DE69818130T2

DE69818130T2 - Motorsteuerung für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE69818130T2
Application number: DE69818130T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Shimonoseki-shi Kimura
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: JPH10273089A; CN1073521C; CN1196316A; EP0869054B1; DE69818130D1; TW430625B; US5900705A; JP3005204B2; EP0869054A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Steuerungsapparate für Fahrradgetriebe und insbesondere auf einen Motorsteuerungsapparat zum Steuern eines Motors, der verwendet wird, um das Fahrradgetriebe umzuschalten.
Fahrräder, im Besonderen Freizeitfahrräder, die als City-Cruiser bezeichnet werden, sind preiswert und leicht zu fahren. Folglich werden derartige Fahrräder weitläufig verwendet, um zur Arbeit oder zur Schule zu pendeln. Diese Art eines Freizeitfahrrads ist manchmal mit einem internen Schaltzahnrad ausgestattet, um mit hohem Tempo über ebenes Gelände zu fahren oder um mit minimaler Anstrengung bergauf zu fahren. Derartige interne Schaltzahnräder verwenden gewöhnlich Planetengetriebemechanismen, die in der Radnabe kompakt untergebracht sind.
Aufgrund ihrer Nützlichkeit werden diese Fahrräder manchmal aus Fahrradständern oder dergleichen vor Zugbahnhöfen und anderen Plätzen entwendet. Um diese Art von Diebstahl zu verhindern, können Fahrradschlösser wie beispielsweise kastenförmige Schlösser und hufeisenförmige Schlösser an der Vorder- oder Hintergabel angebracht werden, um das Rad abzusperren. Jedoch macht es die einfache Struktur von Fahrradschlössern leicht, sie zu öffnen und zu entfernen. Somit werden manchmal an der Vorder- und Hintergabel für zusätzlichen Schutz zwei Fahrradschlösser angebracht. Zum Beispiel kann ein kastenförmiges Schloss an der Vordergabel angebracht sein, und ein hufeisenförmiges Schloss oder Kettenschloss kann an der Hintergabel angebracht sein.
Infolgedessen ist die Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls geringer, weil es für einen möglichen Dieb mehr Umstände bedeutet, zwei Schlösser zu öffnen und abzunehmen, als nur eins. Wenn jedoch zwei Fahrradschlösser verwendet werden, ist es lästig, diese zu öffnen und zu schließen, insbesondere wenn ein Fahrer in Eile ist. Weiterhin können, selbst wenn zwei Schlösser verwendet werden, Fahrräder noch immer durch das Öffnen oder Entfernen der Schlösser weggefahren und gestohlen werden.
Eine Idee, um zu verhindern, dass Fahrräder entwendet werden, ist das Montieren eines Diebstahlsicherungsapparats im inneren des internen Nabengetriebes, um die Bewegung des Fahrrads einzuschränken, wenn das Getriebe in eine Diebstahlsicherungsposition gestellt ist. Wenn die verschiedenen Betriebspositionen des Fahrradgetriebes durch Fernbedienung von der Lenkstange elektrisch geschaltet werden, dann ist nur ein einfacher Bedienungsvorgang erforderlich, um Diebstahl zu verhindern. Ein derartiger Bedienungsvorgang wird weiter erleichtert, wenn die Betriebspositionen durch einen Motor, der von einem mit angemessener Software laufenden Mikroprozessor angetrieben wird, gesteuert werden. Wenn jedoch der Mikroprozessor wegen statischer Elektrizität, Geräuschen oder anderen derartigen Störungen während des Laufens, wenn die Betriebsposition geschaltet wird, fehlerhaft funktioniert, dann besteht die Gefahr, dass die Betriebsposition fälschlicherweise aus einer Gangschaltungsposition in eine Diebstahlsicherungsposition geschaltet wird, und die Bewegung des Fahrrads wird eingeschränkt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuerungsvorrichtung für ein Fahrrad gemäß Anspruch 1. In bevorzugten Ausführungsformen stellt die Motorsteuerungsvorrichtung sicher, dass das Getriebe nur dann in den Diebstahlsicherungszustand umgeschaltet werden kann, wenn es ungefährlich ist, dies zu tun.
Genauer gesagt, erlaubt die Motorsteuerung das Umschalten des Fahrradgetriebes in den Diebstahlsicherungszustand nur dann, wenn ein Modusschalter in eine Parkposition gestellt ist und/oder wenn sich das Fahrrad nicht bewegt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Motorsteuerungsvorrichtung für ein Fahrrad mit einem Motor, der sich zu einer Vielzahl von ersten Positionen (z. B. Gangschaltungspositionen) und zu einer zweiten Position (z. B. eine Diebstahlsicherungsposition) hin bewegt, einen Signal bereitstellenden Satz, der ein erstes Signal bereitstellt, um dem Motor den Befehl zu erteilen, sich von der Vielzahl erster Positionen zu der zweiten Position hin zu bewegen, und der ein zweites Signal bereitstellt, um dem Motor den Befehl zu erteilen, sich von der zweiten Position zu der Vielzahl erster Positionen hin zu bewegen. Ein Position angebender Satz ist bereitgestellt, um ein Position angebendes Signal, das angibt, wann sich der Motor in einer gewählten der Vielzahl erster Positionen befindet, zu erzeugen, und ein Motor sperrender Satz ist bereitgestellt, um ein Motor sperrendes Signal zu erzeugen, um den Motor daran zu hindern, sich als Reaktion auf das erste Signal zur zweiten Position hin au bewegen, wenn das Position antigebende Signal angibt, dass sich der Motor in der gewählten der Vielzahl erster Positionen befindet.
In einer noch spezifischeren Ausführungsform kann ein Sperrauslösesatz bereitgestellt sein, um ein Sperrauslösesignal zu erzeugen, um es dem Motor zu ermöglichen, sich als Reaktion auf das erste Signal zur zweiten Position hin zu bewegen, wenn das Position angebende Signal angibt, dass sich der Motor in der gewählten der Vielzahl erster Positionen befindet. Ein derartiger Satz kann in Übereinstimmung mit einem Modusschalter, der angibt, dass das Fahrrad zum Beispiel im Parkmodus ist, operieren.
In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Bewegung angebender Satz bereitgestellt sein, um ein Bewegung angebendes Signal, das angibt, ob sich das Fahrrad in einem Zustand gewählter Bewegung, wie beispielsweise Bewegen unterhalb einer spezifizierten Schnelligkeit, befindet, zu erzeugen. In diesem Fall ist der Sperrauslösesatz mit dem Bewegung angebenden Satz gekoppelt und steht das Sperrauslösesignal bereit, wenn das Bewegung angebende Signal angibt, dass sich das Fahrrad in dem Zustand gewählter Bewegung befindet, und wenn das die zweite Position übersteuernde Signal aus dem die zweite Position übersteuernden Satz ausgegeben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads, in der eine besondere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Motorsteuerung angewendet werden kann;
2 ist eine schräge Ansicht einer besonderen Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen Motorsteuerung verwendeten Lenkradsteuerungsmechanismus;
3 ist ein Blockdiagramm einer besonderen Ausführungsform eines elektronischen Steuerungsmechanismus, der mit der erfindungsgemäßen Motorsteuerung verwendet werden kann;
4 ist ein Schaltschema eines elektrischen Schaltkreises, der in der erfindungsgemäßen Motorsteuerung verwendet wird;
5 ist eine Tabelle, die die Betriebszustände der erfindungsgemäßen Motorsteuerung zeigt;
6 ist eine Teil-Querschnittsansicht eines Fahrradnabengetriebes, das eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsapparats umfasst;
7 ist ein Schaubild, dass die Beziehung zwischen einem ersten Sonnenrad und Stoßklinken zeigt, wenn sich das in 6 gezeigte Nabengetriebe in einem vierten Gang befindet;
8 ist ein Schaubild, dass die Beziehung zwischen Arretierklinken, Stoßklinken und einem dritten Sonnenrad zeigt, wenn sich das in 6 gezeigte Nabengetriebe in dem vierten Gang befindet;
9 ist ein Schaubild, dass die Beziehung zwischen einem ersten Sonnenrad und Stoßklinken zeigt, wenn sich das in 6 gezeigte Nebengetriebe in einem arretierten Zustand befindet;
10 ist ein Schaubild, dass die Beziehung zwischen Arretierktinken, Stoßktinken und einem dritten Sonnenrad zeigt, wenn sich das in 6 gezeigte Nabengetriebe in dem arretierten Zustand befindet;
11 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des in 6 gezeigten Diebstahlsicherungsapparats, wenn sich das Fahrrad in Bewegung befindet;
12 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des in 6 gezeigten Diebstahlsicherungsapparats, wenn sich das Fahrrad in einem arretierten Zustand befindet;
13(a)–13(c) sind Ansichten, die den Betrieb des Diebstahlsicherungsapparats aus 6 zeigen;
14 ist ein Flussdiagramm einer besonderen Ausführungsform einer Hauptroutine zur Umschaltungsbearbeitung in einem Umschaltsteuerungsapparat, der eine erfindungsgemäße Motorsteuerung und einen erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsapparat umfasst;
15 ist ein Flussdiagramm, das eine gesamte Passwortbearbeitung in einem Umschaitsteuerungsapparat, der eine erfindungsgemäße Motorsteuerung und einen erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsapparat umfasst, zeigt;
16 ist ein Flussdiagramm, das eine Passwortregistrierungsbearbeitung in einem Umschaltsteuerungsapparat, der eine erfindungsgemäße Motorsteuerung und einen erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsapparat umfasst, zeigt;
17 ist ein Flussdiagramm, das eine automatische Umschaltungsbearbeitung in einem Umschaltsteuerungsapparat, der eine erfindungsgemäße Motorsteuerung und einen erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsapparat umfasst, zeigt;
18 ist ein Flussdiagramm, das eine manuelle Umschaltungsbearbeitung in einem Umschaltsteuerungsapparat, der eine erfindungsgemäße Motorsteuerung und einen erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsapparat umfasst, zeigt;
19 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Fahrradnabengetriebes, das eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsapparats umfasst;
20 ist eine detaillierte (Querschnittsansicht einer besonderen Ausführungsform des in 19 gezeigten Diebstahlsicherungsapparats, wenn sich das Fahrrad in Bewegung befindet;
21 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des in 19 gezeigten Diebstahlsicherungsapparats, wenn sich das Fahrrad in einem arretierten Zustand befindet;
22(a)–22(b) sind Ansichten, die den Betrieb des Diebstahlsicherungsapparats aus 19 zeigen;
23 ist eine Vorderansicht eines in dem Diebstahlsicherungsapparat aus 19 verwendeten Klemmrings;
24 ist ein Schaltschema einer alternativen Ausführungsform eines elektrischen Schaltkreises, der in der erfindungsgemäßen Motorsteuerung verwendet wird; und
25 ist ein Taktdiagramm, das die Ausgabe des in 24 gezeigten monostabilen Vibrators zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads, bei dem eine besondere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsapparats angewendet werden kann. Das Fahrrad umfasst einen Rahmen 1 mit einer doppelt geschweiften Art einer Rahmeneinheit 2 und einer Vordergabel 3; eine Lenkkomponente 4; eine Antriebskomponente 5; ein Vorderrad 6; ein Hinterrad 7, in dem eine interne vier-Gang-Schaltungsnabe 10 montiert ist; Vorder- und Hinterbremsapparate 8 (nur der Vorderbremsapparat ist in der Figur gezeigt); und ein Umschaltsteuerungselement 9 zum bequemen Bedienen der internen Schaltungsnabe 10. Die Antriebskomponente 5 weist eine Zahnradtretkurbel 18, die dem unteren Abschnitt (Tretlagerabschnitt) des Rahmenkörpers 2 bereitgestellt ist, eine um die Zahnradtretkurbel 18 gewickelte Kette 19 und die interne Zahnradnabe 10 auf.
Verschiedene Komponenten, einschließlich eines Sattels 11 und einer Lenkkomponente 4, sind an dem Rahmen 1 angebracht. Ein mit einem Fahrradtempo messenden Leitschalter ausgestatteter Fahrradtemposensor 12 ist auf der Vordergabel 3 montiert. Dieser Fahrradtemposensor 12 gibt ein Fahrradtemposignal aus, indem er einen auf dem Vorderrad 6 montierten Magnet 13 erfasst. Die Lenkkomponente weist einen Lenkerschaft 14, der an dem oberen Abschnitt der Vordergabel 3 befestigt ist, und eine Lenkstange 15, die an dem Lenkerschaft 14 befestigt ist, auf. Bremshebel 16 und Griffe 17, die einen Teil der Bremsapparate 8 ausmachen, sind an jeder Seite der Lenkstange 15 montiert. Ein Umschaltsteuerungselement 9 ist auf dem rechten Bremshebel 16 montiert.
Wie in 2 gezeigt, weist das Umschaltsteuerungselement 9 eine Steuerkonsole 20, die integral mit dem rechten (Vorderrad-) Bremshebel 16 gebildet ist, zwei Steuerknöpfe 21 und 22, die nebeneinander links und rechts auf dem unteren Abschnitt der Steuerkonsole 20 angeordnet sind, eine Steuerskalenscheibe 23, die über den Steuerknöpfen 21 und 22 angeordnet ist, und eine Flüssigkristallanzeige-Komponente 24, die links von der Steuerskalenscheibe 23 angeordnet ist, auf. Das aktuelle Fahrtempo, wie auch die zum Zeitpunkt des Umschalters gewählte Tempostufe, wird auf der Flüssigkristallanzeige-Komponente 24 angezeigt.
Die Steuerknöpfe 21 und 22 sind dreieckige Tastschalter. Der Steuerknopt 21 auf der danken Seite wird verwendet, um Umschaltungen zu einer höheren Tempostufe durchzuführen, während der Steuerknopf 22 auf der rechten Seite verwendet wird, um Umschaltungen zu einer niedrigeren Tempostufe durchzuführen. Die Steuerskalenscheibe 23 wird verwendet, um zwischen zwei Umschaltmodi und einem Parkmodus (P) umzuschalten, und weist drei stationäre Positionen auf: P, A und M. Hierbei beinhaltet der Umschaltungsmodus einen Modus zur automatischen Umschaltung (A) und einen Modus zur manuellen Umschaltung (M). Der Modus zur automatischen Umschaltung dient zum automatischen Umschalten der internen Schaltungsnabe 10 mittels eines Fahrradtemposignals von dem Fahrradtemposensor 12, und der Modus zur manuellen Umschaltung dient zum Umschalten der internen Schaltungsnabe 10 durch die Bedienung der Steuerknöpfe 21 und 22. Der Parkmodus dient zum Arretieren der internen Schaltungsnabe 10 und zum Steuern der Drehung des Hinterrads 7.
Eine Umschaltsteuerungskomponente 25 (3), die zum Steuern des Umschaltens verwendet wird, ist im Inneren der Steuerkonsole 20 untergebracht. Die Umschaltsteuerungskomponente 25 beinhaltet einen Mikrocomputer, der aus einer Zentraleinheit (CPU), einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Festwertspeicher (ROM) und einer Ein-/Ausgabe-Schnittstelle besteht. Wie in 3 gezeigt, ist die Umschaltsteuerungskomponente 25 mit dem Fahrradtemposensor 12, einem Betriebspositionssensor 26, der aus einem Potentiometer (zum Beispiel ein Potentiometer, das die Betätigungsposition der internen Schaltungsnabe 10 misst) zusammengesetzt ist, der Steuerskalenscheibe 23 und den Steuerknöpfen 21 und 22 verbunden. Die Umschaltsteuerungskomponente 25 ist ebenfalls mit einer Stromquelle 27 (die aus einer Batterie besteht), einem Verriegelungssatz 31, einem Motortreiber 28, der Flüssigkristallanzeige-Komponente 24, einer Speicherkomponente 30 und einer anderen Ein-/Ausgabe-Komponente verbunden. Ein Umschaltmotor 29 ist mit dem Motortreiber 28 verbunden. Verschiedene Arten von Daten, wie beispielsweise das unten erörterte Passwort (PW) oder der Reifendurchmesser, werden in der Speicherkomponente 30 gespeichert. Das Verhältnis zwischen der Tempostufe und dem Tempo im Modus zur automatischen Umschaltung wird ebenfalls gespeichert. Die Umschaltsteuerungskomponente 25 steuert den Motor 29 gemäß den verschiedenen Modi, und steuert ebenfalls die Anzeige der Flüssigkristallanzeige-Komponente 24.
Der Verriegelungssatz 31 ist so bereitgestellt, dass der Lauf nicht eingeschränkt wird, wenn die Umschaltsteuerungskomponente 25 fälschlicherweise infolge statischer Elektrizität, Störgeräuschen oder anderer derartiger Störungen während einer Umschalttätigkeit betrieben wird, während sich das Fahrrad fortbewegt. Das Signal von der Steuerskalenscheibe 23 wird dem Verriegelungssatz 31 bereitgestellt. Das Signal von einem P Schalter (in der Figur mit Psw markiert), der erfasst, wann sich die Betriebsposition der internen Schaltungsnabe 10 in der Vierter-Gang-Position, angrenzend an die Arretierposition, befindet, wird ebenfalls eingegeben. Ein zum Verriegeln verwendetes Signal wird vom Verriegelungssatz 31 an den Motortreiber 28 übermittelt.
Wie in 4 gezeigt, besteht der Verriegelungssatz 31 aus Verknüpfungselementen, die vier NICHT-Glieder 33a bis 33d, zwei NOR-Glieder 34a und 34b und ein NAND-Glied 35 umfassen. Die Steuerskalenscheibe 23 ist elektrisch so konfiguriert, dass sie „L" zeigt, wenn sie sich in der Parkposition P befindet. Die Steuerskalenscheibe 23 ist mit dem Eingabeterminal des NICHT-Glieds 33a verbunden, und das Ausgabeterminal des NICHT-Glieds 33a ist mit einem der Eingabeterminals des NOR-Glieds 34a verbunden. Das Ausgabeterminal des NOR-Glieds 34a ist mit dem Eingabeterminal des NICHT-Glieds 33b verbunden, und das Ausgabeterminal des NICHT-Glieds 33b ist mit einem der Eingabeterminal des NAND-Glieds 35 verbunden. Das andere Eingabeterminal des NAND-Glieds 35 ist mit dem Ausgabeterminal OUT2 der Umschaltsteuerungskomponente 25 verbunden. Das Ausgabeterminal des NAND-Glieds 35 ist mit dem Eingabeterminal M2 des Motortreibers 28 über das NICHT-Glied 33c verbunden.
Wenn eine Umschaltung von der Unterseite zur Oberseite (von der Erster-Gang-Seite zu der Vierter-Gang-Seite) vorgenommen wird, gibt die Umschaltsteuerungskomponente 25 ein Signal „L" von dem Ausgabeterminal OUT1 und ein Signal „H" von dem Ausgabeterminal OUT2 aus. Umgekehrt, wenn eine Umschaltung von der Oberseite zur Unterseite vorgenommen wird, wird ein Signal „H" von dem Ausgabeterminal OUT1 ausgegeben, und ein Signal „L" wird von dem Ausgaberterminal OUT2 ausgegeben. Das Ausgabeterminal OUT1 ist mit dem Eingabeterminal M1 des Motortreibers 28 verbunden. Der P-Schalter 32 gibt ein Ankunftssignal „L" aus, wenn die Betriebsposition an der Vierter-Gang-Position neben der Arretierposition ankommt. Der P-Schalter 32 ist mit einem der Eingabeterminals des NOR-Glieds 34b verbunden. Das andere Eingabeterminal des NOR-Glieds 34b äst mit dem Ausgabeterminal OUT1 der Umschaltsteuerungskomponente 25 verbunden. Das Ausgabeterminal des NOR-Glieds 34b ist mit dem Eingabeterminal des NICHT-Glieds 33d verbunden. Das Ausgabeterminal dieses NICHT-Glieds 33d ist mit dem anderen Eingabeterminal des NOR-Glieds 34a verbunden. Derweil ist der Motor 29 mit den Ausgabeterminals MO1 und MO2 des Motortreibers 28 verbunden. Die Hauptwelle dieses Motors 29 wird über einen Reduktionsmechanismus 95 (6) ausgegeben, und der P-Schalter 32 ist mit der Hauptwelle dieses Reduktionsmechanismus 95 verbunden.
5 zeigt die Änderungen in den Signalen des Verriegelungssatzes 31 gemäß verschiedenen Befehlen. Hier werden, in dem Fall einer Bremsbefehlsausgabe gemäß einem Signal von dem Betriebspositionssensor 26 nach Vollendung einer Umschaltung, „H"-Signale von OUT1 und OUT2 ausgegeben. Da ein „H"-Signal in das NOR-Glied 34b eingegeben wird, ist in diesem Fall dessen Ausgabe „L", unabhängig von dem Signal vom Parkschalter, das Signal wird durch das NICHT-Glied 33d invertiert, und ein „H"-Signal wird in das NOR-Glied 34a eingegeben. Daher ist die Ausgabe des NOR-Glieds 34a ebenfalls „L", unabhängig von der Ausgabe von der Steuerskalenscheibe 23. Demgemäß wird ein „H"-Signal in beide Eingabeterminals des NAND-Glieds 35 eingegeben, und dessen Ausgabe wird zu „L". Infolgedessen wird ein „H"-Signal in jedes der Eingabeterminals M1 und M2 des Motortreibers 28 eingegeben, und der Motor 29 wird gebremst.
In dem Fall eines Umschaltens von der Oberseite zur Unterseite wird ein „H"-Signal von OUT1 ausgegeben, und ein „L"-Signal wird von OUT2 ausgegeben. Hier ist dessen Ausgabe wiederum „L", da „H" in das NOR-Glied 34b eingegeben wird, das Signal wird durch das NICHT-Glied 33d invertiert, und ein „H"-Signal wird in das NOR-Glied 34a eingegeben. Daher wird ein „H"-Signal in eines der Eingabeterminals des NAND-Glieds 35 eingegeben, ein „L"-Signal wird in das andere Eingabeterminal des NAND-Glieds 35 eingegeben, und dessen Ausgabe wird „H". Demgemäß wird „H" in das Eingabeterminal M1 des Motortreibers 28 eingegeben, „L" wird in das Eingabeterminal M2 eingegeben, und der Motor 29 dreht sich entgegen dem Uhraeigersinn in 4.
In dem Fall eines Umschaltens von der Unterseite zur Oberseite wird ein „L"-Signal von OUT1 ausgegeben, und ein „H"-Signal wird von OUT2 ausgegeben. Da „L" in das NOR-Glied 34b eingegeben wird, ändert sich in diesem Fall dessen Ausgabe je nach Eingabesignal vom P-Schalter 32. Wenn ein „H"-Signal von dem P-Schalter 32 ausgegeben wird, wird die Ausgabe des NOR-Glieds 34b zu „L". Da ein „H"-Signal in das NOR-Glied 34a eingegeben wird, wird dessen Ausgabe in diesem Fall zu „L", und "H"-Signale werden in die beiden Eingabeterminals des NAND-Glieds 35 eingegeben. Daher wird dessen Ausgabe zu „L", ein „L"-Signal wird in das Eingabeterminal M1 des Motortreibers 28 eingegeben, ein „H"-Signal wird in das Eingabeterminal M2 eingegeben, und der Motor 29 dreht sich im Uhrzeigersinn in 4.
Wenn ein „L"-Signal von dem P-Schalter 32 ausgegeben wird, wird die Ausgabe des NOR-Glieds 34b zu „N". Da ein „L"-Signal von dem P-Schalter 32 ausgegeben wird, wenn eine Umschaltung von der Unterseite zur Oberseite vorgenommen wird, um die Betriebsposition in die Vierter-Gang-Position zu schalten, ist somit die Ausgabe des NOR-Glieds 34b nur zu diesem Zeitpunkt „H", und „L" zu jedem anderen Zeitpunkt. Infolge der Bereitstellung des NOR-Glieds 34b, das ein sich in Abhängigkeit vom Signal vom P-Schalter 32 änderndes Signal ausgibt, ist die Bewegung in die Arretierposition verhindert, selbst wenn die Umschaltsteuerungskomponente 25 versehentlich während eines Umschaltens bedient wird. Genauer gesagt, ein „L"-Signal wird in das NOR-Glied 34a eingegeben, wenn das NOR-Glied 34b ein „H"-Signal ausgibt, und sofern kein „L"-Signal von der Steuerskalenscheibe 23 ausgeben wird, das heißt, sofern die Steuerskalenscheibe 23 nicht zur Parkposition hingedreht ist, werden beide Eingaben des NOR-Glieds 34a „L" sein und die Ausgabe wird „N" sein. Daher wird das „L"-Signal in eines der Eingabeterminals des NAND-Glieds 35 eingegeben. Da ein „H"-Signal in das andere Eingabeterminal des NAND-Glieds 35 eingegeben wird, wird dessen Ausgabe an diesem Punkt zu „N", ein „L"-Signal wird in sowohl das Eingabeterminal M1 als auch das Eingabeterminal M2 des Motortreibers 28 eingegeben und der Motor 29 dreht sich nicht.
Da ein „H"-Signal in eines der Eingabeterminals des NOR-Glieds 34a eingegeben wird, wenn die Steuerskalenscheibe 23 zur Parkposition hingedreht ist, wird dessen Ausgabe zu „L", unabhängig vom dem Zustand des anderen Eingabesignals. Demgemäß sind die beiden Eingabesignale des NAND-Glieds 35 beide „H", dessen Ausgabe ist „L", ein „L"-Signal wird in das Eingabeterminal M1 des Motortreibers 28 eingegeben, ein „H"-Signal wird in das Eingabeterminal M2 eingegeben, und der Motor 29 dreht sich im Uhrzeigersinn in 4, Mit anderen Worten, wenn die Steuerskalenscheibe 23 durch das NOR-Glied 34a zur Parkposition hingedreht wird, wird die Verhinderung der Bewegung in die Arretierposition gelöst, selbst wenn die Betriebsposition die Vierter-Gang-Position ist.
Wenn der Motor 29 ausgestellt ist, werden „L"-Signale von OUT1 und OUT2 ausgegeben. Da ein „L"-Signal in das andere Eingabeterminal des NAND-Glieds 35 eingegeben wird, ist dessen Ausgabe in diesem Fall immer „H", unabhängig von der Signaleingabe in das andere Eingabeterminal, „L"-Signale werden in die Eingabeterminals M1 und M2 des Motortreibers 28 eingegeben und der Motor 20 dreht sich nicht.
Wenn die Umschaltrichtung von der Unterseite zur Oberseite ist, selbst wenn die Umschaltsteuerkomponente 25 wegen statischer Elektrizität, Störgeräuschen oder anderen derartigen äußeren Störungen versehentlich bedient wird, wird mit dem Verriegelungssatz 31 somit die Bewegung in die Arretierposition durch die Hardware verhindert, so dass das normale Fahren des Fahrrads nicht eingeschränkt wird.
Wie in 5 gezeigt, weist die interne Zahnradnabe 10 vor allem eine Nabenachse 41, die an dem hinteren Abschnitt des Fahrradrahmens 1 befestigt ist, einen Treiber 42, der sich um den Außenumfang eines Endes der Nabenachse 41 befindet, ein Nabengehäuse 43, das sich um den Außenumfang der Nabenachse 41 und des Treibers 42 befindet, einen Planetengetriebemechanismus 44 zum Übertragen von Triebkraft zwischen denn Treiber 42 und dem Nabengehäuse 43 und einen Laut erzeugenden Mechanismus 100 für Diebstahlsicherungszwecke auf. Der Planetengetriebemechanismus 44 ist aus insgesamt vier Stufen aufgebaut, einer direkten und drei temposteigernden.
Der Treiber 42 ist ein ungefähr zylindrisches Element, dessen eines Ende drehbar durch die Nabenachse 41 über Kugeln 45 und einen Nabenkonus 46 gestützt ist. Ein Nabenzahnkranz 47 ist als Eingabeelement an einem Ende um den Außenumfang befestigt. Eine Kerbe 42a, die sich in der radialen Richtung von dem Raum in der Mitte nach außen ausdehnt, ist in dem Treiber 42 gebildet. Drei dieser Kerben 42a sind in ungefähr gleichen Winkeln in der Umfangsrichtung gebildet.
Das Nabengehäuse 43 ist ein zylindrisches Element, das in der axialen Richtung eine Vielzahl von Stufen aufweist, und der Treiber 42 ist in einem Gehäuseraum 43a um dessen Innenumfang untergebracht. Eine Seite des Nabengehäuses 43 ist um den Außemumfang des Treibers 42 über Kugeln 50 drehbar gestützt, und die andere durch die Nebenachse 41 über die hageln 51 und einen Nebenkonus 52. Flansche 53 und 54 zum Stützen der Speichen 7a (1) des Hinterrads sind an beiden Enden des Nabengehäuses 43 um den Außenumfang befestigt. Eine Abdeckung 55 ist an der äußeren Seitenwand an einer Seite des Treibers 42 befestigt, und das distale Ende der Abdeckung 55 erstreckt sich, um die Außenumfangsfläche an einem Ende des Nabengehäuses 43 abzudecken. Ein Abdichtungsteilelement 56 ist zwischen der Innenumfangsfläche an dem distalen Ende der Abdeckung 55 und der Außenumfangsfläche des Nabengehäuses 43 positioniert.
Der Planetengetriebemechanismus 44 ist in dem Gehäuseraum 43a im Inneren des Nabengehäuses 43 untergebracht und weist ein erstes, zweites und drittes Sonnenrad 60, 61 und 62, drei Planetenräder 63(a–c) (nur ein Planetenrad ist in den Figuren gezeigt), die mit diesen ineinander eingreifen, und ein Hohlrad 64 auf. Die Sonnenräder 60 bis 62 sind in der axialen Richtung um den Innenumfang des Treibers 42 und den Außenumfang der Nabenachse 41 aufgereiht, und weiterhin können sie sich relativ zur Nabenachse 47 drehen. Die Planetenräder 63 sind über einen Stützstift 65 innerhalb der Kerben 42a in dem Treiber 42 drehbar gestützt. Ein erstes Zahnrad 63a, ein zweites Zahnrad 63b und ein drittes Zahnrad 63c sind integral mit den Planetenrädern 63 gebildet. Das erste Zahnrad 63a und das erste Sonnenrad 60 greifen ineinander ein, das zweite Zahnrad 63b und das zweite Sonnenrad 61 greifen ineinander ein, Land das dritte Zahnrad 63c und das dritte Sonnenrad 62 greifen ineinander ein. Das Hohlrad 64 befindet sich auf der Aueßenumfangsseite der Planetenräder 63, und innere Zähne sind um den Innenumfang gebildet. Dieses Hohlrad 64 und das zweite Zahnrad 63b der Planetenräder 63 greifen ineinander ein.
Wie in 7 bis 10 gezeigt, ist ein Paar stoppender Vorsprünge 41a an den Stellen, wo die Sonnenräder 60 bis 62 angeordnet sind, gebildet. Vier Unterbringungsräume 60a bis 62a sind voneinander entfernt in der Umfangsrichtung um den Innenumfang der Sonnenräder 60 bis 62 gebildet. Das erste Sonnenrad 60 ist in 7 und 9 abgebildet, wohingegen das dritte Sonnenrad 62 in 6 und 10 abgebildet ist. Zwischen der Nabenachse 47 und dem Innenumfang der Sonnenräder 60 bis 62 sind in selektiver Kupplungsmechanismus 70 (6), um das Durchführen einer relativen Drehung der Sonnenräder 60 bis 62 in die Vorwärtsrichtung zu verhindern oder um ihnen eine Drehung relativ zur Nebenachse 47 zu ermöglichen, einen Arretiermechanismus 90, um das Durchführen einer relativen Drehung des dritten Sonnenrads 62 in die engegensetzte Richtung von der Vorwärtsrichtung zu verhindern oder um ihm die Durchführung einer relativen Drehung zu ermöglichen, und einen Betätigungsmechanismus 91, um den selektiven Kupplungsmechanismus 70 und den Arretiermechanismus 90 zu betätigen. Diese, Betätigungsrnechanismus 91, Arretierrnechanismus 90 und Laut erzeugende Mechanismus 100, machen einen Diebstahlsicherungsapparat aus.
Der selektive Kupplungsmechanismus 70 übt eine Funktion aus, wobei er gezielt eines der drei Sonnenräder 60 bis 6 mit der Nebenachse 41 verknüpft, und eine Funktion, wobei er keins der Sonnenräder 60 bis 62 mit der Nebenachse 41 verknüpft. Der selektive Kupplungsmechanismus 70 weist eine Vielzahl von Stoßklinken 71, 72 und 73 auf, die in den Unterbringungsräumen 60a bis 62a der Sonnenräder 60 bis 62 angeordnet sind und deren distale Enden mit den stoppenden Vorsprüngen 41a der Nebenachse 41 ineinander eingreifen können, und weist ringförmige Drahtfedern 74, 75 und 76 zum Treiben der distalen Enden der Stoßklinken 71 bis 73 zur Nebenachse 41 hin auf. Die Stoßklinken 71 bis 73 sind an ihren Basisenden in den Klinkenunterbringunagsräumen 60a bis 62a, wo sie einander gegenüber liegen, schwingbar gestützt und können an ihren distalen Enden mit den stoppenden Vorsprüngen 4ia ineinander greifen. Wenn die Stoßklinken 71 bis 73 von den stoppenden Vorsprüngen 41a der Nebenachse 41 gestoppt werden und dadurch mit der Nebenachse 41 verknüpft werden, können sich die Sonnenräder 60 bis 62 nicht mehr in die Vorwärtsrichtung (im Uhrzeigersinn in 7) in Bezug auf die Nabenachse 41 drehen, aber sie können eine relative Drehung in die entgegengesetzte Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn in 7) durchführen. Wenn die Stoßklinken gelöst werden, ist ein relative Drehung in beide Richtungen möglich.
Der Arretiermechanismus 90, wie in 8 gezeigt, weist ein Paar Arretierklinken 92 auf, die in der Lage sind, an ihren distalen Enden mit den stoppenden Vorsprüngen 41a der Nebenachse 47 an der Innenfläche des dritten Sonnenrads 62 ineinander einzugreifen, und die in dem Klinkengehäuseraum 62a des dritten Sonnenrads 62 positioniert sind. Die distalen Enden der Arretierktinken 92 werden durch die Drahtfeder 76, die die Stoßklinken 73 treibt, in Richtung auf die Nabenachse 4t getrieben. Die Arretierklinken 92 sind an ihren Basisenden in einem anderen, dem Klinkengehäuseraum 62a, in dem die Stoßklinke 73 untergebracht ist, entgegengesetzten Klinkengehäuseraum 62a schwingbar gestützt und sind in der Lage, an ihren distalen Enden mit den stoppenden Vorsprüngen 41a auf der entgegengesetzten Seite der Stoßklinken 73 ineinander einzugreifen. Wenn die Arretierklinken 92 von den stoppenden Vorsprüngen 41a der Nabenachse 41 gestoppt und dadurch mit der Nabenachse 41 verknüpft werden, kann sich das dritte Sonnenrad 62 nicht mehr in die entgegengesetzte Richtung der Vorwärtsrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn in 8) relativ drehen, aber es kann sich in die Vorwärtsrichtung (im Uhrzeigersinn in 8) relativ drehen. Wenn die Arretierklinken gelöst werden, ist eine relative Drehung in beide Dichtungen möglich.
Der Betätigungsmechanismus 91 weist eine Hülse 77 auf. Die Hülse 77 ist über den Außenumfang der Nabenachse 41 drehbar gepasst und weist eine Vielzahl von Antriebsnockenkomponenten 94a und Arretiernockenkomponenten 94b an den Stellen auf, an denen die Stoßklinken 71 bis 73 und die Arretierklinken 92 auf dem Außenumfang angeordnet sind. Wenn diese Antriebsnockenkomponenten 94a eine beliebige der Stoßklinken 71 bis 73 anschlagen und die Arretiernockenkomponenten 94b die Arretierklinken 92 anschlagen, werden die angeschlagenen Klinken angehoben, und die Verknüpfung zwischen der Nabenachse 41 und den Sonnenrädern 60 bis fit wird durch diese Klinken gelöst. Ein Operator 78 ist an einem Ende der Hülse 77 befestigt, und die Hülse 77 kann durch die Drehung des Operators 78 gedreht werden. Die Drehung der Hülse 77 bewirkt dann, dass die Nockenkomponenten 94 die Stoßklinken 71 bis 73 und die Arretierklinken 92 gezielt betätigen, so dass die Verknüpfung und das arretieren der Sonnenräder 60 bis fit mit der Nebenachse 41 gesteuert werden.
Wie in 6 gezeigt, ist ein Reduktionsmechanismus 95 mit dem Operator 78 verknüpft. Der Reduktionsmechanismus 96 reduziert das Drehtempo des Umschaltmotors 29 und überträgt Drehung auf den Operator 78. Der Betätigungspositionssensor 26, der zum Befestigen der Hülse 77 der internen Schaltungsnabe 10 in einer der Betätigungspositionen VP (in einer der Umschaltpositionen V1 bis V4 der Tempostufen oder in der arretierten Position P) verwendet wird, ist im Inneren des Reduktionsmechanismus 95 angeordnet.
Mit einer derartigen Struktur wird ein großer temposteigernder Kraftübertragungsweg mit der größten temposteigernden Übersetzung geschaffen, wenn die Stoßklinke 71 einen stoppenden Vorsprung 41a der Nebenachse 41 anschlägt und das erste Sonnenrad 60 gewählt wird; in mittlerer temposteigernder Kraftübertragungsweg mit der zweitgrößten temposteigernden Übersetzung wird geschaffen, wenn das zweite Sonnenrad 61 gewählt wird; und ein kleiner temposteigernder Kraftübertragungsweg mit der kleinsten temposteigernden Übersetzung wird geschaffen, wenn das dritte Sonnenrad 62 gewählt wird. Wenn keins der Sonnenräder gewählt worden ist, dann wird ein direkt gekoppelter Kraftübertragungsweg geschaffen. Wenn die Arretierklinken 92 die stoppenden Vorsprünge 41a der Nebenachse 41 anschlagen, wird die Drehung des dritten Sonnenrads 62 ebenfalls in die entgegengesetzte Richtung von der Vorwärtsrichtung arretiert, und wenn ein anderes Sonnenrad (wie beispielsweise das erste Sonnenrad 60) mit der Nabenachse 41 durch die Stoßklinken verknüpft wird, wird die interne Schaltungsnabe 10 arretiert.
eine erste Einwegkupplung 80 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Nabengehäuses 43 und der Außenumfangsfläche am anderen Ende des Treibers 42 bereitgestellt. Eine zweite Einwegkupplung 81 ist zwischen der Innenumfangsfläche des Nabengehäuses 43 und der Außenumfangsfläche des Hohlrads 64 bereitgestellt. Diese Einwegkupplungen 80 und 81 sind beide von der Art einer Rollen-Einwegkopplungen, was im Leerlauf das Geräusch, wenn eine Umschaltung vorgenommen wird, reduziert, den Stoß, wenn eine Umschaltung vorgenommen wird, abschwächt und ein weicheres Umschalten ermöglicht.
Der Laut erzeugende Mechanismus 100 ist am linken Ende (in 6) der Nabenachse 41 innerhalb des Nabengehäuses 43 bereitgestellt. Wie in 11 bis 13 gezeigt, weist der Laut erzeugende Mechanismus 100 eine Federscheibe 101, die sich integral mit der Hülse 77 dreht, eine Geräusch emittierende Nocke 102, die auf der Nabenachse 41 so positioniert ist, dass sie sich in der axialen Richtung bewegen, sich aber nicht drehen kann, eine Geräusch emittierende Unterlegscheibe 103, die gegen die Geräusch emittierende Nocke 102 drückt, und ein Geräusch emittierende Feder 104, die in einem komprimierten Zustand zwischen der Geräusch emittierenden unterlegscheibe 103 und dem Nabenkonus 52 angeordnet ist, auf.
Die Federscheibe 101 ist ein Element, das nicht drehbar durch die Hülse 77 gestoppt wird, und sie weist um ihren Außenumfang einen Eingriffsdorn 105 auf, der die Geräusch emittierende Nocke 102 anschlägt. Die Geräusch emittierende Nocke 102 weist einen zylindrischen Nockenkörper 106 und eine Stoppscheibe 107, die den Nockenkörper 106 und die Nebenachse 41 stoppt, so dass sie sich in die axiale Richtung bewegen können, sich aber nicht drehen können, auf. Eine Nockenkomponente 108, die den Eingriffsdorn 105 anschlägt, ist an dem rechten Ende (in 13A) des Nockenkörpers 106 gebildet. Die Nockenkomponente 108 ist so gebildet, dass der Nockenkörper 106 durch die Drehung der Hülse 77 axial nach links zur arretierten Position P hin bewegt wird. Eine große Zahl Geräusch emittierende Rillen 109 sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung an dem linken Ende des Nockenkörpers 106 gebildet. Die Geräusch emittierenden Rillen 109 sind in die Vorwärtsrichtung geneigt.
Die Geräusch emittierende Unterlegscheibe 103 weist einen scheibenförmigen Unterlegscheibenkörper 110 und eine Sperrklinke 111 auf, die auf dem Unterlegscheibenkörper 110 schwingbar gestützt ist. Zahlreiche Geräusch emittierende Dorne 112, die mit den Geräusch emittierenden Rillen 109 in Eingriff kommen, sind um den Außenumfang des Unterlegscheibenkörpers 110 gebildet. Die Sperrklinke 111 kann mit den Klinkenzähnen 113, die auf der Innenumfangsfläche des Nabengehäuses 43 gebildet sind, ineinander eingreifen, wenn sich das Nabengehäuse 43 in die Vorwärtsrichtung dreht. Dieser Laut erzeugende Mechanismus 100 emittiert Geräusch durch die Vibration der Geräusch emittierenden Unterlegscheibe 103, wenn sich die Hülse 77 in der arretierten Position befindet und wenn sich das Hinterrad 7 in die Vorwärtsrichtung dreht.
Umschalten und Arretieren werden durch das Betätigen des Umschaltmotors 29 durch Moduswahl mit der Steuerskalenscheibe 23 des Umschaltsteuerungselements 9, durch einen Umschaltvorgang mit den Steuerknöpfen 21 und 22 und durch das Drehen der Hülse 77 über den Operator 78 durchgeführt. 14 ist ein Flussdiagramm, das die Betätigung und Steuerung der Umschaltsteuerungskomponente 25 illustriert.
Wenn Energie eingeschaltet wird, wird in der Stufe S1 die Initialisierung durchgeführt. Hier werden zur Berechnung des Tempos verwendete Umfangsdaten auf einen Durchmesser von 26 Inch gestellt, und die Geschwindigkeitsstufe wird in den zweiten Gang (V2) gestellt, In der Stufe S2 wird entschieden, ob die Steuerskalenscheibe 23 in den Parkmodus gestellt worden ist. In der Stufe S3 wird entschieden, ob die Steuerskalenscheibe 23 in den Modus zur automatischen Umschaltung gestellt worden ist. In der Stufe S4 wird entschieden, ob die Steuerskalenscheibe 23 in den Modus zur manuellen Umschaltung gestellt worden ist. In der Stufe S5 wird entschieden, ob eine andere Bearbeitung, wie beispielsweise Reifendurchmessereingabe, gewählt worden ist.
Wenn die Steuerskalenscheibe 23 zur Position P hingedreht wird und in den Parkmodus gestellt wird, erfolgt der Fluss von der Stufe S2 zur Stufe S10. In der Stufe S10 wird die Skalenscheiben-P-Bearbeitung, die in 15 gezeigt ist, ausgeführt. Wenn die Steuerskalenscheibe 23 zur Position A hin gedreht und in den Modus zur automatischen Umschaltung gestellt wird, erfolgt der Fluss von der Stufe S3 zur Stufe 511. In der Stufe S11 wird die automatische Umschaltbearbeitung, die in 17 gezeigt ist, ausgeführt. Wenn die Steuerskalenscheibe 23 zur Position M hingedreht und in den Modus zur manuellen Umschaltung gestellt wird, erfolgt der Fluss von der Stufe S4 zur Stufe S12. In der Stufe S12 wird die manuelle Umschaltbearbeitung, die in 18 gezeigt ist, ausgeführt. Wenn andere Bearbeitungen gewählt werden, erfolgt der Fluss von der Stufe S5 zur Stufe S13, und die gewählte Bearbeitung wird ausgeführt.
Mit der Skalenscheiben-P-Bearbeitung in der Stufe S10 wird entschieden, ob seit dem Hindrehen der Skalenscheibe zur Position P in der Stufe S21 aus 15 30 Sekunden verstrichen sind. In der Stufe S22 wird entschieden, ob das Passwort PW registriert worden ist. Dies wird auf der Grundlage entschieden, ob das Passwort PW schon in der Speicherkomponente 30 gespeichert worden ist. Wenn das Passwort schon registriert worden ist, geht der Fluss weiter zur Stufe S23.
In der Stufe S23 wird entschieden, ob der linke Steuerknopf 21 bedient worden ist. Der Zweck der Bedienung der Steuerknöpfe 21 und 22 ist es hier, das Passwort zum Entriegeln der arretierten internen Schaltungsnabe 10 einzugeben. In der Stufe S24 wird entschieden, ob der rechte Steuerknopf 22 bedient worden ist. In der Stufe S25 wird entschieden, ob das Passwort LR, das durch die Bedienung der beiden Steuerknöpfe 21 und 22 eingegeben wurde, mit dem registrierten Passwort PW übereinstimmt. Wenn es keine Übereinstimmung gibt, geht der Fluss weiter zur Stufe S26. In der Stufe S26 wird entschieden, ob das Passwort noch immer nicht übereinstimmt, nachdem es dreimal eingegeben worden ist. Wenn es noch nicht dreimal eingegeben worden ist, kehrt der Fluss zur Stufe S23 zurück, und die Wieder-Eingabe des Passworts wird erlaubt. Wenn das Passwort nach drei Eingaben nicht mit dem registrierten Passwort PW übereinstimmt, geht der Fluss weiter zur Stufe S27. In der Stufe S27 wartet das System für 10 Minuten, und wenn 10 Minuten vergangen sind, kehrt der Fluss zur Stufe S23 zurück, und die Wieder-Eingabe des Passworts wird erlaubt.
Nachdem 30 Sekunden vergangen sind, seitdem die Skalenscheibe zur P-Position hingedreht wurde, geht der Fluss von der Stufe S21 weiter zur Stufe S34. In der Stufe S30 wird der Umschaltmotor 29 von dem Motortreiber 28 angetrieben, und die Betätigungsposition VP wird zur arretierten Position P gestellt. Infolgedessen wird die Hülse 77 über den Operator 78 gedreht, die Stoßklinke 71 wird, wie in 9 und 10 gezeigt, so angehoben, dass das erste Sonnenrad 60 und die Nabenachse 41 lediglich in der Vorwärtsrichtung arretiert sind, und die Arretierklinken 92 werden so angehoben, dass das dritte Sonnenrad 82 und die Nabenachse 41 nicht drehbar in der entgegengesetzten Richtung der Vorwärtsrichtung arretiert sind. Wenn die beiden Sonnenräder 60 und 62 somit arretiert sind, wird das System, wenn ein Versuch unternommen wird, den Treiber 42 durch das Drehen des Tretkurbelrads 18 zu drehen, versuchen, die größte Hochschaltung vorzunehmen, da das erste Sonnerad 60 in der Vorwärtsrichtung arretiert ist, aber da sich das dritte Sonnenrad 62 nicht rückwärts drehen kann, ist der Planetengetriebemechanismus 44 arretiert und kann sich nicht bewegen. Demgemäß kann das Fahrrad nicht weggefahren werden, was den Diebstahl erschwert.
Wenn an diesem Punkt das Fahrrad von Hand geschoben wird, wird es die Einwegkupplung 80 ermöglichen, dass es sich vorwärts bewegt, selbst wenn der Planetengetriebemechanismus 44 arretiert ist. Wenn jedoch die Hülse 77 in die arretierte Position P gedreht wird, wird der Nockenkörper 106 des Laut erzeugenden Mechanismus 100 durch den Eingriffsdorn 105 der Federscheibe 101, die sich entlang mit der Hülse 77 dreht, gedrückt und wird sich von der in 13 durch (A) angegebenen Position zu den in 13 durch (B) und (C) angegebenen Positionen bewegen (das heißt, er wird sich in der axialen Richtung nach links bewegen). infolgedessen greift die Sperrklinke 111 der Geräusch emittierenden Unterlegscheibe 103 mit den Klinkenzähnen 113 des Nabengehäuses 43 ineinander ein und dreht sich integral mit dem Nebengehäuse 43 nur in der Vorwärtsrichtung. An diesem Punkt gehen die Geräusch emittierenden Dorne 112 der Geräusch emittierenden Unterlegscheibe 103 in die Geräusch emittierenden Rillen 109 der Geräusch emittierenden Nocke 102 hinein und aus diesen heraus und erzeugen dabei einen lauten Einschlaglaut. Folglich wird ein lautes Geräusch verursacht, wenn das Fahrrad in einem arretierten Zustand von Hand geschoben wird, und dies schreckt ebenfalls vom Diebstahl ab.
Wenn das Password PW noch nicht registriert worden ist, geht der Fluss von der Stuffe S22 zur Stuffe S31. In der Stufe S31 wird die in 16 illustrierte Coderegistrierungsbearbeitung ausgeführt. Hier wird entschieden, ob der Steuerknopf 21 in der Stufe S4 aus 16 bedient wurde. Wenn der Steuerknopf 21 bedient wurde, geht der Fluss zur Stufe S42, und die linke Zahl L (eine zehnstellige Zahl) wird um eins erhöht. In der Stufe S43 wird entschieden, ob der Steuerknopf 22 bedient wurde. Der Fluss kehrt zur Stufe S41 zurück, bis der Steuerknopf 22 gedrückt wird, und die linke Zahl L wird um eins erhöht. Wenn der Steuerknopf 22 bedient wird, geht der Fluss zur Stufe S44, und die rechte Zahl R (eine einstellige Zahl) wird um eins erhöht. In der Stufe S45 wird entschieden, ob der Steuerknopf 21 wiederum bedient wurde. Der Fluss kehrt zur Stufe S43 zurück, bis der Steuerknopf 21 bedient wird, und die rechte Zahl R wird um eins erhöht. Wenn der Steuerknopf 21 bedient wird, geht der Fluss zur Stufe S46, und die Eingabezahl LR wird als Passwort PW in der Speicherkomponente 30 gespeichert. Ein Passwort PW wird somit registriert, nachdem es aus 100 zweistelligen Zahlen LR aus dem Bereich von „00" bis „99" gewählt worden ist.
Wenn in der Stufe S23 entschieden wird, dass der Steuerknopf 21 während des Entriegelns bedient wurde, geht der Fluss zur Stufe S32 weiter. In der Stufe S32 wird die linke Zahl L um eins erhöht, genau wie bei der Registrierung des Passworts. Wenn entschieden wird, dass der Steuerknopf 22 bedient wurde, geht der Fluss von der Stufe S24 zur Stufe S33. In der Stufe S33 wird die rechte Zahl R um eins erhöht, genau wie bei der Registrierung des Passworts. Wenn die Eingabezahl LR mit dem Passwort PW in der Stufe S25 übereinstimmt, geht der Fluss zur Stufe S34, und die Betätigungsposition VP wird in den ersten Gang V1 gestellt. infolgedessen wird die Hülse 77 von dem Umschaltmotor 29 gedreht und am ersten Gang V1 positioniert, die Arretierklinke 92 des dritten Sonnenrads 62 kommt heraus und eile Stoßklinken 71 bis 73 kommen heraus. Dies bedeutet, dass sich eile Sonnenräder 60 bis 62 in Bezug auf die Nabenachse 41 drehen können. Infolgedessen wird die Drehung des Treibers 42 direkt auf das Nabengehäuse 43 über die erste Einwegkupplung 80 übertragen, wenn das Fahrrad gefahren wird.
Mit der automatischen Umschaltbearbeitung von Stufe S11 wird die Betätigungsposition VP auf in dem Fahrradtempo SP entsprechende Tempostufe gestellt. Wenn sich die Position davon unterscheidet, werden Umschaltungen dorthin einen Gang nach dem anderen vorgenommen. Hier, in der Stufe S51 in 17, wird auf der Basis des Temposignals vom Fahrradtemposensor 12 entschieden, ob das Fahrradtempo SP bei oder unter dem Tempo S1 liegt. In der Stufe S52 wird entschieden, ob das Fahrradtempo SP über dem Tempo S1 und bei oder unter dem Tempo S2 liegt. In der Stufe S53 wird entschieden, ob das Fahrradtempo SP über dem Tempo S2 und bei oder unter dem Tempo S3 liegt. In der Stufe S54 wird entschieden, ob das Fahrradtempo SP über dem Tempo S3 liegt.
Wenn das Fahrradtempo SP gering ist (bei oder unter dem Tempo S1), geht der Fluss von der Stufe S51 zur Stufe S55. In der Stufe S55 wird entschieden, ob die aktuelle Betätigungsposition VP der erste Gang V1 ist. Wenn die Betätigungsposition VP nicht der erste Gang V1 ist, geht der Fluss weiter zur Stufe S56, und die Betätigungsposition VP wird eine Tempostufe nach der anderen zum ersten Gang V1 eingestellt. Wenn das Fahrradtempo SP relativ Langsam ist (über denn Tempo S1 und bei oder unter dem Tempo S), geht der Fluss von der Stufe S52 zur Stufe S57. In der Stufe S57 wird entschieden, ob die aktuelle Betätigungsposition VP der zweite Gang V2 ist. Wenn die Betätigungsposition VP nicht der zweite Gang 112 ist, geht der Fluss weiter zur Stufe S58, und die Betätigungsposition VP wird eine Tempostufe nach der anderen zum zweiten Gang V2 eingestellt. Wenn das Fahrradtempo SP relativ schnell ist (über dem Tempo S2 und bei oder unter dem Tempo S3), geht der Fluss von der Stufe S53 zur Stufe S59. In der Stufe S59 wird entschieden, ob die aktuelle Betätigungsposition VP der dritte Gang V3 ist. Wenn die Betätigungsposition VP nicht der dritte Gang V3 ist, geht der Fluss weiter zur Stufe S60, und die Betätigungsposition VP wird in Tempostufe nach der anderen zum dritten Gang V3 eingestellt. Wenn das Fahrradtempo SP hoch ist (über dem Tempo S3), geht der Fluss von der Stufe S54 zur Stufe S61. In der Stufe S67 wird entschieden, ob die aktuelle Betätigungsposition VP der vierte Gang V4 ist. Wenn die Betätigungsposition VP nicht der vierte Gang V4 ist, geht der Fluss weiter zur Stufe S62, und die Betätigungsposition VP wird eine Tempostufe nach der anderen zum vierten Gang V4 eingestellt.
Wenn das erste Sonnenrad 60 und die Nabenachse 41 durch den Umschaltmotor 29 verknüpft sind, ist das Fahrrad hier im vierten Gang V4, der von dem Kettenrad an den Treiber 42 eingegebene Drehung ist durch die größte Gangübersetzung, die von der Zahl der Zähne auf dem ersten Sonnenrad 60, denn ersten Zahnrad 63a und dem zweiten Zahnrad 63b der Planetenräder 63 und dem Hohlrad 64 bestimmt wird, erhöht, und diese Drehung wird auf das Nabengehäuse 43 über die zweite Einwegkupplung 81 übertragen. Wenn das zweite Sonnenrad 61 gewählt und mit der Nabenachse 41 verknüpft ist, befindet sich das Fahrrad im dritten Gang V3, die Drehung des Treibers 42 ist durch eine mittlere (die zweitgrößte) Gangübersetzung, die durch die Zahl der Zähne auf dem zweiten Sonnenrad 61, dem zweiten Zahnrad 63b der Planetenräder 63 und dem Hohlrad 64 bestimmt wird, erhöht, und diese Drehung wird auf das Nabengehäuse 43 über die zweite Einwegkupplung 81 überfragen. Wenn das dritte Sonnenrad 62 gewählt und mit der Nabenachse 4 verknüpft ist, befindet sich das Fahrrad im zweiten Gang V2, die Drehung des Treibers 42 ist durch die kleinste Gangübersetzung, die durch die Zahl der Zähne auf dem dritten Sonnenrad 62, dem zweiten Zahnrad 63b und denn dritten Zahnrad 63e der Planetenräder 63 und dem Hohlrad 64 bestimmt wird, erhöht, und diese Drehung wird auf das Nabengehäuse 43 über die zweite Einwegkupplung 81 übertragen. Wenn keins der Sonnenräder 60 bis 82 gewählt ist, wird der erste Gang V1 eingelegt, und die Drehung des Treibers 42 wird, wie oben, direkt auf das Nabengehäuse 43 übertragen. Nicht gewählte Sonnenräder führen in Bezug auf die Nebenachse 41 eine relative Drehung in die entgegengesetzte Richtung von der Vorwärtsrichtung durch. Wenn ein beliebiges der Sonnenräder gewählt ist und das Tempo durch den Planetengetriebemechanismus 44 gesteigert wird, führen der Treiber 42 und das Nabengehäuse 43 in relative Drehung in die Richtung durch, in die in Ineinander-Greifen mit der ersten Einwegkupplung 80 gelöst wird.
Mit der manuellen Umschaltbearbeitung von der Stufe S12 werden Gangschaltungen eine nach der anderen durch die Bedienung der Steuerknöpfe 21 und 22 vorgenommen. in der Stufe S71 aus 18 wird entschieden, ob der Steuerknopf 21 bedient wurde. In der Stufe S72 wird entschieden, ob der Steuerknopf 22 bedient wurde. Wenn der Steuerknopf 21 bedient wird, geht der Fluss von der Stufe S71 zur Stufe S73. In der Stufe S73 wird entschieden, ob die aktuelle Betätigungsposition VP der vierte Gang V4 ist. Wenn die aktuelle Betätigungsposition VP der vierte Gang V4 ist, geht der Fluss weiter zur Stufe S74, und der vierte Gang V4 wird beibehalten, ohne dass eine Umschaltung vorgenommen wird. Wenn die aktuelle Betätigungsposition VP nicht der vierte Gang V4 ist, dann geht der Fluss zur Stufe S75, und die Betätigungsposition VP wird um eine Tempostufe nach oben bewegt. Wenn der Steuerknopf 22 bedient wird, geht der Fluss von der Stufe S71 zur Stufe S76. In der Stufe S76 wird entschieden, ob die aktuelle Betätigungsposition VP der erste Gang V1 ist. Wenn die aktuelle Betätigungsposition VP der erste Gang V1 ist, geht der Fluss weiter zur Stufe S77, und der erste Gang V1 wird beibehalten, ohne dass eine Umschaltung vorgenommen wird. Wenn die aktuelle Betätigungsposition VP nicht der erste Gang V1 ist, geht der Fluss zur Stufe S78, und die Betätigungsposition VP wird um eine Tempostufe nach unten bewegt. Während dieser Umschaltungen werden die Messergebnisse von dem Betätigungspositionssensor 26 mit den Positionsangaben für jede Betätigungsposition, die im voraus in der Speicherkomponente 30 gespeichert wurden, verglichen, die Ergebnisse werden verwendet, um eine Positionssteuerung des Umschaltmotors 29 durchzuführen.
Bei diesem automatischen und manuellen Umschalten wird die Betriebsposition sich nicht von der Vierter-Gang-Position V4 zur Arretierposition P bewegen, selbst wenn die Umschaltsteuerungskomponente 25 wegen statischer Elektrizität, Geräuschen oder anderer derartiger Störungen während einer Umschaltung von der unteren Seite (Erster-Gang-Seite) zur Oberseite (Vierter-Gang-Seite) fälschlicherweise bedient wird, weil sich der Verriegelungssatz 31 zwischen der Umschaltsteuerungskomponente 25 und dem Motortreiber 28 befindet. Demgemäß wird es keine Einschränkung des normalen Betriebs der Übertragung durch den Arretiermechanismus geben, während sich das Fahrrad in Bewegung befindet.
Gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht das Eingeben des Parkmodus mit der Hilfe der Steuerskalenscheibe 23, diesen Modus beizubehalten, solange das eingegebene Passwort nicht mit dem registrierten Passwort übereinstimmt, und damit behindert es das Entriegeln des Diebstahlsicherungsapparats, das den Arretiermechanismus 90 beinhaltet. zusätzlich ermöglicht das Eingeben des Parkmodus mit der Hilfe der Steuerskalenscheibe 23 dem Planetengetriebemechanismus 44, durch den Arretiermechanismus 90 arretiert zu werden, und dem Laut erzeugenden Mechanismus 100, einen Laut zu verursachen, wodurch es einer nicht authorisierten Person unmöglich gemacht wird, das Fahrrad wegzufahren, und ein Laut erzeugt wird, wenn das Fahrrad geschoben wird. Diese Anlage kann Fahrraddiebstahl minimieren.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde ein Arretiermechanismus 90 zwischen einer Nebenachse 41 und einem Sonnenrad S2, das eine relativ Drehung durchführte, bereitgestellt, und ein Laut erzeugender Mechanismus 100 wurde separat zwischen der Nebenachse 41 und dem Nabengehäuse 43 bereitgestellt, um einen Diebstahl zu verhindern. Es ist jedoch ebenfalls möglich, einen Diebstahlsicherungsapparat 85, der mit Laut erzeugenden und Arretierfunktionen ausgestattet ist, zwischen der Nebenachse 41 und dem Nabengehäuse 43 zu positionieren, das heißt, den Apparat einer laufenden Komponente bereitzustellen, die eine relative Drehung durchführt, wie in 19 gezeigt.
Wie in 19 gezeigt, weist eine interne Schaltungsnabe 10a einen Diebstahlsicherungsapparat 85 auf, bei dem der Laut erzeugende Mechanismus 100 aus 6 mit einer Arretierfunktion zusätzlich zu einer Laut erzeugenden Funktion ausgestattet ist. Das Sonnenrad 62 weist daher keine Arretierklinken auf. Mit Ausnahme der Anwesenheit des Diebstahlsicherungsapparats 85 weist diese Ausführungsform dieselbe Struktur und denselben Betrieb wie die in 6 gezeigte Ausführungsform auf, und eine entsprechende Beschreibung wird daher weggelassen werden.
Der Diebstahlsicherungsapparat 85 ist an dem linken Ende (in 19) der Nebenachse 41 innerhalb des Nabengehäuses 43 bereitgestellt. Wie in 20 bis 22 gezeigt, weist der Diebstahlsicherungsapparat 85 eine Federscheibe 101a, die sich integral mit der Hülse 77 dreht, eine bewegliche Nocke 102a, ein bewegliches Element 103a, eine bewegliche Feder 104a und einen Klemmring 114 auf. Die bewegliche Nocke 102a ist nicht drehbar installiert, kann sich aber in Bezug auf die Nabenachse 41 axial bewegen. Das bewegliche Element 103a drückt gegen die bewegliche Nocke 102a, die bewegliche Feder 104a ist in einem komprimierten Zustand zwischen denn beweglichen Element 103a und einem Nabenkonus 52 angeordnet, und der Klemmring 114 ist gegen das bewegliche Teilelement 103a gedrückt.
Die Federscheibe 101a ist ein Element, das nicht drehbar durch die Hülse 77 gestoppt wird, und sie weist um ihren Außenumfang einen Eingriffsdorn 105a auf, der an die bewegliche Nocke 102a schlägt. Die bewegliche Nocke 102a weist einen zylindrischen Nockenkörper 106a und eine Stoppscheibe 107a auf, die den Nockenkörper 106a und die Nabenachse 41 stoppt, so dass sie sich in die axiale Richtung bewegen, sich aber nicht drehen können. Eine Nockenkomponente 108a, die an den Eingriffsdorn 105a schlägt, ist an dem rechten Ende (in 20) des Nockenkörpers 106a gebildet. Die Nockenkomponente 108a ist so gebildet, dass der Nockenkörper 106a durch die Drehung der Hülse 77 axial nach rechts in die Richtung der arretierten Position P bewegt wird.
Das bewegliche Element 103a weist eine scheibenförmige Flanschkomponente 115 und eine zylindrische Komponente 116, die integral entlang dem Innenumfang der Flanschkomponente 115 gebildet ist, auf. Eine Stufe 115a ist auf der Flanschkomponente 115 gebildet, in ihrem Mittelabschnitt, mit Blick in die radiale Richtung. Ein Klemmring 114 ist durch die Stufe 115a drehbar gestützt. Wie in 23 gezeigt, sind jeweilige radiale Unregelmäßigkeiten 114a (nur jene, die sich auf der Seite des Klemmrings 114 befinden, sind gezeigt) auf der Oberfläche der Flanschkomponente 115, dem Klemmring 114 gegenüberliegend, und auf der Oberfläche des Klemmrings 114, der Flanschkomponente 115 gegenüberliegend, gebildet. Die Anwesenheit derartiger Unregelmäßigkeiten 114a erhöht die Reibungskraft zwischen dem Klemmring 114 und den beweglichen Element 103a und bewirkt, dass diese Komponenten vibrieren und während der relativen Drehung einen Laut verursachen. Kerbzähne 114b sind auf dem Außenumfangsabschnitt des Klemmrings 174 gebildet, wie in 23 gezeigt. Diese Kerbzähne 114b können mit auf der Innenumfangsfläche des Nabengehäuses 43 gebildeten Kerbzähnen 113a in Eingriff kommen.
Vier Vorsprünge 116a sind auf der Innenumfangsfläche der zylindrischen Komponente 116 gebildet, wie in 23 gezeigt. Die Vorsprünge 116a greifen in vier Rillen 41c, die in der Außenumfangsfläche der Nebenachse 41 gebildet sind; ein. Infolge dieser Anordnung ist das bewegliche Element 103a durch die Nebenachse 41 nicht drehbar gestützt , kann sich aber in der axialen Richtung bewegen. Ein Gewinde und eine Stopprille sind in der Außenumfangsfläche der zylindrischen Komponente 116 gebildet. Ein Druckring 177 ist um die Außenseite der zylindrischen Komponente 116 montiert, wie in 20 gezeigt. Der Druckring 117, der auf der zylindrischen Komponente 116 nicht drehbar gestützt ist, sich aber in der axialen Richtung bewegen kann, kann mit dem Klemmring 714 in Kontakt kommen. Zusätzlich ist eine Druckmutter 118 auf den Außenumfang am linken Ende der zylindrischen Komponente 116 geschraubt. Eine kegelförmige Tellerfeder 119 ist zwischen der Druckmutter 118 und dem Druckring 117 angeordnet.
Der von der kegelförmigen Tellerfeder 119 ausgeübte Druck kann durch das Einstellen der Befestigung der Druckmutter 118 eingestellt werden; die Reibungskraft zwischen dem Klemmring 114 und der Flanschkomponente 115 des beweglichen Element 103a kann über den Druckring 117 eingestellt werden; und die Drehung des Nabengehäuses 43 kann willkürlich gesteuert werden. Zum Beispiel ermöglicht das Maximieren der durch die kegelförmige Tellerfeder 119 verursachten Reibungskraft, das System mit einer minimalen Drehung des Nabengehäuses 43 in einen arretierten Zustand zu bringen. Weiterhin schwächt das Reduzieren der Reibungskraft die Kraft, mit der die Drehung des Nabengehäuses 43 gesteuert wird, und ermöglicht es dem Nabengehäuse 43, sich in Bezug auf die Nebenachse 41 zu drehen. Ebenso wird in diesem Fall eine Reibungskraft erzeugt, wenn die kegelförmige Tellerfeder 119 getrieben wird, und die Drehung wird gesteuert, nicht wie in einem Zustand freier Drehung. Diese Ausführungsform ermöglicht es, die Drehung des Nabengehäuses 43 (das heißt, die Drehung des Hinterrads 7) durch das Einstellen der Triebkraft der kegelförmigen Tellerfeder 119 innerhalb eines Bereichs, der sich im esentlichen von dem arretierten Zustand zu dem Zustand freier Drehung erstreckt, frei zu steuern.
In dem so konfigurierten Diebstahlsicherungsapparat 85 bewegt sich der Eingriffsdorn 105a der Federscheibe 101a, die sich entlang der Hülse 77 dreht, in die Nockenkomponente 108a, wenn die Hülse 77 von einer Unschaltposition in die arretierte Position P gedreht wird. Wenn sich der Eingriffsdorn 105a in die Nockenkomponente 108a bewegt, bewegen sich die bewegliche Nocke 102a und das bewegliche Element 103a, das durch die bewegliche Feder 104a getrieben wird, nach rechts von der in 20 und 22(A) gezeigten Position zu der in 21 und 22(B) gezeigten Position. Infolgedessen kommen die Kerbzähne 114b des Klemmrings 114 mit den Kerbzähnen 113a des Nabengehäuses 43 in Eingriff, und die Drehung des Nabengehäuses 43 wird durch die Kraft der Reibung zwischen dem Klemmring 114 und dem beweglichen Element 103a gesteuert. Die entsprechende Reeibungskraft kann nach Bedarf verändert werden, indem die Triebkraft der kegelförmigen Tellerfeder 119 durch das Anziehen der Druckmutter 918 eingestellt wird, Daher kann das Treten der Pedalen das Hinterrad 7 daran nicht drehen, oder dreht es nur leicht.
Zu diesem Zeitpunkt resultiert ein Versuch, das Nabengehäuse 43 mit Gewalt zu drehen, in der relativen Drehung des beweglichen Element 103a und des Klemmrings 114, und bewirkt, dass der Klemmring 114 und das bewegliche Element 103a vibrieren und durch die Aktivität der Unregelmäßigkeiten 114a in lautes Vibrationsgeräusch emittieren, Somit wird ein lautes Geräusch verursacht, wenn das Fahrrad von Hand geschoben wird oder die Pedalen getreten werden und das Nebengehäuse 43 im arretierten Zustand gedreht wird, wodurch das Stehlen des Fahrrads erschwert wird. Ein anderes Merkmal ist, dass, selbst wenn die Mülse 77 durch eine versehentliche Aktivität beim Fahren irrtümlicherweise in die arretierte Position platziert wird, das Hinterrad 7 immer noch davon abgehalten wird, abrupt arretiert zu werden, weil die Drehung des Hinterrads i durch Reibung gesteuert wird.
In der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform werden die Sonnenräder arretiert, wenn sich die Hülse 77 in der arretierten Position befindet, um zu verhindern, dass das Fahrrad weggefahren wird, Jedoch kann das Fahrrad noch immer durch Schieben bewegt werden. Im Gegensatz dazu schließt diese Ausführungsform das direkte Koppeln des Nebengehäuses 43 mit der Nabenachse 41 ein, um ein Arretieren zu erreichen. Dies steuert die Drehung des Nebengehäuses 43 (und des Hinterrads 7), selbst wenn ein Versuch unternommen wird, das Fahrrad zu schieben, wodurch das Schiebendes Fahrrads erschwert und die Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls reduziert wird.
In den obigen Ausführungsformen bewegte sich die Betriebsposition unbedingt in die Arretierposition, wenn die Steuerskalenscheibe 23 in die Parkposition gebracht wurde, aber in der Ausführungsform der in 24 gezeigten Motorsteuerung bewegt sich die Betriebsposition nicht in die Arretierposition, wenn die Steuerskalenscheibe 23 im Lauf versehentlich in die Parkposition gebracht wird. In 24 sind die Struktur und Aktivität der Komponenten mit Ausnahme des Verriegelungssatzes 31a dieselben wie in der ersten Ausführungsform und werden daher nicht noch einmal beschrieben werden.
In den in 24 gezeigten Verriegelungssatz 31a ist ein UND-Glied 36 zwischen ein NICHT-Glied 33a und ein NOR-Glied 34a in Bezug auf den in 4 gezeigten Verriegelungssatz 31 eingesetzt. Das Ausgabeterminal des NICHT-Glieds 33a ist mit einem der Eingabeterminals des UND-Glieds 36 verbunden, und der invertierte Ausgabeterminalstreifen Q einer monostabilen Kippstufe 37 ist mit denn anderen Eingabeterminal des UND-Glieds 36 verbunden. Ein Fahrradtenaposensor 2 ist mit dem negativen Triggereingangsterminal A1 der monostabilen Kippstufe 37 verbunden, so dass ein impulsförmiges Fahrradtemposignal von dem Fahrradtemposensor 12 an das negative Triggereingangsterminal A1 ausgegeben wird. Ein Widerstand R und ein Kondensator C sind mit der monostabilen Kippstufe 37 verbunden.
Wie in 25 gezeigt, wird mit der monostabilen Kippstufe 37 ein laufendes Signal, dass sich zu „L" ändert, wenn das Fahrradtemposignal mit einer Periode, die kürzer als eine Zeitkonstante Tw ist, eingegeben wird, von dem invertierten Ausgabeterminalstreifen Q an das UND-Glied 36 ausgegeben. Diese Zeitkonstante Tw wird durch die Werte des Widerstands R und Kondensators C bestimmt. Zum Beispiel sind die Werte des Widerstands. R und Kondensators C so gestellt, dass ein Wechsel zu „L" erfolgt, wenn in Temposignal von 2 km/h oder mehr mit einem 26-Inch Rad eingegeben wird. Ein Wechsel zu „H" erfolgt, wenn die Raddrehung abnimmt und ein impulsförmiges Temposignal mit einer Periode, die kürzer als die Zeitkonstante Tw ist, ausgegeben wird. Somit gibt die monostabile Kippstufe 37 ein laufendes Signal „L" aus, wenn das Fahrrad mit einer Geschwindigkeit von 2 km/h oder mehr läuft.
Wenn dieses taufende Signal in das UND-Glied 36 eingegeben wird, selbst wenn die Steuerskalenscheibe 23 zur Parkposition hingedreht ist, ein „L"-Signal ausgegeben wird und ein „H"-Signal in das andere Eingabeterminal des UND-Glieds 36 über das NICHT-Glied 33a eingegeben wird, wird die Ausgabe des UND-Glieds 36 „L", nicht „H", sein. Demgemäß wird ein „L"-Signal in das andere Eingabeterminal des NOR-Glieds 34a eingegeben. Wenn sich die Betriebsposition in der Vierter-Gang-Position befindet, ist der P-Schalter 32 ebenfalls angestellt und ein „L"-Signal wird in das andere Eingabeterminal eingegeben, wie oben erörtert, und da die beiden Eingaben „L" sind, wird ein „H"-Signal von dem NOR-Glied 34a ausgegeben. Inzwischen wird, wenn die Steuerskalenscheibe 23 zur Parkposition hin gedreht ist, „L" von dem Ausgabeterminal OUT1 der Umschaltsteuerungskomponente 25 ausgegeben, und „H" wird von dem Ausgabeterminal OUT2 ausgegeben. Infolgedessen wird ein „H"-Signal von dem NAND-Glied 35 ausgegeben, die Eingabeterminals M1 und M2 des Motortreibers 28 werden beide „L", und die Bedienung der Steuerskalenscheibe 23 während des Laufs wird ignoriert, selbst wenn sie in die Parkposition gebracht wird, so dass die Betriebsposition in der Vierter-Gang-Position beibehalten wird. Demgemäß wird der Lauf nicht eingeschränkt, wenn die Steuerskalenscheibe 23 versehentlich während des Laufs zur Parkposition hingedreht wird.
Während Obengenanntes eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist, können weitere Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Sinn und den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verfassen. Zum Beispiel können die Größe, Form, Lage oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten nach Wunsch geändert werden. Die Funktionen eines Elements können von zweien durchgeführt werden und umgekehrt.
Motordrehungsverhinderung und Verhinderungsaufhebung wurden in den obigen Ausführungsformen von zwei NOR-Elementen durchgeführt, aber dies war lediglich ein Beispiel, und jedes beliebige Element kann verwendet werden, solange es wie in Verknüpfungselement wirkt. Die Steuerung der internen Schalternabe eines Hinterrads wurde ebenfalls als in Beispiel in den obigen Ausführungsformen verwendet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und kann auf jede beliebige Fahrradmotorsteuerungsvorrichtung, die einen Motor verwendet, um die Betriebsposition laufender Komponenten, die eine Vielzahl laufender erlaubter Positionen und eine laufende eingeschränkte Position aufweisen, zu schalten, angewendet werden. Daher sollte der Bereich der Erfindung nicht durch die spezifischen offenbarten Strukturen begrenzt werden. Der wahre Bereich der Erfindung sollte vielmehr durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Motorsteuerungsvorrichtung für ein Fahrrad mit einem Motor (29), der sich zu einer Vielzahl von ersten Positionen und zu einer zweiten Position hin bewegt, wobei die Vorrichtung Folgendes beinhaltet: einen Signal bereitstellenden Satz (25), der ein erstes Signa) (OUT1, OUT2) bereitstellt, um dem Motor den Befehl zu erteilen, sich von der Vielzahl erster Positionen zu der zweiten Position hin zu bewegen, und der ein zweites Signal (OUT1, OUT2) bereitstellt, um dem Motor (29) den Befehl zu erteilen, sich von der zweiten Position zu der Vielzahl erster Positionen hin zu bewegen; einen Position angebenden Satz (32) zur Bereitstellung eines Position angebenden Signals, das angibt, wann der Motor (29) sich in einer gewählten der Vielzahl erster Positionen befindet; und einen Motor sperrenden Satz (33d, 34b) zur Bereitstellung eines den Motor sperrenden Signals, um den Motor (29) daran zu hindern, sich als Reaktion auf das erste Signal (OUT1, OUT2) zur zweiten Position zu bewegen, wann das Position angebende Signal angibt, dass sich der Motor (29) in der gewählten der Vielzahl erster Positionen befindet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner einen Motor antreibenden Satz (23) beinhaltet, der mit dem Signal bereitstellenden Satz (25) und dem Motor sperrenden Satz (33d, 34b) gekoppelt ist, um den Motor (29) als Reaktion auf das erste Signal (OUT1, OUT2), das zweite Signal (OUT1, OUT2) und das Motor sperrende Signal gezielt anzutreiben.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Position angebende Satz (32) einen Position angehenden Schalter (32) beinhaltet, der Folgendes aufweist: eine Vielzahl erster Schaltpositionen (1, 2, 3, 4), die in Reihe angrenzend aneinander angeordnet sind und der Vielzahl erster Positionen entsprechen; und eine zweite Schaltposition (P), die sich an die Vielzahl erster Schaltpositionen (1, 2, 3, 4) angrenzend befindet und der zweiten Position entspricht.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor sperrende Satz (33d, 34b) ein erstes Verknüpfungsglied (34b) beinhaltet, das in erstes Eingabeterminal zum Empfangen des ersten Signals (OUT1) und ein zweites Eingabeterminal zum Empfangen des Position angebenden Signals aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das erste Verknüpfungsglied (34b) ein NOR-Glied beinhaltet.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Sperrauslösesatz (23, 33a, 34a, 36) zur Bereitstellung eines Sperrauslösesignals beinhaltet, um es dem Motor (29) zu ermöglichen, sich als Reaktion auf das erste Signal (OUT1, OUT2) zur zweiten Position hin zu bewegen, wenn das Position angebende Signal angibt, dass sich der Motor (29) in der gewählten der Vielzahl erster Positionen befindet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei sowohl der Motor sperrende Satz (33d, 34b) als auch der Sperrauslösesatz (23, 33a, 34a, 36) eine Logikschaltung beinhaltet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Sperrauslösesatz (23, 33a, 34a, 36) Folgendes beinhaltet: einen die zweite Position übersteuernden Satz (23, 33a) zur Bereitstellung eines die zweite Position übersteuernden Signals; und ein zweites Verknüpfungsglied (34a) mit einem ersten Eingabeterminal zum Empfangen des Motor sperrenden Signals und einem zweiten Eingabeterminal zum Empfangen des die zweite Position übersteuernden Signals.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wenn abhängig von Anspruch 4, wobei das erste Verknüpfungsglied (34b) ein erstes NOR-Glied beinhaltet und das zweite Verknüpfungsglied (34a) ein zweites NOR-Glied beinhaltet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der die zweite Position übersteuernde Satz (23, 33a) einen die zweite Position übersteuernden Schalter (23) mit einer Vielzahl von in Reihe angrenzend befindlichen Schaltpositionen (P, M, A1, A2) beinhaltet, wobei eine gewählte der Vielzahl in Reihe angrenzend befindlicher Schaltpositionen (P) das die zweite Position übersteuernde Signal bereitstellt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, die ferner Folgendes beinhaltet: einen Bewegung angebenden Satz (12, 13, 37) zur Bereitstellung eines Bewegung angebenden Signals, das angibt, ob das Fahrrad sich in einem Zustand gewählter Bewegung befindet; und wobei der Sperrauslösesatz (23, 33a, 34a, 36) mit dem Bewegung angebenden Satz (12, 13, 37) gekoppelt ist und das Sperrauslösesignal bereitstellt, wenn das Bewegung angebende Signal angibt, dass sich das Fahrrad in denn Zustand gewählter Bewegung befindet und das die zweite Position übersteuernde Signal aus dem die zweite Position übersteuernden Satz (23, 33a) ausgegeben wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wenn abhängig von Anspruch 6, wobei der Sperrauslösesatz (23, 33a, 31a, 36) das Sperrauslösesignal nur dann bereitstellt, wenn das Bewegung angebende Signal angibt, dass sich das Fahrrad in dem Zustand gewählter Bewegung befindet und das die zweite Position übersteuernde Signal aus dem die zweite Position übersteuernden Satz (23, 33a) ausgegeben wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei der Bewegung angebende Satz (12, 13, 37) Folgendes beinhaltet: einen Drehsensor (12, 13) zur Erfassung der Drehung eines Fahrradrads; und einen Geschwindigkeit angebenden Satz (37), der mit denn Drehsensor (12, 13) gekoppelt ist, um das Bewegung angebende Signal bereitzustellen, das angibt, dass sich das Fahrrad in dem gewählten Zustand befindet, wenn sich das Fahrradrad unter einer gewählten Geschwindigkeit dreht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Geschwindigkeit angebende Satz (37) eine monostabile Kippstufe (37) beinhaltet.