链轮组包括两个或更多具有不同有效直径的同轴链轮；驱动机构配置成接合从动链轮组；电子可控制变速器配置成在两个或更多链轮之间移动驱动机构；踏板曲柄配置成通过至少第二离合器和驱动机构将用户踏板力提供到从动链轮组，从而引起从动链轮组的转动；马达配置成通过至少第三离合器和驱动机构将机电力提供到从动链轮组，从而引起从动链轮组的转动；电子控制器配置成响应于当踏板曲柄和马达均不引起从动链轮的转动时，应该发生换档的确定：操作马达以小于或等于车轮的当前转动速度的转动速度转动从动链轮；以及操作变速器在通过马达使从动链轮转动时，使换档发生。

在一些实施方式中，用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统包括电子控制器，该电子控制器配置成响应于当踏板曲柄和马达均不引起从动链轮的转动时，应该发生换档的判定：操作马达，以小于或等于车轮的当前转动速度的转动速度转动从动链轮；以及操作变速器，在通过马达使从动链轮转动时，使换档发生。

在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质在其上存储有计算机程序，用于使适当程序控制的计算机系统通过一个或多个处理器处理计算机程序代码，当所述计算机程序在所述适当程序控制的计算机系统上执行时，执行用于自动操作电动自行车的、基于变速器的传动装置的方法，所述方法包括：使用计算机系统确定停车事件正在发生；通过计算机系统，确定期望在停车事件完成前降低档位；直接地或间接地测量转动链轮组速度，并确定转动链轮组速度低于用于在停车事件完成前实现降低档位的阈值速度，链轮组包括两个或更多同轴链轮；使用计算机系统操作马达，以引起链轮组转动，链轮组的转动速度等于或大于阈值速度，但是等于或小于联接至链轮组的车轮的转动速度；以及使用计算机系统操作电子变速器，以使电子变速器在马达使链轮组转动时，将链从两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动至两个或更多同轴链轮中的不同链轮；其中计算机系统包括计算机处理器和电子存储器。

在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质通过由一个或多个传感器直接地或间接地监控以下自行车状态中的一个或多个来确定停车事件正在发生：车轮的转动速度、踏板曲柄的转动速度、车轮的转动速度的减速速率、制动力、平移减速速率、踏板节奏。在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质还通过确定车轮的转动速度的减速速率小于阈值减速速率来确定停车事件正在发生。在一些实施方式中，阈值减速速率为至少0.5米/秒/秒。在一些实施方式中，阈值减速速率为至少1米/秒/秒。在一些实施方式中，阈值减速速率为至少1.5米/秒/秒。在一些实施方式中，阈值减速速率为至少2米/秒/秒。在一些实施方式中，阈值减速速率为至少2.5米/秒/秒。

在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质通过确定当前档位范围与最佳启动档位范围不同、并使电子变速器将链移动到导致接合最佳启动档位范围的不同的链轮，来确定期望在停车事件完成前降低档位。在一些实施方式中，最佳启动档位范围至少部分地基于用户限定的偏好。在一些实施方式中，最佳启动档位范围至少部分地基于自行车的当前倾斜度来实时动态地确定。在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质通过确定转动链轮组速度为零来确定转动链轮组速度低于阈值速度。在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质还包括计算用于在停车事件完成前实现降低档位的阈值速度，所述计算包括：检测当前档位状态；确定实现从当前档位移动至最佳启动档位所需的链轮组转动的量；以及计算在停车事件完成前实现需要的链轮组转动的量的所需最低链轮组转动速度。

在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质还通过以下所列计算阈值速度：确定最佳换档链轮组速度范围；以及响应于确定在停车事件完成前实现需要的链轮组转动的量的所需最低链轮组转动速度低于最佳换档链轮组速度范围，将阈值速度设置成至少与最佳换档链轮组速度范围的下限一样快。在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质计算阈值速度还包括：包括考虑车轮的减速速率可增加的可能性的裕度。在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质还包括在链的移动期间直接地和/或间接地不间断地监控车轮的转动速度；以及在链的移动期间，根据需要降低链轮组的转动速度，以保持链轮组的转动速度等于或小于车轮的转动速度。

在一些实施方式中，车轮通过至少单向飞轮离合器联接至链轮组，当链轮组以比车轮的转动速度小的转动速度转动时，单向飞轮离合器自动地、转动地使车轮与链轮组脱离联接。在一些实施方式中，车轮通过至少主动离合器联接至链轮组，主动离合器选择性地使链轮组能够以大于车轮的转动速度的转动速度转动，从而允许电子变速器在自行车停车时或在车轮以小于期望的速度转动时移动链，以实现换档。在一些实施方式中，电动自行车包括曲柄轴配置，曲柄轴配置包括曲柄轴，该曲柄轴配置成通过第一动力传动装置组件连接至马达，通过第二动力传动装置组件连接至链轮组，并通过第三动力传动装置组件连接至踏板齿轮。

在一些实施方式中，马达为中间驱动马达。在一些实施方式中，确定停车事件正在发生包括测量制动压力，以确定制动压力的施加。在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质还包括通过多个传感器测量多个自行车统计数据，并计算最佳换档窗口，计算最佳换档窗口包括基于多个自行车统计数据来计算减速速率。在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质还通过确定在最佳换档窗口内的最佳换档速度来计算最佳换档窗口，以实现换档。在一些实施方式中，计算机可读非暂时性存储介质还通过确定链轮组的最佳转动度来计算最佳换档窗口，以实现换档。

根据一些实施方式，用于电动自行车的自动传动系统包括从动链轮组、电子可控制变速器、踏板曲柄、主动离合器或单向飞轮离合器、马达以及电子控制器，其中，从动链轮组包括两个或更多具有不同有效直径的同轴链轮；电子可控制变速器配置成在两个或更多链轮之间移动链；踏板曲柄配置成向从动链轮组提供用户力；主动离合器配置成选择性地使踏板曲柄与从动链轮组脱离联接，单向飞轮离合器配置成允许车轮在不转动踏板曲柄的情况下转动；马达配置成向从动链轮组提供机电力；电子控制器配置成使用离合器使踏板曲柄与从动链轮组脱离联接，控制器还配置成操作马达使从动链轮组以换档速度转动，以及操作变速器，以在从动链轮以换档速度转动时，使换档发生，其中，换档速度与踏板曲柄不脱离联接的情况下链轮组转动的速度不同。

在一些实施方式中，至少一个用户输入设备包括至少一个踏板曲柄。在一些实施方式中，用户输入设备包括至少一个马达和至少一个踏板曲柄。在一些实施方式中，最佳换档速度高于链轮组速度。在一些实施方式中，操作马达来调整链轮组速度还包括：操作马达，通过增加链轮速度以获得最佳换档速度来实现换档。在一些实施方式中，最佳换档速度低于链轮组速度。在一些实施方式中，操作马达来调整链轮组速度还包括：操作马达以施加制动力，从而通过将链轮速度降低至最佳换档速度来实现换档。在一些实施方式中，多个自行车统计数据还包括踏板节奏。在一些实施方式中，多个自行车统计数据还包括车轮速度。在一些实施方式中，多个自行车统计数据还包括链轮组速度。

根据一些实施方式，用于电动自行车的自动传动系统包括：链轮组，其包括两个或更多具有不同有效直径的同轴链轮；至少一个用户输入设备，其配置成转动链轮组；多个传感器，其配置成测量多个自行车统计数据，其中多个自行车统计数据至少包括至少一个用户输入设备的扭矩产生；电子控制器，其配置成基于所述扭矩生产来确定至少一个用户输入设备不产生扭矩，其中电子控制器还配置成基于多个自行车统计数据来计算最佳换档速度，其中电子控制器还配置成将最佳换档与链轮组速度进行比较，其中电子控制器还配置成基于该比较确定最佳换档速度与链轮组速度不同；马达，其配置成调整链轮组速度以获得最佳换档速度；离合致动器，其配置成使至少一个用户输入设备与链轮组脱离联接；电子变速器，其配置成在链轮组以最佳换档速度转动时，将链从两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动至两个或更多同轴链轮中的不同链轮。

根据一些实施方式，非暂时性计算机储存器包括存储介质，所述非暂时性计算机储存器在其上存储有计算机程序，该计算机程序指示电子控制器基于测量的扭矩产生确定至少一个用户输入设备不产生扭矩；基于由多个传感器测量的多个自行车统计数据来计算最佳换档速度；将最佳换档与测量的链轮组速度进行比较；确定最佳换档速度与链轮组速度不同；与离合致动器进行通信，以使至少一个用户输入设备与链轮组脱离联接，其中链轮包括两个或更多具有不同有效直径的同轴链轮；操作马达调整链轮组速度，以获得最佳换档速度；以及与电子变速器进行通信，以在链轮组以最佳换档速度转动时，将链从两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动至两个或更多同轴链轮中的不同链轮。

在一个实施方式中，用于控制具有马达的电动自行车的系统包括用户接入点单元和电动自行车计算单元，其中，用户接入点单元配置成接收用于控制电动自行车的用户输入，电动自行车计算单元配置成控制电动自行车的性能特征。电动自行车计算单元可基于接收的用户输入来控制电动自行车，使得电动自行车的性能特征符合包括电动自行车的当前位置的第一管辖区域的条例。在一个实施方式中，电动自行车计算单元可与主计算系统进行通信，该主计算系统保持条例数据库，以检索包括电动自行车的当前位置的第一管辖区域的条例，并自动地配置电动自行车以符合检索的条例。在另一实施方式中，用户接入点单元可与主计算系统进行通信，该主计算系统保持条例数据库，以检索包括电动自行车的当前位置的第一管辖区域的条例，并将检索的条例传输至电动自行车计算单元，以及电动自行车计算单元可自动地配置电动自行车，以符合通过用户接入点单元传输的条例。

在一些实施方式中，电动自行车的当前位置可在没有任何用户输入的情况下，基于由配置成确定位置信息的GPS模块提供的位置信息自动确定。替代地，在其他实施方式中，电动自行车的当前位置可基于用户输入指定位置来确定。

在一些实施方式中，用户接入点单元可允许用户指定用于控制电动自行车的一个或多个控制参数。该一个或多个控制参数可为以下所列中的一个或多个：(i)动力应用的踏板辅助模式或按需供电模式，(ii)马达的输出功率，(iii)电动自行车的最高速度，(iv)马达的最大扭矩，以及(v)制动器的打开或关闭状态。

在一些实施方式中，电动自行车计算单元可检测电动自行车的当前位置的改变，该改变使当前位置包括于不同于第一管辖区域的第二管辖区域，并自动地配置电动自行车以符合第二管辖区域的条例。

在一些实施方式中，电动自行车还可包括用于控制电动自行车的马达的输出功率的功率控制模块、用于检测电动自行车的当前位置的GPS模块、用于检测电动自行车的当前速度的速度检测模块、用于向用户提供指示的导航模块、和/或通过与一个或多个电池传感器进行通信以监控当前电池电量的电池电量检测模块。

在一些实施方式中，用户输入可包括指定如何使用电动自行车的骑行模式的用户选择。基于用户选择，电动自行车计算单元可根据所选的骑行模式控制电动自行车。例如，(1)在骑行模式为自行车模式的情况下，电动自行车计算单元关闭电动自行车的马达，使得电动自行车仅通过踩踏板驱动，(2)在骑行模式为机动自行车模式的情况下，电动自行车计算单元基于第一管辖区域的条例来限制电动自行车的马达的性能，以及(3)在骑行模式为仅越野模式的情况下，电动自行车计算单元允许电动自行车的马达以不受限制的方式工作。

在一些实施方式中，电动自行车计算单元可配置成：当在电动自行车计算单元之间建立有效连接时，解锁电动自行车，并且当有效连接终止时，锁定电动自行车。

在一些实施方式中，电动自行车可包括车架和具有半刚性外壳的侧部袋状件。侧部袋状件可通过弹性材料连接至车架，当侧部袋状件不满时，弹性材料使外壳紧贴车架，并且当侧部袋状件装满时，弹性材料使外壳紧贴侧部袋状件内的货物。

在一些实施方式中，侧部袋状件防水、防切割、永久性地固定至车架、和/或具有用于保持电池、控制器、自行车锁和/或头盔的一个或多个附加的口袋。在一些实施方式中，用于保持一个或多个电池的袋状件或隔间可包括连接器机构，该连接器机构用于将所述一个或多个电池中的至少一个电池连接至电动自行车，以使得马达由所述至少一个电池提供电力。

附图说明

在下文参考各种实施方式的附图，详细描述了上述特征、方面和有益效果以及其他特征、方面和有益效果，附图旨在示出本公开，而不限制本公开。附图包括以下图，在附图中：

图1至图2示出了电动自行车的一个实施方式的示例的传动系布局特征。

图3示出了带有覆盖后车轮的一个或多个袋状件的电动自行车的一个实施方式的示例。

图4是示出用于控制电动自行车的马达的最大输出的系统的一个实施方式的高级概述的框图。

图5是示出计算机硬件系统的一个实施方式的框图，计算机硬件系统配置成运行软件以实现本文描述的马达输出控制系统的一个或多个实施方式。

图6是示出系统的一个实施方式的概述的框图，该系统配置成运行软件，以控制本文描述的自动传动系统的一个或多个实施方式。

图7是示出控制电动自行车的马达的最大输出的方法的示例性实施方式的流程图的实施方式。

图8是示出控制自动传动系统的示例性方法的流程图的实施方式。

图9A至图9B示出了带有曲柄轴设计配置和变速器的电动自行车的实施方式。

图10A至图10B示出了带有中间驱动马达配置和变速器的电动自行车的实施方式。

图11A至图11C是示出用于控制电动自行车的自动传动系统的方法的实施方式的线状图。

具体实施方式

下文将参考附图来描述实施方式。本文呈现的描述中使用的术语并不旨在以任何限定或限制的方式进行解释，仅因为其与某些具体的实施方式的详细描述结合使用。另外，实施方式可包括若干新颖特征，其中该若干新颖特征中没有单独一个特征是单独为其期望的属性负责或对于实现本文描述的实施方式是必不可少的。

在本文中的公开提供了系统、方法和设备，该系统、方法和设备使得用于电动自行车的自动传动系统和自动传动装置控制方法能够有多种形式。手动自行车或电动自行车经常包括某种形式的换档机构，该换档机构使得踏板曲柄与驱动轮之间的齿轮比能够变化。例如，在公路自行车中，踏板曲柄联接至一个或多个驱动链轮，以及驱动轮联接至一个或多个从动链轮。驱动链将驱动链轮连接至从动链轮，以及用于链轮组中的每个组的变速器配置成在各种链轮中移动链，以使得齿轮比能够改变。

使得自行车中的齿轮比能够改变的另一方法为使用用于驱动轮的内部齿轮毂。在这种实施方式中，驱动链联接至单个从动链轮，并且该单个从动链轮联接至包括多个可选择的档位范围的轮彀。内部齿轮毂可以呈现更清洁的外观，因为外表上骑车人仅会看到单个从动链轮，而不是多个相邻链轮。然而，内部齿轮毂系统通常比基于变速器的系统更昂贵，有时要贵一个数量级。另外，内部齿轮毂系统可具有许多小的和/或活动的组件，从而需要更多的维护，并导致较高的效率损失。另外，基于变速器的系统会经常处理比内部齿轮毂更大的扭矩，因而经常更可靠。另外，内部齿轮毂在诸如当没有施加负载时的一定条件下最有效地换档。随着负载增加，内部齿轮毂进行换档变得更困难和/或一旦负载超过负载阈值，内部齿轮毂就可能失效。

然而，内部齿轮毂优于典型的基于变速器的系统的一个优点在于，内部齿轮毂通常能够在自行车静止时换档。然而，变速器要求驱动链和链轮组转动以实现换档。另外，如果驱动链和链轮不在最佳速度或最佳速度范围内转动或移动、和/或如果驱动链不在负载的至少最小阈值量下(例如，驱动链轮和从动链轮之间的张力的量)，则基于变速器的换档可能很困难，和/或基于变速器的换档可能失败。

对于自行车的骑车人，常见事件为快速停车。在快速停车事件中，诸如由于汽车或其他物体出现在骑车人的路径前方，骑车人希望迅速地停下自行车。在这种事件中，骑车人会停止踩踏板，并同时使用自行车的制动器以迅速地停车。这种事件带来的一个问题是：通常在停车之后，期望自行车处于与自行车停止前相比较低的档位中。这在利用内部齿轮毂的情况下是不成问题的，因为内部齿轮毂可以能够在不移动时换档。然而，在基于变速器的系统中，骑车人就处于自行车已经停下来的困境中，并且自行车处于比期望用于重新启动自行车的运动的更高的档位中。然后，骑车人难以降低自行车的档位，因为骑车人会需要尝试别扭的事件顺序-在非期望的高档位中开始踩自行车的踏板，同时尝试转换到低档位，该事件顺序可能不会总是成功、和/或可为效率低的、和/或需要骑车人的部分的相当多的努力和协调。另外，在这种情形中，基于变速器的系统可导致驱动链一次跳过和/或转移多个齿轮，从而卡住齿轮和/或没能实现换档。

在一些实施方式中，当扭矩或动力不通过踏板和/或马达引入驱动轮时，期望保持驱动从动链轮组的驱动链静止、不动、不转动、和/或类似的行为。换言之，当由踏板/或马达将动力或扭矩传递到驱动轮时，会期望移动链，但是当不将动力或扭矩施加至驱动轮时，可期望停止链的移动或基本上减少链的移动。对此例外的会是，链的移动受限，并且因而使从动链轮组的移动受限，从而实现如本文公开的换档。当不将动力引入到车轮时和/或当未实现换档时，保持链静止的一个好处是，该系统可潜在地比链仍在移动的情况下更有效地操作。另一好处与安全性有关。例如，当用户踩自行车的踏板和/或操作油门以指示马达将动力或扭矩施加至驱动轮时，用户期望链正在旋转，因为链需要转动以将动力或扭矩引入驱动轮中。然而，当用户不期望将扭矩或动力增加到后车轮时，诸如在滑行、惯性滑行、制动和/或类似的行为期间，用户可能不期望链移动，并且因而当试图远离链以防止被移动的链伤害时，可能不会那么谨慎。另外，在诸如快速停车或紧急停车的操纵中，用户会有可能将他的或她的大部分或全部注意力集中在停止自行车上，因而他的或她的腿、衣服和/或类似的东西可能无意地接触链。如果链正在移动，这就会导致损伤或损害。因此，在一些实施方式中，会期待将驱动链的移动量限制到仅需要移动链的时间段，诸如，当动力正施加至后车轮时和/或当正在进行换档时。

本文公开的各种实施方式通过提供基于变速器的自行车传动系统、方法和设备解决了这些问题和其它问题，该基于变速器的自行车传动系统、方法和设备使得电动自行车能够使用耐用且相对便宜的变速器系统，同时仍能够在快速的停车事件期间(以及在一些实施方式中，在其他事件期间和/或骑车人希望换档和/或自行车控制者确定换档是合适的任何时候)降低档位。在一些实施方式中，基于变速器的自动传动系统包括马达和踏板曲柄，该马达和踏板曲柄能够各自独立地转动联接至驱动轮的从动链轮组。在一些实施方式中，当发生快速停车事件时，该系统配置成操作马达，从而在足够的速度下转动从动链轮组，以实现降低档位，同时仍保持从动链轮组的速度小于或等于驱动轮的当前速度，以使得没有将会抵消自行车停车的能力的额外驱动扭矩引入到驱动轮。

在本文中的公开还提供了对于通用电动自行车的改进系统，电动自行车灵活且容易地适合于适应各种需要和要求。通常，当前可用的大多数电动自行车被限制和/或设计成与诸如马达和/或电池的具体部件一起使用。另外，由于控制电动自行车产业的法律和法规的改变，大多数电动自行车被限制为具体的座椅配置和/或不能够容易地在不同的管辖区域之间通用。然而，本文公开的通用电动自行车的实施方式提供了标准特征和/或标准模型，其被配置成容易地适于适应具有变化尺寸的部分、不同的座椅配置、和/或不同的管辖区域的具体法律和法规。另外，由于电动自行车的灵活性，所以本文公开的电动自行车的实施方式耐用且永久的，因为马达、电池和/或电动自行车的其他部分可容易地进行升级和替换。

在本公开中使用的术语“电动自行车”可指电动自行车、电动辅助自行车、机动自行车以及其他由法律限定的“受限使用的车辆”(例如，可以快于30mph行驶且到达40mph最高速度的两轮车或三轮车)中的任何车辆。然而，该术语并不限于这些示例，并且可包括目前存在或将在未来研发其他类似的设备。

车架设计

在实施方式中，电动自行车包括符合人体工程学而设计的车架。在一些实施方式中，电动自行车包括台阶式(step-through)车架。

起伏式(wave)座椅配置

通常，电动自行车可通过踩踏板人工地提供动力或由电动马达电力地提供动力。当电动自行车由电动马达提供动力时，骑车人可能在骑车兜风时为了更舒适的位置而更喜欢坐得更低且更朝后。另外，当电动自行车停车时，骑车人可能更喜欢能够将他的或她的脚平放在地面上。替代地，在诸如当电池没电时或当马达不提供充足的动力和/或速度时的一些情况下，骑车人可选择人工地踩电动自行车的踏板。当踩踏板时，为了更有力的骑行配置，骑车人可能更喜欢基本上坐或者站在踏板的上方。因而，由于这两个选项的物理行为差异，可根据如何对电动自行车提供动力而优选不同的骑行和/或座椅位置。

在某些实施方式中，座椅配置成经由垫脚凳支架和/或L形支架而在一个或多个座椅配置之间进行切换。在一些实施方式中，垫脚凳支架和/或L形支架可包括允许一个或多个座椅配置的一个或多个孔。在某些实施方式中，座椅配置成人工地调节并锁定在具体位置。在其他实施方式中，座椅配置成经由按钮或骑车人可选择的其他输入而自动地移动并锁定在优先位置。

在一些实施方式中，座椅距车轮的底部的竖直距离可从约25英寸调整到约45英寸或其他任何范围。例如，根据座椅配置，座椅距车轮的底部的竖直距离可为约25英寸、26英寸、27英寸、28英寸、29英寸、30英寸、31英寸、32英寸、33英寸、34英寸、35英寸、36英寸、37英寸、38英寸、39英寸、40英寸、41英寸、42英寸、43英寸、44英寸、45英寸或其他任何高度。

在某些实施方式中，座椅的前部到电动自行车的把手的水平距离可从约10英寸调整到约25英寸或其他任何范围。例如，根据座椅配置，座椅的前部到电动自行车的把手的水平距离可为约10英寸、11英寸、12英寸、13英寸、14英寸、15英寸、16英寸、17英寸、18英寸、19英寸、20英寸、21英寸、22英寸、23英寸、24英寸、25英寸或其他任何距离。

马达布置

通常，大多数电动自行车包括位于电动自行车的后轮框架内的轮彀马达。然而，这种设计具有许多缺点。例如，因为轮彀马达不可配置成与齿轮一起使用，所以必须使用专门设计的低RPM马达，以放置在后轮框架内。另外，轮彀马达的重量自然影响后轮的重量，并且影响电动自行车的动力学。另外，由于尺寸和布置的限制，只有具有具体尺寸和/或配置的马达可安装在这种电动自行车中。另外，由于轮彀马达布置在后轮框架内，所以会难以移除和/或安装轮彀马达。在一些情况下，为了替换轮彀马达，不得不替换整个后轮。

相反地，在电动自行车的实施方式中，电动马达放置在后轮框架外。在一些实施方式中，电动马达大体放置在座椅框架下方。图1至图2示出了电动自行车的实施方式的示例，其中，电动马达212位于座椅之下，并且直接附接至自行车车架本身。在一些实施方式中，马达212基本上位于曲柄轴204的上方。在其他实施方式中，马达可定位在其他地方，诸如下文更详细描述的中间驱动布置。

通过将马达212定位在后轮框架外，电动自行车的这种实施方式更灵活且适应性强，因为它们可与更大范围的马达一起使用。例如，因为马达212并不位于后轮框架内，所以马达212可配置成与铰链齿轮连同使用，这就允许使用不一定专门为低RPM设计的许多常规马达。另外，由于车轮本身的重量不受马达212的影响，所以重量限制较少。另外，可安装具有较大范围的尺寸和/或配置的马达212。另外，更易于移除和/或安装马达212。

传动系设计

如图2所示，在一些实施方式中，电动自行车的传动系没有链，并且包括带式传动件202、210、214(尽管在其他实施方式中，这些带状件中的一个或多个可用链或其他动力传动组件替换)。在一些实施方式中，电动自行车的一个或多个带式传动件202、210、214或其部分被覆盖。例如，在一个或多个袋状件300位于自行车的后部的一些实施方式中，一个或多个带式传动件202、210、214、曲柄轴214、马达212和/或其部分可由一个或多个袋状件300的部分保护性地覆盖。

在某些实施方式中，电动自行车配置成使得电动马达212和踏板108之间完全独立。例如，在一些实施方式中，当马达给电动自行车提供动力时，踏板108没有或基本上没有来自马达212的阻力。在某些实施方式中，当电动自行车由马达212提供动力时，马达212移动第一带式传动件210，第一带式传动件210进一步转动曲柄轴204。随着曲柄轴204转动，移动第二带式传动件214从而转动真实的车轮208。

在一些实施方式中，当移动踏板108向电动自行车提供动力时，踏板108移动第三带式传动件202，第三带式传动件202进一步转动曲柄轴204。在一些实施方式中，电动自行车包括接触第三带式传动件202的惰轮206。在一些实施方式中，相同的曲柄轴204通过人工踏板108和电动马达212两者转动。随着曲柄轴204转动，第二带式传动件214被移动，从而转动后车轮208。

在一些实施方式中，踏板108和马达212的独立性至少部分地由一个或多个离合器生成。例如，电动自行车的实施方式可包括选择性地使踏板或踏板曲柄108与曲柄轴204和/或从动链轮组脱离接合的离合器，和/或选择性地使马达212与曲柄轴204和/或从动链轮组脱离接合的离合器。在一些实施方式中，这些离合器中的一个或多个为主动离合器，从而意味着该一个或多个离合器可由控制器电子激活和/或停用。在一些实施方式中，这些离合器中的一个或多个为自动的，诸如单向飞轮离合器。例如，当驱动轮以比踏板曲柄108和/或马达212以当前齿轮比会产生的当前速度更快的速率转动时，可使用单向飞轮离合器，单向飞轮离合器使得踏板曲柄108和/或马达212能够自动地与曲柄轴204和/或从动链轮组脱离联接。在各种实施方式中，离合器可位于各种位置。例如，使踏板曲柄108与曲柄轴204脱离联接的离合器可位于踏板曲柄或曲柄轴处。在一些实施方式中，可期望将离合器定位在曲柄轴处，以使得当未使用踏板时，链或带状件202不继续转动或移动。作为另一示例，使马达212与曲柄轴204脱离联接的离合器可位于马达212或曲柄轴204处。类似于用于踏板的离合器，在一些实施方式中，可期望将离合器定位在曲柄轴处，以使得当未使用马达时，链或带状件210不继续转动或移动。另外，使曲柄轴204与从动链轮组脱离联接的离合器可位于曲柄轴或从动链轮组处。另外，使从动链轮组与驱动轮脱离联接的离合器可位于从动链轮组与驱动轮之间的接合处。

在一些实施方式中，第一带式传动件210、第二带式传动件214和第三带式传动件202与位于交叉点处的曲柄轴204大体上形成T形状。在某些实施方式中，第一带式传动件210与第二带式传动件214之间的角度、第一带式传动件210与第三带式传动件202之间的角度和/或第二带式传动件214与第三带式传动件202之间的角度为约5°、约10°、约15°、约20°、约25°、约30°、约35°、约40°、约45°、约50°、约55°、约60°、约65°、约70°、约75°、约80°、约85°、约90°、约95°、约100°、约105°、约110°、约115°、约120°、约125°、约130°、约135°、约140°、约145°、约150°、约155°、约160°、约165°、约170°、约175°、约180°或其他任何角度。

在一些实施方式中，第三带式传动件202位于电动自行车的一侧上，以及第一带式传动件210和第二带式传动件214位于电动自行车的另一侧上。在其他实施方式中，第二带式传动件214位于电动自行车的一侧上，以及第一带式传动件210和第三带式传动件202位于电动自行车的另一侧上。在某些实施方式中，第一带式传动件210位于电动自行车的一侧上，以及第二带式传动件214和第三带式传动件202位于电动自行车的另一侧上。在其他实施方式中，第一带式传动件210、第二带式传动件214和第三带式传动件202全部位于电动自行车的相同侧上。

在一些实施方式中，各种带式传动件位于附接至各种轴的滑轮上。例如，第一带式传动件210可位于在连接至电动马达212的滑轮上，并且位于连接至曲柄轴204的滑轮上。轴连接至曲柄轴204上的这个滑轮，曲柄轴204连接至在该轴上的其他滑轮。在这些其他滑轮中，一个滑轮可连接至第二带式传动件214，以及另一滑轮连接到第三带式传动件202。根据各种带式传动件的布置和位置，曲柄轴204和轴可在各种布置和位置中具有更多的滑轮或更少的滑轮。

自动传动装置

图1至图2示出的实施方式示出了包括单个档位的实施方式。例如，在该实施方式中，带状件202、210和214各自进行定位，以接合恒定尺寸的滑轮来实现恒定的齿轮比或机械增益。然而，在各种其他实施方式中，电动自行车可包括多档位系统，以增加电动自行车的通用性。例如，电动自行车可包括内部齿轮毂系统。带有内部齿轮毂系统的自行车能够在不转动自行车的链的情况下进行换档。内部齿轮毂可用行星齿轮或周轮齿轮来实现。在这些配置中，齿轮和润滑剂密封在轮彀齿轮的外壳内。

将在下文更详细地描述的一些实施方式包括用于自行车的部分自动或全自动的传动装置，该自行车配备有变速器和未安装在车轮内的电动马达(轮彀马达)。例如，如本文公开的电动自行车可包括电子可操作链驱动变速器系统。与内部齿轮毂不同，电子可操作链驱动变速器系统是暴露的。电子可操作变速器可包括例如响应于来自电子控制器的命令来移动变速器的臂或其他特征以实现将链从一个链轮移动到另一链轮的致动器。该致动器可为机械式的、机电式的、液压式的、气动式的和/或类似的。可在本文公开的自动传动系统实施方式中的一些中使用的电子可操作链驱动多档位变速器系统的一个示例可在标题为“SHIFT CONTROL SYSTEM FOR POWER-ASSISTED BICYCLE(用于动力辅助自行车的换档控制系统)”的第8,768,585号美国专利中看到，该美国专利通过引用整体并入本文。变速器系统相比内部齿轮毂系统具有很多优点。首先，变速器系统通常远比内部齿轮毂便宜。另外，变速器系统通常能够向驱动轮引入和/或传递多得多的动力。这在电动自行车领域更重要，因为马达可能能够将比用户通过踏板曲柄能够输入的更多的动力和/或更大的扭矩输入至系统。内部齿轮毂系统不太适合高应力或高功率输入，并保持较低的整体齿轮比。另外，变速器系统可包括比内部齿轮毂大的齿轮比范围。内部齿轮毂齿轮比由外壳的尺寸限制。变速器系统还包括允许较大齿轮范围的链轮组和与车轮组件分开地改变齿轮比的能力。在一些情况下，内部齿轮毂还可比变速器系统的效率低。

在一些实施方式中，电动自行车包括电子可控制致动器(例如图9A至图9B和图10A至图10B示出的电子可控制致动器903)，该电子可控制致动器被配置成移动变速器，以使得能够在不需要骑车人人工控制变速器的情况下自动改变档位。例如，在典型的非电动自行车中，位于车把处的控制杆通过线缆机械地联接至变速器。骑车人通过使控制杆移动来实现线缆的平移，进而使变速器移动以改变档位。然而，在本文公开的各种实施方式中，电子可控制致动器可替换(或在一些实施方式中，补充)人工车把控制杆。在一些实施方式中，电子可控制变速器致动器定位在变速器本身处、或变速器本身上、或集成到变速器本身内。在一些实施方式中，致动器被定位成远离变速器或与变速器分开，并使用例如线缆、液压管或气动管和/或类似物机械地链接至变速器。在一些实施方式中，致动器和/或变速器包括配置成移动变速器以改变档位的气压缸或液压缸。在一些实施方式中，致动器和/或变速器包括配置成使得变速器能够电子受控制地移动的、诸如滚珠螺杆、导螺杆、马达、螺线管和/或类似物的机电机构。

在一些实施方式中，用于电动自行车的自动传动系统包括用于使踏板输入与马达输出、从动链轮或滑轮、变速器链轮、和/或从动轮脱离联接的机构或多个机构。如本文中使用的，术语变速器链轮用于广泛地指代两个或更多同轴链轮的组，通过移动链轮组之间的链，变速器与两个或更多同轴链轮的组相互作用。术语变速器链轮还可用于指代诸如带式传动件系统的未必使用链轮的相似系统，其中，变速器(或相似机构)在两个或更多同轴滑轮表面之间移动带状件。在一些实施方式中，该系统包括一个或多个离合器，诸如单向离合器、磁性离合器、电子可操作离合器和/或类似物。离合器或多个离合器可定位在一个或多个位置处，诸如在踏板曲柄处、曲柄轴处、从动轮处、变速器链轮处和/或类似位置处。

自动传动系统的实施方式可具有主动离合器。例如，允许诸如踏板曲柄的用户输入设备与马达和/或变速器链轮脱离联接的自动传动系统的实施方式可使得自动传动系统能够在最佳的换档速度(或在期望的速度范围内)转动马达和/或变速器链轮，即使该速度不与当前踏板曲柄速度相关或关联。当踏板曲柄静止或不转动时，该系统可配置成仍能转动马达和/或变速器链轮，以实现换档或使得能够换档。作为另一示例，踏板曲柄可转动，但是踏板曲柄的当前速度和当前齿轮比可能不产生用于实现换档的、变速器链轮的最佳转动速度。因此，如果通过变速器链轮速度使得能够实现最佳换档，则该系统可配置成使踏板曲柄与变速器链轮脱离联接或至少部分地脱离联接，以使得马达(和/或自行车的动量)能够在更快的速度下转动变速器链轮，该速度比由踏板曲柄在当前档位中独自转动变速器链轮快。作为另一示例，如果踏板曲柄使变速器链轮在比用于换档的理想的更快的速度下转动，则该系统可配置成使踏板曲柄与变速器链轮脱离联接或至少部分地脱离联接，以使得变速器链轮能够在更慢的速度，至少暂时在更慢的速度下转动，以实现更佳的换档条件。在一些实施方式中，马达(和/或独立的制动器致动器)可配置成向变速器链轮提供制动力，以减慢变速器链轮的速度。

自动传动系统的一些实施方式可包括一个或多个单向飞轮离合器。在一个示例性实施方式中，马达经由链或带状件驱动曲柄轴，以及曲柄轴与后轮之间的不同的链或带状件随后驱动后车轮(例如，如图9A和图9B所示，如下文中所述)。另外，在一些实施方式中，踏板系统经由单向飞轮(离合器)接合在曲柄轴输入处或踏板轮毂处。单向离合器允许马达驱动链而不在踏板处产生移动，所以控制系统可使换档动作与踏板脱离联接。单向离合器允许自动传动装置平稳地改变档位，即使是在负载下。在一些实施方式中，离合器是自动的，不需要由用户设备或随车携带的计算单元主动接合或脱离接合。在其他实施方式中，根据需要，离合器配置成由用户设备和/或随车携带的计算单元选择性地接合和/或脱离接合。在一些实施方式中，该系统可包括可定位在诸如在踏板曲柄处、曲柄轴处、从动轮处、变速器链轮处、马达轴处和/或其他类似位置处的一个或多个位置处的一个或多个附加的单向离合器。

在一些实施方式中，本文公开的自动变速器传动装置构思可配置成与车轮中未安装马达的任何电动自行车一起工作(例如，至少有一个带状件、链和/或类似物用于将扭矩从马达传递到从动轮或被传动轮)。例如，电动自行车可包括定位在底部托架处的中间驱动马达和单向飞轮，当用户停止踩踏板时，磁性控制的机械离合器或其他电子控制的机械离合器用于使踏板与前链轮断开连接。在该实施方式中，电动马达驱动前链轮，以在换档事件期间产生需要的链移动(而不是驱动曲柄轴)。这种中间驱动配置的一个示例在图10A和图10B中示出，并在下文中描述。

中间驱动马达通常与诸如本文描述的系统的变速器系统兼容。在一些实施方式中，中间驱动马达可与内部齿轮毂、带式传动件和/或类似物兼容。可使中间驱动马达能够使用多个传感器来测量踏板力、车轮速度、踏板节奏、以及其他自行车参数、条件和/或统计数据。中间驱动马达还可与诸如本文公开的系统的电子变速器系统集成。这些配置可为用户提供帮助，并提供更平稳的换档。

包括中间驱动马达的电动自行车可具有许多优点。与可绕开传动系统以直接驱动车轮的轮彀马达不同，在中间驱动马达系统中，电动自行车可能够通过传动系统传递马达动力，从而为马达提供更长的电池寿命，并在使用时更好的操控自行车。如上所述，中间驱动马达还可位于或定位在底部托架的中央处。由于中间驱动马达定位在底部托架处，所以马达的重量分布的更均匀。中间驱动马达还可通过与踏板曲柄集成来提供马达动力。在这些系统中，中间驱动马达驱动踏板曲柄而不是车轮本身，从而使得中间驱动马达能够提高性能，并具有比类似的提供动力的轮彀马达更高的扭矩输出。因此，当例如扭矩由马达和踏板曲柄两者施加时，中间驱动马达可能够提供更高的扭矩密度(即，马达的每单位重量更高的扭矩输出)，因为两者都将对传动系统做出贡献。

一个或多个袋状件的配置

在实施方式中，电动自行车包括配置成保持货物或其他任何一个或多个物品的一个或多个袋状件。图3示出了包括一个或多个袋状件的电动自行车的实施方式的示例。

在实施方式中，一个或多个袋状件300位于电动自行车的后部。在一些实施方式中，一个或多个袋状件300永久地或半永久地集成至电动自行车。在其他实施方式中，一个或多个袋状件300或其部分能够选择性地从电动自行车移除。

在一些实施方式中，该一个或多个袋状件300覆盖后车轮或后车轮的部分，从而对后车轮提供保护罩。通过覆盖后车轮或后车轮的部分，该一个或多个袋状件300可减少将骑车人和/或后车轮暴露到污垢或其他碎屑。该一个或多个袋状件300还可起到用于防止后车轮震动或损坏的保护层的作用。

在一些实施方式中，该一个或多个袋状件300包括硬壳和/或柔软的隔间或小袋。硬壳或结构可由诸如硬塑料的、任何类型的坚硬材料制成。硬壳可为一个或多个袋状件300提供刚性结构，以使得一个或多个袋状件300可保持某种形式和/或形状。另外，硬壳可防止一个或多个袋状件300戳进后轮框架中。

在一些实施方式中，一个或多个袋状件300包括用弹性材料连接至袋状件的主体的、半刚性的外壳。弹性材料可配置成当袋状件不满时，使外壳张紧或靠近主体，并且当袋状件填满或部分填满时，使壳紧贴放置在袋状件内部的货物。在一些实施方式中，袋状件300配置成防水和/或防切割的。在一些实施方式中，袋状件300永久地固定至自行车框架或可拆除地附着至自行车框架。如下文进一步描述的，在一些实施方式中，袋状件300可包括用于保持诸如电池、控制器和/或脏锁的各种物品的一个或多个内部或外部的口袋。在一些实施方式中，一个或多个口袋专门配置成保持诸如电池、控制器、脏锁和/或类似物的具体物品。例如，用于保持脏锁的专用口袋可包括防水或其他材料和/或密封件，以降低将污垢、污染物和/或湿气从锁转移到袋状件内部的其他物品的风险。

柔软的隔间或小袋可由诸如任何类型的织物、软塑料、帆布、皮革或其他任何合适的材料或装饰的任何柔软材料制成。在一些实施方式中，柔软的隔间或小袋可为弹性的，以能够携带各种大小和尺寸的物品。在某些实施方式中，当隔间或小袋空着时，柔软的隔间或小袋塌陷以平置在硬壳上并更靠近后车轮。这可允许电动自行车的更好的空气动力学配置。相反，在某些实施方式中，当一个或多个物品放置在柔软的隔间或小袋中时，柔软的隔间或小袋可扩张同时由硬壳支承。

在某些实施方式中，电动自行车包括平台306。平台306可配置成用于放置骑车人的脚和/或用于为柔软的隔间或小袋提供支承。

专用的口袋

在一些实施方式中，一个或多个袋状件300包括专用于具体物品的一个或多个隔间或小袋。例如，在某些实施方式中，一个或多个袋状件300可包括用于将电池安装并悬挂在电动自行车的一侧或两侧上的、一个或多个专用的电池小袋或隔间308。在其他实施方式中，一个或多个袋状件300可包括用于自行车锁和/或头盔的一个或多个专用的隔间或小袋。例如，一个或多个袋状件300可用来保持或存储脏锁。

在某些实施方式中，一个或多个袋状件300包括在各种位置的多个专用的电池隔间308。在一些实施方式中，隔间308位于袋状件300的一侧或两侧上。在其他实施方式中，代替侧部或除了侧部之外，隔间可位于距自行车上的把手最远的袋状件300的后端上。仍然在其他实施方式中，隔间308可位于朝向自行车的把手的最远的袋状件300的前侧。或者，隔间308可位于袋状件300的前部、侧部和/或后部位置的任意组合上。隔间308还可位于袋状件300的外部和/或袋状件300的内部两者或其中之一的这些位置中的任何位置。在一些实施方式中，出于安全目的，袋状件300还可包括用于保护袋状件300免受风雨和/或将袋状件300从视野里隐藏的罩。

在某些实施方式中，一个或多个袋状件300包括各种形状和尺寸的多个专用电池隔间308，以容纳各种形状和尺寸的电池。在一些实施方式中，电池隔间308基本上为矩形形状，并且配置成保持各种尺寸、形状近似类似于砖块的多个电池。例如，隔间308可配置成保持形状近似类似于砖块和/或具有分别为约3.375英寸×约2.625英寸×约10.250的宽度、深度和长度尺寸的矩形电池。其他可能的宽度尺寸包括约0.5英寸、约1英寸、约1.5英寸、约2英寸、约2.5英寸、约3英寸、约3.5英寸、约4英寸、约4.5英寸、约5英寸、约5.5英寸或约6英寸、或任何其他宽度。其他可能的深度尺寸包括约0.5英寸、约1英寸、约1.5英寸、约2英寸、约2.5英寸、约3英寸、约3.5英寸、约4英寸、约4.5英寸、约5英寸、约5.5英寸或约6英寸、或任何其他深度。其他可能的长度尺寸包括约0.5英寸、约1英寸、约1.5英寸、约2英寸、约2.5英寸、约3英寸、约3.5英寸、约4英寸、约4.5英寸、约5英寸、约5.5英寸、约6英寸、约6.5英寸、约7英寸、约7.5英寸、约8英寸、约8.5英寸、约9英寸、约9.5英寸、约10英寸、约10.5英寸、约11英寸、约11.5英寸、约12英寸、约12.5英寸、约13英寸、约13.5英寸、约14英寸、约14.5英寸、约15英寸、约15.5英寸、约16英寸、约16.5英寸、约17英寸、约17.5英寸或约18英寸，或任何其他深度。

隔间308的尺寸可确定成容纳单一尺寸和形状的电池，或隔间308的尺寸可确定成容纳多个尺寸范围和形状范围的电池。在其他实施方式中，电池隔间308为基本上正方形的形状、圆形的形状和/或椭圆形的形状，和/或无论是典型的或非典型的任何其他形状。

正方形形状的隔间的长度尺寸和宽度尺寸可为约0.5英寸、约1英寸、约1.5英寸、约2英寸、约2.5英寸、约3英寸、约3.5英寸、约4英寸、约4.5英寸、约5英寸、约5.5英寸、约6英寸、约6.5英寸、约7英寸、约7.5英寸、约8英寸、约8.5英寸、约9英寸、约9.5英寸、约10英寸、约10.5英寸、约11英寸、约11.5英寸、约12英寸、约12.5英寸、约13英寸、约13.5英寸、约14英寸、约14.5英寸、约15英寸、约15.5英寸、约16英寸、约16.5英寸、约17英寸、约17.5英寸或约18英寸、或任何其他长度和宽度。正方形形状的隔间308的高度尺寸可为约0.5英寸、约1英寸、约1.5英寸、约2英寸、约2.5英寸、约3英寸、约3.5英寸、约4英寸、约4.5英寸、约5英寸、约5.5英寸或约6英寸、或任何其他高度。

圆形形状或椭圆形形状的隔间308的最小直径和/或高度可为约0.5英寸、约1英寸、约1.5英寸、约2英寸、约2.5英寸、约3英寸、约3.5英寸、约4英寸、约4.5英寸、约5英寸、约5.5英寸、约6英寸、约6.5英寸、约7英寸、约7.5英寸、约8英寸、约8.5英寸、约9英寸、约9.5英寸、约10英寸、约10.5英寸、约11英寸、约11.5英寸、约12英寸、约12.5英寸、约13英寸、约13.5英寸、约14英寸、约14.5英寸、约15英寸、约15.5英寸、约16英寸、约16.5英寸、约17英寸、约17.5英寸或约18英寸、或任何其他直径和/或高度。

在某些实施方式中，专用的电池隔间308在配置上为斜的或基本上竖直的，并在顶部带有开口，以允许易于安装和拆卸电池，同时提供充分的稳定性，以使得电池不会掉落。

在一些实施方式中，电动自行车包括位于电动自行车的一侧或多侧上的多个电池隔间308。例如，在一些实施方式中，一个、两个或三个电池隔间308可位于电动自行车的每一侧上。在其他实施方式中，与一侧相比，更多的电池隔间308可位于另一侧上。在某些实施方式中，一个或多个电池隔间308可仅位于电动自行车的一侧上。

在一些实施方式中，一个或多个专用的电池隔间202还包括连接器机构，以将电池连接至电动自行车，使得电池可为电动马达提供动力。例如，一个或多个专用的电池隔间202可包括用于将电池连接至电动自行车的托架、引入坞、一根或多根线缆和/或一个或多个插脚。一个或多个电池隔间202还可包括目前已知的或将在未来开发的任何其他电池连接机构。在一些实施方式中，将一个或多个电池连接至马达的电池连接机构由一个或多个袋状件300保护性地覆盖。

在某些实施方式中，与局限于专属电池的一些其它电动自行车不同的是，可安装许多不同类型的电池。一些实施方式的专用的电池隔间308在形状和/或尺寸上很灵活，并且可容纳具有不同形状和/或尺寸的电池。另外，在某些实施方式中，为了充电、替换和/或升级以及其他目的，专用的电池隔间202可允许简单地安装和/或拆除电池。

在一些实施方式中，袋状件300和/或隔间308的形状确定为符合空气动力学，以在移动时使自行车上的阻力最小化和/或降低自行车上的阻力，并且因而提高电力系统的效率。在其他实施方式中，袋状件300和/或隔间308较笨重，并且为了更多的存储空间而牺牲了空气动力效率。

车辆控制系统

目前，不同的州和/或国家具有管理电动自行车使用的不同法律。例如，对电动自行车及其功率的限定和/或限制在每个州和/或国家中可不同。关于电动自行车的最大速度的法律也可不相同。例如，美国联邦法限定电动自行车，并将电动自行车限制为具有小于750瓦特的电动马达且在骑车人的体重小于170磅时具有小于20英里/小时的最大马达动力速度的自行车。与之相比，加利福尼亚州将电动自行车的最大输出功率限制至1000瓦特，以及佛罗里达州允许具有最大为5000瓦特的最大输出功率的电动自行车。

不用说的是，每个管辖区域的不同的法律和法规对电动自行车制造商在开发符合所有这种条例的单个产品带来挑战。制造商的一个选择是开发符合所有管辖区域的条例的低功率电动自行车，并且可在各地出售。然而，这种电动自行车在功率和/或速度两者中有不必要地限制，因此可能不吸引消费者，从而妨碍销售。另一选择是为每个管辖区域开发定制的电动自行车产品，以根据每个管辖区域的法律的允许的功率和/或速度使功率和/或速度最大化。然而，该选择天生地导致了在各种模型的设计以及制造中的高成本。

作为开发符合全部州的条例的、功率足够低的电动自行车或为每个管辖区域开发定制的电动自行车的替代方案，如本文公开的电动自行车的实施方式使用软件和一个或多个计算机系统，以将最大输出功率和/或速度控制在每个管辖区域的条例内。换言之，在一些实施方式中，具有在一个或多个管辖区域的条例之上的硬件规格的电动自行车可经由软件和一个或多个计算机系统来适应这种条例。这种电动自行车可根据每个管辖区域的法律允许的功率和/或速度限制使功率和/或速度最大化。用这种方法，只要软件和一个或多个计算机系统可将电动马达的最大输出功率和/或最大速度限制在每个管辖区域的条例内，那么电动自行车的制造商就仅需为多个管辖区域设计、制造和销售一种电动自行车产品。

图4是示出一种系统的一个实施方式的高级概述的框图，该系统用于将电动自行车的马达的输出控制在管辖区域的条例内。在实施方式中，主计算系统604、电动自行车计算系统610和/或用户接入点系统624可通过网络608进行通信，以控制电动自行车的马达的输出。例如，在一些实施方式中，主计算系统604、电动自行车计算系统610和/或用户接入点系统624配置成控制电动自行车的性能特征，使得性能特征符合管辖区域或政府的具体条例和要求。在某些实施方式中，可购买和/或下载配置成与所述系统结合使用来控制和/或监控电动自行车的性能的合适的软件来安装。例如，在一些实施方式中，可从移动应用商店下载并安装用于用户接入点系统624的软件。

在一些实施方式中，该系统包括配置成接收来自骑车人和/或其他用户的输入以指定用于控制电动自行车的一个或多个控制参数的用户接入点系统624。这种控制参数可包括施加动力的“踏板辅助”模式或“按需供电”模式(例如，马达基于他的或她的踩踏板的压力来辅助骑车人的踏板辅助模式，以及骑车人控制通过马达控制输出的功率的值的按需供电模式)、总输出功率(例如，瓦特)、最高速度、最大扭矩和/或制动器的开或关的状态。附加地或替代地，该系统(例如，电动自行车计算系统610)可配置成基于用户提供的信息(例如，经由用户接入点系统624)和/或从一个或多个内部或外部数据库(例如，条例数据库606或622)检索的信息来确定这种控制参数中的一个或多个。例如，在某些实施方式中，骑车人和/或其他用户可为马达输入最高速度和/或最大功率值。在其他实施方式中，骑车人和/或其他用户可输入和/或选择电动自行车所在的州或其他管辖区域，并且该系统可配置成自动地配置一个或多个控制参数，以使得电动自行车符合具体的州或管辖区域的规定。在一些实施方式中，该系统可配置成自动地检测合适的州或其他管辖区域，而不需要用户人工地输入和/或选择州或其他管辖区域。例如，如下文进一步描述的，该系统可配置成使用GPS模块来检测自行车的位置。

在一些实施方式中，用户接入点系统624基于用户接入点系统624的条例数据库622确定在所选择的管辖区域的合适的条例下可允许的最高速度和/或最大输出功率。在其他实施方式中，用户接入点系统624与包括条例数据库606的主计算系统604进行通信，以确定在所选择的管辖区域的合适的条例下可允许的最高速度和/或最大输出功率。与电动自行车有关系的条例、电动自行车的最大可允许功率和/或速度、和/或其他有关的信息可存储在条例数据库606、622中。用户接入点系统624和/或主计算系统604可配置成通过与一个或多个其他计算系统和/或数据库进行通信来周期性地更新一个或多个条例数据库606、622。

在某些实施方式中，GPS模块配置成检测电动自行车的当前位置，并且通过电子方式将位置传输到用户接入点系统624、电动自行车计算系统610和/或主计算系统604。基于所检测的位置，用户接入点系统624、电动自行车计算系统610和/或主计算系统604可自动地接入条例数据库，并确定在电动自行车目前所在的管辖区域的合适的条例下允许的最高速度和/或最大输出功率。在一些实施方式中，GPS模块配置成周期性地核对电动自行车的位置，并且通过电子方式将位置传输到用户接入点系统624、电动自行车计算系统610和/或主计算系统604。基于周期性地更新的电动自行车的位置，由于电动自行车的移动，用户接入点系统624、电动自行车计算系统610和/或主计算系统604可在必要时更新在新的管辖区域的条例下允许的最高速度和/或最大输出功率。在一些实施方式中，GPS模块为用户的智能手机或其他便携式计算设备的一部分。在一些实施方式中，除GPS模块外或代替GPS模块，可使用其他定位方法或地理定位方法，诸如，蜂窝电话塔三角测量、检测Wi-Fi接入点或其他无线电设备或广播、和/或类似的方法。

在一些实施方式中，电动自行车包括电动自行车计算系统610。在某些实施方式中，电动自行车计算系统610配置成根据来自一个或多个条例数据库606、622中的、可允许的最大功率和/或最高速度来限制电动自行车的最大功率和/或最高速度。在某些实施方式中，电动自行车计算系统610包括配置成控制和/或限制电动自行车的马达的最大输出功率的功率控制模块612。电动自行车计算系统610还可包括配置成控制和/或限制马达的最高速度输出的速度控制模块614。

在一些实施方式中，一些或全部的数据以及用户设置被记录、盖印时间/日期、并保存一段时间(例如，在碰撞或滥用的事件中保护制造商责任)。例如，每当创建基于位置的性能配置文件时(例如，来自位置信息或具体的控制参数的用户说明，或来自相关控制参数的位置信息和自动配置的自动确定)，通过用户产生的任何数据和指定的任何设置均记录在日志数据库中。在一些实施方式中，还记录了诸如速度、加速度、行进的距离、油门位置、制动器控制位置、距附近车辆的距离、和/或类似数据的其他数据。该系统可配置成周期性地备份到另一服务器或系统，以存储或分析日志数据库中存储的数据。

在某些实施方式中，用户接入点系统624可配置成使得电动自行车的用户(例如，骑车人)能够从诸如“自行车”模式、“机动自行车”模式或“仅越野”模式的多个骑行模式中选择骑行模式。在一个实施方式中，例如，自行车模式可关掉或断开电动自行车的马达，并且使得能够单独地通过踩踏板来驱动电动自行车，例如，机动自行车模式可限制电动自行车的性能(例如，最高速度、马达输出等)，以使得电动自行车落入机动自行车的限定中(例如，功率控制模块612可配置成将电动自行车的输出功率和/或速度限制在法律限定的限制内)，以及例如，仅越野模式可允许不受禁止的最高速度和/或最大马达输出。

在某些实施方式中，电动自行车计算系统610和/或用户接入点系统624包括配置成检测电动自行车的当前速度的速度检测模块616。可经由用户接入点系统624和/或其他显示工具向骑车人显示所检测的电动自行车的速度。

在某些实施方式中，电动自行车计算系统610和/或用户接入点系统624包括导航模块618，导航模块618配置成与GPS模块通信、检测电动自行车的当前位置、和/或对骑车人给出指示。指示可经由用户接入点系统624和/或其他显示工具显示给骑车人。

在某些实施方式中，电动自行车计算系统610和/或用户接入点系统624包括电池电量检测模块620，电池电量检测模块620配置成通过与一个或多个电池传感器进行通信来检测和/或监控当前电池水平。在一些实施方式中，电动自行车计算系统610还配置成基于所检测的电池水平来估算电动自行车可行进的剩余距离或范围。在一些实施方式中，当前电池水平和/或估算的范围经由用户接入点系统624和/或其他显示工具显示给骑车人。

在某些实施方式中，电动自行车计算系统610和/或用户接入点系统624配置成控制电动自行车的悬挂设置。在一些实施方式中，用户接入点系统624可向骑车人显示悬挂设置输入栏。骑车人可使用用户接入点系统624插入骑车人的选择的悬挂设置。在某些实施方式中，用户接入点系统624配置成接收来自骑车人的悬挂设置选择，并将所述选择传输到电动自行车计算系统610。电动自行车计算系统610可接收所述选择输入，并因此控制电动自行车。

例如，在一些实施方式中，电动自行车可配置成具有诸如软的、中性的、或硬的一个或多个悬挂设置。如果骑车人选择软悬挂设置，那么电动自行车计算系统610可通过调整电动自行车的减震机构使电动自行车的悬挂设置变松。如果骑车人选择硬悬挂设置，那么电动自行车计算系统610可通过调整电动自行车的弹簧和/或减震机构使电动自行车的悬挂设置变紧。

网络可包括一个或多个互联网连接、安全的对等(peer-to-peer)连接、通过互联网的安全套接层(SSL)连接、通过互联网的虚拟专用网络(VPN)连接、或通过互联网的其他安全连接、私人网络连接、专用网络连接(例如，IDSN、Tl或类似的连接)、无线连接或蜂窝连接、或类似的连接或上述连接的任何组合。

计算系统

在一些实施方式中，以上描述的计算机客户端和/或服务器采取图5所示的计算系统626的形式，图5为经由一个或多个网络608与一个或多个计算系统610和/或一个或多个数据源642进行通信的计算系统的一个实施方式的框图。计算系统626可用来实现本文描述的一个或多个系统和方法，一个或多个系统和方法包括与控制自行车的马达有关的系统和方法以及与控制传动装置有关的系统和方法。另外，在一个实施方式中，计算系统626可配置成控制电动自行车的马达的输出速度和/或输出功率。同时，图5示出了计算系统626的一个实施方式，应意识到的是，为计算系统626的组件和模块提供的功能可结合在较少的组件和模块中或进一步分割在附加的组件和模块中。

马达控制模块

在一个实施方式中，系统626包括执行本文描述的、关于控制电动自行车的马达的输出功率和/或输出速度的功能的马达控制模块638。马达控制模块638可通过下文进一步讨论的中央处理单元634在计算系统626上执行。

在一些实施方式中，马达控制模块638替代地或附加地配置成执行本文公开的、与用于电动自行车的自动传动系统有关的功能。例如，马达控制模块638可为电动自行车控制器670。电动自行车控制器670可配置成从一个或多个传感器接收输入以接收与例如自行车速度、车轮速度、踏板曲柄速度、曲柄轴速度、倾斜角、加速率、自行车操作模式、踏板输入扭矩、踏板节奏、和/或类似信息有关的信息。基于接受的来自一个或多个传感器的信息，电动自行车控制器可自动地确定停车事件是否发生、计算最佳换档速度、计算最佳换档窗口、操作马达、和/或与电子变速器进行通信以实现换档。

图6示出了电动自行车控制器670的实施方式，其配置成从一个或多个传感器接收传感器输入650，以接收诸如多个自行车参数、条件和/或统计数据的信息。在一些实施方式中，传感器中的一个或多个可为控制器670的一部分或在控制器670之外。传感器输入650可连续地测量或检测多个自行车参数、条件和/或统计数据中的一个或多个。在实施方式中，传感器输入650可以以预定的间隔来测量或检测多个自行车参数、条件和/或统计数据中的一个或多个。另外，传感器输入650可自动地测量或检测多个自行车参数、条件和/或统计数据中的一个或多个。

虽然图6所示的实施方式包括多个传感器，但是各种实施方式可包括更多的传感器或更少的传感器、不同类型的传感器、和/或可在任何具体的时间仅使用可用的传感器的子集。另外，传感器中的一个或多个可为直接传感器或间接传感器。例如，传感器可直接地测量或检测其分配的参数，或传感器可通过例如基于其对不同的参数的直接测量或检测、和/或直接或间接地测量或检测一个或多个不同的传感器来计算其分配的参数，从而间接地测量或检测其分配的参数。例如，配置成输出从动链轮转动速度的传感器可直接地测量该速度(例如，通过使用设置成与从动链轮相邻的霍尔效应(Hall Effect)传感器)。然而，在一些实施方式中，传感器可例如通过检测诸如曲柄轴的相关组件的速度以及基于当前的齿轮比计算从动链轮速度来间接地测量从动链轮的速度。在一些实施方式中，多个传感器中的一些可包括硬件传感器或以软件实现。例如，如果使用硬件传感器来检测曲柄轴速度和当前的齿轮比，则在一些实施方式中，可在考虑来自曲柄轴速度传感器和齿轮比传感器的读数的软件模块中完整地实现从动链轮速度传感器。

在实施方式中，一个或多个传感器可包括踏板节奏传感器652，踏板节奏传感器652配置成在诸如秒、分钟、小时、和/或类似时间的一段时间内测量例如踏板曲柄的转数数量。具体地，踏板节奏传感器652可测量骑自行车的人或用户踩踏板和/或转动踏板的速率。在一些实施方式中，一个或多个传感器可包括配置成测量前车轮和/或后车轮的速度的车轮速度传感器654。齿轮比传感器656可配置成在任何时间测量齿轮比。在一些实施方式中，齿轮比传感器至少部分地基于检测变速器臂的当前位置(和/或当前的指示位置)。扭矩传感器658可配置成测量施加至电动车辆系统的总扭矩、由马达施加的扭矩、和/或由踏板施加的扭矩。在一些实施方式中，扭矩传感器658配置成输出与所检测的由马达和/或踏板施加至驱动轮的扭矩的量成线性或其他关系的值。在一些实施方式中，扭矩传感器658(或不同的传感器或多个传感器)配置成仅指示马达和/或踏板在当前是否对驱动轮施加任何扭矩。

在一些实施方式中，制动压力传感器660可测量施加至制动器或多个制动器的压力。制动压力传感器660可测量由用户施加的和/或由电动自行车控制器670自动施加的制动压力。如下所述，在一些实施方式中，电动自行车控制器670可使用由制动压力传感器660测量的制动压力来确定(或来帮助确定)是否正在发生停车事件和/或是否将要发生停车事件。另外，基于由制动压力传感器660测量的制动压力、由车轮速度传感器654和/或其他传感器测量的车轮速度，电动自行车控制器670可检测车轮锁定状态(例如，迅速地施加制动以使车轮锁定)。在实施方式中，车轮速度传感器654检测、测量和/或确定车轮速度为零。在该实施方式中，电动自行车控制器670可确定正处于车轮锁定状态。在实施方式中，在包括单向离合器系统的这种条件下，该系统会需要防止发生换档和/或停止换档，以确定正处于车轮锁定状态。电池水平传感器662可配置成测量电池水平。温度传感器664可配置成测量电动自行车系统以及电动自行车系统的每个组件的温度。链轮速度传感器666可配置成测量链轮组或链轮组中的一个或多个链轮的速度。链轮速度传感器666(和/或一个或多个附加的速度传感器)可配置成测量变速器链轮组(例如，从动链轮组)、后链轮组、前链轮组和/或任何其他链轮组。链速度传感器668可配置成测量电动自行车系统的链的速度。链速度传感器668还可配置成测量带式传动件、滑轮、和/或电动自行车系统的任何其他驱动装置的速度。

在一些实施方式中，加速度传感器667(例如加速计)可测量、计算和/或以其他方式确定电动自行车、车轮、链轮组、驱动链、踏板、踏板曲柄、制动力和/或类似物的加速和/或减速的水平或速率。在一些实施方式中，加速度传感器669配置成仅指示电动自行车是否正在加速和/或减速。倾斜传感器669(在一些实施方式中，其可与加速度传感器667相同)可测量、计算和/或以其他方式确定电动自行车、座椅、车轮、驱动链、链轮组、马达和/或类似物的倾斜角或爬升角。在一些实施方式中，倾斜传感器669配置成仅指示电动自行车是否倾斜向上和/或倾斜向下。传感器输入650可包括各种实施方式中的任意数量的传感器或传感器的组合。

在一些实施方式中，该系统可包括移动设备，移动设备还包括以上参考图6讨论的传感器和/或其他传感器中的任意数量的传感器或传感器的组合。例如，移动设备可包括加速计和/或其他传感器来测量多个自行车参数、状态和/或统计数据。在实施方式中，移动设备的传感器可测量、检测和/或计算自行车速度、车轮速度、踏板曲柄速度、曲柄轴速度、倾斜角、加速率、自行车操作模式、踏板输入扭矩、踏板节奏、和/或类似信息。在实施方式中，移动设备可与电动自行车控制器670和/或控制模块638进行通信，从而以无线方式和/或通过有线连接传输多个测量的、检测的和/或计算的自行车参数、状态和/或统计数据。

如下所述，电动自行车控制器670和/或控制模块638可配置成利用该信息来确定对于自行车目前状态的最佳档位，以及使电子可控制变速器和/或其他机构来使自行车转入该档位中。类似于以上描述的马达控制模块638，电动自行车控制器670可包括用于操作电动自行车的几个模块。例如，电动自行车控制器670可包括配置成与一个或多个计算系统、一个或多个传感器、一个或多个模块和/或一个或多个输出、和/或类似物进行通信的通信模块672。电动自行车控制器670还可包括导航模块618、电池水平检测模块620、离合致动模块686、自动传动装置模块688、功率控制模块612、速度检测模块616、速度控制模块614、变速器控制模块680、和/或多个其他模块。

在实施方式中，电动自行车控制器670包括导航模块618，导航模块618配置成与GPS模块进行通信、检测电动自行车的当前位置、和/或对骑车人发出指示。电池水平检测模块620可配置成通过与一个或多个电池传感器进行通信来检测和/或监控当前的电池水平。在一些实施方式中，电动自行车控制器672配置成基于所检测的电池水平估算电动自行车可行进的剩余距离或范围。在一些实施方式中，当前的电池水平和/或估算的范围经由用户接入点系统624和/或其他显示工具显示给骑车人。在一些实施方式中，该系统可配置成考虑由导航模块确定的自行车的当前位置和/或自行车的预期路径来预计换档的需要，然后自动地实现该换档。例如，该系统可确定自行车正在靠近陡峭的山坡，并且因而动态地实现降低档位。另外，在一些实施方式中，该系统可配置成考虑所检测的电池水平，潜在地与由导航模块确定的预期路线结合，从而动态地利用最佳档位范围和/或根据诸如在不太陡峭的地形中的需要，动态地转到仅踏板模式或踏板辅助模式，以确保电池会有足够的动力来完成预期的路线。离合致动模块686可配置成使踏板或踏板曲柄与传动系的其余部分脱离联接，以便允许马达以与踏板的转动速率不同的速率短暂地转动链，从而更容易地促进换档。自动传动装置模块688可配置成控制自动传动装置。自动传动装置可包括诸如本文公开的布置的任何布置。

在某些实施方式中，电动自行车控制器670包括配置成控制和/或限制电动自行车的马达的最大输出功率的功率控制模块612。电动自行车计算控制器670还可包括配置成控制和/或限制马达的最大输出速度的速度控制模块614。电动自行车控制器还可包括配置成控制电子可操作变速器系统的变速器控制模块。

在一些实施方式中，电动自行车控制器670和/或控制模块638还可控制诸如马达692、一个或多个变速器694、仪表板696、制动器698、一个或多个离合器699和/或类似物的一个或多个其他输出设备。马达692可用来向该系统提供扭矩。马达692可用来向该系统提供制动力。马达692可配置成以各种速度和在不同时间转动。在一些实施方式中，马达692接收来自电子自行车控制器670的命令。在一些实施方式中，用户人工地将命令(即开启/关闭马达和/或改变马达速度)输入到马达692。马达692可与踏板和/或踏板曲柄组合使用和/或独立于踏板和/或踏板曲柄使用。在一些实施方式中，马达692还可仅在本文描述的快速停车情形中使用，或在电动自行车系统的使用期间的任意时刻使用。在一些实施方式中，可期望的是，使用相对小且便宜的马达，其不需要旨在作为主驱动马达，而是当驱动链不由踏板曲柄负载时(例如，在快速停车情形中)，主要旨在用于实现换档。在一些实施方式中，可使用多于一个的、主动地可控制的变速器694。例如，自行车系统可包括前链轮组和后链轮组，前链轮组和后链轮组各自具有相关联的变速器。然而，本文公开的构思不限于任何具体数量的链轮组，并且因而能够应用于具有一个、两个、三个、四个、五个或更多变速器的系统。一个或多个变速器694可包括致动器，该致动器配置成使变速器能够将链和/或带式传动件从一个链轮移动到第二链轮，以实现改变档位。一个或多个变速器694能够以机械方式、电子方式、和/或机电方式进行控制。在一些实施方式中，一个或多个变速器694可接收来自电动自行车控制器670的命令。在一些实施方式中，一个或多个变速器可人工地或自动操作。在一些实施方式中，用户通过使用杆和/或其他输入人工地将命令输入到一个或多个变速器694。

仪表板696可配置成显示本文描述的、任何测量的、检测的和/或计算的自行车参数、状态和/或统计数据，以及方向、控制、输入、和/或类似物。仪表板696可基于本文描述的、更新后的测量的、检测的和/或计算的自行车参数、状态和/或统计数据，以及方向、控制、输入、和/或类似物来自动地更新。在一些实施方式中，制动器698可由用户人工地施加(即，手制动和/或用户输入到电动自行车控制器)。在一些实施方式中，制动器698可根据测量的、检测的和/或计算的自行车参数、状态和/或统计数据自动地施加。一个或多个离合器699可包括一个、两个、三个、四个、五个、或更多的离合器。一个或多个离合器699可为本文描述的主动离合器。在一些实施方式中，一个或多个离合器699可为本文进一步描述的飞轮离合器。

通常，本文使用的词语“模块”指以硬件或固件体现的逻辑，或指可能具有入口端和出口端、以诸如COBOL、CICS、Java、Lua、C、C++的编程语言编写的软件指令的集合，尽管本文公开的各种模块可包括至少一些硬件组件。软件模块可被编译并链接至安装在动态连接库中的可执行程序中，或可以以诸如BASIC、Perl或Python的解释性程序设计语言编写。应理解的是，软件模块可从其他模块或从其自身调用，和/或可响应于检测的事件或中断进行调用。软件指令可嵌入到诸如EPROM的固件中。还应理解的是，硬件模块可包括由诸如门和触发器的连接的逻辑单元组成，和/或可由诸如可编程门阵列或处理器的可编程单元组成。本文描述的模块优选地实现为软件模块，不过也可以以硬件或固件呈现。通常，本文描述的模块指逻辑模块，其可与其他模块结合，或不管其物理组织或存储而分成子模块。

计算系统组件

在一个实施方式中，计算系统626还包括大型计算机，该大型计算机适合于控制大数据库和/或与大数据库进行通信，执行大容量事务处理，并根据大数据库生成报告。计算系统626还包括中央处理单元(“CPU”)634，中央处理单元634可包括常规微处理器。计算系统626还包括诸如用于临时存储信息的随机存取存储器(“RAM”)和/或用于永久存储信息的只读存储器(“ROM”)的存储器636，以及诸如硬盘、磁盘或光学介质存储设备的大容量存储设备628。通常，计算系统626的模块使用基于标准的总线系统连接至计算机。在不同的实施方式中，基于标准的总线系统可为例如外设部件互连(PCI)、微通道、SCSI、工业标准结构(ISA)和扩展工业标准结构(EISA)结构。

计算系统626包括诸如键盘、鼠标、触摸板和打印机的一个或多个常见的输入/输出(I/O)设备和接口632。在一个实施方式中，I/O设备和接口632包括一个或多个显示设备，诸如允许将数据可视的呈现给用户的显示器。更具体地，通过显示设备用于演示例如GUI、应用软件数据和多媒体。在图5的实施方式中，I/O设备和接口632还为各种外部设备提供通信接口。计算系统626还可包括一个或多个多媒体设备630，诸如扬声器、视频卡、图形加速器和麦克风。

计算系统设备/操作系统

计算系统626可在各种计算设备上运行，诸如服务器、Windows服务器、结构化查询语言(SQL)服务器、Unix服务器、个人电脑、大型计算机、膝上型计算机、手机、个人数字助理、自助服务终端、音频播放器等。计算系统200通常由操作系统软件进行控制和协调，操作系统软件诸如为z/OS、Windows 95、Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Linux、BSD、SunOS、Solaris、或其他可兼容的操作系统。在Macintosh系统中，操作系统可为任何可用的操作系统，诸如MAC OS X。在其他实施方式中，计算系统200可由专属操作系统控制。常规操作系统控制并安排用于执行的计算机进程，执行存储器管理，提供文件系统、网络和I/O服务，并提供诸如图形用户界面(“GUI”)等等的用户界面。

网络

在图5的实施方式中，计算系统626例如经由通信链路640联接至诸如LAN、WAN或因特网的网络608，通信链路640可为有线、无线、或有线与无线的组合。网络608经由有线连接或无线通信连接与各种计算设备和/或其他电子设备进行通信。在图5的实施方式中，网络608与一个或多个计算系统610和/或一个或多个数据源642进行通信。

可通过网络启用的用户接入点由计算系统610和/或由数据源642访问计算机系统626的马达控制模块638，其中，网络启用的用户接入点为诸如计算系统610的或数据源642的个人电脑、便携式电话、笔记本电脑、或能够连接至网络608的其他设备。这种设备可具有浏览器模块，该浏览器模块实现为使用文本、图形、音频、视频、以及其他媒介来呈现数据并允许经由网络608与数据进行交互的模块。

浏览器模块可实现为全点可寻址显示器的组合，其中该全点可寻址显示器的组合为诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器或其他类型、和/或显示器的组合。另外，浏览器模块可实现为与输入设备632进行通信，并且还可包括带有合适接口的软件，该合适接口允许用户通过使用风格化的屏幕元素来访问数据，其中风格化的屏幕元素为诸如菜单、窗口、对话栏、工具栏和控件，其中控件为例如单选按钮、复选框、滑动缩放等。另外，浏览器模块可与一组输入和输出设备进行通信，以接收来自用户的信号。

一个或多个输入设备可包括键盘、滚动球、笔和触笔、鼠标、轨迹球、语音识别系统、或预先指定的开关或按钮。一个或多个输出设备可包括扬声器、显示屏、打印机、或语音合成器。另外，触摸屏可用作混合的输入/输出设备。在另一实施方式中，用户可更直接地诸如通过连接至计算系统的系统终端与系统进行交互，而无需通过因特网、WAN或LAN、或类似的网络进行通信。

在一些实施方式中，为了在线实时上传、下载或查看交互式数据和数据库的专门目的，系统626可包括在远程微处理器和大型主机之间建立的物理连接或逻辑连接。远程微处理器可由操作计算机系统626的实体进行操作和/或可由数据源642中的一个或多个和/或计算系统中的一个或多个进行操作，其中操作计算机系统626的实体包括客户端服务器系统或主服务器系统。在一些实施方式中，可在微处理器上使用终端仿真软件来参与微型-大型机连接。

在一些实施方式中，在操作计算机系统626的实体内的计算系统610可作为通过CPU 634运行的应用或进程内部地访问马达控制模块638。

其他系统

除了图4至图6所示的系统外，网络608还可与其他数据源或其他计算设备进行通信。计算系统626还可包括一个或多个内部和/或外部数据源。在一些实施方式中，数据储存库和数据源中的一个或多个可使用关系数据库来实现，其中关系数据库为诸如DB2、Sybase、Oracle、CodeBase和 SQL Server以及诸如平面文件数据库、实体关系数据库和面向对象数据库、和/或基于记录的数据库的其他类型的数据库。

用户接入点

在实施方式中，用户接入点或用户接入点系统624包括个人电脑、膝上型计算机、便携式电话、GPS系统、设备、便携式计算设备、服务器、计算机工作站、个人计算机的局域网、交互式自助服务终端、个人数字助理、交互式无线通信设备、手持式计算机、嵌入式计算设备或类似物。

以上描述的图1至图3中的实施方式示出了电动自行车的实施方式的示例，其配置成与用户接入点或用户接入点系统624联接，用于控制电动自行车。在一些实施方式中，用户接入点系统624可永久地和/或半永久地进行安装。在其他实施方式中，用户接入点系统624为可选择性地安装和/或移除的移动设备。在一些实施方式中，用户接入点系统624包括多于一个单独的计算设备，诸如便携式电话或智能手机，其中便携式电话或智能手机配置成由用户携带，并配置成与配置成永久地或可移除地附接至电动自行车的单独的计算设备进行有线和/或无线电子地通信。在一些实施方式中，用户接入点系统624配置成与电动自行车计算系统610进行无线通信。例如，用户接入点系统624可包括配置成由用户携带并与电动自行车计算系统610进行无线通信的智能电话。

在一些实施方式中，用户接入点系统624配置成经由连接器机构302附接并安装至电动自行车。在一些实施方式中，连接器机构302包括托架或箱装件和数据端口，其中，该托架或箱装件配置成保持用户接入点系统，数据端口配置成将用户接入点系统624连接至电动自行车计算系统610。托架或箱装件302可永久地或半永久地附接至电动自行车的车架。

在一些实施方式中，用户接入点系统624可包括允许骑车人选择或设置电动马达的功率和/或速度的最大输出的软件。例如，使用软件和/或用户界面，骑车人可将电动自行车的功率的最大输出设置至约或刚好250瓦特(目前欧洲最常见的要求)、约或刚好500瓦特、约或刚好600瓦特、约或刚好700瓦特、约或刚好750瓦特、约或刚好800瓦特、约或刚好900瓦特、约或刚好1000瓦特、约或刚好1100瓦特、约或刚好1200瓦特、约或刚好1300瓦特、约或刚好1400瓦特、约或刚好1500瓦特、约或刚好2000瓦特、约或刚好3000瓦特、约或刚好4000瓦特、约或刚好5000瓦特或任何其他值。

在某些实施方式中，用户接入点系统624的软件和/或用户界面配置成使得用户仅需要选择用户目前所在的州或管辖区域。在某些实施方式中，用户接入点系统624包括具有每个管辖区域的电动自行车条例和/或法律的数据的预存数据库。例如，用户接入点系统624可预存一个或多个管辖区域的法律允许的、电动自行车的最大功率和/或最大速度。在其他实施方式中，与一个或多个管辖区域的法律允许的、电动自行车的最大功率和/或最大速度有关的数据存储在电动自行车计算系统610和/或主计算系统604中。

在一些实施方式中，当骑车人选择具体的管辖区域时，用户接入点系统624、电动自行车计算系统610和/或主计算系统604配置成使用预存数据库来确定所选管辖区域的最大功率限制和/或最大速度限制，并相应地限制电动自行车。例如，如果骑车人经由用户接入点系统624输入骑车人目前在加利福尼亚州，则用户接入点系统624、电动自行车计算系统610和/或主计算系统604可配置成自动地确定或识别加利福尼亚州的电动自行车的最大输出功率为1000瓦特，并将电动马达的输出功率限制至1000瓦特。

在某些实施方式中，用户接入点系统624和/或电动自行车计算系统610包括GPS模块，该GPS模块配置成自动地和/或周期性地确定电动自行车的位置，确定适当的管辖区域的条例允许的最大功率和/或最大速度，以及并将电动自行车的功率和/或速度限制至可允许的一个或多个值。例如，如果用户接入点系统624和/或电动自行车计算系统610确定电动自行车目前在加利福尼亚州，则用户接入点系统624和/或电动自行车计算系统610可自动地确定加利福尼亚州的最大输出功率被限制至1000瓦特，以及将输出功率限制至1000瓦特。当用户接入点系统300和/或电动自行车计算系统610在稍后的时间点确定电动自行车位于纽约时，则用户接入点系统624和/或电动自行车计算系统可自动地确定电动自行车目前在纽约，以及将电动自行车的最大功率和/或最大速度限制至纽约允许的一个或多个最大值。

在某些实施方式中，用户接入点系统624也可配置成提供额外的特征。例如，用户接入点系统624可配置成起速度计的作用，并将电动自行车的当前速度显示给用户。在一些实施方式中，用户接入点系统624还可经由GPS模块向用户提供GPS导航系统和/或地图。另外，在某些实施方式中，为了有效率地驾驶，用户接入点系统624可配置成向用户提供驾驶教育软件。

另外，在一些实施方式中，用户接入点系统624配置成起钥匙的作用，用于锁定和/或解锁电动自行车。例如，当骑车人将用户接入点系统624附接和/或安装到电动自行车中时，电动自行车计算系统610可配置成验证用户接入点系统624的身份，并在通过验证的情况下解锁电动自行车。类似地，在某些实施方式中，当骑车人将用户接入点系统624从电动自行车移除时，电动自行车计算系统610可配置成自动地检测用户接入点系统624被移除，并锁定电动自行车。

控制最大输出的方法

图7示出了控制电动自行车的马达的最大输出的方法的一个实施方式的概述。在一些实施方式中，在框644处，用户和/或骑车人经由用户接入点系统输入或选择电动自行车所在的管辖区域。在某些实施方式中，用户接入点系统配置成仅显示某些管辖区域，诸如某些州和/或国家。在其他实施方式中，该系统配置成自动地检测管辖区域。

在某些实施方式中，在框646处，电动自行车计算系统与主计算系统和/或其他一个或多个数据库进行通信，以更新任何条例。在一些实施方式中，主计算系统与一个或多个条例数据库650进行通信，以获得最新的条例。在某些实施方式中，用户接入点系统仅与主计算系统进行通信，从而仅在需要时更新或周期性地以预定的间隔更新。在其他实施方式中，用户接入点系统不为了更新与主计算系统进行通信。

在一些实施方式中，在框652处，用户接入点系统在更新的所选管辖区域的条例(如果有)下确定允许的电动自行车的最大速度和/或最大输出功率。在某些实施方式中，在框654处，电动自行车计算系统可根据确定的法定限制来限制电动自行车的最大速度和/或最大功率。

在某些实施方式中，在框656处，用户接入点系统向骑车人显示设置的最大功率和/或最大速度以进行确认。如果骑车人确认，则将电动自行车的最大速度和/或最大输出功率设置为管辖区域的条例下所允许的最高水平。在一些实施方式中，在框658处，用户接入点系统配置成向骑车人或用户显示比管辖区域的法定限制更低的电动自行车的最大功率和/或最大速度的选项。例如，父母可决定进一步限制儿童的电动自行车的最大功率和/或最大速度。

在一些实施方式中，在框658处，如果骑车人或用户选择较低的、电动自行车的最大速度和/或功率极限，则在框660处，电动自行车计算可将速度和/或功率限制至所选水平。在某些实施方式中，在框662处，用户接入点系统确认所选的较低的最高速度和/或最大功率值。

降低档位和/或停车事件

在一些实施方式中，理想的自动传动装置是选择与用户行为无关的、设置对于操作条件的最佳档位的自动传动装置。然而，由于变速器的操作机构，现有的、带有变速器的自行车仍需要用户踏板输入以引起或使得能够换档，因为变速器的设计通常需要链转动来启动并完成换档。对于用户来说，常见事件为“快速停车”，在快速停车期间，用户既停止踩踏板，又没能在停止需要的低档位的速度的同时将档位降低。然后，用户试图降低档位，然后踩踏板/加速回到正常行驶速度。在历史上，配备变速器的自行车在这种情形中的表现很差，并且经常没能换档、将链卡在齿轮之间、或被损坏。在快速停车和/或任何其他停车事件期间，用户可期望的是，通过将他们的脚保持稳当的放在非转动的踏板上来稳定自行车和/或骑车人他自身或她自身。通常，在这种情形下，自行车的动量会迫使用户的身体前倾。为了抵抗向前的动量，用户可使用座椅、车把、和/或踏板。因而，用户会期望的是，在停车的同时，将他们的脚保持在踏板上，并且不转动踏板。具体地，在快速停车事件中，转动踏板有可能很危险，因为用户将不能或不太能够使用他的或她的脚来抵抗向前的动量，这会导致碰撞。

本文公开的一些实施方式通过以下方式解决了这些问题：当未使用踏板且自行车未由马达或踏板提供动力时，在每次换档前和/或在每个换档期间，使用电动马达来转动驱动链(在一些实施方式中，仅轻微地)。一个或多个离合器可使得驱动链的该马达驱动移动能够不影响踏板和/或驱动轮(例如，通过不向踏板和/或驱动轮引入任何扭矩)。在以下描述的实施方式中，电动自行车控制器670和/或马达模块638和/或其他计算系统可自动地确定实现换档的最佳或可用时间段，并使得电子可操作变速器能够在最佳时间段和最佳速度下自动地换档。当人没有踩踏板(或未以换档的最佳节奏踩踏板)时，这允许变速器系统平稳地降低档位和/或提高档位，以及在一些实施方式中，使踩踏板和换档功能性脱离联接，从而不管当前的用户行为如何，均允许自动传动装置操作。在一些实施方式中，使用单向飞轮离合器。除了各种其他益处外，这允许该系统完成如用户“快速停车”和/或其他情形经常要求的快速、多档位降档。具体地，在快速停车事件中，在自行车停车前，实现降低档位的可用时间窗口可相对短暂。因此，可期望该系统配置成计算或估算该可用时间窗口，以及以在该可用时间窗口内实现换档的方式来操作马达和传动装置。

在配备变速器的普通自行车上，典型的“换档事件”如下：用户踩踏板>用户移动变速杆或按钮>线缆或致动器移动变速器>变速器将链推向不同的齿轮>链跳到下一齿轮。

通过本文公开的自动传动装置构思，换档事件的一个示例性实施方式如下：使用踏板节奏、后(或动力)车轮扭矩、车轮速度、档位、马达负载/温度/每分钟转数、和/或类似物的传感器或自行车输入，基于电话(例如，基于用户设备)的应用和/或随车携带的计算单元可配置成选择最佳档位和/或启动自动换档。在一些实施方式中，当用户设备和/或随车携带的计算单元确定应进行换档时，用户设备和/或随车携带的计算单元启动以下示例性逻辑和功能：如果马达和/或踏板正在产生扭矩，则优化/调整用于换档的输出扭矩>启动电动变速器或变速器致动器来移动链>链跳到下一齿轮>将马达返回到用户要求的扭矩/油门位置。如果马达和/或踏板未产生扭矩，则以用于换档的最佳的每分钟转数来转动马达>优化用于换档的扭矩>启动电动变速器或变速器致动器来移动链>链跳到下一齿轮>结束施加扭矩/马达转动。

在自动传动系统的另一实施方式中，换档事件可包括附加的和/或不同的步骤。在一些实施方式中，使用用户设备进行自动传动系统的控制，其中用户设备为诸如智能电话上的应用。在一些实施方式中，使用随车携带的计算单元进行自动传动系统的控制。在一些实施方式中，用户设备与随车携带的计算单元进行通信，以及用户设备与随车携带的计算单元一起工作以实现自动换档。

图8是描绘本文描述的、控制自动传动系统的一个示例性方法的流程图的实施方式。该示例性过程包括以下步骤：(1)使自动传动装置能够在将扭矩施加至驱动轮的同时更有效地或更平稳地转变变速器，以及(2)当驱动链和从动链轮组不以其他方式移动时(例如，当没有扭矩施加至驱动轮时)，使得自动传动装置能够转变变速器。例如，在框800处，一旦用户启动电动自行车系统和/或自动传动系统、和/或电动自行车系统和/或自动传动系统自主地启动(即，在预设的时间)，该系统就可通过一个或多个传感器以预定的间隔连续地和/或自动地测量多个自行车参数、状态和/或统计数据。在框802处，踏板节奏传感器测量踏板速度。在框804处，车轮速度传感器测量后车轮速度、前车轮速度和/或这两个车轮的速度。在框806处，齿轮比传感器检测变速器臂的当前位置(和/或当前指示的位置)和/或确定齿轮比。在框808处，制动压力传感器确定施加至制动器的压力的量。在一些实施方式中，用户可使用手制动器来施加制动压力。在框810处，扭矩传感器确定由踏板、踏板曲柄、和/或一个或多个马达施加的扭矩的量。在框809处，加速度传感器确定电动自行车、车轮、链轮组、驱动链、踏板、踏板曲柄、和/或类似物的加速和/或减速的水平和/或速率。在框811处，倾斜传感器(其可与加速度传感器相同，或可为不同的传感器)确定电动自行车、座椅、车轮、驱动链、链轮组、马达、和/或类似物的倾斜角。在各种实施方式中，该系统可通过一个或多个附加的传感器来测量多个附加的自行车参数、状态和/或统计数据，和/或该系统可测量更少的或不同的参数、状态和/或统计数据。

在框812处，在测量自行车参数、状态和/或统计数据之后、测量自行车参数、状态和/或统计数据之前、和/或测量自行车参数、状态和/或统计数据的同时，计算系统、电动自行车控制器、马达控制模块和/或该系统的其他组件基于测量的自行车参数、状态和/或统计数据确定马达、踏板和/或踏板曲柄是否正在产生扭矩。换言之，该系统可配置成确定踏板和/或马达目前是否正在向从动链轮和/或驱动轮施加扭矩或力。在一些实施方式中，这使用至少一个扭矩传感器来检测。在一些实施方式中，这通过比较踏板曲柄和/或马达输出轴的当前转动速度与从动链轮、驱动轮、驱动链和/或类似物的当前速度来间接地检测，同时考虑这些组件之间的任何当前齿轮比或机械增益、和/或功能地设置在这些组件之间的任何离合器的状态。如果计算系统、电动自行车控制器、马达控制模块和/或该系统的其他组件确定了正在产生扭矩，则在框814处，该系统确定用户是否已要求换档。如果用户已要求换档(例如，用户通过启动按钮、杆和/或类似物)，则在框818开始，该系统在正在产生扭矩的同时人工地和/或自动地实施用于换档的程序。如果用户没有要求换档，则在框816处，计算系统、电动自行车控制器、马达控制模块和/或该系统的其他组件确定是否必需换档(或期望换档)。例如，该系统可将自行车的当前状态(例如，速度、加速度、倾斜度、档位和/或类似物)与存储在查找表中指示用于具体状态的期望档位的值进行比较。如果当前的档位与查找表的值指示的期望的档位不同，则该系统可确定期望换档。如果在那个时刻不必换档或不期望换档，则该系统进程返回框802处，并测量多个自行车统计数据。如果必需换档或期望换档，则从框818开始，该系统在产生扭矩的同时人工地和/或自动地实施用于换档的程序。

在框818处，功率控制模块通过计算最佳扭矩来优化用于换档的输出扭矩。在框818处，该系统还可确定最佳的换档时间窗口以实现换档。在框820处，通信模块激活了配置成移动链和/或带状件的电动变速器模块和/或离合致动模块。在框822处，电子可操作变速器通过自动地将链和/或带状件移动到下一齿轮和/或用于换档的最佳齿轮来换档。在一些实施方式中，框822在最佳换档时间窗口期间和/或在用于换档的最佳转动速度下执行。在框824处，自动传动装置模块将马达恢复到诸如踏板曲柄和/或油门的用户输入设备要求的扭矩。之后，该系统可返回框802，以测量多个自行车统计数据。

在框812处，如果计算系统、电动自行车控制器、马达控制模块和/或电动自行车系统的其他组件确定未产生扭矩，则在框826处开始，该系统可测量多个自行车数据，类似于在框802至框810中执行的。如同框802至框810，这些测量可根据需要以不同的顺序、在进程中的不同时间、连续地、周期性地和/或类似的方式执行。另外，可进行更少、更多和/或不同的测量。在框826处，踏板节奏传感器测量踏板速度。在框828处，车轮速度传感器测量后车轮速度、前车轮速度和/或这两个车轮的速度。在框829处，齿轮比传感器检测变速器臂的当前位置(和/或当前指示位置)和/或确定齿轮比。在框830处，制动压力传感器确定施加至制动器的压力的量。在一些实施方式中，用户可使用手制动来施加制动压力。在框832处，扭矩传感器确定由踏板、踏板曲柄和/或一个或多个马达施加的扭矩的量。在框831处，加速度传感器确定电动自行车、车轮、链轮组、驱动链、踏板、踏板曲柄和/或类似物的加速和/或减速的水平和/或速率。在框833处，倾斜传感器(其可与加速度传感器相同，或可为不同的传感器)确定电动自行车、座椅、车轮、驱动链、链轮组、马达和/或类似物的倾斜角。该系统可通过一个或多个附加的传感器测量多个附加的自行车参数、状态或统计数据。

在框834处，计算系统、电动自行车控制器、马达控制模块和/或电动自行车系统的其他组件确定是否检测到停车事件。在一些实施方式中，在框834处，计算系统、电动自行车控制器、马达控制模块和/或电动自行车系统的其他组件确定是否需要在踏板、踏板曲柄和/或马达不产生扭矩时降低档位。如本文所使用的，术语“停车事件”指自行车的停止即将来临和/或至少正在发生或即将发生的足够高的自行车的减速水平而使得期望在自行车再加速(诸如在马达或踏板动力下)前降低档位的情形。例如，该系统可配置成分析一个或多个传感器输出，该一个或多个传感器输出描述指示自行车在相对迅速地减速的、自行车的当前状态。例如，在一些实施方式中，该系统可配置成分析由加速计检测的加速或减速的水平，并基于检测的减速水平超过了阈值水平的判定，确定停车事件正在发生。例如，在一些实施方式中，可将0.5米/秒/秒或以上的减速水平用作确定停止事件正在发生的阈值水平。在一些实施方式中，可使用其他阈值水平，诸如0.1米/秒/秒、0.2米/秒/秒、0.3米/秒/秒、0.4米/秒/秒、0.6米/秒/秒、0.7米/秒/秒、0.8米/秒/秒、0.9米/秒/秒、1.0米/秒/秒、1.1米/秒/秒、1.2米/秒/秒、1.3米/秒/秒、1.4米/秒/秒、1.5米/秒/秒、1.6米/秒/秒、1.7米/秒/秒、1.8米/秒/秒、1.9米/秒/秒、2.0米/秒/秒、2.1米/秒/秒、2.2米/秒/秒、2.3米/秒/秒、2.4米/秒/秒或2.5米/秒/秒。在一些实施方式中，停车事件被替代地称为快速停车、急停、急减速、紧急停车和/或类似的名称。然而，应指出的是，本文公开的技术和优点不必须限于期望自行车完全停止的情形。例如，停车事件、快速停车和其它类似术语可用来指自行车在相对迅速地减速但不一定需要完全停止，并会使骑车人想要在自行车完全停止前的一些时刻重新加速的情形，诸如因为在骑行期间，骑车人的前面出现了物体。在这种情况下，一旦减速完成并期望重新加速，仍会期望自行车处于低档位，并且本文公开的技术将仍适用。

如果未检测到停车事件，则该系统返回到框812以确定马达、踏板和/或踏板曲柄是否正在产生扭矩。如果在框834处检测到停车事件，则在框836处，计算系统、电动自行车控制器、马达控制模块和/或电动自行车系统的其他组件计算最佳(或可用的)换档时间窗口和/或换档窗口以实现换档。例如，该系统可分析当前的减速速率，并至少根据当前的减速速率估算自行车停车前需要多长的时间，和/或直到自行车停车，驱动轮会有多少转。在一些实施方式中，自行车停车前的这段时间可被认为是用于实现换档的可用窗口(参见，例如，图11C示出的窗口1140)。然而，在一些实施方式中，该系统还可考虑到为了有效地或最佳地实现换档，可期望在某个转动速度范围内转动链轮组。另外，在一些实施方式中，单向飞轮离合器设置在驱动轮中的链轮组之间，并且因而链轮组不能以比驱动轮快的速率转动。因此，在此情形中的可用窗口可不持续至自行车停车，而是个较短的窗口，其在当驱动轮将要下降到或低于为了实现换档的期望的转动速度的范围内或以下的速度时的估计的时间处(参见，例如，图11C示出的较短的可用窗口1141)结束。

用于实现换档的、从动链轮组的期望转动速度的范围可直接地或间接地取决于一个或多个因素，所述一个或多个因素包括但不限于：齿轮比、齿轮尺寸、道路和/或地面的斜率或倾斜度、风力条件、天气条件、用户的身体素质、变速器臂速度、链负载、和/或类似的因素。因此，用于实现换档的、期望转动速度的最佳范围可变化。

在一些实施方式中，期望尽可能快地实现换档，并且因而，在链从一个齿轮移动至另一齿轮期间，从动链轮的期望转动速度等于当前的驱动轮速度。在这种情况下，可期望在换档期间不间断地监控车轮速度，并动态地增加或减小马达速度，以确保从动链轮尽可能保持在接近于当前的车轮速度的速度，而不向车轮引入任何新的扭矩或动力，或尽可能少的向车轮引入新的扭矩或动力。在一些实施方式中，期望在换档期间，将从动链轮速度保持在当前车轮速度的5％以内。在其他实施方式中，该阈值水平可不同，诸如为1％、2％、3％、4％、10％、15％、20％或25％。包括单向飞轮离合器的实施方式可允许链至少处于轻微和/或较低的负载下，这可协助该系统和/或变速器来实现换档。在包括单向飞轮离合器系统的一些实施方式中，可没有最佳链轮组速度和/或转速的最大限制。只有某些自行车参数、状态和/或统计数据可具有上限，诸如车轮速度。

在包括主动离合器系统的一些实施方式中，可确定和/或计算最大的最佳链轮速度，其中链轮组速度比车轮速度快。具体地，在这种布置中，从动链轮组的60至65转/分钟的期望转动速度范围可用来实现换档。在一些实施方式中，可使用其他的期望转动速度范围，诸如，0-5转/分钟、5-10转/分钟、10-15转/分钟、15-20转/分钟、20-25转/分钟、25-30转/分钟、30-35转/分钟、35-40转/分钟、45-50转/分钟、50-55转/分钟、55-60转/分钟、65-70转/分钟、70-75转/分钟、75-80转/分钟、80-85转/分钟、85-90转/分钟、90-95转/分钟、95-100转/分钟、100-105转/分钟、105-110转/分钟、110-115转/分钟、115-120转/分钟、120-125转/分钟、125-130转/分钟、130-135转/分钟、135-140转/分钟、140-145转/分钟、145-150转/分钟、150-155转/分钟、155-160转/分钟、160-165转/分钟、165-170转/分钟、170-175转/分钟、175-180转/分钟、180-185转/分钟、185-190转/分钟、190-195转/分钟、195-200转/分钟、200-205转/分钟，或其他更高的范围，以及这些范围的任何组合。

如本文公开的，使用电子可控制马达和/或变速器进行这种换档，连同使用一个或多个传感器检测当前的自行车参数，可提供比人类人工地实现换档更多的好处。在自行车具有人工操作的变速器和诸如通过踏板曲柄的人工操作的传动链的情况下，人类不可能不间断地监控车轮速度，并一直确保从动链轮保持在等于车轮速度或稍微低于车轮速度的最佳速度，而不向车轮引入任何新的扭矩或动力。在一些实施方式中，本文公开的自动传动系统能够在任何给定的情况下达到实现换档的最大可能速度(即在最短的可能的时间内)，而不向驱动轮引入新的动力或扭矩。在一些实施方式中，该最大可能速度仅由当前车轮速度限制。在一些实施方式中，由于考虑到可导致例如链卡住或由于换档太快导致的其他问题的其他因素，该最大可能速度可低于当前车轮速度。这些也是人类不可能实时分析以保持换档的最大速度且同时保持稳定和/或可靠的换档的因素的类型。

在框838处，电动自行车控制器、马达控制模块和/或电动自行车系统的其他组件计算当转动马达以实现换档时要施加的最佳换档速度和/或最佳换档扭矩。例如，计算最佳换档速度可从根据查找表来检索期望的或最佳的转动速度开始，在所述期望的或最佳的转动速度下转动从动链轮组，从而从具体齿轮改变至另一具体齿轮，和/或通常用于改变档位。然后，该最佳换档速度可基于自行车的当前状态和/或停车事件而向上或向下调整。例如，该系统还可计算或估算转动的量，诸如实现换档所要求的驱动链轮的转动角度的数量。在一些实施方式中，电动自行车控制器、马达控制模块和/或电动自行车系统的其他组件计算用于实现换档的、变速器臂的最佳速度。该系统还可或替代地确定和/或计算与从动链轮组的速度有关的、变速器臂的速度。在一些实施方式中，从动链轮组可以以较高的速度转动，所以该系统可增加变速器臂的速度。在一些实施方式中，从动链轮组可以以更慢的速度转动，所以该系统可降低变速器臂的速度。在一些实施方式中，该系统可自动地和/或人工地调整变速器臂的速度以匹配从动链轮组的速度。

然后，该系统可基于期望的速度和所需的转动量来计算换档将要用的时间。如果换档花费的时间比确定的换档窗口长，诸如由于相对高的减速速率，则该系统可配置成增加期望的换档速度，以确保在自行车停车前完成换档。另外，在一些实施方式中，该系统可配置成在换档期间不间断地监控减速速率，并在换档中间，基于自行车减速度已增加并缩短用于换档的可用窗口的判定来增加链轮组的转动速度。

在一些实施方式中，该系统配置成在用于实现换档的估算的时间窗口里包括裕度或安全裕度，并且因而配置成至少通过此裕度在停车事件结束前，以用于实现换档的速度操作从动链轮。这种裕度可期望用于例如帮助处理自行车的减速度意外增加并因而缩短用于换档的可用窗口的情况。另外，在一些实施方式中，该系统配置成在启动换档前一直等到接近可用换档窗口的末端。这在一些实施方式中是令人期望的，例如，因为在一些情况下，停车事件可通过系统检测，但是用户或骑车人可决定比预期更早地重新加速自行车，诸如在完全停车之前。在这种情况下，如果自行车还没有显著地减速，可期望自行车仍处于原始档位，而不是已降低档位。因此，在一些实施方式中，可期望将降低档位定时在可用换档窗口的后一部分期间发生，诸如在可用换档窗口的后50％中。在其他实施方式中，可期望将降低档位定时在可用换档窗口的甚至更迟的部分期间发生，诸如可用换档窗口的最后60％、70％、80％或90％内。促使换档事件或降低档位在可用窗户内更迟发生的一个潜在效果为可需要增加用于实现换档的从动链轮的转动速度。因此，在可用窗口里多晚开始换档可至少部分地取决于用于实现换档的、从动链轮的期望的最大转动速度。该从动链轮的期望的最大转动速度可至少部分地基于可预期发生传动链的卡住的速度、和/或由于高速度造成的可预期的使组件发生损坏的速度。

在框840处，功率控制模块优化用于换档的输出扭矩和/或转动马达以使从动链轮组以计算的用于换档的最佳RPM和/或扭矩转动。在框842处，通信模块激活配置成移动链和/或带状件的电动变速器模块和/或离合致动模块。在框844处，电子可操作变速器在从动链轮由马达引起转动时，通过自动地将链和/或带状件移动到下一齿轮和/或用于换档的最佳齿轮进行换档。在一些实施方式中，在用于换档的最佳换档时间窗口期间和/或在用于换档的最佳转动速度下执行框844。在框846处，一旦该系统实现了换档，则马达停止(假定用户没有指示他或她期望将马达扭矩施加至车轮)，并且该系统返回框802以测量多个自行车参数、状态和/或统计数据。

如上所述，具有自动变速器传动装置的电动自行车的一些实施方式包括类似于图1至图2示出的曲柄轴设计，曲柄轴可包括经由单向飞轮(离合器)接合在曲柄轴输入处或踏板轮毂处的踏板系统。在一些实施方式中，离合器是自动的，不需要由用户设备或随车携带的计算单元主动接合或脱离接合。如上所述，在其他实施方式中，离合器配置成根据需要由用户设备和/或随车携带的计算单元选择性地接合和/或脱离接合。

图9A和图9B示出了带有自动变速器传动装置的曲柄轴设计的一个这种实施方式。在该实施方式中，马达212经由链或带状件912驱动曲柄轴900，曲柄轴900经由链906驱动从动链轮组902，以及链轮组902然后使后车轮908转动。替换地和/或同时地，踏板108使踏板曲柄916转动，踏板曲柄916经由链或带状件914驱动曲柄轴900，曲柄轴900驱动链轮组902。在一些实施方式中，踏板系统经由单向飞轮(离合器)910接合在曲柄轴输入处或者踏板轮毂处。单向离合器允许马达212驱动链，而不在踏板108处产生移动，因而控制系统可在不转动踏板108的情况下实现换档。如以上所讨论，当骑车人需要使用踏板108来帮助稳定他自己或她自己并抵消向前动量时，具体地，这种结构在快速停车中可令人期望。这在电动自行车的情况中更令人期望，因为电动自行车可更重，并且比常规非电动自行车更难以在快速停车中稳定。在一些实施方式中，离合器910是自动的，不需要由用户设备或随车携带的计算单元主动接合或脱离接合。在其他实施方式中，离合器910配置成根据需要由用户设备和/或随车携带的计算单元选择性地接合和/或脱离接合。在一些实施方式中，该系统还可包括单独的离合器，该离合器使得马达能够与曲柄轴脱离联接，因而使用户能够在不转动马达的情况下骑自行车。

图9A示出了骑车人在踏板辅助模式操作自行车的情况，意味着从动链轮组902从曲柄轴900接收由马达212和踏板曲柄两者输出的动力的组合动力。在该实施方式中，当用户踩踏板时，扭矩施加至踏板曲柄916。因此，带状件或链914可在顺时针方向上转动。马达212可在顺时针方向上旋转，从而在顺时针方向上转动链或带状件912。因而，在该实施方式中，驱动力的总和沿着带状件或链906指向，并在顺时针方向上转动带状件或链106。

图9B示出了没有扭矩施加至踏板108和/或踏板曲柄916的情况，但是马达212仍使曲柄轴900转动，并因而使从动链轮902转动。这可至少在两种情形中出现。第一，从动链轮902可将动力引入车轮908，因而使自行车加速，或至少保持速度不变。第二，从动链轮902可不将动力引入车轮908(例如，通过转动地比车轮慢或与车轮转动地脱离联接)，并且由马达212引起的转动可实现换档。例如，一旦计算系统、电动自行车控制器和/或马达控制模块在没有施加扭矩时检测到停车事件或确定降低档位是必需的，计算系统、电动自行车控制器和/或马达控制模块就在用于换档的最佳时间和最佳速度下操作马达212，以实现换档。在这时候，带状件或链914不转动。因而，只有马达212施加扭矩来转动带状件或链912和带状件或链906，以及电子可控制致动器903移动电子可操作变速器904来实现换档。

在一些实施方式中，本文公开的自动变速器传动装置构思可配置成与任何电动马达布置一起工作，诸如如上所述以及如图10A和图10B描绘的“中间驱动”自行车配置，其中马达212未安装在车轮中(例如，至少有一个带状件、链和/或类似物，该至少有一个带状件、链和/或类似物用于将扭矩从马达传递至从动轮或被传动轮)。相反，电动自行车可包括位于底部托架处的中间驱动马达212。在该实施方式中，离合器910可为单向飞轮、磁性或其他电子控制的机械式离合器，当用户停止踩踏板时，离合器910用于使踏板与前链轮420断开连接。在该实施方式中，电动马达在换档事件期间驱动前链轮420，以产生所需的链移动(与驱动曲柄轴相反)。

类似于图9A，图10A示出了包括中间驱动马达设计的自动变速器传动装置的实施方式，其中用户可通过使用踏板108、马达212和/或同时使用踏板108和马达212施加扭矩来操作电动自行车。在实施方式中，当用户踩踏板时，扭矩施加至踏板曲柄916上。因此，带状件或链906可在顺时针方向上转动。马达212可在顺时针方向上旋转(或以其他方式，取决于马达的安装定向和/或任何传动布置)，还在顺时针方向上转动链或带状件906。因而，在图10A中示出的实施方式中，驱动力的总和沿着带状件或链906指向，并在顺时针方向上转动带状件或链906。

图10B示出了包括中间驱动马达设计的自动变速器传动装置的实施方式，其中没有扭矩施加至踏板108和/或踏板曲柄916。一旦计算系统、电动自行车控制器和/或马达控制模块在没有施加扭矩时检测到停车事件或确定降低档位是必需的，计算系统、电动自行车控制器和/或马达控制模块就以用于换档的最佳时间和最佳速度操作马达212，从而实现换档。在布置中，当用户停止踩踏板时，电子控制的机械式离合器910用于使踏板与前链轮420断开连接。在一些布置中，能够使用单向飞轮离合器。因而，只有马达212施加扭矩以转动带状件或链906，以及电子可控制致动器903移动电子可操作变速器904以实现换档。

图11A至图11C是描绘用于控制电动自行车的各种组件的方法的实施方式的折线图。具体地，图11A至图11C示出了描绘用于控制自动变速器传动系统的方法的实施方式的折线图。在折线图中，“点划线”表示后车轮，“短虚线”表示链轮组和/或链，“实线”表示诸如踏板曲柄的用户输入设备，以及“虚点线”表示马达。图11A至图11C的图形不按比例绘制，并且主要旨在描绘各种组件之间的关系。

图11A示出了其中电动自行车正在仅踏板模式中操作的示例，骑车人停止踩踏板，因而导致自行车减速，马达用于实现降低档位，然后，骑车人又开始踩踏板。在图11A中，在区域1102处，车轮速度、链轮组和/或链速度和踏板曲柄速度均为恒定值，从而表明用户以足以使自行车保持恒定速度的速率踩踏板。虽然踏板曲柄速度较低，但是车轮速度和链轮组和/或链速度相等，从而表明自行车目前可处于相对高的档位中。在区域1104处，用户停止向踏板曲柄施加力和/或扭矩。因此，踏板曲柄速度等于零，以及链轮组和/或链速度迅速地减小(或在一些实施方式中，可以以与踏板曲柄相同或相似的速率降低)。在此期间，自行车处于滑行中，所以后车轮速度逐渐减慢。

在区域1106处，如以上所讨论的，该系统基于例如停车事件正在发生的判定，确定应该进行降低档位。后车轮速度继续减慢，但是链轮组和/或链速度太慢，以至于不能实现换档(在这种情况下，因为链轮组速度为零，虽然在一些实施方式中，链轮组的速度还能够大于零，但是仍小于期望的换档速度)。为了实现换档，计算系统、电动自行车控制器和/或电动马达模块可计算减速速率(例如，如由后车轮速度线的斜率所指示)。基于减速速率，计算系统、电动自行车控制器和/或电动马达模块可估算最佳时间窗口以实现换档。根据最佳窗口的长度，计算系统、电动自行车控制器和/或电动马达模块计算最佳速度以转动马达，从而将链轮驱动到快到达到最佳链轮组速度，并实现换档，但仍保持链轮组速度小于后车轮速度(以便不引起加速)。在一些实施方式中，计算系统、电动自行车控制器和/或电动马达模块根据通过多个传感器测量的、诸如齿轮比的多个自行车统计来计算一定数量的转动角度。

继续参考区域1106，计算系统、电动自行车控制器和/或电动马达模块以最佳速度操作马达，并且激活电子可操作变速器，以在计算的最佳窗口内实现换档。因而，如图所示，在计算的最佳窗口期间，马达速度增加，直到其达到使链轮组和/或链增加到最佳速度1107的最佳速度。在那时，电子可操作变速器实现换档。之后，马达关闭，从而使链轮组和/或链速度降低。在区域1108处，在已降低档位之后，但在自行车完全停止之前，用户又开始踩踏板，从而使踏板曲柄速度增加，并且因而使链轮组和/或链速度以及后车轮速度也增加。

图11B示出了类似于图11A的示例，但是其中电动自行车正在仅马达模式中操作，而不是仅踏板模式。当马达停止在区域1104处引入扭矩时(例如，响应于骑车人松开油门)，自行车减速。如同图11A一样，马达用于在区域1106中在自行车仍在减速时实现降低档位，并且不向后车轮引入扭矩。在区域1108处，马达又开始向车轮施加扭矩，诸如响应于骑车人打开油门。虽然图11A和图11B分别示出了仅踏板模式和仅马达模式，但是在其他实施方式中，用户可向踏板曲柄施加力和/或扭矩，并且同时使用马达，并且相同的构思会适用。

图11C示出了类似于图11A的另一示例，但是在这种情况下，电动自行车系统正在经历如上所述的“快速停车”，其中自行车相对迅速地完全停止。类似于先前公开的实施方式，在区域1132处，车轮速度、链轮组和/或链速度、以及踏板曲柄速度均为恒定值。在区域1132处，车轮速度和链轮组和/或链速度相等。在区域1134处，用户停止向踏板曲柄施加力和/或扭矩，并向制动器施加压力，从而导致自行车迅速地减速。结果是，踏板曲柄速度等于零，以及链轮组和/或链速度迅速地降低。在此期间，后车轮速度也迅速地降低。

类似于本文描述的实施方式，在区域1136处，计算系统、电动自行车控制器和/或电动马达模块计算最佳速度以转动马达，并计算最佳窗口以实现换档。另外，计算系统、电动自行车控制器和/或电动马达模块以最佳速度操作马达，并激活电子可操作变速器，以在计算的最佳窗口内实现换档。因而，如图所示，在计算的最佳窗口期间，马达速度迅速地增加，直到它到达使链轮组和/或链增加到最佳速度1137的最佳速度，其中最佳速度1137小于后车轮速度。在那时，电子可控制变速器实现换档。之后，马达关闭，从而引起链轮组和/或链速度降低。

然而，在其他实施方式中，该系统可允许用户在不移动自行车时降低档位。在一些实施方式中，电动自行车系统包括主动离合器，该主动离合器配置成使踏板曲柄与变速器链轮脱离联接或至少部分地脱离联接，以使得马达(和/或自行车的动量)能够以更快的速度转动变速器链轮，该速度比踏板曲柄在当前的档位独自转动变速器链轮的速度快。当电动自行车停止时，主动离合器可使踏板曲柄与变速器链轮或链轮组脱离联接。在实施方式中，联接至后车轮的单向飞轮离合器还可使后车轮与变速器链轮或链轮组脱离联接。一旦踏板曲柄和/或后车轮脱离联接，计算系统、电动自行车控制器和/或马达控制模块就可在用于换档的最佳速度下操作马达以旋转变速器链轮，并激活配置成用于换档的电动变速器。在一些实施方式中，电动变速器换档，并且计算系统、电动自行车控制器和/或马达控制模块停止马达的旋转。然而，在另一实施方式中，可使用不需要从动链轮组和链的转动来实现换档的换档机构，而不是变速器。例如，自动传动系统可配置成使用一个机构，该机构配置成将链从一个链轮提起，类似于变速器的操作而移动链，然后将链向下放回到不同的链轮上。这种功能将成为使得能够在自行车静止时进行换档的一个可替代方式。

震动连接

在实施方式中，电动自行车的后车轮悬挂使用震动连杆，而不是直接震动。通过使用震动连杆代替直接震动，有可能通过细微的调整来承受宽范围的负载。

除非另有具体说明，或在所使用的上下文中有其他理解，诸如“可(can)”、“能够(could)”、“可能(might)”、“可(may)”等的条件性语言通常旨在传达某些实施方式包括某些特征、元件和/或步骤，而其他实施方式不包括某些特征、元件和/或步骤。因而，这种条件性语言通常不旨在暗示特征、元件和/或步骤对一个或多个实施方式是必不可少的，或在有或者没有用户输入或提示的情况下，一个或多个实施方式必然包括用于决定这些特征、元件和/或步骤是否包括在或将在任何具体的实施方式中执行的逻辑。本文使用的标题仅为了方便读者，并不意味着限制本发明或权利要求的范围。

虽然本发明的实施方式已经在上下文的某些优选实施方式和示例中公开，但是本领域的技术人员应理解的是，本发明超出了具体地公开的实施方式，延伸到其他可替代的实施方式，和/或本发明和本发明的明显修改和本发明的等同物的使用。另外，虽然本发明的许多变化已经被示出并被详细描述，但是基于本公开，在本发明的范围内的其他修改对本领域的技术人员而言将显而易见。还应想到的是，可做出实施方式的具体特征和方面的各种组合或子组合，并且仍落在本发明的一个或多个中。因此，应理解的是，公开的实施方式的各种特征和方面可彼此组合或替代以形成本公开的发明的不同的模式。因此，意图在于本文公开的本发明的范围不应被以上描述的具体公开的实施方式限制。

Claims (77)

1.用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统，所述电子传动系统包括：

车轮；

从动链轮组，至少经由第一单向离合器联接至所述车轮，所述从动链轮组包括具有不同有效直径的两个或更多同轴链轮；

驱动链，配置成接合所述从动链轮组；

电子可控制变速器，配置成在所述两个或更多同轴链轮之间移动所述驱动链；

踏板曲柄，配置成至少通过第二单向离合器和所述驱动链将用户踏板力提供到所述从动链轮组，以引起所述从动链轮组转动；

马达，配置成至少通过所述驱动链将机电力提供到所述从动链轮组，以引起所述从动链轮组转动；以及

电子控制器，配置成响应于当所述踏板曲柄和所述马达均不引起所述从动链轮转动时应该发生换档的确定：

操作所述马达以小于或等于所述车轮的当前转动速度的转动速度转动所述从动链轮；以及

操作所述变速器以在所述从动链轮通过所述马达转动时引起发生所述换档。

2.根据权利要求1所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述马达还配置成至少通过第三单向离合器和所述驱动链向所述从动链轮组提供所述机电力。

3.根据权利要求1所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述电子控制器配置成通过确定停车事件正在发生来确定应该发生所述换档。

4.根据权利要求3所述的基于变速器的电子传动系统，其中，确定所述停车事件正在发生包括直接地和/或间接地监控所述以下所列中的一个或多个：所述车轮的转动速度、所述踏板曲柄的转动速度、所述车轮的所述转动速度的减速速率、制动力、平移减速速率、踏板节奏。

5.根据权利要求3所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述电子控制器还配置成：

估算在所述停车事件完成前所述车轮的剩余转动量；以及

操作所述马达以小于或等于所述车轮的所述当前转动速度的转动速度转动所述从动链轮，但是需足够快以在所述车轮的所述估算的剩余转动量内完成所述换档。

6.根据权利要求1所述的基于变速器的电子传动系统，还包括：

曲柄轴，配置成至少通过所述驱动链向所述从动链轮传递所述用户踏板力和机电力，

其中，所述踏板曲柄和所述马达各自通过不同于所述驱动链的单独的链或带状件连接至所述曲柄轴。

7.根据权利要求6所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述第二单向离合器功能性地位于所述踏板曲柄与所述曲柄轴之间。

8.根据权利要求6所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述第三单向离合器功能性地位于所述马达与所述曲柄轴之间。

9.根据权利要求1所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述马达、所述踏板曲柄和所述从动链轮以中间驱动布置进行布置。

10.根据权利要求1所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述电子控制器配置成通过监控所述自行车的当前速度以及基于所述自行车的所述当前速度确定比目前档位更有效率的档位可用来确定应该发生所述换档。

11.根据权利要求1所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述电子控制器配置成通过接收执行换档的用户请求来确定应该发生所述换档。

12.根据权利要求1所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述电子控制器还配置成：

随着所述换档发生而监控所述车轮的所述转动速度；以及

响应于所述车轮的所述转动速度已改变的判定，调整所述马达的操作，以增加或降低所述从动链轮的转动速度，以维持所述从动链轮的转动速度小于或等于所述车轮的转动速度。

13.根据权利要求12所述的基于变速器的电子传动系统，其中，所述电子控制器配置成随着所述换档发生而将所述从动链轮的转动速度维持在监控的所述车轮的转动速度的5％以内。

14.自动操作电动自行车的、基于变速器的传动装置的方法，所述方法包括：

由电动自行车控制器确定停车事件正在发生；

由所述电动自行车控制器确定期望在所述停车事件完成之前降低档位；

直接地或间接地测量转动链轮组速度，并确定所述转动链轮组速度低于用于在所述停车事件完成前实现所述降低档位的阈值速度，所述链轮组包括两个或更多同轴链轮；

由所述电动自行车控制器操作马达，以使所述链轮组的转动速度等于或大于所述阈值速度，但是等于或小于联接至所述链轮组的车轮的转动速度；以及

由所述电动自行车控制器操作电子变速器，从而在所述马达正在使所述链轮组转动时，使所述电子变速器将链从所述两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动到所述两个或更多同轴链轮中的不同链轮。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，确定所述停车事件正在发生包括由一个或多个传感器直接地或间接地监控以下自行车状态中的一个或多个：所述车轮的转动速度、踏板曲柄的转动速度、所述车轮的转动速度的减速速率、制动力、平移减速速率、踏板节奏。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，确定所述停车事件正在发生还包括确定所述车轮的转动速度的减速速率等于或大于阈值减速速率。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述阈值减速速率为至少0.5米/秒/秒。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述阈值减速速率为至少1米/秒/秒。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述阈值减速速率为至少1.5米/秒/秒。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述阈值减速速率为至少2米/秒/秒。

21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述阈值减速速率为至少2.5米/秒/秒。

22.根据权利要求14所述的方法，其中，确定期望在所述停车事件完成前所述降低档位包括：确定当前档位范围与最佳启动档位范围不同，以及其中使所述电子变速器将所述链转移到导致与所述最佳启动档位范围接合的所述不同链轮。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述最佳启动档位范围至少部分地基于用户限定的偏好。

24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述最佳启动档位范围至少部分地基于所述自行车的当前倾斜度来实时动态地确定。

25.根据权利要求14所述的方法，其中，确定所述转动链轮组速度低于所述阈值速度包括确定转动链轮组速度为零。

26.根据权利要求14所述的方法，还包括：

计算用于在所述停车事件完成前实现所述降低档位的所述阈值速度，所述计算包括：

检测当前档位状态；

确定实现从所述当前档位转换至最佳启动档位所需的链轮组转动量；以及

计算在所述停车事件完成前实现所述所需的链轮组转动量需要的最低链轮组转动速度。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，计算所述阈值速度还包括：

确定最佳换档链轮组速度范围；以及

响应于确定在所述停车事件完成前实现所述所需的链轮组转动量需要的所述最低链轮组转动速度低于所述最佳换档链轮组速度范围，将所述阈值速度设置成至少与所述最佳换档链轮组速度范围的下限一样快。

28.根据权利要求26所述的方法，其中，计算所述阈值速度还包括：

包括考虑所述车轮的减速速率可增加的可能性的裕度。

29.根据权利要求14所述的方法，还包括：

在所述链的移动期间，直接地和/或间接地不间断地监控所述车轮的转动速度；以及

在所述链的移动期间，根据需要而降低所述链轮组的转动速度，从而维持所述链轮组的转动速度等于或小于所述车轮的转动速度。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括：

响应于在所述链的移动期间所述车轮的转动速度已增加的判定，在所述链的所述移动期间，增加所述链轮组的转动速度。

31.根据权利要求14所述的方法，其中，所述车轮至少通过单向飞轮离合器联接至所述链轮组，当所述链轮组以比所述车轮的转动速度小的转动速度转动时，所述单向飞轮离合器使所述车轮与所述链轮组自动转动地脱离联接。

32.根据权利要求14所述的方法，其中，所述车轮至少通过主动离合器联接至链轮组，所述主动离合器选择性地使所述链轮组能够以比所述车轮的转动速度的大的转动速度转动，以允许所述电子变速器在所述自行车停车时、或在所述车轮以低于实现换档所需的速度转动时移动所述链。

33.根据权利要求14所述的方法，其中，所述电动自行车包括曲柄轴配置，所述曲柄轴配置包括曲柄轴，所述曲柄轴配置成通过第一动力传动装置组件连接至所述马达，通过第二动力传动装置组件连接至所述链轮组，以及通过第三动力传动装置组件连接至踏板齿轮。

34.根据权利要求14所述的方法，其中，所述马达为中间驱动马达。

35.根据权利要求14所述的方法，其中，确定所述停车事件正在发生包括测量制动压力以确定所述制动压力的施加。

36.根据权利要求14所述的方法，还包括：

由多个传感器测量多个自行车统计数据，并计算最佳换档窗口，计算最佳换档窗口包括基于所述多个自行车统计数据计算减速速率。

37.根据权利要求36所述的方法，其中，计算所述最佳换档窗口还包括确定在所述最佳换档窗口内的所述最佳换档速度以实现换档。

38.根据权利要求36所述的方法，其中，计算所述最佳换档窗口还包括确定所述链轮组的最佳转动度以实现换档。

39.用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统，所述电子传动系统包括：

车轮；

从动链轮组，联接至所述车轮，所述从动链轮组包括具有不同有效直径的两个或更多同轴链轮；

驱动机构，配置成接合所述从动链轮组；

电子可控制变速器，配置成在所述两个或更多同轴链轮之间移动所述驱动机构；

踏板曲柄，配置成通过向所述从动链轮组提供用户踏板力来引起所述从动链轮组转动；

马达，配置成通过向所述从动链轮组提供机电力来引起所述从动链轮组转动；以及

电子控制器，配置成响应于当所述踏板曲柄和所述马达均不引起所述从动链轮的转动时应该发生换档的确定：

操作所述马达以小于或等于所述车轮的当前转动速度的转动速度转动所述从动链轮；以及

操作所述变速器以在通过所述马达使所述从动链轮转动时使所述换档发生。

40.用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统，所述电子传动系统包括：

车轮；

从动链轮组，至少经由第一离合器联接至所述车轮，所述从动链轮组包括具有不同有效直径的两个或更多同轴链轮；

驱动机构，配置成接合所述从动链轮组；

电子可控制变速器，配置成在所述两个或更多同轴链轮之间移动所述驱动机构；

踏板曲柄，配置成至少通过第二离合器和所述驱动机构将用户踏板力提供到所述从动链轮组来引起所述从动链轮组转动；

马达，配置成至少通过第三离合器和所述驱动机构将机电力提供到所述从动链轮组来引起所述从动链轮组转动；以及

电子控制器，配置成响应于所述当踏板曲柄和所述马达均不引起所述从动链轮转动时应该发生换档的确定：

操作所述马达以小于或等于所述车轮的当前转动速度的转动速度转动所述从动链轮；以及

操作所述变速器以在通过所述马达使所述从动链轮转动时使所述换档发生。

41.用于电动自行车的、基于变速器的电子传动系统，所述电子传动系统包括：

电子控制器，配置成响应于当踏板曲柄和马达均不引起从动链轮的转动时应该发生换档的确定：

操作所述马达以小于或等于车轮的当前转动速度的转动速度转动所述从动链轮；以及

操作变速器以在通过所述马达使所述从动链轮转动时使所述换档发生。

42.计算机可读非暂时性存储介质，在其上存储有计算机程序，用于使适当程序控制的计算机系统通过一个或多个处理器处理计算机程序代码，当所述计算机程序在所述适当程序控制的计算机系统上执行时，执行用于自动操作电动自行车的、基于变速器的传动装置的方法，所述方法包括：

使用计算机系统确定停车事件正在发生；

由所述计算机系统确定期望在所述停车事件完成前降低档位；

直接地或间接地测量转动链轮组速度，并确定所述转动链轮组速度低于用于在所述停车事件完成前实现所述降低档位的阈值速度，所述链轮组包括两个或更多同轴链轮；

使用所述计算机系统操作马达，以引起所述链轮组转动，所述链轮组的转动速度等于或大于所述阈值速度，但是等于或小于联接至所述链轮组的车轮的转动速度；以及

使用所述计算机系统操作电子变速器，以使所述电子变速器在所述马达使所述链轮组转动时，将链从所述两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动至所述两个或更多同轴链轮中的不同链轮；

其中所述计算机系统包括计算机处理器和电子存储器。

43.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，确定所述停车事件正在发生包括由一个或多个传感器直接地或间接地监控以下自行车状态中的一个或多个：所述车轮的转动速度、踏板曲柄的转动速度、所述车轮的转动速度的减速速率、制动力、平移减速速率、踏板节奏。

44.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，确定所述停车事件正在发生还包括：确定所述车轮的转动速度的减速速率小于阈值减速速率。

45.根据权利要求44所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述阈值减速速率为至少0.5米/秒/秒。

46.根据权利要求44所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述阈值减速速率为至少1米/秒/秒。

47.根据权利要求44所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述阈值减速速率为至少1.5米/秒/秒。

48.根据权利要求44所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述阈值减速速率为至少2米/秒/秒。

49.根据权利要求44所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述阈值减速速率为至少2.5米/秒/秒。

50.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，确定在所述停车事件完成前期望所述降低档位包括：确定当前档位范围与最佳启动档位范围不同，以及其中使所述电子变速器将所述链移动到所述不同链轮导致接合所述最佳启动档位范围。

51.根据权利要求50所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述最佳启动档位范围至少部分地基于用户限定的偏好。

52.根据权利要求50所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述最佳启动档位范围至少部分地基于所述自行车的当前倾斜度来实时动态地确定。

53.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，确定所述转动链轮组速度低于所述阈值速度包括：确定转动链轮组速度为零。

54.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，还包括：

计算用于在所述停车事件完成前实现所述降低档位的所述阈值速度，所述计算包括：

检测当前档位状态；

确定实现从所述当前档位移动至最佳启动档位所需的链轮组转动量；以及

计算在所述停车事件完成前实现所述所需的链轮组转动量需要的最低链轮组转动速度。

55.根据权利要求54所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，计算所述阈值速度还包括：

确定最佳换档链轮组速度范围；以及

响应于确定在所述停车事件完成前实现所述所需的链轮组转动量需要的所述最低链轮组转动速度低于所述最佳换档链轮组速度范围，将所述阈值速度设置成至少与所述最佳换档链轮组速度范围的下限一样快。

56.根据权利要求54所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，计算所述阈值速度还包括：

包括考虑所述车轮的减速速率可增加的可能性的裕度。

57.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，还包括：

在所述链的所述移动期间，直接地和/或间接地不间断地监控所述车轮的转动速度；以及

在所述链的所述移动期间，根据需要降低所述链轮组的转动速度，以保持所述链轮组的转动速度等于或小于所述车轮的转动速度。

58.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述车轮至少通过单向飞轮离合器联接至所述链轮组，当所述链轮组以比所述车轮的转动速度小的转动速度转动时，所述单向飞轮离合器使所述车轮与所述链轮组自动转动地脱离联接。

59.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述车轮至少通过主动离合器联接至链轮组，所述主动离合器选择性地使所述链轮组能够以大于所述车轮的转动速度的转动速度转动，以允许所述电子变速器在所述自行车停车时或在所述车轮以小于实现换档所需的速度转动时移动所述链。

60.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述电动自行车包括曲柄轴配置，所述曲柄轴配置包括曲柄轴，所述曲柄轴配置成通过第一动力传动装置组件连接至所述马达，通过第二动力传动装置组件连接至所述链轮组，以及通过第三动力传动装置组件连接至踏板齿轮。

61.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，所述马达为中间驱动马达。

62.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，确定所述停车事件正在发生包括：测量制动压力，以确定所述制动压力的施加。

63.根据权利要求42所述的计算机可读非暂时性存储介质，还包括由多个传感器测量多个自行车统计数据，并计算最佳换档窗口，所述计算最佳换档窗口包括基于所述多个自行车统计数据计算减速速率。

64.根据权利要求63所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，计算所述最佳换档窗口还包括：确定在所述最佳换档窗口内的所述最佳换档速度以实现换档。

65.根据权利要求63所述的计算机可读非暂时性存储介质，其中，计算所述最佳换档窗口还包括：确定所述链轮组的最佳转动度以实现换档。

66.用于电动自行车的自动传动方法，所述方法包括：

转动链轮组，其中所述链轮组包括具有不同有效直径的两个或更多同轴链轮；

由多个传感器测量多个自行车统计数据，其中所述多个自行车统计数据至少包括至少一个用户输入设备和马达的扭矩产生；

基于所述扭矩产生，确定所述至少一个用户输入设备和所述马达不产生扭矩；

由电子控制器基于所述多个自行车统计数据计算最佳换档速度；

比较所述最佳换档速度与链轮组速度；

基于所述比较，确定所述最佳换档速度与所述链轮组速度不同；

通过离合致动器使所述至少一个用户输入设备与所述链轮组脱离联接；

操作所述马达来调整所述链轮组速度，以获得所述最佳换档速度；以及

通过所述电子控制器操作电子变速器，所述电子变速器在所述链轮组以所述最佳换档速度转动时，将链从所述两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动至所述两个或更多同轴链轮中的不同链轮。

67.根据权利要求66所述的自动传动方法，其中，所述至少一个用户输入设备包括至少一个踏板曲柄。

68.根据权利要求66所述的自动传动方法，其中，所述用户输入设备包括至少一个马达和至少一个踏板曲柄。

69.根据权利要求66所述的自动传动方法，其中，所述最佳换档速度高于所述链轮组速度。

70.根据权利要求69所述的自动传动方法，操作所述马达来调整所述链轮组速度还包括：操作所述马达，以通过增加所述链轮速度而获得的所述最佳换档速度来实现所述换档。

71.根据权利要求66所述的自动传动方法，其中，所述最佳换档速度低于所述链轮组速度。

72.根据权利要求71所述的自动传动方法，操作所述马达来调整所述链轮组速度还包括：操作所述马达来施加制动力，以通过使所述链轮速度降低至所述最佳换档速度来实现换档。

73.根据权利要求66所述的自动传动方法，其中，所述多个自行车统计数据还包括踏板节奏。

74.根据权利要求66所述的自动传动方法，其中，所述多个自行车统计数据还包括车轮速度。

75.根据权利要求66所述的自动传动方法，其中，所述多个自行车统计数据还包括所述链轮组速度。

76.用于电动自行车的自动传动系统，所述自动传动系统包括：

链轮组，其包括具有不同有效直径的两个或更多同轴链轮；

至少一个用户输入设备，配置成使所述链轮组转动；

多个传感器，配置成测量多个自行车统计数据，其中所述多个自行车统计数据至少包括至少一个用户输入设备的扭矩产生；

电子控制器，所述电子控制器配置成基于所述扭矩产生确定所述至少一个用户输入设备不产生扭矩，其中所述电子控制器还配置成基于所述多个自行车统计数据计算最佳换档速度，其中所述电子控制器还配置成将所述最佳换档与链轮组速度进行比较，其中所述电子控制器还配置成基于所述比较确定所述最佳换档速度与所述链轮组速度不同；

马达，配置成调整所述链轮组速度以获得所述最佳换档速度；

离合致动器，配置成使所述至少一个用户输入设备与所述链轮组脱离联接；

电子变速器，配置成在所述链轮组以所述最佳换档速度转动时，将链从所述两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动至所述两个或更多同轴链轮中的不同链轮。

77.非暂时性计算机储存器，包括存储介质，所述非暂时性计算机储存器在其上存储有计算机程序，所述计算机程序指示电子控制器：

基于测量的扭矩产生确定至少一个用户输入设备不产生扭矩；

基于由多个传感器测量的多个自行车统计数据计算最佳换档速度；

比较所述最佳换档与测量的链轮组速度；

确定所述最佳换档速度与所述链轮组速度不同；

与离合致动器进行通信，以使所述至少一个用户输入设备与链轮组脱离联接，其中所述链轮包括具有不同有效直径的两个或更多同轴链轮；

操作马达调整所述链轮组速度，以获得所述最佳换档速度；以及

与电子变速器进行通信，以在所述链轮组以所述最佳换档速度转动时，将链从所述两个或更多同轴链轮中的第一链轮移动至所述两个或更多同轴链轮中的不同链轮。