CN115432104A - 自行车控制系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及自行车控制系统。一种用于控制自行车的电子换档的方法，该方法包括由处理器识别传感器数据。传感器数据识别自行车的状态。处理器基于识别的传感器数据确定骑手接合状态。处理器基于确定的骑手接合状态确定目标节律。处理器基于所确定的目标节律确定节律区段。基于所确定的节律区段控制自行车的电子换档。自行车的电子换档的控制包括当自行车的节律处于所确定的节律区段之外时致动自行车的马达以便自行车的电子换档。

Description

自行车控制系统
技术领域
本公开总体上涉及自行车换档控制，并且更具体地涉及用于电动力自行车的自行车换档控制。
背景技术
具有踏板辅助电动马达的自行车(例如，电动力自行车或电动自行车)可以包括车轮速度传感器和曲柄速度传感器，所述车轮速度传感器和曲柄速度传感器可以用作向自行车的变速器的自动换档算法的输入。自动换档算法将所确定的节律与节律区段进行比较，并且可以基于该比较来发起换档。
发明内容
在一个示例中，一种用于控制自行车的电子换档的方法包括由处理器识别传感器数据。传感器数据识别自行车的状态。该方法还包括由处理器基于识别的传感器数据确定骑手接合状态，并且由处理器基于确定的骑手接合状态确定目标节律。该方法包括由处理器基于所确定的目标节律确定节律区段(cadence band)，以及基于所确定的节律区段控制自行车的电子换档。自行车的电子换档的控制包括当自行车的节律处于所确定的节律区段之外时致动自行车的拨链器的马达以便自行车的电子换档。
在一个示例中，基于识别的传感器数据确定骑手接合状态包括基于识别的传感器数据确定自行车的骑手是处于就座位置还是站立位置。与当自行车的骑手处于站立位置时相比，当自行车的骑手处于就座位置时，所确定的目标节律更高。
在一个示例中，识别传感器数据包括从自行车的车座处的一个或多个压力传感器接收压力数据。确定自行车的骑手是处于就座位置还是站立位置包括基于所接收的压力数据确定自行车的骑手是处于就座位置还是站立位置。
在一个示例中，识别传感器数据包括从自行车的一个或多个扭矩传感器接收扭矩数据。确定骑手接合状态包括基于接收的扭矩数据确定功率，并且将确定的功率与预定功率阈值进行比较。基于确定的骑手接合状态确定目标节律包括基于该比较确定目标节律。
在一个示例中，与当所确定的功率小于预定功率阈值时相比，当所确定的功率大于预定功率阈值时，所确定的目标节律更大。
在一个示例中，确定骑手接合状态还包括当确定的功率大于预定功率阈值时基于该比较识别高功率状态。当高功率状态被识别时，所确定的目标节律是预定最大目标节律。
在一个示例中，从自行车的一个或多个扭矩传感器接收扭矩数据包括以第一时间间隔从自行车的一个或多个扭矩传感器接收扭矩数据。确定骑手接合状态还包括以第一时间间隔或第二时间间隔重复该确定功率和该比较。第二时间间隔不同于第一时间间隔。确定骑手接合状态还包括在高功率状态被识别之后基于在预定时间段内的比较来识别高功率状态的结束。基于确定的骑手接合状态确定目标节律还包括当识别到高功率状态的结束时减小目标节律。
在一个示例中，基于在预定时间段内的比较来识别高功率状态的结束包括基于该比较来确定在预定时间段内以每个第一时间间隔所确定的功率小于预定功率阈值。
在一个示例中，预定时间段是第一预定时间段。基于所接收的扭矩数据确定功率包括基于在第二预定时间段内以第一时间间隔从自行车的一个或多个扭矩传感器所接收的扭矩数据确定平均功率。
在一个示例中，自行车是电子自行车。自行车的电子换档的控制还包括致动电子自行车的辅助马达。
在一个示例中，识别传感器数据包括从自行车的一个或多个传感器接收传感器数据。自行车的一个或多个传感器包括加速度计、陀螺仪、倾斜计、激光雷达传感器或它们的任何组合。基于识别的传感器数据确定骑手接合状态包括基于识别的传感器数据确定自行车的倾斜度。基于所确定的骑手接合状态确定目标节律包括基于自行车的所确定的倾斜度确定目标节律。
在一个示例中，与当确定的倾斜度为正时相比，当确定的倾斜度为负时，确定的目标节律更大。
在一个示例中，基于自行车的所确定的倾斜度来确定目标节律包括将自行车的所确定的倾斜度与下倾斜度阈值和上倾斜度阈值进行比较，以及基于该比较来确定目标节律。
在一个示例中，基于该比较确定目标节律包括当自行车的所确定的倾斜度小于下倾斜度阈值时将目标节律识别为第一预定目标节律，并且当自行车的所确定的倾斜度大于上倾斜度阈值时将目标节律识别为第二预定节律。第二预定目标节律大于第一预定目标节律。
在一个示例中，基于比较确定目标节律还包括当自行车的确定的倾斜度大于下倾斜度阈值并且小于上倾斜度阈值时，使用自行车的所确定的倾斜度将目标节律确定为对于下倾斜度阈值下的第一预定目标节律和上倾斜度阈值下的第二预定目标节律之间的线性函数的输入。
在一个示例中，识别传感器数据还包括从自行车的一个或多个扭矩传感器接收扭矩数据。基于骑手接合状态确定目标节律还包括基于自行车的所确定的倾斜度和所接收的扭矩数据确定用于目标节律的修改量，以及基于所确定的修改量和预定目标节律确定目标节律。
在一个示例中，该方法还包括由处理器基于所接收的扭矩数据确定自行车的曲柄臂处的扭矩。基于自行车的所确定的倾斜度和所接收的扭矩数据来确定用于目标节律的修改量包括确定第一修改量。确定第一修改量包括将确定的倾斜度与预定倾斜度区段进行比较。预定倾斜度区段具有上倾斜度极限和下倾斜度极限。确定第一修改量还包括基于确定的倾斜度与预定倾斜度区段的比较来确定第一修改量。确定修改量还包括确定第二修改量。确定第二修改量包括将在自行车的曲柄臂处确定的扭矩与预定扭矩区段进行比较。预定扭矩区段具有上扭矩极限和下扭矩极限。确定第二修改量还包括基于所确定的自行车的曲柄臂处的扭矩与预定扭矩区段的比较来确定第二修改量。确定修改量还包括基于所确定的第一修改量和所确定的第二修改量来确定用于目标节律的修改量。
在一个示例中，基于所确定的第一修改量和所确定的第二修改量确定用于目标节律的修改量包括确定总修改量，将总修改量与预定修改量极限进行比较，以及基于总修改量与预定修改量极限的比较，当总修改量大于预定修改量极限时，将修改量识别为预定修改量极限。总修改量的确定包括将第一修改量与第二修改量相加。
在一个示例中，用于自行车的控制器包括被构造成存储下倾斜度极限和上倾斜度极限的存储器，以及与存储器通信的处理器。处理器被构造成识别传感器数据，传感器数据识别自行车的状态。处理器还被构造成基于识别的传感器数据确定自行车的倾斜度，以及将确定的倾斜度与存储的下倾斜度极限和存储的上倾斜度极限进行比较。处理器被构造成基于该比较确定目标节律，基于确定的目标节律确定节律区段，以及基于确定的节律区段控制自行车的电子换档。自行车的电子换档的控制包括当自行车的节律处于所确定的节律区段之外时致动自行车的拨链器的马达以便自行车的电子换档。
在一个示例中，在存储可由一个或多个处理器执行以控制自行车的电子换档的指令的非暂时性计算机可读存储介质中，指令包括识别传感器数据。传感器数据识别自行车的状态。指令还包括基于识别的传感器数据确定骑手接合状态，并且基于确定的骑手接合状态确定目标节律。该指令包括基于所确定的目标节律确定节律区段，以及基于所确定的节律区段控制自行车的电子换档。自行车的电子换档的控制包括当自行车的节律处于所确定的节律区段之外时致动自行车的拨链器的马达以便自行车的电子换档。
附图说明
通过结合附图阅读以下描述，本发明的目的、特征和优点将变得显而易见，其中：
图1是具有可根据本公开的教导控制的自动换档的电动自行车的一个示例的侧视图；
图2是后拨链器的一个示例的侧视图；
图3是用于控制自行车的方法的实施方式的流程图；
图4是用于修改自动换档模式的方法的实施方式的流程图；
图5是用于修改图4的自动换档模式的方法的一个实施方式的节律相对于输入扭矩的曲线图；
图6是用于修改自动换档模式的方法的另一实施方式的流程图；
图7是修改图6的自动换档模式的方法的一个实施方式的节律相对于倾斜度的曲线图；
图8是用于实现控制自行车的方法的示例性自行车控制系统的框图；以及
图9是用于实现控制自行车的方法的示例性控制装置的框图。
在考虑以下详细描述后，本文所公开的实施方式的其它方面和优点将变得显而易见，其中类似或相同的结构具有类似的附图标记。
具体实施方式
提供了一种具有能够驱动独立于曲柄的链环的电动踏板辅助马达的自行车(例如，电动自行车)。自行车可以包括曲柄节律传感器和/或功率计。曲柄节律传感器测量曲柄节律并将测量的曲柄节律提供给自行车的电动后拨链器或控制器。功率计测量骑手产生的扭矩和/或骑手输出的功率(例如，到自行车的功率输入)，并将测量的扭矩和/或测量的功率输出提供给电动后拨链器或控制器。
对于利用电子换档的自行车变速器，随着节律增加，运行自动换档算法的控制器发起齿轮换档。然而，自行车的骑手在以缓慢的速度骑行时可能更喜欢以较低的节律踩踏板，而在积极骑行时可能更喜欢以较高的节律踩踏板。此外，自行车的骑手当就座时与站立时相比可以以更高的节律踩踏板。
根据本公开，基于感测的骑行场景(例如，骑手接合状态)提供自动节律区段调节。所感测的骑行场景可以基于来自自行车的一个或多个传感器的传感器数据。例如，电动后拨链器的处理器可接收与自行车的曲柄臂处的功率输入或扭矩相关的数据，并且处理器可在高功率或扭矩(例如，大于35Nm)下增大用于自动换档的目标节律，并在低功率或扭矩(例如，小于15Nm)下减小自动换档的目标节律。
作为另一示例，所感测的骑行场景可以是骑手是就坐还是站立。当骑手就座时，功率的增加可以导致更高的节律，但是当骑手站立时，节律可以随着增加的功率而减小。例如，电动后拨链器的处理器可以从任何数量的不同类型的传感器接收数据，并且基于所接收的数据确定骑手是就坐还是站立。当处理器确定骑手正就坐时，处理器可以随着增加的功率而增加用于自动换档的目标节律，但是当处理器确定骑手正站立时，处理器可以随着增加的功率而减小用于自动换档的目标节律。
当处理器改变用于自动换档的目标节律时，处理器还可以改变包括下节律极限和上节律极限的节律区段。节律区段可以随着改变的目标节律而改变，使得节律区段的范围保持相同，而不管目标节律。替代地，可以分别为用于自动换档的不同目标节律提供节律区段的不同范围。
作为又一示例，所感测的骑行场景可以是从踩踏板到滑行的转变和/或从滑行到踩踏板的转变。处理器可以基于来自自行车的一个或多个传感器(例如，功率计和/或车轮速度传感器)的传感器数据来检测从踩踏板到滑行的转变以及从滑行返回到踩踏板的转变。如上所述，在处理器检测到从踩踏板到滑行的转变之后，处理器可以暂停基于自行车的曲柄臂处的功率输入或扭矩的目标节律的改变，并且在处理器检测到从滑行回到踩踏板的转变之后，可以恢复目标节律的改变。即使在滑行期间曲柄臂上的扭矩非常低，通过暂停目标节律的改变，在自行车滑行时目标节律保持相同。
作为另一示例，所感测的骑行场景可以是技术状态或高功率状态(例如，技术状态)。例如，越野骑行和骑行穿过岩石花园可能涉及在各种扭矩下间歇地踩踏板。通常，在技术状态下，骑手需要产生高节律的轻松档位。处理器可以基于来自自行车的一个或多个传感器的传感器数据来检测技术状态。例如，处理器可以从自行车的功率计和/或一个或多个其它传感器(例如，加速度计、陀螺仪和/或激光雷达传感器)接收传感器数据，并且确定自行车处于技术状态。当处理器确定自行车处于技术状态时，处理器可将目标节律设定为最大值。
作为又一示例，所感测的骑行场景可以是自行车的倾斜。例如，自行车上坡行驶可能导致较高的节律，而自行车下坡行驶可能导致较低的节律。处理器可以基于来自自行车的一个或多个传感器的传感器数据来确定自行车的倾斜度。例如，处理器可以从自行车的功率计和/或一个或多个其它传感器(例如，加速度计和/或陀螺仪)接收传感器数据并且确定自行车的倾斜度。当自行车的所确定的倾斜度为正时(例如，自行车正在上坡行驶)，处理器可以增加用于自动换档的目标节律，并且当自行车的所确定的倾斜度为负时(例如，自行车正在下坡行驶)，处理器可以减少用于自动换档的目标节律。在一个实施方式中，目标节律的增加与坡度成比例，直到达到最大目标节律(例如，105RPM)，目标节律的减少与坡度成比例，直到达到最小目标节律(例如，65RPM)。在另一实施方式中，当所确定的倾斜度为负或小于预定阈值时，将预定的正偏移施加到目标节律，并且当所确定的倾斜度为正或大于预定阈值时，将预定的负偏移施加到目标节律。
以上和以下描述的用于自动换档的目标节律的改变是累加的。例如，基于输入功率对目标节律的调节可以被添加到基于自行车的倾斜度对目标节律的调节。然而，在一个实施方式中，对用于自动换档的目标节律的累加调节可能存在全局极限。例如，对目标节律的累加调节可以不超过预定极限(例如，+/-15RPM)。
与自动齿轮换档仅基于节律的现有技术的自动换档不同，在本公开中，目标节律和对应的节律滞后区段可以基于任何数量的感测的骑行场景而改变。这有助于防止不希望的齿轮换档，并为骑手提供更好的骑行体验。
系统控制装置可被构造成与自行车集成或联接以控制自行车部件。系统控制装置可以与机电控制的自行车部件连接，以便触发动作，例如对后齿轮换档。系统控制装置可以包括指令，所述指令被构造成使机电控制的自行车部件基于骑手建立的或以其它方式确定的阈值、值、参数和/或来自自行车的一个或多个传感器的读数(所述一个或更多个传感器被构造成检测自行车的特性)自动地(即，无需来自自行车的骑手的特定输入或提示)在齿轮之间换档。
在此将参考附图描述本发明的各种实施方式。应当理解，本文所阐述的附图和描述仅用于说明，而不是限制由所附权利要求及其任何和所有等同物所限定的本发明。例如，术语“第一”和“第二”、“前”和“后”、“左”和“右”是为了清楚起见而使用，而不是作为限制术语。此外，除非另外指出，术语是指传统地安装到自行车的自行车机构，并且自行车以标准方式定向和使用。
应当理解，框架、前轮、后轮、传动系、前制动器、后制动器和鞍座的具体布置和所示部件不限制于所公开的实施方式。例如，虽然前制动器和后制动器被示出为液压盘式制动器，但是液压轮缘制动器被设想并包含在本公开的范围内。另外，包括机械轮缘制动器和机械盘式制动器的机械系统，以及其它电子、液压、气动和机械系统或它们的组合(例如悬架系统)被设想并包含在本公开的范围内。
现在转到附图，图1总体上示出了自行车100，通过该自行车，一个或多个系统控制装置150可用于使用本文所述的方法来实现自行车控制系统。在该示例中，自行车100可以是山地自行车。在一些情况下，自行车100可以是电动自行车。自行车100具有框架102、靠近框架102前端的车把104、以及用于将骑手支撑在框架102顶部上面的车座或鞍座106。自行车100还具有由框架102的前叉110承载并支撑框架102的前端的第一车轮或前轮108。自行车100还具有支撑框架102的后端的第二车轮或后轮112。框架102的后端可以连接到后悬架部件114。自行车100还具有带有曲柄组件118的传动系116，该曲柄组件经由链条120和后拨链器122可操作地联接到后轮112的旋转轴线附近的后飞轮124。曲柄组件118包括两个曲柄123和两个踏板125，这两个踏板分别在自行车100的框架102的相对侧连接到这两个曲柄123。
在所示的示例中，后拨链器122包括电源(例如电池)和马达，并且从例如安装到车把104或框架102的控制器126(例如换档器或中央控制器)接收指令(例如无线地)，以对后飞轮124上的齿轮换档。在一个实施方式中，后拨链器122从电动自行车控制系统128(例如，包括一个或多个处理器、控制电路系统和/或电源130；系统控制装置150)接收指令以使后飞轮124上的齿轮换档。后拨链器122基于接收到的指令使用例如后拨链器122的电源和马达来对齿轮换档。
在一个实施方式中，后拨链器122由后拨链器122外部的电源供电。例如，后拨链器122由电动自行车控制系统128的电源130(例如，电池)供电。在另一实施方式中，后拨链器122还例如经由换档器线缆连接到车把104上的输入装置(例如换档器)，并且基于换档器(例如通过骑手)的运动以及因此基于换档器线缆的运动来对后飞轮124上的齿轮换档。
电动自行车控制系统128的电池130也由自行车100的框架102支撑。例如，电动自行车控制系统128的电池130由自行车100的框架102的底管137支撑。自行车100的一个或多个部件(例如，控制器126)可以分别经由其它线与电动自行车控制系统128的电源130联接。
电池130例如为可操作地联接到曲柄组件118的驱动单元138(例如，包括电动自行车马达)供电。在一个实施方式中，驱动单元138还可以由单独的电池供电，以在电动自行车控制系统128的电池130未附接到自行车100时提供对电动自行车控制器的接近。
驱动单元138安装到自行车100的框架102。例如，驱动单元138利用自行车100的框架102内的一个或多个螺栓和螺纹开口安装到自行车100的框架102。驱动单元138可以以其它方式附接到框架102。曲柄轴140延伸通过穿过驱动单元138的开口，并连接曲柄组件118的两个曲柄123。在操作期间，骑手经由两个踏板125使两个曲柄123旋转，从而旋转曲柄轴140。曲柄组件118和/或驱动单元138可包括被构造成测量轴旋转和轴140上的力的传感器141。传感器141中的至少一些可例如设置在两个曲柄123中的至少一个和/或曲柄轴140上和/或内。曲柄轴140通过使用例如曲柄轴140和输出环之间的单向离合器在向前驱动方向而不在向后踩踏板方向上驱动单元138的输出环。
测量的轴旋转和测量的轴140上的力(例如，通过传感器)可用于控制驱动单元138的电动驱动马达146(例如，辅助马达)。辅助马达146可以直接或通过使用齿轮也驱动输出环的旋转。输出环因此向传动系116提供输出功率，该输出功率是骑手输入功率和辅助马达146的输出功率的组合。
虽然图1所示的自行车100是山地自行车并且可以包括诸如减震前叉的悬架部件，但是本文公开的具体实施方式和示例以及替代实施方式和示例可以在其它类型的自行车上实现。例如，所公开的自行车换档控制方法可以用于公路自行车以及具有机械(例如，线缆、液压、气动等)和非机械(例如，有线、无线)驱动系统的自行车。例如，所示的车把104涉及流线型车把构造；然而，控制器126和/或自行车控制系统也可以与其它类型的车把组件一起使用，例如弯把、牛角车把、立式车把或任何其它类型的自行车车把。例如，控制器126可以是与弯把构造集成的杠杆。此外，虽然本文所述的实施方式描述了附接到车把的手动控制装置，但是本领域有经验的人将认识到控制装置可能定位在自行车的其它区域处，例如整个框架102上的位置或其它位置。所公开的自行车换档控制方法也可在其它类型的两轮、三轮和四轮人力车上实现。
自行车100的前和/或向前定向由图1中的箭头“A”的方向表示。这样，自行车100的向前移动方向由箭头A的方向表示。
驱动单元138可以包括内部电子器件，以控制辅助马达146的操作、测量轴输入、测量自行车100的倾斜度、测量自行车100的加速度、测量自行车100的温度和/或降低电动自行车控制系统128的电池130的电压，以在需要较低电压时容纳外部装置并为外部装置供电。例如，驱动单元138的内部电子器件可以包括传感器141中的一个或多个(例如，一个或多个功率计、节律传感器、车轮速度传感器、GPS传感器、倾斜度传感器、方向传感器、车座压力传感器、机械开关、踏板力传感器、加速度计、陀螺仪、激光雷达传感器和/或其它传感器)。另外，更少和/或不同的内部电子器件可设置在驱动单元138内。传感器141中的至少一个可以替代地或另外地位于自行车100上或中的其它位置(例如，后悬架部件114上或中的加速度计)。
驱动单元138的控制器(例如，电动自行车中央控制系统或控制器；系统控制装置150)可设置在驱动单元138的壳体上，并且有线连接到驱动单元138的内部电子器件。替代地或另外地(例如，作为同一壳体的一部分)，电动自行车控制器可以由与电源130相同的壳体支撑。电动自行车控制器可以由无线控制信号可以穿过的材料制成。在一个实施方式中，电动自行车控制器有线连接到电动自行车控制系统128。
电动自行车控制器可以控制从电源130到自行车100上的部件的电力，所述部件例如为驱动单元138的电动驱动马达146。电动自行车控制器可以控制到自行车100上的其它和/或不同部件的电力。电动自行车控制器可以将信号(例如，指令)发送到自行车100上的部件和/或从自行车上的部件接收数据(例如，指令和/或传感器数据)，所述部件例如为后拨链器122、悬架系统和/或车座杆组件，以致动和/或控制自行车100的部件。
在其它实施方式中，电动自行车控制器可以位于自行车100上的其它位置(例如，安装在车把104上)，或者替代地，可以分布在自行车100的各种部件之间，具有通信链路的布线以适应必要的信号和电力路径。例如，控制单元152(例如，用作电动自行车控制器；系统控制装置150)可以安装到车把104，以用于致动后拨链器122的马达并且操作后拨链器122以执行齿轮改变和齿轮选择。然而，控制单元152和/或电动自行车控制器可以位于自行车100上的任何地方，或者替代地，可以分布在自行车100的各种部件之间，具有通信链路的布线以适应必要的信号和电力路径。在一个示例中，电动自行车控制器可以与后拨链器122集成以在部件之间传送控制命令。控制单元152和/或电动自行车控制器还可以位于除了自行车100上以外的位置，例如，在骑手的手腕上或运动衣口袋中。通信链路可以包括线、可以是无线的、或者可以是其组合。控制单元152和/或电动自行车控制器可以包括处理器、通信装置(例如，无线通信装置)、存储器和一个或多个通信接口。
后拨链器122和/或电动自行车控制器的控制器无线地致动后拨链器122和/或电动驱动马达146的马达模块，并且操作后拨链器122以执行齿轮改变和齿轮选择。另外地或替代地，后拨链器122的控制器和/或电动自行车控制器可以被构造成控制前齿轮变速器的齿轮换档。
来自驱动单元138(例如，驱动单元138的传感器141)和/或曲柄组件118(例如，驱动单元138的传感器141)的数据可以被发送到电动自行车控制器。数据可以经由一个或多个有线连接和/或无线地被发送。例如，基于曲柄的功率计产生表示施加到曲柄123中的一个的输入扭矩和/或功率的数据，并且将该数据发送到电动自行车控制器。
自行车100的一个或多个系统控制装置150(例如，电动自行车控制系统128)与每个部件之间的所有通信通过有线或无线通信实现。可以利用从相应的系统控制装置150到由相应的系统控制装置150控制的每个部件(例如，后拨链器122的马达)的单独的线进行离散控制，或者系统控制装置150中的至少一个可以使用控制器局域网(“CAN”)总线，该控制器局域网(“CAN”)总线被构造成允许微控制器和装置在应用中彼此通信。
被发送到系统控制装置150的数据可用于在本文所述的方法内的自动换档。参照图2，在这些示例中，后拨链器122被描述为可安装到自行车100的框架102的无线、电动致动的后拨链器。电动后拨链器122具有可安装到框架102的基部构件200(例如，b型转向节)。连杆机构201具有两个连杆，即外连杆202和内连杆204，所述外连杆202和内连杆204可枢转地连接到基部构件200。可动构件206(例如p型转向节)连接到连杆机构201。链条引导组件208(例如，保持架)具有保持架板210，该保持架板具有可枢转地连接到可动构件206的一部分的近端212，如下文进一步描述。
马达模块214被承载在电动后拨链器122上并且具有电池216。电池216向马达模块214供电。在一个示例中，如图2所示，马达模块214位于基部构件200中。然而，马达模块214可改为位于其它位置，例如位于外连杆202或内连杆204中，或可动构件206中。尽管在此未示出，但是马达模块214可以包括齿轮机构或变速器。如本领域已知的，马达模块214和齿轮机构可以与连杆机构201联接以横向移动保持架板210，并因此在后飞轮124上的后链轮之间切换链条120。
保持架板210还具有承载张紧嵌齿或轮220(例如张紧轮)的远端218。张紧轮220还具有围绕周向的齿222。保持架板210在链条张紧方向上受到偏压以保持链条120中的张力。链条引导组件208还可以包括第二嵌齿轮或轮，例如设置成更靠近保持架板210的近端212和可动构件206的引导轮224。在操作中，链条120围绕后飞轮124的后链轮布线。链条120的上段向前延伸到曲柄组件118的链环并且围绕链环布线。链条120的下段从链环返回到张紧轮220，然后向前被排布(route)到引导轮224。引导轮224将链条120引导到后飞轮124。保持架板210、张紧轮220和引导轮224的横向移动可以确定链条120的横向位置，以与后飞轮124的选定后链轮对准。
电池216可以替代地为替代电力供应装置或电源，并且可以操作自行车100的在链接系统内的其它电气部件。电池216或其它电源也可位于其它位置，例如附接到框架102。此外，可以提供多个电源，所述多个电源可以共同地或单独地为系统的电气部件供电，包括后拨链器122，例如电动驱动马达146。然而，在该示例中，电池216被构造成直接附接到后拨链器122，并且仅向后拨链器122的部件供电。
图3示出了控制自行车的方法300的实施方式的流程图，尤其是与自行车和/或(一个或多个)自行车部件的自动模式或自动换档模式相关的方法。图4示出了用于控制自行车的自动换档模式的方法400的实施方式的流程图。图6示出了用于控制自行车的自动换档模式的方法600的另一实施方式的流程图。如以下所呈现的，可以使用图1、图2、图8和/或图9中所示的部件的任何组合来执行动作。例如，以下动作可以由如与系统控制装置150集成的处理器执行，该系统控制装置可以与一个或多个自行车部件138、122和/或102集成。可以提供附加的、不同的或更少的动作。动作以所示的顺序或其它顺序执行。在整个方法中，动作还可以重复和/或执行多次。例如，用于控制电子换档的节律区段可以基于自行车的骑行场景(例如，基于用力的骑手接合状态；在下文中称为骑手接合状态)来调节。自行车的骑手接合状态可以是例如在自行车的曲柄臂处的输入扭矩、骑手是站立还是就坐、和/或自行车的倾斜度。
自动换档系统可以被构造成例如具有适当的传感器或其它装置，以监测和/或检测用于系统控制的系统参数。例如，自动换档系统可使用节律、功率和/或速度测量中的一种或多种来控制变速器的换档。
例如，可以建立的一些初始参数包括以下参数的任意组合。节律是曲柄的旋转，例如以每分钟转数(“RPM”)测量。默认节律或额定节律是例如由骑手在骑行期间或骑行之前建立的优选或目标节律。默认扭矩或额定扭矩是例如由骑手在骑行期间或骑行之前建立的优选扭矩。节律区段是系统将停留在同一档位内的节律的设定范围。节律区段可以包括上节律极限和/或下节律极限。当测量的节律高于上节律极限时，系统可以向外侧换档(例如，到更困难的档位)，并且当测量的节律低于下节律极限时，系统可以向内侧换档(例如，到更容易的档位)。最小目标节律是用于更容易骑行(例如，休闲骑行)的目标节律，如由骑手对自行车的曲柄臂的输入扭矩所限定的。最大目标节律是用于更困难的骑行(例如，技术骑行)的目标节律，如由输入扭矩所限定的。中间目标节律是用于中等骑行(例如耐力健身骑行)的节律，如由输入扭矩所限定的。中间目标节律大于最小目标节律并小于最大目标节律。下扭矩极限是这样的扭矩：低于该扭矩，设定最小目标节律。上扭矩极限是这样的扭矩：高于该扭矩，设定最大目标节律。最小目标节律、最大目标节律和中间目标节律可以由例如骑手在骑行期间或骑行之前建立。目标节律修改量是基于自行车的骑手接合状态对目标节律的修改量。基于输入扭矩的目标节律修改量可以包括最大目标节律修改量和/或最小目标节律修改量。例如，从中间目标节律，向目标节律添加最大目标节律修改量(例如，正值)可以提供最大目标节律，并且向目标节律添加最小目标节律修改量(例如，负值)可以提供最小目标节律。在用于控制自行车的自动换档模式的方法中，平均周期限定了这样的时间量：在该时间量内扭矩被平均以用作输入。
系统控制装置独立地或组合地使用这些参数来控制自行车的自动换档系统，例如如图3和图4中提供的流程图所示。
在动作302中，系统控制装置确定是否满足一个或多个自动模式进入条件。自动模式进入条件可以是可操作以指示进入自行车的部件的自动模式的意图的任何标准。在实施方式中，一个或多个按钮可以被启动(例如，按下或致动)持续一段时间。按钮可以是多用途按钮，例如电子换档装置，其被构造成杠杆、柱塞式按钮、摇杆式按钮或任何其它电子致动装置。例如，按钮通常可以用于指示诸如一个或多个自行车拨链器的部件要将自行车的链条换档到不同的齿轮，但是当被组合地致动持续至少三秒钟时，系统控制装置使部件进入自动模式。也可以使用其它致动时间段和/或其它基于多用途按钮的发起技术。例如，可以提供多个系统控制按钮，例如用于电子拨链器的手动换档控制装置。
在实施方式中，多用途按钮的各个按钮可具有三个或更多个致动效果。在实施方式中，提供至少一个按钮用于控制自行车的后拨链器。第一按钮被致动(例如，在第一方向上)使得后拨链器将自行车链条改变到较大尺寸的链轮。以第二方式(例如，在第二方向上)致动的第一按钮或独立致动的第二按钮导致后拨链器将自行车链条改变到较小尺寸的链轮。第一按钮和/或第二按钮在被致动持续一段时间长度，致使系统控制装置进入自动换档模式。例如，时间长度可以是三秒。在实施方式中，当相应的按钮被用户释放时，第一按钮和/或第二按钮可以提供按钮释放信号，并且在一段时间内不存在按钮释放信号则会触发进入系统控制装置的自动换档模式。
在另一实施方式中，自行车速度可由系统控制装置使用速度确定装置例如车轮速度传感器来监测。当系统控制装置确定诸如在该示例中由车轮速度指示的自行车速度高于最小值时，系统控制装置使部件进入自动模式。
在动作304中，节律和/或速度参数被建立。节律和/或速度参数可以使用任何技术来建立。速度和/或节律参数由系统控制装置使用，以确定何时启动自动调节，例如使用拨链器的换档。在实施方式中，系统控制装置使用节律传感器确定一个或多个节律参数。系统控制装置测量一段时间内的自行车的节律，并将从在该时间内测量的节律导出的值建立为节律参数。导出值可以是在该时间段内节律的任何值特性。例如，导出值可以是在该时间段内节律的平均值、众数或均值。此外，该时间段可以是建立的或参考的时间段。在实施方式中，该时间段等于按钮被致动的一段时间。例如，如果两个按钮被致动持续三秒钟以使系统控制装置进入自动模式，则在两个按钮被致动以收集用于导出要建立的节律值的数据的时间期间，系统控制装置使用节律传感器记录值。
在实施方式中，系统控制装置收集一段时间内的节律数据，并确定多个值，诸如该时间内的节律的均值和标准偏差。平均值和标准偏差值可用于建立自动模式的操作范围。例如，上节律极限和下节律极限可以根据均值和标准偏差值来建立，以确定自动换档模式换档的特性。上节律极限和下节律极限也可以使用其它技术来确定。例如，可以在一段时间内确定平均节律；上节律极限可以被建立为高于平均节律的预设节律值，下节律极限可以被建立为低于平均节律的预设节律值。对于上节律极限和下节律极限的设定，预设值可以相同或不同。
在另一实施方式中，一个或多个预定节律参数被保存在系统控制装置的存储器中，并且一个或多个预定节律参数被建立为节律和/或速度参数。例如，一组上节律极限和下节律极限可以在骑行之前被手动输入到存储器中，或者可以在骑行期间(例如，先前的自行车骑行)被存储在系统控制装置的存储器中。
在动作306中，系统控制装置将活动节律和/或速度参数与在动作304中建立的节律和/或速度参数进行比较。可以使用可以对照所建立的节律和/或速度参数来限定自行车的活动节律和/或速度的任何技术来执行该比较。在实施方式中，将当前测量的速度和/或节律值与在动作304中建立的上节律极限和下节律极限进行比较。例如，在动作304中可以建立上节律极限和下节律极限，并且可以将一段时间(例如，最后一秒)内记录的节律值的拖尾时间(trailing time)平均值与上节律极限和下节律极限进行比较。换句话说，系统控制装置可以确定节律值的拖尾时间平均值是否在由上节律极限和下节律极限限定的预定节律区段内，并且如果节律值的拖尾时间平均值在预定节律区段之外，则确定节律值的拖尾时间平均值是大于上节律极限还是小于下节律极限。在自动模式操作期间，该比较可以周期性地重复或者由系统控制装置连续地进行。
在动作308中，系统控制装置基于在动作306中执行的比较来调节部件。在实施方式中，系统控制装置基于在动作306中执行的比较使后拨链器改变自行车的档位。例如，当检测到的节律达到和/或低于下节律极限时，系统控制装置换档到更容易的档位，和/或当检测到的节律达到和/或高于上节律极限时，系统控制装置换档到更困难的档位。
在动作310中，系统控制装置确定是否满足一个或多个自动模式修改条件(例如，自行车的曲柄臂处的输入扭矩的改变)。自动模式修改条件是当满足时触发自动模式的操作参数的改变或变化的条件。在实施方式中，自动模式修改条件是当在动作304中节律和/或速度参数的建立之后被满足时触发自动模式的操作参数的改变或变化的条件。在实施方式中，多个自动模式修改条件用于改变或变化自动模式的操作参数。此外，检测和/或确定多个修改条件(动作310)以及自动模式的后续修改(动作312)(如下文进一步描述的)可以在所指示的顺序的不同位置处发生。例如，确定和/或修改可以发生在节律和/或速度参数的建立(动作304)之后，但是发生在活动节律和/或速度的比较(动作306)之前。
不同的动作和/或测量值可以是自动模式修改条件。在实施方式中，操作对于自动模式来说不是必需的手动控制可以是自动模式修改。例如，按钮按下，诸如上述换档多用途按钮的按下，可以是自动模式修改条件。当系统控制装置在自动模式下操作时(例如，使至少一个自行车换档部件基于节律和/或速度参数对齿轮换档)，不需要手动按下换档按钮来指示换档。在自动模式操作期间的手动换档按钮按下可被解释为指示改变自动模式的参数的意图，例如系统控制装置脱开或暂停自动模式。
其它动作和/或测量值可以是自动模式修改条件。在实施方式中，一个或多个节律值是自动模式修改条件。例如，节律传感器，诸如曲柄或曲柄臂传感器，可以用于向系统控制装置提供自行车节律，并且当由节律传感器指示的节律值下降到低于下节律极限或上升到高于上节律极限(例如，在自动模式内发起齿轮变速)时，该测量值或发起的动作(例如，齿轮变速)可以是自动模式修改条件。
在动作312中，控制装置基于动作310中的确定修改部件的自动模式。修改可以针对自动模式的任何操作参数。例如，修改可以针对上节律极限和/或下节律极限或其它操作参数。在实施方式中，涉及在自动模式操作期间按下换档按钮的修改条件可以使系统控制装置增大上节律极限和/或减小下节律极限。
在实施方式中，在自动模式操作期间涉及慢速度的修改条件可以使系统控制装置暂停或结束自动模式操作。在实施方式中，在自动模式操作期间涉及慢节律的修改条件可以使系统控制装置暂停或结束自动模式操作。本文所述的任何参数可基于本文所述的任何特定修改条件的确定和/或检测来修改。
在实施方式中，在修改自动模式参数(例如，修改下节律极限和/或上节律极限)之后或同时(动作312)，系统控制装置继续利用修改的参数在自动模式下操作。
下面描述所提供的功能、自动模式参数、修改条件和控制系统的其它实施方式的进一步描述。这些功能、自动模式参数和修改条件可以以任何组合或如本文具体描述的那样在实施方式中实现。
图4示出了用于修改自动换档模式的方法400的实施方式的流程图。在图4所示的实施方式中，在起动或发起自动模式之后，可以设定或建立瞬时节律。在实施方式中，自动换档以推动或以其它方式致动升档按钮和/或降档按钮持续一段时间(例如三秒)开始。该时间是可变的，并且可以是比正常换档时间长的任何时间。系统控制装置例如记录三秒期间的骑手的节律。系统控制装置设定上节律极限和下节律极限(例如，节律区段和节律范围)。节律被测量并与节律区段比较，并且系统控制装置可以基于比较(例如，如果测量的节律在节律区段之外)对齿轮换档。可以基于在自行车的曲柄臂处识别的输入扭矩与一个或多个阈值(例如，修改条件)的比较来修改一个或多个自动模式参数。
在动作402中，系统控制装置(例如，系统控制装置150的处理器)识别自行车的曲柄臂处的扭矩。例如，系统控制装置基于来自自行车的一个或多个传感器的数据确定自行车的曲柄臂上的输入扭矩。来自一个或多个传感器的数据可以是来自任何数量的不同类型的传感器的数据，包括例如一个或多个扭矩传感器、一个或多个应变计和/或功率计。系统控制装置可以识别和/或接收来自其它类型的传感器的数据，以确定曲柄臂上的输入扭矩。在一个实施方式中，曲柄臂上确定的输入扭矩是在特定时刻的扭矩。在另一实施方式中，系统控制装置基于在一段时间内(例如，在平均周期内)来自一个或多个传感器的数据确定曲柄臂上的平均输入扭矩。例如，系统控制装置根据由自行车的一个或多个传感器以预定时间间隔(例如，每500ms、100ms、50ms、10ms的采样间隔)产生的扭矩数据来确定自行车的曲柄臂处的扭矩，并将所确定的扭矩和/或扭矩数据存储在系统控制装置的存储器中的扭矩数据集内。系统控制装置对扭矩数据集的子集求平均。扭矩数据集的子集对应于例如平均周期(例如，三秒)。
在动作404中，系统控制装置将识别的扭矩或基于识别的扭矩的参数与预定区段进行比较。例如，预定区段是预定扭矩区段，并且系统控制装置将识别的扭矩与预定扭矩区段进行比较。预定扭矩区段例如具有上限(例如，上扭矩极限)和下限(例如，下扭矩极限)。识别的扭矩与预定扭矩区段的比较包括例如系统控制装置确定识别的扭矩是在预定扭矩区段内还是在预定扭矩区段之外。换句话说，系统控制装置确定例如所识别的扭矩是大于下扭矩极限且小于上扭矩极限、所识别的扭矩是小于或等于下扭矩极限、还是所识别的扭矩是大于或等于上扭矩极限。
在一个实施方式中，参数是曲柄臂处的输入功率，并且系统控制装置识别曲柄臂处的输入功率，并且将识别的输入功率与预定输入功率区段进行比较。预定输入功率区段具有例如上限(例如，上输入功率极限)和下限(例如，下输入功率极限)。识别的输入功率与预定输入功率区段的比较包括例如系统控制装置确定识别的输入功率是在预定输入功率区段内还是在预定输入功率区段之外。换句话说，系统控制装置确定例如所识别的输入功率是大于下输入功率极限且小于上输入功率极限，所识别的扭矩是小于或等于下输入功率极限，还是所识别的输入是大于或等于上输入功率极限。
在一个实施方式中，曲柄臂处的输入功率的识别包括系统控制装置从自行车的一个或多个传感器(例如，功率计)接收表示曲柄臂处的输入功率的数据。在另一实施方式中，曲柄臂处的输入功率的识别包括系统控制装置从自行车的一个或多个传感器(例如，一个或多个车轮速度传感器、一个或多个节律传感器和/或功率计)接收表示自行车的曲柄臂的节律(例如，在诸如平均周期的一段时间内的平均节律)的数据和从自行车的一个或多个传感器(例如，一个或多个扭矩传感器、一个或多个应变计和/或功率计)接收表示自行车的曲柄臂处的输入扭矩(例如，在诸如平均周期的时间段内的平均扭矩)的数据，以及基于表示曲柄臂的节律的数据和表示曲柄臂处的扭矩的数据来计算曲柄臂处的输入功率。
在动作406中，系统控制装置基于该比较确定目标节律。例如，系统控制装置基于所识别的扭矩与预定扭矩区段的比较来确定目标节律。基于该比较，当系统控制装置确定识别的扭矩小于下扭矩极限(或小于或等于下扭矩极限)时，系统控制装置将目标节律确定为第一预定目标节律(例如，最小目标节律)；当系统控制装置确定识别的扭矩大于上扭矩极限(或者大于或等于上扭矩极限)时，系统控制装置将目标节律确定为第二预定目标节律(例如，最大目标节律)。第二预定目标节律大于第一预定目标节律。第一预定目标节律和第二预定目标节律可以存储在系统控制装置的存储器中，并且可以作为目标节律的确定的一部分由系统控制装置的处理器访问。第一预定目标节律和第二预定节律可以在系统控制装置的制造期间或之后存储在系统控制装置的存储器中，和/或可以由骑手或另一用户设定并存储在系统控制装置的存储器中。
最小目标节律可以表示在自动换档期间使用的最低目标节律，或者可以表示目标节律的最大可允许的基于扭矩的减小。例如，当骑手在休闲自行车骑行而不是为了健身骑行时，可以设定最小目标节律。例如，这样的骑手接合状态(例如，休闲自行车骑行)可以由系统控制装置基于在动作402中识别的扭矩来识别。例如，当骑手在曲柄臂处产生小于15Nm的输入扭矩(例如，下扭矩极限；由自行车的一个或多个传感器测量的)时，系统控制装置可将目标节律确定并设定为75RPM(例如，最小目标节律)。对于下扭矩极限和/或最小目标节律，可以使用其它值(例如，由骑手设定)。
最大目标节律可以表示在自动换档期间使用的最大目标节律，或者可以表示目标节律的最大可允许的基于扭矩的增大。例如，当骑手处于困难的持续爬升或处于岩石花园内和/或处于技术骑行中时，可以设定最大目标节律。例如，这种骑手接合状态(例如，困难的持续爬升或技术骑行)可以由系统控制装置基于在动作402中识别的扭矩来识别。例如，当骑手在曲柄臂处产生大于35Nm的输入扭矩(例如，上扭矩极限；由自行车的一个或多个传感器测量的)时，系统控制装置可将目标节律确定并设定为95RPM(例如，最大目标节律)。对于上扭矩极限和/或最大目标节律，可以使用其它值(例如，由骑手设定)。
基于该比较，当系统控制装置确定识别的扭矩在预定扭矩区段内(例如，大于下扭矩极限(或大于或等于下扭矩极限)且小于上扭矩极限(或小于或等于上扭矩极限))，系统控制装置基于在动作402中识别的扭矩确定目标节律。例如，在动作402中识别的扭矩被输入到在最小目标节律下的下扭矩极限和最大目标节律下的上扭矩极限之间的函数(例如，节律函数)中。在一个实施方式中，该函数是线性函数。在其它实施方式中，可以使用非线性函数。用于函数的参数和/或函数可以存储在系统控制装置的存储器中，并且系统控制装置可以将在动作402中识别的扭矩输入到函数中以确定目标节律(例如，中间目标节律)。
中间目标节律可以是在自动换档期间使用的最低目标节律和最高目标节律之间的可变目标节律。例如，当骑手是耐力健身用力(endurance fitness effort)时，可以设置中间目标节律。例如，这种骑手接合状态(例如，耐力健身用力)可以由系统控制装置基于在动作402中识别的扭矩来识别。例如，当骑手在曲柄臂处产生大于15Nm(例如，下扭矩极限；由自行车的一个或多个传感器测量)但小于35Nm(例如，上扭矩极限；由自行车的一个或多个传感器测量)的输入扭矩时，系统控制装置可以基于输入到函数中的在动作402中识别的扭矩来将目标节律确定并设定为75RPM(例如，最小目标节律)和95RPM(例如，最大目标节律)之间的节律。对于下扭矩极限、上扭矩极限、最小目标节律和/或最大目标节律，可以使用(例如，由骑手设定)其它值。
图5是骑手的节律相对于输入扭矩的示例性曲线图。T1表示下扭矩极限，T2表示上扭矩极限。系统控制装置可以基于图5所示的函数确定用于自动换档的目标节律。当识别的扭矩小于下扭矩极限T1时，系统控制装置将目标节律确定为最小目标节律CT，MIN。当识别的扭矩大于上扭矩极限T2时，系统控制装置将目标节律确定为最大目标节律CT，MAX。当识别的扭矩大于下扭矩极限T1且小于上扭矩极限T2时，系统控制装置通过将识别的扭矩输入到图5中的下扭矩极限T1和上扭矩极限T2之间的函数(例如，线性函数)中来确定目标节律。
最大目标节律和最小目标节律之间的差可以被定义为目标节律修改量。在一个实施方式中，目标节律修改量可以被分解为最大目标节律修改量和最小目标节律修改量。例如，骑手可以设定并且系统控制装置的存储器可以存储目标节律修改量、最大目标节律修改量和/或最小目标节律修改量。在一个实施方式中，默认目标节律对应于最小目标节律，系统控制装置通过将目标节律修改量添加到默认目标节律来确定最大目标节律。例如，目标节律修改量是20RPM，默认目标节律是75RPM，导致最大目标节律为95RPM。可以提供其它值。在另一实施方式中，默认目标节律是中间目标节律(例如，在额定或默认扭矩下)。系统控制装置将最大目标节律修改量添加到默认目标节律，并将最小目标节律修改量添加到默认目标节律或从默认目标节律减去最小目标节律修改量，以分别提供最大目标节律和最小目标节律。例如，最大目标节律修改量是6RPM，最小目标节律修改量是-5RPM，默认目标节律是85RPM，导致最大目标节律是91RPM，最小目标节律是80RPM。可以提供其它值。
在一个实施方式中，其中在动作404中识别输入功率并将其与预定输入功率区段进行比较，系统控制装置以与以上参照识别的扭矩所述的类似的方式确定目标节律，但是使用识别的输入功率而不是识别的扭矩。换句话说，当所识别的输入功率小于下输入功率极限时，系统控制装置将最小目标节律识别为目标节律。当所识别的输入功率大于上输入功率极限时，系统控制装置将最大目标节律识别为目标节律。当所识别的输入功率大于下输入功率极限并且小于上输入功率极限时，系统控制装置基于所识别的输入功率来确定目标节律。例如，系统控制装置使用所识别的输入功率作为向函数的输入来确定目标节律。该函数可以是线性的或非线性的。
在动作408中，系统控制装置基于在动作406中确定的目标节律来确定节律区段。节律区段包括上节律极限和下节律极限。系统控制装置可以通过将预定节律上限修改量(例如，上限修改量)添加到在动作406中确定的目标节律来确定上节律极限，并且可以通过从/向在动作406中确定的目标节律减去(例如，正值)或添加(例如，负值)预定节律下限修改量(例如，下限修改量)来确定下节律极限。例如，上限修改量为10RPM，下限修改量为8RPM。可以使用用于上限修改量和下限修改量的其它值。上限修改量和下限修改量可以不同或相同。
上限修改量和下限修改量可以存储在系统控制装置的存储器中。上限修改量和下限修改量可以在系统控制装置或自行车的制造期间、在系统控制装置或自行车的制造之后和/或由自行车的用户设定并存储在存储器中。上限修改量和下限修改量对于每个目标节律和/或识别的扭矩可以是相同的，或者对于至少一些目标节律和/或识别的扭矩可以是不同的。例如，当目标节律是第一目标节律(例如，85RPM；对应于第一输入扭矩)时，所确定的节律区段可具有第一范围(例如，20RPM)，该第一范围大于当目标节律是第二目标节律(例如，75RPM；对应于第二输入扭矩)时区段的第二范围(例如，18RPM)。
在一个实施方式中，系统控制装置的存储器存储用于多个不同目标节律和/或识别的输入扭矩的上限修改量、下限修改量、上节律极限、下节律极限或其任意组合，并且系统控制装置基于节律或在动作402中识别的输入扭矩识别上限修改量、下限修改量、上节律极限、下节律极限或其任意组合。
在动作410中，系统控制装置识别自行车的曲柄臂的节律。例如，系统控制装置基于来自一个或多个传感器(例如，节律传感器或功率计)的数据确定自行车的曲柄臂的节律(例如，在诸如平均周期的一段时间内的平均节律)。作为另一示例，系统控制装置基于从自行车的一个或多个车轮速度传感器接收的车轮速度数据来确定自行车的曲柄臂的节律。在一个实施方式中，系统控制装置基于从车轮速度数据和当前齿轮比确定的车轮速度来估计自行车的曲柄臂的节律。
在动作412中，系统控制装置确定自行车是否将被换档。例如，系统控制装置将在动作410中确定的曲柄臂的节律与在动作408中确定的节律区段进行比较。换句话说，系统控制装置可以确定曲柄臂的所确定的节律是在所确定的节律区段之内还是之外。
如果系统控制装置基于例如确定的节律与确定的节律区段的比较(例如，确定的节律在确定的节律区段之外)确定需要齿轮换档，则方法400进行到动作414。如果系统控制装置基于例如比较(例如，所确定的节律在调节的节律区段内)确定不需要齿轮换档，则方法400可以返回到动作402。
当所确定的节律处于所确定的节律区段内时，该方法可以每隔预定周期(例如，更新周期；每隔500ms、200ms、100ms、50ms)执行动作402至412一次。更新周期可以与采样周期相同或不同。在一个实施方式中，在动作402中，对于每个更新周期来多次(例如，五次或十次)识别输入扭矩。
在动作414中，系统控制装置基于动作412中的比较(例如，当确定的节律在调节的节律区段之外时)产生齿轮换档命令。如果基于比较，所确定的节律小于所确定的节律区段的下节律极限，则系统控制装置可以产生用于内侧齿轮换档(例如，到更容易的档位)的齿轮换档命令；如果基于该比较，所确定的节律大于确定的节律区段的上节律极限，则系统控制装置可以产生用于外侧齿轮换档(例如，到更困难的档位)的齿轮换档命令。齿轮换档命令可以包括任何数量的不同类型的数据，包括例如用于后拨链器的马达开启的指令、马达的旋转方向、马达保持开启的时间长度和/或其它数据。
在一个实施方式中，基于在动作414中产生的齿轮换档命令来致动自行车的马达。例如，系统控制装置致动自行车的后拨链器的马达以移动后拨链器和由后拨链器支撑的链条，从而执行在动作414中产生的齿轮换档命令内识别的齿轮换档。替代地或另外地，系统控制装置致动驱动单元，诸如电动自行车马达。在执行了在动作414中发起的齿轮换档之后，方法400返回到动作402。
在一个实施方式中，与方法400并行，系统控制装置可以监测自行车是否在滑行(例如，未被踩踏板或踩踏板非常少，例如小于10RPM和/或输入扭矩小于2Nm)。例如，基于在动作402中识别的输入扭矩、在动作410中识别的节律和/或其它传感器数据(例如，车轮速度数据)，系统控制装置可识别第一转变。第一转变可以是自行车的踩踏板和滑行之间的转变。当系统控制装置识别出第一转变时，系统控制装置固定目标节律。换句话说，在第一转变被识别之后，系统控制装置不基于在动作406中确定的目标节律来设定目标节律。相反，在第一转变的识别之前，目标节律被设定为最近确定的目标节律。换句话说，在第一转变的识别之前，在动作406中将目标节律设定为最近确定的目标节律。因此，在第一转变被识别之后在动作406中作出的任何确定被覆盖。替代地，一旦第一转变被识别，则暂停方法400，但是系统控制装置继续识别自行车的曲柄臂处的扭矩，识别自行车的曲柄臂的节律，和/或识别自行车的车轮速度。
系统控制装置可以多种方式识别第一转变。例如，系统控制装置可以将识别的曲柄臂处的扭矩与预定滑行扭矩阈值(例如，2Nm)进行比较，并且当识别的扭矩例如小于或等于预定滑行扭矩阈值时识别第一转变。替代地或另外地(例如，作为确认)，系统控制装置可以将自行车的曲柄臂的识别的节律与预定滑行节律阈值(例如，10RPM)进行比较和/或将自行车的识别的车轮速度与预定滑行车轮速度阈值进行比较，并且当识别的节律例如小于或等于预定滑行节律阈值和/或识别的车轮速度例如大于或等于预定滑行车轮速度阈值时识别第一转变。预定滑行扭矩阈值、预定滑行节律阈值和/或预定滑行车轮速度阈值可以是任何数量的值，并且可以在自行车和/或系统控制装置的制造期间和/或之后被设定，和/或可以由用户设定。
作为另一个示例，系统控制装置可识别例如对应于第一时间点的扭矩数据集的第一扭矩，并识别例如对应于第二时间点的扭矩数据集的第二扭矩。第二时间点在第一时间点之后。第二时间点可以例如对应于扭矩数据集的最近记录的数据，并且第一时间点可以例如对应于紧接在最近记录的数据之前或在最近记录的数据之前的更长的时间段记录的扭矩数据集的数据。系统控制装置计算第一扭矩和第二扭矩之间的差，并将计算的差与第一预定阈值差(例如，在制造自行车和/或系统控制装置之前或之后设定的，和/或由骑手设定的)进行比较。第一预定阈值差可表示假定自行车滑行时的扭矩的下降。当系统控制装置基于该比较确定所计算的差例如大于或等于第一预定阈值差时，系统控制装置识别第一转变。
在系统控制装置识别第一转变之后，系统控制装置可识别自行车是否被再次踩踏板(例如，以15RPM或更大和/或以4Nm或更大的输入扭矩)。例如，基于在动作402中识别的输入扭矩和/或在动作410中识别的节律，系统控制装置可识别第二转变。第二转变可以是自行车的滑行和踩踏板之间的转变。当系统控制装置识别第二转变时，系统控制装置再次允许在动作406中确定和设定目标节律。在一个实施方式中，一旦第二转变被识别，则方法400恢复。
系统控制装置可以以多种方式识别第二转变。例如，系统控制装置可以将曲柄臂处的识别的扭矩与预定踩踏板扭矩阈值(例如，4Nm)进行比较，并且当识别的扭矩例如大于或等于预定踩踏板扭矩阈值时识别第二转变。替代地或另外地(例如，作为确认)，系统控制装置可以将自行车的曲柄臂的识别的节律与预定踩踏板节律阈值(例如，15RPM)进行比较，并且当识别的节律例如大于或等于预定踩踏板节律阈值时识别第二转变。预定踩踏板扭矩阈值和/或预定踩踏板节律阈值可以是任意数量的值，并且可以在自行车和/或系统控制装置的制造期间和/或之后设定，和/或可以由用户设定。
作为另一个示例，系统控制装置可识别例如对应于第三时间点的扭矩数据集的第三扭矩，并识别例如对应于第四时间点的扭矩数据集的第四扭矩。第三时间点和第四时间点都在第二时间点之后。第四时间点可以例如对应于扭矩数据集的最近记录的数据，并且第三时间点可以例如对应于紧接在最近记录的数据之前或在最近记录的数据之前的一段时间记录的扭矩数据集的数据。系统控制装置计算第四扭矩和第三扭矩之间的差，并将计算的差与第二预定阈值差(例如，在制造自行车和/或系统控制装置之前或之后设定的，和/或由骑手设定的)进行比较。第二预定阈值差可表示假定对自行车踩踏板时扭矩的增加。当基于该比较，系统控制装置确定计算的差例如大于或等于第二预定阈值差时，系统控制装置识别第二转变。
图6示出了用于修改自动换档模式的方法600的另一实施方式的流程图。在图6所示的实施方式中，在起动或发起自动模式之后，可以设定或建立瞬时节律。在该实施方式中，自动换档以推动或以其它方式致动升档按钮和/或降档按钮持续一段时间(例如三秒)开始。该时间是可变的，并且可以是比正常换档时间长的任何时间。系统控制装置例如记录三秒期间的骑手的节律。系统控制装置设定上节律极限和下节律极限(例如，节律区段和节律范围)。节律被测量并与节律区段比较，并且系统控制装置可以基于该比较(例如，如果测量的节律在节律区段之外)对齿轮换档。可以基于确定的骑手接合状态(修改条件)修改一个或多个自动模式参数。方法600可以与方法400并行执行或代替方法400执行。
在动作602中，系统控制装置识别传感器数据。系统控制装置可以以第一时间间隔(例如，每5、10、50、100、200ms)识别传感器数据。传感器数据识别和/或表示自行车的状态。传感器数据可以是来自任何数量的不同类型的传感器的任何数量的不同类型的传感器数据。传感器数据可以存储在系统控制装置的存储器中，并且系统控制装置可以从存储器识别传感器数据。替代地或另外地，系统控制装置可以直接从自行车的一个或多个传感器接收传感器数据中的至少一些。
自行车的系统控制装置从其接收传感器数据的传感器例如可以包括在自行车的车座处的产生压力数据的一个或多个压力传感器、在自行车的车座处的识别阈值压力是否正被施加到车座的一个或多个开关、产生加速度数据的一个或多个加速度计、产生角速度数据的一个或多个陀螺仪、产生倾斜度数据的一个或多个倾斜计、产生位置数据的一个或多个激光雷达传感器、在自行车的曲柄臂处产生扭矩数据和/或功率数据的一个或多个扭矩传感器(例如，功率计)、产生其它数据的一个或多个其它类型的传感器、或它们的任何组合。
在动作604中，系统控制装置基于在动作602中识别的传感器数据确定骑手接合状态。系统控制装置可基于在动作602中识别的传感器数据确定一个或多个骑手接合状态。骑手接合状态可以描述影响用于自动换档的目标节律的任何数量的不同骑行场景。例如，骑手接合状态可以识别自行车的骑手是站立还是就坐、自行车是指向上坡还是下坡、自行车是处于技术状态还是高功率状态、或它们的任何组合。系统控制装置可识别其它骑手接合状态。例如，骑手接合状态可以包括在自行车的曲柄臂处的输入扭矩(见图4的方法400)，并且系统控制装置可以执行图6的方法600代替图4的方法400。替代地，系统控制装置可以与图4的方法并行地执行图6的方法600。
例如，系统控制装置可以基于在动作602中识别的传感器数据确定骑手是就坐还是站立。在一个实施方式中，系统控制装置可以基于在动作602中识别的压力数据确定骑手是就坐还是站立。例如，系统控制装置可以将在动作602中识别的压力数据的压力与预定压力阈值进行比较，并且基于该比较，当压力大于预定压力(例如，大于或等于)时识别骑手就座，并且当压力小于预定压力时识别骑手站立。预定压力可以存储在系统控制装置的存储器中和/或可以由骑手设定。
在另一实施方式中，自行车的传感器包括一个或多个压力开关，并且在动作602中，系统控制装置识别来自一个或多个压力开关的信号。当达到阈值压力时，一个或多个压力开关产生信号，该信号可以指示骑手就坐。换句话说，当系统控制装置在动作602中识别来自一个或多个压力开关的信号时，系统控制装置在动作604中确定骑手就座，并且当系统控制装置识别到缺少信号(例如，未达到阈值压力)时，系统控制装置在动作604中确定骑手站立。
作为另一示例，系统控制装置可以确定自行车的倾斜度。例如，系统控制装置可以基于在动作602中识别的传感器数据确定自行车是正被指向上坡还是下坡。自行车的传感器包括例如一个或多个加速度计、一个或多个陀螺仪和/或一个或多个倾斜计，并且系统控制装置基于由传感器产生的倾斜度数据、加速度数据和/或角速度数据来确定自行车的倾斜度。
在一个实施方式中，自行车的传感器包括倾斜计，并且系统控制装置在动作602中识别由倾斜计产生的倾斜度数据。系统控制装置基于在动作602中识别的倾斜度数据确定自行车的倾斜度。系统控制装置在所确定的倾斜度为正值时确定自行车指向上坡，并且在所确定的倾斜度为负值时确定自行车指向下坡。在一个实施方式中，系统控制装置确定倾斜度的范围。
作为又一示例，系统控制装置可基于在动作602中识别的传感器数据来确定自行车是处于技术状态还是高功率状态。例如，自行车的传感器包括一个或多个扭矩传感器，并且系统控制装置在动作602中识别在自行车的曲柄臂处产生的扭矩数据。在一个实施方式中，系统控制装置基于识别的扭矩数据确定(例如，计算)自行车的曲柄臂处的输入功率。在另一实施方式中，自行车的传感器包括功率计，该功率计产生表示自行车的曲柄臂处的输入功率的功率数据，并且系统控制装置基于在动作602识别的功率数据确定输入功率。在一个实施方式中，所确定的输入功率是在预定时间段(例如，一秒)内的平均输入功率。
系统控制装置将自行车的曲柄臂处所确定的输入功率与预定功率阈值进行比较。预定功率阈值表示可以设想技术骑行和/或高功率骑行时输入功率。当曲柄臂处所确定的输入功率大于(例如，大于或等于)预定功率阈值时，系统控制装置基于比较确定自行车处于技术状态或高功率状态。在一个实施方式中，预定功率阈值是300Nm。可以使用其它预定功率阈值。预定功率阈值可以存储在系统控制装置的存储器中和/或可以由骑手设定。在一个实施方式中，系统控制装置可基于用户输入确定自行车处于技术状态或高功率状态。例如，骑手可以按下自行车上的按钮以产生临时进入技术状态或高功率状态的请求，并且将所产生的请求发送到系统控制装置。系统控制装置可以基于所产生的请求来确定自行车处于技术状态或高功率状态。
在动作606中，系统控制装置基于确定的骑手接合状态来确定目标节律。系统控制装置可基于在动作604中确定的一个或多个骑手接合状态来确定目标节律。例如，基于不同的确定的骑手接合状态在动作606中对目标节律的调节可以是累加的。例如，分别对应于在动作604中确定的一个或多个骑手接合状态的一个或多个目标节律修改量可以被确定(例如，总目标节律修改量)并且被添加到例如默认目标节律。在方法600的动作606中确定的目标节律修改量可以与在方法400中确定的目标节律修改量累加。然而，目标节律修改量可能不会将目标节律增加到高于最大目标节律。
例如，目标节律修改量可以被并行地确定(例如，方法600和/或方法400可以针对不同的接合状态被并行地执行)，并且系统控制装置可以通过添加不同的目标节律修改量来确定总目标节律修改量。可以将总目标节律修改量与预定修改量极限进行比较，并且如果总目标节律修改量大于预定修改量极限，则可以将总目标节律修改量设定为预定修改量极限。预定修改量极限可以存储在系统控制装置的存储器中和/或由骑手设定。在一个实施方式中，系统控制装置基于总目标节律修改量确定目标节律，并将所确定的目标节律与预定最大目标节律进行比较。如果所确定的目标节律大于预定最大目标节律，则在动作606中可以将目标节律设定为预定最大目标节律。
在一个实施方式中，系统控制装置可以基于动作604的骑手是就坐还是站立的确定来确定目标节律。例如，当系统控制装置在动作604中确定骑手就坐时，系统控制装置可以不从默认目标节律和/或先前确定的目标节律来调节目标节律。当系统控制装置在动作604中确定骑手正站立时，系统控制装置可以将预定骑行位置目标节律修改量添加到默认目标节律和/或先前确定的目标节律。预定骑行位置目标节律修改量可以具有负值，使得动作606的目标节律调节导致较低的目标节律。换句话说，与当自行车的骑手处于站立位置时相比，当自行车的骑手处于就座位置时，所确定的目标节律更高。
在另一实施方式中，系统控制装置可以基于动作604的所确定的倾斜度来确定目标节律。在一个实施方式中，动作604的基于确定的倾斜度的目标节律的确定包括系统控制装置将识别的倾斜度与下倾斜度阈值和上倾斜度阈值进行比较。所述下倾斜度阈值和所述上倾斜度阈值形成倾斜度区段，并且系统控制装置基于该比较确定所确定的倾斜度是在倾斜度区段之内还是在倾斜度区段之外。换句话说，系统控制装置确定所确定的倾斜度是否小于下倾斜度区段，所确定的倾斜度是否大于上倾斜度区段，或者所确定的倾斜度是否在倾斜度区段内。下倾斜度阈值和/或上倾斜度阈值可以存储在系统控制装置的存储器中和/或可以由骑手设定。
图7示出了用于修改图6的自动换档模式的方法的一个实施方式的节律相对于倾斜度的示例性曲线图。系统控制装置可基于图7中所示的函数确定用于自动换档的目标节律。例如，当确定的倾斜度小于下倾斜度阈值I1(例如-10％坡度)时，系统控制装置可将预定下坡目标节律修改量(例如具有负值；-10RPM)添加到默认目标节律和/或先前确定的目标节律。当确定的倾斜度大于上倾斜度极限阈值I2(例如，30％坡度；10RPM)时，系统控制装置可将预定上坡目标节律修改量(例如，具有正值；10RPM)添加到默认目标节律和/或先前确定的目标节律。换句话说，与当确定的倾斜度为负(例如，自行车指向下坡)时相比，当确定的倾斜度为正时(例如，自行车指向上坡)所确定的目标节律更大。
在一个实施方式中，当确定的倾斜度大于下倾斜度阈值I1且小于上倾斜度阈值I2时，系统控制装置通过将确定的倾斜度输入到第一预定目标节律(例如，65RPM)下的下倾斜度阈值I1与第二预定目标节律(例如，95RPM)下的上倾斜度阈值I2之间的函数(例如，线性函数)中来确定目标节律(或基于倾斜度的目标节律修改量)。下倾斜度阈值I1、第一预定目标节律、预定下坡目标节律修改量、上倾斜度阈值I2、第二预定目标节律、预定上坡目标节律修改量或它们的任意组合可以存储在系统控制装置的存储器中和/或由骑手设定。
在一个实施方式中，当系统控制装置确定自行车指向上坡时，系统控制装置将预定上坡目标节律修改量添加到目标节律，并且当系统控制装置确定自行车指向下坡时，系统控制装置将下坡目标节律修改量添加到目标节律。换句话说，系统控制装置分别基于自行车是指向上坡还是指向下坡来调节目标节律，但是不以其它方式跨不同坡度改变目标节律。
在又一实施方式中，系统控制装置可以基于自行车是处于技术状态还是高功率状态来确定目标节律。当系统控制装置在动作604中确定自行车处于技术状态或高功率状态时，系统控制装置可以将目标节律设定为预定最大目标节律。换句话说，当系统控制装置确定自行车处于技术状态或高功率状态时，目标节律可以是最大的。预定最大目标节律可以是任意数量的值，包括例如95RPM、105RPM或120RPM。其它值可以用于预定最大目标节律。预定最大目标节律可以存储在系统控制装置的存储器中和/或由骑手设定。
在系统控制装置确定自行车处于技术状态或高功率状态并且确定目标节律为预定最大目标节律之后，系统控制装置可以暂停方法600，并基于在动作606中确定的目标节律(例如，预定最大目标节律)执行自动调节方法(例如，方法300)。
系统控制装置可以以第一时间间隔继续接收扭矩数据和/或功率数据，并且可以以第一时间间隔或不同于第一时间间隔的第二时间间隔继续将在自行车的曲柄臂处的确定的输入功率与预定功率阈值进行比较。例如，对于每次将曲柄臂处确定的输入功率与预定功率阈值进行比较，扭矩数据和/或功率数据可以被接收十次(例如，每100ms)。在一个实施方式中，所确定的功率是在一段时间(例如，平均周期)内求平均的平均功率。
如果基于曲柄臂处所确定的输入功率与预定功率阈值的持续比较，所确定的输入功率连续小于预定功率阈值预定次数，则系统控制装置可恢复方法600。换句话说，系统控制装置可确定要退出技术状态或高功率状态。例如，如果所确定的输入功率小于预定功率阈值连续十次，则系统控制装置可以恢复方法600。连续的预定次数可以更多或更少。在一个实施方式中，系统控制装置可以基于用户输入(例如，按钮按压)来识别要退出的技术状态或高功率状态。
一旦系统控制装置确定要退出技术状态或高功率状态(例如，技术状态或高功率状态的结束)，系统控制装置就可以调节(例如，减小)目标节律。例如，系统控制装置可以将目标节律从预定最大目标节律减小到紧接在技术状态或高功率状态被识别之前确定的目标节律。替代地，系统控制装置可以将目标节律减小到默认目标节律。
在动作608，系统控制装置基于在动作606中确定的目标节律来确定节律区段。节律区段包括上节律极限和下节律极限。系统控制装置可以通过将预定节律上限修改量(例如，上限修改量)添加到在动作606中确定的目标节律来确定上节律极限，并且可以通过从/向在动作606中确定的目标节律减去(例如，正值)或添加(例如，负值)预定节律下限修改量(例如，下限修改量)来确定下节律极限。例如，上限修改量为10RPM，下限修改量为8RPM。上限修改量和下限修改量可以使用其它值。上限修改量和下限修改量可以不同或相同。
上限修改量和下限修改量可以存储在系统控制装置的存储器中。上限修改量和下限修改量可以在系统控制装置或自行车的制造期间、在系统控制装置或自行车的制造之后和/或通过自行车的用户被设定并存储在存储器中。上限修改量和下限修改量对于每个目标节律可以是相同的，或者对于至少一些目标节律可以是不同的。例如，当目标节律是第一目标节律(例如，85RPM)时，所确定的节律区段可具有第一范围(例如，20RPM)，该第一范围大于当目标节律是第二目标节律(例如，75RPM)时的区段第二范围(例如，18RPM)。
在一个实施方式中，系统控制装置的存储器存储用于多个不同目标节律的上限修改量、下限修改量、上节律极限、下节律极限或它们的任意组合，并且系统控制装置基于目标节律识别上限修改量、下限修改量、上节律极限、下节律极限或它们的任意组合。
在动作610中，系统控制装置识别自行车的曲柄臂的节律。例如，系统控制装置基于来自一个或多个传感器(例如，节律传感器或功率计)的数据确定自行车的曲柄臂的节律(例如，在诸如平均周期的一段时间内的平均节律)。在另一示例中，系统控制装置可以基于从自行车的一个或多个车轮速度传感器接收的车轮速度数据来确定自行车的曲柄臂的节律。在一个实施方式中，系统控制装置基于从车轮速度数据和当前齿轮比确定的车轮速度来估计自行车的曲柄臂的节律。
在动作612中，系统控制装置确定自行车是否将被换档。例如，系统控制装置将在动作610中确定的曲柄臂的节律与在动作608中确定的节律区段进行比较。换句话说，系统控制装置可以确定曲柄臂的所确定的节律是在所确定的节律区段之内还是之外。
如果系统控制装置基于例如所确定的节律与所确定的节律区段的比较(例如，所确定的节律在所确定的节律区段之外)确定需要齿轮换档，则方法600进行到动作614。如果系统控制装置基于例如该比较(例如，所确定的节律在所调节的节律区段之内)确定不需要齿轮换档，则方法600可以返回到动作602。当所确定的节律处于所确定的节律区段内时，该方法可以每隔预定周期(例如，更新周期；每隔500ms、200ms、100ms、50ms)执行动作602至612一次。
在动作614中，系统控制装置基于动作612中的比较(例如，当确定的节律在调节的节律区段之外时)产生齿轮换档命令。如果基于该比较，所确定的节律小于所确定的节律区段的下节律极限，则系统控制装置可以产生用于内侧齿轮换档(例如，到更容易的档位)的齿轮换档命令；如果基于该比较，所确定的节律大于确定的节律区段的上节律极限，则系统控制装置可以产生用于外侧齿轮换档(例如，到更困难的档位)的齿轮换档命令。齿轮换档命令可以包括任何数量的不同类型的数据，包括例如用于后拨链器的马达开启的指令、马达的旋转方向、马达保持开启的时间长度和/或其它数据。
在一个实施方式中，基于在动作614中产生的齿轮换档命令来致动自行车的马达。例如，系统控制装置致动自行车的后拨链器的马达以移动后拨链器和由后拨链器支撑的链条，从而执行在动作614中产生的齿轮换档命令内识别的齿轮换档。替代地或另外地，系统控制装置致动驱动单元，诸如电动自行车马达。在执行了在动作614中发起的齿轮换档之后，方法600返回到动作602。
图8示出了自行车控制系统800，该自行车控制系统包括多个手动控制装置142A-142D、系统控制装置150、至少一个传感器802(例如参照图1所述的传感器141、节律传感器804和/或速度传感器806)、以及自行车部件808A-808B(例如后拨链器和/或前拨链器，或者一个或多个内部齿轮轮毂)。手动控制装置142A-142D例如通过线缆或无线地与系统控制装置150通信地联接，以将控制信号传递到(一个或多个)系统控制装置142。系统控制装置150被构造成将响应于接收到的控制装置信号的控制信号传送到(一个或多个)部件808A-808B或将由自动换档确定产生的控制信号传送到(一个或多个)部件808A-808B。在实施方式中，系统控制装置150被构造成将控制信号无线地传送到一个或多个自行车部件808A-808B。控制信号可以使用任何技术、协议或标准来被无线地传送。例如，可以使用电气和电子工程师协会(“IEEE”)802.11标准、IEEE 802.15.1或BLUETOOTH
Figure BDA0003673855530000301
标准、ANTTM或ANT+TM标准和/或AIREATM标准。自行车部件808A-808B可以是任何自行车部件。例如，部件808A-808B可以是传动系部件和/或悬架部件。在实施方式中，部件808A可以是后拨链器，而另一个部件808B可以是前拨链器。也可以包括其它部件。例如，系统控制装置150可与三个或更多个部件通信或为三个或更多个部件提供控制信号，所述三个或更多个部件例如为前拨链器、后拨链器和前悬架系统。替代地，系统控制装置150可仅为单个部件808A提供控制信号。在实施方式中，接收器可以与一个部件808A无线地传送控制信号，并且一个部件808A可以将控制信号传送到另一个部件808B。
在实施方式中，自行车控制系统800包括至少一个手动控制装置142，该手动控制装置包括用于产生控制信号以控制至少一个自行车部件808A的控制机构。系统控制装置150可以是独立的装置，或者可以与一个或多个部件808A-808B集成。
图9是可用于实现系统控制装置150的自行车的示例性控制系统900的框图。控制系统900可以单独用于与自行车部件通信并控制自行车部件，或者控制系统900可以与用于自行车的部件的至少一个其它控制系统结合使用，例如主控制系统，该主控制系统可以包括替代控制装置诸如集成有换档控制器的制动杆壳体。控制系统900包括系统控制装置150、一个或多个控制装置142和/或一个或多个传感器802。系统控制装置150包括处理器902、存储器904、传感器通信接口906、电源908和控制装置接口910。可选地，系统控制装置150还可以包括用户接口912。另外，对于系统控制装置150不同的或更少的部件是可能的。
处理器902可以包括通用处理器、数字信号处理器、专用应用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、模拟电路、数字电路、其组合、或其它现在已知或以后开发的处理器。处理器902可以是单个装置或装置的组合，诸如通过共享或并行处理。例如，在一个实施方式中，所使用的CPU 902可以是具有内部电可擦只读存储器的
Figure BDA0003673855530000311
ATmega324PA微控制器，并且所使用的发送器和接收器可以是利用支持16个信道和IEEE 802.15.4通信协议的AES加密和DSS扩频技术的
Figure BDA0003673855530000312
AT86RF231 2.4GHz收发器。
存储器904可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储器904可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、电可擦除程序只读存储器(EEPROM)或其它类型的存储器中的一种或多种。存储器904可以从系统控制装置150移除，该存储器例如是安全数字(SD)存储卡。在特定非限制性示例性实施方式中，计算机可读介质可以包括固态存储器，诸如存储卡或容纳一个或多个非易失性只读存储器的其它封装。此外，计算机可读介质可以是随机存取存储器或其它易失性可重写存储器。另外，计算机可读介质可以包括磁光或光学介质，例如磁盘或磁带或其它存储装置。因此，本公开被认为包括数据或指令可以存储在其中的计算机可读介质和其它等同物和后继介质中的任何一种或多种。
存储器904是非暂时性计算机可读介质，并且被描述为单个介质。然而，术语“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质，诸如集中式或分布式存储结构，和/或可操作以存储一组或多组指令和其它数据的相关联的高速缓存。术语“计算机可读介质”还应当包括能够存储、编码或承载用于由处理器执行或使计算机系统执行本文公开的方法或操作中的任何一种或多种的指令集的任何介质。
在替代实施方式中，可以构造专用硬件实现方式，例如专用应用集成电路、可编程逻辑阵列和其它硬件装置，以实现本文描述的一个或多个方法。可以包括各种实施方式的设备和系统的应用可以广泛地包括各种电子和计算机系统。本文描述的一个或多个实施方式可以使用两个或更多个特定互连硬件模块或装置来实现功能，所述硬件模块或装置具有可以在模块之间和通过模块通信的相关控制和数据信号，或者作为专用应用集成电路的部分。因此，本系统包含软件、固件和硬件实现方式。
电源908是便携式电源，其可以储存在系统控制装置150的内部，或者储存在系统控制装置150的外部，并且通过电力传导线缆与系统控制装置150通信。电源908可涉及例如使用机械发电机、燃料电池装置、光伏电池或其它发电装置来产生电力。电源908可以包括电池，例如由将存储的化学能转变成电能的两个或更多个电化学电池组成的装置。电源908可以包括多个电池的组合或其它供电装置。可以使用特别装配或构造的电池类型，或标准电池类型，例如CR 2012、CR 2016、和/或CR 2032。
控制装置接口910提供从控制装置142到系统控制装置150的数据通信。控制装置接口910包括有线传导信号和/或数据通信电路系统，所述有线传导信号和/或数据通信电路系统可操作以解译由不同控制装置142提供的信号。例如，控制装置接口910可以包括用于接收控制装置输入线缆的一系列端口。端口中的每一个可以由处理器902通过分组表格或阵列、或者通过物理电路或提供对控制装置输入进行分组的其它电路系统来区分。替代地，不同的控制装置142可以如本文所述与系统控制装置150无线地通信。
用户接口912可以是一个或多个按钮、小键盘、键盘、鼠标、触笔、跟踪球、摇臂开关、触摸板、语音识别电路、或用于在用户和系统控制装置150之间传送数据的其它装置或部件。用户接口912可以是触摸屏，该触摸屏可以是电容性或电阻性的。用户接口912可以包括液晶显示器(“LCD”)面板、发光二极管(LED)、LED屏幕、薄膜晶体管屏幕或其它类型的显示器。用户接口912还可以包括音频能力或扬声器。在一个实施方式中，用户接口被构造成向用户提供系统控制装置150已进入自动模式、暂停自动模式、退出自动模式和/或修改自动模式的参数的通知。通知可以是听觉的、视觉的和/或触觉的。例如，可以使用可听到的嘟嘟声。在一个实施方式中，LCD面板被构造成显示视觉通知。
在一个实施方式中，用户接口912包括多个按钮和LED指示器。多个按钮用于将命令传送到系统控制装置150，并且LED指示灯用于指示命令的输入。
传感器通信接口906被构造成与至少一个传感器802传送诸如传感器值的数据。传感器通信接口906使用任何可操作的连接来传送数据。可操作的连接可以是其中可以发送和/或接收信号、物理通信和/或逻辑通信的连接。可操作的连接可以包括物理接口、电接口和/或数据接口。传感器通信接口80以任何现在已知或以后开发的格式提供无线通信。
本文描述了部件之间的无线通信。尽管本说明书描述了可以在特定无线通信实现方式中参考特定标准和协议实现的部件和功能，但是本发明不限于这些标准和协议。例如，用于因特网和其它分组交换网络传输的标准(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP、HTTPS)代表了现有技术的示例。这些标准周期性地被具有基本上相同功能的更快或更有效的等同物所取代。因此，具有与本文所公开的那些相同或类似功能的替代标准和协议被认为是其等同物。
在一个实施方式中，本文所述的自行车的部件将彼此通信。在无线通信的情况下，部件最初将被配对，以便允许自行车上的部件之间的安全通信，而没有来自与系统不相关联的装置的干扰。接下来，可以将部件中的一个或多个与诸如计算机、平板电脑或电话之类的单独装置配对。该配对的装置可提供用户接口，以允许用户与自行车上的部件例如系统控制装置150通信。通信的示例是更新固件、设定变量以及运行诊断工具和分析。
根据本公开的各种实施方式，本文描述的方法可以用可由计算机系统(例如系统控制装置150)执行的软件程序来实现。此外，在示例性、非限制性的实施方式中，实现方式可以包括分布式处理、部件/对象分布式处理和并行处理。替代地，虚拟计算机系统处理可被构造为实现如本文所述的方法或功能中的一种或多种。
本文描述的方法和技术可以使用本文描述的硬件构造和为硬件提供指令的一个或多个计算机程序来实现。计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以以任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且其可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序或适于在计算环境中使用的其它单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以存储在保存其它程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)、存储在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者存储在多个协同文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件)。计算机程序可以被部署为在一个计算机上执行，或者在位于一个地点或横跨多个地点分布并通过通信网络互连的多个计算机上执行。
本说明书中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行，该可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并产生输出来执行功能。这些过程和逻辑流程还可以由专用逻辑电路系统(例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用应用集成电路(ASIC))来执行，并且设备还可以被实现为专用逻辑电路系统。
如在本申请中所使用的，术语“电路系统”或“电路”指的是以下各项中的所有：(a)仅硬件的电路实现方式(诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现方式)以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用的)：(i)(一个或多个)处理器的组合或(ii)(一个或多个)处理器/软件(包括(一个或多个)数字信号处理器)、软件和(一个或多个)存储器的部分，它们一起工作以使诸如移动电话或服务器的设备执行各种功能，以及(c)电路，诸如(一个或多个)微处理器或(一个或多个)微处理器的一部分，它们需要软件或固件来操作，即使软件或固件不是物理存在的。
“电路系统”的这个定义适用于这个术语在本申请中的所有用途，包括在任何权利要求中。作为另外的示例，如在本申请中所使用的，术语“电路系统”还将覆盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其(或它们的)伴随软件和/或固件的实现方式。术语“电路系统”还将覆盖(例如并且如果适用于特定权利要求要素)用于移动计算装置的基带集成电路或应用处理器集成电路或服务器、蜂窝网络装置或其它网络装置中的类似集成电路。
适于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储装置。通常，计算机还包括用于存储数据的一个或多个大容量存储装置，例如磁盘、磁光盘或光盘，或者操作地联接到所述大容量存储装置以从其接收数据或向其传送数据，或者两者。然而，计算机不需要具有这样的装置。此外，计算机可以嵌入在另一装置中，例如移动电话、个人数字助理(“PDA”)、移动音频播放器、全球定位系统(“GPS”)接收器或系统控制装置150，仅举几个例子。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储装置，包括例如半导体存储装置，例如EPROM、EEPROM和闪存装置；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路系统补充或并入专用逻辑电路系统中。在一个实施方式中，系统控制装置150与移动电话、PDA、移动音频播放器、GPS接收器集成，并与自行车部件无线通信以提供自动模式控制。
本文描述的实施方式的说明旨在提供对各种实施方式的结构的一般理解。这些说明不是要用作利用本文所述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完整描述。在阅读本公开之后，许多其它实施方式对于本领域技术人员来说是显而易见的。可以利用其它实施方式并且从本公开导出其它实施方式，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑替换和改变。另外，图示仅是代表性的，并且可以不按比例绘制。图示中的某些比例可能被夸大，而其它比例可能被最小化。因此，本公开和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
虽然本说明书包含许多细节，但是这些不应被解释为对本发明的范围或者所要求保护的范围的限制，而是应被解释为对本发明的特定实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在单独实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合地实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独地或以任何合适的子组合实现。此外，尽管特征可能在上面被描述为以某些组合起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或者子组合的变型。
类似地，虽然操作和/或动作在附图中描绘并且在本文以特定顺序描述，但是这不应当理解为要求这样的操作以所示的特定顺序或以先后顺序执行，或者要求执行所有示出的操作以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可以是有利的。此外，上述实施方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离，并且应当理解，任何所描述的程序部件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。
本公开的一个或多个实施方式在此可以单独地和/或共同地由术语“发明”来指代，这仅仅是为了方便，而不是旨在主动地将本申请的范围限制于任何特定发明或发明概念。此外，尽管本文已经示出和描述了具体实施方式，但是应当理解，设计成实现相同或类似目的任何后续布置可替代所示的具体实施方式。本公开旨在覆盖各种实施方式的任何和所有后续修改或变化。在阅读了本说明书之后，上述实施方式的组合以及本文未具体描述的其它实施方式对于本领域技术人员是显而易见的。
提供本公开的摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，并且本公开的摘要是在理解它将不被用于解释或限制权利要求的范围或含义的情况下提交的。另外，在前述具体实施方式中，为了使本公开流畅的目的，可以将各种特征分组在一起或者在单个实施方式中描述各种特征。本公开不应被解释为反映了所要求保护的实施方式需要比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反，如所附权利要求所反映的，发明主题可以涉及少于任何所公开的实施方式的所有特征。因此，权利要求被结合到具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独地限定要求保护的主题。
前面的具体实施方式应被认为是说明性的而不是限制性的，并且应理解，包括所有等同物的权利要求旨在限定本发明的范围。权利要求不应被解读为限于所描述的顺序或元件，除非陈述为那样的效果。因此，在所附权利要求及其等同物的范围和精神内的所有实施方式都被要求作为本发明。

Claims (20)

1.一种用于控制自行车的电子换档的方法，所述方法包括：
由处理器识别传感器数据，所述传感器数据识别所述自行车的状态；
由所述处理器基于所识别的传感器数据确定骑手接合状态；
由所述处理器基于所确定的骑手接合状态来确定目标节律；
由所述处理器基于所确定的目标节律来确定节律区段；以及
基于所确定的节律区段控制所述自行车的所述电子换档，所述自行车的所述电子换档的所述控制包括当所述自行车的节律处于所确定的节律区段之外时致动所述自行车的拨链器的马达以便进行所述自行车的所述电子换档。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所识别的传感器数据确定所述骑手接合状态包括基于所识别的传感器数据确定所述自行车的骑手是处于就座位置还是站立位置，并且
其中，与所述自行车的所述骑手处于所述站立位置时相比，当所述自行车的所述骑手处于所述就座位置时所确定的目标节律更高。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，识别所述传感器数据包括从所述自行车的车座处的一个或多个压力传感器接收压力数据，并且
其中，确定所述自行车的所述骑手是处于所述就座位置还是所述站立位置包括基于所接收的压力数据来确定所述自行车的所述骑手是处于所述就座位置还是所述站立位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述传感器数据包括从所述自行车的一个或多个扭矩传感器接收扭矩数据，
其中，确定所述骑手接合状态包括：
基于所接收的扭矩数据确定功率；以及
将所确定的功率与预定功率阈值进行比较；
其中，基于所确定的骑手接合状态来确定所述目标节律包括基于所述比较来确定所述目标节律。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，与所述确定的功率小于所述预定功率阈值时相比，当所述确定的功率大于所述预定功率阈值时所确定的目标节律更大。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述骑手接合状态还包括当所确定的功率大于所述预定功率阈值时基于所述比较识别高功率状态，并且
其中，当所述高功率状态被识别时，所确定的目标节律是预定最大目标节律。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，从所述自行车的所述一个或多个扭矩传感器接收所述扭矩数据包括以第一时间间隔从所述自行车的所述一个或多个扭矩传感器接收所述扭矩数据，
其中，确定所述骑手接合状态还包括：
以所述第一时间间隔或第二时间间隔重复所述功率的所述确定和所述比较，所述第二时间间隔不同于所述第一时间间隔；以及
在识别所述高功率状态之后，基于在预定时间段内的所述比较来识别所述高功率状态的结束，并且
其中，基于所确定的骑手接合状态来确定所述目标节律还包括当识别到所述高功率状态的结束时减小所述目标节律。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，基于在所述预定时间段内的所述比较来识别所述高功率状态的结束包括基于所述比较来确定在所述预定时间段内以每个第一时间间隔所确定的功率小于所述预定功率阈值。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预定时间段是第一预定时间段，并且
其中，基于所接收的扭矩数据确定所述功率包括基于在第二预定时间段内以所述第一时间间隔从所述自行车的所述一个或多个扭矩传感器所接收的扭矩数据来确定平均功率。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述自行车是电子自行车，并且
其中，所述自行车的所述电子换档的所述控制还包括致动所述电子自行车的辅助马达。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述传感器数据包括从所述自行车的一个或多个传感器接收所述传感器数据，所述自行车的所述一个或多个传感器包括加速度计、陀螺仪、倾斜计、激光雷达传感器或它们的任何组合，
其中，基于所识别的传感器数据确定所述骑手接合状态包括基于所识别的传感器数据确定所述自行车的倾斜度，并且
其中，基于所确定的骑手接合状态确定所述目标节律包括基于所述自行车的所确定的倾斜度确定所述目标节律。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，与所确定的倾斜度为正时相比，当所确定的倾斜度为负时，所确定的目标节律更大。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，基于所述自行车的所确定的倾斜度来确定所述目标节律包括：
将所述自行车的所确定的倾斜度与下倾斜度阈值和上倾斜度阈值进行比较；以及
基于所述比较来确定所述目标节律。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，基于所述比较来确定所述目标节律包括：
当所述自行车的所确定的倾斜度小于所述下倾斜度阈值时，将所述目标节律识别为第一预定目标节律；以及
当所述自行车的所确定的倾斜度大于所述上倾斜度阈值时，将所述目标节律识别为第二预定节律，所述第二预定目标节律大于所述第一预定目标节律。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，基于所述比较确定所述目标节律还包括：
当所述自行车的所确定的倾斜度大于所述下倾斜度阈值且小于所述上倾斜度阈值时，使用所述自行车的所确定的倾斜度将所述目标节律确定为对于在所述下倾斜度阈值下的所述第一预定目标节律和在所述上倾斜度阈值下的所述第二预定目标节律之间的线性函数的输入。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，识别所述传感器数据还包括从所述自行车的一个或多个扭矩传感器接收扭矩数据，并且
其中，基于所述骑手接合状态确定所述目标节律还包括：
基于所述自行车的所确定的倾斜度和所接收的扭矩数据来确定用于所述目标节律的修改量；以及
基于所确定的修改量和预定目标节律来确定所述目标节律。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括由所述处理器基于所接收的扭矩数据来确定所述自行车的曲柄臂处的扭矩，
其中，基于所述自行车的所确定的倾斜度和所接收的扭矩数据来确定用于所述目标节律的修改量包括：
确定第一修改量，确定所述第一修改量包括：
将所确定的倾斜度与预定倾斜度区段进行比较，所述预定倾斜度区段具有上倾斜度极限和下倾斜度极限；以及
基于所确定的倾斜度与所述预定倾斜度区段的所述比较来确定所述第一修改量；
确定第二修改量，确定所述第二修改量包括：
将所述自行车的所述曲柄臂处所确定的扭矩与预定扭矩区段进行比较，所述预定扭矩区段具有上扭矩极限和下扭矩极限；以及
基于所述自行车的所述曲柄臂处所确定的扭矩与所述预定扭矩区段的所述比较来确定所述第二修改量；以及
基于所确定的第一修改量和所确定的第二修改量来确定用于所述目标节律的所述修改量。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，基于所确定的第一修改量和所确定的第二修改量来确定用于所述目标节律的所述修改量包括：
确定总修改量，所述总修改量的所述确定包括将所述第一修改量和所述第二修改量相加；
将所述总修改量与预定修改量极限进行比较；
基于所述总修改量与所述预定修改量极限的所述比较，当所述总修改量大于所述预定修改量极限时将所述修改量识别为所述预定修改量极限。
19.一种用于自行车的控制器，所述控制器包括：
存储器，所述存储器被构造成存储下倾斜度极限和上倾斜度极限；以及
处理器，所述处理器与所述存储器通信，所述处理器被构造成：
识别传感器数据，所述传感器数据识别所述自行车的状态；
基于所识别的传感器数据来确定所述自行车的倾斜度；
将所确定的倾斜度与所存储的下倾斜度极限和所存储的上倾斜度极限进行比较；
基于所述比较来确定目标节律；
基于所确定的目标节律来确定节律区段；以及
基于所确定的节律区段控制所述自行车的电子换档，所述自行车的所述电子换档的所述控制包括当所述自行车的节律处于所确定的节律区段之外时致动所述自行车的拨链器的马达以便进行所述自行车的所述电子换档。
20.一种非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质存储能够由一个或多个处理器执行以控制自行车的电子换档的指令，所述指令包括：
识别传感器数据，所述传感器数据识别所述自行车的状态；
基于所识别的传感器数据确定骑手接合状态；
基于所确定的骑手接合状态确定目标节律；
基于所确定的目标节律确定节律区段；以及
基于所确定的节律区段控制所述自行车的所述电子换档，所述自行车的所述电子换档的所述控制包括当所述自行车的节律处于所确定的节律区段之外时致动所述自行车的拨链器的马达以便进行所述自行车的所述电子换档。
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