CN1903654A - 用于自行车控制装置的信号发生设备 - Google Patents

Abstract

一种自行车信号发生设备包括输入单元和信号发生单元。输入单元接收第一输入信号和第二输入信号，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，而第二输入信号对应自行车装置的第二操作。信号发生单元根据第一输入信号产生具有第一图案的第一输出信号，并且信号发生单元根据第二输入信号产生具有第二图案的第二输出信号。第一图案不同于第二图案。

Description

用于自行车控制装置的信号发生设备

技术领域

本发明涉及自行车，更特别而言涉及用于控制自行车装置的设备的各种特征。

背景技术

近年来，由电动马达之类操纵的自行车装置已为所知。例如，骑车人可手动操纵电开关，并且可以使用由开关产生的信号来操纵马达，马达相应地将自行车传动装置换高档或换低档。

一种已知的自行车传动装置控制装置包括分离式换高档和换低档开关，这些开关分离地接线至其相应的拨链器控制单元。这种系统增加了必须安装于自行车上的硬件的数量。其它已知的自行车传动装置包括单根金属线，其运载着使传动装置换高档和换低档所用的电信号。在这些系统中，换高档信号与换低档信号在某些方面不同。例如，在模拟系统中，+6伏信号可以用于发出换高档操作的信号，而+3伏信号可以用于发出换低档操作的信号。替代地，+5伏信号可以用于发出换高档操作的信号，而-5伏信号可以用于发出换低档操作的信号。在数字系统中，寻址特定装置并指定所需操作的多位数字信息可以在单根金属线上连续通讯。两种情况下都必须执行复杂的计算以便准确确定所请求的操作。在模拟系统的情况下，由于在雨中骑行或者骑过水洼等等可能会使控制信号变坏。

发明内容

本发明的目的在于用于控制自行车装置的设备的各种特征。在一个实施例中，自行车信号发生设备包括输入单元和信号发生单元。输入单元接收第一输入信号和第二输入信号，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，而第二输入信号对应自行车装置的第二操作。信号发生单元根据第一输入信号产生具有第一重复图案的第一输出信号，并且信号发生单元根据第二输入信号产生具有第二重复图案的第二输出信号。第一重复图案不同于第二重复图案。

在另一个实施例中，自行车信号发生设备也包括输入单元和信号发生单元。输入单元接收第一输入信号和第二输入信号，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，而第二输入信号对应自行车装置的第二操作。信号发生单元根据第一输入信号产生第一输出信号并且根据第二输入信号产生第二输出信号。第一输出信号的时间间隔基于第一输入信号的时间间隔，并且第一输出信号具有跃迁，所述跃迁发生于由第一信号的时间间隔所确定的开区间内。

在另一个实施例中，自行车信号发生设备也包括输入单元和信号发生单元。输入单元接收第一输入信号和第二输入信号，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，而第二输入信号对应自行车装置的第二操作。信号发生单元根据第一输入信号产生包括第一脉冲的第一输出信号并且根据第二输入信号产生包括第二脉冲的第二输出信号。第一脉冲的宽度不同于第二脉冲的宽度。

在另一个实施例中，自行车信号发生设备也包括输入单元和信号发生单元。输入单元接收第一输入信号和第二输入信号，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，而第二输入信号对应自行车装置的第二操作。第一输入信号的时间间隔不同于第二输入信号的时间间隔。信号发生单元根据第一输入信号产生第一输出信号并且根据第二输入信号产生第二输出信号。第一输出信号的图案不同于第二输出信号的图案。

通过阅读以下描述，将会清楚其它发明特征，并且这些特征可以与上述特征的任一项或其组合结合以便提供其它好处。

附图说明

图1为包括电控制自行车传动装置的特定实施例的自行车的侧视图；

图2为安装着图1中所示的自行车组件的车把的特定实施例的详细视图；

图3为控制单元的特定实施例的方块图；

图4A为由手动操作的换高档开关提供的换高档信号的时序图；

图4B为由信号发生单元提供的换高档信号的时序图；

图5A为由手动操作的换低档开关提供的换低档信号的时序图；

图5B为由信号发生单元提供的换低档信号的时序图；

图6A为由信号发生单元提供的换高档信号的替代实施例的时序图；

图6B为由信号发生单元提供的换低档信号的替代实施例的时序图；

图7A为由手动操作的换高档开关提供的换高档信号的时序图；

图7B为由信号发生单元提供的换高档信号的时序图；

图8A为由手动操作的换高档开关提供的多个换高档信号的时序图；以及

图8B为由信号发生单元提供的多个换高档信号的时序图。

具体实施方式

图1为包括电控制自行车传动装置的特定实施例的自行车的侧视图。自行车1为山地车型的运动自行车，其包括车架2、旋转地安装于车架2上的前叉3、安装于前叉3上部的车把部件4、旋转地附连于前叉3下部的前轮5、旋转地附连于车架2后部的后轮6、链条7、前传动装置8、后传动装置9以及车座11。前轮制动器16提供用于制动前轮5，而后轮制动器17提供用于制动后轮6。如图2所示，相应手柄12a、12b和制动杠杆13a、13b提供于车把组件4的两端。制动杠杆13b连接于前轮制动器16上以便制动前轮5，而制动杠杆13a连接于后轮制动器17上以便制动后轮6。

前传动装置8为附连于框架2中下部上的机械单元以便通过链条7将骑车人所产生的驱动力传递至后传动装置9。前传动装置8包括三个不同尺寸的链轮37和前拨链器33。这三个链轮37安装于齿轮曲柄31上，当骑车人推动脚蹬32a和32b时齿轮曲柄31就会旋转。齿轮曲柄31包括曲轴34、右曲柄35和左曲柄36，其中曲轴34水平且可旋转地穿过框架2的中下部。右曲柄35的一端连接于曲轴34的右侧，三个链轮37附连于右曲柄35上。左曲柄36的一端连接于曲轴34的左侧。右曲柄35和左曲柄36的另一端分别旋转支承着脚蹬32a和32b。前拨链器33使链条7与三个链轮37之一接合并且可以由处理器所控制的马达(图中未示出)来移动，所述马达由下述的传动装置控制单元15控制。前拨链器位置传感器(图中未示出)检测前拨链器33的位置，进而检测前传动装置8的当前速度梯级。

后传动装置9用于通过链条7将驱动力传递至后轮6。后传动装置9包括后链轮组41和后拨链器42。在这个实施例中，后链轮组41包括七个不同尺寸的链轮43，这七个链轮与后轮6的轮毂部分同心安装。后拨链器42使链条7与七个链轮43之一接合并且可以由处理器所控制的马达(图中未示出)来移动，所述马达由传动装置控制单元15控制。后拨链器位置传感器(图中未示出)检测后拨链器42的位置，进而检测后传动装置9的当前速度梯级。

如图2中所示，换档命令单元14a、14b分别提供于手柄12a、12b和制动杠杆13a、13b的内侧。传动装置控制单元15附连于车把部件4的中心部分，并且其连接于换档命令单元14a、14b上。换档命令单元14a、14b用于使前传动装置8和后传动装置9换档。后换高档按钮(开关)18a和后换低档按钮(开关)19a提供于换档命令单元14a中，而前换高档按钮(开关)18b和前换低档按钮(开关)19b提供于换档命令单元14b中。在这个实施例中，换高档按钮18a和18b提供用于使前传动装置8和后传动装置9换高档达一个速度梯级的的信号。类似地，换低档按钮19a和19b提供用于使前传动装置8和后传动装置9换低档达一个速度梯级的的信号。

传动装置控制单元15根据由换档命令单元14a、14b提供的信号来控制前传动装置8和后传动装置9的操作。如图3所示，传动装置控制单元15包括控制单元23、用于显示当前速度梯级的显示单元24、电源开关25以及模式开关26。控制单元23包括CPU21、存储器22和信号发生单元29。CPU21为根据存储器22中所存储的信息操作的经过编程的处理器。信号发生单元29响应来自换档命令单元14a、14b的输入信号而向前拨链器33和后拨链器42提供输出信号。电源开关25接通与关闭传动装置控制单元15，而模式开关26改变传动装置控制单元15的操作模式。如图2所示，传动装置控制单元15包括箱形壳体27。显示单元24、电源开关25以及模式开关26设置于壳体27的上表面上。传动装置控制单元15通过连接器单元28连接于前传动装置8和后传动装置9。

图4A为由后换高档按钮18a提供的换高档信号的时序图，而图4B为响应于后换高档按钮18a的操作由信号发生单元29提供的换高档信号的时序图。响应于换档命令单元14b的操作可以产生类似信号。如图4A所示，压下后换高档按钮18a达时间间隔T1就会在时间间隔T1期间提供连续的高第一输入信号40。如图4B所示，信号发生单元29根据第一输入信号40产生第一输出信号44，其中第一输出信号44的时间间隔T2基于第一输入信号40的时间间隔T1。在这种情况下，时间间隔T1与时间间隔T2相同，但是这种关系可以根据应用情况而改变。应当指出，第一输出信号40具有跃迁(从低至高或从高至低)，所述跃迁发生于由第一信号40的时间间隔T1所确定的开区间内。换句话说，至少一个跃迁有时会在除时间间隔T1的端点之外的时间间隔T1期间发生。更具体而言，第一输出信号44包括发生于开区间内的第一脉冲48，并且优选地包括多个形成第一重复图案的第一脉冲48。在这个实施例中，第一脉冲48具有高和低脉冲宽度，在时间间隔中各约为2ms，脉冲序列持续时间间隔T2的整个持续期间(例如：只要后换高档按钮18a被压下)。

图5A为由后换低档按钮19a提供的换低档信号的时序图，而图5B为响应于后换低档按钮19a的操作由信号发生单元29提供的换低档信号的时序图。如图5A所示，压下后换低档按钮19a达时间间隔T3就会在时间间隔T3期间提供连续的高第二输入信号52。如图5B所示，信号发生单元29根据第二输入信号52产生第二输出信号54，其中第二输出信号54的时间间隔T4基于第二输入信号52的时间间隔T3。在这种情况下，时间间隔T3与时间间隔T4相同，但是这种关系可以根据应用情况而改变。应当指出，在这个实施例中，不同于第一输出信号44，第二输出信号54没有在由第二信号52的时间间隔所确定的开区间T3内形成脉冲。相反，第二输出信号54在多个连续的时间间隔T5(例如：各为2ms)内为低态有效，从而在时间间隔T4的整个持续期间(例如：只要后换低档按钮19a被压下)形成低态信号的重复(连续)样式。

图6A为由信号发生单元29提供的换高档(第一输出)信号60的替代实施例的时序图，而图6B为由信号发生单元29提供的换低档(第二输出)信号64的替代实施例的时序图。在这个实施例中，换高档信号60的时间间隔也基于第一输入信号40的时间间隔并且形成重复图案，其中换高档信号60又包括多个换高档(第一)脉冲62。然而，换高档信号60的高与低脉冲宽度并不相同。相反，高脉冲宽度小于低脉冲宽度。当然，可以改变高与低脉冲宽度以便适合应用情况。在这个实施例中，换低档信号64包括多个形成重复图案的换低档(第二)脉冲68。然而，换低档信号64的同一相对值的多个连续脉冲宽度不同于换高档信号60的同一相对值的多个连续脉冲宽度。例如，换低档信号64的高脉冲宽度大于换高档信号60的高脉冲宽度，而换低档信号64的低脉冲宽度小于换高档信号60的低脉冲宽度。在这个实施例中，虽然相位发生变化，但是换低档信号64的重复图案为换高档信号60的重复图案的倒转。

尽管以上是对由发明特征构成的各种实施例的描述，但是在不背离本发明的精神和范围的情况下，还可以使用其它变型。例如，尽管控制单个换高档和单个换低档的信号通过操作按钮18a、18b、19a和19b提供，但是控制多个换高档和/或多个换低档的信号可以通过适当操作按钮18a、18b、19a和19b提供。图7A为可由后换高档按钮18a提供的单个换高档信号的时序图，图7B为可由信号发生单元29提供的单个换高档信号的时序图，而图8A为可由后换高档按钮18a提供的多个换高档信号的时序图，图8B为可由信号发生单元29提供的多个换高档信号的时序图。从概念上说，按钮18a、18b、19a和19b可以按照相同的方式操作。

如图7A所示，压下后换高档按钮18a达时间间隔T5就会在时间间隔T5期间提供连续的高第一输入信号70。如图7B所示，信号发生单元29在第一输入信号70关闭之后根据第一输入信号70产生第一输出信号72，其中第一输出信号72的时间间隔T6可以基于或不基于第一输入信号70的时间间隔T5。在这种情况下，时间间隔T5小于时间间隔T6，但是这种关系可以根据应用情况而变化。同第一实施例中那样，第一输出信号72包括多个第一脉冲74。

另一方面，如图8A所示，压下后换高档按钮18a达时间间隔T7就会在时间间隔T7期间提供连续的高第二输入信号80，其中时间间隔T7不同于(例如：大于)时间间隔T5。如图8B所示，信号发生单元29在第二输入信号76关闭之后根据第二输入信号76产生包括多个第二脉冲80的第二输出信号78，其中第二输出信号78的时间间隔T8可以基于或不基于第二输入信号76的时间间隔T7。同样在这种情况下，时间间隔T7小于时间间隔T8，但是这种关系可以根据应用情况而变化。在任何情况下，第一输出信号72的图案不同于第二输出信号78。那样，第一输出信号72可以命令单个换高档，而第二输出信号78可以命令多个换高档(例如：通过两个齿轮)。在这个实施例中，第二输出信号78为第一输出信号72的倒转。

尽管信号发生单元29位于传动装置控制单元15内，但是信号发生单元29可以放置于换档命令单元14a和/或14b内或者放置于一些其它结构内，控制单元21可以确定基于输出信号的所请求的操作。信号发生单元29所提供的信号不需要包括重复图案，只要一个图案区别于另一个即可。尽管所示的为正方形和矩形波脉冲，但是也可能是其它脉冲构型。尽管第一与第二输出信号可以用于控制前拨链器33和后拨链器42，但是本文中的技术可以应用于任何电控制自行车装置。

各种组件的尺寸、形状、位置或方位可根据需要进行变化。图中所示的彼此直接连接或接触的组件可以具有置于其间的中间结构。一种元件的功能可由两个元件执行，反之亦然。一个实施例的结构和功能可在另一实施例中采用。并不需要全部优点同时存在于一个特别实施例中。相对于现有技术的每个独有特征，无论是单独或结合其它特征，也都应被申请人认为是更多发明的单独描述，包括由这些特征所体现的结构和/或功能概念。因此，本发明的范围不应限于所公开的具体结构或者对特定结构或特征的清楚初始集中描述。

Claims (29)

1.一种自行车信号发生设备，包括：

接收第一输入信号和第二输入信号的输入单元，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，并且其中第二输入信号对应自行车装置的第二操作；和

信号发生单元；

其中信号发生单元根据第一输入信号产生具有第一重复图案的第一输出信号；

其中信号发生单元根据第二输入信号产生具有第二重复图案的第二输出信号；并且

其中第一重复图案不同于第二重复图案。

2.根据权利要求1所述的设备，其中第一重复图案在第一输入信号的整个持续时间上重复。

3.根据权利要求2所述的设备，其中第二重复图案在第二输入信号的整个持续时间上重复。

4.根据权利要求1所述的设备，其中第一重复图案包括多个第一脉冲。

5.根据权利要求4所述的设备，其中第二重复图案包括在多个连续时间间隔上值基本相同的信号。

6.根据权利要求4所述的设备，其中第二重复图案包括多个第二脉冲。

7.根据权利要求6所述的设备，其中第二重复图案包括第一重复图案的倒转。

8.根据权利要求6所述的设备，其中多个第二脉冲中至少一个宽度不同于多个第一脉冲中的至少一个。

9.根据权利要求6所述的设备，其中多个第二脉冲中至少一个宽度不同于具有相同相对值的多个第一脉冲中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的设备，其中第一输出信号对应用于自行车传动装置的换高档信号和换低档信号之一，并且其中第二输出信号对应用于自行车传动装置的换高档信号和换低档信号中的另一个。

11.根据权利要求1所述的设备，还包括：

手动操作的换高档开关，其向输入单元提供第一输入信号；以及

手动操作的换低档开关，其向输入单元提供第二输入信号。

12.一种自行车信号发生设备，包括：

接收第一输入信号和第二输入信号的输入单元，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，并且其中第二输入信号对应自行车装置的第二操作；和

信号发生单元；

其中信号发生单元根据第一输入信号产生第一输出信号；

其中信号发生单元根据第二输入信号产生第二输出信号；

其中第一输出信号的时间间隔基于第一输入信号的时间间隔；以及

第一输出信号具有跃迁，所述跃迁发生于由第一信号的时间间隔所限定的开区间内。

13.根据权利要求12所述的设备，其中第一输出信号包括发生于开区间内的第一脉冲。

14.根据权利要求12所述的设备，其中第二输出信号不会在由第二输入信号的时间间隔所限定的开区间内形成脉冲。

15.根据权利要求14所述的设备，其中第二输出信号包括在多个连续时间间隔上值基本相同的信号。

16.根据权利要求14所述的设备，其中第一输出信号包括发生于开区间内的第一脉冲。

17.根据权利要求14所述的设备，其中第一输出信号包括发生于开区间内的多个第一脉冲。

18.根据权利要求17所述的设备，其中多个第一脉冲形成第一重复图案。

19.根据权利要求12所述的设备，其中第一输出信号包括发生于开区间内的多个第一脉冲。

20.根据权利要求19所述的设备，其中多个第一脉冲形成第一重复图案。

21.根据权利要求19所述的设备，其中第二输出信号包括多个第二脉冲。

22.根据权利要求21所述的设备，其中第二输出信号包括第一输出信号的倒转。

23.根据权利要求21所述的设备，其中多个第二脉冲中至少一个宽度不同于多个第一脉冲中的至少一个。

24.根据权利要求12所述的设备，其中第一输出信号对应用于自行车传动装置的换高档信号和换低档信号之一，并且其中第二输出信号对应用于自行车传动装置的换高档信号和换低档信号中的另一个。

25.根据权利要求12所述的设备，还包括：

手动操作的换高档开关，其向输入单元提供第一输入信号；以及

手动操作的换低档开关，其向输入单元提供第二输入信号。

26.一种自行车信号发生设备，包括：

接收第一输入信号和第二输入信号的输入单元，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，并且其中第二输入信号对应自行车装置的第二操作；和

信号发生单元；

其中信号发生单元根据第一输入信号产生包括第一脉冲的第一输出信号；

其中信号发生单元根据第二输入信号产生包括第二脉冲的第二输出信号；以及

其中第一脉冲的宽度不同于第二脉冲的宽度。

27.一种自行车信号发生设备，包括：

接收第一输入信号和第二输入信号的输入单元，其中第一输入信号对应自行车装置的第一操作，其中第二输入信号对应自行车装置的第二操作，并且其中第一输入信号的时间间隔不同于第二输入信号的时间间隔；和

信号发生单元；

其中信号发生单元根据第一输入信号产生第一输出信号；

其中信号发生单元根据第二输入信号产生第二输出信号；以及

第一输出信号的图案不同于第二输出信号的图案。

28.根据权利要求27所述的设备，其中第一输出信号包括多个第一脉冲，并且其中第二输出信号包括多个第二脉冲。

29.根据权利要求27所述的设备，其中第一输出信号对应着自行车传动装置的单个换档，并且其中第二输出信号对应着自行车传动装置的多个换档。

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