具有排檔保護機制的自動排檔自行車的製作方法
2023-05-09 15:04:16 5
專利名稱：具有排檔保護機制的自動排檔自行車的製作方法
具有排檔保護機制的自動排檔自行車技術領域
本發明是與自動排檔的自行車有關，特別是指可保護排檔裝置的一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車。
背景技術：
自動排檔自行車(即變速自行車)，目前已廣泛的為大眾所接受，在電動自行車或助力自行車中，均可見到自動排檔的設計。
變速自行車在架構上分為外變速及內變速兩種。以外變速架構而言，其鏈條在外部，因此在騎乘過程中進行變速時，是利用變速線拉動鏈條位移而變換齧接的齒盤，進而達到變速的效果。
而自動排檔自行車的自動排檔功能，主要是依靠一個微電腦依照其內的排檔邏輯，配合傳感器感測行車的速度信息，來進行排檔時機的判斷及排檔動作的執行。
然而，在騎乘過程中，若微電腦判斷應進行換檔而執行了排檔動作，但同時鏈條卻因為騎乘者沒有踩踏而沒有轉動，此時即會造成變速線已被拉動但無法變速的狀況，進而造成變速線過度繃緊，減少了變速線的壽命，而再次踩踏時也很容易產生脫鏈的情況。
由此可知，外變速架構的自行車在進行自動變速時，需要有一個確保變速動作得以完成的技術，以避免前述變速線壽命減少以及容易脫鏈的問題發生。發明內容
本發明的主要目的在於提供一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其可讓用來控制自動排檔動作的微電腦在執行變速動作前，先行判斷騎乘狀況，以決定是否執行變速動作，以避免變速線壽命減少以及容易脫鏈的問題發生。
為了達成前述目的，依據本發明所提供的一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車，包含有:一自行車主體，主要具有一變速器、一主動齒盤、一被動齒盤以及一曲柄軸，該主動齒盤是設於該曲柄軸且齧接於一鏈條而帶動該被動齒盤；一電源模塊，設於該自行車主體，用以提供排檔所需的電能；一微電腦，電性連接於該電源模塊，並且具有一自動排檔邏輯以判斷排檔時機以及執行排檔動作；一換檔控制驅動器，電性連接於該微電腦，受該微電腦的控制以驅動該變速器進行換檔；以及至少一傳感器，設置於該自行車主體的預定位置且電性連接於該微電腦，用以偵測車輪速度、踩踏速度、主動齒盤轉速、鏈條速度之中的至少一種；其中，該微電腦具有至少一保護條件，該微電腦在判斷應進行排檔時，是不進行排檔而轉為將目前騎乘狀況對照該至少一保護條件，若符合該至少一保護條件，則執行該排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯；若該微電腦判斷目前騎乘狀況不符合該至少一保護條件，則暫停排檔動作直到目前騎乘狀況符合該至少一保護條件再執行排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯；其中，該至少一保護條件是與車輪速度、踩踏速度、主動齒盤轉速、鏈條速度之中的至少一種有關。由此，可達成上述目的。
為了詳細說明本發明的構造及特點所在，以下結合較佳實施例並配合
如後，其中:
圖1是本發明第一較佳實施例的結構示意圖。
圖2是本發明第一較佳實施例的裝設示意圖。
圖3是本發明第一較佳實施例的流程圖。
圖4是本發明第二較佳實施例的裝設示意圖。
圖5是本發明第三較佳實施例的裝設示意圖。
圖6是本發明第四較佳實施例的結構示意圖。
圖7是本發明第五較佳實施例的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，本發明第一較佳實施例所提供的一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車10,主要由自行車主體11、一電源模塊21、一微電腦23、一換檔控制驅動器25以及至少一傳感器27所組成，其中:
該自行車主體11，主要具有一變速器12、一主動齒盤14、一被動齒盤16以及一曲柄軸18，該主動齒盤14是設於該曲柄軸18且齧接於一鏈條15而帶動該被動齒盤16，該被動齒盤16是設於該自行車主體11上的後輪19。由於該自行車主體11上的其餘結構是屬已知技術，因此容不再予詳述。此外，由於主動齒盤14與被動齒盤16在圖2中表示上較為困難，且其為已知構件，因此僅以簡單輪廓表示之。
該電源模塊21，設於該自行車主體11，用以提供排檔所需的電能。
該微電腦23，電性連接於該電源模塊21，並且具有一自動排檔邏輯231以判斷排檔時機以及執行排檔動作。
該換檔控制驅動器25，電性連接於該微電腦23，受該微電腦23的控制以驅動該變速器12進行換檔。
該至少一傳感器27，設置於該自行車主體11的預定位置且電性連接於該微電腦23，用以偵測車輪速度、踩踏速度、主動齒盤轉速、鏈條速度之中的至少一種。於本第一實施例中，該至少一傳感器27在數量上是以一個為例，而是用以感測踩踏速度。
其中，該微電腦23具有至少一保護條件232。於本第一實施例中，該至少一保護條件232在數量上是以一個為例。該微電腦23在判斷應進行排檔時，是不進行排檔而轉為將目前騎乘狀況對照該保護條件232，若符合該保護條件232，則執行該排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯231 ;若該微電腦23判斷目前騎乘狀況不符合該保護條件232，則暫停排檔動作直到目前騎乘狀況符合該保護條件232再執行排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯231。
又，其中，該保護條件232是與踩踏動作有關。於本第一實施例中該保護條件232是為:該曲柄軸18旋轉速度(即踩踏速度)大於一第一預定值。該第一預定值是以10轉/分鐘(RPM)為例，而亦可以大於10轉/分鐘，例如20轉/分鐘。
於本第一實施例中還包含有一顯示器29，電性連接於該微電腦23，該微電腦23停止使用該自動排檔邏輯231時，是於該顯示器29上顯示一信息，以告知騎乘者目前暫時停止自動排檔。然而，該顯示器29並非必要元件，在沒有顯示器29的狀況下，騎乘者僅是不知道目前自動排檔的狀態是否被暫停或是正常運作，但騎乘者仍然可以繼續騎乘自行車，亦即，並不以具有該顯示器29為必要。
接下來說明本第一實施例的操作狀態。
請再參閱圖1至圖3，在騎乘者騎乘自行車踩踏的過程中，該微電腦23是依該自動排檔邏輯231來判斷排檔時機以及執行排檔動作。該微電腦23在判斷應進行排檔時，是不進行排檔而轉為將目前騎乘狀況對照該保護條件232 (即該曲柄軸18旋轉速度大於或等於10轉/分鐘)，若判斷符合該保護條件232，即代表騎乘者有在踩踏踏板(圖中未示)，鏈條15即會轉動，因此可執行該排檔動作；在執行完排檔動作後，接著繼續執行該自動排檔邏輯231，以對下一次的排檔動作進行判斷。若該微電腦23判斷目前騎乘狀況不符合該保護條件232 (即該曲柄軸18旋轉速度小於10轉/分鐘)，則暫停排檔動作直到目前騎乘狀況符合該保護條件232 (即踩踏速度大於或等於10轉/分鐘)再執行排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯231，以對下一次的排檔動作進行判斷。
由此，可讓用來控制自動排檔動作的微電腦23在執行變速動作前，先行判斷騎乘狀況，以決定是否執行變速動作，進而可確保排檔動作得以完成，而保護了排檔裝置，避免變速線壽命減少以及容易脫鏈的問題發生。
請再參閱圖4，本發明第二較佳實施例所提供的一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車30，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於:
該傳感器47是用以偵測該主動齒盤34的轉速。
該保護條件(圖中未示)是為:該主動齒盤34的旋轉速度大於一第二預定值。該第二預定值於本第二實施例中是以10轉/分鐘(RPM)為例，而亦可以大於10轉/分鐘，例如20轉/分鐘。
由於主動齒盤34是用以帶動鏈條35轉動，因此主動齒盤34轉動即代表鏈條35轉動，由此可確保排檔動作得以順利完成，進而避免變速線壽命減少以及容易脫鏈的問題發生。
本第二實施例的其餘結構及操作方式均概同於前揭第一實施例，容不贅述。
請再參閱圖5，本發明第三較佳實施例所提供的一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車50，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於:
該自行車主體51具有一單向器57，該主動齒盤54是通過該單向器57設於該曲柄軸58。該主動齒盤54、該鏈條55以及車輪(即後輪)是相連動。
該傳感器67是用以偵測同動的車輪速度。
該保護條件(圖中未示)是為:該車輪速度大於一第三預定值。該第三預定值於本第三實施例中是以5公裡/小時為例，而亦可以大於5公裡/小時，例如6公裡/小時。
由於該主動齒盤54是通過該單向器57設於該曲柄軸58，因此後輪即不設置單向器，而與傳統在後輪設置單向器的自行車不同。此種將單向器57與曲柄軸58結合的方式，會使得自行車的該主動齒盤54、該鏈條55以及後輪同動，因此，可通過車輪速度推知鏈條55的轉速。鏈條55有轉動即可確保排檔動作得以順利完成，進而避免變速線壽命減少以及容易脫鏈的問題發生。
本第三實施例的其餘結構及操作方式均概同於前揭第一實施例，容不贅述。
請再參閱圖6，本發明第四較佳實施例所提供的一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車70，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於:
該傳感器87是用以偵測車輪速度。
該微電腦83是判斷目前的車輪速度，若車輪速度低於一第四預定值時，該微電腦83是停止使用該自動排檔邏輯831，在車輪速度高於或等於該第四預定值時，該微電腦83是使用該自動排檔邏輯831。該第四預定值於本第四實施例中是以5公裡/小時為例，而亦可以大於5公裡/小時,例如6公裡/小時。
由此，在騎乘速度低於該第四預定值(以5公裡/小時為例)時，即直接停止使用該自動排檔邏輯831，這樣一來，即不會有自動排檔的動作發生，亦無須再判斷是否符合該保護條件了。由此可確保不會有在很低的速度下卻判斷應排檔卻又無法完成排檔的問題，進而避免變速線壽命減少以及容易脫鏈的問題發生。
本第四實施例的其餘結構及操作方式均概同於前揭第一實施例，容不贅述。
請再參閱圖7，本發明第五較佳實施例所提供的一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車90，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於:
該傳感器107是用以偵測該鏈條95的速度。
該保護條件(圖中未示)是為:該鏈條95的速度大於一第五預定值。該第五預定值於本第五實施例中是以2公分/秒(cm/sec)為例，而亦可以大於2公分/秒，例如2.2公分/秒。
由於鏈條95有速度時即代表其有在運轉，由此可確保排檔動作得以順利完成，進而避免變速線壽命減少以及容易脫鏈的問題發生。
本第五實施例的其餘結構及操作方式均概同於前揭第一實施例，容不贅述。
須補充說明的是，上述第一至三及第五實施例中的保護條件，亦可以混合使用，並不限制只能有一個保護條件。此外，在混合使用多種保護條件時(車輪速度、踩踏速度、主動齒盤轉速、鏈條速度)，則傳感器亦需為複數且多種傳感器來分別偵測車輪速度、踩踏速度、主動齒盤轉速以及鏈條速度，才能配合供該微電腦判斷是否符合多種保護條件。
權利要求
1.一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車，包含有: 一自行車主體，主要具有一變速器、一主動齒盤、一被動齒盤以及一曲柄軸，該主動齒盤設於該曲柄軸且齧接於一鏈條而帶動該被動齒盤； 一電源模塊，設於該自行車主體，用以提供排檔所需的電能； 一微電腦，電性連接於該電源模塊，並且具有一自動排檔邏輯以判斷排檔時機以及執行排檔動作； 一換檔控制驅動器，電性連接於該微電腦，受該微電腦的控制以驅動該變速器進行換檔；以及 至少一傳感器，設置於該自行車主體的預定位置且電性連接於該微電腦，用以偵測車輪速度、踩踏速度、主動齒盤轉速、鏈條速度之中的至少一種； 其中，該微電腦具有至少一保護條件，該微電腦在判斷應進行排檔時，是不進行排檔而轉為將目前騎乘狀況對照該至少一保護條件，若符合該至少一保護條件，則執行該排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯；若該微電腦判斷目前騎乘狀況不符合該至少一保護條件，則暫停排檔動作直到目前騎乘狀況符合該至少一保護條件再執行排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯； 其中，該至少一保護條件與車輪速度、踩踏速度、主動齒盤轉速、鏈條速度之中的至少一種有關。
2.依據權利要求1所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該至少一傳感器用以偵測踩踏速度；該至少一保護條件為:該曲柄軸旋轉速度即踩踏速度大於一第一預定值。
3.依據權利要求2所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該第一預定值為10轉/分鐘以上。
4.依據權利要求1所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該至少一傳感器用以偵測主動齒盤轉速；該至少一保護條件為:該主動齒盤的旋轉速度大於一第二預定值。
5.依據權利要求4所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該第二預定值為10轉/分鐘以上。
6.依據權利要求1所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該自行車主體具有一單向器，該主動齒盤通過該單向器設於該曲柄軸，該主動齒盤、該鏈條以及車輪相連動；該至少一傳感器用以偵測同動的車輪速度；該至少一保護條件為:該車輪速度大於一第三預定值。
7.依據權利要求6所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該第三預定值為5公裡/小時以上。
8.依據權利要求1所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該至少一傳感器用以偵測車輪速度；在車輪速度低於一第四預定值時，該微電腦停止使用該自動排檔邏輯；在車輪速度高於或等於該第四預定值時，該微電腦使用該自動排檔邏輯。
9.依據權利要求8所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該第四預定值為5公裡/小時以上。
10.依據權利要求1所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:還包含有一顯示器，電性連接於該微電腦，該微電腦停止使用該自動排檔邏輯時，於該顯示器上顯示一信肩、O
11.依據權利要求1所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該至少一傳感器用以偵測鏈條速度；該至少一保護條件為:該鏈條速度大於一第五預定值。
12.依據權利要求11所述的具有排檔保護機制的自動排檔自行車，其中:該第五預定值為2公分/秒。`
全文摘要
一種具有排檔保護機制的自動排檔自行車，包含有一自行車主體；一電源模塊；一微電腦，具有一自動排檔邏輯；一換檔控制驅動器；以及至少一傳感器；其中，該微電腦具有至少一保護條件，該微電腦在判斷應進行排檔時，是不進行排檔而轉為將目前騎乘狀況對照該至少一保護條件，若符合該至少一保護條件，則執行該排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯；若不符合該至少一保護條件，則暫停排檔動作直到目前騎乘狀況符合該至少一保護條件再執行排檔動作，接著繼續執行該自動排檔邏輯；其中，該至少一保護條件是與車輪速度、踩踏速度、主動齒盤轉速、鏈條速度之中的至少一種有關。
文檔編號B62M25/08GK103183105SQ20111045399
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者鄭啟昌, 卓江澤, 黃清水, 龔林海, 繆林 申請人:久鼎金屬實業股份有限公司