TWI723249B - 用於自行車之傳動系、電氣助力式自行車系統以及用於自行車之設備 - Google Patents

用於自行車之傳動系、電氣助力式自行車系統以及用於自行車之設備 Download PDF

Info

Publication number
TWI723249B
TWI723249B TW107104782A TW107104782A TWI723249B TW I723249 B TWI723249 B TW I723249B TW 107104782 A TW107104782 A TW 107104782A TW 107104782 A TW107104782 A TW 107104782A TW I723249 B TWI723249 B TW I723249B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
power
battery
bicycle
electric
ipc
Prior art date
Application number
TW107104782A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201829248A (zh
Inventor
凱文 衛斯林
Original Assignee
美商速聯有限責任公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商速聯有限責任公司 filed Critical 美商速聯有限責任公司
Publication of TW201829248A publication Critical patent/TW201829248A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI723249B publication Critical patent/TWI723249B/zh

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
    • B62M9/06—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
    • B62M9/10—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like
    • B62M9/12—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like the chain, belt, or the like being laterally shiftable, e.g. using a rear derailleur
    • B62M9/121—Rear derailleurs
    • B62M9/122—Rear derailleurs electrically or fluid actuated; Controls thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/20—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power generated by humans or animals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/66—Arrangements of batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J43/00—Arrangements of batteries
    • B62J43/20—Arrangements of batteries characterised by the mounting
    • 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
    • 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
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • 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
    • B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
    • B62M9/06—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
    • B62M9/10—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like
    • B62M9/12—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like the chain, belt, or the like being laterally shiftable, e.g. using a rear derailleur
    • B62M9/131—Front derailleurs
    • B62M9/132—Front derailleurs electrically or fluid actuated; Controls thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • H02J13/00024—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission by means of mobile telephony
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1407—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle on vehicles not being driven by a motor, e.g. bicycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/12—Bikes
    • 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
    • B62M9/00—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like
    • B62M9/04—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio
    • B62M9/06—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like
    • B62M9/10—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like
    • B62M9/12—Transmissions characterised by use of an endless chain, belt, or the like of changeable ratio using a single chain, belt, or the like involving different-sized wheels, e.g. rear sprocket chain wheels selectively engaged by the chain, belt, or the like the chain, belt, or the like being laterally shiftable, e.g. using a rear derailleur
    • B62M9/121—Rear derailleurs
    • B62M9/124—Mechanisms for shifting laterally
    • B62M9/1248—Mechanisms for shifting laterally characterised by the use of biasing means, e.g. springs; Arrangements thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

一種用於一自行車之設備包括：一中間電力連接器，其經組配用於在一自行車組件與遠離該自行車組件而定位之一電源之間傳輸電力。該中間電力連接器具有一耦接部分，該耦接部分經組配以可移除地附接至該自行車組件之一連接部分。該自行車組件亦可包括具有一電池耦接部分之一電池，該電池耦接部分經組配以可移除地附接至該自行車組件之該連接部分。該電池及該中間電力連接器可選擇性地附接至該自行車組件以向其提供電力。

Description

用於自行車之傳動系、電氣助力式自行車系統以及用於自行車之設備
本發明大體上係關於自行車變速器，且更特定言之，係關於可由整合式電池或遠端電池供電之電動變速器以及用於實施之幾何佈置。
自行車電動換檔系統具有電池。在一些情況下，其係為所有組件供電之共同電池。通常，傳輸電力之電纜亦傳輸控制信號。舉例而言，美國專利第6,741,045 B2號使用相同之電纜線來進行電力及控制。此舉通常係為了最小化集束電纜中導體之數目。最近，已經引入了在每一組件上具有個別電池之無線系統。控制信號亦應為無線的，以達成無線系統之全部優勢。因此，每一無線變速器可具有無線接收器及電池，諸如可再充電及可移除之電池。用於自行車換檔系統之無線系統例如在美國專利申請公開案第2015/0111675 A1號中已知，該美國專利申請公開案以全文引用之方式併入本文中。
在一實施例中，提供一種用於一自行車之傳動系。該傳動系包括一電動換檔器，該電動換檔器經組配以改變該傳動系之一齒輪傳動，該電動換檔器具有一連接部分，該連接部分經組配用於可移除地附接至具有一第一耦接部分之一電池。該傳動系亦包括具有一第二耦接部分之一中間電力連接器，該第二耦接部分經組配用於可移除地附接至該電動換檔器之該連接部分。該中間電力連接器經組配以在一遠端電源與該電動換檔器之間傳輸電力。
將無線換檔系統與電動自行車(electric bike或e-bike)整合可利用相對較大之電動自行車電池為無線換檔裝置及其他電動自行車組件(諸如助力馬達)提供電力。電動自行車電池之電壓及容量通常遠高於後變速器電池。舉例而言，36伏及11安培-小時為此種電動自行車電池之典型大小。組件級電池(諸如SRAM eTap™電池)可能為8伏及300毫安小時。因此，即使是幾乎耗盡之電動自行車馬達亦能有效地向後變速器提供電力，後變速器通常使用組件級電池供電。需要使用電動自行車電池為電動變速器供電，該等變速器經設計以首先與數個離散之組件級電池一起工作，而不對變速器進行改變或進行最小之改變。
在一些情況下，允許電動自行車系統控制變速器之操作亦可為有利的。無論是經由手動操作之使用者介面，如升檔及降檔開關，還是由電動自行車系統判定之參數自動地。
無線通訊系統考慮無線安全性時亦有一些問題需要解決。先前技術中已知之使用有線通訊之換檔或變速器系統係自含式的，且除非他們騎著自行車，否則任何人都無機會接管換檔之控制。對於無線通訊系統，無線組件之間的通訊必須安全，否則除騎手之外的其他人可能能夠控制自行車。實現此目標的一種方式為對通訊進行加密。然而，若一個變速器經組配以與若干不同之電動自行車系統一起工作，則難以為每一電動自行車系統提供對無線傳輸之存取以與變速器通訊且仍然保持安全。因此，要解決之一個問題係如何允許各種電動自行車系統在無需為每一電動自行車系統製作特殊版本之變速器的情況下供電及控制無線變速器。
在一實施例中，電動變速器可由整合式電源或遠端電源供電，且可包括使其成為可能之特定幾何佈置。遠端及/或整合式電源可為電池。整合式電池經組配用於可移除地附接至變速器之連接部分。遠端電池可使用中間電力連接器連接，該中間電力連接器包括經組配以附接至變速器之連接部分之耦接部分。中間電力連接器由此包括導體，該導體與遠離變速器及/或與變速器分開地附接至自行車之電池電連通。由此，變速器可替代地耦接至電池或中間電力連接器以向變速器提供電力。此外，變速器可藉由遠離變速器之無線信號或當耦接至中間連接器時藉由經由中間連接器傳輸之有線信號來控制。
本文將參考各個圖來描述本發明之實施例。應理解，本文提出之各圖及描述僅僅係為了說明而提供，且並不將本發明僅限於所揭示之實施例。此外，為了清楚起見而非作為限制術語，在詳細描述中使用術語「第一」及「第二」、「前」及「後」，或「左」及「右」。此外，該等術語係指按習知方式安裝在自行車上之自行車機構，且除非另有指示，自行車以標準方式定向及使用。
圖1說明實例自行車100，其可用於使用中間電力連接器205實施與換檔器36之連接。在所說明實施例中，自行車100包括框架38、把手22及座位24。自行車100亦包括第一或前輪79及第二或後輪78。包括前制動器92及/或後制動器91以分別制動前輪79及後輪78。前制動器92及/或後制動器91由至少一個制動致動器93控制。自行車100包括傳動系70。圖1之傳動系70包括曲柄總成71，該曲柄總成經由鏈條72可操作地附接至後部盒41。曲柄總成包括曲柄臂74及踏板76，及至少一個鏈環77，該至少一個鏈環經組配以與鏈條72可操作地耦接以將施加在曲柄總成70上之力及/或動力傳動至鏈條72。此力及/或動力藉由鏈條72傳動至後部盒41，由此激勵力20及/或動力自後部盒41傳動至後輪78。雖然傳動系70包括換檔器，即所說明實施例中之後變速器36，但諸如內齒輪轂、齒輪箱及/或無級變速器之其他變速器可應用於自行車100。
傳動系70亦可包括助力裝置200。踏板扭矩藉由騎手使用踏板76及曲柄臂74施加至曲柄總成71。助力裝置200經組配以輔助後輪78之旋轉。在所說明實施例中，助力裝置200經組配以經由至曲柄總成71之耦接連接來輔助後輪78之旋轉。助力裝置200由遠端電源201供電。
如圖1所示，鏈條72可使用換檔器(諸如後變速器36)在後部盒41之個別鏈輪之間移動。所揭示之實施例中之換檔器或後變速器36為電動換檔器，其由指示換檔命令已被自行車操作員或騎手致動之信號控制。如本文中所述，電動後變速器36可替代地由整合式電源或遠端電源201使用導電連接器或電纜206供電。電力經由電纜206自遠端電源201提供給耦接至後變速器36之中間電力連接器205。換檔命令使用電動致動器94實施，該電動致動器可由騎手手動操作。指示換檔命令之信號可使用有線及/或無線通訊技術傳達至電動後變速器36。
後變速器36亦可經組配以與整合式電源(諸如可移除式電池300)一起工作，例如如圖3、圖4A、圖4B及圖5A中所示。中間電力連接器205可包括與後變速器36之介面，其包括類似於可移除式電池300之介面特徵以便電連接至變速器。此介面可具有可移除地附接或耦接至後變速器36之部分。中間電力連接器205或至少其連接部分亦可小於可移除式電池300，如可在圖5A及圖8A中所見。由於中間電力連接器205將自遠端電池或電源201傳輸電力，所以中間電力連接器可包括用於將由遠端電池提供之電能轉換成可由變速器205使用之形式之電路。舉例而言，中間電力連接器205可包括用於電壓降低、電壓整流之電路及其他電力變換電路及/或裝置，或其組合。在一實施例中，中間電力連接器205亦可包括通訊電路及/或其他裝置。舉例而言，中間電力連接器205可包括無線傳輸器及/或接收器、至無線轉換器之CANbus、有線資料連接器、至變速器協定轉換器之CANbus，及/或其他裝置或電路，及其組合。
自行車100包括助力裝置200，且為具有電動馬達助力及電動換檔之電動自行車。如上所述，自行車100具有框架安裝之遠端電源或遠端電池201及框架安裝之後變速器36及助力馬達202。在其他實施例中，自行車100亦可包括前變速器。如圖所示，自行車100亦藉助於換檔致動器或電動致動器94而具有把手安裝之使用者介面。所有此等組件可連接至遠端電源或遠端電池201，如本文所述。此外，電動自行車中央控制系統或控制器與每一組件之間的所有通訊皆藉由有線或無線通訊達成。可能存在自中央控制器至每一組件之個別導線之離散控制，或系統可能使用控制器區域網路(「CAN」)匯流排，該匯流排經設計以允許微控制器及裝置在應用中彼此通訊。電動自行車中央控制系統在先前技術中係已知的，在此不另外展示或描述。
雖然所說明之自行車100為山地自行車且可包括諸如減震前叉99之懸架組件，但本文揭示之實施例可用諸如公路自行車之其他類型之自行車來實施。自行車100之前方及/或向前定向由圖1中箭頭「A」之方向指示。由此，自行車之向前移動方向由箭頭A之方向指示。
圖2表示無線換檔系統之現有技術狀態，例如SRAM ETAP™。圖2所示之系統具有多個裝置。右側裝置包括使用者介面(「UI」) 304以及控制器及無線通訊器，在下文中將其識別為無線通訊器及控制器306。左側裝置包括電池300、無線通訊器308及後變速器36。使用者介面304係使用者與之互動以引發換檔之介面。在許多情況下，使用者介面304實施為一對換檔按鈕，一個用於升檔，一個用於降檔。然而，使用者介面304可為使用者與之互動以導致換檔命令之啟動或後變速器36之齒輪傳動狀態之另一改變的任何介面。舉例而言，使用者介面304可為被致動以自手動換檔模式轉為自動換檔模式之按鈕。在自動換檔模式中，UI 304可指示自動換檔參數之某一調整。舉例而言，自動換檔模式可改變發生自動換檔之曲柄節奏、功率或自行車速度。無線通訊器及控制器306之控制器包括的控制器自使用者介面304接收命令並將命令轉換為無線通訊單元安全操作所需之協定。
無線通訊器及控制器306可包括某一配對功能，由此UI 304與後變速器36唯一地配對，使得只有特定之控制器及UI被允許與特定之變速器通訊。配對可限於每一端之一個單一裝置，或其亦可包括額外裝置。舉例而言，兩組獨立之換檔器可能夠控制單一變速器，但不能超過兩個變速器可與變速器配對。或者，可能只有一組變速器及一個非換檔器裝置(諸如智慧型電話或平板電腦)可配對，以便能夠控制單一變速器。或者，兩個以上之換檔器可與變速器配對。
圖2在左側上亦展示後變速器36及無線通訊器308以及可移除式電池300。無線通訊器308在使用者介面304處與無線通訊器及控制器306通訊。無線通訊器308可使用任何無線技術進行通訊。舉例而言，可使用Wifi、BLUETOOTH®低能量(「BLE」)、Ant +™及/或SRAM AIREA™及其他無線通訊技術及/或協定。後變速器36處之無線通訊器308可僅為接收器，或傳輸器及接收器。無線通訊器308可位於後變速器36之任何部分上，包括但不限於b型肘節、內鏈節、外鏈節、p型肘節或籠總成。
另外，電池300可附接至後變速器36，如圖3所說明，以允許變速器在無來自遠端電源或遠端電池201之有線連接之情況下被供電，該遠端電源或遠端電池通常附接至自行車100之框架或其他組件。電池300利用閂鎖310固持在後變速器36上，其在圖2中示意性地說明。電池300可在無工具之情況下容易地移除，但亦可經修改以藉由使用帶工具介面來保持。電池300可包括用於調節使用及充電之電池管理系統(「BMS」)。BMS為一種用於現代鋰及/或鋰離子電池組之技術。
圖3展示圖1及圖2中之後變速器，其附接至自行車框架38且定位於後部盒41旁邊。鏈條72僅用虛線示意性地展示。電動或機電後變速器36之基本結構包括：基座部件312，亦稱為「b型肘節」，其可以習知方式附接至自行車框架38；外鏈節314；及內鏈節316，其例如藉由鏈節銷樞轉地連接至基座部件。亦稱為「p型肘節」之可移動部件或總成318在與基座部件312相對之末端處樞轉地連接至外鏈節314及內鏈節316，以准許可移動總成318相對於基座部件移位。
圖4A為圖2及圖3中之後變速器36之透視圖，其中整合式電源或電池300附接且被鎖定。圖4B為圖2及圖3中之後變速器36之透視圖，其中電池被移除。圖5A為圖4A中之後變速器36之橫截面圖，其中電池300附接且被鎖定。圖5B為圖4A中之後變速器36之截面圖，但其中電池300部分地附接且被解鎖。圖6展示圖2、圖3及圖4A中之電池300之透視圖。如此等圖中所示，後變速器36 (見圖4B)界定電池300與變速器之間的介面之一部分。在此實例中，該介面部分被界定為在變速器之一部分上之連接部分302。同樣，電池300 (見圖6)亦界定此介面之一部分，且該介面部分在本文中界定為在電池之一部分上之電池耦接部分320。耦接部分320及連接部分302經組配以彼此機械配合且電配合，使得電池300可附接至後變速器36且向後變速器36提供電力。在一實施例中，介面可包括兩個或更多個部分連接。舉例而言，介面可包括組配在配合部分之間的狹槽-突起及閂鎖附接件中之一個或兩個。介面亦可或替代地包括密封件以保護介面免受元件及污染的影響。密封件可為介面處之連接組件之壓縮性面對面密封件。在一實施例中，耦接部分302包括圍繞介面之電觸點之至少一個密封件。耦接部分302可使用電觸點周圍之多個緊固件附接至變速器。舉例而言，可使用兩個、三個或四個螺釘將耦接部分302附接至變速器。
圖7引入如上所述之中間電力及/或連接器元件之使用，該中間電力及/或連接器元件可被稱為熱靴或中間電力連接器(「IPC」) 205。IPC為用於以遠端電源或電池替代整合式電源或電池之裝置之術語。IPC 205由遠端電池供電，該遠端電池可為電動自行車電池，諸如遠端電池或電源201。當代替整合式電池300使用時，IPC 205亦界定IPC與後變速器36之間的介面之一部分。該介面部分在本文中被界定為IPC耦接部分322，且經組配以與後變速器36之連接部分機械配合且電配合。在此實施例中，IPC耦接部分322匹配離散電池300之介面320。在圖7之情況下，IPC 205與後變速器36之間的介面亦包括可在無工具之情況下使用的閂鎖310。IPC 205可小於其替換之電池300，因為電池元件或電池可能不再包括在總成中。IPC 205亦具有與電池所包括的相同之電連接及密封。IPC 205亦可降低來自電動自行車電池之電壓。舉例而言，許多電動自行車電池為36伏，且許多電動換檔系統為8至12伏系統。因此，IPC 205可包括電壓降低電路，該電壓降低電路取得由遠端電池201提供之36伏並將其減小至電換檔系統可使用之電壓。另外，若AC電源供應器可用，則IPC 205亦可將來自AC輸入之電流整流為適用於電動換檔系統之DC輸出。
圖7中之系統被無線地控制，即使其由遠離後變速器36之有線源供電亦如此。此允許變速器經設計以完全無線、具有更大容量之電動自行車電池之優點以及無與使用者介面相關聯之線之優點。
圖8A為圖7中之IPC 205之橫截面圖，其中IPC附接且被鎖定。圖8B為圖8A中之IPC 205之橫截面圖，其中IPC部分耦接且被解鎖。後變速器36可具有連接部分302，該連接部分經組配以使得其可附接至IPC 205及電池300兩者，如參考圖2至圖6所描述。舉例而言，如圖6及圖9中所示，IPC 205及電池300可分別具有相同或類似之耦接部分322、320，該等耦接部分經組配以與變速器之連接部分，例如如圖4B中所示之後變速器36之連接部分302，通訊地配合。IPC 205之耦接部分322可包括一或多個導體330，該一或多個導體經組配用於在IPC與後變速器36之間傳達電力及/或資料。此等可為引腳或其他類型之連接。此等導體330可與電池300上之耦接部分之表面相同或類似地組配及/或定位，使得IPC 205之導體及電池300兩者皆經由導體將電力傳輸至後變速器36。在一實施例中，IPC 205可包括額外導體以與變速器就資料進行通訊。亦可使用替代之資料及/或電力傳輸技術。在一實施例中，IPC 205及/或電池300可使用無線技術與變速器傳輸電力。舉例而言，可使用電感式電力傳輸技術。
圖10說明使用IPC之電動自行車系統之另一實施例。在圖10中，無線通訊系統整合至電動自行車系統中。以此方式，電動自行車系統可藉由直接自包括遠端電池201、無線通訊器及控制器之自行車系統344發送換檔信號來控制無線換檔器340之移動。此等換檔信號可自使用者介面342 (如與電動自行車系統344相關聯之換檔按鈕)引發，或電動自行車系統可使用某一其他參數來自動地控制變速器340。同時，電動自行車系統將使用IPC自主電動自行車電池藉由線206向變速器340供電。 自電動自行車系統344至變速器340及自變速器340至電動自行車系統344之無線通訊可被加密或以某種方式加以控制以防止如無線電干擾或外部裝置惡意嘗試使系統換檔之外部影響。以此方式，電動自行車系統344之控制器可與變速器340配對，使得只有電動自行車控制器可向變速器提供控制信號。可藉由按壓每一裝置上之按鈕來起始配對序列來在裝置上進行此配對。該等裝置亦可藉由如行動計算裝置、智慧型電話或平板電腦之第三裝置來彼此配對，其中該第三裝置可首先與個別裝置配對，且接著用於將個別裝置配對在一起。
圖11展示使用IPC之電動自行車系統之另一實施例。在此實施例中，無線通訊器350與電動自行車系統352之遠端電池及控制器分開但電連接。在此情況下，例如電動自行車系統352仍控制變速器354，但單獨之電組件用於與電動換檔系統進行無線通訊。無線通訊單元或通訊器350可為與換檔系統分離之組件，從而允許電動自行車系統352取決於與無線通訊單元之連接而包括或排除無線通訊。電動自行車系統352可按照電動自行車系統本地之協定將換檔要求傳達至無線通訊器350，且無線通訊器可將此等換檔要求轉換成換檔系統可識別之無線信號。以此方式，換檔系統之生產者可控制無線系統之傳輸部分及接收部分兩者之生產，且因此不需要與電動自行車系統共享無線協定。
圖12中所示之實施例與圖11所示之實施例類似，惟以下情況除外：在圖11所示之實施例中，電附接至電動自行車系統352之遠端電池及控制器之無線通訊器350改為作為圖12所示之實施例中的IPC 356之一部分而機械地附接至變速器354。電力經由IPC 356自電池穿過一根(「1」)、兩根(「2」)或更多根線206進入變速器354。單獨地，與換檔要求有關之資料，諸如指示換檔信號之資料，亦經由一根(「1」)或多根線360發送至IPC 356。此資料可作為CANbus或其他系統協定傳輸至IPC 356，且接著在IPC處被轉換成變速器354可理解之無線協定。此變換可使用適當之轉換器來執行。如在所有先前描述之實施例中，變速器354將具有無線接收器以能夠讀取此無線傳輸。舉例而言，此無線接收器可位於b型肘節、p型肘節、內或外鏈節上之變速器354處，作為內或外籠板。如此做之一個益處為自IPC 356至變速器354之距離可能小，且有可能以非常小之信號干擾達成無線傳輸。舉例而言，傳輸器及接收器可經定向而使得其在彼此之視線之內或使得僅由允許無線信號容易通過之射頻(「RF」)透明材料隔開。以此方式，無線通訊將更安全且更穩定。
圖13中所示之實施例類似於圖12中所示之實施例，惟以下情況除外：資料及電力兩者皆在單一傳輸路徑或導體372上自電動自行車系統370之遠端電池/控制器傳達。此使用更少之導體，此使得線更輕。在此實施例中，IPC 374由此需要能夠自電力線讀取資料指令，且如有必要，將資料轉譯成無線協定且將此資料發送至變速器376處之對應接收器。在一實施例中，中心抽頭技術被用於經由單一路徑或導體372傳達電力及資料。舉例而言，IPC 374可包括中心抽頭變壓器、電感器、電阻器或電位計以將資料引入至導體。變速器376將包括交互裝置及/或電路以區分資料與電力信號。
圖14中所示之實施例類似於圖12及圖13中所示之實施例，惟以下情況除外：在圖14中，變速器380可藉由來自作為IPC 382之一部分之無線通訊器之無線傳輸或藉由經由有線連接206、384之傳輸來加以控制。變速器380可在電池/IPC連接處具有四個(「4」)分開的電觸點，兩個用於電力，兩個用於資料。當整合式電池300直接附接至變速器380且不使用資料觸點時，變速器可預設為無線通訊模式，且無線子系統將活動且由附接之電池300供電。當使用IPC 382時，其可在所有四個觸點處與變速器380電連接。電力及資料可自包括遠端電池201及控制器之電動自行車系統386傳達至變速器380。與資料引線384之此接觸可告訴變速器380充當有線變速器。舉例而言，此接觸可藉由導體中信號之存在或經由連接施加至銷之實體壓力來偵測。在有線資料IPC連接中，無線組件將被關閉，且僅經由來自IPC 382之有線資料直接接受換檔命令。
在一個實施例中，即使當IPC用於有線資料通訊時，無線連接亦可始終可用。此可允許電動自行車控制器在一些時候控制自行車，諸如當系統處於自動變速模式時，且當換檔處於手動模式時替代地藉由無線換檔系統在把手處控制自行車。
本文參考後變速器描述本發明之實施例。然而，本發明之實施例可包括在前變速器或後變速器中，或同時包括在兩者中。本發明之實施例亦可包括在其他換檔器中，諸如多檔內部輪轂及其他類型之可變變速器。此外，本發明之實施例可包括在其他無線自行車組件中，諸如可調整之座位支柱或諸如叉或減震器之懸掛組件。其亦適用於原本為無線之各種感測器，諸如功率計、速度感測器及電腦。
取決於無線協定之性質，每一組件可僅具有無線傳輸器、接收器或兩者。舉例而言，對於一些協定，訊息以無線方式發送，但協定要求接收回應以確保訊息已遞送。因此，所有組件需要能夠無線傳輸及接收。
如本文描述且併入至遠端電池結構中之通訊器及/或控制器、中間電力連接器及/或換檔器可使用電路及可用於實施本發明之實施例的一或多個印刷電路板來實施。通訊器及/或控制器電路可包括處理器、記憶體及/或通訊裝置，諸如可操作以傳輸及/或接收無線電信號之無線電電子裝置。額外、不同或更少之組件係可能的。
圖15說明用於控制電動自行車之方法之實例實施例的流程圖，特別是當其與電動自行車之電力使用模式有關時。如在以下部分中所呈現，可使用圖7及圖10至圖14中指示之組件之任何組合來執行動作。舉例而言，以下動作可由與電動自行車系統整合之控制器執行。可提供額外、不同或更少之動作。該等動作按所示次序或其他次序執行。在整個方法中，動作亦可重複及/或多次執行。
在一實施例中，電動自行車系統(例如，與電動自行車系統整合之處理器)可經組配以控制自遠端電源(例如，圖1之遠端電池201)提供之電力。圖15說明涉及控制電動自行車系統之功率之此種實施例。在標準操作模式中，電動自行車系統可經組配以向諸如後變速器36之電動自行車換檔器及助力馬達202兩者提供電力。電動自行車系統可包括經組配以判定遠端電源及/或可選功率輸出調節器430之功率位準的可選感測器420。若功率位準被判定為低於第一臨限值(動作402)或低位準臨限值，例如低於遠端電源之15%總功率容量值，則電動自行車系統可經組配以轉變至低功率操作模式(動作404)。在一實施例中，低功率操作模式使得電動自行車系統使功率輸出調節器減小或消除提供給助力馬達之電力，同時仍然向電動自行車換檔器提供電力。此組配可維持自行車之換檔操作，同時在自行車處於低功率操作模式時依靠騎手獲得原動力。此外或替代地，在一實施例中，當偵測到遠端電源低於臨界功率臨限值或第二臨限值 (步驟408)時，電動自行車系統可經組配以使功率輸出調節器轉變至臨界功率模式(動作406)，例如以消除至電動自行車換檔器及助力馬達兩者之電力。
在一實施例中，電動自行車系統包括臨界功率臨限值及低功率臨限值，其中臨界功率臨限值小於低功率臨限值。舉例而言，臨界功率臨限值可為遠端電源之總功率容量值之5%，且低功率臨限值可為遠端電源之總功率容量值之15%。在一實施例中，包括動作402至408。在另一實施例中，包括動作402及404，或動作406及408。在一實施例中，該方法亦可包括偵測到遠端電源高於臨界功率臨限值及/或低功率臨限值時，且轉變至適當之電動自行車功率模式。舉例而言，若偵測到遠端電源高於臨界功率臨限值但低於低功率臨限值，則電動自行車可自臨界功率模式轉變至低功率模式。若偵測到遠端電源高於低功率臨限值，但先前低於低功率臨限值，則電動自行車可自低功率模式轉變至標準操作功率模式。
處理器可包括通用處理器、數位信號處理器、特殊應用積體電路(「ASIC」)、場可程式化閘陣列(「FPGA」)、類比電路、數位電路、其組合或其他現在已知或後來開發之處理器。處理器可為單一裝置或裝置之組合，諸如藉由共享或並行處理。在一個實施例中，例如，所使用之CPU可為具有內部eeprom記憶體之Atmel® ATmega324PA微控制器。
無線電電路經組配以在一或多個自行車組件之間無線地傳達控制信號。控制信號可使用任何技術、協定或標準無線地傳達。舉例而言，可使用電氣電子工程師協會(「IEEE」) 802.11標準、IEEE 802.15.1或BLUETOOTH®標準、ANT™或ANT+™標準及/或SRAM AIREA™標準。在一實施例中，無線電電路可包括傳輸器及接收器，諸如利用支援16個頻道之高級加密標準(「AES」)加密及直接序列擴展(「DSS」)頻譜技術之Atmel® AT86RF231 2.4GHz收發器，及IEEE 802.15.4通訊協定。
記憶體可為依電性記憶體或非依電性記憶體。記憶體可包括唯讀記憶體(「ROM」)、隨機存取記憶體(「RAM」)、快閃記憶體、電子可擦除程式唯讀記憶體(「EEPROM」)或其他類型之記憶體中之一或多個。記憶體可自諸如安全數位(「SD」)記憶體卡之系統控制裝置移除。在特定之非限制性實施例中，電腦可讀媒體可包括固態記憶體，諸如記憶體卡或容納一或多個非依電性唯讀記憶體之其他封裝。另外，電腦可讀媒體可為隨機存取記憶體或其他依電性可重寫記憶體。另外，電腦可讀媒體可包括磁光或光學媒體，諸如磁碟或磁帶或其他儲存裝置。因此，本發明被認為包括可儲存資料或指令之電腦可讀媒體及其他等效物及後繼媒體中之任何一或多個。
記憶體為非暫時性電腦可讀媒體且被描述為單一媒體。然而，術語「電腦可讀媒體」包括單一媒體或多個媒體，諸如集中式或分佈式記憶體結構，及/或可操作以儲存一組或多組指令及其他資料之相關聯快取記憶體。術語「電腦可讀媒體」亦應包括能夠儲存、編碼或攜載由處理器執行之一組指令或使電腦系統執行本文所揭示之方法或操作中之任何一或多者之任何媒體。
在替代實施例中，專用硬體實施(諸如特殊應用積體電路、可程式化邏輯陣列及其他硬體裝置)可經構建以實施本文描述之方法中之一或多者。可包括各種實施例之設備及系統之應用可廣泛地包括各種電子及電腦系統。本文描述之一或多個實施例可使用具有可在模組之間或經由模組傳達之相關控制及資料信號之兩個或更多個特定互連硬體模組或裝置來實施功能或實施為特殊應用積體電路之部分。因此，本發明之系統涵蓋軟體、韌體及硬體實施。
電源供應器為攜帶型電源供應器，其可儲存在系統控制裝置之內部。電源供應器可涉及例如使用機械發電機、燃料電池裝置、光伏電池或其他發電裝置之電力產生。電源供應器可包括電池，諸如由兩個或更多個電化學電池成之裝置，電化學電池將儲存之化學能轉換為電能。電源供應器可包括多個電池或其他電力提供裝置之組合。可使用專門裝配或組配之電池類型或標準電池類型，諸如CR 2012、CR 2016及/或CR 2032。在一實施例中，使用專門裝配之鋰型電池。
本文描述了組件之間的無線通訊。儘管本說明書參考特定標準及協定描述可在特定無線通訊實施例中實施之組件及功能，但本發明不限於此等標準及協定。舉例而言，用於網際網路及其他分封交換網路傳輸(例如，TCP/IP、UDP/IP、HTML、HTTP、HTTPS)之標準表示當前技術狀態之實例。此等標準週期性地被具有基本相同功能之更快或更有效之等效物所取代。因此，具有與本文所揭示之彼等相同或類似功能之替換標準及協定被認為係其等效物。
根據本發明之各種實施例，本文描述之方法可用可由電腦系統執行之軟體程式來實施，諸如系統控制裝置。另外，在例示性非限制性實施例中，實施可包括分佈式處理、組件/對象分佈式處理及並行處理。或者，可構建虛擬電腦系統處理以實施本文描述之方法或功能中之一或多者。
本文描述之方法及技術可使用本文描述之硬體組配及提供用於硬體之指令的一或多個電腦程式來實施。電腦程式(亦稱為程式、軟體、軟體應用程式、指令碼或程式碼)可用任何形式之程式化語言編寫，包括編譯或解譯語言，且可以任何形式進行部署，包括作為獨立程式或作為適用於計算環境之模組、組件、子例程或其他單元。電腦程式不一定對應於檔案系統中之檔案。程式可儲存在保存其他程式或資料(例如，儲存在標記語言文件中之一或多個指令碼)之檔案之一部分、專用於相關程式之單一檔案，或多個協調檔案 (例如，儲存一或多個模組、子程式或程式碼之部分)中。電腦程式可經部署以在一台電腦或多台電腦上執行，此等電腦位於一個站點或跨多個站點分佈且藉由通訊網路互連。
本說明書中描述之過程及邏輯流程可由執行一或多個電腦程式之一或多個可程式化處理器來執行，以藉由對輸入資料進行操作並產生輸出來執行功能。該等過程及邏輯流程亦可由專用邏輯電路(例如，FPGA (場可程式化閘陣列)或ASIC (特殊應用積體電路))執行，且設備亦可實施為專用邏輯電路。
如本申請案中所使用，術語「電路(circuitry或circuit)」係指以下全部：(a)僅硬體電路實施(諸如僅在類比及/或數位電路中之實施)及(b)電路與軟體(及/或韌體)之組合，諸如(如適用)：(i)處理器之組合或(ii)處理器/軟體之部分(包括數位信號處理器、軟體及記憶體或一起工作以使諸如行動電話或伺服器之設備執行各種功能之記憶體)；以及(c)即使軟體或韌體實體上並不存在，亦需要軟體或韌體以進行操作之電路，諸如微處理器或微處理器之一部分。
「電路」之此定義適用於本申請案中，包括在任何請求項中之此術語之所有用途。作為另一實例，如在本申請案中所使用，術語「電路」亦將涵蓋僅僅處理器(或多個處理器)或處理器之一部分及其伴隨軟體及/或韌體之實施。舉例而言且若適用於特定申請專利範圍元素，術語「電路」亦將涵蓋用於行動計算裝置或伺服器中之類似積體電路、蜂巢網路裝置或其他網路裝置之基頻積體電路或應用處理器積體電路。
作為實例，適合於執行電腦程式之處理器包括通用及專用微處理器及任何種類之數位電腦之任何一或多個處理器。通常，處理器自唯讀記憶體或隨機存取記憶體或兩者接收指令及資料。電腦之基本元件係用於執行指令之處理器及用於儲存指令及資料之一或多個記憶體裝置。通常，電腦亦包括一或多個用於儲存資料之大容量儲存裝置，例如磁碟、磁光碟或光碟，或可以可操作地耦接以自其接收資料或將資料傳送至其或兩者。然而，電腦不需要具有此種裝置。此外，可將電腦嵌入另一裝置中，例如行動電話、個人數位助理(「PDA」)、行動音訊播放器、全球定位系統(「GPS」)接收器或系統控制裝置，僅舉一些實例。適用於儲存電腦程式指令及資料之電腦可讀媒體包括所有形式之非依電性記憶體、媒體及記憶體裝置，包括例如半導體記憶體裝置，例如EPROM、EEPROM及快閃記憶體裝置；磁碟，例如內部硬碟或可移除式磁碟；磁光碟；以及CD ROM及DVD-ROM磁碟。處理器及記憶體可由專用邏輯電路補充或併入其中。
本文描述之實施例之說明旨在提供對各種實施例之結構之一般理解。此等說明並不希望用作利用本文所述之結構或方法之設備及系統之所有元件及特徵之完整描述。在審閱本發明後，許多其他實施例對於熟習此項技術者而言可為顯而易見的。其他實施例可被利用並自本發明導出，使得可在不脫離本發明之範圍之情況下進行結構及邏輯替換及改變。此外，說明僅僅為代表性的，且可能並不按比例繪製。說明中之一些比例可能會被誇示，而其他比例可能會最小化。因此，本發明及圖式被認為係說明性的而非限制性的。
雖然本說明書包括許多細節，但此等細節不應被解釋為對本發明或可能主張之範圍之限制，而是作為對本發明之特定實施例特有之特徵的描述。本說明書中在單獨實施例之上下文中描述之一些特徵亦可在單一實施例中組合地實施。相反，在單一實施例之上下文中描述之各種特徵亦可在多個實施例中單獨地或以任何合適之子組合來實施。此外，儘管上文可將特徵描述為以某些組合起作用且甚至最初要求如此，但來自所主張之組合之一或多個特徵可在一些情況下自組合刪除，且所主張之組合可針對子組合或子組合之變化。
類似地，儘管在附圖中描繪且在本文中以特定次序描述操作及/或動作，但此不應被理解為要求此些操作以所示之特定次序或按順序執行，或要求執行所有所說明之操作以達成所要結果。在一些情況下，多任務及並行處理可為有利的。此外，上述實施例中之各種系統組件之分離不應被理解為在所有實施例中都需要此種分離，且應理解，任何所描述之程式組件及系統通常可一起整合在單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。
本文中之一或多個實施例可個別地及/或共同地由術語「發明」引用，此僅僅係為了方便而不希望將本申請案之範圍自願地限於任何特定之發明或發明構思。此外，儘管在本文已經說明及描述了特定實施例，但應理解，經設計以達成相同或類似目的之任何後續配置可替代所示之特定實施例。本發明希望涵蓋各種實施例之任何及所有後續調適或變化。上述實施例之組合及本文中未具體描述之其他實施例對於熟習此項技術者在審閱說明書後係顯而易見的。
在前述詳細說明中，出於簡化本發明之目的，各種特徵可分組在一起或在單一實施例中描述。本揭示內容不應被解釋為反映以下意圖：所主張之實施例需要比每一請求項中明確引述之特徵更多之特徵。相反，發明主題可針對少於所揭示之實施例中之任何一個之所有特徵的特徵。希望前述之詳細說明被認為係說明性的而非限制性的。
20‧‧‧激勵力22‧‧‧把手24‧‧‧座位36‧‧‧後變速器38‧‧‧框架41‧‧‧後部盒70‧‧‧傳動系71‧‧‧曲柄總成72‧‧‧鏈條74‧‧‧曲柄臂76‧‧‧踏板77‧‧‧鏈環78‧‧‧第二或後輪79‧‧‧第一或前輪91‧‧‧後制動器92‧‧‧前制動器93‧‧‧制動致動器94‧‧‧換檔致動器或電動致動器99‧‧‧減震前叉100‧‧‧自行車200‧‧‧助力裝置201‧‧‧遠端電源/遠端電池202‧‧‧助力馬達205‧‧‧中間電力連接器206‧‧‧電纜300‧‧‧可移除式電池302‧‧‧連接部分304‧‧‧使用者介面306‧‧‧無線通訊器及控制器308、350‧‧‧無線通訊器310‧‧‧閂鎖312‧‧‧基座部件314‧‧‧外鏈節316‧‧‧內鏈節318‧‧‧可移動總成320‧‧‧電池耦接部分322‧‧‧IPC耦接部分330、372‧‧‧導體340‧‧‧無線換檔器342‧‧‧使用者介面344、352、370、386‧‧‧電動自行車系統354、376、380‧‧‧變速器356、374、382‧‧‧IPC360‧‧‧線384‧‧‧資料引線420‧‧‧感測器430‧‧‧功率輸出調節器402、404、406、408‧‧‧動作A‧‧‧箭頭
圖1為根據一個實施例之自行車之右側正視圖；
圖2說明根據一個實施例之附接有電池之無線後變速器之方塊圖；
圖3說明具有圖2中之組配且附接至自行車框架並定位在後部盒旁邊之變速器；
圖4A為圖3中之變速器之正交視圖，其中電池附接且被鎖定；
圖4B為圖3中之變速器之正交視圖，其中電池被移除；
圖5A為沿著圖4A中之變速器之線5A-5A截取之橫截面圖，其中電池附接且被鎖定；
圖5B為圖5A中之變速器之橫截面圖，但其中電池部分附接且被解鎖；
圖6為圖3中之電池之透視圖，其說明經組配用於連接至自行車組件之部分；
圖7說明根據一個實施例之具有中間電力元件及/或連接器之變速器之方塊圖；
圖8A為具有圖7中之組配之中間電力元件及/或連接器之橫截面圖，其中電力元件及/或連接器附接且被鎖定。
圖8B為圖8A中之中間電力元件及/或連接器之橫截面圖，但其中電力元件及/或連接器部分地附接且被解鎖。
圖9為圖7中之中間電力元件及/或連接器之透視圖，其說明經組配用於連接至自行車組件之部分；
圖10說明根據一個實施例之具有中間電力元件及/或連接器之變速器之方塊圖；
圖11說明根據一個實施例之具有中間電力元件及/或連接器之變速器之方塊圖；
圖12說明根據一個實施例之具有中間電力元件及/或連接器之變速器之方塊圖；
圖13說明根據一個實施例之具有中間電力元件及/或連接器之變速器之方塊圖；
圖14說明根據一個實施例之具有中間電力元件及/或連接器之變速器之方塊圖；以及
圖15說明用於控制電動自行車之方法之實例實施例之流程圖。
在考慮以下詳細描述時，本文揭示之實施例之其他態樣及優點將變得明顯，其中類似或相同之結構具有類似之附圖標記。
20:激勵力
22:把手
24:座位
36:後變速器
38:框架
41:後部盒
70:傳動系
71:曲柄總成
72:鏈條
74:曲柄臂
76:踏板
77:鏈環
78:第二或後輪
79:第一或前輪
91:後制動器
92:前制動器
93:制動致動器
94:換檔致動器或電動致動器
99:減震前叉
100:自行車
200:助力裝置
201:遠端電源/遠端電池
202:助力馬達
205:中間電力連接器
206:電纜
A:箭頭

Claims (19)

  1. 一種用於一自行車之傳動系，該傳動系包含：一電動換檔器，其經組配以改變該傳動系之一齒輪傳動，該電動換檔器具有一連接部分，該連接部分經組配用於可移除地附接至一具有一第一耦接部分之電池；以及一中間電力連接器，其具有一第二耦接部分，該第二耦接部分經組配用於可移除地附接至該電動換檔器之該連接部分，該中間電力連接器在一遠端電源與該電動換檔器之間傳輸電力。
  2. 如請求項1之傳動系，其中該中間電力連接器包含用於電壓及/或功率減小之電路。
  3. 如請求項1之傳動系，其中該中間電力連接器包含用於電壓及/或功率整流之電路。
  4. 如請求項1之傳動系，其中該中間電力連接器包含用於與該電動換檔器進行有線資料通訊之電路。
  5. 如請求項1之傳動系，其中該中間電力連接器包含一第一無線電，且該電動換檔器包含一第二無線電，該第一無線電與該第二無線電經組配以在其間傳達資料。
  6. 如請求項1之傳動系，其中該連接部分經組配用於可移除地且選擇性地附接至該中間電力連接件及該電池。
  7. 如請求項6之傳動系，其中該電池包括一 電池耦接部分，且該中間電力連接器包括一IPC耦接部分，且其中該電池耦接部分與該IPC耦接部分具有實質相同之組態。
  8. 如請求項7之傳動系，其中該連接部分及該電池耦接部分界定一電池介面，該電池介面經組配以將該電池電連接且機械連接至該電動換檔器。
  9. 如請求項7之傳動系，其中該連接部分及該IPC耦接部分界定一IPC介面，該IPC介面經組配以將該中間電力連接器電連接且機械連接至該電動換檔器。
  10. 如請求項1之傳動系，其中該遠端電源為遠離該電動換檔器而定位之一遠端電池。
  11. 一種電氣助力式自行車系統，該系統包含：一手動曲柄總成，其經組配以將來自一騎手之動力傳輸至一自行車之一傳動系；一馬達，其經組配以亦將動力傳輸至該自行車之該傳動系；以及一電動換檔器，其經組配以改變該自行車之該傳動系之一齒輪傳動，該電動換檔器包括：一無線電通訊裝置，一電源供應器，其經組配以被耦接至該自行車且將電力提供至該馬達及該電動換檔器兩者，及一電動換檔致動器，其經組配以將無線換檔信號傳輸至該電動換檔器之該無線電通訊裝置，其中該電源供應器使用一中間電力連接器而將電力提 供至該電動換檔器，該中間電力連接器經組配用於可移除地附接至該電動換檔器之一連接部分。
  12. 如請求項11之系統，其中該電動換檔器亦包括一電池，該電池經組配用於可移除地附接至該電動換檔器之該連接部分，其中該電池及該中間電力連接器可選擇性地附接至該電動換檔器之該連接部分以向其提供電力。
  13. 如請求項12之系統，其中該電池包括一電池耦接部分，且該中間電力連接器包括一IPC耦接部分，且其中該電池耦接部分與該IPC耦接部分具有實質相同之組態。
  14. 如請求項13之系統，其中該連接部分及該電池耦接部分界定一電池介面，該電池介面經組配以將該電池電連接且機械連接至該電動換檔器。
  15. 如請求項13之系統，其中該連接部分及該IPC耦接部分界定一IPC介面，該IPC介面經組配以將該中間電力連接器電連接且機械連接至該電動換檔器。
  16. 如請求項11之系統，其中該電動換檔器亦包括一電池，該電池經組配用於可移除地附接至該電動換檔器，其中該電池及該中間電力連接器可選擇性地附接至該電動換檔器以向其提供電力。
  17. 如請求項16之系統，其中該電池與該電源供應器以不同電壓向該電動換檔器提供電力，且其中該電動換檔器經組配以補償該等不同電壓。
  18. 一種電氣助力式自行車系統，該系統包含：一手動曲柄總成，其經組配以將來自一騎手之動力傳輸至一自行車之一傳動系；一馬達，其經組配以亦將動力傳輸至該自行車之該傳動系；以及一電動換檔器，其經組配以改變該自行車之該傳動系之一齒輪傳動，該電動換檔器包括：一無線電通訊裝置，一電源供應器，其經組配以被耦接至該自行車且將電力提供至該馬達及該電動換檔器兩者，及一電動換檔致動器，其經組配以將無線換檔信號傳輸至該電動換檔器之該無線電通訊裝置，其中該電源供應器遠離該電動換檔器而定位。
  19. 一種用於一自行車之設備，該設備包含：一中間電力連接器(IPC)，其經組配用於在一自行車組件與遠離該自行車組件而定位之一電源之間傳輸電力，該中間電力連接器具有一IPC耦接部分，該IPC耦接部分經組配用於可移除地附接至該自行車組件之一連接部分。
TW107104782A 2017-02-10 2018-02-09 用於自行車之傳動系、電氣助力式自行車系統以及用於自行車之設備 TWI723249B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762457525P 2017-02-10 2017-02-10
US62/457,525 2017-02-10
US15/891,036 US10875601B2 (en) 2017-02-10 2018-02-07 Bicycle derailleur and connection
US15/891,036 2018-02-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201829248A TW201829248A (zh) 2018-08-16
TWI723249B true TWI723249B (zh) 2021-04-01

Family

ID=63106302

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110106892A TWI765585B (zh) 2017-02-10 2018-02-09 用於自行車之傳動系、電氣助力式自行車系統以及用於自行車之設備
TW107104782A TWI723249B (zh) 2017-02-10 2018-02-09 用於自行車之傳動系、電氣助力式自行車系統以及用於自行車之設備

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110106892A TWI765585B (zh) 2017-02-10 2018-02-09 用於自行車之傳動系、電氣助力式自行車系統以及用於自行車之設備

Country Status (2)

Country Link
US (2) US10875601B2 (zh)
TW (2) TWI765585B (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9394030B2 (en) * 2012-09-27 2016-07-19 Sram, Llc Rear derailleur
CN108137123A (zh) * 2015-08-26 2018-06-08 博洛斯股份公司 用于使车辆控制单元与车辆部件相连接的适配装置
IT201700018702A1 (it) * 2017-02-20 2018-08-20 Campagnolo Srl Deragliatore elettrico posteriore di bicicletta
US10773773B2 (en) * 2017-06-07 2020-09-15 Shimano Inc. Electric bicycle derailleur
US11535331B2 (en) * 2017-08-30 2022-12-27 Dongguan Hong Lin Industrial Co., Ltd Bicycle mounting mechanism and battery box assembly
JP7091094B2 (ja) * 2018-03-09 2022-06-27 株式会社シマノ 人力駆動車両用駆動装置およびバッテリ保持装置
TWM562816U (zh) * 2018-04-03 2018-07-01 彥豪金屬工業股份有限公司 變速器總成
JP7078500B2 (ja) * 2018-09-10 2022-05-31 株式会社シマノ 人力駆動車用制御装置
TWI687345B (zh) * 2018-11-16 2020-03-11 彥豪金屬工業股份有限公司 自行車前變速器
WO2020124280A1 (zh) * 2018-12-20 2020-06-25 郑仲瑞 自行车一体化的自动后拨链器
US11498643B2 (en) * 2019-02-26 2022-11-15 Shimano Inc. Bicycle electric derailleur
TWI723397B (zh) * 2019-03-19 2021-04-01 彥豪金屬工業股份有限公司 自行車後變速器
US11608139B2 (en) * 2019-05-13 2023-03-21 Shimano Inc. Bicycle rear derailleur
US11414151B2 (en) * 2019-09-06 2022-08-16 Shimano Inc. Operating system for human-powered vehicle
TWI729556B (zh) * 2019-11-06 2021-06-01 天心工業股份有限公司 自行車之後變速器
ES1241315Y (es) * 2019-11-21 2020-07-29 Zuma Innovation S L Desviador trasero con accionamiento flotante inalambrico
US11407475B2 (en) * 2019-12-06 2022-08-09 Shimano Inc. Bicycle derailleur
US11685469B2 (en) * 2020-09-11 2023-06-27 Shimano Inc. Bicycle derailleur
US20220355899A1 (en) * 2021-05-07 2022-11-10 Sram, Llc Bicycle derailleur
IT202100024725A1 (it) * 2021-09-28 2023-03-28 Campagnolo Srl Equipaggiamento di bicicletta dotato di unita’ di alimentazione elettrica
NL2032405B1 (en) * 2022-07-07 2024-01-23 Classified Cycling Bv Methods of mutually pairing a wireless gear control device and a wireless gear changing device for a bicycle, wireless devices, and wireless gear changing system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09298806A (ja) * 1996-05-01 1997-11-18 Yamaha Motor Co Ltd 電動車両用電力供給方法及びその装置
WO2015021196A1 (en) * 2013-08-06 2015-02-12 Gogoro Taiwan Limited Systems and methods for powering electric vehicles using a single or multiple power cells
EP2865589A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-29 Sram, Llc. Electromechanical rear derailleur
CN105848994A (zh) * 2013-11-08 2016-08-10 希奈特自行车工程有限责任公司 用于自行车的自供电换档装置

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3855534A (en) * 1973-04-23 1974-12-17 J Holcomb Apparatus for providing power to portable radio transmitters
US4605240A (en) * 1983-08-18 1986-08-12 Telewe', Inc. Electronically controlled bicycle transmission
US5876242A (en) * 1997-07-21 1999-03-02 Williams; Hugh D. Remote battery extension apparatus
US6767308B2 (en) * 2001-03-09 2004-07-27 Shimano Inc. Method of controlling bicycle assembly
ITTO20010678A1 (it) * 2001-07-11 2003-01-11 Campagnolo Srl Gruppo di controllo elettronico utilizzabile a bordo di una bicicletta.
US6741045B2 (en) 2002-04-23 2004-05-25 Shimano, Inc. Bicycle control apparatus that communicates power and data over a single transmission path
JP3770394B2 (ja) * 2003-02-25 2006-04-26 株式会社シマノ 自転車用変速制御装置
JP3727315B2 (ja) 2003-04-01 2005-12-14 株式会社シマノ 自転車用電源装置
US7108097B1 (en) * 2004-04-06 2006-09-19 Brent Cecil Bolton Power assisted recumbent bicycle and power unit
US7243937B2 (en) 2005-02-18 2007-07-17 Shimano, Inc. Bicycle control apparatus
TW200717950A (en) * 2005-10-28 2007-05-01 Shimano Kk Bicycle wiring connector apparatus
CA2562222A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-26 Peter Johann Kielland Dual-posture electric assist bicycle having both upright and recumbent seating modes
US7805268B2 (en) * 2008-02-20 2010-09-28 Shimano Inc. Bicycle component calibration device
DE102010003283A1 (de) * 2010-03-25 2011-09-29 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschinenakkuvorrichtung
TW201240872A (en) * 2011-04-13 2012-10-16 J D Components Co Ltd Gearshift control system of power assisting bicycle
US8721495B2 (en) * 2011-06-17 2014-05-13 Shimano Inc. Rear derailleur and gear shift system
US9394030B2 (en) * 2012-09-27 2016-07-19 Sram, Llc Rear derailleur
US9890838B2 (en) * 2012-10-18 2018-02-13 Sram, Llc Front gear changer
US8958962B2 (en) * 2013-04-05 2015-02-17 Shimano Inc. Electric shift operating device
JP2015027861A (ja) 2013-07-05 2015-02-12 株式会社シマノ 自転車制御システム
JP5523636B1 (ja) * 2013-07-16 2014-06-18 パナソニック株式会社 電動アシスト自転車
US9191038B2 (en) * 2013-12-24 2015-11-17 Shimano Inc. Wireless bicycle communication apparatus and wireless bicycle communication system
US9637195B2 (en) 2014-04-09 2017-05-02 Shimano Inc. Bicycle operating device
US10029754B2 (en) * 2015-03-06 2018-07-24 Shimano Inc. Bicycle electrical system
US10086907B2 (en) * 2015-10-09 2018-10-02 Shimano Inc. Bicycle electrical component
US10370060B2 (en) 2015-10-30 2019-08-06 Shimano Inc. Bicycle electrical component assembly
US20170101155A1 (en) 2015-10-09 2017-04-13 Shimano Inc. Bicycle electrical component
US9963197B2 (en) * 2015-10-26 2018-05-08 Shimano Inc. Electric bicycle rear derailleur
JP6553440B2 (ja) * 2015-07-29 2019-07-31 株式会社シマノ 操作制御装置および自転車用表示装置
US9873482B2 (en) * 2015-10-09 2018-01-23 Shimano Inc. Bicycle front derailleur
US10137964B2 (en) * 2016-01-15 2018-11-27 Shimano Inc. Electrical bicycle operating system, electrical derailleur, and electrical seatpost assembly
IT201600069087A1 (it) * 2016-07-04 2018-01-04 Campagnolo Srl Deragliatore elettrico anteriore di bicicletta
JP6798808B2 (ja) * 2016-07-11 2020-12-09 株式会社シマノ 自転車用制御装置、自転車コンポーネント、および、自転車用制御システム
US11161565B2 (en) * 2016-08-05 2021-11-02 Shimano Inc. Bicycle control device and bicycle electric assist unit including bicycle control device
TWI648198B (zh) 2016-08-10 2019-01-21 天心工業股份有限公司 自行車及其變速裝置
JP6730144B2 (ja) * 2016-09-09 2020-07-29 株式会社シマノ 自転車用コンポーネント、および、その通信部
JP6894206B2 (ja) * 2016-09-15 2021-06-30 ヤマハ発動機株式会社 電動補助車両
IT201600131314A1 (it) * 2016-12-27 2018-06-27 Campagnolo Srl Deragliatore elettronico wireless di bicicletta
US10843757B2 (en) * 2017-03-08 2020-11-24 Shimano Inc. Bicycle electric telescopic apparatus, bicycle power supply system, and bicycle electric component system
JP6786435B2 (ja) * 2017-04-06 2020-11-18 株式会社シマノ 自転車用制御装置
US10773773B2 (en) * 2017-06-07 2020-09-15 Shimano Inc. Electric bicycle derailleur
US10363980B2 (en) * 2017-06-20 2019-07-30 Tien Hsin Industries Co., Ltd. Bicycle controlling device
MA49482A (fr) * 2017-06-23 2020-04-29 Uber Technologies Inc Bicyclette à assistance électrique
US10442488B2 (en) * 2017-06-29 2019-10-15 Shimano Inc. Bicycle electrical component
TWI687345B (zh) * 2018-11-16 2020-03-11 彥豪金屬工業股份有限公司 自行車前變速器
US11046390B2 (en) * 2019-03-25 2021-06-29 Hazem Nihad Hamed Automatic bicycle shifter and electrical derailleur

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09298806A (ja) * 1996-05-01 1997-11-18 Yamaha Motor Co Ltd 電動車両用電力供給方法及びその装置
WO2015021196A1 (en) * 2013-08-06 2015-02-12 Gogoro Taiwan Limited Systems and methods for powering electric vehicles using a single or multiple power cells
EP2865589A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-29 Sram, Llc. Electromechanical rear derailleur
CN105848994A (zh) * 2013-11-08 2016-08-10 希奈特自行车工程有限责任公司 用于自行车的自供电换档装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW202126535A (zh) 2021-07-16
US11541961B2 (en) 2023-01-03
TWI765585B (zh) 2022-05-21
US20180229803A1 (en) 2018-08-16
TW201829248A (zh) 2018-08-16
US10875601B2 (en) 2020-12-29
US20200189689A1 (en) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI723249B (zh) 用於自行車之傳動系、電氣助力式自行車系統以及用於自行車之設備
US11753106B2 (en) Bicycle derailleur and connection
US10252772B2 (en) Electronic shifting device and bicycle using the same
TWI449635B (zh) Bicycle motor control system
EP3680163A1 (en) Bicycle component motion control
US11196450B2 (en) Bicycle component system
EP2808240B1 (en) Bicycle electronic system
US10486658B2 (en) Bicycle operating device
US20110266082A1 (en) Asynchronous wired-transmission electric pedalling vehicle driven by human generating power
US20160280327A1 (en) Self-powered gear shift device for bicycles
US11772746B2 (en) Bicycle transmission actuation system
TWI689440B (zh) 自行車用車把尾端
CN106394753B (zh) 自行车用构件
TW201628913A (zh) 用於操作移動式通信設備及／或電組件的拇指開關以及可藉由此種拇指開關操作的控制系統
JP2017506606A (ja) 自転車
CN105836035A (zh) 轮毂马达结构体
EP3615405A1 (en) Bicycle transmission wireless actuation system
US20230093210A1 (en) Operating system and electrical switch device for human-powered vehicle
US11554834B2 (en) Operating system for human-powered vehicle
JP6999316B2 (ja) 自転車用ダイナモ
US10822052B2 (en) Bicycle shifting device and bicycle internal transmission hub
US11414151B2 (en) Operating system for human-powered vehicle
JP5737856B2 (ja) スイッチ装置
JP5248691B1 (ja) 車輌駆動装置
US20210070397A1 (en) Master communication apparatus, slave communication apparatus, and wireless communication apparatus