ITMI20130193A1 - Metodo per controllare elettronicamente un cambio di bicicletta e cambio di bicicletta servoassistito elettronicamente - Google Patents

Description

METODO PER CONTROLLARE ELETTRONICAMENTE UN CAMBIO DI

BICICLETTA E CAMBIO DI BICICLETTA SERVOASSISTITO

ELETTRONICAMENTE

La presente invenzione riguarda un metodo per controllare elettronicamente un cambio di bicicletta e un cambio di bicicletta servoassistito elettronicamente, in particolare un suo dispositivo di immissione manuale di comandi.

Un sistema di trasmissione del moto in una bicicletta comprende una catena estesa tra ruote dentate associate all'assale delle pedivelle e al mozzo della ruota posteriore. Quando in corrispondenza di almeno uno tra l’assale delle pedivelle e il mozzo della ruota posteriore à ̈ presente più di una ruota dentata, e il sistema di trasmissione del moto à ̈ dunque dotato di cambio, à ̈ previsto un deragliatore anteriore e/o un deragliatore posteriore. Nel caso di un cambio servo-assistito elettronicamente, ogni deragliatore comprende un elemento di guida catena, detto anche gabbietta, mobile per spostare la catena tra le ruote dentate al fine di variare il rapporto di trasmissione e un attuatore elettromeccanico per muovere l’elemento di guida catena. L’attuatore a sua volta comprende tipicamente un motore, tipicamente un motore elettrico, accoppiato all’elemento di guida catena tramite un cinematismo quale un parallelogramma articolato, un sistema a cremagliera o un sistema a vite senza fine, nonché un sensore di posizione, velocità e/o accelerazione del rotore o di una qualsiasi parte mobile a valle del rotore, fino all’elemento di guida catena stesso. Vale la pena di sottolineare che sono in uso anche nomenclature leggermente diverse da quella utilizzata in questo contesto.

Una elettronica di controllo varia il rapporto di trasmissione in maniera automatica, per esempio sulla base di una o più variabili rilevate quali la velocità di marcia, la cadenza di rotazione delle pedivelle, la coppia applicata alle pedivelle, la pendenza del terreno di marcia, la frequenza cardiaca del ciclista e simili, e/o, di particolare interesse per la presente invenzione, sulla base di comandi immessi manualmente dal ciclista tramite appositi organi di comando, per esempio leve e/o pulsanti.

Per una consuetudine, si parla di cambiata in basso quando la catena passa da una ruota dentata di diametro maggiore ad una ruota dentata diametro inferiore e di cambiata in alto quando la catena si sposta da una ruota dentata di diametro inferiore ad una ruota dentata di diametro dentato maggiore. Si noti a questo proposito che in un gruppo cambio anteriore, la cambiata in basso corrisponde al passaggio ad un rapporto di trasmissione inferiore e la cambiata in alto corrisponde al passaggio ad un rapporto di trasmissione superiore; viceversa in un gruppo cambio posteriore, la cambiata in basso corrisponde al passaggio ad un rapporto di trasmissione superiore e la cambiata in alto corrisponde al passaggio ad un rapporto di trasmissione inferiore.

Un dispositivo di comando del deragliatore anteriore e un dispositivo di comando del deragliatore posteriore -o uno solo dei due nel caso di cambi più semplici- sono montati in modo da essere facilmente manovrabili dal ciclista, normalmente sul manubrio, in prossimità delle impugnature dello stesso laddove à ̈ anche presente la leva del freno per il comando del freno della ruota anteriore e rispettivamente posteriore. Dispositivi di comando che consentono il pilotaggio sia di un deragliatore nelle due direzioni sia di un freno sono comunemente detti comandi integrati.

Per una consuetudine, nei pressi dell'impugnatura sinistra del manubrio si trovano il dispositivo di comando del deragliatore anteriore e la leva del freno della ruota anteriore, e viceversa nei pressi dell'impugnatura destra si trovano il dispositivo di comando del deragliatore posteriore e la leva del freno della ruota posteriore.

Durante la marcia, si presenta talvolta la necessità (rilevata dall’elettronica o dal ciclista) o il desiderio da parte del ciclista di procedere ad una cambiata multipla, vale a dire di spostare la catena dalla ruota dentata (del gruppo cambio posteriore o anteriore) con cui à ̈ ingranata -o ruota dentata di partenza- ad una ruota dentata non immediatamente adiacente ad essa, di diametro maggiore (cambiata multipla in alto) o di diametro minore (cambiata multipla in basso).

WO 2007/083331 A1 divulga un cambio meccanico di bicicletta che consente un’immissione manuale di comandi di cambiata in salita e di cambiata in discesa tramite l’azionamento manuale di una singola leva in una stessa direzione, per due angoli di rotazione diversi.

Il problema tecnico alla base dell’invenzione à ̈ quello di fornire un metodo per controllare elettronicamente un cambio di bicicletta e un cambio di bicicletta servoassistito elettronicamente che consentano un’immissione manuale di comandi di cambiata in salita e di cambiata in discesa tramite l’azionamento manuale di una singola leva in una stessa direzione, per due corse diverse (angoli di rotazione diversi).

In un suo aspetto, l’invenzione riguarda un dispositivo di immissione manuale di comandi per un cambio di bicicletta servoassistito elettronicamente, comprendente una leva configurata per azionare un primo interruttore quando à ̈ ruotata di un primo angolo prefissato e per azionare il primo interruttore e un secondo interruttore quando à ̈ ruotata di un secondo angolo prefissato successivamente alla rotazione del primo angolo prefissato.

In forme di realizzazione, detta leva à ̈ imperniata su un albero, un primo martelletto di azionamento del primo interruttore essendo calettato sull’albero e sporgente in corrispondenza di una radiale, un secondo martelletto di azionamento del secondo interruttore essendo accoppiato all’albero tramite un ingranaggio per sporgere in corrispondenza di una diversa direzione radiale.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, per “direzione radiale†si intende una linea o direzione che si diparte dal centro dell’asse di rotazione o albero.

Detto ingranaggio può comprendere una coppia di ruote dentate o un ingranaggio epicicloidale.

In forme di realizzazione, detta leva à ̈ imperniata su un albero, un aggetto à ̈ calettato sull’albero sporgente in corrispondenza di una radiale e detto aggetto presenta un primo martelletto di azionamento del primo interruttore ad una prima distanza dall’albero e un secondo martelletto di azionamento del secondo interruttore ad una seconda distanza dall’albero.

In forme di realizzazione, detta leva à ̈ imperniata su un albero, un aggetto à ̈ calettato sull’albero sporgente in corrispondenza di una radiale e presenta un primo martelletto di azionamento del primo interruttore, una lamella elastica essendo interposta tra il primo interruttore e il secondo interruttore.

In forme di realizzazione, detta leva à ̈ imperniata su una seconda leva, detto primo interruttore essendo fissato su detta seconda leva sotto detta leva per essere da essa azionato, ed un aggetto à ̈ calettato sull’albero sporgente in corrispondenza di una radiale e presenta un secondo martelletto di azionamento del secondo interruttore.

Preferibilmente ciascuno di detti primo e secondo martelletto à ̈ dotato di un rispettivo elemento di azionamento elastico, più preferibilmente comprendente un chiodino ricevuto in una molla di compressione.

Gli interruttori sono preferibilmente monostabili, più preferibilmente sono interruttori normalmente aperti.

In un suo aspetto, l’invenzione riguarda un cambio di bicicletta servoassistito elettronicamente comprendente almeno un dispositivo di immissione manuale di comandi come suddetto e un controllore configurato per ritenere valida una immissione di comando di richiesta di cambiata in un primo verso quando à ̈ azionato solo il primo interruttore e ritenere valida una immissione di comando di richiesta di cambiata in un secondo verso quando sono azionati entrambi gli interruttori.

In forme di realizzazione, detto controllore ritiene valida una immissione di comando di richiesta di cambiata nel primo verso quando il primo interruttore viene disattivato senza che sia stato attivato il secondo interruttore - durante l’attivazione del primo interruttore -, e ritiene valida una immissione di comando di richiesta di cambiata nel secondo verso quando il secondo interruttore viene disattivato - durante l’attivazione del primo interruttore -, ignorando la successiva disattivazione del primo interruttore.

In forme di realizzazione, detto controllore ritiene valida una immissione di comando di richiesta di cambiata nel primo verso quando il primo interruttore resta attivato per un intervallo di tempo prefissato senza che sia stato attivato il secondo interruttore, e ritiene valida una immissione di comando di richiesta di cambiata nel secondo verso quando il secondo interruttore viene attivato successivamente all’attivazione del primo interruttore, prima del trascorrere di detto intervallo di tempo prefissato.

In un suo aspetto, l’invenzione riguarda un metodo per controllare elettronicamente un cambio di bicicletta, comprendente le fasi di:

a) prevedere un dispositivo di immissione manuale di comandi avente una leva configurata per azionare un primo interruttore quando à ̈ ruotata di un primo angolo prefissato e per azionare il primo interruttore e un secondo interruttore quando à ̈ ruotata di un secondo angolo prefissato successivamente al primo angolo prefissato, e

b) ritenere valida una immissione di comando di richiesta di cambiata in un primo verso quando à ̈ azionato solo il primo interruttore e ritenere valida una immissione di comando di richiesta di cambiata in un secondo verso quando sono azionati entrambi gli interruttori.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di alcune sue forme di realizzazione preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati. Nei disegni:

- la FIG. 1 illustra schematicamente una vista prospettica di una bicicletta dotata di un cambio servo-assistito elettronicamente secondo la presente invenzione,

- la FIG. 2 illustra uno schema a blocchi della parte elettrica ed elettronica del cambio servo-assistito elettronicamente secondo una forma di realizzazione della presente invenzione,

- le FIG. da 3 a 7 illustrano forme di realizzazione di un dispositivo di immissione manuale di comandi del cambio secondo l'invenzione,

- la FIG. 8 illustra un diagramma di flusso esemplificativo di una forma di realizzazione di un metodo di controllo elettronico del cambio secondo l’invenzione,

- le FIG. 9 e 10 sono diagrammi temporali schematici illustrativi del funzionamento del cambio elettronico controllato secondo il diagramma di flusso della FIG. 8,

- la FIG. 11 illustra un diagramma di flusso esemplificativo di un’altra forma di realizzazione di un metodo di controllo elettronico del cambio secondo l’invenzione, e

- le FIG. 12 e 13 sono diagrammi temporali schematici illustrativi del funzionamento del cambio elettronico controllato secondo il diagramma di flusso della FIG. 8.

Con riferimento alla FIG. 1, una bicicletta 1, qui mostrata come bicicletta da corsa, include un telaio 2 formato in modo noto da elementi tubolari definenti una struttura di supporto 3 per una ruota posteriore 4 e una forcella 5 per una ruota anteriore 6. Un manubrio 41 avente una struttura tubolare à ̈ connesso operativamente alla forcella 5 e al telaio 2.

II telaio 2, in corrispondenza della sua porzione inferiore, supporta un assale delle pedivelle o unità pedali 7, di tipo convenzionale, per azionare la ruota posteriore 4 attraverso un cambio servo-assistito elettronicamente secondo l’invenzione, indicato in generale con il numero di riferimento 8.

Il cambio 8 comprende un gruppo cambio posteriore 9 e un gruppo cambio anteriore 10. Il gruppo cambio posteriore 9 include una pluralità di ruote dentate o pignoni 11 aventi diametri diversi e coassiali con la ruota posteriore 4. Il gruppo cambio anteriore 10 include una pluralità di ruote dentate o corone o ingranaggi 12, aventi diametri diversi e coassiali con l’assale delle pedivelle 7.

Le ruote dentate 11 del gruppo cambio posteriore 9 e le ruote dentate 12 del gruppo cambio anteriore 10 sono selettivamente impegnabili da una catena di trasmissione del moto ad anello chiuso 13, per fornire i diversi rapporti di trasmissione disponibili, tramite il cambio servo-assistito elettronicamente 8.

I diversi rapporti di trasmissione possono essere ottenuti muovendo un elemento di guida catena (gabbietta) di un deragliatore posteriore 14 del gruppo cambio posteriore 9 e/o un elemento di guida catena (gabbietta) di un deragliatore anteriore 15 del gruppo cambio anteriore 10.

Nel rispettivo deragliatore 14, 15, l’elemento di guida catena posteriore e l’elemento di guida catena anteriore sono movimentati da un rispettivo motore elettrico 16, 17 (FIG. 2), tipicamente dotato di riduttore e associato all’elemento di guida catena tramite un cinematismo a parallelogramma articolato. In alternativa à ̈ possibile utilizzare altri tipi di motore o altri tipi di attuatore o di cinematismo ben noti nella tecnica, per esempio un sistema a cremagliera o a vite senza fine, ad esempio quello descritto in U.S. 6,679,797, qui incorporato per riferimento.

I deragliatori 14, 15 comprendono tipicamente un rispettivo sensore 18, 19 di posizione, velocità e/o accelerazione (FIG. 2). Il sensore può essere associato al rotore del motore 16, 17, oppure a una qualsiasi parte mobile "a valle†del rotore, fino all’elemento di guida catena stesso.

I dettagli della costruzione dei deragliatori 14, 15 non sono illustrati qui in quanto la presente invenzione esula dalla loro costruzione specifica.

La FIG. 2 rappresenta, sotto forma di schema a blocchi, la parte elettrica ed elettronica del cambio servo-assistito elettronicamente secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

Una unità o scheda elettronica di potenza 30, dotata di una batteria, fornisce l’alimentazione elettrica ai motori 16, 17 e ai sensori 18, 19 dei deragliatori 14, 15, ad una scheda elettronica chiamata nel seguito scheda o unità di interfaccia 32 ed eventualmente ad una scheda elettronica chiamata nel seguito scheda o unità sensori 34. La batteria à ̈ preferibilmente di tipo ricaricabile e il deragliatore posteriore 14 può includere, in modo di per sé noto, un’unità dinamo-elettrica per ricaricare la batteria. Nella FIG. 2, le linee di alimentazione non sono mostrate per semplicità.

La scheda elettronica di potenza 30, l’unità di interfaccia 32 e l’unità sensori 34 formano nel loro complesso un controllore elettronico o elettronica di controllo 40 del cambio 8 servo-assistito elettronicamente. In alternativa può essere presente un’unica scheda elettronica o un numero diverso di schede elettroniche.

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, dunque, per controllore elettronico o elettronica di controllo 40 deve intendersi una unità logica, che può essere tuttavia formata da più unità fisiche, in particolare da uno o più microprocessori distribuiti che possono essere contenuti ad esempio nella scheda elettronica di potenza 30, nell’unità di interfaccia 32 e/o neH’unìtà sensori 34.

La scheda elettronica di potenza 30 à ̈ alloggiata ad esempio in uno dei tubi del manubrio 41 o in uno dei tubi del telaio 2, ad esempio in corrispondenza di un supporto per una borraccia (non illustrato). L’unità di interfaccia 32 à ̈ alloggiata ad esempio in uno dei tubi del manubrio 41 o in un dispositivo impugnabile o dispositivo di immissione manuale di comandi o dispositivo di comando manuale 42 montato su di esso. La scheda sensori 34 à ̈ alloggiata ad esempio in uno dei tubi del telaio 2, in prossimità di sensori 38 di parametri di marcia associati a tale scheda sensori 34 o più in generale al controllore elettronico 40, quali sensori di velocità di marcia, di velocità di rotazione delle pedivelle, di pendenza del terreno dì marcia, di frequenza cardiaca del ciclista e simili.

II trasferimento di potenza, dati e informazioni tra i vari componenti à ̈ effettuato tramite cavi elettrici, vantaggiosamente alloggiati all’interno dei tubi del telaio 2. Il trasferimento di segnali di dati e informazioni può anche avvenire con modalità wireless, ad esempio con il protocollo Bluetooth.

Durante la marcia, i deragliatori posteriore e anteriore 14, 15 sono controllati dal controllore elettronico 40 in base a segnali di richiesta di cambiata in alto o in basso imposti dai dispositivi di comando manuale 42, e/o semiautomaticamente o automaticamente dal controllore elettronico 40 stesso.

La descrizione seguente di un dispositivo impugnabile o dispositivo di immissione manuale di comandi o dispositivo di comando manuale 42 à ̈ fatta con riferimento ad un dispositivo destro, destinato ad essere montato in prossimità della impugnatura destra del manubrio, ma à ̈ evidente che un dispositivo sinistro destinato ad essere montato in prossimità della impugnatura sinistra del manubrio sarà analogo e speculare a quello mostrato.

Un dispositivo di comando 42 (FIG. 2) secondo una forma di realizzazione mostrata schematicamente in FIG. 3 ed ivi indicato complessivamente con il riferimento 50 comprende un corpo 51 (mostrato schematicamente ed in spaccato in FIG. 3) da fissare anteriormente ad una porzione di impugnatura ricurva del manubrio 41 tramite mezzi di connessione noti, ad esempio tramite una fascetta, e sporgente anteriormente dal manubrio 41 (FIG. 1).

Nella presente descrizione e nelle rivendicazioni allegate, i termini spaziali, in particolare i termini anteriore, posteriore, superiore, inferiore e verticale e derivati, sono utilizzati con riferimento alla condizione montata del dispositivo di comando, e con riferimento al manubrio in posizione neutra, il termine interno o prossimale indica verso il centro del manubrio, mentre il termine esterno o distale indica in allontanamento dal centro del manubrio.

Il corpo di supporto 51 à ̈ tipicamente ricoperto da una guaina protettiva (non mostrata) ed à ̈ sagomato in modo tale da poter essere impugnato dal ciclista, con il palmo della mano in appoggio sulla sua parete superiore. In una diversa posizione di guida, il ciclista impugna invece il manubrio 41 al di sotto del corpo di supporto 51. In entrambe le posizioni di guida, il ciclista raggiunge agevolmente con le dita sia una leva del freno 52 sia una leva del cambio 54.

Nel corpo di supporto 51 à ̈ definita una cavità interna ove sono alloggiati due interruttori elettrici 60, 61 azionati dalla leva del cambio 54 tramite un meccanismo ora descritto.

Nella regione anteriore del corpo di supporto 51 , la leva del freno 52 à ̈ estesa verso il basso ed imperniata superiormente attorno ad un perno 53 definente un asse Z sostanzialmente orizzontale e sostanzialmente perpendicolare alla direzione di avanzamento della bicicletta. Alla leva del freno 52 à ̈ connessa, in modo noto, la testa di un cavo di trazione (non mostrato) per l’azionamento del freno quando la leva del freno 52 viene tirata dal ciclista verso il manubrio 41, tipicamente con più dita della mano differenti dal pollice.

Nella regione anteriore del corpo di supporto 51, posteriormente alla leva del freno 52, à ̈ presente anche la leva del cambio 54, estesa verso il basso ed accoppiata ad un albero 55 supportato nel corpo di supporto 51 girevole attorno ad un asse di rotazione X, l’asse di rotazione X essendo sostanzialmente parallelo alla direzione di avanzamento della bicicletta.

La leva del cambio 54 si estende dietro e lungo la leva del freno 52 e presenta uno snodo attorno ad un perno 56 fissato all’albero 55 per seguire il movimento della leva del freno 52 tramite una rotazione attorno ad un asse parallelo all’asse Z.

La leva del cambio 54 comprende una porzione di azionamento allargata 57 e preferibilmente dotata di una sfinestratura 58, atta a ricevere in appoggio un dito, preferibilmente il medio o l'anulare, dal lato distale e ad essere spinta in direzione prossimale o viceversa.

La leva del cambio 54 à ̈ capace, oltre al movimento verso il manubrio 41 con la leva del freno 52 attorno al perno 56, di un movimento in un senso di rotazione attorno all’asse X dell’albero 55, per comandare, in una modalità meglio descritta successivamente, un interruttore 60 di cambiata in alto e un interruttore 61 di cambiata in basso ed impartire dunque comandi di cambiata in alto e rispettivamente di cambiata in basso (o viceversa). Gli interruttori sono preferibilmente del tipo a membrana.

In dettaglio, l’albero 55 à ̈ supportato ad esempio in un foro (dotato di eventuale cuscinetto) di una tramezza 59 del corpo di supporto 51. Una estremità distale dell’albero 55 supporta la leva del cambio 54 tramite il perno 56. Lungo la lunghezza dell’albero 55 à ̈ calettato un primo elemento anulare avente un primo martelletto 62 sporgente in corrispondenza di una posizione tangenziale dell’elemento anulare. Ad una estremità prossimale dell’albero 55 à ̈ realizzata una prima ruota dentata 63. Un secondo martelletto 64 à ̈ supportato girevole attorno ad un albero 65 parallelo all’albero 55 e dotato di una seconda ruota dentata 66. La seconda ruota dentata 66 ingrana con la prima ruota dentata 63 per ruotare in un senso di rotazione opposto. Gli interruttori 60, 61 sono supportati su facce interne di pareti contrapposte del corpo di supporto 51. I martelletti 62, 64 sono dotati di elementi di azionamento elastico, quali chiodini inseriti in ed agenti contro molle di compressione (cfr. la FIG. 5 successivamente descritta).

Quando la leva del cambio 54 à ̈ in posizione di riposo, nella quale à ̈ sollecitata da una molla di torsione non mostrata, i due martelletti 62, 64 sono distanziati dagli interruttori 60, 61 o in contatto con essi, ma non li azionano. Gli interruttori 60, 61 sono nella condizione stabile, non attivati. Quando la leva del cambio 54 viene girata in una direzione A attorno all’asse X, ad esempio in direzione oraria dalla posizione di riposo in una posizione più prossimale, la rotazione dell’albero 55 causa la rotazione del primo martelletto 62 in direzione A e l’azionamento del primo interruttore 60. Frattanto, la rotazione dell’albero 55 causa anche la rotazione della prima ruota dentata 63 in un verso, orario nell’esempio, la rotazione della seconda ruota dentata 66 in direzione opposta, antioraria nell’esempio, e la rotazione del secondo martelletto 64 verso il secondo interruttore 61. Il secondo martelletto 64 à ̈ montato rispetto all'albero 65 lungo una direzione radiale tale, rispetto al primo martelletto 62, che il secondo martelletto 64 non azioni il secondo interruttore 61 appena il primo martelletto 62 aziona il primo interruttore 60. Al contrario, à ̈ necessaria una maggior rotazione della leva del cambio 54 in direzione A attorno all’asse X affinché il secondo martelletto 64 azioni il secondo interruttore 61. Si noti che durante tutta la rotazione aggiuntiva della leva del cambio 54 per azionare il secondo interruttore 61 tramite il secondo martelletto 64, il primo interruttore 60 resta azionato tramite il primo martelletto 62.

Quando la leva del cambio 54 viene rilasciata, il secondo interruttore 61 viene disattivato prima del primo interruttore 60. Se la leva del cambio 54 viene azionata per una rotazione di un angolo comparativamente piccolo, viene invece azionato solamente il primo interruttore 60.

Un dispositivo di comando 42 secondo una forma di realizzazione mostrata schematicamente in FIG. 4 ed ivi indicato complessivamente con il riferimento 70 differisce dal dispositivo di comando 50 per il fatto che il secondo martelletto 64 à ̈ realizzato su un orbitale 71 che à ̈ accoppiato alla prima ruota dentata 63 tramite tre - o un diverso numero di - ingranaggi satellite 72 ad asse fisso. Il funzionamento à ̈ equivalente a quello del dispositivo di comando 50 della FIG. 3, ma in questo caso il ritardo neH’azionamento del secondo interruttore 61 rispetto al primo interruttore 60 à ̈ controllato dal rapporto di trasmissione del meccanismo epicicloidale.

Un dispositivo di comando 42 secondo una forma di realizzazione mostrata schematicamente in FIG. 5 ed ivi indicato complessivamente con il riferimento 75 differisce dal dispositivo di comando 50 per il fatto che il primo e il secondo martelletto 62, 64 sono realizzati su un medesimo aggetto 76 calettato sull’albero 55, sulla medesima direzione radiale, ma a distanze diverse dall’asse di rotazione X dell’albero 55. Anche in questo caso, il primo martelletto 62 aziona quindi il primo interruttore 60 prima che il secondo martelletto 64 azioni il secondo interruttore 61 ; à ̈ necessaria una rotazione maggiore della leva del cambio 54 per ottenere anche l’azionamento del secondo interruttore 61 e, al rilascio della leva del cambio 54, il secondo interruttore 61 , se attivato, viene disattivato prima del primo interruttore 60. Si noti che i due martelletti potrebbero essere realizzati direttamente sulla leva del cambio 54. I martelletti 62, 64 sono dotati di elementi di azionamento elastico, quali chiodini 77 inseriti in ed agenti contro molle di compressione 78.

Un dispositivo di comando 42 secondo una forma di realizzazione mostrata schematicamente in FIG. 6 ed ivi indicato complessivamente con il riferimento 80 differisce dal dispositivo di comando 50 per il fatto che solo il primo interruttore 60 à ̈ azionato da un primo martelletto 62. Il primo interruttore 60, anziché essere fissato direttamente al corpo di supporto 51, à ̈ supportato su una lamella 81 comprendente una porzione 82 a calotta sferica e un orlo 83 ripiegato verso la convessità della porzione 82. La lamella 81 à ̈ disposta in prossimità di un incavo 84 del corpo di supporto 51. Il secondo interruttore 61 à ̈ parzialmente alloggiato nell’incavo 84.

La rigidità della lamella 81 à ̈ opportunamente selezionata rispetto alla rigidità degli interruttori 60, 61 in modo tale che anche in questo caso, quando la leva del cambio 54 viene ruotata di una quantità comparativamente piccola, il martelletto 62 aziona il primo interruttore 60, mentre il secondo interruttore 61 non viene azionato. Se la leva del cambio viene ruotata di una quantità comparativamente grande, dopo l’azionamento del primo interruttore 60, la porzione a cupola 82 della lamella 81 collassa e spinge il secondo interruttore entro l’incavo 84, causandone l’attivazione. Al rilascio della leva del cambio 54, il secondo interruttore 62 viene disattivato prima del primo interruttore 60. Si noti che l’incavo 84, la lamella 81 e gli interruttori 60, 61 sono mostrati in corrispondenza di una faccia interna di una parete di sommità del corpo di supporto 51, ma potrebbero essere disposti in corrispondenza di una parete laterale del corpo di supporto 51.

Un dispositivo di comando 42 secondo una forma di realizzazione mostrata schematicamente in FIG. 7 ed ivi indicato complessivamente con il riferimento 85 differisce dal dispositivo di comando 50 per il fatto che solo il secondo interruttore 61 à ̈ azionato da un martelletto 64. Il primo interruttore 60, anziché essere fissato direttamente al corpo di supporto 51, à ̈ supportato sulla leva del cambio 54 ed à ̈ azionato da una seconda leva del cambio 86, imperniata alla prima leva 54 attorno ad un perno 87 parallelo all’albero 55. L’azionamento della seconda leva 86 per una rotazione comparativamente piccola causa l’azionamento del primo interruttore 60 e l’azionamento della seconda leva 86 per una rotazione comparativamente grande causa anche l’azionamento del secondo interruttore 61 in quanto la seconda leva 86 trascina seco in rotazione il primo interruttore 60 e la prima leva del cambio 54. È possibile anche prevedere l’azionamento del solo secondo interruttore 61 tramite l’azionamento diretto della prima leva del cambio 54.

Nelle suddette forme di realizzazione, l’elettronica di controllo deve distinguere i comandi di richiesta di cambiata in alto, associati ad esempio al primo interruttore 60, dai comandi di richiesta di cambiata in basso, associati al secondo interruttore 61 nell’esempio.

Vengono ora descritte alcune forme di realizzazione di un metodo di controllo di un cambio particolarmente adatto alle forme di realizzazione di dispositivo di comando sopra descritte.

Un diagramma di flusso di una prima forma di realizzazione di un metodo di controllo di un cambio elettronico di bicicletta avente due interruttori 60, 61 azionati in maniera “annidata†, come quello delle FIGG. 3-7, à ̈ illustrata nella FIG. 8. Per azionamento annidato si intende indicare che il primo interruttore à ̈ (i) azionato da solo oppure (ii) à ̈ azionato per primo e disattivato per ultimo, restando azionato per tutto il tempo in cui à ̈ azionato il secondo interruttore.

Secondo questa forma di realizzazione i comandi di richiesta di cambiata in salita o in discesa corrispondono alla disattivazione dei pulsanti, vale a dire ai fronti di discesa dei segnali di tensione o corrente nel caso di interruttori normalmente aperti e comandati in chiusura quando vengono azionati.

In un blocco 100 di inizializzazione, eseguito ad esempio all’accensione del cambio elettronico, vengono impostati a falso un flag Cmd1 , indicativo ad esempio del comando di cambiata in salita, e un flag Cmd2, indicativo ad esempio del comando di cambiata in discesa.

In un blocco 101 viene innanzitutto sorvegliato se il primo interruttore 60 à ̈ azionato. In caso negativo, viene facoltativamente eseguita una subroutine 102 di filtraggio in cui si verifica che lo stato non azionato dell’interruttore sia mantenuto invariato per un tempo minimo, ad evitare di considerare false disattivazioni (durante una attivazione) dovute ad esempio a vibrazioni o tremolìi della mano del ciclista. Più in dettaglio nella subroutine 102 di filtraggio, dopo che à ̈ avvenuto un cambiamento dì stato dell’interruttore si attende per un tempo di attesa prefissato, ad esempio di 5 microsecondi (ad esempio si effettua una chiamata di subroutine con un tempo di attesa prefissato ad un valore positivo) e si considera il cambiamento di stato validamente avvenuto se durante tale tempo à ̈ mantenuto il nuovo stato dell’interruttore, disattivato in questo caso. Se invece non à ̈ avvenuto alcun cambiamento di stato non si attende o rispettivamente si effettua una chiamata di routine con un tempo di attesa nullo. Se nella subroutine di filtraggio 102 non viene superato il tempo minimo prefissato con l’interruttore nel nuovo stato, si ritorna all’esecuzione del blocco 101 di sorveglianza del primo interruttore 60 (passaggio non mostrato in FIG. 8 per chiarezza). Lo stesso vale per le altre chiamate della subroutine di filtraggio 102 sotto descritte.

Successivamente alla subroutine 102 di filtraggio, si verifica in un blocco 103 se il flag Cmd1 à ̈ impostato a vero e in caso negativo l'esecuzione ritorna al blocco 101 di sorveglianza del primo interruttore 60. In caso il flag Cmd1 sia impostato a vero, in un blocco 104 si convalida una richiesta di cambiata nella direzione cui il fl'ag Cmd1 e il primo interruttore 60 sono associati, una richiesta di cambiata in alto nell’esempio. Questa richiesta convalidata fa partire, altrove nel cambio 8, il motore 16, 17 del deragliatore 14, 15 associato al dispositivo di comando 42, a meno che ad esempio il gruppo cambio 9, 10 sia già nella posizione estrema (ruota dentata 11, 12 di diametro massimo nell’esempio). Successivamente in un blocco 105 si imposta a falso il flag Cmd1 e si ritorna all’esecuzione del blocco 101 di sorveglianza del primo interruttore 60.

Nel caso in cui nel blocco 101 di sorveglianza del primo interruttore 60 si verifichi che tale interruttore à ̈ attivato, si effettua facoltativamente la subroutine di filtraggio 102 sopra descritta per evitare di considerare attivazioni spurie (dovute ad esempio a vibrazioni o tremolìi della mano del ciclista) e successivamente in un blocco 106 si imposta a vero il flag Cmd1.

In un blocco 107 viene quindi sorvegliato se il secondo interruttore 61 à ̈ azionato. In caso negativo, viene facoltativamente eseguita la subroutine 102 di filtraggio in cui si verifica che lo stato non azionato dell’interruttore sia mantenuto invariato per un tempo minimo. Successivamente alla routine 102, si verifica in un blocco 108 se il flag Cmd2 à ̈ impostato a vero e in caso negativo l’esecuzione ritorna al blocco 101 di sorveglianza del primo interruttore 60. In caso il flag Cmd2 sia impostato a vero, in un blocco 109 si convalida una richiesta di cambiata nella direzione cui il flag Cmd2 e il secondo interruttore 61 sono associati, una richiesta di cambiata in basso nell’esempio. Questa richiesta convalidata fa partire, altrove nel cambio 8, il motore 16, 17 del deragliatore 14, 15 associato al dispositivo di comando 42, a meno che ad esempio il gruppo cambio 9, 10 sia già nella posizione estrema (ruota dentata 11, 12 di diametro minimo nell’esempio). Successivamente in un blocco 110 si imposta a falso il flag Cmd2 e si ritorna all’esecuzione del blocco 101 di sorveglianza del primo interruttore 60.

Se nel blocco 107 si verifica che il secondo interruttore 61 à ̈ azionato, si esegue facoltativamente la subroutine di filtraggio 102; successivamente, in un blocco 111 si imposta a vero il flag Cmd2 e in un blocco 112 si imposta a falso il flag Cmd1 per far sì che alla successiva disattivazione del primo interruttore 60 non venga eseguito il blocco 104 di attuazione della cambiata ad esso associata.

Nella FIG. 9 à ̈ mostrato schematicamente il funzionamento nel caso in cui il ciclista azioni la leva del cambio 54 per una rotazione comparativamente piccola per effettuare una cambiata ad esempio in alto. All'inizio entrambi gli interruttori 60, 61 saranno disattivati per cui la routine percorrerà ciclicamente i blocchi 101, 102, 103 e non avverrà nulla. Quando il ciclista all’istante t1 fa compiere alla leva del cambio 54 la rotazione comparativamente piccola, il primo interruttore 60 viene attivato, ma non il secondo interruttore 61. Il segnale relativo al primo interruttore 60, illustrato in (a), passa ad esempio dallo stato basso allo stato alto. La routine percorrerà pertanto ciclicamente i blocchi 101, 102, 106, 107, 102, 108, impostando sempre a vero il flag Cmd1 nel blocco 106. Quando il ciclista rilascia la leva all’istante t2, il primo interruttore 60 viene disattivato per cui la routine percorre i blocchi 101, 102, 103, 104, 105 in quanto il flag Cmd1 à ̈ vero. Viene quindi considerato valido il comando di richiesta di cambiata in alto, cui viene data attuazione nel blocco 104. Come simboleggiato dalla freccia in alto, il comando à ̈ convalidato sul fronte di discesa del segnale corrispondente al primo interruttore 60, nel caso di interruttore normalmente aperto.

Nella FIG. 10 à ̈ mostrato schematicamente il funzionamento nel caso in cui il ciclista azioni la leva del cambio 54 per una rotazione comparativamente grande per effettuare la cambiata associata al secondo interruttore 61, ad esempio una cambiata in basso. All’inizio entrambi gli interruttori 60, 61 saranno disattivati per cui la routine percorrerà ciclicamente i blocchi 101, 102, 103 e non avverrà nulla. All’istante t1 , vale a dire appena il ciclista ha fatto compiere alla leva del cambio 54 la rotazione comparativamente piccola, il primo interruttore 60 viene attivato - come illustrato in (a), passa ad esempio dallo stato basso allo stato alto -, ma non il secondo interruttore. La routine percorrerà pertanto ciclicamente i blocchi 101 , 102, 106, 107, 102, 108, impostando sempre a vero il flag Cmd1 nel blocco 106. Quando all’istante t3 il ciclista fa compiere alla leva del cambio 54 anche la rotazione comparativamente grande, viene attivato anche il secondo interruttore 61 - come illustrato in (b), passa ad esempio dallo stato basso allo stato alto. La routine percorrerà pertanto ciclicamente i blocchi 101 , 102, 106, 107, 102, 111 , 112, impostando sempre a vero il flag Cmd1 nel blocco 106, ma impostandolo poi a falso nel blocco 112. Quando il ciclista rilascia la leva del cambio 54, il secondo interruttore 61 viene disattivato per primo all'istante t4, per cui la routine percorre i blocchi 101 , 102, 106, 107, 102, 108, 109, 110 in quanto il flag Cmd2 à ̈ vero. Viene quindi considerato valido il comando di richiesta di cambiata in basso, cui viene data attuazione nel blocco 109. Come simboleggiato dalla freccia in basso, il comando à ̈ convalidato sul fronte di discesa del segnale corrispondente al secondo interruttore 61, nel caso di interruttore normalmente aperto. Successivamente la routine percorre i blocchi 101 , 102, 106, 107, 102, 108 in quanto il flag Cmd2 à ̈ stato riportato a falso. Quando all’istante t5 anche il primo interruttore 60 ritorna nello stato normale di disattivazione, la routine percorre i blocchi 101 , 102, 103 in quanto il flag Cmd1 era stato impostato a falso, ignorando pertanto il fronte di discesa del primo interruttore 60.

Un diagramma di flusso di una seconda forma di realizzazione di un metodo di controllo di un cambio elettronico di bicicletta avente due interruttori 60, 61 azionati in maniera “annidata†, come quello delle FIGG. 3-7, à ̈ illustrata nella FIG. 11.

Secondo questa forma di realizzazione la convalida dei comandi di richiesta di cambiata in salita o in discesa à ̈ anticipata rispetto alla prima forma di realizzazione e precisamente avviene quando viene attivato o quando ci si aspetta che sia eventualmente attivato il secondo interruttore, vale a dire al fronte di salita o poco dopo il fronte di salita di uno dei segnali di tensione o corrente nel caso di interruttori normalmente aperti e comandati in chiusura quando vengono azionati.

In un blocco 200 di inizializzazione, eseguito ad esempio all’accensione del cambio elettronico, viene impostato a zero un contatore T.

In un blocco 201 viene innanzitutto sorvegliato se il primo interruttore 60 à ̈ azionato. In caso negativo, viene facoltativamente eseguita una subroutine 202 di filtraggio identica alla routine 102 sopra descritta. Se nella subroutine di filtraggio 202 non viene superato il tempo minimo prefissato nel nuovo stato dell’interruttore, si ritorna all’esecuzione del blocco 201 di sorveglianza del primo interruttore 60. Successivamente alla subroutine 202 di filtraggio, in un blocco 203 si riporta a zero il contatore T. Lo stesso vale per le altre chiamate della subroutine di filtraggio 202 sotto descritte.

Nel caso in cui nel blocco 201 di sorveglianza del primo interruttore 60 si verifichi che tale interruttore à ̈ azionato, si verifica in un blocco 204 se il valore del contatore T à ̈ superiore ad un valore prefissato TL. Il valore prefissato TL à ̈ indicativo di un tempo massimo che intercorre tra l’attivazione del primo interruttore 60 e l’attivazione del secondo interruttore 61 quando il ciclista fa compiere alla leva del cambio 54 la rotazione comparativamente grande. Il valore prefissato TL à ̈ prefissato con un certo margine per tener conto della situazione in cui il ciclista indugi un poco sulla leva del cambio 54.

Se la verifica del blocco 204 ha esito positivo, in un blocco 205 si convalida una richiesta di cambiata nella direzione cui il flag Cmd1 e il primo interruttore 61 sono associati, una richiesta di cambiata in alto nell’esempio. Successivamente, in un blocco 206 si incrementa il contatore T. Se la verifica del blocco 204 ha esito negativo, si passa invece direttamente al blocco 206 di incremento del contatore T.

Successivamente ai blocchi 203 e 206, in un blocco 207 viene sorvegliato se il secondo interruttore 61 à ̈ azionato. In caso negativo, viene facoltativamente eseguita la subroutine 202 di filtraggio e si ritorna all’esecuzione del blocco 201 di sorveglianza del primo interruttore 60.

Nel caso in cui nel blocco 207 di sorveglianza del secondo interruttore 61 si verifichi che tale interruttore à ̈ attivato, viene facoltativamente eseguita la routine 202 di filtraggio e in un blocco 208 il contatore T viene azzerato e successivamente in un blocco 209 si convalida una richiesta di cambiata nella direzione cui il secondo interruttore 61 à ̈ associato, una richiesta di cambiata in basso nell’esempio.

Successivamente si ritorna all’esecuzione del blocco 201 di sorveglianza del primo interruttore 60.

Nella FIG. 12 à ̈ mostrato schematicamente il funzionamento nel caso in cui il ciclista azioni la leva del cambio 54 per una rotazione comparativamente piccola per effettuare una cambiata ad esempio in alto. All’inizio entrambi gli interruttori 60, 61 saranno disattivati per cui la routine percorrerà ciclicamente i blocchi 201, 202, 203, 207, 202 e non avverrà nulla. Quando all’istante t1 il ciclista fa compiere alla leva del cambio 54 la rotazione comparativamente piccola, il primo interruttore 60 viene attivato, cambiando di stato come mostrato in (a), ma non à ̈ attivato il secondo interruttore 61. La routine percorrerà pertanto ciclicamente i blocchi 201, 204, 206, 207, 202 fino al trascorrere del tempo corrispondente al valore prefissato TL. Quando all’istante t2 il contatore T supera il valore prefissato TL vengono eseguiti i blocchi 201, 204, 205. Viene quindi considerato valido il comando di richiesta di cambiata in alto, cui viene data attuazione nel blocco 205. Come simboleggiato dalla freccia in alto, il comando à ̈ convalidato poco dopo il fronte di salita del segnale corrispondente al primo interruttore 60, nel caso di interruttore normalmente aperto, e invero un tempo corrispondente al valore prefissato TL dopo tale fronte di salita. Vengono quindi eseguiti i blocchi 206, 207, 202, 201, 204 eccetera. Si può notare che il comando 205 di azionamento del motore sembra eseguito più volte, ma in effetti si tratta di chiamate multiple ad una subroutine che à ̈ già in esecuzione e che viene eseguita solo una volta.

Nella FIG. 13 à ̈ mostrato schematicamente il funzionamento nel caso in cui il ciclista azioni la leva del cambio 54 per una rotazione comparativamente grande per effettuare una cambiata ad esempio in basso. All'inizio entrambi gli interruttori 60, 61 saranno disattivati per cui la routine percorrerà ciclicamente i blocchi 201, 202, 203, 207, 202 e non avverrà nulla. All’istante t1, appena il ciclista ha fatto compiere alla leva del cambio 54 la rotazione comparativamente piccola, il primo interruttore 60 viene attivato, cambiando di stato come mostrato in (a), ma non il secondo interruttore. La routine percorrerà pertanto ciclicamente i blocchi 201, 204, 206, 207, 202. Quando all’istante t2 il ciclista fa compiere alla leva del cambio 54 anche la rotazione comparativamente grande, viene attivato anche il secondo interruttore 60, che cambia di stato come mostrato in (b), prima che il tempo minimo prefissato TL sia trascorso per ipotesi. La routine percorrerà pertanto ciclicamente i blocchi 201, 204, 206, 207, 202, 208, 209. Viene quindi considerato valido il comando di richiesta di cambiata in basso, cui viene data attuazione nel blocco 209. Come simboleggiato dalla freccia in basso, il comando à ̈ convalidato sul fronte di salita del segnale corrispondente al secondo interruttore 61, nel caso di interruttore normalmente aperto.

Coloro esperti del settore comprenderanno che à ̈ possibile prevedere interruttori normalmente chiusi, contatori a scalare e implementazioni del metodo diverse da quelle raffigurate, pur conservando la logica descritta.

Anche dal punto di vista meccanico si comprenderà che sono possibili diversi cambiamenti e/o sostituzioni di parti, senza fuoriuscire daH’ambito di protezione dell'invenzione.

La leva del freno 52 potrebbe comunque essere assente - o meglio supportata in un dispositivo di comando separato -, nel caso di un dispositivo di comando 42 non integrato. In tal caso, non à ̈ necessario che la leva o le leve del cambio siano imperniate attorno a due assi ortogonali, essendo sufficiente il movimento -in una o due direzioni opposte- di azionamento del o degli interruttori attorno all’albero 55. È comunque possibile prevedere anche l’altro imperniamento, ad esempio per ridurre il pericolo di rottura della leva del cambio in caso di urto.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (42, 50, 70, 75, 80, 85) di immissione manuale di comandi per un cambio (8) di bicicletta servoassistito elettronicamente, comprendente una leva (54, 86) configurata per azionare un primo interruttore (60) quando à ̈ ruotata di un primo angolo prefissato e per azionare il primo interruttore (60) e un secondo interruttore (61) quando à ̈ ruotata di un secondo angolo prefissato successivamente alla rotazione del primo angolo prefissato.
2. 2. Dispositivo (42, 50, 70) secondo la rivendicazione 1, in cui detta leva (54) à ̈ imperniata su un albero (55), un primo martelletto (62) di azionamento del primo interruttore (60) essendo calettato sull’albero e sporgente in corrispondenza di una radiale, un secondo martelletto (64) di azionamento del secondo interruttore (61) essendo accoppiato all’albero (55) tramite un ingranaggio (63, 66; 63, 71, 72) per sporgere in corrispondenza di una diversa direzione radiale.
3. 3. Dispositivo (42, 50, 70) secondo la rivendicazione 2, in cui detto ingranaggio (63, 66; 63, 71, 72) comprende una coppia di ruote dentate (63, 66) o un ingranaggio epicicloidale (63, 71, 72).
4. 4. Dispositivo (42, 75) secondo la rivendicazione 1, in cui detta leva (54) à ̈ imperniata su un albero (55), un aggetto (76) à ̈ calettato sull’albero sporgente in corrispondenza di una radiale e detto aggetto (76) presenta un primo martelletto (62) di azionamento del primo interruttore (60) ad una prima distanza dall’albero (55) e un secondo martelletto (64) di azionamento del secondo interruttore (61) ad una seconda distanza dall’albero (55).
5. 5. Dispositivo (42, 80) secondo la rivendicazione 1, in cui detta leva (54) à ̈ imperniata su un albero (55), un aggetto (76) à ̈ calettato sull’albero sporgente in corrispondenza di una radiale e presenta un primo martelletto (62) di azionamento del primo interruttore (60), una lamella elastica essendo interposta tra il primo interruttore (60) e il secondo interruttore (61).
6. 6. Dispositivo (42, 85) secondo la rivendicazione 1, in cui detta leva (86) à ̈ imperniata su una seconda leva (54), detto primo interruttore (60) essendo fissato su detta seconda leva (54) sotto detta leva (86) per essere da essa azionato, ed un aggetto (76) à ̈ calettato sull’albero sporgente in corrispondenza di una radiale e presenta un secondo martelletto (64) di azionamento del secondo interruttore (61).
7. 7. Dispositivo (42, 50, 70, 75, 80, 85) secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuno di detti primo e secondo martelletto (62, 64) Ã ̈ dotato di un rispettivo elemento di azionamento elastico (77, 78), preferibilmente comprendente un chiodino (77) ricevuto in una molla di compressione (78).
8. 8. Cambio (8) di bicicletta servoassistito elettronicamente comprendente almeno un dispositivo (42) di immissione manuale di comandi secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti e un controllore (40) configurato per ritenere valida una immissione di comando di richiesta di cambiata in un primo verso quando à ̈ azionato solo il primo interruttore (60) e ritenere valida una immissione di comando di richiesta di cambiata in un secondo verso quando sono azionati entrambi gli interruttori (60, 61).
9. 9. Cambio (8) di bicicletta secondo la rivendicazione 8, in cui detto controllore (40) ritiene valida una immissione di comando di richiesta di cambiata nel primo verso quando il primo interruttore (60) viene disattivato senza che sia stato attivato il secondo interruttore (61), e ritiene valida una immissione di comando di richiesta di cambiata nel secondo verso quando il secondo interruttore (60) viene disattivato, ignorando la successiva disattivazione del primo interruttore (60).
10. 10. Cambio (8) di bicicletta secondo la rivendicazione 8, in cui detto controllore (40) ritiene valida una immissione di comando di richiesta di cambiata nel primo verso quando il primo interruttore (60) resta attivato per un intervallo di tempo prefissato (TL) senza che sia stato attivato il secondo interruttore (61), e ritiene valida una immissione di comando di richiesta di cambiata nel secondo verso quando il secondo interruttore (60) viene attivato successivamente all’attivazione del primo interruttore (60), prima del trascorrere di detto intervallo di tempo prefissato (TL).
11. 11. Metodo per controllare elettronicamente un cambio (8) di bicicletta comprendente le fasi di: a) prevedere un dispositivo (42, 50, 70, 75, 80, 85) di immissione manuale di comandi avente una leva (54, 86) configurata per azionare un primo interruttore (60) quando à ̈ ruotata di un primo angolo prefissato e per azionare il primo interruttore (60) e un secondo interruttore (61) quando à ̈ ruotata di un secondo angolo prefissato successivamente al primo angolo prefissato, e b) ritenere valida una immissione di comando di richiesta di cambiata in un primo verso quando à ̈ azionato solo il primo interruttore (60) e ritenere valida una immissione di comando di richiesta di cambiata in un secondo verso quando sono azionati entrambi gli interruttori (60, 61).