TW202421510A - 用於人力車輛的換檔系統 - Google Patents

Abstract

一種用於人力車輛的換檔系統包含控制器。控制器被建構成接收來自至少一個感測器之人力車輛的驅動轉矩及踏頻。控制器被建構成基於驅動轉矩及踏頻而判斷許可的換檔時機。控制器還被建構成控制換檔機構來在許可的換檔時機之期間施行檔位切換。

Description

用於人力車輛的換檔系統

本發明關於用於人力車輛的換檔系統。

像是自行車的許多人力車輛包括切換檔位的能力。如果這樣的車輛的騎士在不良的換檔時機輸入檔位切換命令，則會錯過鏈輪上的理想換檔點。在此案例中，換檔震動可能發生且造成騎士不舒適。雖然非常有經驗的騎士可發展判斷檔位切換時機之技能以避免換檔震動，但許多其他騎士缺乏這樣的技能。

根據本發明的第一方面，一種用於人力車輛的換檔系統包含控制器。控制器被建構成接收來自至少一個感測器之人力車輛的驅動轉矩及踏頻。控制器被建構成基於驅動轉矩及踏頻而判斷許可的換檔時機。控制器還被建構成控制換檔機構來在許可的換檔時機之期間施行檔位切換。

利用根據第一方面的換檔系統，有可能將檔位切換限制成在許可的換檔時機之期間被施行，藉此，改善換檔效能。

根據本發明的第二方面，根據第一方面的換檔系統以如下方式被建構：控制器被建構成，如果目前時機是處於許可的換檔時機中，將用於檔位切換的命令訊號輸出至換檔機構。

利用根據第二方面的換檔系統，有可能允許檔位切換在許可的換檔時機之期間被施行，藉此，改善換檔效能。

根據本發明的第三方面，根據第一或第二方面的換檔系統以如下方式被建構：控制器被建構成，如果目前時機是處於許可的換檔時機以外，禁止將命令訊號輸出至換檔機構。

利用根據第三方面的換檔系統，有可能避免檔位切換在許可的換檔時機以外被施行，藉此，改善換檔效能。

根據本發明的第四方面，根據第一至第三方面中任一者的換檔系統以如下方式被建構：許可的換檔時機包括具有第一開始及第一結束的第一時機區間。控制器被建構成，如果目前時機是處於第一時機區間的第一開始與第一結束之間，將用於檔位切換的命令訊號輸出至換檔機構。

利用根據第四方面的換檔系統，有可能允許檔位切換在第一時機區間的期間被施行，藉此，改善換檔效能。

根據本發明的第五方面，根據第四方面的換檔系統以如下方式被建構：第一時機區間的第一開始是在驅動轉矩於踩踏循環中正升高的情形下驅動轉矩被偵測為到達第一臨界值之時機。

利用根據第五方面的換檔系統，有可能基於驅動轉矩無論正升高或降低而將時機區間設定成在適合的臨界值處開始。

根據本發明的第六方面，根據第四或第五方面的換檔系統以如下方式被建構：第一時機區間的第一結束是在驅動轉矩於踩踏循環中正升高的情形下驅動轉矩被偵測為到達第二臨界值之時機。第二臨界值大於第一臨界值。

利用根據第六方面的換檔系統，有可能基於驅動轉矩無論正升高或降低而將時機區間設定成在適合的臨界值處結束。

根據本發明的第七方面，根據第四至第六方面中任一者的換檔系統以如下方式被建構：許可的換檔時機包括具有第二開始及第二結束的第二時機區間。控制器被建構成，如果目前時機是處於第二時機區間的第二開始與第二結束之間，藉由將用於檔位切換的命令訊號輸出至換檔機構來控制換檔機構施行檔位切換。

利用根據第七方面的換檔系統，有可能允許檔位切換在額外於第一時機區間的第二時機區間之期間被施行，藉此，允許不同的時機區間被使用於不同的對應環境。

根據本發明的第八方面，根據第七方面的換檔系統以如下方式被建構：第二時機區間的第二開始是在驅動轉矩於踩踏循環中正降低的情形下驅動轉矩被偵測為到達第二臨界值之時機。

利用根據第八方面的換檔系統，有可能基於驅動轉矩無論正升高或降低而將時機區間設定成在適合的臨界值處開始。

根據本發明的第九方面，根據第七或第八方面的換檔系統以如下方式被建構：第二時機區間的第二結束是在驅動轉矩於踩踏循環中正降低的情形下驅動轉矩被偵測為到達第一臨界值之時機。

利用根據第九方面的換檔系統，有可能基於驅動轉矩無論正升高或降低而將時機區間設定成在適合的臨界值處結束。

根據本發明的第十方面，根據第二至第九方面中任一者的換檔系統以如下方式被建構：控制器被建構成接收關於檔位切換的輸入。控制器還被建構成，如果輸入在許可的換檔時機以外的輸入時機被接收，將命令訊號暫時地保留在控制器的記憶體中，直到到達許可的換檔時機為止。

利用根據第十方面的換檔系統，有可能藉由將檔位切換延遲直到許可的換檔時機而改正不適當時機的輸出，藉此，改善換檔效能。

根據本發明的第十一方面，根據第十方面的換檔系統以如下方式被建構：控制器被建構成在將被暫時地保留在記憶體中的命令訊號輸出以前，將預備訊號輸出至換檔機構，以施行用於檔位切換的準備。

利用根據第十一方面的換檔系統，有可能藉由搶先地施行用於檔位切換的準備而減少輸入時機與檔位切換的時機之間的延遲。

根據本發明的第十二方面，根據第一方面的換檔系統以如下方式被建構：許可的換檔時機包括具有第一開始及第一結束的第一時機區間。控制器被建構成藉由以下方式而控制換檔機構來施行檔位切換：判斷用來施行檔位切換之換檔機構的估計的行程距離與換檔機構的估計的行程速率中的至少一者；基於估計的行程距離及估計的行程速率中的至少一者而計算用來施行檔位切換所需的估計持續的時間；判斷檔位切換能在第一時機區間的第一開始以後開始且能在第一時機區間的第一結束以前完成；及基於判斷結果而將命令訊號輸出至換檔機構。

利用根據第十二方面的換檔系統，有可能避免開始進行會在許可的換檔時機以後結束之檔位切換。

根據本發明的第十三方面，根據第十二方面的換檔系統以如下方式被建構：估計的行程速率基於踏頻及行程距離而被計算。

利用根據第十三方面的換檔系統，有可能在未提供直接地量測行程速率的裝置之情形下估計行程速率。

根據本發明的第十四方面，根據第十二或第十三方面的換檔系統以如下方式被建構：檔位切換是複數個檔位切換中的一者，估計的行程距離是複數個估計的行程距離中的一者，且估計的行程速率是複數個估計的行程速率中的一者。控制器被建構成將圖表儲存在記憶體中，圖表將複數個檔位切換中的每一者對照於複數個估計的行程距離中的相關聯的一者及複數個估計的行程速率中的相關聯的一者。控制器還被建構成藉由使用圖表來識別與檔位切換相關聯的估計的行程距離及估計的行程速率中的至少一者而至少部分地判斷用來施行檔位切換之估計的行程距離與估計的行程速率中的至少一者。

利用根據第十四方面的換檔系統，有可能預先提供數值的圖表，藉此，縮短判斷檔位切換是否能在許可的換檔時機內被施行之處理時間。

根據本發明的第十五方面，一種用於人力車輛的換檔系統包含控制器。控制器被建構成接收來自至少一個感測器之人力車輛的踏頻。控制器被建構成，如果踏頻被判斷為在許可的踏頻範圍內，藉由輸出用於檔位切換的命令訊號而控制換檔機構來施行檔位切換。控制器還被建構成，如果踏頻被判斷為在許可的踏頻範圍以外，藉由禁止將命令訊號輸出至換檔機構而控制換檔機構。

利用根據第十五方面的換檔系統，有可能將檔位切換限制成在許可的踏頻範圍之期間被施行，藉此，改善換檔效能。

根據本發明的第十六方面，一種用於人力車輛的換檔系統包含控制器。控制器被建構成接收來自至少一個感測器之人力車輛的驅動轉矩。控制器還被建構成，如果驅動轉矩被判斷為等於或大於第一臨界值，藉由輸出用於檔位切換的命令訊號而控制換檔機構來施行檔位切換。

利用根據第十六方面的換檔系統，有可能將檔位切換限制成在足夠的驅動轉矩被施加時被施行，藉此，改善換檔效能。

根據本發明的第十七方面，根據第一至第十六方面中任一者的換檔系統以如下方式被建構：換檔機構包括具有後鏈條導件的後撥鏈器，後鏈條導件被建構成用於在與具有複數個後鏈輪的後鏈輪總成的旋轉軸線平行的方向上越過估計的行程距離之側向移動，以促使鏈條在檔位切換中從後鏈輪中的一者移至後鏈輪中的另一者。

利用根據第十七方面的換檔系統，有可能改善後撥鏈器中的換檔效能。

根據本發明的第十八方面，根據第一至第十七方面中任一者的換檔系統以如下方式被建構：換檔機構包括具有前鏈條導件的前撥鏈器，前鏈條導件被建構成用於在與具有複數個前鏈輪的前鏈輪總成的旋轉軸線平行的方向上越過估計的行程距離之側向移動，以促使鏈條在檔位切換中從前鏈輪中的一者移至前鏈輪中的另一者。

利用根據第十八方面的換檔系統，有可能改善前撥鏈器中的換檔效能。

根據本發明的第十九方面，根據第一至第十八方面中任一者的換檔系統還包含指示裝置。控制器被建構成使指示裝置藉由視覺方式、聽覺方式及觸覺方式中的至少一者指示許可的換檔時機。

利用根據第十九方面的換檔系統，有可能通知騎士許可的換檔時機。此外，指示可將回饋提供給騎士，以用來改善輸入時機。

根據本發明的第二十方面，根據第一至第十九方面中任一者的換檔系統還包含手動輸入裝置。控制器被建構成經由手動輸入裝置接收請求檔位切換的換檔輸入。

利用根據第二十方面的換檔系統，有可能改正由於人為錯誤所作之換檔輸入的輸入時機。

此發明內容被提供來以簡化形式介紹進一步在以下於實施方式中描述的觀念的選集。此發明內容並非旨在識別所請求的標的之關鍵特徵或必要特徵，亦非旨在被使用來限制所請求的標的之範圍。此外，所請求的標的不受限於解決此揭示的任何部分中所提的任何或全部的缺點之施作。在此所使用的用語「小型及/或輕型車輛」是指不管其輪子數量為何之電動或非電動車輛，但不包括具有作為用來驅動輪子的動力源的內燃引擎之四輪車輛、或需要執照以在公共道路上操作之四輪電動車輛。

現在將參照圖式來解釋所選的實施例，其中相同元件符號在整個各種不同圖式中標示對應或相等元件。對於熟習本領域技術者從此揭示將會明白的是，實施例的以下說明僅被提供來用於繪示說明，而非以限制由隨附的申請專利範圍所界定的本發明為目的。

先參照圖1，根據本發明的至少一個揭示實施例之具有換檔系統10的範例性人力車輛1被顯示。人力車輛1例如為像是公路自行車、登山自行車、越野自行車、休旅(trekking)自行車、城市自行車或電助力自行車(pedelec)的自行車。以下方向性用語「前」、「後」、「向前」、「向後」、「左」、「右」、「橫截」、「向上」、及「向下」、以及任何其他類似的方向性用語是指例如基於直立地坐在人力車輛1的鞍座上並面向車把之騎士所決定的那些方向。

繼續參照圖1，人力車輛1包括車架2、後車輪3、前叉4、前車輪5、及曲柄總成6。後車輪3被可旋轉地附接於車架2。前車輪5被可旋轉地附接於前叉4。曲柄總成6包括一對的曲柄臂6A、曲柄軸6B、及一對的踏板6C。一對的曲柄臂6A以彼此相隔180度的方式被安裝於車架2的兩側且由曲柄軸6B所連接。位在人力車輛1的兩側上之一對的踏板6C被附接於對應的曲柄臂6A。本實施例的人力車輛1由包括自行車鏈條7、後鏈輪總成8及前鏈輪總成9的鏈條驅動傳動系統所驅動。後鏈輪總成8被相對地可旋轉地安裝於後車輪3的輪穀總成。後鏈輪總成8包括複數個後鏈輪8A。前鏈輪總成9被附接於曲柄總成6。前鏈輪總成9包括複數個前鏈輪9A。自行車鏈條7與後鏈輪總成8的後鏈輪8A中的一者及前鏈輪總成9的前鏈輪9A中的一者接合。被施加於踏板6C的驅動轉矩被傳送至曲柄臂6A，曲柄臂6A將曲柄軸6B及前鏈輪總成9的前鏈輪9A中的一者旋轉。由於前鏈輪總成9旋轉，自行車鏈條7繞著前鏈輪總成9的前鏈輪9A中的一個被驅動，且透過後鏈輪8A中的一者將動力傳送至後車輪3，以推進人力車輛1。為了將鏈條在前鏈輪9A的任意者之間或在後鏈輪8A的任意者之間換檔，本發明的換檔系統10可被運用。人力車輛1的其他組件可為習知的，且其詳細說明因此被省略。

圖2是用於人力車輛1的換檔系統10的示意圖。如所示，換檔系統10包括控制器12。控制器12可包括處理器14及被建構成保留可由處理器執行的指令之記憶體16，以施行控制器12的各種不同功能。控制器12還可包括電池18，以將電力及通訊線提供至以下所描述的一個或更多個其他裝置。通訊線可為有線式或無線式。雖然控制器12在圖1中被繪示成被安裝在車輛1的車架2上，其他適合的位置可被採用，像是在前鏈輪總成9或後鏈輪總成8上、或接近前鏈輪總成9或後鏈輪總成8、與驅動輔助單元一體成形、在車把上等。

控制器12可被建構成接收來自至少一個感測器之人力車輛1的驅動轉矩(driving torque)τ及踏頻(cadence)C。至少一個感測器例如可為一個或多個被建構成測量由騎士的腳所施加於踏板6C的驅動轉矩τ之踏板感測器20A及被建構成監測曲柄臂6A何時通過沿著踩踏循環的一點從而踏頻C被測量之感測器20B。在一些案例中，感測器20A、20B可被組合成感測驅動轉矩τ及踏頻C兩者的單一個組件。在人力車輛1是電助力自行車之案例中，驅動轉矩τ可由驅動輔助馬達全部地或部分地提供。亦即，驅動轉矩τ可為或包括輔助轉矩。

控制器12可被建構成基於驅動轉矩τ及踏頻C而判斷許可的換檔時機(permitted shift timing)t _P。又，控制器12可被建構成控制換檔機構22來在許可的換檔時機t _P的期間施行檔位切換。因此，許可的換檔時機t _P可為檔位切換的施行將不會造成換檔震動(shift shock)或將會造成可接受地低的換檔震動之轉矩相關(torque-dependent)及踏頻相關(cadence-dependent)的時間。因此，控制器12可被建構成，如果目前時機t是在許可的換檔時機t _P中，將用於檔位切換的命令訊號(command signal)24輸出至換檔機構22。對比地，控制器12可被建構成，如果目前時機t是在許可的換檔時機t _P以外，避免將命令訊號24輸出至換檔機構22。

圖3是繪示對於人力車輛1的一個踏板6C之驅動轉矩τ相對於時間的範例之圖。踏板6C(例如，右踏板6C)的三個循環被顯示。將會明白的是，踏板6C中的一者或兩者可具有感測器20A、20B。由於左踏板6C的圖典型地看起來幾乎與圖3中所示的圖相同而只是相位相差180°，僅一個圖作為範例而被提供。

使用中間的循環作為範例，許可的換檔時機t _P可包括具有第一開始t _S1及第一結束t _E1的第一時機區間(timing interval)t ₁。如能所見，第一時機區間t ₁坐落在換檔震動是沒有的或最小的之高穩定換檔區域內。因此，控制器12可被建構成，如果目前時機t是處於第一時機區間t ₁的第一開始t _S1與第一結束t _E1之間，將用於檔位切換的命令訊號24輸出至換檔機構22。在此，第一時機區間t ₁的第一開始t _S1可為在驅動轉矩τ於踩踏循環中正升高的情形下驅動轉矩τ被偵測為到達第一臨界值(threshold)之時機。又，第一時機區間t ₁的第一結束t _E1可為在驅動轉矩τ於踩踏循環中正升高的情形下驅動轉矩τ被偵測為到達第二臨界值之時機。第一臨界值可被預先決定且被儲存在記憶體中，且各種不同的時機區間可從像是與時間戳記相互關聯的驅動轉矩τ之最近的感測資料而被判斷。在此範例中，第二臨界值大於第一臨界值，因為驅動轉矩τ繼續從第一臨界值升高至第二臨界值。

此外，許可的換檔時機t _P可包括具有第二開始t _S2及第二結束t _E2的第二時機區間t ₂。如同第一時機區間t ₁，控制器12可被建構成，如果目前時機t是處於第二時機區間t ₂的第二開始t _S2與第二結束t _E2之間，藉由將用於檔位切換的命令訊號24輸出至換檔機構22而控制換檔機構22來施行檔位切換。與在驅動轉矩正升高時的第一時機區間t ₁相反的是，第二時機區間t ₂的第二開始t _S2可為在驅動轉矩τ於踩踏循環中正降低的情形下驅動轉矩τ被偵測為到達第二臨界值之時機。類似地，第二時機區間t ₂的第二結束t _E2可為在驅動轉矩τ於踩踏循環中正降低的情形下驅動轉矩τ被偵測為到達第一臨界值之時機。

回到圖2，控制器12可被建構成接收關於檔位切換的輸入26。換檔系統10可包含手動輸入裝置28，控制器12被建構成接收經由手動輸入裝置28請求檔位切換的換檔輸入26。替代地，自動換檔系統可被建構成在未接收來自手動輸入裝置28的換檔輸入26的情形下施行檔位切換。然而，在騎士致動手動輸入裝置28之案例中，控制器12可被建構成，如果輸入26在許可換檔時機t _P以外的輸入時機被接收，將命令訊號24暫時地保留在控制器12的記憶體16中，直到到達許可的換檔時機t _P為止。

圖4是由換檔系統10所施行的控制方法400的流程圖。如以上所討論，在步驟S2，控制器12可接收換檔輸入26。在步驟S4，控制器12可接收踏頻C及/或驅動轉矩τ。又，許可的換檔時機t _P可包括具有第一開始t _S1及第一結束t _E1的第一時機區間t ₁。一般地，在步驟S6，控制器12可被建構成藉由判斷用來施行檔位切換的換檔機構22的估計的行程距離D _T(參圖5)及換檔機構22的估計的行程速率中的至少一者而控制換檔機構22來施行檔位切換。然而，檔位切換可為複數個檔位切換中的一者，估計的行程距離D _T可為複數個估計的行程距離D _T中的一者，且估計的行程速率可為複數個估計的行程速率中的一者。在此案例中，控制器12可被建構成將圖表(map)34儲存在記憶體16中，圖表34將複數個檔位切換中的每一者對照於複數個估計的行程距離D _T中的相關聯的一者及複數個估計的行程速率中的相關聯的一者。在一些案例中，根據步驟S8，估計的行程速率可基於踏頻及行程距離D _T而被計算。

然後，在步驟S10，控制器12可基於估計的行程距離D _T及估計的行程速率而計算用來施行檔位切換所需的估計持續的時間(estimated duration of time)t _SHIFT。藉由讀取上述步驟S6中的圖表34，控制器12可被建構成藉由使用圖表34來識別與檔位切換相關聯的估計的行程距離D _T及估計的行程速率中的至少一者而至少部分地判斷用來施行檔位切換之估計的行程距離D _T與估計的行程速率中的至少一者。

在步驟S12，控制器12可判斷驅動轉矩τ在踩踏循環中是否正降低或升高。如果驅動轉矩τ正升高，在步驟S14，控制器12可判斷目前時機t加上用來施行檔位切換的估計持續的時間t _SHIFT是否大於第一開始t _S1。如果否，則在步驟S16，命令訊號24被保留在記憶體16中，且步驟S14稍後被重複。如果步驟S14的結果為是，則在步驟S18，控制器12可判斷目前時機t加上用來施行檔位切換的估計持續的時間t _SHIFT是否小於第一結束t _E1。如果否，則在步驟S16，命令訊號24被保留在記憶體16中。

類似於驅動轉矩τ正升高的案例，如果在步驟S12驅動轉矩τ正降低，則在步驟S20，控制器12可判斷目前時機t加上用來施行檔位切換的估計持續的時間t _SHIFT是否大於第二開始t _S2。如果否，則在步驟S22，命令訊號24被保留在記憶體16中，且步驟S20稍後被重複。如果步驟S20的結果是「是」，則在步驟S24，控制器12可判斷目前時機t加上用來施行檔位切換的估計持續的時間t _SHIFT是否小於第二結束t _E2。如果否，則在步驟S22，命令訊號24被保留在記憶體16中。

替代於命令訊號24被保留在記憶體16中之每一個步驟，命令訊號24可不被輸出或儲存，且檔位切換可改為避免被施行，直到騎士或驅動輔助單元的自動化指令請求新的檔位切換為止。又，替代地，控制器12可被建構成在將被暫時地保留在記憶體16中的命令訊號24輸出以前，將預備(preliminary)訊號輸出至換檔機構22，以施行用於檔位切換的準備。例如，在未實際地施行檔位切換的情形下，在檔位切換的預期之下，後撥鏈器30A(參圖5)的鏈條導件32A可被朝向目標鏈輪移動。最後，一旦控制器12判斷檔位切換能在第一時機區間t ₁的第一開始t _S1以後開始且能在第一時機區間t ₁的第一結束t _E1以前完成(在步驟S18或步驟S24中為是)，在步驟S26，控制器12可基於判斷結果而將命令訊號24輸出至換檔機構22。

如以上所討論，用於人力車輛1的換檔系統10可包含控制器12，控制器12被建構成接收來自至少一個感測器20A、20B之人力車輛1的踏頻C。此外，控制器12可被建構成，如果踏頻C被判斷為在許可的踏頻範圍內，藉由輸出用於檔位切換的命令訊號24而控制換檔機構22來施行檔位切換。許可的踏頻範圍可被預先決定且被儲存在記憶體16中在類似於圖表34的圖表中。又，許可的踏頻範圍可取決於例如包括驅動轉矩τ或待施行的特定檔位切換之各種不同因素。控制器12可被建構成，如果踏頻C被判斷為在許可的踏頻範圍以外，藉由禁止將命令訊號24輸出至換檔機構而控制檔位機構22。特別地，如果踏頻C大於或等於第一臨界值，控制器12可禁止將命令訊號24輸出，因而避免在鏈輪9A、9B的快速循環的期間換檔。又，如果踏頻C小於或等於比第一臨界值低的第二臨界值，控制器12可禁止將命令訊號24輸出，因而避免在鏈輪9A、9B的低速循環的期間換檔。在禁止以後，控制器12可被建構成，如果踏頻C改變成在許可的踏頻範圍內，輸出命令訊號24，或者是等待，直到另一個檔位切換被命令為止。

在一個施作中，如以上所討論，用於人力車輛1的換檔系統10可包含控制器12。控制器12可被建構成接收來自至少一個感測器20A、20B之人力車輛1的驅動轉矩τ。在此，控制器12可被建構成，如果驅動轉矩τ被判斷為等於或大於第一臨界值，藉由輸出用於檔位切換的命令訊號24而控制換檔機構22來施行檔位切換。因此，檔位切換可被限制於足夠的驅動轉矩τ被使用之時機，以避免換檔震動。又，控制器12可被建構成，如果驅動轉矩τ被判斷為小於第一臨界值，禁止施行檔位切換。

回到圖1，換檔系統10可包括具有後鏈條導件32A的後撥鏈器30A，後鏈條導件32A被建構成用於在與具有複數個後鏈輪8A的後鏈輪總成的旋轉軸線平行的方向上越過估計的行程距離D _T之側向移動，以促使鏈條7在檔位切換中從後鏈輪8A中的一者移至後鏈輪8A中的另一者。替代地或額外地，換檔系統10可包括包括前鏈條導件32B的前撥鏈器30B，前鏈條導件32B被建構成用於在與具有複數個前鏈輪9A的前齒輪組的旋轉軸線平行的方向上越過估計的行程距離D _T之側向移動，以促使鏈條7在檔位切換中從前鏈輪9A中的一者移至前鏈輪9A中的另一者。圖5是換檔系統10的範例性撥鏈器的局部前視圖。雖然後撥鏈器30A作為範例而被使用，前撥鏈器30B亦包括被建構成用於類似的側向移動之各別的鏈條導件32B。在此，鏈條導件32A從一條虛線移動越過估計的行程距離D _T至另一條虛線。在圖5中，移動的方向是左右，其對應於圖1中所示的後鏈輪總成8的旋轉軸線(導向入頁面中)。

在一些施作中，換檔系統10可包括指示裝置36，如圖1及圖2中所示。控制器12可被建構成使指示裝置36藉由視覺方式、聽覺方式及觸覺方式中的至少一者指示許可的換檔時機t _P。因此，指示裝置36例如可為揚聲器、顯示器、燈、及/或震動單元。雖然指示裝置36被繪示成被附接於車輛1的車把，將會明白的是，指示裝置36可被放置在任何適合的位置，像是在騎士的安全帽上、在騎士的手腕或其他身體部位上、或在車輛1的車架2上。

雖然僅所選的實施例已經被選來繪示說明本發明，對於熟習本領域技術者從此揭示將會明白的是，在不離開如隨附的申請專利範圍中所界定的本發明範圍的情形下，能在此作成各種不同的改變及修改。例如，各種不同組件的尺寸、形狀、位置、或定向能依所需要及/或想要而被改變。被顯示成直接連接或互相接觸的組件能具有設置在它們之間的中間結構。一個元件的功能可由二個元件來實施，且反之亦然。一個實施例的結構及功能能在另一個實施例中被採用。所有的優點不必然同時呈現在一個特別的實施例中。相較於習知技術為獨特的每個特徵不論是單獨或與其他特徵組合亦應被視為申請人所作的進一步發明的分開敘述，包含由這樣的特徵所具體實施的結構性及/或功能性概念。因此，根據本發明的實施例之前述說明僅用於繪示說明，而非以限制由隨附的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明為目的。

1:人力車輛 2:車架 3:後車輪 4:前叉 5:前車輪 6:曲柄總成 6A:曲柄臂 6B:曲柄軸 6C:踏板 7:自行車鏈條 8:後鏈輪總成 8A:後鏈輪 9:前鏈輪總成 9A:前鏈輪 10:換檔系統 12:控制器 14:處理器 16:記憶體 18:電池 20A:感測器 20B:感測器 22:換檔機構 24:命令訊號 26:換檔輸入 28:手動輸入裝置 30A:後撥鏈器 30B:前撥鏈器 32A:後鏈條導件 32B:前鏈條導件 34:圖表 36:指示裝置 400:控制方法 C:踏頻 D _T:行程距離 S2:步驟 S4:步驟 S6:步驟 S8:步驟 S10:步驟 S12:步驟 S14:步驟 S16:步驟 S18:步驟 S20:步驟 S22:步驟 S24:步驟 S26:步驟 t:目前時機 t ₁:第一時機區間 t ₂:第二時機區間 t _E1:第一結束 t _E2:第二結束 t _P:許可的換檔時機 t _S1:第一開始 t _S2:第二開始 t _SHIFT:用來施行檔位切換的時間 τ:驅動轉矩

隨著本發明的更完整知曉及其許多伴隨優點藉由參照以下詳細說明並結合隨附圖式來考量而變得被更佳地瞭解，本發明的更完整知曉及其許多伴隨優點將會被容易地獲得。

圖1是併有根據本揭示的換檔系統的範例性人力車輛的右側視圖。

圖2是換檔系統的示意圖。

圖3是描繪對於人力車輛的一個踏板之驅動轉矩相對於時間的範例之圖。

圖4是由換檔系統所施行的控制方法的流程圖。

圖5是換檔系統的範例性撥鏈器的局部前視圖。

Claims (24)

1. 一種用於人力車輛的換檔系統，包含： 控制器，其被建構成： 接收來自至少一個感測器之該人力車輛的驅動轉矩；及 控制換檔機構來在許可的換檔時機之期間施行檔位切換，該許可的換檔時機是以所接收的該驅動轉矩為基礎。
2. 如請求項1所述的換檔系統，其中 該控制器被建構成，如果目前時機是處於該許可的換檔時機中，將用於該檔位切換的命令訊號輸出至該換檔機構。
3. 如請求項2所述的換檔系統，其中 該控制器被建構成，如果該目前時機是處於該許可的換檔時機以外，禁止將該命令訊號輸出至該換檔機構。
4. 如請求項1所述的換檔系統，其中 該許可的換檔時機包括具有第一開始及第一結束的第一時機區間，且 該控制器被建構成，如果目前時機是處於該第一時機區間的該第一開始與該第一結束之間，將用於該檔位切換的命令訊號輸出至該換檔機構。
5. 如請求項4所述的換檔系統，其中 該第一時機區間的該第一開始是在該驅動轉矩於踩踏循環中正升高的情形下該驅動轉矩被偵測為到達第一臨界值之時機。
6. 如請求項5所述的換檔系統，其中 該第一時機區間的該第一結束是在該驅動轉矩於該踩踏循環中正升高的情形下該驅動轉矩被偵測為到達第二臨界值之時機，且 該第二臨界值大於該第一臨界值。
7. 如請求項6所述的換檔系統，其中 該許可的換檔時機包括具有第二開始及第二結束的第二時機區間，且 該控制器被建構成，如果該目前時機是處於該第二時機區間的該第二開始與該第二結束之間，藉由將用於該檔位切換的該命令訊號輸出至該換檔機構來控制該換檔機構施行該檔位切換。
8. 如請求項7所述的換檔系統，其中 該第二時機區間的該第二開始是在該驅動轉矩於該踩踏循環中正降低的情形下該驅動轉矩被偵測為到達該第二臨界值之時機。
9. 如請求項8所述的換檔系統，其中 該第二時機區間的該第二結束是在該驅動轉矩於該踩踏循環中正降低的情形下該驅動轉矩被偵測為到達該第一臨界值之時機。
10. 如請求項2所述的換檔系統，其中該控制器被建構成： 接收關於該檔位切換的輸入；及 如果該輸入在該許可的換檔時機以外的輸入時機被接收，將該命令訊號暫時地保留在該控制器的記憶體中，直到到達該許可的換檔時機為止。
11. 如請求項10所述的換檔系統，其中 該控制器被建構成在將被暫時地保留在該記憶體中的該命令訊號輸出以前，將預備訊號輸出至該換檔機構，以施行用於該檔位切換的準備。
12. 如請求項2所述的換檔系統，其中 該許可的換檔時機包括具有第一開始及第一結束的第一時機區間，且 該控制器被建構成藉由以下方式而控制該換檔機構來施行該檔位切換： 判斷用來施行該檔位切換之該換檔機構的估計的行程距離與該換檔機構的估計的行程速率中的至少一者； 基於該估計的行程距離及該估計的行程速率中的至少一者而計算用來施行該檔位切換所需的估計持續的時間； 判斷該檔位切換能在該第一時機區間的該第一開始以後開始且能在該第一時機區間的該第一結束以前完成；及 基於判斷結果而將該命令訊號輸出至該換檔機構。
13. 如請求項12所述的換檔系統，其中 該估計的行程速率基於該人力車輛的踏頻及該估計的行程距離而被計算。
14. 如請求項12所述的換檔系統，其中 該檔位切換是複數個檔位切換中的一者，該估計的行程距離是複數個估計的行程距離中的一者，且該估計的行程速率是複數個估計的行程速率中的一者，且 該控制器被建構成： 將圖表儲存在記憶體中，該圖表將該複數個檔位切換中的每一者對照於該複數個估計的行程距離中的相關聯的一者及該複數個估計的行程速率中的相關聯的一者，及 藉由使用該圖表來識別與該檔位切換相關聯的該估計的行程距離及該估計的行程速率中的至少一者而至少部分地判斷用來施行該檔位切換之該估計的行程距離與該估計的行程速率中的該至少一者。
15. 如請求項12所述的換檔系統，其中 該換檔機構包括具有後鏈條導件的後撥鏈器，該後鏈條導件被建構成用於在與具有複數個後鏈輪的後鏈輪總成的旋轉軸線平行的方向上越過該估計的行程距離之側向移動，以促使鏈條在該檔位切換中從該複數個後鏈輪中的一者移至該複數個後鏈輪中的另一者。
16. 如請求項12所述的換檔系統，其中 該換檔機構包括具有前鏈條導件的前撥鏈器，該前鏈條導件被建構成用於在與具有複數個前鏈輪的前鏈輪總成的旋轉軸線平行的方向上越過該估計的行程距離之側向移動，以促使鏈條在該檔位切換中從該複數個前鏈輪中的一者移至該複數個前鏈輪中的另一者。
17. 如請求項1所述的換檔系統，其中 該控制器被建構成，如果該驅動轉矩被判斷為等於或大於第一臨界值，控制該換檔機構施行該檔位切換。
18. 如請求項17所述的換檔系統，其中 該控制器被建構成，如果該驅動轉矩等於或小於第二臨界值，控制該換檔機構施行該檔位切換，且 該第二臨界值大於該第一臨界值。
19. 如請求項1所述的換檔系統，還包含： 指示裝置，其中 該控制器被建構成使該指示裝置藉由視覺方式、聽覺方式及觸覺方式中的至少一者指示該許可的換檔時機。
20. 一種用於人力車輛的換檔系統，包含： 控制器，其被建構成： 接收來自至少一個感測器之該人力車輛的驅動轉矩；及 如果該驅動轉矩等於或大於第一臨界值且等於或小於第二臨界值，控制換檔機構施行檔位切換，該第二臨界值大於該第一臨界值。
21. 如請求項1或20所述的換檔系統，其中 該至少一個感測器包括踏板感測器，其被建構成測量施加於踏板的該驅動轉矩。
22. 如請求項20所述的換檔系統，還包含： 指示裝置，其中 該控制器被建構成使該指示裝置藉由視覺方式、聽覺方式及觸覺方式中的至少一者指示許可的換檔時機。
23. 如請求項1或20所述的換檔系統，還包含： 手動輸入裝置，該控制器被建構成經由該手動輸入裝置接收請求該檔位切換的換檔輸入。
24. 一種用於人力車輛的換檔系統，包含： 控制器，其被建構成： 接收來自至少一個感測器之該人力車輛的踏頻； 如果該踏頻被判斷為在許可的踏頻範圍內，藉由輸出用於檔位切換的命令訊號而控制換檔機構來施行該檔位切換；及 如果該踏頻被判斷為在該許可的踏頻範圍以外，藉由禁止將該命令訊號輸出至該換檔機構而控制該換檔機構。

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