TWI248411B - Automatic shifting control device for a bicycle - Google Patents

Description

1248411 A7 B7 五、發明説明 Μ背景 發明藏_ 本發明係有關於一般應用於腳踏車之自動換檔傳動裝置 。特別的是，本發明係有關於在類似傳動裝置中，用以控 制換檔型式之選程。 先前拮爇 近年來，腳踏車已經開始結合自動傳動裝置。自動傳動 裝置可以為機械式或是電子式構造。機械式傳動裝置，將 以離心力方式在傳動裝置中介於各齒輪之間切換齒輪。電 子式傳動裝置，可以感測出特定操作特性，並且在介於各 齒輪之間發出希望切換之信號。某些電子式傳動裝置可以 感測出腳踏車之操作速度，用以指示出所希望切換 輪。 曲 ^動^裝置可應用相踏車，其特徵為増加齒輪樓 位數’傳動裝置可經由此完成操作。例如，對於腳 以鍊條驅冑前扣鏈齒組與後扣鏈齒組之# : 齒組可以包含十段或是更多段齒輪構位，同時前二 户釤，~r人所増加可用齒輪檔 位數’可令騎車者配合任何特殊騎乘情形 : 輪組合。此外，當騎乘手動傳動裝置（或是位=二 下）之腳踏車時，騎車者可以 多音；杈式 較舒適之換檔型式。 輪以達到- "5^"邱9 士口 ^{可，力〇 士 χ>Τ |ϊ| -it* 生問題。當騎車者快速増加腳踏車=於：動傳動裝置產 ^自動傳動裝置將 -4- 本紙張尺歧财 ®^^?(CNS) A4規格---- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1248411 A7 五、發明説明（2 ) 以快速之接續動作跨越多個齒輪開始跳檔。目前已經發現 ’快速換檔可能使騎車者有不適之感覺。此外，對於騎車 者而S ’在正常使用情形下，最低段之數個齒輪可能不是 希望使用的。此外，加大可用齒輪檔位數後，當傳動裝置 依據表定切換齒輪時，.介於齒輪檔位間之速度範圍將非常 小。因此’ ％車者可能被迫換檔，即使他們已嘗試保持在 穩定的速度中。 因此，希望有一種可以應用於腳踏車之自動傳動控制系 統，可令騎車者自行選擇各齒輪之範圍。該系統在介於數 個齒輪預设範圍之間，傳動裝置可以自動切換齒輪。騎車 者可以視需要，自行變換數個齒輪之預設範圍。因此，傳 動裝置不會過於頻繁的切換齒輪，並且可以適用於特殊騎 乘條件。其結果是，具有較少的可用齒輪檔位數，伴隨於 每一齒輪檔位之速度範圍將被放大，以降低非預期換檔之 可能性。爲了進一步降低類似齒輪切換之可能性，在騎車 者已經達到一相對穩定速度之後，系統應該可以重調換 植 < 既足表單。最後，傳動裝置應該可以偵測出快速減 速惝况，在預S又範圍内降低齒輪數，以經由數個齒輪完成 降檔。 如前所述，本發明之一方面，包含一種應用於腳踏車傳 動裝置可以完成自動換檔之控制配置。該配置包含一傳動 裝置係具有齒輪檔位第一組，以及換檔控制器可適用於在 齒輪檔位第一組介於每一者之間移動傳動裝置。一控制單 元係以電路聯接至換檔控制器。控制單元適用於選擇換檔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0>< 297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨-訂 Ϊ248411 A7 ^'~' --------__________ 五、發明説明（5 ) '~^ 一~ 及 圖5 ··爲自動換檔控制裝置於超越操作模式之流程圖。 發明詳細説明 如圖1所示，爲一種腳踏車。腳踏車以號碼10爲代表。圖 示之腳踏車10具有示範性之環境，爲本發明所使用。當然 ，本發明《多種特性、方面與優點可以應用於其他多種蜇 式腳墙車以及他種人力車輛。如前所述，本控制裝置與系 統將依據展示之腳踏車説明；可以了解的是，本裝置與系 統之不同特性、方面與優點，可關時應用於其他環境。 圖示之腳踏車1〇，包含焊接之框架組件12，爲一般所熟 知之技藝。一前叉架與握桿組件14以樞轉方式安裝至框架 組件12之前向部位。一前輪16以旋轉方式被支撑於前又架 與握桿組件14之内。前輪16可以經由握桿18以任何適當之 方式所導向。 如圖2所示，握桿18以較合適的方式安裝於握桿莖部“前 叉木Μ握桿組件14之其餘邵位。圖示之握桿丨8 一般而言爲 直線型式，其他弧形握桿亦可以使用，如同本發明般。例 輕濟部中夬榡準局員工消費合作社印製 如，握桿18可以彎曲向上且向前、向上且向後、向下且向 前或是向下且向後。 一後輪22亦以旋轉方式安裝至框架組件12。後輪可以經 由文裝於相關曲軸臂28之一組腳踏板26，提供動力至適當 傳動裝置24後驅動之。適當之傳動裝置24可以爲鍊條驅動 或是傳動軸驅動。傳動裝置應該包含切換速度之特性，其 中傳動裝置24可以經由不同齒輪檔位換檔。已爲吾人所熟 -8 · 1248411 A7 五、發明説明（6 :口之類似傳動裝置’可以包含外加配置(例如，扣鏈齒)與内 4配置（例如，内部齒輪軸）。 $在圖不配置中，-後扣鏈齒組3〇安裝於後輪。後扣鏈齒 、且30可以包含多組齒輪樓位，以不同齒輪數所構成。在— =型中/後扣鏈齒組30可以包含三個齒輪檔位。在另_構 ^後扣鏈齒可以包含八個齒輪檔位以及齒輪數可以由 夕二化土 33。任何數目之齒輪檔位皆可以使用。齒輪檔位 詳h如後。圖不配置之特徵爲具有前扣鍵齒^。在某些 配ί中i可以使用單一前扣鏈齒。在其他配置中，可以使 用又、'且則扣鏈齒。目前較佳之配置中，包含雙組前扣鏈齒 .，其特徵爲具有34與46齒。在圖示之配置中，前扣鏈齒32 與後扣鏈齒組30以鍊條34聯接。 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 圖不傳動裝置24足換檔，係經由致動器控制變速轉鏈輪 =置元成。後換檔裝置36用以在後扣鏈齒組3〇中介於各齒 轱彳田位< 間換檔，以及一前換檔裝置“用以在前扣鏈齒U 中介於各齒輪檔位之間換檔。換檔裝置36、38可以包含一 馬達化致動器或是-線圈型式致動器。類似之二種裝置％ 38，對於熟悉此項技藝者應已相當瞭解。致動器將移動 相關變速轉鏈輪裝置由某一齒輪樓位至所需要之齒輪樓位 位置感測斋可以附加於每一裝置3 6、3 8，以監視變速 轉鏈輪裝置之位置。致動器之控制將詳述於後。 圖TF腳踏車（另一特徵爲具有標準之前煞車器與後煞車 器。如所知般，煞車拉桿40可以抽拉鮑登（b〇wden)線型式 鋼索42之纜線操作。當纜線被抽拉，可以施加煞車作用。 9- 本紙張尺度料（CNS ) A4胁（2Ϊ^97公釐 1248411 五、發明説明（ 在圖不·^置中位於前煞車卡純之夾具作用於前輪 框相似配置可以同時用於後輪，其中後煞車拉桿46用 以操縱鋼索48與後煞車卡钳5〇。如_2所示，煞車拉桿4〇、 46’最好安裝在構成於握桿18靠近手握柄52處。 如f 2所示，—控制單元外殼54安裝於腳踏車ι〇。最好是 制單元外„又54安裝至框架組件丨2或是前叉架暨握桿组件 14處。在圖示配置中，控制單元外殼54是安裝在靠近莖部 2〇與握桿18處。 有夕組元件最好是安裝於控制單元外殼54之内。例如， 在圖π配置中具有—顯示螢幕56。顯示螢幕％用以顯示腳 踏車10與相關傳動裝置24之不同操作參數。例如，在某些 配置中，顯示螢幕56可以顯示已所選用之換樓模式（也就是 ，/自動或是手動）、漫騎模式是否已經開始以及其他操作情 形。在其他配置中，顯示螢幕可以提供目視確認速度、腳 踏板扭力或是相似參數。 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 圖π控制單元外殼54同時環裹一中央處理單元（cpu)，或 是其他型式之控制器58。控制器58在圖示之配置中，是以 電路聯接至多種輸入裝置與輸出裝置。例如，控制器“是 以電路聯接至速度感測器60，速度感測器之配置係用以量 測出腳踏車10之操作速度。在圖示配置中，速度感測器6〇 安裝至4又架與握桿組件14靠近前輪1 6處；無論如何，也 可以有其他安裝位置，例如靠近後輪18處，但是不限制於 此，甚至於可以同時使用。圖示配置之速度感測器6〇，包 含一發射器與偵測器或是磁鐵62與偵測器64。其他適合之 -10- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羞） 1248411 五、發明説明（8 ) 配置亦可以使用。 严圖斤 払制备58也可以電路聯接至第一換檔開關66 與第二換檔開關68。圖示配置之特徵爲第一換擋開關⑹立 於握桿18之左側，第二換樓開關68位於握桿18之右例，開 關66、68之位置可以變化。例如，開關可以互換、移動至 握桿18,不同區域、或是全部移動至框架組件叫同區域 在圖示之配置中’開關66、68經由一組線束7〇(也就是， 固定佈、泉）直接以弘路聯接至控制器，可以預期有使用其他 型式電路接點（例如，紅外線、無線電等）之情形。 再就圖2所示之開關66、68，每一個包含一對接啓板片^ :74。孩對接啓板片72、74,可用以產生第一信號與第二 信號。在圖示之配置中第一接啓板片72可用以產生一昇檔 信號’同時第二接啓板片74可用以產生一降檔信號。當然 ，這些信號可以互換。同時在圖示配置中係使用一對接啓 板片72、74，其他配置也可以使用三段位置開關、撥鈕開 關或是其他適當之開關。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 在圖π配置之第一換檔開關66，用於前換檔裝置38產生 信號。最好是前換檔裝置以手動控制而不是自動控制。前 換檔裝置38之移動，可用以選擇一較高範圍之齒輪檔位或 疋幸乂低範圍之齒輪檔位。此外，在圖示配置中，第二換 檔開關68於後換檔裝置36用以產生信號。第二換檔開關68 可用以併同自動模式或是手動模式，此將敘述如後。第二 換檔開關可用以在後扣鏈齒組3 〇介於齒輪檔位之間跳擋。 此外’第二換樓開關6 8可以同時在自動模式下介於範圍之 -11 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1248411 A7 五、發明説明（9 ) 間跳換，此將敘述如後。 圖不之控制咨58同時聯接至一對開關76、78，係配置在 外殼54處。圖示所配置一對開關之第一者，爲動力開關76 。動力開關76聯接或是斷開動力源77(也就是乾電池，可以 安裝於外殼54之内），動力源將聯接至控制器58或是換檔裝 置36、3致動器或是二者兼有。該對開關之第二者爲模 式開關78，可用以選擇控制系統之操作模式。在一項配置 中，杈式開關78可用以在介於自動換檔與手動換檔之間選 擇。本發明之不同模式，將敘述如後。開關76、78最好是 以私路私卩接至控制备5 8。再者，接點可以爲任何適當之構 型’並且可以包含固定佈線與非固定佈線之配置。 在圖示之配置中，前與後換檔裝置36、38包含一位置偵 ’則备（未於圖中示出），將輸出一信號用以指示變速轉鏈輪裝 置或是鍊條34在相對應扣鏈齒組3〇、32之位置。信號爲控 制器58所接收。同時，控制器58可以聯接至圖示配置之顯 示螢幕56處。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 如前所述，圖示之控制器58由速度感測器6〇、位置偵測 器（未於圖中示出）、換檔開關66, 68、開關76以及模式開關 78等收到輸入信號。資料將被處理，並且輸出一信號顯示 於螢幕56 '輸出信號至後換檔裝置36與前換檔裝置38。如 圖1所示，一聯接盒80位置介於控制器58與二個換檔裝置％ 、38之間。在圖示配置中，單蕊線82介於聯接盒8〇與控制 益5間延伸。單蕊線82可以載有來自於位置偵測器之輸 入資料以及來自於控制器5 8之輸出資料。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) μ規格（21(rx 297公釐） 10 五、發明説明 在=器::Γ包含一記憶體裝置84，可以為任何型式。 與操作速度之資料。#=麥 有關於齒輪標位 岸用h體裝置84可以為惟讀或是在某些 =:暨讀取。讀取暨窝入型式之記憶體裝置- 輪==同的資料，端視操作者之需要。相關於齒 輪才田位與㈣速度之儲存資料 包含之類型將敘述如後。 W表格樣式，其所 t傳㈣置特徵為同時具有自動與手動模式。在手動 二=:熟悉此項技藝之操作者，吾人所熟知之 Ι^Γ 自動模式下，操作者可以依據本發明之 某讀性、万面與優點選擇齒輪樓位之範圍。在一項配置 中2輪檔位範圍之每—者與可用菌輪檔位全部數目相較 ’匕含至少—齒輪播位。最好是，齒輪樓位之全部數目是 =二鏈^可用齒料位數所設定，例如所得到菌輪 :去邵β位於單一扣鍵齒或是齒輪組之結果而非合併扣 、（也4疋，選擇齒輪比而㈣輪槽位），此將在同步傳動 中：成。由單—扣鏈齒或是齒輪組所選用之齒輪檔位，具 有簡化構造與操作之優點。因此，所希望範圍内之每一者 為可使用齒輪檔位全部數目之次组合。此外更希望，在範 圍内每一者所選用齒輪檔位為連續的。 參考表1，為所將敘述之控制系統範例。 ------ 表1 換檔速度 0-V1 V1-V2 V2-Vn-1 Vn-1 - Vn-9 Vn Ί 預選 -—---- — 3 4 τ ▲▲ χ V li ·乙 n-2 V 11 - ^ n^l --—.— -13- 本紙張尺度適财國^¥準(CNS) Α4規格（21GX297公爱)- 1248411 五、發明説明（11 A7 B7 昇檔 3 4 降檔 ---—-- _ 3 —— 降檔 1 2 3 昇檔 2 3 4 昇檔 3 -—--- __4 昇檔 4 5 6

包含數《輪樓位。在圖示配置中， 專動裝置可以 檔位。當腳踏車速度增加與降低時，：含n個齒輪 化。無論如何，腳踏車操作者可以選擇某位將變 踏車傳動裝置將在其間操作。於圖示之實 a圍’脚 用之預設值包含齒輪由2跳檔至:中，所選 搏脚心車速度增加超和，齒輪檔位由2切換至3。 車超過V2,齒輪樓位由3切換至4 二： 腳踏車速度降低且低於¥2時，齒輪構位由4切換至/ β 本：明之另一方面，包含可以選擇操作齒輪範圍之功能 。所希望《齒輪標位範圍内包含數個齒輪，至少有 跳檔範圍小於可用齒輪檔位之全部範圍。例如，在—項配 置中’η個齒輪檔位傳動裝置中每一齒輪檔位之範圍可以 含㈠個齒輪檔位。在其他配置中，任何範圍之齒輪樓位數 可以是η-3個或是η-4個齒輪檔位。 再就表1所示，操作者可以在自動模式中昇標與降樓， 用以介於不同齒輪檔位範圍之間完成昇標與降檔。昇^或 是降樓可以經由圖示配置之第二換檔開關68啟動。例如， .14 木汰張尺度適用中國菌家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) " ----- 1248411 五、發明説明（12 在強順風期間，操作者可以推壓接啟板片72昇檀至較高齒 輪二位：園。完成昇檔後，齒輪將由3切換至n而非由2至& 上坡路段’操作者―較低範 。如前所述，操作者可以推壓接啟板片74以 降二“低範圍。較低範圍(在表1所示配置中將經過二次 «、匕含翥輪由1切換至n_2。所選用範圍可以遞增操作 ，如圖示之配置般。當然，配置可以同時預設出允許在任 ’二:二)跳—個或疋數個範圍(也就是’二次續昇檔或是二次 可預期的是’換檔可以同時經由不同的他種感測器以控 ^ °例如’可以使用一種手動移動之前換檔裝置38以移動 至較低齒輪，可用以指示在齒輪檔位範圍内之降標已如預 期。如前所述’在自動換檔模式中’可以使用前換樓裝置 3 8移動至較低齒輪如同替代方式般用以 動前換樓裝置38至高歯輪如同替代方式般用以在== 範圍内昇檔。 此外，一坡度感測器（未於圖中示出）可以電路聯接至栌 制器58。坡度感測器可以在齒輪檔位範圍之内啟動切換p 例如’如果坡度感測器偵測出斜度大於第一預設值，齒輪 檔位範圍可能增加；如果斜度感測器偵測出斜度小於第一 預設值，齒輪檔位範圍可能降低❶當然，在某些配置中， 第一預設值與第二預設值可以相同。 此外，心跳速率監視器或是驅動扭力感測器，可用以# 制所選用換樓範圍。例如，心跳速率之目標值設定在每八 -15- 木紙浪尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（2l〇x 297公釐） 1248411 A7 ________B7 五、發明説明（13 )~" ---- 4里150下時’可用以選擇適當之齒輪範圍以保持操作者心跳 速率位於目標範圍之内。同時，驅動扭力感測器可以調整 所使用齒輪檔位之範圍，用以降低驅動扭力或是增加驅動 扭力。其他感測器與操作控制器也可以同時使用。 如表2所示，為本發明具有8個齒輪檔位特徵之最好配 置（也就是，16段速度傳動裝置）。 表2 換檔速度 0-9 9-13 13-17 17-21 21-25 O c 預選 2 3 4 5 6 Z J -7 昇檔 3 4 5 6 7 降檔 2 3 4 5 6 o 7 降檔 1 2 3 4 5 昇檔 2 3 4 5 6 7 昇檔 3 4 5 6 7 8 昇檔 4 5 6 7 8 〇 8 表2配置之操作，將如同表丨之配置般。所預設的可以為 任一齒輪檔位範圍。在圖示之配置中，換檔發生於速度9公 里/小時、13公里/小時、17公里/小時、21公里/小時與乃公 里/小時。因此，對於圖示之配置，8個齒輪檔位已經降低 至特徵為6個齒輪檔位之範圍。圖示配置所預選的，包含齒 輪檔位2-7，可以橫跨範圍内如預期般的上昇或是降低以昇 植或是降檔。當腳踏車速度增加超過9公里/小時，後換檔 裝置切換齒輪檔位由2至3。如果操作者希望在範圍之内昇 “ ’同時腳踏車操作速度介於9公里/小時至丨3公里/小時之 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（21〇x297公釐） 1248411 A7 B7 五、發明説明（14 ) 一一 ----- 争後換檔裝置切換齒輪檔位由3至4。換檔將於所選用 齒輪檔位範圍之内連續執行，直到選用至新的範圍為止。 同時應/王忍的是’表2之配置將產生由8個齒輪檔位改為使 用6個闽輪檔位之結果，可以預期的是其他數目之齒輪檔位 也可以選用，例如5個齒輪檔位與7個齒輪檔位，沒有任 限制。 如表3所示，為一組漫騎決策模式之流程圖。圖示之漫騎 杈式足選程，可應用於依據本發明某些特性、方面與優點 所配置控制系統之構型。 表3 前齒 齒輪 後齒 齒輪 自動模式 漫騎模式1 漫騎模式2 輪數 檔位 輪數 比 最小 最大 最小 最大 最小 最大 速度 速度 速度 速度 速度 速度 46 1 33 1.39 46 2 29 1.59 0 9 0 8 46 3 25 1.84 9 13 8 12 0 11 46 4 21 2.19 13 17 12 16 11 16 46 5 17 2.71 17 21 16 20 16 21 46 6 15 3.07 21 25 20 24 21 26 46 7 13 3.54 25 24 26 46 8 11 4.18 34 1 33 1.03 34 2 29 1.17 0 9 0 8 34 3 25 1.36 9 13 8 12 0 11 -17- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1248411 五、發明説明（15 ) 34 4 21 ——— 1^62^ 13 ------1 12 16 11 16 34 5 17 17 16 20 16 21 34 6 15 2^27_ 21 20 24 21 26 34 7 13 2.62 ——~— 25 24 26 34 8 11 3.09 力表3所不種度騎模式具有本發明之某些特性、方面與 優·”、占將敘述如後。二種漫騎模式—般操作在相同方式之 下；但是重調速度範圍（也就是，最大速度與最小速度），為 ^於二種漫騎模式間之不同處。同時，應注意的是，漫騎 棱式與自動模式之操作，可以與所選用前扣鏈嵩無關。 如圖4所不’一流程圖用以說明一般漫騎模式，同時包含 表3所k到（一種漫騎模式。在操作腳踏車於自動換檔模式 時，腳踏車< 速度將被監視（s_l)。在圖示之配置中，速度 又監視大體上是連續性的。在某些配置中，速度之取樣可 以在預設時間間距内執行。除了速度之監視外，也同時監 視；I毛連續換檔間之時間間距（S-2)。同時，速度與時間之

監視，將於圖4所示個別方塊圖中說明，二者可以同時監 視。 I 制器5 8接著檢查介於換樓間之時間是否超過預設時間 間距（S-3)。在圖示配置中，預設間距大約為十秒。腳踏車 位於早一齒輪檔位内操作（也就是，介於該齒輪檔位最小與 ^大速度之間），可以在漫騎模式下自動選擇操作腳踏車。 度騎模式之優點為，可以在腳踏車之速度於些微變化情形 下’減少傳動裝置可能自動換檔之可能性。因此，如果介 -18 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)六4規格(削x烈7公着） 1248411 A7 B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（16) 於換檔間之時間超過預設時間間距時，控制器58重調最小 速度、最大速度或是二者皆調（s-4)。最好是，介於最小速 度與最大速度範圍之間爲中心化或是予以擴大，其方式將 敘述如後。 ' 在圖不之配置中，使用一切換齒輪用以退出漫騎模式 。所應瞭解的是在某些配置中，漫騎模式之自動啓動與 退出，可以手動選擇方式取代之。無論如何，自動啓動 與退出’將提供一項配置更易·於使用。此外，退出方式 可以其他方法所啓動；無論如何，在圖示配置中，控制 器在退出漫騎模式之前，將等待齒輪檔位之切換（s_5)信 號。在退出時’控制器最好是重置最小速度與最大速度 至預設速度（S - 6)。 再就表3所示，將詳述二種重調技術。雖然所敘述的爲二 種重調技術，其他技術也可以同時使用。在第一項技術中 ，如表中漫騎1項目下所説明，其範圍已經中心化。特別的 疋’將計异出預設期間之平均速度値。在圖示之配置中， 預設期間之時間相等於用以啓動漫騎模式之預設時間（也就 疋，1 0秒）。此數値接著分劃成爲一半，數値之一半由平均 速度減去’另一半加至平均速度。·這項處理結果，可以使 平均速度大體上位於範圍之中心點。可預期的是，該範圍 可以同時使用小於範圍一半之其他方式再次調整。在表3之 配置中，如果在齒輪檔位4所計算之平均速度爲14公里/小 時，那麼其範圍（也就是，17公里/小時—π公里/小時=4公 里/小時）將被除以2(也就是説，4公里/小時/2二2公里/小時） -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 〔請先閲讀背面之注意事寫本頁；！ -¾衣· -訂 泉 1248411 A7 B7 五、發明説明（17 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ’其範圍之中心點大約爲14公里/小時。因此，對於嵩輪产 位4之最小速度將是12公里/小時，最大速度將是16公里/小 時’而非預設値1 3公里/小時與1 7公里/小時。最好是，、含項 重調技術在每一預設時間期間之結束點再次計算。 再畎表3所tf，在第二項重調技術中（如表中漫騎2項目下 所説明），介於最小速度與最大速度間之範圍已經擴大，在 範圍内之齒輪檔位已經減少。當然，在某些配置中，齒輪 檔位之數目將不會被更改。在圖示配置中，假設在齒輪檔 位5之平均速度爲18公里/小時，速度之範圍變寬，因此^ 圍爲5公里/小時而非預設之4公里/小時。因此·，最小速度降 低至16公里/小時，最大速度保持在21公里/小時。這將造成 1 8公里/小時之平均速度，大體上位於範圍内中心點之結 爲了可以更佳的配合所擴大之速度範圍，齒輪檔位數 以降低。圖示之配置可以重複；無論如何，以擴大範圍 方式，可以減少齒輪檔位變化之次數，並且降低非預期換 檔心可能性。因此，當操作在漫騎2模式下，重調可以執行 一次’或是不如漫騎1模式操作般的頻繁。 參考表4與圖5所示，説明一超越模式。超越模式可以 快速減速下使用。例如，當腳踏車速度大約爲24公里/小 且位於於自動換檔模式下操作，在速度快速降低至低於 限速度時，傳動裝置將經由齒輪檔位快速降檔，以企圖 者腳踏車速度而切換。此外，如果腳踏車突然之間靜止 那麼傳動裝置將會降檔，但是操作者卻又同時企圖重新〜 祆作腳‘車。因此，在超越模式偵測出類似之快速減速 果 可 之 在 時 隨 開 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂 泉 -20 I X 297公釐） 1248411 A7 --—— _________ B7 五、發明説明（18 ) 或是停止腳踏車時，將降低可用齒輪檔位數。降低可用齒 輪檔位數，傳動裝置將不會經由同樣多的齒輪降檔，操作 者對於腳踏車之重新開始操作，將臭有更佳之控制。 表4 前齒 齒輪 後齒 齒輪 自動模式 超越# 1式 自動模式 輪數 檔位 輪數 比 最小 最大 最小 最大 最小 最大 速度 速度 速度 速度 速度 速度 46 1 33 1.39 46 2 29 1.59 0 9 0 9 46 3 25 1.84 9 13 0 13 9 13 46 4 21 2.19 13 17 13 17 13 17 46 5 17 2.71 17 21 17 21 17 21 46 6 15 3.07 21 25 21 25 21 25 46 7 13 3.54 25 25 25 46 8 11 4.18 34 1 33 1.03 34 2 29 1.17 0 9 0 9 34 3 25 1.36 9 13 0 13 9 13 34 4 21 1.62 13 17 13 Π 13 17 34 5 17 2 17 21 17 21 17 21 34 6 15 2.27 21 25 21 25 21 25 34 7 13 2.62 25 25 25 34 8 11 3.09 如圖5所示，控制器58監視腳踏車之速度（P-1)，並且經由 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1248411 A7 ____ B7 五、發明説明（19 ) 相對應於所選用齒輪檔位範圍（P-2)，在橫跨齒輪檔位範圍 内連續操作傳動裝置。當控制器58偵測出腳踏車之速度快 速降低至低於臨限速度（P-3)，控制器58進入超越模式。在 表4之配置中，臨限速度γ爲應用於所啓動齒輪檔位範圍（也 忒疋，9公里/小時）之最低齒輪檔位速度範圍内最大速度値 。可以預期的是，臨限速度γ可以爲其他速度値·，無論如何 圖π之配置可以由所啓動齒輪檔位範圍内移除最低齒輪 檔位。 在超越模式中，控制器由所啓動齒輪檔位範圍内切換所 選用齒輪檔位，用以在齒輪段範圍内（ρ_4)至少省去一個較 低奴之齒輪檔位。在圖示配置中，將第二速度範圍切換至 最低齒輪檔位以省去最低齒輪檔位。其他速度範圍未受影 I。在某些配置中，可以省去最低齒輪檔位並且每一其他 速度範圍可以碉整，以獲得較低端之切換。 經濟部中夬樣隼局員工消費合作社印製 在調整齒輪檔位範圍之後，傳動裝置將位於較小齒輪檔 位範圍之内操作，直到腳踏車速度再次超過臨限速度ζ(ρ_5) 仁未洸明的是，在齒輪檔位較小範圍操作之傳動裝置， 將包含腳踏車速度感測以及位於齒輪檔位較小範圍内之自 動切換齒輪。在圖示配置中，一旦速度超過臨限速度ζ，控 制备回到所略去齒輪檔位處或是跳至齒輪檔位範圍（ρ·6)。 在一項配置中，臨限速度爲γ、ζ爲相同速度，但是在其他 配置中，臨限速度γ、Ζ爲不同。 雖然本發明以某些具體實例引述，對於熟悉此項技藝者 應知其他具體實例亦屬於本發明之專利範圍。因此，不同 -22- 本纸張尺度適用中11¾¾標準（CnsYa4規格（--

Claims (1)

1248411 第090111719號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年9月）申請專利範圍 A B c D ^ 月 一修 1. 一種應用於腳踏車傳動裝置可以完成自動換檔之控制配 置，配置包含一傳動裝置係具有第一組齒輪檔位、一換 檔控制器可適用於在第一組齒輪檔位之每一檔位之間移 動該傳動裝置、一控制單元係以電路聯接至該換檔控制 器，該控制單元適用於選擇換檔控制器在自動模式下操 作時，由該第一組齒輪檔位改為第二組齒輪樓位，該第 二組齒輪檔位將較該第一組齒輪檔位至少少掉一組齒輪 檔位 '以及該控制單元將自動啟動換檔控制器，用以在 介於該第二組齒輪檔位至少二檔位之間，依據該腳踏車 所感測之操作速度移動該傳動裝置。 2·如申請專利範圍第1項之配置，其中該第二組齒輪檔位為 该弟一組齒輪樓位之次組合。 3.如申請專利範圍第1項之配置，其中該第二組齒輪檔位為 連續齒輪樓位。 4·如申請專利範圍第2項之配置，其中該第一組齒輪檔位包 含8個齒輪樓位以及該第二組齒輪樓位包含該$個齒輪樓 位之6個齒輪檔位。 5. 如申請專利範圍第1項之配置，另包含一切換單元係以電 路聯接至該控制單元。 6. 如申請專利範圍第5項之配置，其中該切換單元包含一第 一元件與一第二元件，其構造為該第一元件致動用以造 成該第二組齒輪檔位昇檔，以及該第二元件致動用以造 成該第二組齒輪檔位降檔。 7. 如申請專利範圍第6項之配置’其中該第二組齒輪檔位為 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 1248411 A B c D >、申請專利範圍 ^ -- 該第：組齒輪檔位之次組合，以及該第一組齒輪檔位包 含該第二組齒輪檔位、一較高齒輪檔位與一較低齒輪檔 位。 8. :申請專利範圍第7項之配置，其中該第二組齒輪檔位々 昇榣包3切換该第一組齒輪檔位，因此該第一組齒輪 檔位包含該第二組齒輪檔位與二個較低齒輪檔位。 9. 如申請專利範圍第7項之配置，其中該第二組齒輪樓位之 降檔，包含切換該第i組齒輪檔位，以使該第一組齒輪 檔位包含該第二組齒輪檔位及二個較高齒輪檔位。 10·如申請專利範圍第6項之配置，其中該控制單^適用於由 數組齒輪檔位中以手動選擇該第二組齒輪檔位，以及該 選擇係以该切換單元所控制。 η.=申請專利範圍第1G項之配置，其中該切換單元移動至 一第:位置，用以選擇齒輪檔位之較高負載組，以及二 切換單元移動至一第二位置，用以選擇齒輪檔位之較= 負載組。 一 12·::請專利範圍第5項之配置，”該切換單元同時適用 万；手動操作孩換檔控制器，使用該切換單元以 該換檔控制器。 ^移動 13·如申請專利範圍第12項之配置，其中該切換單元包八 件與-第二元件，其構造為該第-元件致動； ^成泫傳動裝置昇檔，以及該第二元件致動用以、生 傳動裝置降檔。 乂成該 1 4.如申請專利範圍第1項之配置，其中該換檔控制器 '本 2- 1248411 A B c D 六、申請專利範圍 後變速轉鏈輪裝置。 1 5.如申凊專利範圍第14項之配置，其中該換檔控制器另包 含一馬達化致動器。 16· —種應用於腳踏車傳動裝置可以完成自動換檔之控制換 檔方法，該方法包含：感測腳踏車操作速度、監視介於 傳動裝置換檔間之時間間距、決定出在介於傳動裝置之 換檔間距是否超過預設時間，以及對於目前正使用中之 齒輪檔位，重調一速度上限值與一速度下限值。 1 7·如申請專利範圍第1 6項之方法，另包含當傳動裝置介於 該換檔預設時間間距已經超過時，對於全部可用齒輪構 位重調一速度上限與一速度下限值。 1 8.如申請專利範圍第1 6項之方法，另包含計算該預設時間 間距之平均速度，以及重調包含更改該速度上限值與該 速度下限值’因此該平均速度大體上位於於該速度上限 值與速度下限值間之中心點。 19. 如申請專利範圍第16項之方法，另包含計算介於該速度 上限值與该速度下限值間之速度差值、計算該預設時間 間距之平均速度、加此速度差值一半至該平均速度以取 代速度上限值、以及由該平均速度減去此速度差值一半 以取代速度下限值。 20. 如申請專利範圍第1 6項之方法，其中重調該速度上限值 與該速度下限值’包含對於全部可用齒輪檔位，擴大介 於該速度上限值與該速度下限值之間所定義之範圍。 2 1.如申請專利範圍第20項之方法’其中重調該速度上限值 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） 8 8 8 8 A B c D 1248411 六、申請專利範圍 與該速度下限值，另包含減少數個可用齒輪檔位以配合 所有可用齒輪檔位範圍之擴大。 2 2 ·如申請專利範圍第1 6項之方法’其中重調該速度上限值 與該速度下限值，包含對於目前所使用該齒輪檔位，擴 大介於該速度上限值與該速度下限值之間所定義之範圍 〇 23 ·如申請專利範圍第1 6項之方法’其中在介於傳動裝置換 檔間之該時間間距内採用連續監視，以及該重調在每一 次預設時間間距已經超過時執行。 24.如申請專利範圍第1 6項之方法，其中該重調係以齒輪換 檔所取消。 2 5.如申請專利範圍第24項之方法，另包含在偵測出齒輪換 檔時，重置該速度上限值與該速度下限值。 26. —種應用於腳踏車傳動裝置可以完成自動換檔之控制換 檔方法，該方法包含腳踏車操作速度之感測、介於齒輪 檔位第一預設範圍之内且依據腳踏車操作速度自動切換 齒輪、判斷出操作速度是否快速降低至低於第一臨限操 作速度以下、當該操作速度快速降低至低於第一臨限操 作速度時切換至齒輪檔位之第二預設範圍、依據腳踏車 該扭作速度於齒輪樓位第二預設挑圍之内自動切換齒輪 、以及邊齒輪檔位之第一預設範圍將較該齒輪樓位之第 二預設範圍包含更多齒輪檔位。 27·如申請專利範圍第26項之方法，另包含當該操作速度再 次高於一第二臨限操作速度時，位於該齒輪速度组第一 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 1248411 A8 B8 C8 D8

六、申請專利範圍 預設範圍之内自動切換齒輪。 限操作速 限操作速 位之一上 28. 如申請專利範圍第27項之方法’其中該第一臨 度與该第二臨限操作速度為相同操作速度。 29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該第—臨 度為齒輪樓位該第-預設圍料最低齒輪樓 層操作速度。 30· -種應用於具有預定齒輪檔位數目且可完成自動換 腳踏車傳動裝置之㈣換檔方法，該方法包含由鸯^ 位之多組預設範圍内選擇出齒輪檔位之具有少於預定^ 輪檔位數目一檔位之第一預設範圍。 M 31·如申請專利範圍第30項之方法’尚包括由齒輪檔位該數 個預設範圍内選用齒輪檔位之第二預設範圍。 32·如申請專利範圍第3丨項之方法，其中該所選用齒輪檔位 該第二預設範圍包括由一坡度感測器偵測出一輸出，以 决:足出腳踏車所操作路面坡度為向上或是向下。 33 ·如申請專利範圍第3丨項之方法，其中該所選用齒輪構位 第一預設範圍包括由前變速轉鏈輪裝置偵測一位置變化 ’以決定出腳踏車所操作路面坡度為向上或是向下。 34. 如申請專利範圍第31項之方法，其中該所選用齒輪攜位 第二預設範圍包括偵測操作者之心跳速率，以決定出該 所偵測心跳速率是否超過一預設心跳目標速率。 35. 如申請專利範圍第31項之方法，其中該所選用齒輪構位 第二預設範圍包括在該腳踏車曲軸處偵測驅動扭力，以 決定出該驅動扭力是否超過一預設驅動扭力。 本紙張尺度適用中國國家標準(cii7A4規格(210X 297)JiT 1248411

8 8 8 8 A B c D 36. :;!請專利範圍第31項之方法，其中該所選用齒輪樓位 第—預叹範圍包括偵測出一第一開關之移動。 37. =請專利範圍第36項之方法，其中聽檔位該數個預 。又範圍為遞增關係，因此偵測出該第一開關在一第一方 _向：動時’選擇齒輪樓位該第二預設範圍將較齒輪樓： 、第預5又範圍遞增一範圍，因此偵測出該開關在第二 =向移動時，選擇該齒輪檔位第：預設範圍將較該齒輪 饷位第一預設範圍遞減一範圍。 38· 具有自動換檔傳動裝置之腳踏車，該腳踏車包含一 框架組件、一前輪以旋轉方式聯接至框架組件、一彳^輪 以2轉方式聯接至框架組件、一曲軸聯接至該框架組件 、一傳動裝置連接於該曲軸與該後輪之間、該傳動裝置 包含複數鏈齒形成為一組齒輪、一速度感測器至少聯接 f該前輪與該後輪其中之控制單元以電路聯接至 β速度感測器、一第一換檔開關電氣聯接至該控制單元 、一換樓致動器操作後聯接至該控制單元以及聯接至該 傳動裝置，邊換檔致動器可在齒輪組之間觸發該傳動裝 置<換檔’該控制單元電企聯接至_記憶體，該記憶體 内儲存-換檔表’該換檔表包含—選自該齒輪組之第一 齒輪/人組、一選自孩齒輪組之第二齒輪次組、一選自該 齒輪組之第三齒輪次#，# „ u & $ 入、、且，並且換檔速度係對應於第一齒 輪次組、第二齒輪次組、第三齒輪次組，以使該傳動裝 置可在該對應換檔速度之—選定齒輪次組内自動換樓， 該第-齒輪次組包含複數個齒輪，其係被包含在該第二 442 A B c D 六、申請專利範圍 齒輪次組之内，而該第二齒輪次組包含複數個齒輪，其 係被包含在該第三齒輪次組之内、而該選定之次組可藉 來自換構開關之訊號而選疋。 39. 如申請專利範圍第38項之腳踏車，其中該齒輪組包含一 後扣鏈齒組。 40. 如申請專利範圍第38項之腳踏車，其中該齒輪組係由後 扣鏈齒組構成。 41 ·如申請專利範圍第40項之腳踏車，其中該後扣鏈齒組包 含八個齒輪構位。 42·如申請專利範圍第38項之腳踏車，其中該齒輪組係由聯 結於該後輪之齒輪所構成。 43 _如申請專利範圍第3 8項之腳踏車，其中該齒輪組包含至 少一位於曲柄之扣鏈齒以及一位在該後輪之扣鏈齒組。 44·如申請專利範圍第43項之腳踏車，其中該齒輪組包含一 34齒之扣鏈齒及一36齒之扣鏈齒，位在該曲柄上。 45. 如申請專利範圍第38項之腳踏車，其中該控制單元包含 一安裝在框架組件之一之、以及一安裝在該框架組件之 握桿組件。 46. 如申請專利範圍第45項之腳踏車，其中該控制單元另包 含一顯示螢幕。 如中請料m圍第卿之腳踏車，其巾該速度感測器係 靠近該前輪安裝。 如申請專利範圍第38項之腳踏車，其中該第一齒輪次組 包含孩組齒輪之最低齒輪，該第三齒輪次組包含該組齒 1248411 8 8 8 8 ABC丨 六、申請專利範園 輪之最向齒輪。 49.如申請專利範圍第3 8項之腳踏車，其中該控制單元包含 一顯示器、一動力開關及一模式開關。 50·如申請專利範圍第38項之腳踏車，其中該第二換檔開關 在第一齒輪次組、第二齒輪次組及第三齒輪次組之間選 擇切換。 5 1.如申請專利範圍第3 8項之腳踏車，另包含一聯接盒，設 置於該控制單元與該換檔致動器之間。 52·如申請專利範圍第38項之腳踏車，其中該速度感測器係 聯街於該前輪。 53.如申請專利範圍第38項之腳踏車，其中該傳動之齒輪組 包含第一齒輪組驅動性連接於該曲軸、第二齒輪組驅動 性連接於該後輪、該傳動裝置另包含一鍊條連接於該第 一齒輪組與該第二齒輪組，而該腳踏車另包含一前變速 轉鏈輪裝置安裝至該框架以及一後變速轉鏈輪裝置安裝 至該框架。 54·如申請專利範圍第53項之腳踏車，其中該換檔致動器包 含一前端換檔致動器，其係連接至該前變速轉鏈輪裝置 ’以及一後端換檔致動器，其係連接至該後變速轉鏈輪 裝置。 -8- ’一 - . l 1洛丨幻vb阅砌玄掩進 、Λ /祁狄V 9Q7八格）