TWI786971B - 變速器的控制方法及變速控制系統 - Google Patents
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Abstract
一種變速器的控制方法,適於控制一變速器的一馬達,包含判斷變速器在換檔的過程中變速器的一導鏈件是否持續移動。若是,則減小馬達的扭力。若否,則增加馬達的扭力。
Description
本發明係關於一種控制方法及控制系統,特別是一種變速器的控制方法及變速控制系統。
近年來自行車的市場蓬勃發展,無論是競賽型的高階自行車,或是作為代步工具及休閒娛樂的大眾型自行車,都受到消費者的喜愛,促使廠商更加重視使用者對於自行車功能的需求,而在車體材料、配備及功能上不斷地改善精進。
一般而言,目前市面上的自行車已逐漸採用電子變速器。電子變速器內設有馬達,當變速器在進行換檔時,馬達會帶動電子變速器的撥鏈構件,使鏈條能在多個外徑不同的齒盤間移動。然,由於電子變速器是裸露在外,灰塵或砂石有可能附著在其上,導致撥鏈構件的移動不順暢,使得受馬達驅動的撥鏈構件可能卡在半途,進而導致變速器的換檔既不成功且也無法退回至原來的檔位。有鑒於此,目前自行車廠商正致力於改善前述的問題。
本發明在於提供一種變速器的控制方法及變速控制
系統,能解決受馬達驅動的撥鏈構件在換檔的過程中卡在半途的問題。
本發明之一實施例所揭露之一種變速器的控制方法,適於控制一變速器的一馬達,包含判斷變速器在換檔的過程中變速器的一導鏈件是否持續移動。若是,則減小馬達的扭力。若否,則增加馬達的扭力。
本發明之另一實施例所揭露之一種變速控制系統,包含一變速器。變速器包含一導鏈件、一馬達、一感測器及一控制單元。馬達連接於導鏈件並用以驅動導鏈件。感測器用以感測導鏈件的移動情況。控制單元電性連接馬達及感測器。在變速器在換檔的過程中,控制單元根據感測器所感測之導鏈件不移動的狀況增加馬達的扭力。
根據上述實施例所揭露的變速器的控制方法及變速控制系統,在變速器換檔的過程中導鏈件未持續移動的狀況下,藉由增加馬達的扭力,以期使導鏈件朝目標位置移動,來避免導鏈件在換檔的過程中卡在半途的問題。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理,並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
1:變速控制系統
10:變速器
11:導鏈件
12:馬達
13:感測器
14:控制單元
15:電池
16:訊號收發單元
20:變速開關
30:訊號收發器
S01~S15:步驟
圖1為根據本發明之一實施例所揭露之變速控制系統的方塊示意圖。
圖2為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的流程圖。
圖3為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的流程圖。
圖4A為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的部分流程圖。
圖4B為圖4A之變速器的控制方法的另一部分流程圖。
圖5A為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的流程圖。
圖5B為圖5A之變速器的控制方法的另一部分流程圖。
圖6A為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的流程圖。
圖6B為圖6A之變速器的控制方法的另一部分流程圖。
請參閱圖1,圖1為根據本發明之一實施例所揭露之變速控制系統的方塊示意圖。
在本實施例中,變速控制系統1包含一變速器10及一變速開關20。此外,在本實施例中,變速控制系統還可包含一訊號收發器30。
變速器10可為前變速器或後變速器。變速器10包含一導鏈件11、一馬達12、一感測器13及一控制單元14。此外,在本實施例中,變速器10還可包含一電池15及一訊號收發單元
16。馬達12連接導鏈件11,並用以驅動導鏈件11,以使自行車鏈條於不同齒盤之間移動。感測器13用以感測導鏈件11的位置。控制單元14電性連接馬達12、感測器13、訊號收發單元16及電池15。
變速開關20及訊號收發器30例如設置於左煞車把手及右煞車把手之其中一者上。變速開關20可為進檔開關及退檔開關之其中一者。變速開關20電性連接於訊號收發器30,並透過訊號收發器30電性連接於變速器10的訊號收發單元16。訊號收發器30與變速器10的訊號收發單元16之間的電性連接可以透過有線或無線的方式實現。
接著,以下將說明與變速控制系統1搭配的變速器的控制方法。請參閱圖2,圖2為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的流程圖。
首先,如步驟S01,令變速器10進行換檔。進一步來說,藉由觸發變速開關20,可使變速器10進行換檔。詳細來說,當變速開關20被觸發時,變速開關20產生換檔訊號,換檔訊號經由訊號收發器30傳輸至變速器10的訊號收發單元16,控制單元14依據變速器10的訊號收發單元16所接收的換檔訊號令馬達12運作,使導鏈件11從一初始位置開始朝向一目標位置移動。
接著,如步驟S02,控制單元14判斷導鏈件11與目標位置之間的距離是否落於一容許範圍內。也就是說,控制單元
14會根據感測器13所感測之導鏈件11的位置判斷導鏈件11與目標位置之間的距離是否落於容許範圍內。其中,容許範圍例如為0mm至2mm的範圍,且步驟S01與步驟S02之間相隔一預設時間值,而預設時間值例如但不限為10毫秒。由於預設時間值極短,故在第一次進入至步驟S02的時候,導鏈件11與目標位置之間的距離通常不會落於容許範圍內。因此,於此暫時先不說明導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍的情況,而於後續才進行詳細描述。
此外,在從步驟S01至步驟S02之後,已經過了預設時間值,正常來說導鏈件11應該要從初始位置朝目標位置移動一距離,但導鏈件11有可能受到非預期之因素(如附著於其上的灰塵或砂石)影響而無法如預期般地移動。因此,在步驟S02判斷為導鏈件11與目標位置之間的距離未落於容許範圍內之後,即進入步驟S03,控制單元14判斷變速器10在換檔的過程中變速器10的導鏈件11是否持續移動。舉例來說,在第一次進入步驟S03時,控制單元14可藉由判斷初始位置與目標位置之間的距離是否等於目前感測器13所獲取之導鏈件11的當前位置與目標位置之間的距離。若二者相等,則判定導鏈件11未持續移動。若二者不相等,則判定導鏈件11有持續移動。
在步驟S03中,若變速器10在換檔的過程中變速器10的導鏈件11持續移動,則進入步驟S04,控制單元14減小馬達12的扭力。在這樣的情況下,代表導鏈件11的移動並無受阻
礙,故控制單元14可隨著導鏈件11愈靠近目標位置,逐漸地減少馬達12的扭力。在步驟S03中,若變速器10在換檔的過程中變速器10的導鏈件11未持續移動,則進入步驟S05,控制單元14增加馬達12的扭力。在這樣的情況下,代表導鏈件11的移動受到阻礙並未朝目標位置前進,故此時藉由控制單元14令馬達12的扭力增加,以期使導鏈件11朝目標位置移動,來避免導鏈件11在換檔的過程中卡在半途的問題。
在步驟S04或步驟S05之後,即回到步驟S02,控制單元14再次判斷導鏈件11與目標位置之間的距離是否落於容許範圍內。若導鏈件11與目標位置之間的距離仍未落於容許範圍內,則再次進入步驟S03,判斷變速器10在換檔的過程中變速器10的導鏈件11是否持續移動。此時,控制單元14可藉由判斷前次進入步驟S03感測器13所獲取的導鏈件11與目標位置之間的距離是否等於當前進入步驟S03感測器13所獲取之導鏈件11之當前位置與目標位置之間的距離。若二者相等,則控制單元14判定導鏈件11未持續移動,而進入步驟S05。若二者不相等,則控制單元14判定導鏈件11有持續移動,而進入步驟S04。另一方面,在此次進入步驟S02時,若導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內,則代表導鏈件11已經移動至目標位置(或實質上等同目標位置的位置上),而進入步驟S06,控制單元14停止馬達12的運作。
接著,請參閱圖3,圖3為根據本發明之另一實施例
所揭露之變速器的控制方法的流程圖。
本實施例的變速器的控制方法的步驟S01至S06相同於上述實施例的變速器的控制方法的S01至S06,故以下僅針對二者之間相異之處進行說明,而二者之間的相同之處則請參照上述參閱圖1、2所給出的變速器的控制方法,而不再贅述。
在本實施例中,在步驟S04或步驟S05之後,則進入步驟S07,控制單元14判斷變速器10進行換檔的時間是否達到一預設時間值,其中此預設時間值例如為250毫秒。若變速器10進行換檔的時間達到預設時間值,則進入步驟S08,控制單元14停止馬達12的運作。若變速器10進行換檔的時間未達到預設時間值,則回到步驟S02,控制單元14判斷導鏈件11與目標位置之間的距離是否落於容許範圍內。
實務上,步驟S07中的預設時間值為廠商對於變速器10之換檔時間所能容許的最大極限值,變速器10的換檔理應於預設時間值內完成。即,在預設時間值內,導鏈件11應須從初始位置移動至目標位置(或實質上等同目標位置的位置)。因此,在變速器10換檔所經的時間已經達到預設時間值的狀況下,控制單元14即令馬達12停止運作,以避免在導鏈件11與目標位置之間的距離持續未落於容許範圍內且導鏈件11仍不移動的情況下馬達12因持續增加扭力而損壞。
接著,在步驟S08之後,控制單元14進行一換檔結果確認程序。詳細來說,在步驟S08之後,進入步驟S09,控制
單元14再次判斷導鏈件11與目標位置之間的距離是否落於容許範圍內。若導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內,則進入步驟S10,變速器10進入一閒置模式。若導鏈件11與目標位置之間的距離未落於容許範圍內,則進入步驟S11,導鏈件11回到換檔前的一初始位置,然後進入步驟S10,變速器10進入閒置模式。
也就是說,在步驟S09中,控制單元14會再進行最終確認導鏈件11是否已經移動至目標位置(或實質上等同目標位置的位置上)。在控制單元14仍判斷到導鏈件11未移動至目標位置(或實質上等同目標位置的位置)的狀況下,控制單元14放棄此次的換檔,令馬達12帶動導鏈件11回到初始位置,故步驟S09及步驟S10可避免導鏈件11就此卡在半途中。另一方面,藉由在步驟S09中控制單元14判斷到導鏈件11移動至目標位置(或實質上等同目標位置的位置上),可避免導鏈件11在變速器10進行換檔的時間接近預設時間值時已移動至定位的狀況被忽略,而確保控制單元14不會在這樣的狀況下直接將導鏈件11移回至換檔前的初始位置。
接著,請參閱圖4A及4B,圖4A為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的部分流程圖。圖4B為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的另一部分流程圖。
本實施例的變速器的控制方法的步驟S01至S11相
同於上述參閱圖1至3所給出的變速器的控制方法的步驟S01至S11,故本實施例的變速器的控制方法的步驟S01至S11請參照上述參閱圖1至3所給出的變速器的控制方法,而不再贅述。
在本實施例中,在步驟S06之後,則進入步驟S12,控制單元14判斷導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數是否達到一預定次數,其中預定次數例如但不限為10次。當第一次進入步驟S12時,由於先前已經過步驟S02成立的情況,故控制單元14會將判斷出導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數記為1次。因此,在這樣的狀況下經過步驟S12判斷為未達到預定次數後,會進入步驟S13。應注意的是,第一次進入步驟S12時控制單元14並不限於將先前已經過步驟S02成立的情況納入計算。在其他實施例中,雖然第一次進入步驟S12時,先前已經過步驟S02成立的情況,但控制單元14可不將步驟S02納入計算,故第一次進入步驟S12時控制單元14判斷出導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數仍為0次。
在步驟S13中,控制單元14判斷變速器10進行換檔的時間是否達到預設時間值。在本實施例中,步驟13中的預設時間值例如但不限與前述之步驟S07中的預設時間值相同。
若變速器10進行換檔的時間未達到預設時間值,則進入步驟S14,控制單元14再次判斷導鏈件11與目標位置之間的距離是否落於容許範圍內。若導鏈件11與目標位置之間的距
離落於容許範圍內,則回到步驟S12。由於回到步驟S12前已經過步驟S14成立的情況,故控制單元14會將判斷出導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數加上1次,然後在步驟S12中再次判斷導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數是否達到預定次數。
實務上,有機會發生誤判導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍的情形。在本實施例中,從步驟S12經過步驟S13及步驟S14回到步驟S12的循環步驟可重覆多次確認導鏈件11是否確實已經移動至目標位置(或實質上等同目標位置的位置)。一旦在步驟S13中控制單元14判斷導鏈件11與目標位置之間的距離未落於容許範圍內,則進入步驟S15,則控制單元14重新啟動馬達12,以期帶動導鏈件11朝目標位置移動。接著,在步驟S15之後,進入如前述實施例中的步驟S03。
在步驟S13中,若控制單元14判斷變速器10進行換檔的時間達到預設時間值,則會進入換檔結果確認程序。在控制單元14判斷導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數未達到預定次數的狀況下,變速器10進行換檔的時間有可能已經先達到預設時間值。此時,隨即跳出步驟S12至步驟S14的循環迴圈,直接進入換檔結果確認程序。實務上,步驟13中的預設時間值為廠商對於變速器10之換檔所容許的最大極限值,變速器10的換檔理應於預設時間值內完成。因此,在變速器10換檔所經的時間已經達到預設時間值的狀況下,直接
進入換檔結果確認程序,進行最終的導鏈件11之位置的檢查。
在步驟S12中,若控制單元14判斷導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數達到預定次數,則會進入換檔結果確認程序,進行最終的導鏈件11之位置的檢查。
應注意的是,步驟S11及步驟S12的順序並非用以限制本發明。在其他實施例中,在步驟S06之後,控制單元可先判斷變速器進行換檔的時間是否達到預設時間值,在確認變速器進行換檔的時間未達到預設時間值之後,才判斷導鏈件與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數是否達到預定次數。
接著,請參閱圖5A及5B,圖5A為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的流程圖。圖5B為圖5A之變速器的控制方法的另一部分流程圖。
本實施例的變速器的控制方法的步驟S01至S11相同於上述參閱圖1至3所給出的變速器的控制方法的步驟S01至S11,故本實施例的變速器的控制方法的步驟S01至S11請參照上述參閱圖1至3所給出的變速器的控制方法,而不再贅述。此外,本實施例的變速器的控制方法類似於上述參閱圖4所給出的變速器的控制方法,故以下僅針對二者之間相異之處進行說明,而二者之間的相同之處則請參照上述參閱圖4所給出的變速器的控制方法,而不再贅述。
在本實施例中,在步驟S12中控制單元14判斷導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數未達到預定次數的狀況下,直接進入步驟S14,控制單元14再次判斷導鏈件11與目標位置之間的距離是否落於容許範圍內。若導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內,則回到步驟S12。由此可知,在步驟S06之後,導鏈件11與目標位置之間的距離落於容許範圍內之步驟的執行次數需要達到預定次數才會開始進行換檔結果確認程序。
接著,請參閱圖6,圖6為根據本發明之另一實施例所揭露之變速器的控制方法的流程圖。
本實施例的變速器的控制方法的步驟S01至S11相同於上述參閱圖1至3所給出的變速器的控制方法的步驟S01至S11,故本實施例的變速器的控制方法的步驟S01至S11請參照上述參閱圖1至3所給出的變速器的控制方法,而不再贅述。此外,本實施例的變速器的控制方法類似於上述參閱圖4所給出的變速器的控制方法,故以下僅針對二者之間相異之處進行說明,而二者之間的相同之處則請參照上述參閱圖4所給出的變速器的控制方法,而不再贅述。
在本實施例中,在步驟S06之後,係直接進入步驟S13,控制單元14判斷變速器10進行換檔的時間是否達到預設時間值。若變速器10進行換檔的時間未達到預設時間值,則進入步驟S14,控制單元14再次判斷導鏈件11與目標位置之間的距
離是否落於容許範圍內。若導鏈件與目標位置之間的距離落於容許範圍,則回到步驟S13。也就是說,在步驟S06之後,需要變速器10進行換檔的時間達到預設時間值才會開始進行換檔結果確認程序。
根據上述實施例所揭露的變速器的控制方法及變速控制系統,在變速器換檔的過程中導鏈件未持續移動的狀況下,藉由增加馬達的扭力,以期使導鏈件朝目標位置移動,來避免導鏈件在換檔的過程中卡在半途的問題。
此外,在變速器換檔所經的時間已經達到預設時間值的狀況下,控制單元即令馬達停止運作,可避免在導鏈件與目標位置之間的距離持續未落於容許範圍內且導鏈件仍不移動的情況下馬達因持續增加扭力而損壞。
另外,藉由換檔結果確認程序,控制單元會再進行最終確認導鏈件是否已經移動至目標位置(或實質上等同目標位置的位置上)。在控制單元仍判斷到導鏈件未移動至目標位置(或實質上等同目標位置的位置)的狀況下,控制單元放棄此次的換檔,令馬達帶動導鏈件回到初始位置,故可避免導鏈件就此卡在半途中。
另一方面,藉由換檔結果確認程序,可避免導鏈件在變速器進行換檔的時間接近預設時間值時已移動至定位的狀況被忽略,而確保控制單元不會在這樣的狀況下直接將導鏈件移回至換檔前的初始位置。
在控制單元第一次判斷到導鏈件與目標位置之間的距離落於容許範圍內之後,還會再重複進行多次導鏈件與目標位置之間的距離是否落於容許範圍內的判斷,以確定導鏈件移動至目標位置(或實質上等同於目標位置的位置)的真實性。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習相像技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
S01-S06:步驟
Claims (12)
- 一種變速器的控制方法,適於控制一變速器的一馬達,包含:判斷該導鏈件與一目標位置之間的距離是否落於一容許範圍內;若是,則停止該馬達的運作;以及若否,則判斷該變速器在換檔的過程中該變速器的一導鏈件是否持續移動;若是,則減小該馬達的扭力;以及若否,則增加該馬達的扭力;在減小該馬達的扭力或增加該馬達的扭力之後,判斷該變速器進行換檔的時間是否達到一預設時間值;若是,則停止該馬達的運作,並進行一換檔結果確認程序;以及若否,則回到判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離是否落於該容許範圍內的步驟。
- 如請求項1所述之變速器的控制方法,在判斷到該導鏈件與該目標位置之間的距離落於該容許範圍內且停止該馬達的運作之後,更包含:判斷條件1,該導鏈件與該目標位置之間的距離落於該容許範圍內之步驟的執行次數是否達到一預定次數,及條件2,該變速器進行換檔的時間是否達到該預設時間值; 若條件1及條件2之其中一者為是,則進行該換檔結果確認程序;以及若條件1及條件2之二者皆為否,則再次判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離是否落於該容許範圍內;若是,則回到判斷條件1及條件2的步驟;以及若否,則啟動該馬達,並回到判斷該變速器的該導鏈件是否持續移動的步驟。
- 如請求項1所述之變速器的控制方法,在判斷到該導鏈件與該目標位置之間的距離落於該容許範圍內且停止該馬達的運作之後,更包含:判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離落於該容許範圍內之步驟的執行次數是否達到一預定次數;若是,則進行該換檔結果確認程序;以及若否,則再次判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離是否落於該容許範圍內;若是,則回到判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離落於該容許範圍內之步驟的執行次數是否達到該預定次數的步驟;以及若否,則啟動該馬達,並回到判斷該變速器的該導鏈件是否持續移動的步驟。
- 如請求項1所述之變速器的控制方法,在判斷到該導鏈件與該目標位置之間的距離落於該容許範圍內且停止該馬達的運作之後,更包含:判斷該變速器進行換檔的時間是否達到該預設時間值;若是,則進行該換檔結果確認程序;以及若否,則再次判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離是否落於該容許範圍內;若是,則回到判斷該變速器進行換檔的時間是否達到該預設時間值的步驟;以及若否,則啟動該馬達,並回到判斷該變速器的該導鏈件是否持續移動的步驟。
- 如請求項1所述之變速器的控制方法,其中該換檔結果確認程序包含:再次判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離是否落於該容許範圍內;若是,則該變速器進入一閒置模式;以及若否,則該導鏈件回到換檔前的一初始位置,然後該變速器進入該閒置模式。
- 如請求項1所述之變速器的控制方法,在判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離是否落於該容許範圍內之前,更包含:令該變速器進行換檔; 其中,令該變速器進行換檔的步驟及判斷該導鏈件與該目標位置之間的距離是否落於該容許範圍內的步驟之間相隔一預設時間值。
- 一種變速控制系統,包含:一變速器,包含:一導鏈件;一馬達,連接於該導鏈件並用以驅動該導鏈件;一感測器,用以感測該導鏈件的位置;以及一控制單元,電性連接該馬達及該感測器;其中,在該變速器換檔的過程中,該控制單元在根據該感測器所感測之該導鏈件之位置而確定該導鏈件為不移動的狀況時增加該馬達的扭力;其中,在該變速器在換檔的過程中,該控制單元根據該變速器進行換檔的時間未達到一預設時間值、該感測器所感測之該導鏈件的位置與一目標位置之間的距離未落於一容許範圍及該導鏈件不移動的狀況增加該馬達的扭力。
- 如請求項7所述之變速控制系統,其中在該變速器換檔的過程中,該控制單元在根據該感測器所感測之該導鏈件的位置而確定該導鏈件為持續移動的狀況時減小該馬達的扭力。
- 如請求項7所述之變速控制系統,其中在該變速器換檔的過程中,該控制單元根據該感測器所感測之該導鏈件 的位置與一目標位置之間的距離落於一容許範圍的狀況停止該馬達的運作。
- 如請求項7所述之變速控制系統,其中在該變速器換檔的過程中,該控制單元根據該變速器進行換檔的時間達到一預設時間值且該感測器所感測之該導鏈件的位置與一目標位置之間的距離未落於一容許範圍的狀況令該導鏈件回到換檔前的一初始位置。
- 如請求項7所述之變速控制系統,其中在該變速器換檔的過程中,該控制單元根據該變速器進行換檔的時間未達到一預設時間值且該感測器所感測之該導鏈件的位置與一目標位置之間的距離落於一容許範圍的狀況停止該馬達的運作。
- 如請求項7所述之變速控制系統,更包含一變速開關,該變速開關電性連接該控制單元,該變速開關用以被觸發,而使該控制單元令該馬達運作。
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