TW201836921A - 自行車手動控制裝置及包括自行車手動控制裝置的自行車電子系統 - Google Patents

自行車手動控制裝置及包括自行車手動控制裝置的自行車電子系統 Download PDF

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Abstract

自行車手動控制裝置（10）用於向至少一個自行車裝備部件發出至少一個電氣-電子命令，該自行車手動控制裝置（10）包括被配置成固定到自行車的支撐體（12）、以可移動的方式由支撐體（12）支撐的至少一個手動致動構件（14, 15, 16）以及具有待機模式和操作模式的車載電子設備（18），進一步包括被配置成發出使所述車載電子設備（18）從待機模式進入操作模式的喚醒信號（34）的自行車的運動的偵測器（32）。自行車電子系統包括該自行車手動控制裝置（10）。

Description

自行車手動控制裝置及包括自行車手動控制裝置的自行車電子系統
本發明一般涉及自行車手動控制裝置以及包括該自行車手動控制裝置的自行車電子系統。
本發明更具體地涉及一種用於自行車的手動控制裝置，用於向自行車的至少一個裝備部件，諸如特別是機電變速器或碼表發出至少一個電氣-電子指令。
在本說明書和所附的申請專利範圍中，表述「用於發出至少一個電氣-電子命令的自行車的手動控制裝置」不應當被理解為排除手動控制裝置也可以向自行車的一或多個機械裝備部件，諸如機械變速器及/或機械刹車發出一或多個機械命令的限制意義。
在本說明書和所附的申請專利範圍中，由此，表述「用於發出至少一個命令的自行車的手動控制裝置」或者簡稱為「手動控制裝置」或者甚至僅僅是「控制裝置」將涉及手動控制裝置，能夠向自行車的一或多個電氣-電子及/或機械及/或氣動裝備部件，諸如變速器、刹車、碼表等發出一或多個電氣-電子及/或機械命令。
已知的用於自行車的控制裝置包括槓桿型，即利用繞樞軸或支點的旋轉運動致動的剛性體，或按鈕型，即利用直線運動致動的一或多個手動致動構件，所述手動致動構件可以透過一根或多根手指啟動。典型地，手動致動構件由適於通常在車把的手柄部分處的，固定到自行車的本體支撐。
自行車中的手動控制裝置的數量、類型、形狀和位置可以根據需求，特別是根據在自行車中提供的受控裝備部件的數量和類型而改變。
更詳細地說，自行車通常包括由合適的控制裝置控制、與後輪相關聯的後刹車及/或與前輪相關聯的前刹車。與刹車相關聯的手動致動構件通常包括鉸接到支撐體上的刹車桿，以便在拉向車把時，透過通常包覆的不可拉伸的鋼索（鮑登線）的牽引來致動刹車。
此外，自行車中的運動傳動系統包括在與腳蹬曲柄的軸和與後輪的輪轂相關聯的齒輪之間延伸的鏈條。當在腳蹬曲柄的軸和後輪的輪轂中的至少一個上存在一個以上齒輪，由此為運動傳動系統提供換檔桿時，提供前變速器及/或後變速器。
可以提供手動致動構件以發出增加齒輪比的命令和減小齒輪比的命令，為此提供的控制電子設備適當地驅動前變速器及/或後變速器以便啟動每個命令。
可替選地，可以提供一或多個手動致動構件以在一個方向上發出位移命令並且在存在的每個變速器的相反方向上發出位移命令。
在典型配置中，安裝前變速器的手動控制裝置和後變速器的手動控制裝置-或者在更簡單的換檔桿的情況下僅兩個中的一個，以便騎車人容易操縱，通常靠近用於分別控制前後輪的刹車的刹車桿的其手柄安裝在車把上。這種集成的手動控制裝置尤其包括刹車桿、例如設置在刹車桿後面的第一換檔桿以及例如設置在用於將手動控制設備固定到自行車的本體的近側表面上的第二換檔桿。
還已知用於高速賽車的專用車把，其具有向前突出的兩個或四個桿或末端，這使得騎車人能夠保持軀幹大大向前傾斜的位置，這在空氣動力學方面是有效的。透過這些車把，還可以將特定的控制裝置既用於刹車也用於換檔；這些設備通常被稱為把端，因為它們確實位於車把的末端，因此騎車人可以在不必改變他/她的位置的情況下，容易地啟動它們。
還已知手動控制裝置，其中單個桿能夠繞兩個或三個軸旋轉以執行兩個或三個功能 - 通常為刹車控制桿功能、向上換檔控制桿功能及/或向下換檔控制桿功能 - 以及手動控制裝置，其中單個桿能夠在相反方向中及/或以不同的角度旋轉，用於輸入不同的命令及/或其中不同的命令與不同時間訊框或根據不同模式的手動致動構件的致動相關聯。
因此，同一手動控制裝置中的手動致動構件的數量、類型、形狀和位置也可以基於要求及/或功能而改變。
本發明適用於上述所有類型的手動控制裝置，並且原則上適用於適合於向自行車的裝備部件，諸如變速器、懸架、照明系統、衛星導航儀、訓練裝置、防盜裝置、能夠提供關於自行車、騎車人及/或路線的狀態的資訊的碼表等等發出電氣-電子命令的任何手動裝置。
為了發出至少一個電氣-電子命令，提供致動偵測器，其用於偵測一或多個手動致動構件的位置及/或其隨時間的通常在靜止位置和至少一個操作位置之間的位置變化。
致動偵測器的類型取決於相關聯的手動致動構件的特徵。
在一些情況下，致動偵測器是微型開關型的電開關，包括可變形的圓頂形隔膜。為了切換開關，在手動致動構件的靜止條件下，固定到相應手動致動構件的致動頭面向可變形膜片，並且在手動致動構件的致動條件下，透過推動到可變形膜片上而起作用。
在其他情況下，它可以是與由至少一個手動致動構件移動的順磁/鐵磁材料製成的至少一個元件或光學感測器等等協調的磁性感測器。 US 9,056,651 B2 中描述了這種偵測器。
還為一些已知的手動控制裝置提供它們自己的電子設備，在下文中稱為手動控制裝置的車載電子設備。
手動控制裝置的這種車載電子設備可以包括例如手動致動構件的上述致動偵測器、由致動偵測器產生的信號的處理元件，以及具有受控裝備部件及/或與手動控制裝置和受控裝備部件所屬的自行車電子系統的其他元件的通訊電子設備，例如具有控制站的通訊電子設備，該控制站接收由電子系統的所有手動控制裝置產生的命令並且將它們路由到各種受控裝備部件。
手動控制裝置的車載電子設備以及所有其他上述電氣、電子和機電裝備部件消耗由可選地為可充電的自行車的一或多個電池電源單元提供的電能。在手動控制裝置的情況下，特別是若致動偵測器始終保持活躍或處於操作模式，能耗會很高，由此以不可忽略的方式降低手動控制裝置或通常手動控制裝置所屬的自行車電子系統的自主性。
儘管可以利用自行車自身的運動透過動能來進行充電，但盡可能多地節省能量非常重要。
因此，有時不僅為各種裝置提供適當的開/關開關，而且還提供待機或等待或休眠或低功耗模式。
待機模式意在指示電氣、電子或機電裝置未運行，但是準備好從臨時不活躍狀態切換到操作模式的狀態；在待機模式下，通常只有允許裝置在接收到命令或包含其致動的常見輸入時啟動的那些電路保持操作，由此電能消耗較低。
反之亦然，在操作模式下，電氣、電子或機電裝置準備好接收命令或常見輸入並且執行任務，即使它僅參與等待命令和輸入，而不執行任何特定任務。
本文將從待機模式切換到操作模式稱為裝置喚醒。更一般地說，在裝置喚醒下，意在包含將裝置保持在操作模式以防止其進入待機模式。在這兩種情況下可以使用相同的信號或類似的信號。
對於設置在遠離騎車人的手的自行車的元件中的裝置，諸如變速器、刹車和懸架，喚醒信號通常是從另一車載裝置，例如從相關的手動控制裝置接收的信號。
例如，US 8,909,424B2揭示一種無線自行車電子變速器，包括控制器，該控制器包括從無線發射器接收換檔請求信號的無線接收器，其中該控制器包括CPU和可操作地連接到CPU的喚醒感測器。喚醒感測器是振動型，但本文件一般地揭示可以使用磁簧開關，其被配置為偵測附接到自行車的可移動元件的磁體。
對於騎車人能夠觸及的自行車裝置，諸如與車把的手柄或固定到車把或處於車架前部的碼表相關聯的上述手動控制裝置，喚醒信號已經與按下按鈕或騎車人啟動操作桿相關聯。
例如，上述文件US 9,056,651 B2揭示一種自行車控制裝置，包括操作構件、被配置成偵測操作構件的運動的偵測構件和切換構件，該切換構件電連接到偵測構件並被配置為響應於操作構件的運動，將偵測構件從斷電狀態切換到通電狀態。以這種方式，透過使偵測構件保持在斷電狀態直到啟動手動致動構件為止來節省電能。
申請人觀察到，在真正斷開偵測構件的情況下，和在手動控制裝置具有其自己的碼表的情況下，不提供後者的待機模式。
申請人現在已經認識到，若為了產生用於手動控制裝置的喚醒信號，等待騎車人啟動手動致動構件，則在將騎車人旨在產生的、被定址到該裝備部件的控制信號路由到電子系統方面存在不期望的延遲。
另一方面，期望每個手動控制裝置的車載電子設備當自行車正在使用時，始終保持在操作模式中，使得它準備好產生和傳送定址到自行車的一或多個受控裝備部件的控制信號。
在手動控制裝置與作為電子系統的一部分的其餘元件的通訊同步的電子系統的情況下，更加感受到該問題，如下文更清楚地解釋。
在本發明的基礎上的技術問題是產生一種改進的自行車手動控制裝置，其中即使是有利的節能，但也最小化發射控制信號的延遲。
在一個態樣中，本發明涉及一種自行車手動控制裝置，用於向至少一個自行車裝備部件發出至少一個電氣-電子命令，自行車手動控制裝置包括： 被配置成固定到自行車的支撐體， 以可移動的方式，由支撐體支撐的至少一個手動致動構件， 以及 具有待機模式和操作模式的車載電子設備， 進一步包括自行車的運動的偵測器，該偵測器被配置成發出喚醒信號以使所述車載電子設備從所述待機模式進入到所述操作模式。
透過此類喚醒信號，可以使車載電子設備的元件從待機模式進入操作模式，並且可以將它們保持在該操作模式中。
只有當自行車長時間停車時，每個手動控制裝置的車載電子設備的元件才能進入待機模式。例如，當合適的計時器完成計時時，使車載電子設備回到待機，然而，每當運動偵測器偵測到自行車的運動時，重置所述計時器。為了區分例如在停車位或車庫中的長時間停車和例如在紅綠燈處的臨時停車，因此可以使用由運動偵測器發出的同一喚醒信號來防止進入待機模式，即用作抗休眠信號。
由於進入待機模式，儘管運動偵測器的能耗，但手動控制裝置仍能實現整體節能。
在這方面，應該注意的是，在用來向變速器發出控制信號的手動控制裝置的情況下，除了處理和通訊電子設備外，手動控制裝置通常包括可以處於待機的兩個或甚至三個致動偵測器。
此外，相對於手動致動構件的致動偵測器，運動偵測器可以被啟動來甚至以相對較長的時間間隔執行自行車的運動狀態的檢查，及/或可以具有較低的電力消耗，使得其耗電量相對較低。
可以進一步利用由運動偵測器發出的喚醒信號來從待機狀態喚醒不僅手動控制裝置的車載電子設備，而且喚醒自行車的電子系統的其他裝備部件或通用電子裝置，諸如換檔桿的變速器的控制器或為自行車提供的碼表的顯示器；應該理解到，可以為自行車的這些其他裝備部件替選地提供適合於產生適當的喚醒信號的它們自己的運動偵測器。
此外，當由智慧電池實現時，在後者是控制裝置的專用電池電源單元的情況下，以及在其位於自行車車架上的別處的情況下，可以利用由運動偵測器發出的喚醒信號來從待機模式喚醒電池電源單元。
優選地，運動偵測器包括振動感測器。
例如由壓電加速度計實現的振動感測器偵測由路面的不規則性或通常由自行車的傳動系統的運動引起的振動。
替選地，運動偵測器可以由另一類型的感測器，例如測斜儀、陀螺儀等等來實現。
優選地，運動偵測器也具有待機模式。
一旦車載電子設備透過由運動偵測器產生的喚醒信號進入操作模式，則可以有利地使後者進入待機模式。
替選地，運動偵測器可以被配置為在將喚醒信號發送到車載電子設備之後立即自動地進入待機模式。
在兩種情況下，車載電子設備有利地被配置為保持在操作模式直到達到休眠條件為止，然後運動偵測器進入操作模式。
為了決定車載電子設備的所述休眠條件，不再可以使用計時器的上述配置來使車載電子設備進入待機模式，由運動偵測器產生的喚醒信號重置計時器。因此，使車載電子設備進入待機模式，並且例如在受控裝備部件或作為電子系統的一部分的另一元件的指令下喚醒運動偵測器。替選地，車載電子設備喚醒運動偵測器，並且當旨在用於通訊的車載電子設備的元件在特定的時間段內沒有從受控裝備部件接收到回饋信號時，自動地進入待機模式。
優選地，車載電子設備包括至少一個致動偵測器，其被配置為偵測騎車人啟動所述至少一個手動致動構件並且響應於此產生控制信號。
更優選地，所述至少一個致動偵測器由感測器實現。
甚至更優選地，所述至少一個致動偵測器包括磁場感測器。
替選地，所述至少一個致動偵測器是開關。
感測器類型的致動偵測器具有相當長並且通常比開關類型的致動偵測器的回應時間更長的回應時間。此外，感測器類型的致動偵測器具有不可忽略的能耗。此外，相對於開關，感測器類型的致動偵測器更優選，因為它允許手動控制裝置的機械元件與電子元件解耦合，繼而允許電子元件與外部環境適當地隔離。
優選地，車載電子設備包括由至少一個致動偵測器產生的控制信號的處理模組。
處理模組包括例如用於放大、濾波及/或近似、量化、二值化、數位化、求反等的電子元件。
信號處理模組例如由控制器，更具體地說由微控制器來實現。
在本說明書和所附申請專利範圍中，在「控制器」或「微控制器」下，應當是指邏輯單元仍然可以由多個物理單元，特別是可以與車載電子設備的其他元件或通用控制裝置中的更多元件中的一或多個一起容納在一或多個殼體中的一或多個分散式微處理器形成。
優選地，替選或附加地，車載電子設備包括通訊模組，被配置為將所述可能處理的控制信號直接或間接地發送到所述至少一個受控裝備部件。
特別地，此類通訊模組被配置為根據特定的協定，將由致動偵測器產生的並且可能由處理模組處理的控制信號傳送到至少一個受控裝備部件所具有的另一通訊模組。在一些情況下，傳輸是直接的；在其他情況下，控制信號可以被首先傳送到中間單元，中間單元繼而來將其直接或間接地發送到受控裝備部件，例如自行車電子系統的中央處理單元或所謂的介面單元，其從自行車電子系統的所有手動控制裝置接收命令。
通訊模組優選為收發器，其也能夠從至少一個受控裝備部件接收回饋信號。此類回饋信號可以透過例如在手動控制裝置上提供當此類回饋信號從受控裝備部件到來時被啟動的光或聲音信號裝置（例如LED），轉變成用於騎車人的視覺或聽覺回饋。
優選地，手動控制裝置包括電源電路。
在實施例中，電源電路包括電池電源。
特別地，電源電路可以包括所謂的智慧電池，即具有諸如微處理器的專用控制處理單元，儲存器具有諸如最佳指令引數、充電/放電週期、剩餘電量等等的資料。
優選地，電池電源由手動控制裝置的支撐體支撐，並且具體地容納在手動控制裝置的支撐體內。
在這種情況下，電池電源優選地專用於手動控制裝置。
在其他實施例中，電源電路被配置為從手動控制裝置所屬的自行車電子系統中產生的射頻電磁場吸收能量。
射頻電源採用特別是RFID（射頻辨識）技術，其本身是公知的，因此不再詳細描述。
車載電子設備可以以這種方式，由電子系統的一或多個裝備部件共享的電池電源來供電；在這種情況下，電池電源可以適當地位於自行車車架上，例如位於瓶架的附接處或靠近座位管，或靠近共享同一電池電源的自行車的其他裝備部件。
作為使用RFID技術的替代方案，車載電子設備可以連接到共享電池電源。
另一方面，本發明涉及一種自行車電子系統，包括如前述的至少一個手動控制裝置和由所述至少一個手動控制裝置控制的至少一個裝備部件。
優選地，所述至少一個手動控制裝置包括第一通訊模組，以及電子系統的組件，優選地由所述手動控制裝置控制的至少一個裝備部件包括第二通訊模組，第一通訊模組和第二通訊模組被配置為彼此通訊。
優選地，第一通訊模組和第二通訊模組遵循同步通訊協定。
通訊模組與公共時間基準同步的這種通訊協定涉及自行車系統中的整體低能耗；此外，允許雙向通訊，高強度和高安全性以抵禦外部干擾和入侵，允許使用安全加密。
然而，通訊模組可以替代地遵循非同步通訊協定。根據該替代方案，有利地減少第一通訊模組的能耗，因為通訊被限於控制信號的傳輸，儘管在這種情況下，放棄雙向通訊。此外，第二通訊模組的功耗可以更大。
優選地，第一通訊模組和第二通訊模組是無線通訊模組。
優選地，控制裝置的運動偵測器被配置為還將喚醒信號發送到至少一個受控裝備部件。
參考圖1，自行車1000具有電子系統1002。
電子系統1002包括至少一個裝備部件1004。
僅作為實例，所示的電子系統1002是自行車1000的電子換檔桿，並且具體地包括兩個機電裝備部件1004，特別是前變速器1006和後變速器1008。然而，至少一個受控裝備部件1004可以是懸架、照明系統、衛星導航儀、訓練裝置、防盜裝置、能夠提供關於自行車, 騎車人及/或路線的資訊的碼表等等。
前後變速器1006,1008是自行車1000的運動傳動系統的一部分，進一步包括在與腳蹬曲柄1016的軸和後輪1020的輪轂1018相關聯的齒輪1012, 1014之間延伸的鏈條1010。
更詳細地說，在自行車1000的運動傳動系統中，對於當在腳蹬曲柄1016的軸和後輪1020的輪轂1018中的至少一個處存在包括一個以上的齒輪1012, 1014的齒輪1012, 1014的組裝件時，提供了換檔桿，並且進而提供了前變速器1006及/或後變速器1008。
其特徵在技術領域中公知的前變速器1006及/或後變速器1008具有使鏈條1010在齒輪1012, 1014之中位移的功能，以便改變自行車1000的齒輪比。
在電子換檔桿的情況下，每個變速器通常包括機電致動器，其位移變速器的可移動元件。機電致動器又包括電動機。
基於由騎車人透過安裝在自行車1000的車把1022上的一或多個手動控制裝置10手動輸入的命令，發生變速器1006,1008的啟動。
每個手動控制裝置10包括支撐體12，其被配置為固定到自行車1000上，通常位於車把1022的手柄1024, 1025處，以便在自行車1000的行進狀態期間騎車人容易觸及。由騎車人的命令的輸入透過通常以在手動控制裝置10上提供的以所示的桿或按鈕形式的一或多個手動致動構件14發生。
僅為了說明的目的，圖1圖示被配置為下拉桿式車把1022的手動控制裝置10，然而手動控制裝置10可以具有與所示出的不同的結構，以便也適用於不同類型的車把，例如T型把。仍然替選地，手動控制裝置10可以是把端型的。
自行車1000中的手動控制裝置10的數量、類型、形狀和位置可根據需求而改變。
具體，但非排它地，參考用於變速器1006, 1008，或一般用於自行車1000的換檔桿的手動控制裝置10，可以提供將單個手動控制裝置10安裝在右手柄1024上以及將單個手動控制裝置10安裝在左手柄1025上。在這種情況下，安裝在左側的手動控制裝置基本上可以是安裝在右側的手動控制裝置的鏡像。
當然，可以提供固定在自行車1000的車架上的其他地方，例如瓶架的附接處、靠近座位管、靠近變速器1006, 1008等等的手動控制裝置10。
在電子系統1002內，每個手動控制裝置10與由其控制的至少一個裝備部件1004之間的通訊可以以任何眾所周知的方式發生。
自行車1000的每個手動控制裝置10可以包括通訊模組26，適於與適合在由其控制的每個裝備部件1004中提供的相應的通訊模組27交換資料及/或資訊，更一般地為信號。在圖1中，大體上指示了用於每個控制裝置10的通訊模組26和用於每個受控裝備部件1004的通訊模組27，儘管該通訊模組26, 27在圖1中並不是可以實體地看出來。
通訊模組26具有根據特定協定，傳送表示所定址到所述受控裝備部件1004的命令的信號的主要功能，以及通訊模組27具有根據特定協定，接收信號並且從中提取有用資訊的主要功能，並且在下文中，將參考這些主要功能。此外，通訊模組27可以具有將受控裝備部件1004的回饋信號傳送到手動控制裝置10的通訊模組26的功能。
在未示出的替代方案中，從手動控制裝置10到受控裝備部件1004的通訊可以是間接的，提供一或多個中間單元，諸如所謂的介面單元，根據本領域公知的配置，從自行車1000的電子系統1002的所有手動控制裝置10及/或自行車1000的電子系統1002的中央處理單元接收命令。在這種情況下，手動控制裝置10的通訊模組26將與其中一個此類中間單元上的通訊模組27通訊。
在其他情況下，可以以更複雜的通訊網路，例如星形或網狀網路連接電子系統1002的各種元件，所做的改進在本領域技藝人士的技能範圍內。
手動控制裝置10和至少一個受控裝備部件1004之間的通訊可以是有線或無線的。
原則上，在有線電子系統中，通訊模組26, 27可以不存在；然而，考慮到現代電子系統的複雜性，幾乎總是有通訊模組，專門用於在傳送信號之前及/或在接收信號之後，對該信號執行通訊協定的特定操作。
圖1以無線電子系統1002為例進行說明。由此手動控制裝置10和相應的受控裝備部件1004具有例如無線電波或紅外類型的無線通訊模組26, 27。
在通訊系統中，必須首先將兩個或更多個裝置耦合在一起，在其首次使用時或者在用戶明確請求時，例如在更換其中一個裝置之後執行配對程序。配對程序配置待耦合的裝置，使得它們共享通訊協定以及正確交換信號及/或資訊所需參數的值。這種配對程序需要待執行的一定時間訊框。
可以根據同步或非同步通訊協定來發生控制裝置10和受控裝備部件1004之中的通訊，或更一般地在電子系統1002內的不同裝置之中的通訊。
如本領域技藝人士所熟知的，「非同步系統」是在兩個或更多個裝置之中，特別是它們的通訊模組之中，在非預定時刻發生的信號、資料及/或資訊的交換。
換言之，根據非同步協定彼此通訊的裝置通常各自具有它們自己的獨立時間基準或時鐘，並且這些裝置的時間基準不彼此同步。裝置可以在任何時間，將信號傳送到非同步系統中的其他裝置；接收裝置，在圖1的實例中，特別是變速器1006, 1008中的一個必須準備好接收，即，其通訊模組27必須始終或至少在某一持續時間的時間間隔內週期性地活躍。
在非同步系統中，由此通常僅使用單向通訊，尤其是從通常在傳輸信號時啟動的通訊模組26到至少在上述時間間隔中接收的通訊模組27，儘管雙向通訊也是可以的。
眾所周知，另一方面，「同步系統」是在兩個或更多個裝置之中，以特定的時間間隔發生信號、資料及/或資訊的交換的系統。
換句話說，根據同步通訊協定彼此通訊的裝置具有彼此同步的時間基準或時鐘，並且僅在特定的時間訊框內允許通訊。
同步系統還便於電子系統1002的兩個或更多個裝置之中的雙向通訊。
一旦透過配對程序耦合，兩個或更多個裝置當從待機模式切換或喚醒時，必須進一步遵循連接程序，以便在系統內「找到彼此」並且重新配置資訊交換。
該連接程序也需要一定時間量來執行。
有利的是，根據本發明以及如下文中更好地描述，在使用自行車1000期間，手動控制裝置10不進入待機模式，使得對每次使用自行車1000，僅執行一次連接程序。由此完全消除連線時間（除了接通時），並且騎車人所期望的命令被迅速地轉發給受控裝備部件1004。
現在將參照圖2，更詳細地描述實現此類優點以及在本案的引言部分中提及的那些優點的手動控制裝置10。
如前述，手動控制裝置10包括通常在靜止位置和至少一個操作位置之間，以可移動的方式，由支撐體12支撐的至少一個手動致動構件14。
為了發出定址到特定裝備部件1004，諸如自行車1000的電子換檔桿1002的變速器1006, 1008的命令，騎車人啟動手動控制裝置10的至少一個手動致動構件14，將其從靜止位置移動到操作位置。
圖2示意性地圖示手動控制裝置10的手動致動構件14。以完全示例性且非限制性的方式，還圖示可能的另外的手動致動構件15, 16。
在一個或同一手動控制裝置10中的手動致動構件14, 15, 16的數量、類型、形狀和位置當然可以根據一或多個受控裝備部件1004的需求及/或功能而改變，通常可以基於單獨的手動控制裝置10應該能夠向一或多個受控裝備部件1004發出的不同信號的數量而改變。
手動控制裝置10的不同的手動致動構件14, 15, 16可以向同一個裝備部件1004發出不同的控制信號。在實際的實例中，手動控制裝置10可以控制自行車1000的換檔桿的變速器1006, 1008，其兩個手動致動元件14,15分別發出升檔請求指令和降檔請求指令。
在另一實例中，手動致動構件14可以向自行車1000的電子換檔桿的變速器1006, 1008發出換檔請求命令，而另一手動致動構件15可以是與配置及/或配對關聯的模式按鈕，原則上，該模式按鈕在正常使用自行車1000期間不應被啟動。
在特定配置中，手動控制裝置10包括用於向後變速器1008發出一個方向上的換檔請求命令的第一手動致動構件14，以及模式類型的第二手動致動構件15，第二手動控制裝置包括用於向後變速器1008發出在相反的方向上的換檔請求命令的第一手動致動構件以及在系統中提供的模式類型的第二手動致動構件。
仍然替選地，手動控制裝置10的不同手動致動構件14, 15, 16可分別控制自行車1000的不同裝備部件1004。例如，手動致動構件14可以向變速桿的變速器1006發出命令以及另一手動致動構件15可以向不同裝備部件1004，諸如電子懸架或其他設備發出命令。
在另外的替選的情況下，手動控制裝置10可以具有可由騎車人以兩種或更多種方式啟動的手動致動構件，以便能夠透過單個手動致動構件發出不同的命令。例如，如前述，本領域已知基於按其旋轉的角度、啟動時間、快速連續啟動的次數等等發出不同信號的雙向控制桿。
可以由手動控制裝置10的車載電子設備18的適當致動偵測器部分偵測手動控制裝置10的手動致動構件14, 15, 16的啟動。
在具體的實施例中，形成手動控制裝置10的車載電子設備18的電子元件例如被集成在由支撐體12支撐並且具體地容納在該支撐體中的一或多個印刷電路板（PCB）上。
如圖2所示，車載電子設備18具體地包括致動偵測器20，適於偵測手動致動構件14的啟動。僅作為實例而非限制目的，還圖示適合於偵測手動控制裝置10的可能的另外的手動致動構件15, 16的啟動的另外的偵測元件21, 22。
更一般地，如本案的引言部分中所描述的，手動致動構件和致動偵測器沒有必要一一對應。
為簡明起見，在下文中僅參考手動致動構件14和相應的致動偵測器20，儘管如所述，對手動控制裝置10的任何手動致動構件14, 15, 16以及對任何相應的致動偵測器20, 21, 22均成立。
在啟動手動致動構件14之後，致動偵測器20產生定址到受控裝備部件1004的適當的電子控制信號28。應注意到，在圖2中，所示的元件符號28在下文中描述，位於可選處理模組24的下游，以及可選地，位於通訊模組26的下游。
有利地，致動偵測器20由感測器實現，更具體地，由磁場感測器實現。
磁場感測器偵測由磁體產生的磁場的值。
例如，可以提供安裝在手動控制裝置10的支撐體12上的固定位置中的磁場感測器以及固定地連接到手動致動構件14並且因此與手動致動構件14一起移動的磁體， 或反之亦然。當啟動手動致動構件14時，與之固定連接的磁體的位置相對於固定的感測器改變，導致所偵測的磁場的值改變。
磁場感測器基於磁場的值的變化來偵測手動致動構件14的啟動，並且回應於此而產生定址到受控裝備部件1004的適當的控制信號28。
通常，當使用磁場感測器時，輸出信號可以例如具有兩個位準，取決於其被浸入的磁場是小於還是大於預定閾值。替選地，感測器的輸出信號可以是類比信號。
在具體的實施例中，磁場感測器可以包括例如霍爾效應感測器或簧片繼電器。上述類型的磁場感測器是公知的。
作為磁場感測器的替代方案，致動偵測器20可以由不同類型的感測器，諸如感應式、電容式、光學式、超聲波感測器等等實現。
應該注意的是，當致動偵測器20由感測器實現時，其需要由合適的電源供電。在這種情況下，有利地，致動偵測器20將具有待機模式和操作模式。
替選地，致動偵測器20可以由開關實現。
開關可以是機電的，例如微型開關類型的，包括可變形的圓頂形隔膜。為了切換開關，第一手動致動構件的或連接的啟動頭在手動致動構件的靜止狀態下面對可變形隔膜，並且透過在第一手動致動構件的啟動狀態下推動可變形隔膜來起作用。
應該注意的是，在這種情況下，斷開和封閉開關發生在機械動作之後：這種開關不需要被供電來操作。
替選地，可以使用更複雜的開關，諸如繼電器、MOSFET等等。與上文概述的機電開關不同，這些元件必須適當地通電以便操作。這些類型的致動偵測器，如感測器，也可以具有待機模式和操作模式。
相對於開關而言，感測器類型的致動偵測器20是優選的，因為它允許手動控制裝置10的機械元件與車載電子設備18的機械元件解耦合，這又使得電子元件與外部環境適當隔離。
為了簡潔起見，僅僅為了便於說明，已經描述了單個手動致動構件/致動偵測器對，圖2示出專用於每個手動致動構件14, 15, 16的致動偵測器20, 21, 22。
然而，可以提供旨在用於以不同的或組合的方式，偵測兩個或更多個手動致動構件的致動的單個致動偵測器20。例如，若致動偵測器是磁場感測器，則可以為兩個或更多個手動致動構件分別配備磁體，由此感測器可以透過由磁體的位移改變的、所偵測的磁場的總值，偵測其致動。必須適當地配置感測器和磁體的定位，使得感測器可以從所偵測的磁場的總值中區分已經隨時致動哪一/哪些手動致動構件。
反之亦然，可以提供專用於單個手動致動構件的不同致動偵測器。每個致動偵測器例如可以透過不同的參數來偵測這種致動，此後，可以適當地相互比較不同的致動偵測器的輸出以便使偵測更精確。此外，多個致動偵測器可進一步可用於由騎車人以兩種或更多種不同方式致動的致動構件的情況。
此外，手動控制裝置10的車載電子設備18可以可選地包括，與致動偵測器20的類型無關，由致動偵測器20發出的控制信號28的處理模組24，特別是若後者由感測器實現。處理模組24包括例如用於放大、濾波及/或近似、量化、二值化、數位化、求反等等的電子元件。
如前述，處理模組24具體地由控制器，或者更具體地由微控制器來實現。
由致動偵測器20發出並且可能地，由處理模組24適當處理的控制信號28可以進一步由上述通訊模組26處理。
通訊模組26，也是車載電子設備18的一部分，將電子控制信號28直接或間接地傳送到受控裝備部件1004所具有的相應的通訊模組27。
如前述，手動控制裝置10的通訊模組26還可以從受控裝備部件1004接收回饋信號。這種回饋信號還可以例如透過在手動控制裝置10上提供當這種回饋信號來自受控裝備部件1004時啟動的聲音或光信號裝置（例如LED，未示出），被轉換成用於騎車人的視覺或聽覺回饋。
在具體的實例中，手動控制裝置10上的這種光或聲音信號裝置可以向騎車人指示圖1的自行車1000的變速器1006, 1008中的一個何時已經響應由他/她發出的命令，正確地進行換檔。
車載電子設備18的元件需要由適當的電源供電。
為了限制由電源供給的電能的消耗，車載電子設備18的這些元件或者其中至少一些元件具有待機模式。此外，可以為自行車1000的任何裝備部件1004或者甚至更常見的電氣/電子元件提供這種待機模式。
優選地，手動控制裝置10包括電源電路30。
在實施例中，電源電路30包括優選由手動控制裝置10的支撐體12支撐且具體地容納在其中的電池電源，特別是智慧電池，並且優選地僅專用於手動控制裝置10。
在其他實施例中，電源電路30被配置為利用RFID技術來從手動控制裝置10所屬的自行車電子系統1002中所產生的射頻電磁場吸收能量。
以這種方式，車載電子設備18可以由電子系統1002的一或多個裝備部件1004共享的電池電源供電；在這種情況下，電池電源可以適當地位於自行車1000的車架上，例如設置在瓶架的附接處或靠近座位管，或靠近共享同一電池電源的自行車1000的其他裝備部件1004。
作為使用RFID技術的替代方案，車載電子設備18可以連線到共享電池電源。
有利地，根據本發明，手動控制裝置10包括自行車1000的運動偵測器32。
運動偵測器32被配置為發出喚醒信號34，以使車載電子設備18的元件從待機模式進入操作模式，並且可以將其保持在此類操作模式中。
只有當自行車1000長時間停止時，每個手動控制裝置的車載電子設備18的元件才進入待機模式。例如，一旦經過了由適當的計時器監視的預定的時間訊框，就可以使機載電子設備18回到待機，每次運動偵測器32偵測到自行車1000的運動時，重置該計時器：為了區分例如在停車位或車庫中的長時間停車和例如在交通訊號燈處的臨時停車，因此可以使用由運動偵測器32發出的同一喚醒信號34以防止進入待機模式，即作為抗休眠信號。
由於進入待機模式，儘管運動偵測器32的能耗，但手動控制裝置10還是實現了整體節能。
在這方面，應該注意的是，在用於向變速器1006, 1008發出控制信號的手動控制裝置10的情況下，手動控制裝置10通常包括提供以發出三個不同的信號的手動致動構件14, 15, 16：升檔請求信號、降檔請求信號和模式（模式改變）信號；當前變速器1006不存在並且兩個左右控制器都用於例如後變速器1008時，手動控制裝置10通常包括提供以發出兩個不同的信號的兩個手動致動構件14, 15：模式信號和各自的升檔或降擋請求信號。在這些情況下，除了可能的處理和通訊電子設備之外，通常還有能進入待機的兩個或甚至三個致動偵測器14, 15, 16。
此外，也可以啟動運動偵測器10以相對長的時間間隔檢查自行車1000的運動狀態，及/或相對於手動致動構件14, 15, 16的致動偵測器20, 21, 22，可以具有更低的電力消耗，由此電力消耗相對低。
可以進一步利用由運動偵測器32發出的喚醒信號34來從待機模式不僅喚醒手動控制裝置10的車載電子設備18，而且還喚醒其他裝備部件1004或者自行車1000的電子系統1002的通用電子裝置，諸如變速桿的變速器1006, 1008或自行車1000具有的碼表的顯示器；應該理解的是，自行車1000的此類其他裝備部件1004可以替選地具有適合於產生合適的喚醒信號的它們自己的運動偵測器。
此外，當由智慧電池實現時，在後者是控制裝置10的專用電池電源單元的情況下，以及在其位於自行車1000的車架上的其他地方的情況下，由運動偵測器32發出的喚醒信號34可以用於從待機模式喚醒電池電源單元。
優選地，運動偵測器32包括振動感測器，偵測由路面中的不規則性或者通常由自行車1000的傳動系統的運動引起的振動。振動感測器32可以例如由壓電加速度計實現。
替選地，運動偵測器32可以由另一種類型的感測器，例如測斜儀、陀螺儀等等來實現。
優選地，運動偵測器32也具有待機模式。
一旦車載電子設備18已經透過由運動偵測器32產生的喚醒信號34進入操作模式，就可以由此有利地使後者進入待機模式。
替選地，運動偵測器32可以被配置為在將喚醒信號34已經發送到車載電子設備18之後，立即自動地進入待機模式。
在這兩種情況下，車載電子設備18有利地被配置為保持在操作模式直到達到休眠條件為止，然後運動偵測器32進入操作模式。換句話說，車載電子設備18和運動偵測器32在交替的時間處於操作模式，從而進一步降低功耗。
為了決定車載電子設備18的所述休眠狀態，不再可能使用計時器的上述配置來使車載電子設備18進入待機模式，由運動感測器32產生的喚醒信號34重置計時器。因此，例如在受控裝備部件1004的指令或作為電子系統1002一部分的另一元件的指令下，使車載電子設備18進入待機模式 - 並且喚醒運動偵測器32。或者，當通訊模組26在某一時間段內沒有從受控裝備部件1004接收到回饋信號時，車載電子設備18喚醒運動偵測器32並且自動地進入待機模式。
10‧‧‧自行車手動控制裝置
12‧‧‧支撐體
14‧‧‧手動致動構件
15‧‧‧手動致動構件
16‧‧‧手動致動構件
18‧‧‧車載電子設備
20‧‧‧致動偵測器
21‧‧‧致動偵測器
22‧‧‧致動偵測器
24‧‧‧處理模組
26‧‧‧通訊模組
27‧‧‧通訊模組
28‧‧‧控制信號
30‧‧‧電源電路
32‧‧‧運動偵測器
34‧‧‧喚醒信號
1000‧‧‧自行車
1002‧‧‧電子系統
1004‧‧‧裝備部件
1006‧‧‧前變速器
1008‧‧‧後變速器
1010‧‧‧鏈條
1012‧‧‧齒輪
1014‧‧‧齒輪
1016‧‧‧腳蹬曲柄
1018‧‧‧輪轂
1020‧‧‧後輪
1022‧‧‧車把
1024‧‧‧手柄
1025‧‧‧手柄
從參考附圖的本發明的一些優選實施例的下述詳細描述，本發明的其他特徵和優點將變得更清楚。需要時，可以組合參考單個配置所示和所述的不同特徵。在下述描述中，為了說明附圖，使用相同或相似的元件符號來指示具有相同或類似功能的結構或功能元件。在附圖中：
- 圖1是包括根據本發明的電子系統的自行車的側視圖，以及
- 圖2圖示根據本發明的手動控制裝置的主要元件。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (16)

  1. 一種自行車手動控制裝置（10），用於向至少一個自行車裝備部件（1004）發出至少一個電氣-電子命令，該自行車手動控制裝置（10）包括： 一支撐體（12），該支撐體（12）被配置成被固定到該自行車（1000），至少一個手動致動構件（14, 15, 16），該至少一個手動致動構件（14, 15, 16）以可移動的方式來由該支撐體（12）所支撐，以及車載電子設備（18），該車載電子設備（18）具有一待機模式和一操作模式，該自行車手動控制裝置的特徵在於進一步包括：該自行車（1000）的運動的一偵測器（32），該偵測器（32）被配置成發射一喚醒信號（34）以使所述車載電子設備（18）從該待機模式進入到該操作模式。
  2. 如請求項1所述之自行車手動控制裝置（10），其中該運動偵測器（32）包括一振動感測器。
  3. 如請求項1和2中的任一項所述之自行車手動控制裝置（10），其中該運動偵測器（32）還具有一待機模式。
  4. 如請求項3所述之自行車手動控制裝置（10），其中一旦透過由該運動偵測器（32）產生的該喚醒信號（34）使該車載電子設備（18）已進入該操作模式，則該車載電子設備（18）使該運動偵測器（32）進入待機模式。
  5. 如請求項3所述之自行車手動控制裝置（10），其中該運動偵測器（32）被配置為在該喚醒信號（34）已被發送到該車載電子設備（18）之後立即自動地進入待機模式。
  6. 如請求項4所述之自行車手動控制裝置（10），其中該車載電子設備（18）被配置為保持處於操作模式下直到達到休眠狀態，該運動偵測器（32）然後進入操作模式。
  7. 如請求項5所述之自行車手動控制裝置（10），其中該車載電子設備（18）被配置為保持處於操作模式下直到達到休眠狀態，該運動偵測器（32）然後進入操作模式。
  8. 如請求項1所述之自行車手動控制裝置（10），其中該車載電子設備（18）包括至少一個致動偵測器（20, 21, 22），該至少一個致動偵測器（20, 21, 22）被配置為偵測由一騎車人對所述至少一個手動致動構件（14, 15, 16）的致動並且回應於此而產生一控制信號（28）。
  9. 如請求項8所述之自行車手動控制裝置（10），其中所述至少一個致動偵測器（20, 21, 22）包括一開關或一感測器，該感測器優選為一磁場感測器。
  10. 如請求項8所述之自行車手動控制裝置（10），其中該車載電子設備（18）包括由所述至少一個致動偵測器（20）產生的該控制信號（28）的一處理模組（24）。
  11. 如請求項8所述之自行車手動控制裝置（10），其中該車載電子設備（18）包括一通訊模組（26），該通訊模組（26）被配置為將可能被處理過的所述控制信號（28）直接或間接地發送到所述至少一個受控裝備部件（1004）。
  12. 如請求項1所述之自行車手動控制裝置（10），其中該手動控制裝置（10）包括一電源電路（30）。
  13. 一種自行車（1000）的電子系統（1002），包括：根據前述請求項中的任一項所述的至少一個手動控制裝置（10），以及由所述至少一個手動控制裝置（10）控制的至少一個裝備部件（1004, 1006, 1008）。協定
  14. 如請求項13所述之電子系統（1002），其中所述至少一個手動控制裝置（10）包括一第一通訊模組（26）和該電子系統（1002）的一組件，優選地，由所述手動控制裝置（10）控制的所述至少一個裝備部件（1004, 1006, 1008）包括一第二通訊模組（27），該第一通訊模組（26）和該第二通訊模組（27）被配置為彼此通訊，優選地，該第一通訊模組（26）和該第二通訊模組（27）遵循一同步通訊協定。
  15. 如請求項13所述之電子系統（1002），其中該第一通訊模組（26）和該第二通訊模組（27）為無線通訊模組。
  16. 如請求項13所述之電子系統（1002），其中該控制裝置（10）的該運動偵測器（32）被配置為還將一喚醒信號（34）發送到受控的該至少一個裝備部件（1004）。
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