TWI671234B - 用於自行車的自動變速裝置之控制裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於自行車的自動變速裝置之控制裝置。控制裝置包含：控制器，其被建構成命令自動變速裝置在複數個檔位之間換檔，每一個檔位具有關聯的踏頻範圍；其中控制器另被建構成判定自行車的行進阻抗性，且如果行進阻抗性超過預定閾值，控制器被建構成調整踏頻範圍的至少一者；且在至少一踏頻範圍的調整以後，控制器另被建構成基於所調整的踏頻範圍及所偵測的踏頻而操作自動變速裝置去換檔。

Description

用於自行車的自動變速裝置之控制裝置

本發明一般地關於用於自行車的自動變速裝置(automatic transmission)之控制裝置。

許多自行車包括具有一個或更多個撥鏈器及鏈輪之手動換檔驅動裝置(drivetrain)。撥鏈器造成鏈條在驅動裝置中於鏈輪之間移動。撥鏈器經由被安裝於手把或自行車上的其他騎士可觸及位置之換檔機構而被手動地換檔。因此，騎士必須起始換檔輸入來改變自行車中的齒比(gear ratio)。此種類型的手動換檔輸入對於經驗不足及具有經驗的騎士兩者會是有困難地去掌握。騎士可能無法以適當的力量、時機或方向去致動手動換檔控制，且因此，騎士所想要的換檔操作可能無法被及時地或適當地執行。因此，沒有效率的齒比可能發生，且騎士的踩踏效率可能遭受損失。

自動驅動裝置已被發展來供自行車消除騎士的換檔需求，這增加踩踏效率及簡化自行車操作。然而， 在判定驅動裝置中的所選擇檔位(例如，齒比)時，習知的自動驅動裝置可能僅考量自行車的踏頻(cadence)。包括作用於自行車的許多不同阻抗性(像是轉動阻抗性、驅動裝置阻抗性、重力等)之其他因素亦能影響踩踏效率及換檔性能。

根據本發明的第一方面，提供一種用於自行車的自動變速裝置之控制裝置。控制裝置可包括控制器，此控制器被建構成命令自動變速裝置在複數個檔位(speed stage)之間換檔，每一個檔位具有關聯的踏頻(cadence)範圍。控制器可另被建構成判定自行車的行進阻抗性(traveling resistance)。如果行進阻抗性超過預定閾值，控制器可被建構成調整踏頻範圍的至少一者，且在至少一踏頻範圍的調整以後，控制器另被建構成基於所調整的踏頻範圍及所偵測的踏頻而操作自動變速裝置去換檔。這樣的組態的一個潛在優點是：例如，藉由在施行換檔操作時考量行進阻抗性，檔位能被選擇成改善踩踏效率及避免在高騎士扭矩輸入時期期間阻撓換檔操作。

在第一方面中，控制裝置可被建構成從自行車速度感測器、曲柄旋轉速度感測器及踏頻感測器中的至少一者接收感測器輸入，且基於感測器輸入而計算行進阻抗性。這樣的組態的一個潛在優點是：行進阻抗性能基於各種不同的感測器輸入而被判定，以增加行進阻抗性計算 的可靠性及準確性，而改善換檔操作。

在第一方面中，控制裝置可被建構成根據以下公式而計算行進阻抗性：

其中T=扭矩；N=曲柄軸旋轉數(每單位時間)；m=自行車及騎士的質量；及v=自行車速度。

使用上述公式來計算行進阻抗性的一個潛在優點是：行進阻抗性能被準確地判定。

在第一方面中，控制裝置可另被建構成：在第一換檔模式中，基於所偵測的踏頻而從各具有關聯的踏頻範圍之複數個檔位之中判定檔位；及在第二換檔模式中，基於所偵測的行進阻抗性及所偵測的踏頻而判定檔位。這樣的組態的一個潛在優點是：例如，僅在想要時，行進阻抗性能在選擇檔位時被考量，這能改善換檔操作及增加踩踏效率。

在第一方面中，第一換檔模式可為當行進阻抗性未超過預定閾值時所應用的正常模式，且第二換檔模式可為當行進阻抗性超過預定閾值時所應用的高負載模式。使用閾值來判定所選擇的換檔模式的一個潛在優點是：例如，使行進阻抗性能夠僅在它對踩踏效率有明顯的效果時被使用，以改善自行車操作。

在第一方面中，檔位的至少兩者的踏頻範圍可為相同或重疊。使用類似或重疊的檔位的一個潛在優點可為：例如，提供具有較少不連貫的轉換動作之平順換檔操作。

在第一方面中，在第一換檔模式中，檔位的至少一者的踏頻範圍可基於目標踏頻而被判定。使用目標踏頻的一個潛在優點是：使騎士能夠在想要的踏頻範圍內踩踏，以增加踩踏效率、降低騎士疲勞、以及降低踩踏傷害的可能性。

在第一方面中，在第一換檔模式中，目標踏頻可為由使用者可程式化。這樣的組態的一個潛在優點是：騎士能根據騎士的表現而調整目標踏頻，這增加控制裝置的適應性及顧客滿意性。

在第一方面中，控制器可另被建構成起始檔位跳過模式，在檔位跳過模式中，暫時踏頻範圍可被設定為大於第一換檔模式中的踏頻範圍，且如果踏頻變成在檔位跳過模式中的暫時踏頻範圍以外，當控制器未起始第二換檔模式時，控制器可再次起始第一換檔模式。這樣的組態的一個潛在優點是：例如，不想要的檔位操作(例如，造成噪音及震動之不連貫及不協調的換檔轉換)可被避免，以改善換檔操作。

在第一方面中，控制器可另被建構成當自行車速度被偵測成實質為零時，起始停止模式，且其中在停止模式中，踏頻範圍可被設定為與檔位關聯的預定踏頻範 圍。這樣的組態的一個潛在優點是：例如，想要的檔位在自行車停止時能被設定來使騎士能夠在沒有施加過度的扭矩的情形下從休止以想要的踏頻踩踏。

在第一方面中，控制器可另被建構成當輸入能量符合或超過預定閾值時，起始高負載模式。這樣的組態的一個潛在優點是：高負載在騎士過度操勞時能被起始，以降低踩踏疲勞及改善踩踏效率。

在第一方面中，控制器可另被建構成偵測轉換至高負載模式時的轉換踏頻，且被建構成當所偵測的轉換踏頻大於目前檔位的踏頻範圍的下限時，調整踏頻範圍成具有低於所偵測的轉換踏頻之下限、以及高於所偵測的轉換踏頻之上限。這樣的組態的一個潛在優點是：例如，在模式轉換期間的不想要的換檔能被避免，以改善換檔操作。

在第一方面中，控制器可另被建構成偵測轉換至高負載模式時的轉換踏頻，且可被建構成當所偵測的轉換踏頻小於或等於目前檔位的踏頻範圍的下限時，調整踏頻範圍成具有低於目前檔位的踏頻範圍的目前下限之下限、以及高於踏頻範圍的目前上限之上限。這樣的組態的一個潛在優點是：例如，在模式轉換期間的不想要的換檔能被避免，以改善換檔操作。

在第一方面中，當所偵測的踏頻低於高負載模式中所調整的踏頻範圍的下限時，控制器可被建構成判定降檔是否可能，且如果為可能，命令降檔操作；且其中 控制器可另被建構成如果控制器未起始高負載模式且如果目前檔位等於或小於預定最低降檔檔位，禁止降檔操作。這樣的組態的一個潛在優點是：降檔在需要時能藉由控制器而被選擇地施作，以提供想要的換檔特性。

在第一方面中，預定最低降檔檔位可根據使用者設定而被判定。這樣的組態的一個潛在優點是：騎士能根據其偏好而調整最低降檔檔位，這增加控制裝置的適應性及顧客滿意性。

此發明內容被提供來以簡化形式介紹以下施作方式中所進一步描述的觀念之選集。此發明內容並非旨在識別所請求標的的關鍵特徵或必要特徵，亦非旨在限制所請求標的的範疇。此外，所請求標的不受限於解決在此揭示的任何部分中所提的任何或全部缺點之施作。

1‧‧‧自行車

2‧‧‧自動變速裝置

3‧‧‧控制器

4‧‧‧感測器

6‧‧‧輸入裝置

7‧‧‧記憶體

8‧‧‧處理器

10‧‧‧控制裝置

11‧‧‧自行車速度感測器

12‧‧‧曲柄旋轉感測器

13‧‧‧踏頻感測器

14‧‧‧檔位

15‧‧‧輸入裝置

16‧‧‧曲柄軸

17‧‧‧換檔裝置

71‧‧‧車輪

72‧‧‧車架

M1‧‧‧方法

M2‧‧‧方法

M3‧‧‧方法

M4‧‧‧方法

M5‧‧‧方法

M6‧‧‧方法

M7‧‧‧方法

S1~S70‧‧‧步驟

本揭示以範例的方式且不以受限於隨附圖式中的圖的方式而被描繪，其中相同元件符號指出相同元件，且其中：圖1顯示具有根據本發明的第一實施例的輪轂總成的範例自行車之示意圖；圖2及圖3顯示用於操作自行車的自動變速裝置的方法之流程圖；圖4顯示用於操作高負載模式中的自動變速裝置的方法之流程圖； 圖5顯示用於操作自行車中的自動變速裝置來施行換檔模式選擇及換檔操作的方法之流程圖；圖6顯示用於判定行進阻抗性的方法之流程圖；圖7顯示用於施行自行車的自動變速裝置中的換檔模式選擇的方法之詳細流程圖；圖8顯示用於施行自動變速裝置中的換檔模式選擇的方法之另一詳細流程圖；及圖9顯示用於施行自動變速裝置中的換檔操作的方法之詳細流程圖。

圖10顯示圖1的範例自行車的一個範例組態之側視圖。

所選擇的實施例現在將參照圖式來描述。對於本領域的技術人士從此揭示將會明白的是，本發明的實施例的以下描述被提供來僅作圖解說明且不作限制本發明的目的，本發明由隨附申請專利範圍及其等效物所界定。

先參照圖1，自行車1包括控制裝置10。控制裝置10可包括自動變速裝置2、控制器3、以及一個或更多個感測器4。自動變速裝置2可包括複數個檔位5及輸入裝置6。檔位5可具有關聯的踏頻範圍。控制器3可被建構成命令自動變速裝置2在複數個檔位之間換檔。在一個實施例中，檔位5的每一者可具有關聯的及預定的齒 比。例如，檔位的每一者可具有對應的前及後鏈輪比。然而，在其他範例中，自動驅動裝置可包括連續可調整的變速器(gear)、或內輪轂變速器(internal hub gear)。

控制器2可包括被儲存於記憶體7中的指令，指令為由處理器8可執行，以施行在此所描述的方法。感測器4可包括自行車速度感測器11、曲柄旋轉感測器12及踏頻感測器13中的至少一者。以此方式，像是自行車速度、曲柄速度及自行車踏頻的變數能被偵測以供後續的計算，像是例如自行車的行進阻抗性。

自動變速裝置2可包括複數個檔位14。檔位被界定為自行車的自動變速裝置的確切齒比。在一個範例中，檔位可為不連續。亦即，在這樣的實施例中，具有複數個預定齒比。然而，在其他實施例中，可具有複數個連續檔位。

在一個範例性實施例中，檔位可包括鏈輪組(例如，卡式鏈輪)中的所選擇的前齒盤(chain-ring)及所選擇的後鏈輪。然而，已設想其他檔位組態。例如，檔位可選自連續可變的變速裝置組件或內輪轂變速器，或者，例如，自行車可僅包括前及/或後變速裝置中的可變鏈輪。

控制裝置10亦可包括輸入裝置15。輸入裝置15可包括使騎士能夠選擇自動變速裝置中的各種不同設定(像是在此更詳細描述的預定最低降檔檔位、目標踏頻等)之按鈕、觸敏裝置(例如，觸控板、觸控螢幕)、顯 示器等。因此，預定最低降檔檔位及/或目標踏頻可為由使用者可程式化。以此方式，用於在此更詳細描述的自動換檔技術的一些變數能被使用者選擇，以提供自動換檔操作的騎士客製化。因此，騎士滿意性可增加。輸入裝置15在它被操作時將手動換檔訊號提供至控制器。自動變速裝置藉由控制器3而被基本地自動控制。然而，當控制器3從輸入裝置15接收換檔訊號時，控制器根據換檔訊號而暫時地控制自動變速裝置。另在其他實施例中，輸入裝置15可被整合至像是控制器3、自動變速裝置2等的控制裝置中的組件。另在其他例中，輸入裝置15可從像是智慧型手機、平板電腦或個人電腦的控制裝置分開，並經由無線通訊裝置與控制器連接。自動變速裝置2或更一般地自行車1可包括被建構成從騎士接收踩踏輸入之曲柄軸16。曲柄軸16被建構成將旋轉能量傳送至檔位14。換檔裝置(shifting device)17(例如，撥鏈器)亦可設於自動變速裝置2中，以允許複數個檔位14之間的換檔操作。因此，在一個實施例中，換檔裝置17可被耦接至檔位14。此外，換檔裝置17可被建構成從控制器3接收換檔命令。以此方式，控制器3能命令自動變速裝置2透過換檔裝置17的操作在檔位14之間降檔及升檔。

將會明瞭的是，自行車1可包括通常地設於自行車中的像是前及後車輪、車架、制動器系統等的額外部件、組件等。

圖2及圖3顯示用於操作用於自行車的自動 變速裝置之方法M1。圖1中所示的包括自動變速裝置2及控制器3的控制裝置10可被使用來施作在此更詳細描述的方法M1、以及方法M2、M3、M4、M5、M6及M7。確切地，圖1中所示的控制器3可被建構成施行在此所描述的方法步驟。然而，在其他實施例中，具有自動變速裝置、控制器等的其他適合控制裝置可被使用來施作在此所描述的步驟方法。

於S1，此方法包括命令自動變速裝置在複數個檔位之間換檔。檔位的每一者具有關聯的踏頻範圍。在複數個檔位之間換檔可包括經由像是撥鏈器(例如，前及/或後撥鏈器)或內輪轂變速器的一個或更多個換檔裝置來改變自動變速裝置的檔位(例如，齒輪比)。然而，已設想許多適合的換檔裝置。另在一個實施例中，自動變速裝置可具有複數個不連續檔位(例如，不連續的齒比)。例如，檔位可包括所選擇的前鏈輪及/或後鏈輪。然而，在其他實施例中，自動變速裝置中的檔位可為連續可調整。

接著，於S2，此方法包括判定自行車的行進阻抗性。判定自行車的行進阻抗性可包括步驟S3至S4。於S3，此方法包括從自行車速度感測器、曲柄旋轉感測器及踏頻感測器中的至少一者接收感測器輸入。在一個實施例中，感測器輸入可從全部的上述感測器被接收。以此方式，自行車速度、曲柄速度及自行車踏頻能被偵測。於S4，此方法包括基於感測器輸入而計算行進阻抗性。基於 感測器輸入而計算行進阻抗性可包括步驟S5。

於S5，此方法包括根據以下公式來計算行進阻抗性：

其中T=扭矩；N=曲柄軸旋轉數(每單位時間)；m=自行車及騎士的質量；及v=自行車速度。

然而，在其他實施例中，可模擬行進阻抗性的其他適合的公式能被使用來判定行進阻抗性。

於S6，此方法包括判定自行車的行進阻抗性是否大於閾值。在其他實施例中，其他技術可被使用來判定換檔模式選擇而非行進阻抗性。在其他實施例中，例如，踏頻及/或速度可被使用來判定換檔模式選擇。

如果判定行進阻抗性大於閾值(於S6為是)，此方法前進至S7。於S7，此方法包括施作第一換檔模式。在第一換檔模式中，此方法包括於S8基於所偵測的踏頻而從各具有關聯的踏頻範圍之複數個檔位中判定檔位。因此，在第一換檔模式中，由於阻抗性可能對自行車踩踏操作不具有明顯的效果之事實，行進阻抗性可不被考量。在一個實施例中，檔位的至少兩者的踏頻範圍為相同或重疊。具有重疊的檔位可增加平順換檔操作的可能性。然而，在其他實施例中，檔位可不重疊。另在一個實 施例中，在第一換檔模式中，檔位的至少一者的踏頻範圍基於目標踏頻而被判定。在這樣的實施例中，在一個範例中，目標踏頻可為使用者可程式化。例如，騎士可使用輸入裝置來程式化地選擇目標踏頻。以此方式，騎士能選擇想要的目標踏頻，藉此，增加變速裝置的適應性。然而，在其他範例中，目標踏頻可在沒有使用者輸入的情形下藉由控制器而被自動地被判定。

如果判定行進阻抗性小於閾值(於S6為否)，此方法前進至S9。於S9，此方法包括判定至自動變速裝置的輸入能量是否大於或等於預定閾值。在其他實施例中，步驟S9可從方法M1省略。如果判定輸入能量並未大於或等於預定閾值(於S9為否)，此方法前進至S7。然而，如果判定輸入能量大於或等於預定閾值(於S9為是)，此方法前進至S10。

於S10，此方法包括施作第二換檔模式。在第二換檔模式中，此方法包括於S11調整踏頻範圍的至少一者。在一個實施例中，踏頻範圍可由預定數值來調整。例如，踏頻範圍的上限及/或下限可以逐步方式由預定的每分鐘轉速(rpm)來改變。調整踏頻範圍能使踩踏效率增加，且亦可允許改善的換檔操作(例如，更平順的換檔操作)。

接著，於S12，此方法包括基於所調整的踏頻範圍及所偵測的踏頻而操作自動變速裝置去換檔。

接著，於S13，基於所偵測的行進阻抗性及所 偵測的踏頻而判定施行的檔位。以此方式，檔位選擇能藉由考量多個變數而改善。因此，踩踏效率能增加，且換檔操作能改善。在一個實施例中，第一換檔模式可為正常模式，且第二換檔模式可為高負載模式。然而，已設想其他類型的模式。

現在參照圖3，於步驟S14，此方法判定檔位跳過模式是否應該被起始。輸入條件可被使用來判定檔位跳過模式施作，像是，控制器3從輸入裝置15接收換檔訊號。

如果判定檔位跳過模式應該被起始(於S14為是)，此方法前進至S15。於S15，此方法包括起始檔位跳過模式。起始檔位跳過模式可包括步驟S16至S18。於S16，此方法包括將暫時踏頻範圍設定成大於第一換檔模式中的踏頻範圍。於S17，此方法包括判定踏頻是否在暫時踏頻範圍以外。如果踏頻並未在暫時踏頻範圍以外(於S17為否)，此方法返回至S17。然而，如果踏頻在暫時踏頻範圍以外(於S17為是)，此方法前進至S18。於S18，此方法包括當控制器未起始第二換檔模式時，再次起始第一換檔模式。因此，於S18，如所指出，如果第二換檔模式未被起始，此方法能返回至S7。然而，如果第二換檔模式被起始，此方法能返回至S12。

於S19，此方法包括判定停止模式是否應該被起始。將會明瞭的是，停止模式可基於自行車的速度而被起始。例如，當自行車的速度小於閾值、或是在一個確切 範例中實質為零時，停止模式可被起始。

如果判定停止模式不應該被起始(於S19為否)，此方法結束，且典型地返回至此方法可於S1再次開始的狀態。然而，如果判定停止模式應該被起始(於S19為是)，此方法前進至S20。於S20，此方法包括起始停止模式。起始停止模式可包括於S21將踏頻範圍設定為與檔位關聯的預定踏頻範圍。以此方式，例如，使騎士能夠迅速地從停止而加速的檔位能被選擇，以改善自行車操作。

圖4顯示方法M2，其詳細指出用於施作高負載模式的確切技術。如以上關於圖2及圖3中所繪示的方法M1所述，第二換檔模式可為高負載模式。

於S22，此方法包括判定高負載模式是否應該被起始。在一個實施例中，高負載模式可基於自行車的行進阻抗性及/或輸入能量而被起始，如以上關於方法M1所述。

如果判定高負載模式應該被起始(於S22為是)，此方法前進至S23。於S23，此方法包括施作高負載模式。施作高負載模式S23可包括步驟S24至S36。於S24，此方法包括在轉換至高負載模式時偵測轉換踏頻。將會明瞭的是，高負載模式轉換可包括在基於所偵測的行進阻抗性及所偵測的踏頻判定檔位的步驟以前的一段時間。

於S25，此方法包括判定轉換踏頻是否大於目 前檔位的踏頻範圍的下限。如果判定轉換踏頻大於目前檔位的踏頻範圍的下限(於S25為是)，然後此方法前進至S26。於S26，此方法包括當所偵測的轉換踏頻大於目前檔位的踏頻範圍的下限時，調整踏頻範圍成具有低於所偵測的轉換踏頻之下限、以及高於所偵測的轉換踏頻之上限。

然而，如果判定轉換踏頻並未大於目前檔位的踏頻範圍的下限(於S25為否)，然後此方法前進至S27。於S27，此方法包括當所偵測的轉換踏頻小於或等於目前檔位的踏頻範圍的下限時，調整踏頻範圍成具有低於目前檔位的踏頻範圍的目前下限之下限、以及高於踏頻範圍的目前上限之上限。於S28，此方法判定所偵測的踏頻是否低於所調整的踏頻範圍的下限。

如果所偵測的踏頻並未低於所調整的踏頻範圍的下限(於S28為否)，此方法前進至S32。然而，如果所偵測的踏頻低於所調整的踏頻範圍的下限(於S28為是)，此方法前進至S29。

於S29，此方法包括判定降檔操作是否可能。如果判定降檔操作是可能的(於29為是)，此方法前進至S30。如果目前速度狀態不是預定最低檔位，降檔操作是可能的。於S30，此方法包括命令降檔操作。然而，如果判定降檔操作是不可能的(於29為否)，此方法前進至S31。於S31，此方法包括禁止降檔操作。

於S32，此方法判定所偵測的踏頻是否大於所 調整的踏頻範圍的上限。如果所偵測的踏頻並未大於所調整的踏頻範圍的上限(於S32為否)，此方法返回至S28。然而，如果所偵測的踏頻大於所調整的踏頻範圍的上限(於S32為是)，此方法前進至S33。

於S33，此方法包括判定升檔操作是否可能。如果判定升檔操作是可能的(於33中為是)，此方法前進至S34。於S34，此方法包括命令升檔操作。然而，如果判定升檔操作是不可能的(於S33中為否)，此方法前進至S35。如果目前速度狀態並非預定最高檔位，降檔操作是可能的。於S35，此方法包括禁止降檔操作。

然而，如果判定高負載模式不應該被起始(於S22為否)，此方法前進至S36。於S36，此方法包括如果控制器未起始高負載模式，且如果目前檔位等於或小於預定最低降檔檔位，禁止降檔操作。在一個實施例中，預定最低降檔檔位根據使用者設定而被判定。

圖5顯示用於控制自行車的控制裝置中的換檔操作之方法M3。於S37，此方法包括判定行進阻抗性。如先前所討論，行進阻抗性能藉由使用等式(1)而被判定。接著，於S38，此方法包括判定模式操作。如先前所討論，操作模式可包括第一換檔模式(例如，正常模式)、第二換檔模式(例如，高負載模式)、停止模式、及/或檔位跳過模式。換檔模式能基於行進阻抗性、自行車速度及/或輸入能量而被選擇。

接著，於S39，此方法包括調整踏頻範圍。踏 頻範圍能基於S38中所選擇的模式而被調整。以此方式，踏頻範圍能基於行進阻抗性而被改變，以改善換檔操作。例如，可為想要的是，增加各種不同操作模式中的踏頻範圍的幅度(例如，擴大踏頻上限及/或下限)，以在騎士施加大量的能量時禁止不想要的換檔操作。然而，在其他實施例中，踏頻範圍的幅度可減少。

在一個實施例中，當第一換檔模式被選擇時，踏頻範圍可不被調整。於S40，此方法包括判定換檔操作，換檔操作可包括於步驟S41判定降檔操作許可。然而，將會明瞭的是，升檔許亦可被判定。於S42，此方法包括命令換檔操作。將會明瞭的是，自動變速裝置可在沒有請求換檔操作的使用者輸入的情形下以此方式換檔。

圖6顯示詳細的方法M4，其顯示判定行進阻抗性的一個方式。然而，已設想用於判定行進阻抗性的許多方法。

於S43，此方法包括計算即時輸入能量。接著，於S44，此方法包括將即時能量積分來計算輸入能量。於S45，此方法包括判定是否有正的自行車速度感測器讀數。如果判定沒有正的自行車速度感測器讀數(於S45為否)，此方法結束。然而，如果判定有正的自行車速度感測器讀數(於S45為是)，此方法前進至S46。於S46，此方法包括計算功的變化。

於S47，此方法包括計算行進阻抗性，其為功與輸入能量之間的差異。以此方式，當使用行進阻抗性來 判定換檔模式選擇時，行進阻抗性能被準確地判定。接著，於S48，此方法包括重設輸入能量的積分。

圖7顯示詳細的方法M5，其顯示換檔模式選擇技術。於S49，此方法包括判定自行車速度是否為零。如果自行車速度為零(於S49為是)，此方法前進至S50。於S50，此方法包括藉由設定零速度指標來起始停止模式。

然而，如果自行車速度並非為零(於S49為否)，此方法前進至S51。於S51，此方法包括判定行進阻抗性是否高於第一閾值。如果行進阻抗性並未高於第一閾值(於S51為否)，此方法前進至S52。於S52，此方法包括施作正常模式。如先前所討論，在正常模式中，檔位可基於所偵測的踏頻而被判定。

然而，如果行進阻抗性高於第一閾值(於S51為是)，此方法前進至S53。於S53，此方法包括判定輸入能量是否低於閾值。如果判定輸入能量並未低於閾值(於S53為否)，此方法前進至S54。於S54，此方法包括施作高負載模式。如先前所討論，在高負載模式中，檔位可基於所偵測的行進阻抗性及所偵測的踏頻而被判定。然而，如果判定輸入能量低於低於閾值(於S53為是)，此方法前進至S55。於S55，此方法包括施作正常模式。方法M5使行進阻抗性及輸入能量兩者能夠在換檔模式選擇期間被考量，以改善換檔操作。

圖8顯示詳細的方法M6，其顯示換檔模式選 擇技術。於S56，此方法包括判定高負載模式是否應該被施作。如果判定高負載模式應該被施作(於56為是)，此方法前進至S57。於S57，此方法包括判定目前踏頻範圍的下限是否大於轉換至高負載模式時的踏頻。如果判定目前踏頻範圍的下限大於轉換至高負載模式時的踏頻(於S57為是)，此方法前進至S58。於S58，此方法包括將轉換至高負載模式時的踏頻減去3rpm以界定踏頻範圍的下限，且將轉換至高負載模式時的踏頻加上20rpm以界定踏頻範圍的上限。

然而，如果判定目前踏頻範圍的下限並未大於轉換至高負載模式時的踏頻(於S57為否)，此方法前進至S59。於S59，此方法包括將目前踏頻範圍的下限減去3rpm以界定踏頻範圍的下限，且將目前踏頻範圍的下限加上20rpm以界定踏頻範圍的上限。將會明瞭的是，S58及S59中所描述的踏頻範圍調整的量在本質上為範例性，且在其他實施例中，其他適合的踏頻範圍調整值能被使用。

如果判定高負載模式不應該被起始(於S56為否)，此方法前進至S60。於S60，此方法包括判定零速度指標是否被設定。當自行車速度小於預定閾值或實質為零時，零速度指標可被設定。

如果零速度指標被設定(於S60為是)，此方法前進至S61，S61包括根據檔位編號而設定踏頻。範例性踏頻範圍及關連的檔位被揭示於S62。然而，已設想 許多額外或替代的檔位、以及關連的踏頻範圍。

如果判定零速度位階指標並未被設定(於S60為否)，此方法前進至S63。於S63，此方法包括判定檔位跳過指標是否被設定。如果判定檔位跳過指標並未被設定(於S63為否)，此方法前進至S64。於S64，此方法包括界定踏頻範圍，此係藉由將標準踏頻減去10rpm以界定下限，且將標準踏頻加上10rpm以界定上限。在一個實施例中，標準踏頻可為使用者可程式化。此外，起始標準踏頻可為像是例如60rpm的預定值。

然而，如果判定檔位跳過指標並未被設定(於S63為是)，此方法前進至S65。於S65，此方法包括界定踏頻範圍，此係藉由將標準踏頻減去20rpm以界定下限，且將標準踏頻加上20rpm以界定上限。將會明瞭的是，步驟S64及S65中的踏頻範圍調整本質上為範例性，且已設想許多踏頻範圍調整程度。方法M6使目前檔位的踏頻範圍能夠基於自行車中的各種不同操作條件而被調整，以透過踏頻範圍邊界的增加來改善換檔操作，以在自行車操作的所選擇時期期間避免不想要的換檔。

圖9顯示詳細的方法M7，其顯示換檔操作。於S66，此方法判定高負載模式是否被選擇。如果判定高負載模式被選擇(於S66為是)，此方法前進至S67。於S67，此方法包括允許降檔操作。將會明瞭的是，降檔包括自動變速裝置中的操作，其中較低檔藉由像是例如撥鏈器的換檔裝置而被選擇。

然而，如果判定高負載模式並未被選擇(於S66為否)，此方法前進至S68。於S68，此方法包括判定目前檔位是否大於或等於預定最低降檔檔位。如果判定目前檔位大於或等於預定最低降檔檔位(於S68為是)，此方法前進至S69。於S69，此方法包括允許降檔操作。然而，如果判定目前檔位並未大於或等於預定最低降檔檔位(於S68為否)，此方法前進至S70。於S70，此方法包括禁止降檔操作。方法M7使降檔在高負載模式被施作時及在檔位大於最低檔位時能夠被施行，以減少騎士需要施加於曲柄軸上的能量的量。因此，踩踏效率能增加，且騎士疲勞能降低。圖10顯示已於圖1中示意地顯示的範例自行車1的側視圖。包括控制器3及輸入裝置6的控制裝置10亦被顯示於圖10中。額外地，具有換檔裝置17(例如，前及後撥鏈器)的自動變速裝置2亦被描繪。如先前所討論，控制器3可命令換檔裝置17調整自動變速裝置中的檔位。自行車另包括車輪71及車架72。

在此所使用的用語“包含”及其衍伸字旨在作為界定所述特徵、元件、組件、群組、整體、及/或步驟的出現之開放式用語。此概念亦應用於具有類似意義的字，例如，用語“包括”、“具有”及它們的衍生字。

在此所使用的像是“近似地”的程度用語意指所修飾用語的變異的合理量，使得最終結果不會顯著地改變(例如，製造公差)。

雖然自行車及控制裝置的確切實施例已被詳 細地描述，所揭示的特別配置意在僅為圖解說明而非進行限制。上述的各種不同實施例的特徵以及其修改可在沒有背離此揭示的範疇的情形下以各種不同方式來合併。

Claims (15)

1. 一種用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，包含：控制器，其被建構成命令該自動變速裝置在複數個檔位之間換檔，每一個檔位具有關聯的踏頻範圍；其中該控制器另被建構成判定該自行車的行進阻抗性，且如果該行進阻抗性超過預定閾值，該控制器被建構成調整該等踏頻範圍中的至少一者；且在該等踏頻範圍中的該至少一者的調整以後，該控制器另被建構成基於所調整的該踏頻範圍及所偵測的踏頻而操作該自動變速裝置去換檔。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該控制器被建構成從自行車速度感測器、曲柄旋轉速度感測器及踏頻感測器中的至少一者接收感測器輸入，且基於該等感測器輸入而計算該行進阻抗性。
3. 根據申請專利範圍第2項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該控制器被建構成根據以下公式而計算該行進阻抗性：其中T=扭矩；N=曲柄軸旋轉數(每單位時間)；m=該自行車及騎士的質量；及v=自行車速度。
4. 根據申請專利範圍第1項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該控制器另被建構成：在第一換檔模式中，基於所偵測的該踏頻而從各具有關聯的踏頻範圍之該複數個檔位之中判定檔位；及在第二換檔模式中，基於所偵測的該行進阻抗性及所偵測的該踏頻而判定檔位。
5. 根據申請專利範圍第4項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該第一換檔模式是當該行進阻抗性未超過該預定閾值時所應用的正常模式，且該第二換檔模式是當該行進阻抗性超過該預定閾值時所應用的高負載模式。
6. 根據申請專利範圍第4項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該複數個檔位中的至少兩者的各別踏頻範圍為部分地相重疊。
7. 根據申請專利範圍第4項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中在該第一換檔模式中，該複數個檔位中的至少一者的該踏頻範圍基於目標踏頻而被判定。
8. 根據申請專利範圍第4項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中在該第一換檔模式中，該目標踏頻為由使用者可程式化。
9. 根據申請專利範圍第4項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該控制器另被建構成起始檔位跳過模式，在該檔位跳過模式中，暫時踏頻範圍被設定為大於該第一換檔模式中的該踏頻範圍，且如果該踏頻變成在該檔位跳過模式中的該暫時踏頻範圍以外，當該控制器未起始該第二換檔模式時，該控制器再次起始該第一換檔模式。
10. 根據申請專利範圍第4項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該控制器另被建構成當自行車速度被偵測成實質為零時，起始停止模式，且其中在該停止模式中，該踏頻範圍被設定為與該檔位關聯的預定踏頻範圍。
11. 根據申請專利範圍第4項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該控制器另被建構成當輸入能量符合或超過預定閾值時，起始高負載模式。
12. 根據申請專利範圍第11項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該控制器另被建構成偵測轉換至該高負載模式時的轉換踏頻，且被建構成當所偵測的該轉換踏頻大於目前檔位的該踏頻範圍的下限時，調整該踏頻範圍成具有低於所偵測的該轉換踏頻之下限、以及高於所偵測的該轉換踏頻之上限。
13. 根據申請專利範圍第11項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該控制器另被建構成偵測轉換至該高負載模式時的轉換踏頻，且被建構成當所偵測的該轉換踏頻小於或等於目前檔位的該踏頻範圍的下限時，調整該踏頻範圍成具有低於目前檔位的該踏頻範圍的目前下限之下限、以及高於該踏頻範圍的目前上限之上限。
14. 根據申請專利範圍第11項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中當所偵測的該踏頻低於該高負載模式中所調整的踏頻範圍的下限時，該控制器被建構成判定降檔是否可能，且如果為可能，命令降檔操作；且其中該控制器另被建構成如果該控制器未起始該高負載模式且如果目前檔位等於或小於預定最低降檔檔位，禁止降檔操作。
15. 根據申請專利範圍第14項所述的用於自行車的自動變速裝置之控制裝置，其中該預定最低降檔檔位根據使用者設定而被判定。