TWI548557B - 自行車齒輪變速設備 - Google Patents

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TWI548557B
TWI548557B TW102126529A TW102126529A TWI548557B TW I548557 B TWI548557 B TW I548557B TW 102126529 A TW102126529 A TW 102126529A TW 102126529 A TW102126529 A TW 102126529A TW I548557 B TWI548557 B TW I548557B
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江村篤裕
原宣功
池本英樹
黑田真央
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島野股份有限公司
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M25/00—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles
    • B62M25/08—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with electrical or fluid transmitting systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20012—Multiple controlled elements
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    • Y10T74/2003—Electrical actuator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Description

自行車齒輪變速設備
本發明大體係關於一種自行車齒輪變速設備。更明確言之，本發明係關於根據一種根據一指定同步換檔路線控制一第一齒輪變速裝置及一第二齒輪變速裝置之自行車齒輪變速設備。
當前，大多數自行車傳動裝置係藉由連接於一手動傳動裝置與一手動操作換檔操作裝置(其安裝於手把上)之間之一換檔操作線手動操作。騎乘者操作換檔操作裝置以選擇性牽拉或釋放換檔操作線，該換檔操作線繼而以所要方式操作傳動裝置之一變速器。最近，自行車已具備使換檔更平穩更容易之一電動傳動系。可手動或自動操作電動傳動系。通常，在手動操作之電動傳動系中，安裝至自行車手把之一換檔控制裝置上之一按鈕或操作桿經操縱使得輸出一齒輪換檔命令以操作馬達以相應地使自行車傳動裝置升檔或降檔。在自動操作之電動傳動系中，基於自行車的各種行駛條件自動產生齒輪換檔命令。
一般而言，本揭示內容係針對根據一指定同步換檔路線控制一第一齒輪變速裝置及一第二齒輪變速裝置之一自行車齒輪變速設備之各種特徵。
鑒於已知最先進技術及根據本發明之一態樣，提供一種基本上包括一升檔輸入、一降檔輸入及一控制器之自行車齒輪變速設備。控 制器可操作地耦合至該升檔輸入及該降檔輸入以接收升檔信號及降檔信號。回應於接收升檔信號及降檔信號，控制器輸出控制信號以根據一同步降檔路線及不同於該同步降檔路線之一同步升檔路線控制一第一齒輪變速裝置及一第二齒輪變速裝置。
根據本發明之一第二態樣，根據第一態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得同步降檔路線具有一同步降檔點，且同步升檔路線具有不同於同步降檔點之一同步升檔點。
根據本發明之一第三態樣，根據第二態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得同步升檔點及同步降檔點之至少一者係可調整。
根據本發明之一第四態樣，根據第二態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得控制器經組態以接收一同步換檔點信號，以調整待成為一經調整同步降檔點之同步降檔點及待成為一經調整同步升檔點之同步升檔點之至少一者。
根據本發明之一第五態樣，根據第四態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得控制器儲存經調整同步降檔點及經調整同步升檔點。
根據本發明之一第六態樣，根據第一態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得控制器在操作對應於第一齒輪變速裝置及第二齒輪變速裝置之一者之一前齒輪變速裝置之前操作對應於第一齒輪變速裝置及第二齒輪變速裝置之另一者之一後齒輪變速裝置，以完成一同步升檔操作。
根據本發明之一第七態樣，根據第一態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得控制器在操作對應於第一齒輪變速裝置及第二齒輪變速裝置之一者之一後齒輪變速裝置之前操作對應於第一齒輪變速裝置及第二齒輪變速裝置之另一者之一前齒輪變速裝置，以完成一同步升檔操作。
根據本發明之一第八態樣，根據第一態樣之自行車齒輪變速設 備進一步包括對應於後齒輪變速裝置之一第一變速器及對應於前齒輪變速裝置之一第二變速器。
根據本發明之一第九態樣，根據第一態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得控制器輸出控制信號以控制藉由第一齒輪變速裝置及第二齒輪變速裝置建立之一齒輪比，使得齒輪比在一升檔操作期間以一遞增次序改變且在一降檔操作期間以一遞減次序改變。
根據本發明之一第十態樣，根據第一態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得控制器輸出控制信號以控制藉由第一齒輪變速裝置及第二齒輪變速裝置建立之一齒輪比，使得齒輪比在一升檔操作期間以一遞增次序改變。
根據本發明之一第十一態樣，根據第一態樣之自行車齒輪變速設備經組態使得控制器輸出控制信號以控制藉由第一齒輪變速裝置及第二齒輪變速裝置建立之一齒輪比，使得齒輪比在一降檔操作期間以一遞減次序改變。
自結合附圖揭示自行車齒輪變速設備之較佳實施例之下文詳細描述，熟習此項技術者將明白所揭示自行車齒輪變速設備之其他目的、特徵、態樣及優點。
10‧‧‧自行車
12‧‧‧自行車齒輪變速設備
16‧‧‧第一換檔操作裝置/換檔器
18‧‧‧第二換檔操作裝置/換檔器/可移動構件
20‧‧‧信號控制器
20a‧‧‧模式按鈕
20b‧‧‧通信埠
21‧‧‧微電腦
21a‧‧‧處理器
21b‧‧‧記憶體
22‧‧‧第一齒輪變速裝置/變速器/後變速器
22a‧‧‧後控制單元
22b‧‧‧馬達驅動單元
22c‧‧‧位置感測器
22e‧‧‧馬達
23‧‧‧第二齒輪變速裝置/變速器/前變速器
23a‧‧‧前控制單元
23b‧‧‧馬達驅動單元
23c‧‧‧位置感測器
23e‧‧‧馬達
24‧‧‧自行車電腦
26‧‧‧鏈條
27‧‧‧自行車架
28‧‧‧曲柄轉速感測器
29‧‧‧車輪轉速感測器
30‧‧‧後煞車
31‧‧‧前煞車
32‧‧‧第一電纜
33‧‧‧第二電纜
34‧‧‧電源供應器/電池
35‧‧‧電線束
40‧‧‧基座構件
43‧‧‧煞車桿
44‧‧‧換檔操作構件
45‧‧‧換檔操作構件
46‧‧‧後鏈輪
47‧‧‧前鏈輪
48‧‧‧電纜
49‧‧‧顯示器
50‧‧‧輸入埠
DATA‧‧‧換檔裝置之位置信號
FSS‧‧‧換檔信號
RSS‧‧‧換檔信號
SW1‧‧‧電開關
SW2‧‧‧電開關
SW3‧‧‧電開關
SW4‧‧‧電開關
現在參考形成本發明之一部分之附圖：圖1係裝備有根據一實施例之一自行車齒輪變速設備之一自行車之一側視圖；圖2係自行車之一手把區域之一側視圖，其展示耦合於圖1中所繪示之自行車之一下彎式(drop type)手把之一公路自行車控制(煞車/換檔)裝置及一自行車電腦；圖3係展示包含根據圖1及圖2中所繪示之實施例之自行車齒輪變速設備之一電動自行車換檔系統之一整體組態之一示意方塊圖；及 圖4係具有三個前鏈輪及十個後鏈輪之一自行車換檔系統之一第一同步換檔齒輪換檔表。
現將參考圖式解釋選定實施例。熟習此項技術者將自本發明明白，實施例之以下描述經提供僅用於圖解且並非為了限制如由隨附申請專利範圍及其等效物所定義之本發明。
首先參考圖1，繪示裝備有根據一第一實施例之一自行車齒輪變速設備12之一自行車10。雖然自行車10被繪示為一公路自行車，但自行車齒輪變速設備12不限於搭配一公路自行車使用。例如，本發明亦可應用於山地自行車或任何類型的自行車。如圖1至圖3中可見，自行車齒輪變速設備12係一電動自行車換檔系統之一部分。自行車齒輪變速設備12包含一第一換檔操作裝置或換檔器16及一第二換檔操作裝置或換檔器18。如下文所解釋，第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18係自行車齒輪變速設備12之一升檔輸入及/或一降檔輸入之實例。自行車齒輪變速設備12亦包含一信號控制器20，該信號控制器20回應於第一換檔操作裝置或換檔器16及第二換檔操作裝置或換檔器18之操作而使自行車10之齒輪變速。信號控制器20包含一微電腦21。自行車齒輪變速設備12進一步包含一第一齒輪變速裝置22、一第二齒輪變速裝置23及一自行車電腦24。一電動(機動化)後變速器對應於一第一齒輪變速裝置22，而一電動(機動化)前變速器對應於第二齒輪變速裝置23。
微電腦21具有用於處理來自自行車齒輪變速設備12之各種感測器及組件之各種信號之一處理器21a及記憶體21b。信號控制器20亦包含控制如下文所論述之可移動構件18之移動之一換檔控制程式。換檔控制程式可儲存於包含一ROM(唯讀記憶體)裝置及一RAM(隨機存取記憶體)裝置之記憶體21b中。雖然信號控制器20電連接至自行車齒輪 變速設備12之其他部分(如圖3中示意性地繪示)，但自本發明將明白無線通信可用於將信號控制器20可操作地耦合至自行車齒輪變速設備12之其他部分以接收資料。信號控制器20解譯及執行各種程式及硬體之指令(資料、信號及命令)以引導自行車齒輪變速設備12之操作。雖然信號控制器20被繪示為一單一分離單元，但信號控制器20可為另一組件之部分或可為若干組件之一部分(例如，定位於不同部分中之多個控制器)。
在所繪示之實施例中，信號控制器20具備用於使騎乘者或其他使用者選擇手動換檔模式(其包含一同步換檔模式及一非同步換檔模式兩者)或自動換檔模式(其包含一同步換檔模式及一非同步換檔模式兩者)之一模式按鈕20a。或者，可以其他方式(諸如藉由使用自行車電腦24及/或操作第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之一者上之按鈕)選擇自行車齒輪變速設備12之操作模式。較佳地，可藉由使用者使自行車齒輪變速設備12之各種參數自一預設設定改變以提供一客製化換檔路線。亦可藉由經由一通信埠20b將一個人電腦附接至自行車齒輪變速設備12而客製化自行車齒輪變速設備12之各種特徵。
基本上，為在手動換檔模式中使齒輪換檔，由騎乘者選擇及操作第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18以輸出控制信號至信號控制器20，信號控制器20繼而輸出換檔信號以操作第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23以相對於一自行車架27橫向移動一鏈條26。在自動換檔模式中，信號控制器20基於來自一或多個行駛條件感測器之一或多個控制信號而控制第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23。
較佳地，信號控制器20經組態以輸出用於在手動換檔模式及自動換檔模式兩者期間執行一同步換檔之控制(換檔)信號。當然，亦可在無同步換檔特徵之情況下設定手動換檔模式及自動換檔模式。如在 本文中所使用，術語「同步換檔」係指一換檔，其中回應於一單一換檔操作構件(例如，第一換檔操作裝置16或第二換檔操作裝置18)之操作或一預定行駛條件出現而使後齒輪換檔裝置及前齒輪換檔裝置二者(例如，第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23)幾乎同時換檔以獲得一目標齒輪比。
如本文中所使用，術語「單一換檔操作構件」係指包含一升檔開關及一降檔開關之一換檔操作構件。然而，如本文中所使用，術語「單一換檔操作構件」不限於如圖1及圖2中所繪示之一單一換檔器單元。例如，第一換檔操作裝置16之電開關SW1及SW2可經安置使得電開關SW1與SW2彼此分開(例如，可將電開關SW1安置於手把之右側上，而將電開關SW2安置於手把之左側上)。類似地，第二換檔操作裝置18之電開關SW3及SW4可經安置使得電開關SW3與SW4彼此分開(例如，可將電開關SW3安置於手把之右側上，可將電開關SW4安置於手把之左側上)。
在手動同步換檔模式中，僅第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之一者可用以執行同步換檔，且第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之另一者僅可用以執行類似於手動非同步換檔模式之個別換檔。因此，執行同步換檔之第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之一者被稱為一同步換檔操作裝置。另一方面，執行非同步換檔之第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之另一者被稱為一非同步換檔操作裝置。
在手動非同步換檔模式中，騎乘者操作第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18以輸出控制信號至信號控制器20，信號控制器20繼而輸出換檔信號以個別地操作第一齒輪變速裝置22或第二齒輪變速裝置23。
在所繪示之實施例中，如圖3中所繪示，提供一曲柄轉速感測器 28及一車輪轉速感測器29以將資料提供至信號控制器20以自動控制變速器22及23之換檔。例如，基於來自曲柄轉速感測器28及車輪轉速感測器29之偵測信號，信號控制器20輸出控制信號以使變速器22及23換檔以獲得一目標齒輪比，使得踏頻(cadence)維持在約60RPM至約70RPM，此對於騎乘一自行車的普通人而言係一舒適值。可由信號控制器20執行此類型之自動換檔以及其他類型之自動換檔。因為可使用習知自動換檔，所以本文中將不再進一步詳細論述自動換檔模式之細節。
如圖1及圖2中所繪示，第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18係煞車操作裝置及換檔操作裝置，其中第一換檔操作裝置16固定地安裝於手把之右手側上且第二換檔器18固定地安裝於手把之左手側上。特定而言，第一換檔操作裝置16可操作地連接至後變速器22及一後煞車30，而第二換檔操作裝置18可操作地連接至前變速器23及一前煞車31。在所繪示之實施例中，第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18係使用習知Bowden型煞車纜線分別機械地連接至後煞車30及前煞車31。在所繪示之實施例中，第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18藉由第一電纜32及第二電纜33電連接至信號控制器20。或者，前變速器23及前煞車31可連接至第一換檔操作裝置16，且後變速器22及後煞車30可連接至第二換檔器18。
如圖2及圖3中所繪示，第一電纜32及第二電纜33分別輸出換檔信號或命令至信號控制器20以控制第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23。第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18亦自一電源供應器或電池34接收電力(參見圖3)。特定而言，一電線束35設置於信號控制器20及電源供應器34之間，使得電力被供應至信號控制器20，該信號控制器20繼而經由第一電纜32及第二電纜33將電力分別供應至第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18。電線束35在信號控制器 20與第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23之間傳輸換檔信號(FSS、RSS)及換檔裝置之位置信號(DATA)。可由僅包含兩個導體電纜之一電纜替換電纜32及33以及電線束35。在此情況中，PLC(電力線通信)電路板可包含於信號控制器20與第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23中。
如圖2中所繪示，第一換檔操作裝置16附接於手把之彎曲部分，該手把在所繪示之實施例中為一下彎式手把。第二換檔器18係第一換檔操作裝置16之一鏡像且包含本文中所論述之第一換檔操作裝置16之所有特徵。因此，本文將不會詳細論述第二換檔器18。當然，自本發明將明白，可根據需要及/或期望使用其他類型之電動換檔器來代替本文中繪示之類型。
基本上，第一換檔操作裝置16包含以一習知方式(諸如，如所繪示之一帶夾)固定地安裝於手把之右手側上之一基座構件40。一煞車桿43樞轉地安裝於基座構件40以依一習知方式操作後煞車30。煞車桿43具有一對樞轉地安裝之換檔操作構件44及45。朝向自行車之一中央平面推動換檔操作構件44及45以分別下壓電開關SW1及電開關SW2。可在美國專利第7,854,180號(讓與Shimano Inc.)中找到換檔操作構件44及45以及電開關SW1及SW2之一更詳細論述。換檔操作構件44及45係自行車齒輪變速設備12之升檔輸入及/或降檔輸入之實例。第二換檔操作裝置18為第一換檔操作裝置16之一鏡像，且因此具有操作開關SW3及SW4之一對樞轉地安裝之換檔操作構件。
雖然所繪示實施例之換檔操作構件44及45與電開關SW1、SW2、SW3及SW4係如美國專利第7,854,180號中所展示般地建構，但第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18不限於該特定構造。實際上，可用諸如美國專利第5,970,816號中所揭示之機械換檔器(其具有一手動同步換檔系統)替換第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝 置18。此處，換檔操作構件44之操作通常引起後變速器22執行一降檔操作使得鏈條26移動至後鏈輪46之一更大者，而換檔操作構件45之操作通常引起後變速器22執行一升檔操作使得鏈條26移動至後鏈輪46之一更小者。然而，換檔操作構件44之操作可引起後變速器22執行一降檔操作，而換檔操作構件45之操作可引起後變速器22執行一升檔操作。
參考圖3，現將論述後變速器22之基本構造。後變速器22基本上為包含一後控制單元22a(控制器)、一馬達驅動單元22b、一位置感測器22c及一馬達22e之一習知電動變速器。後控制單元22a、馬達驅動單元22b及位置感測器22c形成後致動單元。後控制單元22a經組態及配置以回應於來自第一換檔操作裝置16之換檔開關SW1及SW2之一者之操作之一換檔控制信號而控制馬達驅動單元22b。馬達22e經組態及配置以驅動後變速器22之一鏈條罩。馬達驅動單元22b經組態及配置以驅動馬達22e。位置感測器22c經組態及配置以感測後換檔裝置22之齒輪換檔位置。位置感測器22c組成自行車齒輪變速設備12之一傳動狀態判定組件之一實例。美國專利第8,137,223號(讓與Shimano Inc.)中揭示具有一位置感測器(即，一傳動狀態判定組件)之一電動後變速器之一實例。雖然可將一電位計用於位置感測器22c(諸如美國專利第8,137,223號中所揭示)，但位置感測器22c不限於此一構造。
再參考圖1，自行車10具有自鏈條26選擇性接收一驅動力之複數個後鏈輪46。後變速器22之馬達22e之操作使鏈條26在後鏈輪46之間移動以改變後齒輪級。雖然自行車10被繪示為僅具有九個後鏈輪46，但自行車10可具備更少或更多後齒輪46。
再參考圖3，現將論述前變速器23之基本構造。前變速器23基本上為包含一前控制單元23a(控制器)、一馬達驅動單元23b、一位置感測器23c及一馬達23e之一習知電動變速器。前控制單元23a、馬達驅 動單元23b及位置感測器23c形成前致動單元。前控制單元23a經組態及配置以回應於來自第二換檔操作裝置18之換檔開關SW3及SW4之一者之操作之一換檔控制信號而控制馬達驅動單元23b。馬達23e經組態及配置以驅動前變速器23之一鏈條罩。馬達驅動單元23b經組態及配置以驅動馬達23e。位置感測器23c經組態及配置以感測前換檔裝置23之齒輪換檔位置。位置感測器23c組成自行車齒輪變速設備12之一傳動狀態判定組件之一實例。美國專利第7,306,531號(讓與Shimano Inc.)中揭示具有一位置感測器(即，一傳動狀態判定組件)之一電動前變速器之一實例。雖然可將一電位計用於位置感測器23c(諸如美國專利第7,306,531號中所揭示)，但位置感測器23c不限於此一構造。
再參考圖1，自行車10具有用於將一踩踏(驅動)力傳送至鏈條26之複數個前鏈輪47。前變速器23之馬達23e之操作使鏈條26在前鏈輪47之間移動以改變前齒輪級。雖然自行車10被繪示為僅具有三個前鏈輪47，但自行車10可具備兩個前鏈輪或三個以上前鏈輪。
自行車電腦24包含一微處理器、記憶體及一習知自行車電腦之其他習知結構。因為自行車電腦係吾人所熟知之習知裝置，所以本文中將不會論述及/或繪示自行車電腦24，經修改以適應自行車齒輪變速設備12除外。特定而言，自行車電腦24係藉由一電纜48電連接至信號控制器20以自自行車齒輪變速設備12之其他組件接收各種資料。如圖3中所繪示，電纜48亦可視情況供應電力至自行車電腦24。或者，自行車電腦24可具有其自身電源供應器(例如，一可替換電池)。
如圖1至圖3中所繪示，自行車電腦24係自行車齒輪變速設備12之一部分。然而，自行車電腦24之各種功能可整合至第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之一或兩者及/或信號控制器20中。
如同大多數自行車電腦，自行車電腦24具有用於對騎乘者顯示齒輪位置、速度、行進距離及其他資訊之一顯示器49。又在所繪示實 施例中，自行車電腦24進一步包含一輸入埠50，該輸入埠50係用於附接一電腦以更新軟體及/或修改自行車齒輪變速設備12之各種操作參數之一通信埠(諸如一USB埠)。
在圖4之所繪示實施例中，自行車之齒輪換檔機構(例如，第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23)具有複數個速度級(例如，無同步換檔特徵之三十個速度級及具有同步換檔特徵之二十一個速度級)。一高齒輪比係指曲柄臂每旋轉一周之一較高自行車速度，而一低齒輪比係指曲柄臂每旋轉一周之一較低自行車速度。在圖4中所繪示之同步換檔操作中，一單一齒輪換檔操作發生於前鏈輪47之間且一或多個齒輪換檔操作發生於後鏈輪46中。
當同步換檔特徵未投入使用時，圖1之自行車傳動裝置具有總共三十個速度級。然而，當同步換檔中特徵投入使用時，圖1之自行車傳動裝置具有總共僅二十一個速度級，如圖4中所繪示。在圖4之實例中，圖1之自行車傳動裝置包含至少一同步換檔點，該至少一同步換檔點包含第五速度級(例如，沿著同步升檔路線自最低齒輪比計數至最高齒輪比)。然而，自行車傳動裝置不限於自行車傳動裝置之一單一同步換檔點。同步換檔點之位置及數目將取決於可在特定自行車傳動裝置中獲得之特定齒輪比。換言之，可改變後鏈輪及前鏈輪之齒數以改變齒輪比，可獲得該等齒輪比使得可改變更多或更少後鏈輪及/或前鏈輪以增加或減少可獲得之速度級數。
例如，圖4繪示具有十個後鏈輪、三個前鏈輪之一自行車傳動裝置之一換檔表及發生於第五速度級與第六速度級之間之換檔處之一同步換檔。在此情況中，當騎乘者僅操作同步換檔操作裝置之升檔開關時，遵循一同步換檔路線以自具有0.67(CS：三十六齒及FC：二十四齒)之一齒輪比之第一齒輪級依序增大齒輪比。在此情況中，齒輪比隨著同步換檔操作裝置之升檔開關而改變如下：0.67(CS：第一級及 FC：低速級)→0.75(CS：第二級及FC：低速級)→0.86(CS：第三級及FC：低速級)→1.00(CS：第四級及FC：低速級)→1.14(CS：第五級及FC：低速級)→1.33(CS：第四級及FC：中速級)→1.52(CS：第五級及FC：中速級)→1.68(CS：第六級及FC：中速級)→1.88(CS：第七級及FC：中速級)→2.21(CS：第六級及FC：高速級)→2.47(CS：第七級及FC：高速級)→2.80(CS：第八級及FC：高速級)→3.23(CS：第九級及FC：高速級)→3.82(CS：第十級及FC：高速級)。當騎乘者僅操作同步換檔操作裝置之降檔開關時，遵循一同步換檔路線以自最後齒輪級(CS：十一齒及FC：四十二齒)依序減小齒輪比。在此情況中，齒輪比隨著同步換檔操作裝置之降檔開關而改變如下：3.82(CS：第十級及FC：高速級)→3.23(CS：第九級及FC：高速級)→2.80(CS：第八級及FC：高速級)→2.47(CS：第七級及FC：高速級)→2.21(CS：第六級及FC：高速級)→2.00(CS：第五級及FC：高速級)→1.75(CS：第四級及FC：高速級)→1.50(CS：第三級及FC：高速級)→1.31(CS：第二級及FC：高速級)→1.14(CS：第三級及FC：中速級)→1.00(CS：第二級及FC：中速級)→0.89(CS：第一級及FC：中速級)→0.75(CS：第二級及FC：低速級)→0.67(CS：第一級及FC：低速級)。
即使在手動同步換檔模式中，亦可操作非同步換檔操作裝置以依與手動非同步換檔模式相同之一方式執行一個別換檔。例如，根據圖4之換檔表，在當前換檔級對應於後級(CS)之第三級及前級(FC)之低速級且騎乘者操作非同步換檔操作裝置之升檔開關時，則將前級(FC)自低速級改變至中速級，其中當前後級(CS)之第三級保持嚙合。此時(CS：第三級及FC：中速級)，當騎乘者操作同步換檔操作裝置之升檔開關時，將後級(CS)自後級(CS)之第三級改變至後級(CS)之第四級，其中當前前鏈輪(FC)之中速級保持嚙合。
現在參考圖4，繪示儲存於記憶體21b中以在同步換檔模式中使 用之一預存換檔表。預存換檔表具有藉由一虛線箭頭指示之指定換檔路線，其中圈出同步換檔點。當然，自本發明將明白，可將額外預存換檔表儲存在記憶體21b中以回應於來自電開關SW1、SW2、SW3及SW4之信號而操作第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23。
藉由一對齒輪比或一對前換檔級及後換檔級判定同步換檔點，此發生於換檔前或換檔後。在此實施例中，同步點包含複數個同步升檔換檔點及複數個同步降檔點。藉由一對齒輪比或一對前換檔級及後換檔級判定同步換檔點，此發生於換檔前或換檔後。在此實施例中，同步換檔點包含一同步升檔點及一同步降檔點。在圖4中，同步升檔點包含：一對齒輪比1.14(即，其中該對係：前換檔級為低速級且後換檔級為第五級)及1.33(即，其中該對係：前換檔級處為中速級且後換檔級為第四級)；及一對齒輪比1.88(即，其中該對係：前換檔級為中級且後換檔級為第七級)及2.21(例如，此對為前換檔級為高速級且後換檔級為第六級)。在圖4中，同步降檔點包含：一對齒輪比1.31(即，其中該對係：前換檔級為高速級且後換檔級為第二級)及1.14(即，其中該對係：前換檔級為中速級且後換檔級為第三級)；及一對齒輪比0.89(即，其中該對係：前換檔級為中速級且後換檔級為第一級)及0.75(即，其中該對係：前換檔級為低速級且後換檔級為第二級)。
當控制器20係在一同步換檔模式中時，使用圖4之預存換檔表之指定換檔路線。當自行車齒輪變速設備12係在同步換檔模式中時，圖4中用斜線畫陰影之齒輪比不可用。例如，在當前換檔級對應於第七級之後換檔級(CS)及中速級之前換檔級(FC)且騎乘者操作第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之另一者之降檔開關時，前換檔級(FC)未自中速級改變至低速級。
然而，當在非同步換檔模式中時，騎乘者可使第一齒輪變速裝 置22及第二齒輪變速裝置23換檔以獲得圖4之換檔表中之任何齒輪比。藉由較寬箭頭指示非同步換檔。如圖4中可見，同步降檔路線具有不同於用於在前鏈輪47之間換檔之一同步升檔點之一同步降檔點。因此，圖4之換檔表界定前鏈輪47之兩個相鄰者之間之兩個相異同步換檔路線。可由使用者藉由使用自行車電腦24或一外部電腦設定同步降檔點及同步升檔點(例如，一同步換檔之齒輪變速點)。
在另一實施例中，當自行車齒輪變速設備12係在同步換檔模式中時，圖4中用斜線畫陰影之齒輪比可用。例如，在當前換檔級回應於第九級(CS)及高速級(FC)且騎乘者操作第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之另一者之降檔開關時，則可將選定前換檔級(CS)自高速級改變至中速級。此時，如在手動非同步換檔模式中般，可操作第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18二者以執行一個別換檔。當齒輪比返回至同步換檔路線中之齒輪比時，則控制器20基於第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18中充當一同步換檔操作裝置之一者而沿著同步換檔路線控制換檔。
控制器20操作地耦合至第一換檔操作裝置16及第二換檔操作裝置18之升檔輸入及降檔輸入(例如，開關SW1、SW2、SW3及SW4)以接收升檔信號及降檔信號。回應於接收升檔信號及降檔信號，控制器20輸出控制信號以根據已經設定且儲存於記憶體21b中之同步降檔路線及同步升檔路線而控制第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23。如圖4中可見，同步升檔路線不同於同步降檔路線。此處，在圖4之預存換檔表中，同步降檔路線具有兩個同步降檔點，且同步升檔路線具有不同於同步降檔點之兩個同步升檔點。可由使用者使用自行車電腦24或一外部電腦調整同步升檔點及同步降檔點之至少一者。
更佳地，可由使用者使用自行車電腦24或一外部電腦調整所有同步升檔點及同步降檔點。特定而言，控制器20經組態以接收一同步 換檔點信號以藉由使用者使用自行車電腦24或一外部電腦而調整待成為經調整同步降檔點之同步降檔點及待成為經調整同步升檔點之同步升檔點之至少一者。控制器20將經調整同步降檔點及經調整同步升檔點儲存在記憶體21b中。以此方式，將一新預存換檔表儲存於記憶體21b中。
使用者可設定控制器20以在操作對應於第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23之一者之一前齒輪變速裝置之前操作對應於第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23之另一者之一後齒輪變速裝置，以完成一同步升檔操作。或者，使用者可設定控制器20以在操作對應於第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23之一者之一後齒輪變速裝置之前操作對應於第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23之另一者之一前齒輪變速裝置，以完成一同步升檔操作。如上所提及，在所繪示實施例中，第一齒輪變速裝置22對應於後齒輪變速裝置且第二齒輪變速裝置23對應於前齒輪變速裝置。控制器20輸出控制信號以控制藉由第一齒輪變速裝置22及第二齒輪變速裝置23建立之一齒輪比，使得齒輪比在一升檔操作期間以一遞增次序改變且在一降檔操作期間以一遞減次序改變。
雖然上述實施例之齒輪變速設備12經組態使得一使用者可根據需要及/或期望選擇同步換檔模式及非同步換檔模式，但本發明不限於此組態。例如，齒輪變速設備12可僅具有一同步換檔模式。
在理解本發明之範疇時，術語「包括」及其派生詞(如本文中所使用)意指開放式術語，其指定存在所陳述之特徵、元件、組件、群組、整數及/或步驟，但不排除存在其他未陳述之特徵、元件、組件、群組、整數及/或步驟。前述內容亦適用於具有類似含義之字詞，諸如術語「包含」、「具有」及其等派生詞。又，術語「部分」、「區段」、「部」、「構件」或「元件」在以單數使用時可具有一單一部 分或複數個部分之雙重含義。如本文中所使用，術語「升檔」係指導致曲柄臂每旋轉一周自行車車輪更快地旋轉之一傳動裝置之一齒輪比之一變化。如本文中所使用，術語「降檔」係指導致曲柄臂每旋轉一周自行車車輪更慢地旋轉之一傳動裝置之一齒輪比之一變化。
雖然已僅選擇選定實施例來繪示本發明，但熟習此項技術者自本發明將明白，可在不背離如隨附申請專利範圍所定義之本發明之範疇之情況下於本文中作出各種改變及修改。例如，可根據需要及/或期望改變各種組件之尺寸、形狀、位置或定向，只要該等尺寸、形狀、位置或定向未實質上改變該等組件之預期功能。除非另有特別說明，否則展示為彼此直接連接或接觸之組件可具有安置於該等組件之間之中間結構。除非另有特別說明，否則一元件之功能可由兩個元件執行，且反之亦然。一實施例之結構及功能可用在另一實施例中。一特定實施例中未必同時存在全部優點。不同於先前技術之每一特徵(單獨或結合其他特徵)亦應被視為申請者之另一發明之一單獨描述，包含由此(等)特徵體現之結構及/或功能概念。因此，根據本發明之該等實施例之先前描述經提供僅用於圖解且並非為了限制如由隨附申請專利範圍及其等效物所定義之本發明。

Claims (9)

  1. 一種自行車齒輪變速設備，其包括：一升檔輸入；一降檔輸入；及一控制器，其操作地耦合至該升檔輸入及該降檔輸入以接收升檔信號及降檔信號，回應於接收該等升檔信號及該等降檔信號，該控制器輸出控制信號以根據一同步降檔路線及不同於該同步降檔路線之一同步升檔路線控制一第一齒輪變速裝置及一第二齒輪變速裝置，該同步降檔路線具有一同步降檔點，及該同步升檔路線具有不同於該同步降檔點之一同步升檔點，且該同步升檔點及該同步降檔點之至少一者係可調整。
  2. 如請求項1之自行車齒輪變速設備，其中該控制器經組態以接收一同步換檔點信號以調整待成為一經調整同步降檔點之該同步降檔點及待成為一經調整同步升檔點之該同步升檔點之至少一者。
  3. 如請求項2之自行車齒輪變速設備，其中該控制器儲存該經調整同步降檔點及該經調整同步升檔點。
  4. 如請求項1之自行車齒輪變速設備，其進一步包括一第一變速器，其對應於該後齒輪變速裝置；及一第二變速器，其對應於該前齒輪變速裝置。
  5. 如請求項1之自行車齒輪變速設備，其中該控制器輸出該等控制信號以控制藉由該第一齒輪變速裝置及該第二齒輪變速裝置建立之一齒輪比，使得該齒輪比在一升檔操作期間以一遞增次序改變且在一降檔操作期間以一遞減次 序改變。
  6. 如請求項1之自行車齒輪變速設備，其中該控制器輸出該等控制信號以控制藉由該第一齒輪變速裝置及該第二齒輪變速裝置建立之一齒輪比，使得該齒輪比在一升檔操作期間以一遞增次序改變。
  7. 如請求項1之自行車齒輪變速設備，其中該控制器該等輸出控制信號以控制藉由該第一齒輪變速裝置及該第二齒輪變速裝置建立之一齒輪比，使得該齒輪比在一降檔操作期間以一遞減次序改變。
  8. 一種自行車齒輪變速設備，其包括：一升檔輸入；一降檔輸入；及一控制器，其操作地耦合至該升檔輸入及該降檔輸入以接收升檔信號及降檔信號，回應於接收該等升檔信號及該等降檔信號，該控制器輸出控制信號以根據一同步降檔路線及不同於該同步降檔路線之一同步升檔路線控制一第一齒輪變速裝置及一第二齒輪變速裝置，該同步降檔路線具有一同步降檔點，及該同步升檔路線具有不同於該同步降檔點之一同步升檔點，該控制器在操作對應於該第一齒輪變速裝置及該第二齒輪變速裝置之一者之一前齒輪變速裝置之前操作對應於該第一齒輪變速裝置及該第二齒輪變速裝置之另一者之一後齒輪變速裝置，以完成一同步升檔操作。
  9. 一種自行車齒輪變速設備，其包括：一升檔輸入；一降檔輸入；及 一控制器，其操作地耦合至該升檔輸入及該降檔輸入以接收升檔信號及降檔信號，回應於接收該等升檔信號及該等降檔信號，該控制器輸出控制信號以根據一同步降檔路線及不同於該同步降檔路線之一同步升檔路線控制一第一齒輪變速裝置及一第二齒輪變速裝置，該同步降檔路線具有一同步降檔點，及該同步升檔路線具有不同於該同步降檔點之一同步升檔點，該控制器在操作對應於該第一齒輪變速裝置及該第二齒輪變速裝置之一者之一後齒輪變速裝置之前操作對應於該第一齒輪變速裝置及該第二齒輪變速裝置之另一者之一前齒輪變速裝置，以完成一同步升檔操作。
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