TWI686325B - 電動自行車撥鏈器控制系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種電動自行車撥鏈器控制系統，其基本上具備一撥鏈器、一偵測裝置及一控制器。該撥鏈器包含一鏈條導引件及一電致動器。該鏈條導引件經組態以使一自行車鏈條位移。該電致動器操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移。該偵測裝置經組態以偵測與該自行車鏈條之一反作用力相關之資訊。該控制器經組態以根據所偵測資訊控制該電致動器。

Description

電動自行車撥鏈器控制系統
本發明一般而言係關於一種電動自行車撥鏈器控制系統。更具體而言，本發明係關於一種根據所偵測資訊使用一電致動器來使一鏈條導引件位移之電動自行車撥鏈器控制系統。
最近，某些自行車已具備用以使騎乘者較容易地騎乘之一電傳動系。該電傳動系通常包含用於使一自行車鏈條在鏈輪之間移動之一個或兩個電動撥鏈器。為了使自行車鏈條在鏈輪之間移動，該等電動撥鏈器通常具有一鏈條導引件及沿一橫向方向使該鏈條導引件位移之一電致動器。通常，一騎乘者操作一換檔器來致動電動撥鏈器之電致動器以執行一換檔操作。
一般而言，本發明係針對於一種電動自行車撥鏈器控制系統之各種特徵，該電動自行車撥鏈器控制系統包含沿一橫向方向移動以使一自行車鏈條在鏈輪之間移動之一鏈條導引件。在一習用自行車撥鏈器控制系統中，每一齒輪位置中的鏈條導引件之橫向位移量係預定的。 已發現，鏈條張力在騎乘一自行車期間變化。若鏈條張力係大的，則撥鏈器之鏈條導引件需要經較大位移，此乃因鏈條之一反作用力干擾鏈條導引件之位移且妨礙鏈條導引件之換檔操作。相比而言，若鏈條張力係小的，則避免使撥鏈器之鏈條導引件位移過大係必要的，此乃因鏈條可能由於鏈條之一小的反作用力而自鏈輪脫落。 一項態樣係提供一種電動自行車撥鏈器控制系統，其中根據鏈條之一所偵測反作用力來適當地判定一鏈條導引件之一位移量。舉例而言，若鏈條之一所偵測反作用力係大的，則將鏈條導引件之位移量控制為大的，以便確保鏈條抵抗鏈條之反作用力而與一目標鏈輪嚙合。相比而言，若鏈條之一所偵測反作用力係小的，則將鏈條導引件之位移量控制為較小的，以便避免使前撥鏈器之鏈條導引件位移過大。 鑑於對已知技術之陳述且根據本發明之一第一態樣，提供一種電動自行車撥鏈器控制系統，該電動自行車撥鏈器控制系統基本上包括一撥鏈器、一偵測裝置及一控制器。該撥鏈器包含一鏈條導引件及一電致動器。該鏈條導引件經組態以使一自行車鏈條位移。該電致動器操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移。該偵測裝置經組態以偵測與該自行車鏈條之一反作用力相關之資訊。該控制器經組態以根據該所偵測資訊控制該電致動器。 根據本發明之一第二態樣，根據該第一態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該控制器進一步經組態以控制該電致動器，使得當該偵測裝置之該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一第一預定量時，在一換檔操作期間該鏈條導引件之一位移量係一第一位移量，且當該偵測裝置之該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力等於或高於該第一預定量時，該鏈條導引件之該位移量係大於該第一位移量之一第二位移量。 根據本發明之一第三態樣，根據該第二態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置之該所偵測資訊指示等於或高於一預定鏈條反作用力下降速率之一所偵測鏈條反作用力下降速率時使處於其中該鏈條導引件之該位移量係該第二位移量之一換檔操作中之該鏈條導引件沿與一現有位移方向相反之一方向位移。 根據本發明之一第四態樣，根據該第二態樣或該第三態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在於該偵測裝置之該所偵測資訊指示等於或高於一預定鏈條反作用力下降速率之一所偵測鏈條反作用力下降速率時停止使處於其中該鏈條導引件之該位移量係該第二位移量之一換檔操作中之該鏈條導引件沿一現有位移方向位移。 根據本發明之一第五態樣，根據該第三態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置於一規定時間段內偵測到該鏈條反作用力下降速率之後使該鏈條導引件沿該相反方向位移。 根據本發明之一第六態樣，根據該第三態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置偵測到該鏈條反作用力下降速率之後停止使該鏈條導引件位移。 根據本發明之一第七態樣，根據該第一態樣至該第六態樣中之任一者之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得：該電致動器包含一電馬達；且該控制器進一步經組態以基於該所偵測資訊控制該馬達之一輸出軸件之一旋轉程度。 根據本發明之一第八態樣，根據該第一態樣至第七態樣中之任一者之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該偵測裝置包含安置於該撥鏈器之一部分上之一應變計，該應變計接收來自使該自行車鏈條位移之該鏈條導引件之一反作用力。 根據本發明之一第九態樣，根據該第八態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該撥鏈器之該部分包含以下各項中之至少一者：該鏈條導引件；一連桿總成之一連桿部分，其將該電致動器互連至該鏈條導引件；及一齒輪，其連接至該電致動器之一馬達。 根據本發明之一第十態樣，根據該第八態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置之該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一預定量達超過一預定時間段時使該鏈條導引件位移至一微調位置。 根據本發明之一第十一態樣，根據該第一態樣至該第七態樣中之任一者之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該偵測裝置包含一電流感測器，該電流感測器經組態以量測該電致動器之電流。 根據本發明之一第十二態樣，根據該第十一態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該控制器進一步經組態以控制該電致動器以根據由該電流感測器偵測的該電致動器之一電流值來使該鏈條導引件位移，使得該鏈條導引件之一位移量基於該電致動器之該所偵測電流值而變化。 根據本發明之一第十三態樣，根據該第一態樣至該第七態樣中之任一者之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該偵測裝置包含一扭矩感測器，該扭矩感測器經組態以量測一自行車組件之扭矩。 根據本發明之一第十四態樣，根據該第十三態樣之該電動自行車撥鏈器控制系統經組態使得該自行車組件包含一曲柄軸、一曲柄臂、一踏板及一後輪轂中之至少一者。 根據本發明之一第十五態樣，提供一種電動自行車撥鏈器控制系統，該電動自行車撥鏈器控制系統基本上包括一撥鏈器、一偵測裝置及一控制器。該撥鏈器包含一鏈條導引件及一電致動器。該鏈條導引件經組態以使一自行車鏈條位移。該電致動器操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移。該偵測裝置經組態以偵測與該自行車鏈條之一反作用力相關之資訊。該控制器經組態以控制該電致動器，使得當該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一第一預定量時，該鏈條導引件自一靜止位置位移至一第一換檔位置，且使得當該所偵測資訊指示該所偵測鏈條反作用力等於或高於該第一預定量時，該鏈條導引件自該靜止位置位移至與該第一換檔位置相比距該靜止位置更遠之一第二換檔位置。 根據本發明之一第十六態樣，提供一種電動自行車撥鏈器控制系統，該電動自行車撥鏈器控制系統基本上包括一撥鏈器、一扭矩感測器及一控制器。該撥鏈器包含一鏈條導引件及一電致動器。該鏈條導引件經組態以使一自行車鏈條位移。該電致動器操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移。該扭矩感測器經組態以量測一自行車組件之扭矩。該控制器經組態以控制該電致動器以根據由該扭矩感測器偵測的該自行車組件之一扭矩使該鏈條導引件位移，使得當該所偵測扭矩小於一第一預定量時，該鏈條導引件自一靜止位置位移至一第一換檔位置，且使得當該所偵測扭矩等於或高於該第一預定量時，該鏈條導引件自該靜止位置位移至與該第一換檔位置相比距該靜止位置更遠之一第二換檔位置。 此外，熟習此項技術者將自結合附圖進行的揭示該電動自行車撥鏈器控制系統之一項圖解說明性實施例之以下詳細說明明瞭該所揭示電動自行車撥鏈器控制系統之其他目標、特徵、態樣及優點。
現在將參考圖式闡釋選定實施例。熟習自行車領域者將自本發明明瞭，僅出於圖解說明之目的且並非出於限制如由隨附申請專利範圍及其等效內容界定之本發明之目的來提供實施例之以下說明。 首先參考圖1，圖解說明根據一第一實施例的配備有一電動自行車撥鏈器控制系統12之一自行車1。在圖1中，自行車1係一公路自行車，該公路自行車基本上具有一自行車車架F、一前叉形件FF、一下彎把手H、一前輪FW及一後輪RW。然而，本文中所論述之電動自行車撥鏈器控制系統12並不限於所圖解說明之自行車，而是可適於其他類型之自行車(諸如一避震(越野)自行車)。此外，自行車1包含並不與對本發明之電動自行車撥鏈器控制系統12之理解相關之其他各種自行車組件。因此，本文中將不論述自行車1之此等其他各種自行車組件。 此處，自行車車架F支撐自行車1之一傳動系。自行車1之傳動系係習用地用於自行車中之一鏈條驅動。自行車1之傳動系包含複數個前鏈輪FS、複數個後鏈輪RS及一自行車鏈條BC。自行車鏈條BC與前鏈輪FS中之一者及後鏈輪RS中之一者嚙合以將前鏈輪FS中之一經嚙合者之旋轉傳輸至後鏈輪RS中之一經嚙合者。更具體而言，前鏈輪FS可以一習用方式藉由一曲柄軸CA而旋轉地安裝至自行車車架F。曲柄軸CA具有安裝至曲柄軸CA之一第一端之一第一曲柄臂C1及安裝至曲柄軸CA之一第二端之一第二曲柄臂C2。第一曲柄臂C1具有可旋轉地安裝至第一曲柄臂C1之一自由端之一第一踏板P1。第二曲柄臂C2具有可旋轉地安裝至第二曲柄臂C2之一自由端之一第二踏板P2。後鏈輪RS以一習用方式附接至後輪RW之一後輪轂RH。因此，一踩踏動作經由自行車鏈條BC而將一踩踏力自前鏈輪FS傳輸至後鏈輪RS，使得後輪RW旋轉。 在所圖解說明實施例中，如圖1中所見，電動自行車撥鏈器控制系統12基本上包括一對換檔操作裝置14及16 (圖1中僅看到一者)、一前電動自行車撥鏈器20、一後電動自行車撥鏈器22、一自行車電腦24及一電源26。電動自行車撥鏈器控制系統12亦包括提供於至少一個自行車組件(例如，曲柄軸CA、第一曲柄臂C1、第二曲柄臂C2、第一踏板P1、第二踏板P2、後輪轂RH、前電動自行車撥鏈器20及後電動自行車撥鏈器22)上之至少一個偵測裝置30及/或32。然而，電動自行車撥鏈器控制系統12並不限於此特定配置，且未必需要所有裝置。舉例而言，當電動自行車撥鏈器控制系統12圖解說明為操作前電動自行車撥鏈器20及後電動自行車撥鏈器22兩者時，熟習自行車領域者將明瞭，電動自行車撥鏈器控制系統12可經組態以控制前電動自行車撥鏈器20及後電動自行車撥鏈器22中之僅一者。此外，電動自行車撥鏈器控制系統12可具有使用下文所論述之偵測裝置30及32中之一或多者操作前電動自行車撥鏈器20及後電動自行車撥鏈器22兩者之僅一單個換檔操作裝置。為簡潔起見，前電動自行車撥鏈器20及後電動自行車撥鏈器22將在下文中分別被稱為撥鏈器20及撥鏈器22。 參考圖2，電動自行車撥鏈器控制系統12經圖解性地圖解說明以用於控制前電動自行車撥鏈器20。然而，可為後電動自行車撥鏈器22提供相同構形。因此，電動自行車撥鏈器控制系統12基本上具備一撥鏈器(撥鏈器20及22中之一者)、一偵測裝置(偵測裝置30及32中之一或多者)及一控制器(提供於撥鏈器20或22上之一者或提供於一自行車組件(諸如自行車電腦24)上之一遠端控制器)。此處，在所圖解說明實施例中，電動自行車撥鏈器控制系統12使用電力線通信技術以在電動自行車組件之間通信以及將電力自電源26供應至該等電動自行車組件。當然，電動自行車撥鏈器控制系統12並不限於使用電力線通信技術。而是，熟習自行車領域者將明瞭，電動自行車撥鏈器控制系統12可替代電力線通信技術或與電力線通信技術結合而使用信號線通信技術及/或無線通信技術以在電動自行車組件之間通信。 仍參考圖2，換檔操作裝置16包含一前撥鏈器升檔切換器FSU-SW及一前撥鏈器降檔切換器FSD-SW。前撥鏈器升檔切換器FSU-SW由一操作部件(諸如一槓桿或一按鈕)致動。類似地，前撥鏈器降檔切換器FSD-SW由一操作部件(諸如一槓桿或一按鈕)致動，該操作部件可為用於前撥鏈器升檔切換器FSU-SW之操作部件之同一操作部件或一單獨操作部件。換檔操作裝置16藉由一電力線34而連接至電源26。換檔操作裝置16及電源26各自包含用於執行電力線通信之一電力線通信模組(未展示)。當電力線34圖解說明為直接連接至電源26時，熟習自行車領域者將明瞭，一電線接合可提供於電源26與換檔操作裝置16之間，且其他電動自行車組件電連接至電源26以自電源26接收電力。 仍參考圖2及圖3，撥鏈器20包含一鏈條導引件36及一電致動器38。撥鏈器20進一步包含一底座部件40、一第一連桿41及一第二連桿42。底座部件40經組態以依一習用方式安裝至自行車車架F。底座部件40經組態以支撐電致動器38。此外，底座部件40經組態以經由第一連桿41及第二連桿42而支撐鏈條導引件36。鏈條導引件36經組態以使自行車鏈條BC位移。具體而言，電致動器38操作地耦合至鏈條導引件36以經由第二連桿42而使鏈條導引件36位移。此處，如圖2中所見，電致動器38包含一電馬達38a。此外，電致動器38包含一馬達驅動器38b，該馬達驅動器係操作地耦合至電馬達38a以控制電馬達38a之操作之一電路。電馬達38a係一可逆電馬達，該可逆電馬達藉由一經馬達驅動部分(例如包含一齒輪減速機構及/或第二連桿42)而機械地連接至鏈條導引件36。電馬達38a及馬達驅動器38b安置於一致動器外殼38c (參見圖3)內側。電馬達38a具有一輸出軸件38d，該輸出軸件經由一齒輪減速機構44 (圖6及圖7中所部分展示)而連接至第二連桿42。齒輪減速機構44之一輸出軸件44a自致動器外殼38c突出。第二連桿42連接至齒輪減速機構44之輸出軸件44a。齒輪減速機構44具有固定地安裝於輸出軸件44a上一扇形齒輪44b以用於轉動輸出軸件44a，該輸出軸件44a繼而經由第一連桿41及第二連桿42而移動鏈條導引件36。 撥鏈器20藉由一電力線46而連接至電源26，該電力線可直接連接至電源26 (如所展示)或者經由一電線接合而連接至電源26。撥鏈器20進一步包含安置於致動器外殼38c (參見圖3)內側之一換檔控制器48。換檔控制器48提供於亦包含馬達驅動器38b之電路之一印刷電路板上。回應於換檔操作裝置16之一使用者輸入或來自自行車電腦24之一自動換檔命令，換檔控制器48使用馬達驅動器38b來控制電馬達38a之操作以移動鏈條導引件36。換檔控制器48包含用於執行與電連接至電源26之其他電動自行車組件及偵測裝置之電力線通信之一電力線通信模組(未展示)。換檔控制器48之功能可由提供於其他電動自行車組件(諸如自行車電腦24)中之一者上之一遠端定位控制器提供。為簡潔起見，換檔控制器48在下文中將被稱為控制器48。 仍參考圖2，偵測裝置30包含安置於撥鏈器20之一部分上之一應變計，該應變計接收來自使自行車鏈條BC位移之鏈條導引件36之一反作用力。偵測裝置30經組態以偵測與自行車鏈條BC之一反作用力相關之資訊。具有應變計的撥鏈器20之部分包含以下各項中之至少一者：鏈條導引件36；第一連桿41或第二連桿42，其將電致動器38互連至鏈條導引件36；及一齒輪(例如，齒輪44b)，其連接至電致動器38之馬達38a。換言之，應變計經組態以附接至鏈條導引件36、第一連桿41或第二連桿42之一連桿部分及齒輪(例如，齒輪44b)中之至少一者。在所圖解說明實施例中，偵測裝置30包含提供於鏈條導引件36之一內導引板36a上之三個應變計S1、S2及S3。偵測裝置30較佳地包含三個應變計以更準確地偵測自行車鏈條BC之反作用力。較佳地，複數個應變計(例如三個應變計)沿著內導引板36a之一縱向方向附接至內導引板36a。在此實施例中，應變計附接至內導引板之一外表面以避免直接接觸自行車鏈條BC。熟習自行車領域者將明瞭，可將任何數目個應變計應用於鏈條導引件36。 另外或另一選擇係，偵測裝置30包含提供至第一連桿41之一應變計S4。另外或另一選擇係，偵測裝置30包含提供至第二連桿42之一應變計S5。另外或另一選擇係，偵測裝置30包含提供至連接至電致動器38之馬達38a之齒輪44b之一應變計S6。然而，自行車鏈條BC之反作用力可以如下文所闡釋之其他方式偵測。 隨著所偵測鏈條反作用力變得較小，電馬達38a之輸出軸件38d之旋轉程度亦變得較小。因此，隨著所偵測鏈條反作用力變得較小，鏈條導引件36之位移量變得較短。隨著所偵測鏈條反作用力變得較大，電馬達38a之輸出軸件38d之旋轉程度亦變得較大。因此，隨著所偵測鏈條反作用力變得較大，鏈條導引件36之位移量變得較長。若偵測裝置30之應變計偵測到所偵測鏈條反作用力之一突降，則控制器48停止鏈條導引件36或將鏈條導引件36移回以防止鏈條脫落。以此方式，電馬達38a可受控制器48控制，使得當鏈條導引件36處於一靜止位置時(當鏈條導引件36並未處於一換檔操作中時)，自行車鏈條BC避免與鏈條導引件36接觸。 在鏈條反作用力突降時，控制器48可判定自行車鏈條BC是否與一鏈條豎立鉚釘(尖銷)嚙合(向外移位)，或判定自行車鏈條BC是否自一較大鏈輪解嚙合(向內移位)。因此，在此之後，自行車鏈條BC將與較大(或較小)鏈輪嚙合。然而，若偵測反作用力係大的且鏈條導引件36位移過大，則控制器48經程式化以在自偵測到鏈條反作用力之突降時起一預定時間段之後將鏈條導引件36移回(稍微縮回)。 在所圖解說明實施例中，電動自行車撥鏈器控制系統12進一步包含用於間接偵測與自行車鏈條BC之一反作用力相關之資訊之偵測裝置32 (上文所提及)及一偵測裝置50 (下文所論述)。熟習自行車領域者將明瞭，需要此等偵測裝置30、32及50中之僅一者以用於提供與自行車鏈條BC之一反作用力相關之資訊。因此，可自圖2中所圖解說明之電動自行車撥鏈器控制系統12省略偵測裝置30 (應變計)、32 (扭矩感測器)及50 (電流感測器)中之兩者。然而，電動自行車撥鏈器控制系統12可視需求具備此等偵測裝置30、32及50中之一或多者。 在偵測裝置32之情形中，電動自行車撥鏈器控制系統12包含偵測裝置32，該偵測裝置包含經組態以量測一自行車組件之扭矩之一扭矩感測器。自行車組件包含一曲柄軸、一曲柄臂、一踏板及一後輪轂(扭矩感測器將提供至該後輪轂)中之至少一者。因此，與自行車鏈條BC之一反作用力相關之所偵測資訊可由偵測裝置32之扭矩感測器提供，該偵測裝置間接偵測與自行車鏈條BC之一反作用力相關之資訊。此乃因換檔操作期間的一鏈條張力根據由扭矩感測器偵測之一踩踏力增加。因此，若所偵測扭矩增加，則扭矩感測器可間接偵測鏈條反作用力之一增加，此乃因扭矩與鏈條張力相關，該鏈條張力假定為與換檔操作期間的鏈條反作用力成比例。圖4係圖解說明一時間段內的扭矩之一改變之一曲線圖，該曲線圖包含鏈條導引件36自縮回位置(圖6)至延伸位置(圖7)之移動。隨著所偵測扭矩變得較小，電馬達38a之輸出軸件38d之旋轉程度亦變得較小。因此，隨著所偵測扭矩變得較小，鏈條導引件36之位移量變得較短。隨著所偵測扭矩變得較大，電馬達38a之輸出軸件38d之旋轉程度亦變得較大。因此，隨著所偵測扭矩變得較大，鏈條導引件36之位移量變得較長。若偵測裝置32之扭矩感測器偵測到鏈條反作用力之一突降，則控制器48停止鏈條導引件36或將鏈條導引件36移回以防止鏈條脫落。以此方式，電馬達38a可受控制器48控制，使得當鏈條導引件36處於一靜止位置時自行車鏈條BC避免與鏈條導引件36接觸。 另一方面，在偵測裝置50之情形中，電動自行車撥鏈器控制系統12包含偵測裝置50，該偵測裝置包含經組態以量測電致動器38之電流之一電流感測器。偵測裝置50之電流感測器間接偵測與自行車鏈條BC之一反作用力相關之資訊。此乃因若鏈條反作用力在換檔操作期間增加，則電流增加，此乃因需要高電流以使輸出軸件38d抵抗一阻力(如鏈條反作用力)而旋轉。在使用偵測裝置50之電流感測器之情形中，控制器48進一步經組態以控制電致動器38以根據由電流感測器偵測的電致動器38之一電流值使鏈條導引件36位移，使得鏈條導引件36之一位移量基於電致動器38之該所偵測電流值變化。此外，控制器48進一步經組態以基於該所偵測資訊控制馬達38a之輸出軸件38d之一旋轉程度。圖5係圖解說明一時間段內的電馬達38a之馬達電流之一改變之一曲線圖，該曲線圖包含鏈條導引件36自縮回位置(圖6)至延伸位置(圖7)之移動。隨著電馬達38a之馬達電流變得較小，電馬達38a之輸出軸件38d之旋轉程度亦變得較小。因此，隨著電馬達38a之馬達電流變得較小，鏈條導引件36之位移量變得較短。隨著電馬達38a之馬達電流變得較大，電馬達38a之輸出軸件38d之旋轉程度亦變得較大。因此，隨著電馬達38a之馬達電流變得較大，鏈條導引件36之位移量變得較長。若偵測裝置50之電流感測器偵測到電馬達38a之馬達電流之一突降，則控制器48停止鏈條導引件36或將鏈條導引件36移回以防止鏈條脫落。以此方式，電馬達38a可受控制器48控制，使得當鏈條導引件36處於一靜止位置時自行車鏈條BC避免與鏈條導引件36接觸。 控制器48經組態以根據來自偵測裝置30、32及50中之一或多者之所偵測資訊控制電致動器38。更具體而言，控制器48經組態以控制電致動器38，使得當所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一第一預定量時，鏈條導引件36自一靜止位置位移至一第一換檔位置。換言之，控制器48進一步經組態以控制電致動器38，使得當偵測裝置30、32及50中之至少一者之所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一第一預定量時，一換檔操作期間的鏈條導引件36之一位移量係一第一位移量。 此外，控制器48進一步經組態以控制電致動器38，使得當所偵測資訊指示所偵測鏈條反作用力等於或高於第一預定量時，鏈條導引件36自靜止位置位移至與第一換檔位置相比距靜止位置更遠之一第二換檔位置。換言之，控制器48進一步經組態以控制電致動器38，從而當偵測裝置30、32及50中之至少一者之所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力等於或高於第一預定量時，鏈條導引件36之位移量係大於第一位移量之一第二位移量。 當控制器48判定鏈條導引件36可能由於過度換檔而沿一當前位移方向移動過遠時，控制器48執行一鏈條脫落預防操作。具體而言，控制器48進一步經組態以控制電致動器38以在偵測裝置30、32及50中之至少一者之所偵測資訊指示等於或高於一預定鏈條反作用力下降速率之一所偵測鏈條反作用力下降速率(亦即鏈條反作用力在換檔操作期間突然降低)時使處於其中鏈條導引件36之位移量係第二位移量之一換檔操作中之鏈條導引件36沿與一現有位移方向相反之一方向位移。控制器48可能控制電致動器38，使得鏈條導引件在偵測裝置30、32及50中之至少一者偵測到等於或高於預定鏈條反作用力下降速率之鏈條反作用力下降速率時於鏈條導引件36到達第二換檔位置之前沿相反方向移動。 控制器48進一步經組態以控制電致動器38以在偵測裝置30、32及50中之至少一者於一規定時間段(例如0毫秒至10毫秒)內偵測到鏈條反作用力下降速率之後使鏈條導引件36沿相反方向位移。換言之，控制器48控制電致動器38以使鏈條導引件36沿當前位移方向位移達一規定時間段以完成換檔操作。此後，偵測裝置30、32及50中之至少一者將偵測由於自行車鏈條與前鏈輪中之目標者之嚙合而引起的鏈條反作用力之一下降，此乃因在彼時自行車鏈條BC傾向於自鏈條導引件36離開。在一規定時間段(例如0毫秒至10毫秒)內，控制器48將使電馬達38a反向以沿相反方向稍微移動鏈條導引件36。另一選擇係，控制器48進一步經組態以控制電致動器38以在偵測裝置30、32及50中之至少一者偵測到鏈條反作用力下降速率之後停止使鏈條導引件36位移。在偵測裝置30偵測到鏈條反作用力下降速率之後無論控制器48僅停止鏈條導引件36還是使鏈條導引件36沿相反方向移動皆可由使用者基於一選定齒輪比率而設定(亦即，藉由自行車鏈條BC與前鏈輪FS及後鏈輪RS之嚙合而判定)或經預程式化為以上兩種情況中之任一者。 控制器48進一步經組態以控制電致動器38以在偵測裝置30、32及50中之至少一者之所偵測資訊指示等於或高於一預定鏈條反作用力下降速率之一所偵測鏈條反作用力下降速率時停止使處於其中鏈條導引件36之位移量係第二位移量之一換檔操作中之鏈條導引件36沿一現有位移方向位移。 以此方式，控制器48可判定鏈條導引件36之適當位移量係根據自行車鏈條BC與鏈條導引件36之所偵測反作用力。舉例而言，若鏈條之所偵測反作用力係大的，則將鏈條導引件36之位移量控制為大的，以便抵抗自行車鏈條BC之反作用力而將自行車鏈條BC肯定地嚙合至前鏈輪FS中之一目標者。相比而言，若自行車鏈條BC之所偵測反作用力係小的，則控制鏈條導引件36之位移量以避免使撥鏈器20之鏈條導引件36位移過大。 當將一自行車組件之扭矩用作所偵測資訊時，控制器48經組態以控制電致動器38以根據由偵測裝置32之扭矩感測器偵測的自行車組件之一扭矩使鏈條導引件36位移，使得當所偵測扭矩小於一第一預定量時，鏈條導引件36自一靜止位置位移至一第一換檔位置，且使得當所偵測扭矩等於或高於第一預定量時，鏈條導引件36自靜止位置位移至與第一換檔位置相比距靜止位置更遠之一第二換檔位置。由於偵測裝置32之扭矩感測器並不直接偵測一鏈條反作用力，因此控制器48可緊接在開始換檔操作之前根據來自偵測裝置32之扭矩感測器之所偵測資訊來控制鏈條導引件36之位移量。在此情形中，所偵測資訊並不對應於鏈條反作用力，而是對應於換檔操作開始時之一鏈條張力。 藉由使用偵測鏈條反作用力之偵測裝置30 (亦即，應變計S1至S6中之一者)，甚至在不使鏈條導引件36移位時仍可能調整鏈條導引件36之位置。舉例而言，若偵測裝置30偵測到小於預定程度之一鏈條反作用力並連續偵測到該鏈條反作用力超出預定週期，則控制器48可判定自行車鏈條BC正觸碰鏈條導引件36。為了避免一觸碰雜訊，控制器48致動電馬達38a以將鏈條導引件36移動至一微調位置。換言之，控制器48進一步經組態以控制電致動器38以在偵測裝置30之所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一預定量達超過一預定時間段時使鏈條導引件36位移至一微調位置。術語「微調位置」係指自以經嚙合鏈輪為中心之鏈條導引件位置稍微偏移之一鏈條導引件位置。 如圖2中所見，撥鏈器20可視情況具備一位置感測器52以有助於藉由致動電馬達38a而使鏈條導引件36移位。位置感測器52可為包含一固定電接觸板及一可移動電刷板之一電位計，或具有安置於一遮光輪之一側上之一光源或LED及安置於該遮光輪之其他側上之一光偵測器(諸如一光電晶體)的一光斷續器。因此，來自位置感測器52之所偵測資訊由控制器48接收以更精確地控制電馬達38a以用於移動鏈條導引件36。以此方式，控制器48可結合鏈條導引件36之移動資料使用指示一鏈條反作用力之資訊來針對一換檔操作發生之每一時間以不同方式準確地控制鏈條導引件36之位置。 現在轉至圖6至圖9，底座部件40上之電致動器38之安裝配置被敍述。首先，底座部件40使用一螺栓60 (螺紋緊固件)安裝至自行車車架F。因此，電致動器38經由底座部件40而安裝至自行車車架F。電致動器38藉由一安裝銷62及一螺絲64而可拆分地安裝至底座部件40。特定而言，電致動器38之外殼38c具備一對安裝凸緣38c1及38c2及一安裝凹口38c3，而底座部件40具備一對安裝凸緣40a及40b及一安裝突出部40c。安裝凸緣38c1、38c2、40a及40b中之每一者具有經定大小以摩擦地接收安裝銷62之一孔。以此方式，電致動器38之外殼38c固定底座部件40。安裝銷62亦用以將第一連桿41之一外鏈接41a以樞轉方式支撐至底座部件40。安裝突出部40c經定大小以裝配至由安裝凹口38c3形成之一凹部中。螺絲64穿過安裝凹口38c3中之一孔及安裝突出部40c中之一孔，且然後旋緊至電致動器38之外殼38c之一螺紋孔中。以此方式，電致動器38之外殼38c固定至底座部件40。 在理解本發明之範疇時，如本文中所使用之術語「包括」及其派生詞意欲為開放型術語，其規定所陳述特徵、元件、組件、群組、整數及/或步驟之存在，但不排除其他未陳述特徵、元件、組件、群組、整數及/或步驟之存在。前述內容亦適用於具有類似含義之措辭，諸如術語「包含」、「具有」及其派生詞。此外，除非另外陳述，否則以單數形式使用時之術語「部分(part)」、「區段」、「部分(portion)」、「部件」或「元件」可具有一單個部分或複數個部分之雙重含義。 如本文中所使用，以下方向性術語「面向車架側」、「非面向車架側」、「向前」、「向後」、「前」、「後」、「上」、「下」、「在…上面」、「在…下面」、「向上」、「向下」、「頂部」、「底部」、「側」、「垂直的(vertical)」、「水平的」、「垂直的(perpendicular)」及「橫向的」以及任何其他類似方向性術語係指處於一直立騎乘位置且配備有電動自行車撥鏈器控制系統12之一自行車之彼等方向。因此，如用以闡述電動自行車撥鏈器控制系統之此等方向性術語應相對於在一水平表面上處於一直立騎乘位置且配備有電動自行車撥鏈器控制系統12之一自行車而進行解釋。使用術語「左」及「右」以在提及自自行車之後部觀察之右側時指示「右」且在提及自自行車之後部觀察之左側時指示「左」。 將理解，儘管本文中可使用術語「第一」及「第二」來闡述各種組件，但此等組件不應受此等術語限制。此等術語僅用於將一個組件與另一組件區分開。因此，舉例而言，在不背離本發明之教示之情況下，上文所論述之一第一組件可被稱為一第二組件且反之亦然。如本文中所使用之術語「附接(attached)」或「附接(attaching)」囊括：其中藉由將一元件直接貼附至另一元件而將元件直接固定至另一元件之構形；其中藉由將元件貼附至中間部件、將中間部件繼而貼附至另一元件而將元件間接固定至另一元件之構形；及其中一個元件與另一元件成整體(亦即一個元件基本上係另一元件之部分)之構形。此定義亦適用於類似意義之措辭，舉例而言，「接合」、「連接」、「耦合」、「安裝」、「結合」、「固定」及其派生詞。最後，如本文中所使用之諸如「實質上」、「 大約」及「約」等程度術語意指被修飾術語之一偏差量，使得最終結果係未經顯著改變的。 雖然僅挑選選定實施例來圖解說明本發明，但熟習此項技術者將自本發明明瞭，可在不背離如隨附申請專利範圍中所界定的本發明之範疇之情況下在本文中做出各種改變及修改。舉例而言，除非另外具體陳述，否則只要改變並未實質上影響其預期功能，各種組件之大小、形狀、位置或定向便可視需要及/或視需求而改變。具體而言，除非另外陳述，否則只要改變並未實質上影響其預期功能，展示為彼此直接連接或接觸之組件便可具有安置於其之間的中間結構。除非另外具體陳述，否則一個元件之功能可由兩個元件執行，且反之亦然。一項實施例之結構及功能可在另一實施例中採用。所有優點未必同時存在於一特定實施例中。獨特於先前技術之每一特徵(單獨地或與其他特徵組合)亦應被視為包含此一(此等)特徵所體現之結構概念及/或功能概念的申請人之其他發明之一單獨說明。因此，根據本發明之對實施例之前述說明僅係出於圖解說明而提供，而非出於限制由隨附申請專利範圍及其等效內容所界定之本發明之目的。
1‧‧‧自行車12‧‧‧電動自行車撥鏈器控制系統14‧‧‧換檔操作裝置16‧‧‧換檔操作裝置20‧‧‧前電動自行車撥鏈器/撥鏈器/電動自行車撥鏈器控制系統22‧‧‧後電動自行車撥鏈器/撥鏈器24‧‧‧自行車電腦26‧‧‧電源30‧‧‧偵測裝置32‧‧‧偵測裝置34‧‧‧電力線36‧‧‧鏈條導引件36a‧‧‧內導引板38‧‧‧電致動器38a‧‧‧電馬達/馬達38b‧‧‧馬達驅動器38c‧‧‧致動器外殼/外殼38c1‧‧‧安裝凸緣38c2‧‧‧安裝凸緣38d‧‧‧輸出軸件40‧‧‧底座部件40a‧‧‧安裝凸緣40b‧‧‧安裝凸緣40c‧‧‧安裝突出部41‧‧‧第一連桿41a‧‧‧外鏈接42‧‧‧第二連桿44‧‧‧齒輪減速機構44a‧‧‧輸出軸件44b‧‧‧扇形齒輪/齒輪46‧‧‧電力線48‧‧‧換檔控制器/控制器50‧‧‧偵測裝置52‧‧‧位置感測器60‧‧‧螺栓62‧‧‧安裝銷64‧‧‧螺絲BC‧‧‧自行車鏈條C1‧‧‧第一曲柄臂C2‧‧‧第二曲柄臂CA‧‧‧曲柄軸F‧‧‧自行車車架FF‧‧‧前叉形件FS‧‧‧前鏈輪FW‧‧‧前輪H‧‧‧下彎把手P1‧‧‧第一踏板P2‧‧‧第二踏板RH‧‧‧後輪轂RS‧‧‧後鏈輪S1‧‧‧應變計S2‧‧‧應變計S3‧‧‧應變計S4‧‧‧應變計S5‧‧‧應變計S6‧‧‧應變計
現在參考形成此原始揭示內容之一部分之附圖： 圖1係根據一項所圖解說明實施例之配備有一電動自行車撥鏈器控制系統之一自行車之一側視立面圖； 圖2係根據所圖解說明實施例之電動自行車撥鏈器控制系統之一方塊圖； 圖3係圖1中所圖解說明之前撥鏈器之一經放大外側立面圖； 圖4係圖解說明一時間段內的扭矩之一改變之一曲線圖，該曲線圖包含鏈條導引件自縮回位置至延伸位置之移動； 圖5係圖解說明一時間段內的馬達之馬達電流之一改變之一曲線圖，該曲線圖包含鏈條導引件自縮回位置至延伸位置之移動。 圖6係圖3中所圖解說明之前撥鏈器之一前視立面圖，其中鏈條導引件處於縮回位置，且前蓋被移除，且輸出軸件蓋之一部分被拆離； 圖7係圖3及圖6中所圖解說明之前撥鏈器之一前視立面圖，其中鏈條導引件處於延伸位置，且前蓋被移除，且輸出軸件蓋之一部分被拆離； 圖8係圖3、圖6及圖7中所圖解說明之前撥鏈器之一部分分解透視圖；且 圖9係圖3及圖6至圖8中所圖解說明之前撥鏈器之一部分前視立面圖。
16‧‧‧換檔操作裝置
20‧‧‧前電動自行車撥鏈器/撥鏈器/電動自行車撥鏈器控制系統
24‧‧‧自行車電腦
26‧‧‧電源
30‧‧‧偵測裝置
32‧‧‧偵測裝置
34‧‧‧電力線
36‧‧‧鏈條導引件
38‧‧‧電致動器
38a‧‧‧電馬達/馬達
38b‧‧‧馬達驅動器
42‧‧‧第二連桿
46‧‧‧電力線
48‧‧‧換檔控制器/控制器
50‧‧‧偵測裝置
52‧‧‧位置感測器
C1‧‧‧第一曲柄臂
C2‧‧‧第二曲柄臂
CA‧‧‧曲柄軸
P1‧‧‧第一踏板
P2‧‧‧第二踏板
RH‧‧‧後輪轂

Claims (18)

  1. 一種電動自行車撥鏈器控制系統，其包括：一撥鏈器，其包含用以使一自行車鏈條位移之一鏈條導引件及操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移之一電致動器；一偵測裝置，其經組態以偵測與來自該鏈條導引件之該自行車鏈條之一反作用力相關之資訊；及一控制器，其經組態以根據該所偵測資訊控制該電致動器以位移該鏈條導引件。
  2. 如請求項1之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該控制器進一步經組態以控制該電致動器，使得當該偵測裝置之該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一第一預定量時，在一換檔操作期間該鏈條導引件之一位移量係一第一位移量，且當該偵測裝置之該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力等於或高於該第一預定量時，該鏈條導引件之該位移量係大於該第一位移量之一第二位移量。
  3. 一種電動自行車撥鏈器控制系統，其包括：一撥鏈器，其包含用以使一自行車鏈條位移之一鏈條導引件及操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移之一電致動器；一偵測裝置，其經組態以偵測與該自行車鏈條之一反作用力相關之資訊；及一控制器，其經組態以根據該所偵測資訊控制該電致動器，從而在一 換檔操作期間的該鏈條導引件之一位移量依據該反作用力而設定。
  4. 如請求項3之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該控制器進一步經組態以控制該電致動器，使得當該偵測裝置之該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一第一預定量時，在該換檔操作期間該鏈條導引件之該位移量係一第一位移量，且當該偵測裝置之該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力等於或高於該第一預定量時，該鏈條導引件之該位移量係大於該第一位移量之一第二位移量。
  5. 如請求項2或4之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置之該所偵測資訊指示等於或高於一預定鏈條反作用力下降速率之一所偵測鏈條反作用力下降速率時使處於其中該鏈條導引件之該位移量係該第二位移量之一換檔操作中之該鏈條導引件沿與一現有位移方向相反之一方向位移。
  6. 如請求項2或4之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置之該所偵測資訊指示等於或高於一預定鏈條反作用力下降速率之一所偵測鏈條反作用力下降速率時停止使處於其中該鏈條導引件之該位移量係該第二位移量之一換檔操作中之該鏈條導引件沿一現有位移方向位移。
  7. 如請求項5之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置於一規定 時間段內偵測到該鏈條反作用力下降速率之後使該鏈條導引件沿該相反方向位移。
  8. 如請求項5之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置偵測到該鏈條反作用力下降速率之後停止使該鏈條導引件位移。
  9. 如請求項1或3之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該電致動器包含一電馬達；且該控制器進一步經組態以基於該所偵測資訊控制該馬達之一輸出軸件之一旋轉程度。
  10. 如請求項1或3之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該偵測裝置包含安置於該撥鏈器之一部分上之一應變計，該應變計接收來自使該自行車鏈條位移之該鏈條導引件之一反作用力。
  11. 如請求項10之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該撥鏈器之該部分包含以下各項中之至少一者：該鏈條導引件；一連桿總成之一連桿部分，其將該電致動器互連至該鏈條導引件；及一齒輪，其連接至該電致動器之一馬達。
  12. 如請求項10之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該控制器進一步經組態以控制該電致動器以在該偵測裝置之該所偵 測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一預定量達超過一預定時間段時使該鏈條導引件位移至一微調位置。
  13. 如請求項1或3之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該偵測裝置包含一扭矩感測器，該扭矩感測器經組態以量測一自行車組件之扭矩。
  14. 如請求項13之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該自行車組件包含一曲柄軸、一曲柄臂、一踏板及一後輪轂中之至少一者。
  15. 一種電動自行車撥鏈器控制系統，其包括：一撥鏈器，其包含用以使一自行車鏈條位移之一鏈條導引件及操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移之一電致動器；一偵測裝置，其經組態以偵測與該自行車鏈條之一反作用力相關之資訊，該偵測裝置包含一電流感測器，該電流感測器經組態以量測該電致動器之電流；及一控制器，其經組態以根據該所偵測資訊控制該電致動器。
  16. 如請求項15之電動自行車撥鏈器控制系統，其中該控制器進一步經組態以控制該電致動器以根據由該電流感測器偵測的該電致動器之一電流值來使該鏈條導引件位移，使得該鏈條導引件之一位移量基於該電致動器之該所偵測電流值而變化。
  17. 一種電動自行車撥鏈器控制系統，其包括：一撥鏈器，其包含用以使一自行車鏈條位移之一鏈條導引件及操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移之一電致動器；一偵測裝置，其經組態以偵測與該自行車鏈條之一反作用力相關之資訊；及一控制器，其經組態以控制該電致動器，使得當該所偵測資訊指示一所偵測鏈條反作用力小於一第一預定量時，該鏈條導引件自一靜止位置位移至一第一換檔位置，且使得當該所偵測資訊指示該所偵測鏈條反作用力等於或高於該第一預定量時，該鏈條導引件自該靜止位置位移至與該第一換檔位置相比距該靜止位置更遠之一第二換檔位置。
  18. 一種電動自行車撥鏈器控制系統，其包括：一撥鏈器，其包含用以使一自行車鏈條位移之一鏈條導引件及操作地耦合至該鏈條導引件以使該鏈條導引件位移之一電致動器；一扭矩感測器，其經組態以量測一自行車組件之扭矩；及一控制器，經組態以控制該電致動器以根據由該扭矩感測器偵測的該自行車組件之一扭矩來使該鏈條導引件位移，使得當該所偵測扭矩小於一第一預定量時，該鏈條導引件自一靜止位置位移至一第一換檔位置，且使得當該所偵測扭矩等於或高於該第一預定量時，該鏈條導引件自該靜止位置位移至與該第一換檔位置相比距該靜止位置更遠之一第二換檔位置。
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