控制腳踏車的系統和方法，相應單元和電腦程式產品的製作方法
2023-09-19 00:09:40 1
專利名稱：控制腳踏車的系統和方法，相應單元和電腦程式產品的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於腳踏車的控制系統，並且特定的是為競賽自行車開發；但是，對於這種可能應用特別是在競賽自行車中的應用的參考，並不意味著限定本發明可能的應用領域。
背景技術：
在腳踏車領域中，在過去的幾年中形成了提供代表不同功能的電子控制系統的趨勢。這樣，設計這種電子控制系統用於接收和處理由不同種類的感應器收集的信息，以獲得關於腳踏車的操作/運行情況的信息。
還設計這些電子控制系統用於使得用戶可以控制不同種類的致動器，以根據給定標準，以及通過以自動方式或通過由用戶發布的特定指令的運作，來更改腳踏車的上述操作/運行情況。特別的，已經知道該技術可以通過電子致動器的方式控制變速裝置換檔和變速器換檔。
為了處理並且提供關於腳踏車的操作/運行情況的信息的需要，向所述控制系統提供顯示單元。
這些顯示單元包括處理器，其具有存儲能力，所謂的腳踏車計算機，其中存儲的信息可能還包括關於用戶的感應信息。
圖1示出了已知的預定用於裝備腳踏車(沒有示出)的電子控制系統1的結構。系統1由一組在通信信道級上互連的功能模塊組成。
系統1包括顯示單元11，設計該單元來執行用於系統的顯示和管理的接口的功能，提供給用戶視覺級的信息，並且使得可以設置電子控制系統1的不同的使用模式。顯示單元11還結合了腳踏車計算機功能，可以通過按壓按鈕20控制這個功能，並且該單元通過連接101和電子控制系統1的其餘部分互相作用以執行初始化和預先設置的功能。
通過連接101，顯示單元11和控制單元12在信號和電源方面電氣連接，其中控制單元12預定用來執行接口的功能以及執行用於管理由用戶做出的請求的功能，從而使得可以進行用戶為了定位變速裝置換檔和變速器而發布的請求的轉換。通過操作對應於變速器的按壓按鈕18和對應於變速裝置換檔的按壓按鈕19來產生這種請求，並且採用要被發送到電源單元13的能夠攜帶所述請求的信號或通信幀的形式。
因此，設計電源單元13來執行控制特定操作的功能，例如，用於伺服輔助(servo-assisted)操作的部件的控制，比如腳踏車的變速裝置換檔和變速器。
為了這個目的，將通信幀通過連接102發送到電源單元13，該單元將設置此通信幀和控制單元12在信號和電源方面連接。電源單元13提供用於變速裝置換檔和用於變速器的定位請求，以及分別和位置變換器16和17相關聯的變速裝置換檔致動器14和變速器致動器15的控制操作的管理。位置變換器16和17提供變速裝置換檔和變速器的位置的信息到電源單元13從而使得可以最優化控制致動器14和15並且根據可由腳踏車實現的特定形態的過程的執行，例如，致動器的位置的零設置以及位置漂移或偏移的補償。
以關於控制單元12和電源單元13，以及關於腳踏車框架可移動的方式實現顯示單元11。
這個類型的電子控制系統是已知的，例如，從以本申請的名義的義大利專利申請TO2000A000293，其內容完全包含於此作為參考。
本領域技術人員熟知的這種類型的電子控制系統通常不能在沒有顯示單元的情況下操作。特別的，預見在上述專利申請中描述的系統用於檢測出移去顯示單元11。在將其移去的事件中，認為電子控制系統不再是可用的，並且控制單元的微控制器提供電子控制系統的功能性的禁止的幹涉。
但是，移去該顯示單元的可能性，包括增加被偷竊的危險，或者是在碰撞或墜落的情況中失去顯示單元的危險。這樣腳踏車的控制系統可能保持無機能，不但使得用戶無法了解腳踏車的操作/運行情況，還使得用戶無法更改腳踏車的前述操作/運行情況。特別的，用戶可能發現他們自己也無法使用腳踏車的變速裝置換檔。
在顯示單元出現故障的情況下也可能發生這樣的情況。
發明內容
本發明的目的是防止上面概括的缺點並且提出防止在不存在顯示單元的情況下腳踏車的電子控制系統完全無法操作的解決方案。
根據本發明，利用用於控制腳踏車的操作功能的系統實現此目的，該腳踏車具有在下面的權利要求中特別重提的特徵。本發明還涉及相應的方法和相應的處理單元，以及可直接載入數字計算機的存儲器的相應的電腦程式產品，並且該電腦程式產品包括當其在計算機上運行時用於執行本發明的方法的軟體代碼部分。
基本上，根據本發明的解決方法預見到，即使在移去顯示單元的情況下，系統的固定部分將能夠保證至少執行對應於腳踏車的運動的一些基本功能，比如對應於變速裝置換檔和變速器的一般功能。以這種方式，控制系統繼續對指令的起動起反應，並且這優選的根據操作形態而發生，其中該操作形態與系統在顯示單元有規律地和系統相關時保證的操作形態沒有什麼不同。
現在將僅僅利用非限定性的實例，同時參考
本發明，在附圖中圖1示出了根據已經在前面描述過的現有技術的用於控制腳踏車的操作功能的系統；圖2是一示意性的電路圖，示出了根據本發明的用於控制腳踏車的操作功能的系統；圖3，4和5是流程圖，對應於由根據本發明的用於控制腳踏車的操作功能的系統實現的控制方法。
具體實施例方式
圖2示出了根據本發明的用於控制腳踏車2的操作功能的系統的部分方框圖。
概括地說，這種系統指的是已經在前面描述的系統12的基本示圖。
這樣，系統2包括顯示單元21，控制單元22和電源單元23。
電源單元23利用連接102向控制單元22供電，連接102在電源總線103和通信總線104下。可斷開類型的連接105將電源總線103和通信總線104延伸到顯示單元21。
可以通過合適的四導體雌雄連接器，或者通過滑動觸點獲得可斷開的連接105。
在控制單元22中設置與通信總線103並聯連接的微控制器27，並且為其提供用於接收對應於變速裝置換檔和變速器的各個指令的輸入28和29。這樣微處理器27用於在通信總線104上轉發所述指令到電源單元23。控制單元22包括輔助電源電路30，其以已知方式監控用於微控制器27的輔助電池34的操作。
顯示單元21包括由微處理器25驅動的顯示器24。所述微處理器25適於執行腳踏車計算機功能，並適於利用通信總線104和控制單元22通信。輔助電源電路26以已知方式監控用於微處理器25的輔助電池33的操作。
顯示單元22進一步包括磁體31，以及舌簧式，即在磁體31存在時被起動以閉合，的磁開關32，將它們放置在通信總線104上以及電源總線103的一個導體上。
如上所述，操作磁體31使得保持所述磁開關32閉合。
如果將顯示單元21從腳踏車上移去，磁體31從磁開關32移開，並且開關32打開。
這樣，連接105的中斷切斷了在控制單元22和顯示單元21之間的信號的通信以及電源。之後通過開關32的電路的打開具有將控制單元22相對於連接105的觸點(末端部分)電氣絕緣的效果，該末端部分可以在圖2中的包括在表示單元21和22的模塊之間的區域中看到，並且可能作為移去顯示單元21的結果而保持暴露在外。
所述解決方案，以及由此裝置產生的優點，將在以本申請的名義在相同日期提交的歐洲專利申請中以更詳細的方式描述。
之後可以通過信號線35將微控制器27連接至開關32，從而使得可以檢測到操作的情況，也就是，打開或閉合的情況。
圖3，4和5通過實例的形式示出了對應於用於控制在電子控制系統2中實現的腳踏車的操作功能的方法的流程圖。
圖3示出了對應於顯示單元21的過程的部分。
這裡，從啟動步驟200開始，選擇步驟201識別用戶是否希望進入編程模式的請求的操作。
如果否定的話，控制進入過程末尾。
如果確認的話，控制進入從202到207的一組以條件順序實現的選擇步驟，並且如果給出回答「是」(在202和207之間的任意一步)，則執行步驟220以發送該請求到電源單元23。
特別的，步驟202對應於關於用戶是否希望進入用於重新設置致動器的步驟的請求。
如果在步驟202的回答是否定的，控制前進到選擇步驟203，其中詢問用戶是否希望離開零設置步驟。
如果在步驟203的回答是否定的，控制前進到步驟204，其中詢問用戶是否希望繼續到補償步驟。
如果在步驟204的回答是否定的，控制前進到步驟205，其中詢問用戶他是否希望從補償步驟中離開。
如果在步驟205的回答是否定的，控制前進到步驟206，其中詢問用戶是否設置操作的手動模式。
如果在步驟206的回答是否定的，控制前進到步驟207，其中詢問用戶是否設置操作的自動模式。
如果在步驟207的回答是否定的，控制前進到過程末尾。
很明顯，通過操作顯示單元21的按壓按鈕20執行上述的選擇步驟。
圖4示出了對應於控制單元22的過程部分。
這裡，首先，在選擇步驟301中執行詢問在輸入，即輸入28和29，處是否存在作為控制18和19的操作結果的指令的操作。
如果否定的話，控制進入過程末尾。
如果確認的話，控制前進到選擇步驟303，該步驟估計顯示單元21是否存在，也就是，是否和控制單元22連接。
如果確認的話，執行由模塊304標明的用於設置信令寄存器或旗標的操作。這種旗標在設置時指示顯示單元22的存在。
如果顯示單元22不存在，接下來是由模塊305標明的用於重新設置所述旗標的操作，從而使得該旗標指示顯示單元22不存在。
在任一情況中，之後控制前進到選擇步驟302，該步驟估計指令指導變速裝置換檔還是變速器。
在任一情況中，執行由模塊320標明的用於發送相應請求到電源單元23的步驟。這種請求包括通過步驟304和305獲得的關於是否存在顯示單元22的信息。
圖5示出了對應於電源單元23的過程部分。
這裡，在模塊220和320的步驟之後，首先執行選擇步驟401，該步驟包括估計在輸入是否存在指令的操作。
如果否定的話，控制進入過程末尾。
如果確認的話，控制前進到選擇步驟405，該步驟估計顯示單元21是否存在，也就是，是否和控制單元22連接，並且其是特別基於來自模塊320的請求。
如果存在顯示單元21，控制前進到選擇步驟402，該步驟估計在輸入檢測到的指令是否請求執行致動器的零設置的步驟。
如果確認的話，控制前進到由406標明的模塊，在該模塊中，只要在到模塊401的輸入處存在指令，就執行致動器的移位的操作。
如果否定的話，控制前進到模塊403，該模塊估計指令是否請求執行致動器的位置補償的步驟。
如果確認的話，控制前進到由407標明的模塊，其中只要到模塊401的輸入處存在指令，就執行致動器的補償操作。
如果否定的話，控制前進到選擇步驟404，該步驟估計指令是手動類型還是自動類型。
在手動指令的情況中，根據手動設置的請求執行定位操作，這種操作在模塊408中指示。
在自動指令的情況中，根據預先確定的順序執行定位操作，這種操作由模塊409指示。
相反，在選擇步驟405產生否定結果，即不存在顯示單元的情況中，控制前進到選擇步驟412，該步驟估計在輸入檢測到的指令是否請求執行對應於操作模式的選擇或參數設置的步驟。
如果確認的話，控制前進到由414標明的模塊，其中重新載入對應於已經存儲的最後一個參數值的值，相比在選擇參數的過程中移去顯示單元21時出現的值的不確定狀態，在任意情況下都認為所述值是可靠的。
因此，在模塊415中，執行重新設置操作模式的操作。最後，在模塊416中，設置對於正常過程的請求，並將其發送到相應的選擇步驟404。
如果否定的話，控制前進到選擇步驟404。
因此，從到現在為止的說明中可以知道，操作以下面順序進行。
如所述，當移去顯示單元21時，中斷連接線105並且控制單元22不再能夠接收來自顯示單元21的指令；即，它不再能夠將在模塊220中的請求從顯示單元21發送到電源單元23。
但是，組織對應於控制單元22和電源單元23的過程，使得能夠將一組基本運動功能保持為可操作的，特別是變速裝置換檔和變速器的控制為可操作的，從而使得即使在移去顯示單元21的情況下仍然可以進行控制，從而，例如，從控制單元接收由按壓按鈕18和19授予的在選擇步驟301出現的指令，並且將其轉發到與電源單元23有關的對應的選擇步驟401。
因此，控制系統2僅根據基本或正常操作模式繼續操作。
例如，如上所述，仍然有通過按壓按鈕18和19發送指令以執行變速裝置換檔和變速器換檔的可能性。
更為特別的，在存在移去顯示單元21的情況下，可以預見以下操作保持有效-手動模式的正常操作對應於在步驟408中定位變速裝置換檔或變速器的指令的操作；以及-自動模式的正常操作對應於在變速裝置換檔側的按壓按鈕根據預先確定的順序定位變速裝置換檔或變速器的指令的操作。
根據參考圖5的指示，結束關於操作模式和參數設置的選擇步驟，也就是，重新得到存儲的舊值並且進入正常操作模式，該模式使得可以進行向上和向下的變速裝置換檔和向上和向下的變速器換檔。
上述的解決方案相比現有解決方法實現了可觀的優點。
在非正常情況，比如那些顯示單元發生故障，失竊或損失的情況中，採用提出的電子控制系統也可能是有益的。
當然，在對本發明的原理不抱偏見的情況下，在不脫離如在附加的權利要求中所定義的本發明的範圍的前提下，實現的細節和實施例可能相對於這裡所描述和圖示的有很大不同。
例如，先前描述(僅僅通過實例的方式)的本發明的實施例預見到腳踏車的運動的基本功能將在任意情況中由控制系統的固定部分執行。
但是可以想像到的，存在並且因此包括在本發明的範圍之中這樣的解決方案，其中裝備有足夠電源和資源的微控制器(例如，除了腳踏車計算機的通常的正常功能外，用於開發GPS定位功能或更先進的移動通信功能，比如UMTS)的顯示單元可能可以僅以適度的附加計算負載承擔控制運動的功能(比如變速裝置換檔和變速器的操作)的角色。這必須預見到在移去顯示單元的情況中，將所述功能的實現發送到系統的「固定」部分的可能性，為了所述目的，該系統裝備有相應的「備份」模塊，並且當從腳踏車移去顯示單元時該模塊有效。特別的，這種功能的傳輸可以按照通常在電子處理系統中執行的類型的保存操作的典型形式發生，因此用戶不會感覺到可感覺到的操作中斷。
考慮到可能的實現模式，本發明可以以控制系統(初始安裝或更新)的形式實現，該系統可以控制腳踏車的操作功能並且包括至少一個第一單元和一個第二單元，它們能夠在功能上彼此協同操作，同時設置第一單元使得可以將其選擇性的從腳踏車上移去。設置第二單元用於實現一組腳踏車的基本運動功能，保證其(即使)在移去第一單元的情況下的性能。
另外，或者作為選擇的，本發明還可以通過為可編程控制系統配置合適的軟體而實現，其中該系統包括至少一個第一單元和一個第二單元，它們在功能上可以彼此協同操作，並且將第一單元選擇性的從腳踏車上移去，使得第二單元可以實現腳踏車的基本運動功能，從而保證在從腳踏車上移去第一單元的情況下它的性能。
因此，本發明還關於作為電腦程式產品的上述軟體。
另外，單獨的考慮的話，顯然本發明還延伸到上述系統單元，並且因此包括-用於系統的處理單元，用於控制腳踏車的操作功能，所述處理單元適於在功能上與被配置為選擇性地從腳踏車上移去的另一單元協同處理，其中設置處理單元用於實現一組基本運動功能，保證在從腳踏車上移去所述另一單元的情況中它的性能。
-用於腳踏車的控制單元，用於控制腳踏車的操作功能，將所述控制單元設置為將其從腳踏車上選擇性的移去並且和至少一個和腳踏車相關聯的補充單元協同操作，其中和所述控制單元相關的是用於檢測從腳踏車移去單元並以信號向補充單元通知所述移去的裝置，使得所述補充單元可以實現一組基本運動功能，保證在從腳踏車上移去控制單元的情況中它的性能。
權利要求
1.一種用於控制腳踏車的操作功能的系統，其至少包括一個第一單元(11；21)和一個第二單元(12，13；22，23)，它們能夠在功能上協同操作，所述第一單元(11；21)被設置為從腳踏車上選擇性的移去，該系統的特徵在於所述第二單元(12，13；22，23)被設置為實現一組基本運動功能，保證在從腳踏車上移去所述第一單元(21)的情況下它的性能。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述基本運動功能組包括控制的功能，通過和第二單元(22)相關聯的相應控制(18，19)，致動器(15)對應於腳踏車的變速裝置換檔並且致動器(14)對應於腳踏車的變速器。
3.如權利要求2所述的系統，其中，以手動模式能夠實現控制對應於腳踏車的變速裝置換檔的致動器(15)和對應於腳踏車的變速器的致動器(14)的所述功能。
4.如權利要求2所述的系統，其中，以自動模式能夠實現控制對應於腳踏車的變速裝置換檔的致動器(15)和對應於腳踏車的變速器的致動器(14)的所述功能。
5.如先前的任一權利要求所述的系統，其中所述第二單元(22，23)包括微控制器(27)，其被設計為用於執行所述基本運動功能組。
6.如先前的任一權利要求所述的系統，其中被選擇性地從腳踏車上移去的所述第一單元(21)通過至少一個電氣連接(105)連接至所述第二單元(22)，可以通過將該電氣連接暴露在所述第二單元(22)上的至少一個末端接觸部分處來分離該電氣連接，並且與所述至少一個電器連接(105)相關聯的是至少一個開關(32)，為了所述暴露的末端接觸部分與所述第二單元(22)的電氣絕緣，可以選擇性地起動該開關。
7.如權利要求6所述的系統，其中所述第一單元(21)包括磁體(31)，並且所述至少一個開關(32)是可以由所述磁體(31)磁性起動的開關。
8.如前述的任一權利要求所述的系統，其中所述第一單元是顯示單元(21)。
9.如先前的任一權利要求所述的系統，其中所述第二單元包括控制單元(22)，與其相關聯的是致動器(14，15)的控制(18，19)和電源單元(23)，該電源單元適於驅動所述致動器(18，19)。
10.一種用於控制腳踏車的操作功能的處理單元(22；23)，被設計為與另一單元(21)在功能上協同操作，所述另一單元(21)被設置為從腳踏車上選擇性的移去，其特徵在於所述處理單元(22，23)被設置為用於實現一組基本運動功能，保證在從腳踏車上移去所述另一單元(21)的情況下它的性能。
11.用於控制腳踏車的操作功能的控制單元(21)，被設置為從腳踏車上選擇性的移去並且和至少一個和腳踏車相關聯的補充單元(22)協同操作，特徵在於，包括用於向所述補充單元(22，23)指示將其從腳踏車上移去的裝置，使得所述補充單元可以實現一組基本運動功能。
12.一種用於控制腳踏車的操作功能的方法，包括下面的步驟-提供控制系統，其至少包括一個第一單元(21)和一個第二單元(22，23)，它們可以在功能上彼此協同操作；-將所述第一單元(21)設置為可從腳踏車上選擇性的移去的單元；其特徵在於，進一步包括下面的步驟設置所述第二單元(22)用於實現一組基本功能，保證在從腳踏車上移去所述第一單元的情況中它的性能。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述基本運動功能組包括控制對應於腳踏車的變速裝置換檔的致動器(15)和對應於腳踏車的變速器的致動器(14)的功能。
14.如權利要求13所述的方法，其中以手動方式(408)能夠實現控制對應於腳踏車的變速裝置換檔的致動器(15)和對應於腳踏車的變速器的致動器(14)的所述功能。
15.如權利要求13所述的方法，其中以自動方式(409)能夠實現控制對應於腳踏車的變速裝置換檔的致動器(15)和對應於腳踏車的變速器的致動器(14)的所述功能。
16.如先前的任一權利要求所述的方法，其中它在包括在所述第二單元(22，23)中的微控制器(27)中實現所述基本功能組(27)。
17.如權利要求12所述的方法，其中它預見到在所述第二單元(22)中存儲第一單元(21)的請求並且使用第一單元的所述請求的最後情況以保證所述基本運動功能的性能。
18.一種裝備有如權利要求1到9中任一所述的系統的腳踏車。
19.一種可直接載入數字計算機的存儲器的電腦程式產品，並且該產品包括當該產品在計算機上運行時用於執行根據權利要求12到17中任一的方法的軟體代碼部分。
全文摘要
在用於包括顯示單元的腳踏車，例如競賽自行車，的電子控制系統中，控制單元和電源單元用於在不存在所述顯示單元時管理在腳踏車上提供的致動器，例如，變速裝置換檔致動器，控制單元和電源單元能夠保證一組基本運動功能的實現，比如向上和向下的變速裝置換檔以及向上和向下的變速器換檔。
文檔編號B62M25/08GK1550409SQ20041003011
公開日2004年12月1日 申請日期2004年3月19日 優先權日2003年3月21日
發明者詹弗蘭科·古代爾佐, 詹弗蘭科 古代爾佐 申請人:坎培諾洛有限公司