CN1239347C - 自行车用的变速控制装置和变速控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在变速动作过程中，根据变速信号进行恰当的变速的自行车用的变速控制装置。这种变速控制装置的构成包括：输出为使后部外装变速装置(9)变速的变速信号的变速操作部分(14b)；根据所输出的变速信号使得后部外装变速装置(9)变速的变速控制装置(15)。变速控制装置(15)把后部外装变速装置(9)开始变速一直到完成变速的过程中，从变速操作部分(14b)输出的一个或者多个变速信号全部储存起来，并计算出将所储存的变速信号按次序全部实行的情况下的最后变速档，并在变速装置完成了变速动作之后，使变速装置向算出来的最后变速档变速。

Description

自行车用的变速控制装置和变速控制方法

技术领域

本发明涉及变速控制装置和变速控制方法，特别是变速控制装在自行车上的，具有多个变速档的变速装置的，自行车用的变速控制装置和控制方法。

背景技术

近年来，在自行车上装电动的或者其它能变速的变速装置的车辆已经公知了。在这种变速装置中，可以是根据速度自动变速的，也可以由骑自行车的人的手动操作来变速。这样，根据速度和变速操作，发出变速的信号，根据所输出的变速信号，借助于变速控制部分来控制电动机，使变速装置变速。

也有在变速的工作过程中发出变速信号的。以往，当在变速的工作过程中接收到变速信号时，也有变速控制部分不理会所接收的变速信号的情况，或者在识别接收到的变速信号，等当前的变速动作完成之后，再根据所接收到的变速信号让变速装置变速的情况。

可是，如果不理会变速工作过程中接收到的变速信号，在手动变速的情况下，可能会产生骑行者会不管变速操作是否完成，而不再进行变速的情况。此外，由于变速动作是通过骑行者的意志来进行的，所以骑行者会遇到必须考虑时机才能进行变速操作的困难。因此，不希望发生在变速工作过程中不理会变速信号的情形。

另一方面，也有在变速过程中识别了变速信号，并要按此进行变速的情况下，由于接收了多个变速信号，需要根据这些变速信号连续地执行多个变速动作的情形。此时，如果变速动作只是向上换档，或者只是向下换档，就可以按照所接收到的变速信号连续地进行变速。可是，在手动变速的自行车上，例如，当骑行者只想在当前的变速动作过程中向上换档一个档时，但却错误地进行变速操作，变成了向上换档两个档，然后，为了改正错误的操作，又进行了向下换档一个档的操作。此时，如果变速控制部分按照这样的变速信号进行连续的变速，在到达骑行者所希望的只向上换档一档的变速档之前，先要经过向上换档两档的过程。这样，在达到骑行者所希望达到的变速档之前要化费很多时间，浪费了时间。更进一步，因为进行了无用的变速动作，当使用电动变速装置进行变速时，还要无谓地消耗电力。

发明内容

本发明的任务是，提供一种能根据变速工作过程中的变速信号进行适当变速的自行车变速控制装置。

方案1中的自行车用的变速控制装置，是一种安装在具有多个变速档的变速装置的自行车上的，能使该变速装置变速为上述多个变速档中任何一档的自行车用的变速控制装置。这种自行车用的变速控制装置具有变速操作部分和变速控制部分。变速操作部分输出为使变速装置变速的变速信号。变速控制部分根据所输出的变速信号使变速装置变速。此外，变速控制部分从变速装置开始变速动作到完成该动作的过程中，把从变速操作部分输出来的一个或者多个变速信号全部储存起来，并计算出依次全部实行所储存的变速信号时最后的变速档，在变速装置的变速动作结束后，使变速装置变速到计算结果的变速档上。

自行车用的变速控制装置按照以下的顺序进行变速。首先，自行车的骑行者通过操作变速操作部分输出变速信号。从变速操作部分送出的变速信号送到变速控制部分，然后，变速控制部分根据该变速信号使变速装置变速。

此处，在变速装置开始变速动作到完成该动作的过程中，从变速操作部分输出一个以上的变速信号时，变速控制部分把进行变速动作的过程中从变速操作部分发来的全部变速信号储存起来。然后，变速控制部分计算出依次全部实行所储存的变速信号时最后的变速档。当变速装置的变速动作结束时，变速控制部分就让变速装置变速到刚才计算出来的变速档上。例如，以现在正从2档变速到3档时，从变速操作部分接收到的变速信号是，向上换档2档，向下换档1档为例。此时，变速控制部分计算出依次实行所储存的全部变速信号的最后结果的变速档是在现在的变速动作完成后，向4档变速。再以现在正从1档变速到2档时，从变速操作部分接收到的变速信号是变速到5档、3档为例，此时，变速控制部分计算出在现在的变速动作完成后，依次实行所储存的全部变速信号的最后结果是，使变速装置向3档变速。这样，在变速动作进行过程中接收到变速信号的情况下，就不会进行无效的变速，而能根据变速信号进行适当的变速动作。

方案2的自行车用变速控制装置是在方案1中所记载的自行车用的变速控制装置中，其变速信号是借助于变速控制部分使其变速到向上1档的向上换档信号，和借助于变速控制部分使其变速到向下1档的向下换档信号。

在这里，由于变速信号只有两种，所以变速控制部分的计算很容易。此外，能由骑行者操作的变速操作部分的操作只有两种，所以骑行者所进行的变速操作就很容易。

方案3的自行车用的变速控制方法是一种在装有具有多个变速档的变速装置的自行车上，借助于从变速操作部分发来的变速信号，使其变速到多个变速档中的任何一个变速档的自行车变速控制方法，它包括下列步骤：接收变速信号的步骤；根据变速信号使变速装置变速的步骤；把从变速装置开始变速动作到结束为止之间所接收到的，从变速操作部分发来的一个或者多个信号全部储存起来的步骤；计算出将所储存的变速信号按次序全部实行的情况下的最后变速档的步骤；以及在变速装置完成了变速动作之后，使变速装置向算出来的最后变速档变速的步骤。

在这里，自行车用的变速控制方法是在变速装置从开始变速动作到完成变速动作之间，接收到从变速操作部分发来的变速信号时，把这些变速信号全部储存起来。然后，计算出依次全部实行所储存的变速信号时的最后的变速档，再使变速装置变速到上述最后计算出来的变速档。这样，就不必对无效的变速动作进行控制，就能够根据变速信号正确地控制变速的进行。

附图说明

图1是装有本发明的自行车用的变速装置的自行车的侧视图；

图2是自行车的把手四周围的立体图；

图3是控制框图；

图4是后部外装变速装置的控制流程图；

图5是在变速过程中有多个变速操作情况下的变速的例子；

图6是另一个实施例中后部外装变速装置的控制流程图。

具体实施方式

《构成》

图1表示具有本发明的自行车用的变速控制装置的自行车1。

自行车1是一种山地车类型的运动自行车，它由下类主要部件所构成：车架2；前叉3；把手4；前轮5；后轮6；链条7；前部外装变速装置8；以及后部外装变速装置9。

车架2是构成自行车的基础部分，在其前部有前叉3，在其中央的下部有前部外装变速装置8，在其后部有后轮6和后部外装变速装置9。此外，在车架2中央的上部有骑行者坐的车座11。

前叉3是安装在车架2前部，能在倾斜的轴上自由转动的部件。在前叉3的上部装有把手4，在其下部装有前轮5。

如图2所示，把手4的两个端部上分别设有捏手12a、12b和制动杆13a、13b。此外，在把手4上，在捏手12a、12b和制动杆13a、13b的内侧还设有变速操作部件14a、14b。另外，在把手4的中央部分装有变速控制装置15，而且该变速控制装置15与变速操作部分14a、14b连接。

制动杆13a、13b是用来进行前轮5和后轮6的制动操作的，制动杆13a和13b分别与后面将要描述的前轮制动器16和后轮制动器17连接。

变速操作部分14a、14b是用于对前部外装变速装置8和后部外装变速装置9进行变速操作的部分。在变速操作部分14a上设有前部上变速按钮18a和前部下变速按钮19a，而在另一个变速操作部分14b上则设有后部上变速按钮18b和后部下变速按钮19b。各上变速按钮18a、18b分别输出让各外装变速装置8、9变换到更高一档的变速档(向上换档)的变速信号。同样，各下变速按钮19a、19b分别输出让各外装变速装置8、9变换到更低一档的变速档(向下换档)的变速信号。

变速控制装置15是用于根据变速操作部分14a、14b所输出的变速信号，对前部外装变速装置8和后部外装变速装置9进行变速控制的装置。如图3所示，这种变速控制装置15具有：由CPU21和存储器22组成的控制部分23，显示当前的变速档等等的显示部分24，电源开关25，以及模式开关26。控制部分23根据存储器22中所存储的数据通过CPU 21对变速控制装置15进行控制。模式开关26改变变速控制装置15的模式。此外，变速控制装置15装在箱形的控制箱27内，显示部分24、电源开关25、以及模式开关26都布置在这个控制箱上面。另外，变速控制装置15还通过连接部分28与前部外装变速装置8和后部外装变速装置9连接。

前轮5的轮毂部分安装在前叉3的下部，在前叉的上部装有对前轮5进行制动的前轮制动器16。此外，后轮6的轮毂部分安装在车架2的后部，并在轮毂部分上装有后部外装变速装置9。另外，在后轮6的上部装有对后轮进行制动的后轮制动器17。

链条7绕在前部外装变速装置8与后部外装变速装置9上，把驱动力从前部外装变速装置8传递给后部外装变速装置9。

前部外装变速装置8装在车架2中间的下部，是用于通过链条7把骑行者所发出的驱动力传递给后部外装变速装置9的机构。前部外装变速装置8上有大小不同的3个链轮37，以及前拨链(换档)器33。

3个链轮37都装在驱动曲柄31上。驱动曲柄31是借助于骑行者踩踏踏板32a、32b而转动的。驱动曲柄31由曲柄轴34、右曲柄35和左曲柄36所构成。曲柄轴34水平地穿过车架2中央的下部，能自由地旋转。右曲柄35的一端与曲柄轴34的右侧连接，3个链轮37就固定在该右曲柄35上。左曲柄36的一端与曲柄轴34的左侧连接。右曲柄35和左曲柄36的另一端，即外侧端上，分别装有能自由旋转的踏板32a、32b。

前拨链器33是用来把链条7绕在3个链轮37中的一个上的部件，可借助于图中未表示的电动机使其移动。此外，前拨链器33是通过变速控制装置的控制而移动的。另外，前拨链器33是借助于图中未表示的变速位置传感器来检测当前的变速档的位置的。

后部外装变速装置9安装在后轮6轮毂部分的周围，是用来把通过链条7所传递的驱动力传递给后轮6的机构。后部外装变速装置9由后链轮41和后拨链器42构成。

后链轮41由大小不同的7个链轮43组成，安装成与后轮6的轮毂部分同轴线。

后拨链器42把链条7绕在7个链轮43中的一个链轮上，可借助于图中未表示的电动机来移动。此外，后拨链器42是通过变速控制装置的控制而移动的。另外，后拨链器42还能借助于图中未表示的变速位置传感器来检测当前的变速档位置。

《动作》

下面，以变速控制装置15的变速控制方法的一个例子为例，借助于图4中的流程图，说明后部外装变速装置9的变速控制方法。对于前部外装变速装置8的变速控制方法，除了它的变速档较少以外，其余都与后部外装变速控制装置9的变速控制方法相同，所以省略了对它的说明。

骑行者把变速控制装置15的电源开关拨到“开”的位置，就能对自行车1进行变速控制了。按照变速控制的方法，首先，在步骤S1中进行变速控制装置15的初期设定。与此同时，把储存在存储器22中的OP初始化到“0”所谓。OP，是为了储存变速操作部分14b的变速操作用的计数值，根据操作变速操作部分14b的过程增大或减小。

接着，在步骤S2中，借助于后拨链器42上的变速位置传感器取得当前的变速位置的信息，并将该变速档的值储存在存储器22的SH中。所谓SH，是为了储存当前变速档的高低的计数值，如当前的变速档为1档，则对应的储存计数值为“1”，如当前的变速档为3档，则对应的储存计数值为“3”。在SH中储存了之后，便转移到步骤S3。

在步骤S3中，按压变速操作部分14b的后部上变速按钮18b，判断是否输出了向上换档信号。在按压后部上变速按钮18b时，便转移到步骤S4，增大存储器22的OP(加上“1”)，然后转移到步骤S7。另一方面，当不按压后部上变速按钮18b时，便转移到步骤S5。

在步骤S5中，按压变速操作部分14b的后部下变速按钮19b，判断是否输出了向下换档信号。在按压后部上变速按钮19b时，便转移到步骤S6，减小存储器22的OP(减去“1”)，然后转移到步骤S6。另一方面，当不按压后部上变速按钮19b时，则保持原来的OP值，转移到步骤S7。

在步骤S7中，借助于变速位置传感器等，判断后拨链器42是否在变速的过程中。如果当前正在变速的过程中，就回复到步骤S3，再一次确认是否按压了后部上变速按钮18b或者后部下变速按钮19b。如果当前没有在变速，则转移到步骤S8。

在步骤S8中，判断OP值是正的，还是负的或者是“0”。在OP中，储存了从步骤S3到步骤S7中所计算出来的，后拨链器42在变速过程中从后部上变速按钮18b或者后部下变速按钮19b所输出的变速信号的结果。根据这一结果对后拨链器42进行变速控制。

首先，在OP为“0”的情况下，没有进行变速操作，或者，多次变速操作的结果是指令保持与当前的变速档同样的变速档，不必进行变速控制，回复到步骤S2。

此外，在OP为负的情况下，就进行向下换档控制。此时，首先转移到步骤S9，确认当前的变速档。SH为“1”，也就是链条7绕在最低档的链轮43上，不能再进行向下换档了，就转移到步骤S10。在步骤S10中，将OP初始化到“0”。然后，在回复到步骤S2。另一方面，在SH不是“1”的情况下，由于要向下换档，就转移到步骤S11，控制后拨链器42，使链条7绕到下一档的链轮43上去，开始变速动作。此后，又回复到步骤S2。

接着，当P为正的情况下，就使变速档向更高档移动。首先，转移到步骤S12，确认当前的变速档。SH为“7”，也就是链条7绕在最高一档的链轮43上时，由于不能换到再高的档上了，所以转移到步骤S13。在步骤S13中，将OP初始化到0。然后，回复到步骤S2。另一方面，当SH不是“7”时，由于要向上换档，便转移到步骤14，控制后拨链器42，使链条7绕到上一档的链轮43上去，开始变速动作。此后，又回复到步骤S2。

《特征》

本实施例中的自行车1乘坐在上面的骑行者可在任意时间，借助于按压变速操作部分14a、14b的上变速按钮18a、18b或者下变速按钮19a、19b，变速到骑行者所希望的变速档上。

此时，无论是操作在前部外装变速装置8的变速过程中的变速操作部分14a，还是操作在后部外装变速装置9的变速过程中的变速操作部分14b，变速控制装置15都是首先把变速操作部分14a、14b中的变速操作储存在作为存储器22的计数值的OP中。具体的说，在按压上变速按钮18a、18b时，在存储器22的OP上加上1；另一方面，当按压下变速按钮19a、19b时，则在存储器22的OP上减去1。在用变速操作部分14a、14b进行多次变速操作时，则根据变速操作部分14a、14b中的多次操作，对OP值进行加减的计算。如果当前正在进行的变速动作完成时，变速控制装置15就根据多次中操作计算出来的结果，根据该时刻的OP值，进行变速控制。

按照以上的步骤，就能充分反映骑行者在变速过程中的操作。更进一步，当变速过程中进行多次操作时，则能够以达到这些操作的最后的变速档最低限度的动作，进行这些变速操作。

例如，如图5所示，在从当前的3档变速到更高一档的变速动作A的过程中，以骑行者在按压了后部上变速按钮18b两次之后，再按压一次后部下变速按钮19b为例。

按照骑行者的操作，在变速动作A完成之后，要进行从4档向5档的变速动作B，从5档向6档的变速动作C，以及从6档向5档的变速动作D。可是，骑行者变速操作的最终目的是想变速到5档。即，变速动作C和D都是多余的变速动作。因此，在本实施例中，可以预先知道作为变速操作的最终结果的最后的变速档，只要进行变速到最后的变速档的变速操作就可以了。于是，在变速动作A完成之后，可以只进行变速动作B。

这样，变速操作就能既省事又省力，能在较短的时间内变速到最后要达到的变速档。更进一步，由于前拨链器33和后拨链器42都是用电池驱动的，变速操作很省力，还能够减少电池在变速操作上消耗的电力。

《其他实施例》

(A)

在上述实施例中，是由骑行者通过变速操作部分14a、14b输入变速操作的。变速操作部分14a、14b分别具有对前部外装变速装置8和后部外装变速装置9进行上下换档变速操作的上变速按钮18和下变速按钮19。但是，自行车1的变速操作部分14a、14b也可以具有直接指定前部外装变速装置8和后部外装变速装置9的变速档的档数的变速按钮。在这种情况下，通过按压变速按钮，变速控制装置15就进行变速控制，把档变换到指定的变速档上。

关于借助于这种实施例中的变速控制装置15的后部外装变速装置9的变速控制方法，可用图6中所表述的流程图来说明。前部外装变速装置8的变速控制方法，除了变速档较少之外，其余都和后部外装变速装置9的变速控制方法相同，所以省略了对它的说明。

骑行者把变速控制装置15的电源开关25拨到“开”的位置，自行车1就能变速了。此后，首先在步骤S51中对变速控制装置15进行初始设定。与此同时，把存储器22中储存的DS初始化。所谓DS，是存储器22中储存的计数值，是所储存的骑行者操作变速操作部分14b的变速按钮的数据。例如，骑行者操作一档的变速按钮时，数据为“1”，操作三档的变速按钮时，数据为“3”等等，是储存的与变速按钮相对应的数值。

接着，在步骤S52中，借助于具有后拨链器42的变速位置传感器输入当前的变速位置，在存储器22的计数值SH中存入该变速档的值。然后，转移到步骤S53。

在步骤S53中，判断是否按压了变速操作部分14b中的变速按钮。如果按压了变速按钮，则转移到步骤S54，输入与存储器22的DS中所按压的变速按钮相对应的变速档的档数，再转移到步骤S55。另一方面，如果没有按压变速按钮，则原封不动地转移到步骤S55。

在步骤S55中，借助于变速位置传感器等，判断后拨链器42是否在变速的过程中。如果当前正在变速的过程中，则回复到步骤S53，再一次确认是否按压了变速按钮。如果当前并没有在变速，则转移到步骤S56。

在步骤S56中，比较DS与SH的值，判断它是大还是小，或者相等。

首先，在DS与SH相等的情况下，就是没有变速操作，或者所发出的指令在变速操作的结果是保持与当前一样的变速档，因而不必进行变速控制，于是就转移到步骤S57，在将DS初始化之后，回复到步骤S52。

如果DS比SH小，则变速档向低档移动。首先转移到步骤S58，控制后拨链器42，开始变速动作，把链条7换绕到低一档的链轮43上。接着，在步骤S59中确认DS是否与SH相等。此时，如果DS与SH相等，则在步骤S57中把DS初始化，再回复到步骤S52。另一方面，如果DS与SH不相等，则原样回复到步骤S52。

最后，如果DS比SH大，则变速档向高档移动。首先转移到步骤S60，控制后拨链器42，开始变速动作，把链条7换绕到高一档的链轮43上。接着，在步骤S59中确认DS是否与SH相等。此时，如果DS与SH相等，则在步骤S57中把DS初始化，再回复到步骤S52。另一方面，如果DS与SH不相等，则原样回复到步骤S52。

(B)

在上述实施例中，自行车1是骑行者对变速操作部分14a、14b进行手动变速操作的自行车。但，也可以是装有根据自行车1的速度自动进行变速的变速控制装置15，能通过按压模式开关26变换到手动变速模式的自行车1。

此外，在模式是自动变速模式的情况下，例如，根据检测安装在前叉3上的前轮5的旋转速度的速度传感器的检测结果，检测出自行车1的速度之后，变速控制装置15再根据这个速度来进行自动变速。变速控制装置15在低速时将变速档变换到低档，在高速时将变速档变换到高档。

综上所述，采用本发明的自行车用的变速控制装置，能够在变速过程中接收到变速信号时，不再进行无效的变速动作，而进行恰当的变速。

Claims (3)

1.一种自行车用的变速控制装置，该装置安装在具有多个变速档的变速装置的自行车上，能使该变速装置变速为上述多个变速档中任何一档，该装置具有：

输出为使上述变速装置变速用的变速信号的变速操作部分；和

根据上述输出的变速信号使上述变速装置变速的变速控制部分，

其特征在于，上述变速控制部分从变速装置开始变速动作到完成该动作的过程中，把从变速操作部分输出来的一个或者多个变速信号全部储存起来，并计算出依次全部实行所储存的变速信号时最后的变速档，在变速装置的上述变速动作结束后，使变速装置变速到计算出来的变速档上。

2.如权利要求1所述的自行车用的变速控制装置，其特征在于，上述变速信号是，借助于变速控制部分使上述变速档向上变速到高一档的向上换档信号，和借助于变速控制部分使上述变速档变速到低一档的向下换档信号。

3.一种自行车用的变速控制方法，该方法在装有具有多个变速档的变速装置的自行车上，借助于从变速操作部分发来的变速信号，使其变速到多个变速档中的任何一个变速档，该方法包括下列步骤：

接收变速信号的步骤；和

根据上述变速信号使变速装置变速的步骤；

其特征在于，还包括把从上述变速装置开始变速动作到结束为止之间所接收到的，从上述变速操作部分发来的一个或者多个信号全部储存起来的步骤；

计算出将所储存的变速信号按次序全部实行的情况下的最后变速档的步骤；以及

在变速装置完成了变速动作之后，使变速装置向算出来的最后变速档动作的步骤。

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