JP2005041480A - 電子式サーボ・アシストつき自転車用変速機において多段変速を実行する方法、およびこれに関連する変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】電子式サーボ・アシストつきの自転車用変速機の多段変速実行時における乗り手への危険および変速機の機械的損傷を低減させること。
【解決手段】多段変速の要求があり、電子式サーボ・アシストつきの自転車用変速機８において多段変速を実行する時、隣接する歯付きホイール１１間で行なわれる一段変速へと複数分割するための手段を備えるプログラム、電子回路、および変速機を備えた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子式サーボ・アシストつきの自転車用変速機において多段変速を実行する方法、ならびに、該方法を実行する手段を有する、プログラム、電子回路、および変速機に関する。

自転車用の変速機（ギアシフト）は、通常、ペダル・クランクの軸から自転車の駆動輪へと運動を伝達するためのチェーン／歯付きホイールシステム、および、前記運動の伝達比を変えるべくチェーンが係合する歯付きホイールを選択するための手段を備える。

さらに詳しく説明すると、リアギアシフトグループは通常、自転車のリアホイールのハブに関連しており、少なくとも２枚の歯付きホイール（スプロケットとしても知られる）、チェーンのガイドエレメント（リアディレーラ、あるいは単に変速機としても知られる）、およびチェーン用ガイドエレメントをギアシフトグループの軸方向に移動させる制御機構を備えており、通常は自転車のハンドルに設けられたレバーを通じて手動で入力される指令に応答して、前記制御機構により、チェーンが所定の歯付きホイールと係合する。径の小さい歯付きホイールから径の大きい歯付きホイールへのチェーンの移動は、「上方変速（上方ギアシフティング）」と呼ばれ、一方、径の大きい歯付きホイールから径の小さい歯付きホイールへのチェーンの移動は、「下方変速（下方ギアシフティング）」と呼ばれる。

同様に、フロントギアシフトグループは通常、自転車のペダル・クランクに関連しており、クラウンあるいはギアとしても知られる少なくとも２枚の歯付きホイール、フロントディレーラあるいはディレーラとしても知られるチェーンのガイドエレメント、および該チェーン用ガイドエレメントを移動させるアクチュエータを備えている。

フロントギアシフトグループ（原理的には、リアギアシフトグループも）は、単一の歯付きホイールとすることもできる。

機械式の変速機においては、変速を指令するための機構は、手動操作のレバーからチェーンガイドエレメントまで、摺動可能に延びる、外装された鋼製のケーブル（ボーデン・ケーブル）を備える。レバーを第１の方向に動かすことによって、鋼製ケーブルを通じてチェーンガイドエレメントが引っ張られる。一方、レバーを反対の方向である第２の方向に動かすことによって、鋼製ケーブルを通してチェーンガイドエレメントが押され、あるいは、ケーブルおよびチェーンガイドエレメントが戻しばねによって引き戻される。鋼製ケーブルの移動距離は、チェーンガイドエレメントの往復運動の移動距離が、ギアシフトグループの隣接する２枚の歯付きホイール間の距離すなわちピッチとほぼ等しくなるように設定される。

電子式サーボ・アシストつきの変速機においては、チェーンガイドエレメントに対する指令機構は、電動モータを通常有するアクチュエータ、およびレバー・システムを備えており、さらに変速を実行するためアクチュエータを駆動するのに適した電子制御ユニットが設けられている。電子制御ユニットは、手動操作の走行モード、自動動作の走行モード、または半自動動作の走行モードで動作できる。手動操作の走行モードでは、ギア変速比がユーザによって、適切なインターフェイスを有する手動入力手段を通じて電子制御ユニットに入力される。自動動作の走行モードでは、電子制御ユニット自身が、走行条件の評価ロジックに基づいて変速比を決定する。半自動動作の走行モードは、前記両モードの中間である。

電子制御ユニットによるアクチュエータの制御は、適切な記憶手段に格納した、各歯付きホイールの物理的位置を表わす論理位置（論理値）に基づいて行なわれる。

リアおよび／またはフロントギアシフトグループには、アクチュエータの位置（したがって、チェーンガイドエレメントの位置）を検出し、その位置を電子制御ユニットに知らせるトランスデューサを備えることができる。

前記形式の電子式サーボ・アシストつき自転車用変速機は、例えば、いずれも本件出願人による米国特許第５，４８０，３５６号明細書、米国特許第５，４７０，２７７号明細書、および米国特許第５，８６５，４５４号明細書、ならびに欧州特許出願公開第１１０３４５６号明細書に記載されており、スペンサー（Ｓｐｅｎｃｅｒ）らによる米国特許第６，０４７，２３０号明細書、およびエルセーサー（Ｅｌｌｓasｅｒ）による独国特許出願公開第３９３８４５４号明細書にも記載されている。

詳しくは、欧州特許出願公開第１１０３４５６号明細書は、位置トランスデューサがディレーラの絶対位置を示す電気信号を供給することのできる唯一のタイプである変速機を記載しており、これらのトランスデューサは（再び）スイッチオンされると、例えば自転車の走行による振動によってわずかに変動する可能性がある、ディレーラの実際位置を考慮するものである。

走行中、乗り手によって、多段変速が必要とされる、または要望されることがある。多段変速とは、すなわち、チェーンを、その時係合している（リアまたはフロントギアシフトグループの）歯付きホイールから、より径の大きい歯付きホイールであってその時の歯付きホイールと隣接していない歯付きホイールへと移動させる（上方の多段変速）、あるいは、より径の小さい歯付きホイールであってその時の歯付きホイールと隣接していない歯付きホイールへと移動させる（下方の多段変速）ことである。

この多段変速という目的を達成するため、一回のレバー操作または連続する多数回の素早いレバー操作に対応して、隣接する２枚の歯付きホイール間のピッチの２倍または３倍に等しい距離だけチェーンガイドエレメントを移動させるために、ボーデン・ケーブルを移動させる、機械的指令による変速機が知られている。しかしながら、現実的理由から、隣接する２枚の歯付きホイール間のピッチの２倍または３倍以上の距離を移動させることは不可能であり、多段変速は一度に２段または３段の変速に限定されている。

また、電子的指令による変速機に適した解決策として、電子制御ユニットが、目標とする歯付きホイールの物理的な位置を表わす論理位置に基づいて、多段変速を実行すべくアクチュエータを一ステップで駆動するものがある。

しかし、これら両解決策には、チェーンが目標とする歯付きホイールの面に対して大きな角度をなして位置し、中間の歯付きホイールに対して斜めになってしまうという欠点がある。このような状況になると、チェーンが牽引力を失い、中間の歯付きホイールに絡んでしまう可能性があり、その結果、乗り手がバランスを失い落下する可能性もある。また、変速機が機械的損傷を受ける可能性もある。この問題は、特に上方多段変速の場合に問題となる。

本件出願人は、電子式サーボ・アシストつきの変速機において、多段変速の要求を、隣接する２枚の歯付きホイール間で行なわれる一段毎の変速に複数分割することによって、前記の問題を解決できることを発見した。そのようにすることで、実際に、チェーンの延長面と歯付きホイールの面との間に形成される角度が小さくなる。

第１の態様において、本発明は、電子式サーボ・アシストつきの自転車用変速機を電子的にサーボ・アシストする方法であって、
ａ）少なくとも３枚の歯付きホイールを有するギアシフトグループにおいて、現歯付きホイール（現在選択されている歯付きホイール）からその歯付きホイールと隣接していない目標とする歯付きホイールまで、チェーンを変速方向に移動させる多段変速を実行するステップを含み、
該多段変速を実行するステップａ）が、
ｂ）チェーンを、現歯付きホイールに隣接する歯付きホイールへと変速方向に移動させる一段変速を実行するステップと、
ｃ）隣接する歯付きホイールが前記目標とする歯付きホイールになるまで、前記ステップｂ）を繰り返すステップとを含む方法に関する（請求項１）。

換言すると、電子制御ユニットが、例えば手動入力手段を長時間操作することによって生成される多段変速の要求を、複数の一段変速へと変換する。変速機が自動または半自動で動作する際には、電子制御ユニットが、自身によって開始される多段変速を、同様の手法で行う。

実際の実施形態においては、電子制御ユニットが、通常は電源ボードを通して、一段変速の駆動信号をリアまたはフロントアクチュエータに一度に１つずつ送る。本発明の目的においては、電源ボードは、分散配置された電子制御ユニットの一部であると考えるべきである。

一実施形態（請求項２）においては、一段変速駆動信号の送信は、通常はリアまたはフロントトランスデューサから、例えば前記電源ボードを通して、変速が成功したことを受信した後にのみ行なわれる。同時に、電源ボード、リアまたはフロントアクチュエータ、およびリアまたはフロントトランスデューサによって構成されるチェーン位置決め制御システムが、一段変速の要求を受け付けて実行し、変速成功の信号を発し、次の一段変速要求を受け付けるべく準備する。

したがって、このような実施形態においては、一段変速が次から次へと素早く連続的に行われる。しかしながら、本件出願人は、結果として生じるきわめて高速なチェーンの一連の連続する位置決めが、状況によっては変速機の機構にとって有害になり得、乗り手にとって失望または危険となり得ると理解している。

これを避けるため、本発明による方法のより好ましい実施形態では、各一段変速の間に遅延時間を設ける（請求項３）。この遅延時間により、チェーンが中間の各歯付きホイールに、効果的に係合可能となるため、該中間の各歯付きホイールと十分に噛合する。したがって、チェーンおよび歯付きホイールの歯に加わる機械的応力、ならびに中間の歯付きホイールへの噛み込みの恐れを、緩和することができる。

遅延時間は、確認信号（供給される場合）の受信から、あるいは一段変速の実行ステップの開始から、計測することができる。前者の場合には、遅延時間を１５０ミリ秒から３５０ミリ秒の範囲内の値とすることが好ましい（請求項４）。後者の場合には、一段変速の実行のために必要な時間を考慮にいれるため、遅延時間は、より大きい値となる。

遅延時間が、一段変速の実行ステップの開始から計測される場合、その値を、一段変速の実行完了が予定される瞬間と実際の実行完了の瞬間との間の差に基づいて設定することができる（請求項５）。

遅延時間はただ１つでもよく、または各フロントおよびリアギアシフトグループについて別々の遅延時間を、もしくは同一の遅延時間を設定してもよい（請求項６）。

代案として、あるいはそれぞれに加えて、上方多段変速のための遅延時間、および／または下方多段変速のための遅延時間を、２つのギアシフトグループにおいて同一にしてもよく、または２つのギアシフトグループのそれぞれに、別々の遅延時間を設けることができる（請求項７）。

さらに高度な変形例においては、遅延時間を、各中間歯付きホイールについて別々に設けることができ、さらに、上方変速または下方変速の際についても別々に設けることができる（請求項８）。

前記種々の実施形態においては、前記所定の遅延時間の値は、工場でそれぞれの初期値にあらかじめ設定される。しかしながら、この所定の遅延時間の値は、ユーザによって変更可能である（請求項９）。そのような場合、ユーザが遅延時間を初期値（公称値または平均値に相当する）に戻す可能性があることを想定すると、初期値を読み出し専用の記憶手段に適切に格納しておくと適切である。

さらに、前記種々の実施形態において、遅延時間を、中間歯付きホイール上でのチェーンの所定の移動の関数としてあらかじめ決定することができる（請求項１０）。

前記移動は、角度位置センサまたは角速度センサにより計算することができる（請求項１１）。

センサは、中間歯付きホイールの少なくとも１つのチェーン係合緩和領域による基準位置の横断を検知するセンサであると好ましく、あるいは該センサを備えることが好ましい（請求項１２）。本件出願人による米国特許出願公開第２００１／００４８２１１号明細書に、本発明の目的に適ったセンサが記載されており、このセンサは、歯付きホイールが緩和領域に対応する角度位置に位置する前に変速開始を指令することがないよう、チェーンの移動方向および角度位置を確認するために使用されている。

前記チェーンの所定の移動は、チェーンまたは自転車の速度に基づいて計算することもできる（請求項１３）。

実施形態においては、前記チェーンの所定の角度移動の距離が、隣接する中間歯付きホイールのチェーン係合緩和領域間の角度距離、またはその整数倍に等しい（請求項１４）。

詳しくは、ｍ個の緩和領域が歯付きホイール上に角度距離αで等ピッチに配置されている場合、チェーンの所望の移動の距離は、ｎ×αに等しくなるように選択するのが好ましく、遅延時間Ｄは、Ｄ＝Ｒ×ｎ×α／ｖ、またはＤ＝ｎ×α／ｗ（Ｒは中間歯付きホイールの半径、ｖおよびｗはそれぞれ、中間歯付きホイールにおけるチェーンの線速度および角速度、ｎは１以上の整数）なる関係から計算することができる。

本発明の方法の実際の実施形態においては、電子式サーボ・アシストつき変速機は、当然ながら、本発明による多段変速、および一段変速（すなわち現歯付きホイールとその歯付きホイールに隣接する目標歯付きホイールとの間の変速）の両者を実行することができる。

第１の実施形態においては、電子制御ユニットが、変速の要求が多段であるか一段であるかを、あらかじめ確認することができる。

そのような場合、本発明による方法は、変速要求の受信を待つステップ、および、変速要求が一段変速の要求であるか、多段変速の要求であるかを確認して、一段変速の要求である場合には一段変速を実行し、多段変速の要求である場合には前述のとおり多段変速を実行するステップを含む（請求項１５）。

自動または半自動の動作においては、電子制御ユニット自身が、変速比を決定して変速信号を内部的に生成する。手動操作においては、変速要求が一段変速の要求であるか、多段変速の要求であるかを確認するステップを、例えば、ボタンもしくはレバー操作の継続時間など、ユーザ・インターフェイスによって受信する信号の継続時間に基づいて（請求項１６）、または、例えばボタンもしくはレバーの連続操作の回数など、ユーザ・インターフェイスによって受信する信号の連続回数に基づいて（請求項１７）、実行することができる。代替的に、変速の際に所望の目標歯付きホイールを電子制御ユニットに直接伝えるために、例えば、種々の要求信号に対応する複数の異なるボタン、または、数字キーパッド、グラフィカル・インターフェイスを備えた表示装置もしくはタッチ・センサ式の表示装置など、種々の多様な信号を送信するのに適したさらに複雑なユーザ・インターフェイスを設けることもできる（請求項１８）。

他の実施形態においては、電子制御ユニットは、変速の要求が多段変速であるか、一段変速であるかを、あらかじめ確認することができない。

そのような場合には、本発明による方法において、変速要求を待つステップ、前述のとおりステップｂ）を実行するステップ、および、変速要求が一段変速の要求であるか多段変速の要求信号であるかを確認し、多段変速の要求である場合に前記のとおりステップｃ）を実行し、一方、一段変速の要求である場合に変速要求を待つステップへと戻るステップを備えることができる（請求項１９）。

自動または半自動の動作においては、これは、電子制御ユニットが、最初に通常の変速要求を内部で生成し、その後すぐに一段変速および多段変速のどちらがより適当であるかを判断する場合に生じうる。手動操作の場合には、この実施形態は、例えば変速の種類が信号の継続時間または連続する信号の回数に基づいて判断される場合に好適である。実際、そのような場合には、変速要求がどちらであっても、該要求が多段変速の要求であるかどうかを判断するために必要な時間を待つことなく、最初の一段変速を速やかに実行することが可能である。

類似の実施形態は、変速要求の開始の受信を待つステップ、および、前記ステップｂ）を実行すると同時に変速要求の終了の受信を監視し、前記ステップｃ）の実行の開始前に変速要求の終了を受信した場合には、変速要求の開始の受信を待つステップに戻り、そうでない場合には、前記ステップｃ）を実行し、隣接する歯付きホイールが目標とする歯付きホイールとなった状態を示す変速要求の終了を受信するまで前記ステップｂ）を繰り返すステップを含む（請求項２０）。

この実施形態は、目標とする歯付きホイールが当初は判明していなくてもよいので、特に有利である。電子制御ユニットまたはユーザは、それぞれ自動または半自動動作および手動操作において、満足できる変速比に達したことを事後的に確認できる。手動操作の場合、要求の開始および要求の終了は、それぞれボタンまたはレバーの操作と解放によって、あるいは２つの異なるボタンまたはレバーの操作によって、さらには１つのボタンまたはレバーの第１および第２の操作によって、生成することができる。

前述した様々な実施形態において、前述した技術的理由により、直前の変速の実行から所定の最小時間が経過するまで、変速要求を一時停止させておくことができる（請求項２２）。

第２の態様において、本発明は、自転車の変速機を電子的にサーボ・アシストするためのプログラムであって、該プログラムをプロセッサ上で実行した際に、前記した方法の各ステップを実行するのに適したプログラム・コード手段を備えたプログラムに関する（請求項２３）。

前記プログラムは、少なくとも１つのマイクロコントローラ内で実現するのが好ましい。

代替的に、プログラムを、プロセッサのためのメモリに格納することができ、または読み出し専用メモリ内で実現することができる。

第３の態様において、本発明は、前記方法の各ステップを実行するために適した電子回路に関する（請求項２４）。

第４の態様において、本発明は、電子式サーボ・アシストつきの自転車用変速機であって、
ペダル・クランクの軸から自転車の駆動輪へと運動を伝達するための、チェーンと歯付きホイールとを有するシステムを備え、該運動伝達システムが、
ペダル・クランクの軸または駆動輪の軸に同軸な少なくとも３枚の歯付きホイールを有する少なくとも１つのギアシフトグループであって、チェーンを該ギアシフトグループの所定の歯付きホイールと係合するように移動させるガイド手段、および該ガイド手段のアクチュエータを備えたギアシフトグループと、
前記少なくとも１つのギアシフトグループのアクチュエータを駆動するために適した電子制御ユニットであって、前記した方法を実行するための手段を備えている電子制御ユニットと、
を備えた自転車用変速機に関する（請求項２５）。

自転車用変速機において、前記少なくとも１つのギアシフトグループが、該ギアシフトグループの歯付きホイールに対するガイドエレメントの位置を検出し、前記確認信号を生成するトランスデューサを備えている（請求項１６）。

前記電子制御ユニットは、前記所定の遅延時間を格納するのに適した記憶手段を備えることができる（請求項２７）。

前記記憶手段は、自転車から取り外すことができる箱体、好ましくは着脱式の表示ユニットに収容されているのが好ましい（請求項２８）。

前記自転車用変速機は、前記変速要求信号、前記変速要求の開始信号および／または前記変速要求の終了信号の電子制御ユニットへの送信、ならびに／または前記遅延時間の値の設定のために動作する、ユーザと前記電子制御ユニットとの間のインターフェイス手段を備えることができる（請求項２９）。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面に示す本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図１を参照すると、自転車１、詳しくは競争用自転車である自転車１は、リアホイール４のサポート構造体３およびフロントホイール６のフォーク５を形成するチューブ状の部材を用いて公知の方法で形成されたフレーム２を含む。チューブ状の構造を有するハンドル７０は、フォーク５に操作可能に連結されている。

フレーム２は、その下部において、本発明による電子式サーボ・アシストつき変速機８によりリアホイール４を駆動するための従来タイプのペダル・クランクまたはペダル・ユニット７の軸を支持している。

変速機８は、実質的に、リアギアシフトグループ９およびフロントギアシフトグループ１０から構成される。リアギアシフトグループ９は、リアホイール４と同軸（軸Ａ）に配置され、互いに直径の異なる複数枚の歯付きホイールすなわちスプロケット１１（通常は、９枚、１０枚、または１１枚、あるいはその他の枚数）を含む。フロントギアシフトグループ１０は、ペダル・クランク７の軸と同軸（軸Ｂ）に配置され、互いに直径の異なる複数枚の歯付きホイールすなわちクラウンあるいはギア１２（図示の例では３枚であるが、２枚あるいはその他の枚数も可能である）を含む。

選択可能な変速比の数という観点からは全く好都合ではないが、フロントギアシフトグループ（あるいは、原理的にはリアギアシフトグループも）をただ１枚の歯付きホイールに置き換えることもでき、そのような場合には、本発明は当然、リア（またはフロント）ギアシフトグループにおいてのみ実施される。同様に、２つのギアシフトグループのうちの１つ（通常は、フロントギアシフトグループ）が歯付きホイールを２枚しか備えていない場合、本発明は当然、歯付きホイールが２枚以上のギアシフトグループ（通常は、リアギアシフトグループ）においてのみ実施される。

リアギアシフトグループ９の歯付きホイール１１およびフロントギアシフトグループ１０の歯付きホイール１２は、チェーンと歯付きホイールとを有するシステムを形成するために、閉ループ状の伝達チェーン１３によって選択的に係合されて、ペダル・クランク７の軸から自転車１の駆動輪であるリアホイール４へと運動を伝達する。

各種のギア比は、リアギアシフトグループ９のリアチェーンガイドエレメントすなわちディレーラ（あるいは、単に変速機）１４、および／または、フロントギアシフトグループ１０のフロントチェーンガイドエレメントすなわちディレーラ（あるいは、単にディレーラ）１５を動かすことにより得ることができる。

リアディレーラ１４およびフロントディレーラ１５はそれぞれ、通常、連結式の平行四辺形機構および該平行四辺形機構を変形させるための減速器付き電動モータを備える対応するアクチュエータ１６、１７（図２では、単に模式的に示されている）によって制御される。

リアディレーラの位置センサ（直接に、あるいはリアアクチュエータの位置の検出を通じてリアディレーラの位置を検出する）、すなわちリアトランスデューサ１８（図２では、単に模式的に示されている）、および、フロントディレーラの位置センサ（直接に、あるいはフロントアクチュエータの位置の検出を通じてフロントディレーラの位置を検出する）、すなわちフロントトランスデューサ１９が、アクチュエータ１６、１７に連携していると好ましい。

ディレーラ１４、１５、各アクチュエータ１６、１７、および各位置センサすなわちトランスデューサ１８、１９の構成の詳細については、本発明はこれらの特定の構造とは無関係であるため、ここでは図示されていない。詳細については、例えば前述の特許出願や特許文献を参照されたい。

特に、トランスデューサ１８、１９は、好ましくは、ディレーラ１４、１５の絶対位置を示す電気信号を発生させるのに適した、欧州特許出願公開第１１０３４５６号に記載のタイプである。

本発明による電子式サーボ・アシストつき変速機は、特に後述の本発明の方法によってアクチュエータ１６、１７を駆動し、トランスデューサ１８、１９（設けられている場合）の出力信号を受信し、さらにユーザ・インターフェイスを制御するのに適したマイクロプロセッサ電子制御ユニット４０を備えている。

本明細書の記述および添付の請求項においては、電子制御ユニット４０のロジックユニットとは、特に表示ユニット６０および／または電源パワーボード３０および／または指令ユニットに設けられた１つ以上の分散されたマイクロプロセッサなど、多数の物理的ユニットから構成することができるものである。

このような論理的観点から、電子制御ユニット４０は、詳しく後述するように、マイクロプロセッサの他に、電子制御による変速のための管理プログラムをコード化する命令を記憶し、また該プログラムを実行するためのサービス変数（レジスタ）を一時的に記憶し、さらに１つ以上の遅延時間の値を揮発性、不揮発性あるいは恒久的に記憶する１つ以上の装置を有する記憶手段を備えている。

記憶装置は、読み出し専用、一回のみ書き込み可能、あるいは読み書き可能なランダム・アクセス・メモリや順次アクセス・メモリなどのうち、１つ以上のタイプとすることができ、光メモリや磁気メモリなど、様々な技術で製造することができる。

記憶装置は、表示ユニット６０および／または電源ボード３０および／または指令ユニットに収容することができ、さらに／または独立した装置とすることもできる。

特に好ましい実施形態においては、表示ユニット６０は、電子制御ユニット４０の記憶手段の少なくとも一部を収容しており、自転車１から取り外すことができる。この場合、好ましくは電子式サーボ・アシストつき変速機８についてユーザが設定した様々な値、特に１つ以上の遅延時間の値を、表示ユニット６０内の記憶手段に格納できる。この実施形態は、比較的高価である表示ユニットを保護することができるため好都合であり、さらに、ユーザによって設定された値が乗り手の「ノウ・ハウ」を反映した個人的なものである競争用自転車の場合において、何よりも好都合である。

表示ユニット６０が自転車１に再び接続されたとき、表示ユニット６０に記憶されていた変数の値を、電子制御ユニット４０の一時メモリへとコピーすることができる。

電源パワーボード３０は、バッテリを備えており、アクチュエータ１６、１７のモータ、マイクロプロセッサ電子制御ユニット４０、トランスデューサ１８、１９（設けられている場合）、および表示ユニット６０（設けられている場合）に電力を供給する。バッテリは充電式であると好ましく、また公知の方法で、リアディレーラ１４にバッテリを充電するための発電ユニット（図示せず）を設けることができる。

電源パワーボード３０は、例えば、ハンドル７０を構成しているチューブの内の１つ、フレーム２を構成しているチューブの内の１つの、例えば飲料ボトル用支持体が設けられた箇所、あるいは、好ましくはハンドル７０の中央に配置された表示ユニット６０に収容されている。

種々の構成部品間の情報の伝達は、好ましくはフレーム２を構成しているチューブ内に収容された電気ケーブルを通して行なわれるが、あるいは、例えばブルートゥース・プロトコルによる無線の方法によって行なわれる。

電子式サーボ・アシストつき変速機８、および、特に電子制御ユニット４０は、手動操作の走行モード、自動動作の走行モード、または半自動動作の走行モード、ならびにプログラミングモードや診断モードなどの他のサービス・モードで動作できる。手動操作の走行モードでは、各ギアシフトグループ９、１０の所望の変速比、すなわちチェーン１３が係合すべき歯付きホイール１１または１２が、後に後述する適切なインターフェイスを有する手動入力手段を通じて、ユーザによって電子制御ユニットに入力される。自動動作の走行モードでは、電子制御ユニット４０自身が、（例えば、速度センサ、傾斜計、圧力センサ、あるいは乗り手の心拍センサ等を通じて）走行条件の評価ロジックに基づいて変速比を設定する。半自動動作の走行モードは、前記両モードの中間である。

走行モードがいずれであっても、現歯付きホイール１１、１２（変速が要求された時点においてチェーン１３が係合している歯付きホイール１１、１２）と目標とする歯付きホイールとの間の変速の要求は、電子制御ユニット４０によって処理される。

本発明によれば、変速要求は、目標とする歯付きホイールが現歯付きホイール１１、１２（変速が要求された時点においてチェーン１３が係合している歯付きホイール１１、１２）のすぐ隣にある歯付きホイールである場合には、一段変速の要求であり、あるいは、目標とする歯付きホイールが現歯付きホイールのすぐ隣ではない歯付きホイールの場合には、多段変速の要求である。

一段変速が要求された場合、電子制御ユニット４０は、走行モードがいずれであっても、チェーン１３を目標とする歯付きホイール１１、１２と係合する位置に移動させるために、アクチュエータ１６、１７を駆動して、チェーンのガイドエレメント１４、１５を動かす。

アクチュエータ１６、１７の制御は、一方では、適当な記憶手段４９、５０に記憶された、種々の歯付きホイール１１、１２の物理的位置を表わす論理位置（論理値）を参照し、他方では、アクチュエータ１６、１７の位置を表わす論理値を参照して行なわれる。

アクチュエータ１６、１７の位置を表わす論理値は、電子制御ユニット４０によって更新される図２に示すカウンタ４７、４８（レジスタ、または電子制御ユニット４０のメモリ・セルに記憶された変数として具現化される）により提供され、一方でアクチュエータ１６、１７のモータがステッピング・モータの場合、電子制御ユニット４０がアクチュエータ１６、１７のモータの１ステップの移動毎に該カウンタ４７，４８を例えば一単位ずつ増減させる。代替的に、アクチュエータ１６、１７の位置を表わす論理値を、トランスデューサ１８、１９によって提供することもできる。さらにまた、アクチュエータ１６、１７の位置を表わす論理値は、トランスデューサ１８、１９の出力を電子制御ユニット４０で確認信号またはフィードバック信号として利用して、カウンタ４７、４８によって提供することもできる。

記憶手段４９、５０には、各ギアシフトグループ９、１０について、全歯付きホイール１１、１２の論理位置を記憶することができ、あるいは、隣接する２枚の歯付きホイール１１間のピッチ、および隣接する２枚の歯付きホイール１２間のピッチに対応する１つ以上の差動量を、基準位置として用いられる１つの歯付きホイール１１、１２の位置とともに記憶することができる。

多段変速が要求された場合、通常の電子的指令による変速機では、電子制御ユニットは、アクチュエータ１６、１７を、目標とする歯付きホイールの物理的位置を表わす論理位置に基づいて、一段階で駆動する。

図３は、運動伝達システムの主要な構成要素を概略的に示した斜視図であり、符号１１ａ〜１１ｉで示すリアギアシフトグループの歯付きホイール、リアガイドエレメントすなわち変速機１４、フロントギアシフトグループの歯付きホイール（最も外側にある最も径の大きい歯付きホイールのみを図示している）、フロントガイドエレメントすなわちディレーラ１５、およびチェーン１３が示されている。

さらに詳しく説明すると、歯付きホイール１１ｃから歯付きホイール１１ｆへの多段変速の瞬間における変速装置１４およびチェーン１３の位置が示されており（すなわち、この例では３段の上方変速）、従来技術の手法によって実行される。

図４は、自転車１の後方から見た概略図である。したがって、リアギアシフトグループ９の歯付きホイール１１ａ〜１１ｉ、リアガイドエレメントすなわち変速装置１４、およびチェーン１３のみを見て取ることができる。さらに詳しく説明すると、従来技術に従って歯付きホイール１１ｃから歯付きホイール１１ｆまでの多段変速を行なう場合の、変速装置１４およびチェーン１３の初期位置（右側）および最終位置（左側）が、チェーン１３の中間位置とともに示されている。

図４から明らかなように、軸Ａの方向である方位Ｘへと動くよう引かれたチェーン１３は、中間の歯付きホイール１１ｄ、１１ｅに対して傾いて、大きな角度α（チェーン１３の延長面と歯付きホイール１１の面との間に形成される角度）をなしている。本明細書の[背景技術]の項目でも述べたとおり、このような状況下においては、チェーン１３が牽引力を失い、かつ／または中間の歯付きホイール１１ｄ、１１ｅに絡まってしまい、結果として、乗り手がバランスを失い、落下したりする可能性がある。さらに、変速機が機械的損傷を受ける可能性もある。

対照的に、本発明によれば、多段変速の要求は、隣接する２枚の歯付きホイール１１（１２）間で行なわれる一段変速へと複数分割される。

図５は、本発明に従って行なわれる現歯付きホイール１１ｃから目標歯付きホイール１１ｆへの多段変速要求（すなわち、３段の上方変速）の実行の一例を、図４の例との直接比較のため、図４と同様に示した図である。ガイドエレメントすなわち変速装置１４とチェーン１３とが、右方から左方へと、現歯付きホイールが歯付きホイール１１ｃである変速要求前の位置、現歯付きホイールが歯付きホイール１１ｄとなる第１の一段変速終了後の位置、現歯付きホイールが歯付きホイール１１ｅとなる第２の一段変速終了後の位置、および、現歯付きホイールが目標歯付きホイール１１ｆとなる最終位置に示されている。

チェーン１３の延長面と歯付きホイール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆの各面との間に形成される角度βが、図４に示した角度αに比べてきわめて小さいことがわかる。この角度低減の結果、前記の問題点は基本的に解消される。

さらに一般的に述べると、本発明（図６のブロック図を参照）によれば、少なくとも３枚の歯付きホイールを有するギアシフトグループ９、１０に関し、現歯付きホイール（図４の例では１１ｃ）から現歯付きホイール（１１ｃ）に隣接していない目標歯付きホイール（１１ｆ）へとチェーン１３を変速方向（Ｘ）に移動させる多段変速１００は、
・チェーン１３を現歯付きホイール（１１ｃ、次いで１１ｄ、次に１１ｅ）に隣接する歯付きホイール（１１ｄ、次いで１１ｅ、次に１１ｆ）へと変速方向（Ｘ）に移動させるため一段変速１０１を行なうステップと、
・ブロック１０３での評価において、前記隣接歯付きホイール（１１ｄ、次いで１１ｅ、次に１１ｆ）が目標歯付きホイール（１１ｆ）となるまで、前記ステップを一定回数（ここで説明した例では３回）繰り返すステップ１０２と、
を通じて実行される。

一段変速１０１、１０２はそれぞれ前記手順で実行され、すなわち、チェーン１３を、各現歯付きホイール１１、１２にそれぞれ隣接する歯付きホイール１１、１２と係合する位置へともたらすべくチェーンのガイドエレメント１４、１５を動かすため、論理位置およびアクチュエータ１６、１７の位置を表わす論理値を参照し、アクチュエータ１６、１７を駆動することにより実行される。

或る一段変速と他の一段変速との間で、電子制御ユニット４０は、例えばトランスデューサ１８、１９による確認など、変速成功の確認を待つことができる（任意追加のブロック１０５）。

図７には、図５の例に関連し、時間軸、電子制御ユニット４０によってアクチュエータ１４（１５）が駆動されている時間範囲（一段変速１０１、１０２、１０２が実行されている時間範囲）に相当する信号２０１〜２０３、および、チェーン１３が係合している歯付きホイール１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆが、比例尺ではないが図式的に示されている。信号２０１〜２０３の立ち上がり縁は、一段変速ステップの開始に対応し、立ち下がり縁２０４〜２０６は、特に変速成功の確認に対応している。

本明細書の[背景技術]の項目でも述べたとおり、本件出願人は、チェーン１３の歯付きホイール１１ｄ、１１ｅ、１１ｆにおけるきわめて高速での一連の連続的位置決めが、状況によっては変速機８の機構にとって有害になり得、乗り手にとって失望または危険となり得ると理解している。

これを避けるため、本発明による方法においては、各一段変速操作ステップ１０１と１０２との間に、遅延時間Ｄ（任意追加のブロック１０５）を設けている。

遅延時間Ｄにより、チェーンが、中間の歯付きホイール１１ｄ、１１ｅのそれぞれに、効果的に係合可能となるため、該中間の各歯付きホイールと十分に噛合する。したがって、チェーン１３および歯付きホイール１１ｄ、１１ｅの歯に加わる機械的応力、ならびに中間の歯付きホイール１１ｄ、１１ｅへの噛み込みの恐れを、緩和することができる。

連続して実行される各一段変速１０１、１０２と、後続の一段変速１０２の開始との間の遅延時間は、１００ミリ秒と３５０ミリ秒の間の範囲の値であると好ましく、１２０ミリ秒と２５０ミリ秒の間の範囲の値であるとより好ましく、１４０ミリ秒と２２０ミリ秒の間の範囲の値であるとさらに好ましい。

ブロック１０５において、確認信号待ちおよび遅延時間Ｄ待ちの両方が実行される場合、遅延時間Ｄの計測を、確認信号の受信から開始することができ（図８）、あるいは、前の一段変速ステップ１０１、１０２の実行ステップの開始から開始することもできる（図９）。後者の場合、遅延時間Ｄは、乗り手、変速および（坂を上る、平地を行く、または坂を下るなどの）走行条件に応じて、通常約１５０〜３００ミリ秒であると予想される一段変速１０１、１０２の実行に要する時間を考慮に入れるため、より大きな値となるであろう。

さらに、この後者の場合には、遅延時間Ｄの値を、一段変速の実行完了が予測される瞬間（破線で示されている一段変速２０２の立ち下がり縁）と、変速完了の確認の受信との間の差ΔＤに基づいて設定することができる（図１０）。すなわち、確認信号が予測される瞬間よりも前、あるいは後に受信された場合に、遅延時間Ｄの値が増減される。

ここまでは、遅延時間Ｄがただ１種類であり、フロントギアシフトグループ９およびリアギアシフトグループ１０の上方一段変速および下方一段変速のいずれも、この１種類の遅延時間の経過を待つものとして説明してきたが、用いられ得る遅延時間の値に関しては、他にも様々な可能性がある。

第１の実施形態においては、あらかじめ定められた単一の遅延時間Ｄが用いられ、多段変速における各一段変速に使用される。

第２の実施形態においては、各上方変速のために遅延時間ＵＤが用いられ、各下方変速のために遅延時間ＤＤが用いられる。

チェーン１３の張力が、リアギアシフトグループ９のガイドエレメント１４とフロントギアシフトグループ１０のガイドエレメント１５とで異なっており、リアギアシフトグループ９の隣接する歯付きホイール１１間のピッチが、フロントギアシフトグループ１０の隣接する歯付きホイール１２間のピッチと相違している場合もあり得、さらに、チェーン１３の、ガイドエレメント１４および歯付きホイール１１間の距離と、ガイドエレメント１５および歯付きホイール１２間の距離とが、２つのフロントおよびリアギアシフトグループ９，１０を用いている場合には異なっていることから、リアギアシフトグループ９に適用される遅延時間と、フロントギアシフトグループ１０に適用される遅延時間とを、別々に、したがって異なる値とするのが適切である場合もある。

したがって、第３の実施形態においては、記憶手段が、リアギアシフトグループ９のために単一の遅延時間ＲＤを記憶し、さらに／またはフロントギアシフトグループ１０のために単一の遅延時間ＦＤを記憶するのに適している。

第４の実施形態においては、記憶手段が、リアギアシフトグループ９のために、上方変速時の遅延時間ＲＵＤおよび／または下方変速時の遅延時間ＲＤＤを記憶し、さらに／または、フロントギアシフトグループ１０のために、上方変速時の遅延時間ＦＵＤおよび／または下方変速時の遅延時間ＦＤＤを記憶するのに適している。

第５の実施形態は、本発明による電子式サーボ・アシストつき変速機８および該変速機のサーボ・アシスト方法の動作における一段変速に関し、中間の歯付きホイールの径の相違を考慮に入れた最適化によって利益をもたらしており、すなわち、記憶手段が、リアギアシフトグループ９の各中間歯付きホイールについて遅延時間ＲｉＤを、フロントギアシフトグループ１０の各中間歯付きホイールについて遅延時間ＦｉＤをそれぞれ記憶するのに適している。

第６の実施形態によれば、記憶手段が、ギアシフトグループ９、１０の各中間歯付きホイール１１、１２について、上方変速時の遅延時間ＲｉＵＤ、ＦｉＵＤおよび下方変速時の遅延時間ＲｉＤＤ、ＦｉＤＤをそれぞれ記憶するのに適している。

前記種々の実施形態においては、遅延時間の値はいずれも工場であらかじめ初期値に設定されている。そこで、ユーザの手によって遅延時間の値が変更できるように、電子制御ユニット４０に設定操作モードを設けるのが好ましい。そのような設定操作モードのフロー図の例を説明する前に、設定操作モードを設ける場合には、初期値（公称値、あるいは平均値に相当する）に戻す可能性を想定し、初期値を読み出し専用記憶手段に記憶しておくことが適切であることを強調しておく。さらに、遅延時間が、ユーザによって、初期値に与えられる各差動量に基づいて設定される実施形態も可能である。

図１１に、設定（プログラミング）操作モードのフロー図の一例を示す。

最初のブロック３００からスタートし、ブロック３０１で電子制御ユニット４０は、ユーザが設定モードの起動を望むか否かをチェックし、設定モードを起動しようとしている場合には、例えば（前記第４の実施形態においては）リアギアシフトグループ９の上方変速時の遅延時間ＲＵＤ、リアギアシフトグループ９の下方変速時の遅延時間ＲＤＤ、フロントギアシフトグループ１０の上方変速時の遅延時間ＦＵＤ、またはフロントギアシフトグループ１０の下方変速時の遅延時間ＦＤＤの内のいずれかの遅延時間に関して設定モードを起動しようとしているのかをチェックし、あるいはユーザがブロック３１１で設定モードから出ることを望んでいるのか否かをチェックする。

ブロック３０１の後、ブロック３０２で電子制御ユニット４０は、ユーザがあらかじめ選択された遅延時間を増やそうとしているのか、減らそうとしているのか、あるいは、あらかじめ選択された遅延時間に関し設定を終了しようとしているのかをチェックする。

電子制御ユニット４０が、ユーザがあらかじめ選択された遅延時間を増加させたいと望んでいることを確認した場合（ブロック３０２の左側の出力）、ブロック３０３で電子制御ユニット４０は、あらかじめ選択された遅延時間が最大値（一般的な値、あるいはあらかじめ選択された遅延時間に特有の値）となっているかどうかをチェックし、そのような場合には、任意追加のブロック３０４にてユーザに警告を発し、ブロック３０２に戻る。

ブロック３０３にて、電子制御ユニット４０が、あらかじめ選択された遅延時間が最大値でないと確認した場合、電子制御ユニット４０はブロック３０５で、あらかじめ選択された遅延時間の値を単位時間だけ増加させ、ブロック３０２に戻る。

同様に、ブロック３０２で、電子制御ユニット４０が、ユーザがあらかじめ選択された遅延時間を減少させたいと望んでいることを確認した場合（右側の出力）、ブロック３０６で電子制御ユニット４０は、あらかじめ選択された遅延時間が最小値（一般的な値、あるいはあらかじめ選択された遅延時間に特有の値）となっているかどうかをチェックし、そのような場合には、任意追加のブロック３０７にてユーザに警告を発し、ブロック３０２に戻る。

ブロック３０６にて、電子制御ユニット４０が、あらかじめ選択された遅延時間が最小値でないと確認した場合、電子制御ユニット４０はブロック３０８で、あらかじめ選択された遅延時間の値を単位時間だけ減少させ、ブロック３０２に戻る。

ブロック３０２で、電子制御ユニット４０が、ユーザがあらかじめ選択された遅延時間に関する設定を終了したいと望んでいることを確認した場合（下側の出力）、実行はブロック３０９において、電子制御ユニット４０は、ユーザが実施した遅延時間の変更を保存したいと望んでいるかどうかをチェックする。

ユーザが保存を望んでいる場合、電子制御ユニット４０は、ブロック３１０で前記遅延時間の変更を含む、あらかじめ選択された遅延時間の値を保存して、ブロック３０１に戻り、ユーザが保存を望んでいない場合には、直接ブロック３０１に戻る。

ユーザが望んでいる事に関する種々のチェックは、例えば表示ユニット６０上で実現されるグラフィカル・インターフェイスなどのユーザ・インターフェイスにより、タッチ・センサ式表示装置や図２のボタン６１〜６３に例示されるような補助的なボタンを通じて行なわれ、さらに／または、上方変速および下方変速の要求指令を送るためのものと同じ手動指令手段により行なわれる。電子制御ユニット４０は、これら手動指令手段を操作することによって生成された信号を、例えば論理ゲートやブール関数を通じて、信号の内容に応じて適切に解釈する。

そのような手動指令手段は、例えば、リアギアシフトグループ９の上方一段変速信号および下方一段変速信号のための、ハンドル７０のグリップのブレーキ・レバー４１に組み合わされた対応するレバー４３、４４（図１および２）、および、フロントギアシフトグループ１０の上方一段変速信号および下方一段変速信号のための、ハンドル７０のもう一方のグリップのブレーキ・レバーに組み合わされた対応するレバー４５、４６（図２）を備えることができる。

レバー４３〜４６の代わりに、手動で操作される２つのボタン、あるいは、振り子レバーによって操作される２つのボタンを設けることもできる。

一段変速の要求を生成するのに適しているこれらレバーまたはボタンは、多段変速の要求を生成するのにも使用することができ、その場合、変速要求の種類を、例えば操作時間の長さ、連続操作の回数、第１の操作で変速要求の開始が生成され、第２の操作で変速要求の終了が生成される事などによって区別することができる。

代替的に、手動指令手段は、多段変速の要求を生成するのに適した他のボタンまたはレバー（図示せず）、ならびに、乗り手が目標とする歯付きホイールを直接指示することができる、数字キーパッドや表示ユニット６０上に実現されるグラフィカル・インターフェイスを備えることもできる。

実施形態により、電子制御ユニット４０が、乗り手からの変速要求が多段であるか、一段であるかを、あらかじめ確認することができる場合もあり、できない場合もある。同様に、自動または半自動動作の通常の走行モードにおいて、電子制御ユニット４０はそれ自体によって、複数の一段変速要求、または多段変速要求を直接内部生成することができ、あるいは、それ自体によって１つの通常の変速要求を内部生成し、その後で変速要求が一段変速要求または多段変速要求のいずれであるかを決定することもできる。

電子制御ユニット４０が、あらかじめ乗り手からの変速要求が多段変速であるか一段変速であるかを確認できるとき、本発明による方法（図１２）は、ブロック４００で変速要求の受信を待つステップと、ブロック４０１で変速要求が一段の変速要求であるか、多段の変速要求であるかを確認し、一段の変速要求である場合にはブロック４０２で一段変速を前述の方法で実行し、多段の変速要求である場合にはブロック１００で多段変速を前述の方法で実行するステップとを含む。

既に述べたとおり、手動によって指令が行なわれる通常の走行モードにおいて、変速要求が一段の変速要求であるか、多段の変速要求であるかを確認するステップ４０１は、例えば、レバー４３〜４６のうちの１つが押し込まれている時間などの、ユーザ・インターフェイスによって受け取られる信号の継続時間に基づいて実行でき、または、例えば、レバー４３〜４６のうちの１つが連続して押し込まれた回数などの、ユーザ・インターフェイスによって受け取られる連続信号の回数に基づいて実行でき、さらにグラフィカル・インターフェイスもしくは数字キーパッドによって送信された、変速の目標となる所望の歯付きホイールを示す特定の信号に基づいて実行できる。

変速要求が一段であるか多段であるかを確認するためには、一般に、ある程度の時間を要する。したがって、一段変速はいかなる場合でも行われることから、現歯付きホイールとそれにすぐ隣接する歯付きホイールとの間で最初の一段変速を直ちに実行するのが好ましい。

すなわち、図１３のブロック図を参照すると、ブロック４００で変速要求を受け取ると、一段変速を実行するブロック１０１（図６を参照）が、チェーン１３を現歯付きホイールからすぐ隣の歯付きホイールへと移動させるために直ちに実行される。この実行の直後、またはこの実行の間に、ブロック４０１で要求が多段変速か一段変速かが確認される。多段変速の場合には、一段変速の実行が図６に関して前述したとおりに連続して続けられ、一段変速の場合には、実行が終了する。

別の実施形態（図１４）は、変速要求の開始の受信を待つステップ４０３、チェーン１３を現歯付きホイールからすぐ隣の歯付きホイールへ移動させるために、一段変速を実行するブロック１０１（図６を参照）を実施するステップ、および同時に、ブロック４０４で示されている並行処理サイクルによって、変速要求の終了の受信を監視するステップを含む。稲妻印４０５で示す変速要求の終了が、前記ステップｃ）におけるステップｂ）の最初の繰り返しに対応するステップ１０２（図６参照）の実行の開始前に受信された場合、ブロック１０１からの出力を右側へと分岐させる稲妻印４０５ａで示されているように、変速要求の開始を待つブロック４０３に戻る。変速要求の終了が受信されない場合、前記ステップｃ）を実行し、すなわち、前記ステップｂ）の繰り返しを行なう、ブロック１０２、１０３およびブロック１０５で表わされる処理サイクルが、すぐ隣の歯付きホイールが目標とする歯付きホイールであることを示す変速要求の終了を受信するまで繰り返される。これが、ブロック１０３から「ＹＥＳ」を出力させる稲妻印４０５ｂによって図式的に示されている。

この実施形態は、自動または半自動動作および手動操作のそれぞれにおいて、電子制御ユニットまたはユーザが、いつ所望の変速比に達したかを事後的に確認することができるため、特に好適である。手動操作の場合、開始の要求および終了の要求はそれぞれ、ボタンもしくはレバー（例えば、レバー４３〜４６のうちの１つ）の操作および解放により、または２つの別個のボタンの押し込みにより、さらに、ボタンまたはレバー（例えば、レバー４３〜４６のうちの１つ）の第１の操作および引き続く第２の操作により生成することができる。

前記した種々の実施形態において、変速要求は、多段であっても、一段であっても、前記した技術的理由により、直前の変速（多段であっても一段であってもよい）の実行から所定の最小時間が経過するまで一時停止させておくことができる。

すなわち、図示されてはいないが、図６のブロック１０１、図１２のブロック４００、図１３のブロック４００、および図１４のブロック４０３の前に、遅延時間を待つブロックを設けることができる。

この遅延時間待ち、および、多段変速実行中の遅延時間待ち（ブロック１０５）は、両者とも、実際には、本発明によるソフトウェア・プログラムによる処理サイクルによって実現することができ、あるいはタイマーによって実現することができる。

タイマーは、当然、カウント・ダウン・タイマーであっても、カウント・アップ・タイマーであってもよく、電子制御ユニット４０のマイクロプロセッサのクロック信号によって可変に管理されるメモリによって、あるいは専用の装置によって実現できる。

遅延時間は、あらかじめ設定された値とすることができるほか、動的に計算することもできる。すなわち、中間歯付きホイール上でのチェーン１３の望ましい所定の移動の関数として、あらかじめ定めることができる。

この移動は、角度基準位置を基準とするギアシフトグループ９、１０の内の１つまたは両方の角位置センサまたは角速度センサ（図示せず）に基づいて評価できる。２つのギアシフトグループの角速度は、チェーン１３が係合している各歯付きホイール１１、１２の半径間の比によって与えられる現変速比によって互いに関係していることに注目すべきである。したがって、２つのギアシフトグループのうちの一方に単一のセンサを設ければ充分である。さらなる代案として、自転車の２つの車輪４、６の一方に組み合わされた角位置センサまたは角速度センサを用いることも可能である。

センサは、例えば前記米国特許出願公開２００１／００４８２１１号明細書に記載されているような、中間歯付きホイールの少なくとも１つのチェーン係合緩和領域による基準位置の横断を検知するセンサであると好ましく、あるいはそのようなセンサを備えていると好ましい。

前記所定の移動は、適当なセンサによって、チェーンまたは自転車の速度を検出し、それに基づいて計算することもできる。

前記所定の角移動は、中間歯付きホイールのチェーン係合緩和領域間の角度距離に等しくなるように選択すると有利であり、あるいはそのような角度距離の整数倍に等しくなるように選択すると有利である。

詳しくは、ｍ個の緩和領域が歯付きホイール上に角度距離αで等ピッチに配置されている場合、所望の移動は、ｎ×α（ｎは１以上の整数）に等しくなるように選択すると好ましく、遅延時間は、Ｄ＝Ｒ×ｎ×α／ｖ、またはＤ＝ｎ×α／ｗ（Ｒは中間歯付きホイールの半径、ｖおよびｗはそれぞれ、中間歯付きホイールにおけるチェーンの線速度および角速度）なる関係から計算することができる。

マイクロプロセッサ電子制御ユニット４０は、例えば、エネルギ消費が少ないという利点を有するＣ−ＭＯＳ技術で製作することができる。

専用のハードウェアを設けて実施する代わりに、前記電子制御ユニット４０の機能は、小型コンピュータに記憶させることができるソフトウェア・プログラムによって実現することができる。

本発明による電子式サーボ・アシストつき変速機を備える自転車を図式的に示した斜視図である。 本発明による電子式サーボ・アシストつき変速機のブロック図である。 従来技術の多段変速における運動伝達システムを示した概略図である。 従来技術の多段変速における運動伝達システムを示した概略図である。 本発明による多段変速における運動伝達システムを示した概略図である。 本発明による多段変速の実行ステップを示すブロック図である。 本発明の種々の実施形態による多段変速の実行を示すブロック図である。 本発明の種々の実施形態による多段変速の実行を示すブロック図である。 本発明の種々の実施形態による多段変速の実行を示すブロック図である。 本発明の種々の実施形態による多段変速の実行を示すブロック図である。 本発明のいくつかの実施形態による多段変速について、遅延時間の設定方法を示したブロック図である。 本発明の種々の実施形態による一段変速および多段変速の実行を示したブロック図である。 本発明の種々の実施形態による一段変速および多段変速の実行を示したブロック図である。 本発明の種々の実施形態による一段変速および多段変速の実行を示したブロック図である。

Claims (29)

1. 電子式サーボ・アシストつきの自転車用変速機（８）を電子的にサーボ・アシストする方法であって、
   ａ）少なくとも３枚の歯付きホイールを有するギアシフトグループにおいて、現歯付きホイールからその歯付きホイールと隣接していない目標とする歯付きホイールまで、チェーンを変速方向に移動させる多段変速を実行するステップを含み、
   該多段変速を実行するステップａ）が、
   ｂ）チェーンを、現歯付きホイールに隣接する歯付きホイールへと変速方向に移動させる一段変速を実行するステップと、
   ｃ）該隣接する歯付きホイールが前記目標とする歯付きホイールになるまで、前記ステップｂ）を繰り返すステップとを含む方法。
2. 請求項１において、前記ステップｃ）が、
   ｄ）前のステップｂ）の実行完了の確認を待つステップを含むことを特徴とする方法。
3. 請求項１または２において、前記ステップｃ）が、
   ｅ）所定の遅延時間（Ｄ；ＲＤ、ＦＤ；ＵＤ、ＤＤ；ＲＵＤ、ＲＤＤ、ＦＵＤ、ＦＤＤ；ＲｉＤ、ＦｉＤ；ＲｉＵＤ、ＲｉＤＤ、ＦｉＵＤ、ＦｉＤＤ）を待つステップ
   を備えることを特徴とする方法。
4. 請求項３において、前記ステップｃ）が、
   ｄ）前のステップｂ）の実行完了の確認を待つステップを含み、
   前記所定の遅延時間が、１００ミリ秒と３５０ミリ秒の間の範囲内にあることを特徴とする方法。
5. 請求項３または４において、さらに、前記確認の信号を、前記ステップｂ）の予定の実行完了の瞬間よりも前または後に受信した場合に、前記所定の遅延時間をそれぞれ増加または減少させることを含む方法。
6. 請求項３〜５のいずれか一項において、前記所定の遅延時間（ＲＤ、ＦＤ）が、各ギアシフトグループについて、互いに別々または同一であることを特徴とする方法。
7. 請求項３〜６のいずれか一項において、前記所定の遅延時間（ＵＤ、ＤＤ；ＲＵＤ、ＲＤＤ、ＦＵＤ、ＦＤＤ）が、各変速方向について、互いに別々または同一であることを特徴とする方法。
8. 請求項３〜７のいずれか一項において、前記所定の遅延時間（ＲｉＤ、ＦｉＤ；ＲｉＵＤ、ＲｉＤＤ、ＦｉＵＤ、ＦｉＤＤ）が、隣り合う歯付きホイールについて、互いに別々にまたは同一であることを特徴とする方法。
9. 請求項３〜８のいずれか一項において、前記遅延時間をユーザ・インターフェイスを通じて設定するステップを含むことを特徴とする方法。
10. 請求項３〜９のいずれか一項において、
    ｆ）前記所定の遅延時間を、前記隣接する歯付きホイール上でのチェーンの所定の移動の関数としてあらかじめ決定するステップを含むことを特徴とする方法。
11. 請求項１０において、前記所定の移動が、角度位置センサまたは角速度センサに基づいて計算されることを特徴とする方法。
12. 請求項１１において、前記角度位置センサとして、前記隣接する歯付きホイールの少なくとも１つのチェーン係合緩和領域による角度基準位置の横断を検知するセンサを用いることを特徴とする方法。
13. 請求項１０において、前記所定の移動が、チェーンまたは自転車の速度に基づいて計算されることを特徴とする方法。
14. 請求項１０〜１３のいずれか一項において、前記所定の角度移動が、前記隣接する歯付きホイールの前記チェーン係合緩和領域間の角度距離、またはその整数倍（ｎ）に等しいことを特徴とする方法。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項において、さらに
    ｇ）変速要求の受信を待つステップ、
    ｈ）前記変速要求が一段変速の要求であるか、多段変速の要求であるかを確認するステップ、
    ｈ１）一段変速の要求である場合には、チェーンを、変速開始時の歯付きホイールから、変速方向において該開始時の歯付きホイールに隣接する目標とする歯付きホイールへと移動させる一段変速を実行するステップ、および
    ｈ２）多段変速の要求である場合には、多段変速を実行する前記ステップａ）を実行するステップを含む方法。
16. 請求項１５において、前記ステップｈ）は、ユーザ・インターフェイスによって受信された信号の継続時間に基づいて実行されることを特徴とする方法。
17. 請求項１５において、前記ステップｈ）は、ユーザ・インターフェイスによって受信された連続する信号の数に基づいて実行されることを特徴とする方法。
18. 請求項１５において、前記ステップｈ）は、複数の信号から選ばれ、ユーザ・インターフェイスによって受信された信号に基づいて実行されることを特徴とする方法。
19. 請求項１〜１４のいずれか一項において、連続する
    ｉ）変速要求を待つステップと、
    ｊ）前記ステップｂ）と同時に実行され、変速要求が一段変速の要求であるか、多段変速の要求であるかを確認するステップと、
    を含み、
    多段変速の要求である場合には、前記ステップｃ）を実行し、
    一段変速の要求である場合には、前記ステップｉ）に戻る方法。
20. 請求項１〜１８のいずれか一項において、さらに、前記ステップｂ）の前に実行される、
    ｋ）変速要求の開始の受信を待つステップ、および
    ｂ１）変速要求の終了の受信を監視するステップ、
    を含み、
    前記ステップｃ）の実行の開始前に変速要求の終了を受信した場合には、前記ステップｋ）に戻り、
    そうでない場合には、前記隣接する歯付きホイールが目標とする歯付きホイールとなったことを示す変速要求の終了を受信するまで、前記ステップｂ）を繰り返す前記ステップｃ）を実行する方法。
21. 請求項１５〜２０のいずれか一項において、前記要求がユーザ・インターフェイスによって受信されることを特徴とする方法。
22. 請求項１５〜２１のいずれか一項において、さらに、直前の変速の実行から所定の最小時間が経過するまで、前記変速要求を一時停止させておくステップを含む方法。
23. 自転車の変速機（８）を電子的にサーボ・アシストするためのプログラムであって、該プログラムを少なくとも１つのマイクロコントローラに統合されたプロセッサ上で実行した際に、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法のステップを実行するのに適したプログラム・コード手段を備えたプログラム。
24. 請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法のステップを実行する電子回路。
25. 電子式サーボ・アシストつきの自転車用変速機（８）であって、
    ペダル・クランク（７）の軸（Ｂ）から自転車（１）の駆動輪（４）へと運動を伝達するための、チェーン（１３）と歯付きホイール（１１、１２）とを有するシステムを備え、
    該運動伝達システムが、
    ペダル・クランク（７）の軸（Ｂ）または駆動輪（４）の軸（Ａ）である軸（Ｘ）に同軸な少なくとも３枚の歯付きホイール（１１、１２）を有する少なくとも１つのギアシフトグループ（９、１０）であって、チェーン（１３）を該ギアシフトグループ（９、１０）の所定の歯付きホイール（１１、１２）と係合するように移動させるガイド手段（１４、１５）、および該ガイド手段（１４、１５）のアクチュエータ（１６、１７）を備えたギアシフトグループ（９、１０）と、
    請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法を実行する手段を備え、前記少なくとも１つのギアシフトグループ（９、１０）のアクチュエータ（１６、１７）を駆動する電子制御ユニット（４０）と、
    を備えた自転車用変速機（８）。
26. 請求項２５において、電子制御ユニット（４０）が請求項２に記載の方法を実行する手段を備えており、前記少なくとも１つのギアシフトグループ（９、１０）が、該ギアシフトグループ（９、１０）の歯付きホイール（１１、１２）に対する前記ガイド部材（１４、１５）の位置を検出し、前記確認信号を生成するトランスデューサ（１８、１９）を備えていることを特徴とする自転車用変速機。
27. 請求項２５または２６において、前記電子制御ユニット（４０）が、請求項３に記載の方法を実行する手段であって、前記所定の遅延時間を記憶する記憶手段（４９、５０）を備えていることを特徴とする自転車用変速機。
28. 請求項２７において、前記記憶手段（４９、５０）が、自転車（１）から取り外し可能な箱体（６０）に収容されていることを特徴とする自転車用変速機。
29. 請求項２５〜２８において、さらに、前記変速要求信号、前記変速要求の開始信号、および／または前記変速要求の終了信号の電子制御ユニット（４０）への送信、ならびに／または前記遅延時間の値の設定のために動作する、ユーザと前記電子制御ユニット（４０）との間のインターフェイス手段を備えたことを特徴とする自転車用変速機。

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