JPS61257386A - Controller of transmission for bicycle - Google Patents

Controller of transmission for bicycle

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Publication number
JPS61257386A
JPS61257386A JP10000685A JP10000685A JPS61257386A JP S61257386 A JPS61257386 A JP S61257386A JP 10000685 A JP10000685 A JP 10000685A JP 10000685 A JP10000685 A JP 10000685A JP S61257386 A JPS61257386 A JP S61257386A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
gear position
speed
gear
crank
Prior art date
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Pending
Application number
JP10000685A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
竹田 晴美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kinkei System Corp
Original Assignee
Kinkei System Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kinkei System Corp filed Critical Kinkei System Corp
Priority to JP10000685A priority Critical patent/JPS61257386A/en
Publication of JPS61257386A publication Critical patent/JPS61257386A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自転車の変速機に関し、特にマイクロプロ
セッサを用いた自転軍用変速機の制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a bicycle transmission, and more particularly to a control device for a bicycle military transmission using a microprocessor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来使用されている自転車の変速機には、後車輪のハブ
軸を太くし、内部に遊星歯車機構を組込んだ内装式と、
フリーに歯数の異なるスプロケットをたとえば2ないし
6枚等複数枚並べ、チェーンを移し変えるようにした外
装式の2つの型がある。このうち、内装式とは、ハブギ
ヤ型とも呼ばれ、内部に遊星歯車が1組組込まれていて
、通常3スピ一ド程度である。取扱いが簡単で、停止中
も切換えられ、手入れが楽なため軽快軍によく使用され
ている。ま、た、外装式とは、ディレイラーとも呼ばれ
る型で、歯数の異なるたとえば2ないし6枚等複数枚の
小歯車の間でチェーンを移し変えることによりギア比を
切換えるようになっており、一般にスポーツ軍によく見
られるタイプである。
Conventionally used bicycle transmissions include an internal type that has a thicker hub axle for the rear wheel and a planetary gear mechanism built into it.
There are two types of external type sprockets that have multiple sprockets with different numbers of teeth, for example 2 to 6, arranged so that the chain can be changed. Among these, the internal type is also called the hub gear type, has one set of planetary gears built inside, and usually has about 3 speeds. It is easy to handle, can be switched even when stopped, and is easy to maintain, so it is often used by light troops. Also, the external type is a type also called a derailleur, and the gear ratio is changed by changing the chain between multiple small gears with different numbers of teeth, for example 2 to 6. This type is often seen in sports troops.

これらの自転軍用変速機は一般にレバー操作によりギア
比を切換えるようになっているが、この操作にはかなり
の力を要するため、モータを組込み、その力によって変
速動作を行なうようにしたものも提案されている。
These rotating military transmissions generally change gear ratios by operating a lever, but since this operation requires considerable force, we have also proposed a system that incorporates a motor and uses that force to perform gear shifting operations. has been done.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

一般に、自転車の変速機は自転車の速度を上げることを
目的とするものであるかのような誤解をなされているが
、本来は、力の弱い者でも上り坂や長距離を楽に走り切
るために考案されたものである。しかしながら、上記の
ような従来の自転軍用多段変速機においては、いずれの
場合も、アマチュア競技者等の多段変速機常用者を除け
ば、最も快適に、かつ楽に走行できるクランク回転数を
把握し、また絶えず意識し続け、それに従って走行する
ことは非常に困難である。この事情は、レバー操作によ
るものであれ、モータを利用したものであれ、さらには
多段変速機であれ無段変速機であれ全く変わらない。
There is a general misconception that bicycle transmissions are intended to increase the speed of the bicycle, but they were originally intended to help even weaker riders ride uphill or over long distances with ease. It was invented. However, in the conventional military multi-speed transmissions as described above, in any case, except for those who regularly use multi-speed transmissions such as amateur athletes, it is difficult to determine the crank rotation speed at which the user can run most comfortably and easily. It is also extremely difficult to constantly be aware of this and drive accordingly. This situation does not change at all whether the transmission is by lever operation or a motor, and whether it is a multi-stage transmission or a continuously variable transmission.

この発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、
その目的は、変速機付き自転車に不慣れな者であっても
、自動的にギアチェンジを行なうことによりクランク回
転数をほぼ一定の値に保ち、人間のエネルギー利用の面
から自転車の走行を効率よく行なうことが可能な自転軍
用変速機の制御装置を提供することにある。
This invention was made in view of the above circumstances,
The purpose of this system is to maintain the crank rotation speed at a nearly constant value by automatically changing gears, making it easier for people who are not familiar with bicycles with transmissions to operate the bicycle efficiently in terms of human energy use. The object of the present invention is to provide a control device for a rotating military transmission that can perform the following operations.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の問題点を解決するために、この発明は、変速機を
有する自転車のクランクの回転速度を検出するクランク
回転速度検出器と、変速機の使用中のギア位置を検出す
るギア位置検出器と、変速所定の演算を行なって、現在
のクランク回転速度が所定の最適速度であるか否かを判
断するとともに、この速度より高いかあるいは低い時は
、上記最適速度を回復するための所要のギア位置を判断
し、上記ギア位置検出器の出力にもとずいて、そのギア
位置に切換えるための変速指令を上記変速機操作用モー
タに発するマイクロプロセッサと、を備えたことを特徴
とする自転軍用変速機の制御装置を提供するものである
In order to solve the above problems, the present invention provides a crank rotational speed detector for detecting the rotational speed of the crank of a bicycle having a transmission, and a gear position detector for detecting the gear position of the transmission when the transmission is in use. , performs a predetermined shift calculation to determine whether the current crank rotation speed is a predetermined optimum speed, and if it is higher or lower than this speed, changes the required gear to restore the optimum speed. A microprocessor for determining the position and issuing a shift command to the transmission operating motor for switching to the gear position based on the output of the gear position detector. The present invention provides a control device for a transmission.

〔作用〕[Effect]

上記の構成を有するこの発明の自転車用変速機の制御装
置において、マイクロプロセッサには所定の最適クラン
ク回転数がたとえばプログラムによって設定されており
、走行中にクランク回転速度検出器より入力されるクラ
ンク回転速度が坂道等によってこの最適回転数より高(
なるかまたは低くなると、マイクロプロセッサは最適回
転数を回復するにはどのギア位置を用いればよいかを演
算によって判断し、ギア位置検出器・の出力にもとずい
てそのギア位置に切換えるための変速指令を変速機操作
用モータに供給して、そのギア位置を選択させる。
In the bicycle transmission control device of the present invention having the above configuration, a predetermined optimum crank rotation speed is set in the microprocessor by, for example, a program, and the crank rotation is inputted from a crank rotation speed detector while riding. If the speed is higher than this optimum rotational speed due to slopes, etc.
If the speed increases or decreases, the microprocessor uses calculations to determine which gear position should be used to restore the optimum speed and uses the output of the gear position detector to switch to that gear position. A gear change command is supplied to a transmission operating motor to select its gear position.

なお、クランク回転数と酸素消費量との関係を調べた一
連の実験によると、たとえば興在市阪されている一般型
の自転車の場合、約66 rpmの時が酸素消費量が最
も少ないという結果が得られており、従ってこのような
場合は最適回転数はこの66 rpmに設定すればよい
Furthermore, according to a series of experiments that investigated the relationship between crank rotation speed and oxygen consumption, for example, in the case of a general type bicycle, oxygen consumption is lowest at approximately 66 rpm. Therefore, in such a case, the optimum rotation speed should be set to 66 rpm.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図示のこの発明の自転軍用変速機の制御装置の一
実施例について詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the control device for a rotating military transmission according to the present invention shown in the drawings will be described in detail below.

図示実施例の制御装置は、マイクロプロセッサ1、自転
車の車体のクランク2の近傍に固定されたクランク速度
検出器としてのホール素子3、クランク2上このホール
素子3に対応する位置に固定された永久磁石片4、クラ
ンク2と一体に回転するチェーンホイル5によりチェー
ン6を介して駆動される5つのフリーホイル(ギア)7
□〜75およびこれらのフリーホイルの間でチェーン6
を掛は換えるシフタ8よりなる多段変速機9、マイクロ
プロセッサ1からの変速指令によりワイヤ10を介して
変速機9のシフタ8を操作する変速機操作用モータとし
てのDC可逆モータ11、変速fi9のギア位置切換に
応動して回転し、ギア位置を示す信号をマイクロプロセ
ッサ1に供給するギア位置検出手段としてのロータリス
イッチ12を有し、さらに自転車のハンドル部(図示せ
ず)に取付けられて、トップ速度および第5速をそれぞ
れ指示する「Hl」および「LO」の2つのスイッチを
有するスイッチボックス13、およびギア位置切換えを
示す音声信号を発生するブザー14を備えている。
The control device of the illustrated embodiment includes a microprocessor 1, a Hall element 3 as a crank speed detector fixed near the crank 2 of the bicycle body, and a permanent sensor fixed on the crank 2 at a position corresponding to the Hall element 3. Five freewheels (gears) 7 driven via a chain 6 by a chain wheel 5 that rotates together with the magnet piece 4 and the crank 2.
□~75 and chain 6 between these free foils
a multi-stage transmission 9 consisting of a shifter 8 that changes gears, a DC reversible motor 11 as a transmission operating motor that operates the shifter 8 of the transmission 9 via a wire 10 in response to a gear change command from the microprocessor 1; It has a rotary switch 12 as a gear position detection means which rotates in response to gear position switching and supplies a signal indicating the gear position to the microprocessor 1, and is further attached to the handlebar (not shown) of the bicycle. It is equipped with a switch box 13 having two switches "HI" and "LO" that indicate top speed and fifth speed, respectively, and a buzzer 14 that generates an audio signal indicating gear position switching.

マイクロプロセッサ1にはクランクzIの最適回転数が
プログラムによって設定されている。自転糸 行時、クランク2の回転に伴って磁石片4がホール素子
3の近傍を通る毎に、ホール素子3よリマイクロプロセ
ッサ1に対してノンマスカブルインテラブトの割込みが
かけられる。マイクロプロセッサ1は、この割込みから
クランク2の回転数を計算し、あらかじめ設定された最
適回転数を基準として、ギアをアップチェンジすべきか
、ダウンチェンジすべきかを判断し、その判断結果にも
とづいてモータ11に所要のギア位置を選択させるため
の変速指令を発する。これと同時に、ギアチェンジが行
なわれることを示す警報がブザー14より発せられる。
The optimum rotation speed of the crank zI is set in the microprocessor 1 by a program. During spinning, each time the magnet piece 4 passes near the Hall element 3 as the crank 2 rotates, a non-maskable interrupt is generated from the Hall element 3 to the microprocessor 1. The microprocessor 1 calculates the number of rotations of the crank 2 from this interrupt, determines whether to change gears up or down based on the preset optimal number of rotations, and based on the result of that determination, changes the speed of the motor. 11 to select a required gear position. At the same time, the buzzer 14 issues an alarm indicating that a gear change is to be performed.

また、モータ11の回転は、ワイヤ15を介してロータ
リスイッチ12のスイッチ位置を切換えるように伝達さ
れるので、マイクロプロセッサ1はロータリスイッチ1
2の出力によって常にギア位置を確認することができる
Further, since the rotation of the motor 11 is transmitted via the wire 15 so as to change the switch position of the rotary switch 12, the microprocessor 1
The gear position can be checked at all times by output No.2.

たとえば、今チェーン6がフリーホイル73に掛かった
状態で最適回転数で走行している時、自転車が上り坂に
さしかかってクランク回転数が下ったとすると、マイク
ロプロセッサ1はホール素子3の出力にもとずいて、最
適回転数を回復するために必要なギア位置、すなわちフ
リーホイル73より径の大きいフリーホイル74または
75のいずれかを選択させるための変速指令をモータ1
1に供給し、モータ11はその指令に応じてワイヤ10
を巻取り、あるいは巻き戻すことによってシフタ8を操
作し、選択されたフリーホイルにチェーン6を掛けさせ
る。このようにして、クランク2の回転数はあらかじめ
設定された最適回転数に自動的に維持される。
For example, if the bicycle is running at the optimal rotation speed with the chain 6 hanging on the freewheel 73, and the bicycle approaches an uphill slope and the crank rotation speed decreases, the microprocessor 1 will also change the output of the Hall element 3. Then, the motor 1 issues a speed change command to select the gear position necessary to restore the optimum rotational speed, that is, either the freewheel 74 or 75, which has a larger diameter than the freewheel 73.
1, and the motor 11 outputs the wire 10 according to the command.
The shifter 8 is operated by winding or unwinding the chain 6 to hang the chain 6 on the selected freewheel. In this way, the rotation speed of the crank 2 is automatically maintained at the preset optimum rotation speed.

なお、急激な道路あるいは路面等の変化に遭遇した時は
、スイッチボックス13の「HiJまたは「LO」のス
イッチを押すことによって、ホール素子3の出力如何に
かかわらず、トップ速度〔フリーホイル7□ 〕あるい
は第5速(フリーホイル75)のギア位置が選択される
。また、上記実施例は5段変速機の場合について説明し
たが、5段以外の多段変速機および無段変速機について
の実施例が可能なことは明らかである。
When encountering sudden changes in the road or road surface, press the "HiJ" or "LO" switch on the switch box 13 to set the top speed [freewheel 7 □] regardless of the output of the Hall element 3. ] or the fifth gear (freewheel 75) gear position is selected. Further, although the above embodiment has been described with respect to a five-speed transmission, it is clear that embodiments with multi-stage transmissions other than five-speed transmissions and continuously variable transmissions are possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明による自転軍用多段変速機の制御装置によれば
、クランクの回転数を人間のエネルギー利用の面から最
適の回転数に自動的に保つことができ、多段変速機に不
慣れな者でも効率的な走行が可能となる。
According to the control device for a rotating military multi-speed transmission according to the present invention, the rotation speed of the crank can be automatically maintained at the optimal rotation speed from the perspective of human energy utilization, and even those who are not familiar with multi-speed transmissions can operate efficiently. This allows for smooth driving.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図はこの発明による自転軍用多段変速機の制御装置の一
実施例のブロック図である。 フリーホール(ギア)、9・・・多段変速機、11・・
・変速機操作用モータ、12・・・ロータリスイッチ(
ギア位置検出器)
The figure is a block diagram of an embodiment of a control device for a rotary military multi-speed transmission according to the present invention. Free hole (gear), 9...Multi-stage transmission, 11...
・Transmission operation motor, 12...rotary switch (
gear position detector)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)変速機を有する自転車のクランクの回転速度を検
出するクランク回転速度検出器と、変速機の使用中のギ
ア位置を検出するギア位置検出器と、変速機のギア位置
を切換えるための変速機操作用モータと、上記クランク
回転速度検出器の出力にもとずき所定の演算を行つて、
現在のクランク回転速度が所定の最適速度であるか否か
を判断するとともに、この速度より高いかあるいは低い
時は、上記最適速度を回復するための所要のギア位置を
判断し、上記ギア位置検出器の出力にもとずいて、その
ギア位置に切換えるための変速指令を上記変速機操作用
モータに発するマイクロプロセッサと、を備えたことを
特徴とする自転軍用変速機の制御装置。
(1) A crank rotational speed detector that detects the rotational speed of the crank of a bicycle equipped with a transmission, a gear position detector that detects the gear position of the transmission when it is in use, and a gear shifter that changes the gear position of the transmission. Performing a predetermined calculation based on the output of the machine operation motor and the crank rotation speed detector,
Determines whether the current crank rotation speed is a predetermined optimum speed, and if it is higher or lower than this speed, determines the required gear position to restore the optimum speed, and detects the gear position. 1. A control device for a rotating military transmission, comprising: a microprocessor that issues a gear change command to the transmission operating motor to switch to the gear position based on the output of the gear.
(2)前記マイクロプロセッサが変速指令を発した時、
これに応動してそのことを知らせる警報手段と、乗り手
のスイッチ操作により強制的に所望のギア位置を選択す
るためのギア位置強制選択手段とを上記マイクロプロセ
ッサに接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の自転軍用変速機の制御装置。
(2) When the microprocessor issues a speed change command,
A patent claim characterized in that the microprocessor is connected to an alarm means that responds to this and notifies the user of this fact, and a gear position forced selection means that forces the rider to select a desired gear position by operating a switch. A control device for a rotating military transmission according to item 1.
JP10000685A 1985-05-11 1985-05-11 Controller of transmission for bicycle Pending JPS61257386A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004189222A (en) * 2002-12-06 2004-07-08 Campagnolo Spa Gear shift for bicycle electronically utilizing servo and its related method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57198185A (en) * 1981-05-29 1982-12-04 Sanyo Electric Co Motor transmission for bicycle

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