用於自行車控制裝置的信號發生設備的製作方法
2023-04-27 12:40:31
專利名稱：用於自行車控制裝置的信號發生設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及自行車，更特別而言涉及用於控制自行車裝置的設備的各種特徵。
背景技術：
近年來，由電動馬達之類操縱的自行車裝置已為所知。例如，騎車人可手動操縱電開關，並且可以使用由開關產生的信號來操縱馬達，馬達相應地將自行車傳動裝置換高檔或換低檔。
一種已知的自行車傳動裝置控制裝置包括分離式換高檔和換低檔開關，這些開關分離地接線至其相應的撥鏈器控制單元。這種系統增加了必須安裝於自行車上的硬體的數量。其它已知的自行車傳動裝置包括單根金屬線，其運載著使傳動裝置換高檔和換低檔所用的電信號。在這些系統中，換高檔信號與換低檔信號在某些方面不同。例如，在模擬系統中，+6伏信號可以用於發出換高檔操作的信號，而+3伏信號可以用於發出換低檔操作的信號。替代地，+5伏信號可以用於發出換高檔操作的信號，而-5伏信號可以用於發出換低檔操作的信號。在數字系統中，尋址特定裝置並指定所需操作的多位數字信息可以在單根金屬線上連續通訊。兩種情況下都必須執行複雜的計算以便準確確定所請求的操作。在模擬系統的情況下，由於在雨中騎行或者騎過水窪等等可能會使控制信號變壞。
發明內容
本發明的目的在於用於控制自行車裝置的設備的各種特徵。在一個實施例中，自行車信號發生設備包括輸入單元和信號發生單元。輸入單元接收第一輸入信號和第二輸入信號，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，而第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作。信號發生單元根據第一輸入信號產生具有第一重複圖案的第一輸出信號，並且信號發生單元根據第二輸入信號產生具有第二重複圖案的第二輸出信號。第一重複圖案不同於第二重複圖案。
在另一個實施例中，自行車信號發生設備也包括輸入單元和信號發生單元。輸入單元接收第一輸入信號和第二輸入信號，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，而第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作。信號發生單元根據第一輸入信號產生第一輸出信號並且根據第二輸入信號產生第二輸出信號。第一輸出信號的時間間隔基於第一輸入信號的時間間隔，並且第一輸出信號具有躍遷，所述躍遷發生於由第一信號的時間間隔所確定的開區間內。
在另一個實施例中，自行車信號發生設備也包括輸入單元和信號發生單元。輸入單元接收第一輸入信號和第二輸入信號，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，而第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作。信號發生單元根據第一輸入信號產生包括第一脈衝的第一輸出信號並且根據第二輸入信號產生包括第二脈衝的第二輸出信號。第一脈衝的寬度不同於第二脈衝的寬度。
在另一個實施例中，自行車信號發生設備也包括輸入單元和信號發生單元。輸入單元接收第一輸入信號和第二輸入信號，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，而第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作。第一輸入信號的時間間隔不同於第二輸入信號的時間間隔。信號發生單元根據第一輸入信號產生第一輸出信號並且根據第二輸入信號產生第二輸出信號。第一輸出信號的圖案不同於第二輸出信號的圖案。
通過閱讀以下描述，將會清楚其它發明特徵，並且這些特徵可以與上述特徵的任一項或其組合結合以便提供其它好處。
圖1為包括電控制自行車傳動裝置的特定實施例的自行車的側視圖；圖2為安裝著圖1中所示的自行車組件的車把的特定實施例的詳細視圖；圖3為控制單元的特定實施例的方塊圖；圖4A為由手動操作的換高檔開關提供的換高檔信號的時序圖；圖4B為由信號發生單元提供的換高檔信號的時序圖；
圖5A為由手動操作的換低檔開關提供的換低檔信號的時序圖；圖5B為由信號發生單元提供的換低檔信號的時序圖；圖6A為由信號發生單元提供的換高檔信號的替代實施例的時序圖；圖6B為由信號發生單元提供的換低檔信號的替代實施例的時序圖；圖7A為由手動操作的換高檔開關提供的換高檔信號的時序圖；圖7B為由信號發生單元提供的換高檔信號的時序圖；圖8A為由手動操作的換高檔開關提供的多個換高檔信號的時序圖；以及圖8B為由信號發生單元提供的多個換高檔信號的時序圖。
具體實施例方式
圖1為包括電控制自行車傳動裝置的特定實施例的自行車的側視圖。自行車1為山地車型的運動自行車，其包括車架2、旋轉地安裝於車架2上的前叉3、安裝於前叉3上部的車把部件4、旋轉地附連於前叉3下部的前輪5、旋轉地附連於車架2後部的後輪6、鏈條7、前傳動裝置8、後傳動裝置9以及車座11。前輪制動器16提供用於制動前輪5，而後輪制動器17提供用於制動後輪6。如圖2所示，相應手柄12a、12b和制動槓桿13a、13b提供於車把組件4的兩端。制動槓桿13b連接於前輪制動器16上以便制動前輪5，而制動槓桿13a連接於後輪制動器17上以便制動後輪6。
前傳動裝置8為附連於框架2中下部上的機械單元以便通過鏈條7將騎車人所產生的驅動力傳遞至後傳動裝置9。前傳動裝置8包括三個不同尺寸的鏈輪37和前撥鏈器33。這三個鏈輪37安裝於齒輪曲柄31上，當騎車人推動腳蹬32a和32b時齒輪曲柄31就會旋轉。齒輪曲柄31包括曲軸34、右曲柄35和左曲柄36，其中曲軸34水平且可旋轉地穿過框架2的中下部。右曲柄35的一端連接於曲軸34的右側，三個鏈輪37附連於右曲柄35上。左曲柄36的一端連接於曲軸34的左側。右曲柄35和左曲柄36的另一端分別旋轉支承著腳蹬32a和32b。前撥鏈器33使鏈條7與三個鏈輪37之一接合併且可以由處理器所控制的馬達(圖中未示出)來移動，所述馬達由下述的傳動裝置控制單元15控制。前撥鏈器位置傳感器(圖中未示出)檢測前撥鏈器33的位置，進而檢測前傳動裝置8的當前速度梯級。
後傳動裝置9用於通過鏈條7將驅動力傳遞至後輪6。後傳動裝置9包括後鏈輪組41和後撥鏈器42。在這個實施例中，後鏈輪組41包括七個不同尺寸的鏈輪43，這七個鏈輪與後輪6的輪轂部分同心安裝。後撥鏈器42使鏈條7與七個鏈輪43之一接合併且可以由處理器所控制的馬達(圖中未示出)來移動，所述馬達由傳動裝置控制單元15控制。後撥鏈器位置傳感器(圖中未示出)檢測後撥鏈器42的位置，進而檢測後傳動裝置9的當前速度梯級。
如圖2中所示，換檔命令單元14a、14b分別提供於手柄12a、12b和制動槓桿13a、13b的內側。傳動裝置控制單元15附連於車把部件4的中心部分，並且其連接於換檔命令單元14a、14b上。換檔命令單元14a、14b用於使前傳動裝置8和後傳動裝置9換檔。後換高檔按鈕(開關)18a和後換低檔按鈕(開關)19a提供於換檔命令單元14a中，而前換高檔按鈕(開關)18b和前換低檔按鈕(開關)19b提供於換檔命令單元14b中。在這個實施例中，換高檔按鈕18a和18b提供用於使前傳動裝置8和後傳動裝置9換高檔達一個速度梯級的的信號。類似地，換低檔按鈕19a和19b提供用於使前傳動裝置8和後傳動裝置9換低檔達一個速度梯級的的信號。
傳動裝置控制單元15根據由換檔命令單元14a、14b提供的信號來控制前傳動裝置8和後傳動裝置9的操作。如圖3所示，傳動裝置控制單元15包括控制單元23、用於顯示當前速度梯級的顯示單元24、電源開關25以及模式開關26。控制單元23包括CPU21、存儲器22和信號發生單元29。CPU21為根據存儲器22中所存儲的信息操作的經過編程的處理器。信號發生單元29響應來自換檔命令單元14a、14b的輸入信號而向前撥鏈器33和後撥鏈器42提供輸出信號。電源開關25接通與關閉傳動裝置控制單元15，而模式開關26改變傳動裝置控制單元15的操作模式。如圖2所示，傳動裝置控制單元15包括箱形殼體27。顯示單元24、電源開關25以及模式開關26設置於殼體27的上表面上。傳動裝置控制單元15通過連接器單元28連接於前傳動裝置8和後傳動裝置9。
圖4A為由後換高檔按鈕18a提供的換高檔信號的時序圖，而圖4B為響應於後換高檔按鈕18a的操作由信號發生單元29提供的換高檔信號的時序圖。響應於換檔命令單元14b的操作可以產生類似信號。如圖4A所示，壓下後換高檔按鈕18a達時間間隔T1就會在時間間隔T1期間提供連續的高第一輸入信號40。如圖4B所示，信號發生單元29根據第一輸入信號40產生第一輸出信號44，其中第一輸出信號44的時間間隔T2基於第一輸入信號40的時間間隔T1。在這種情況下，時間間隔T1與時間間隔T2相同，但是這種關係可以根據應用情況而改變。應當指出，第一輸出信號40具有躍遷(從低至高或從高至低)，所述躍遷發生於由第一信號40的時間間隔T1所確定的開區間內。換句話說，至少一個躍遷有時會在除時間間隔T1的端點之外的時間間隔T1期間發生。更具體而言，第一輸出信號44包括發生於開區間內的第一脈衝48，並且優選地包括多個形成第一重複圖案的第一脈衝48。在這個實施例中，第一脈衝48具有高和低脈衝寬度，在時間間隔中各約為2ms，脈衝序列持續時間間隔T2的整個持續期間(例如只要後換高檔按鈕18a被壓下)。
圖5A為由後換低檔按鈕19a提供的換低檔信號的時序圖，而圖5B為響應於後換低檔按鈕19a的操作由信號發生單元29提供的換低檔信號的時序圖。如圖5A所示，壓下後換低檔按鈕19a達時間間隔T3就會在時間間隔T3期間提供連續的高第二輸入信號52。如圖5B所示，信號發生單元29根據第二輸入信號52產生第二輸出信號54，其中第二輸出信號54的時間間隔T4基於第二輸入信號52的時間間隔T3。在這種情況下，時間間隔T3與時間間隔T4相同，但是這種關係可以根據應用情況而改變。應當指出，在這個實施例中，不同於第一輸出信號44，第二輸出信號54沒有在由第二信號52的時間間隔所確定的開區間T3內形成脈衝。相反，第二輸出信號54在多個連續的時間間隔T5(例如各為2ms)內為低態有效，從而在時間間隔T4的整個持續期間(例如只要後換低檔按鈕19a被壓下)形成低態信號的重複(連續)樣式。
圖6A為由信號發生單元29提供的換高檔(第一輸出)信號60的替代實施例的時序圖，而圖6B為由信號發生單元29提供的換低檔(第二輸出)信號64的替代實施例的時序圖。在這個實施例中，換高檔信號60的時間間隔也基於第一輸入信號40的時間間隔並且形成重複圖案，其中換高檔信號60又包括多個換高檔(第一)脈衝62。然而，換高檔信號60的高與低脈衝寬度並不相同。相反，高脈衝寬度小於低脈衝寬度。當然，可以改變高與低脈衝寬度以便適合應用情況。在這個實施例中，換低檔信號64包括多個形成重複圖案的換低檔(第二)脈衝68。然而，換低檔信號64的同一相對值的多個連續脈衝寬度不同於換高檔信號60的同一相對值的多個連續脈衝寬度。例如，換低檔信號64的高脈衝寬度大於換高檔信號60的高脈衝寬度，而換低檔信號64的低脈衝寬度小於換高檔信號60的低脈衝寬度。在這個實施例中，雖然相位發生變化，但是換低檔信號64的重複圖案為換高檔信號60的重複圖案的倒轉。
儘管以上是對由發明特徵構成的各種實施例的描述，但是在不背離本發明的精神和範圍的情況下，還可以使用其它變型。例如，儘管控制單個換高檔和單個換低檔的信號通過操作按鈕18a、18b、19a和19b提供，但是控制多個換高檔和/或多個換低檔的信號可以通過適當操作按鈕18a、18b、19a和19b提供。圖7A為可由後換高檔按鈕18a提供的單個換高檔信號的時序圖，圖7B為可由信號發生單元29提供的單個換高檔信號的時序圖，而圖8A為可由後換高檔按鈕18a提供的多個換高檔信號的時序圖，圖8B為可由信號發生單元29提供的多個換高檔信號的時序圖。從概念上說，按鈕18a、18b、19a和19b可以按照相同的方式操作。
如圖7A所示，壓下後換高檔按鈕18a達時間間隔T5就會在時間間隔T5期間提供連續的高第一輸入信號70。如圖7B所示，信號發生單元29在第一輸入信號70關閉之後根據第一輸入信號70產生第一輸出信號72，其中第一輸出信號72的時間間隔T6可以基於或不基於第一輸入信號70的時間間隔T5。在這種情況下，時間間隔T5小於時間間隔T6，但是這種關係可以根據應用情況而變化。同第一實施例中那樣，第一輸出信號72包括多個第一脈衝74。
另一方面，如圖8A所示，壓下後換高檔按鈕18a達時間間隔T7就會在時間間隔T7期間提供連續的高第二輸入信號80，其中時間間隔T7不同於(例如大於)時間間隔T5。如圖8B所示，信號發生單元29在第二輸入信號76關閉之後根據第二輸入信號76產生包括多個第二脈衝80的第二輸出信號78，其中第二輸出信號78的時間間隔T8可以基於或不基於第二輸入信號76的時間間隔T7。同樣在這種情況下，時間間隔T7小於時間間隔T8，但是這種關係可以根據應用情況而變化。在任何情況下，第一輸出信號72的圖案不同於第二輸出信號78。那樣，第一輸出信號72可以命令單個換高檔，而第二輸出信號78可以命令多個換高檔(例如通過兩個齒輪)。在這個實施例中，第二輸出信號78為第一輸出信號72的倒轉。
儘管信號發生單元29位於傳動裝置控制單元15內，但是信號發生單元29可以放置於換檔命令單元14a和/或14b內或者放置於一些其它結構內，控制單元21可以確定基於輸出信號的所請求的操作。信號發生單元29所提供的信號不需要包括重複圖案，只要一個圖案區別於另一個即可。儘管所示的為正方形和矩形波脈衝，但是也可能是其它脈衝構型。儘管第一與第二輸出信號可以用於控制前撥鏈器33和後撥鏈器42，但是本文中的技術可以應用於任何電控制自行車裝置。
各種組件的尺寸、形狀、位置或方位可根據需要進行變化。圖中所示的彼此直接連接或接觸的組件可以具有置於其間的中間結構。一種元件的功能可由兩個元件執行，反之亦然。一個實施例的結構和功能可在另一實施例中採用。並不需要全部優點同時存在於一個特別實施例中。相對於現有技術的每個獨有特徵，無論是單獨或結合其它特徵，也都應被申請人認為是更多發明的單獨描述，包括由這些特徵所體現的結構和/或功能概念。因此，本發明的範圍不應限於所公開的具體結構或者對特定結構或特徵的清楚初始集中描述。
權利要求
1.一種自行車信號發生設備，包括接收第一輸入信號和第二輸入信號的輸入單元，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，並且其中第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作；和信號發生單元；其中信號發生單元根據第一輸入信號產生具有第一重複圖案的第一輸出信號；其中信號發生單元根據第二輸入信號產生具有第二重複圖案的第二輸出信號；並且其中第一重複圖案不同於第二重複圖案。
2.根據權利要求1所述的設備，其中第一重複圖案在第一輸入信號的整個持續時間上重複。
3.根據權利要求2所述的設備，其中第二重複圖案在第二輸入信號的整個持續時間上重複。
4.根據權利要求1所述的設備，其中第一重複圖案包括多個第一脈衝。
5.根據權利要求4所述的設備，其中第二重複圖案包括在多個連續時間間隔上值基本相同的信號。
6.根據權利要求4所述的設備，其中第二重複圖案包括多個第二脈衝。
7.根據權利要求6所述的設備，其中第二重複圖案包括第一重複圖案的倒轉。
8.根據權利要求6所述的設備，其中多個第二脈衝中至少一個寬度不同於多個第一脈衝中的至少一個。
9.根據權利要求6所述的設備，其中多個第二脈衝中至少一個寬度不同於具有相同相對值的多個第一脈衝中的至少一個。
10.根據權利要求1所述的設備，其中第一輸出信號對應用於自行車傳動裝置的換高檔信號和換低檔信號之一，並且其中第二輸出信號對應用於自行車傳動裝置的換高檔信號和換低檔信號中的另一個。
11.根據權利要求1所述的設備，還包括手動操作的換高檔開關，其向輸入單元提供第一輸入信號；以及手動操作的換低檔開關，其向輸入單元提供第二輸入信號。
12.一種自行車信號發生設備，包括接收第一輸入信號和第二輸入信號的輸入單元，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，並且其中第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作；和信號發生單元；其中信號發生單元根據第一輸入信號產生第一輸出信號；其中信號發生單元根據第二輸入信號產生第二輸出信號；其中第一輸出信號的時間間隔基於第一輸入信號的時間間隔；以及第一輸出信號具有躍遷，所述躍遷發生於由第一信號的時間間隔所限定的開區間內。
13.根據權利要求12所述的設備，其中第一輸出信號包括發生於開區間內的第一脈衝。
14.根據權利要求12所述的設備，其中第二輸出信號不會在由第二輸入信號的時間間隔所限定的開區間內形成脈衝。
15.根據權利要求14所述的設備，其中第二輸出信號包括在多個連續時間間隔上值基本相同的信號。
16.根據權利要求14所述的設備，其中第一輸出信號包括發生於開區間內的第一脈衝。
17.根據權利要求14所述的設備，其中第一輸出信號包括發生於開區間內的多個第一脈衝。
18.根據權利要求17所述的設備，其中多個第一脈衝形成第一重複圖案。
19.根據權利要求12所述的設備，其中第一輸出信號包括發生於開區間內的多個第一脈衝。
20.根據權利要求19所述的設備，其中多個第一脈衝形成第一重複圖案。
21.根據權利要求19所述的設備，其中第二輸出信號包括多個第二脈衝。
22.根據權利要求21所述的設備，其中第二輸出信號包括第一輸出信號的倒轉。
23.根據權利要求21所述的設備，其中多個第二脈衝中至少一個寬度不同於多個第一脈衝中的至少一個。
24.根據權利要求12所述的設備，其中第一輸出信號對應用於自行車傳動裝置的換高檔信號和換低檔信號之一，並且其中第二輸出信號對應用於自行車傳動裝置的換高檔信號和換低檔信號中的另一個。
25.根據權利要求12所述的設備，還包括手動操作的換高檔開關，其向輸入單元提供第一輸入信號；以及手動操作的換低檔開關，其向輸入單元提供第二輸入信號。
26.一種自行車信號發生設備，包括接收第一輸入信號和第二輸入信號的輸入單元，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，並且其中第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作；和信號發生單元；其中信號發生單元根據第一輸入信號產生包括第一脈衝的第一輸出信號；其中信號發生單元根據第二輸入信號產生包括第二脈衝的第二輸出信號；以及其中第一脈衝的寬度不同於第二脈衝的寬度。
27.一種自行車信號發生設備，包括接收第一輸入信號和第二輸入信號的輸入單元，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，其中第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作，並且其中第一輸入信號的時間間隔不同於第二輸入信號的時間間隔；和信號發生單元；其中信號發生單元根據第一輸入信號產生第一輸出信號；其中信號發生單元根據第二輸入信號產生第二輸出信號；以及第一輸出信號的圖案不同於第二輸出信號的圖案。
28.根據權利要求27所述的設備，其中第一輸出信號包括多個第一脈衝，並且其中第二輸出信號包括多個第二脈衝。
29.根據權利要求27所述的設備，其中第一輸出信號對應著自行車傳動裝置的單個換檔，並且其中第二輸出信號對應著自行車傳動裝置的多個換檔。
全文摘要
一種自行車信號發生設備包括輸入單元和信號發生單元。輸入單元接收第一輸入信號和第二輸入信號，其中第一輸入信號對應自行車裝置的第一操作，而第二輸入信號對應自行車裝置的第二操作。信號發生單元根據第一輸入信號產生具有第一圖案的第一輸出信號，並且信號發生單元根據第二輸入信號產生具有第二圖案的第二輸出信號。第一圖案不同於第二圖案。
文檔編號B62M25/00GK1903654SQ200610107558
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月27日 優先權日2005年7月27日
發明者高本隆一郎, 北村智, 鈴木俊邦 申請人:株式會社島野