自行車用變速控制裝置和自行車用變速控制方法
2023-11-30 16:15:06
專利名稱：自行車用變速控制裝置和自行車用變速控制方法
技術領域：
本發明涉及變速控制裝置和變速控制方法，特別是涉及裝載在自行車上的，變速控制具有多個變速檔的變速裝置的，自行車用變速控制裝置和自行車用變速控制方法。
背景技術：
近年來，裝載著用電動或者空氣驅動的能夠變速的變速裝置，和控制該變速裝置的變速控制部分的自行車，已經公知了。在這種自行車上，能夠根據速度傳感器所得到速度進行自動變速控制，並能通過變速控制部分由騎在自行車上的騎行者的操作進行手動變速控制。而且，當根據速度和變速操作，輸出變速信號時，變速控制部分便接收所輸出的變速信號，並根據所接收到的變速信號控制電動機和氣缸等驅動裝置，使變速裝置變速。
在進行變速控制時，存在著在變速裝置的變速動作過程中輸出下一個變速信號的情況。例如，正在使變速操作部作變速動作的過程中進行操作，或者在速度發生急劇變化之類的變速動作中輸出下一個變速信號等等。以往，當在變速動作中接收到變速信號時，變速控制部分會忽略接收到的變速信號，而在識別所接收到的變速信號，根據現在的變速動作完成之後所接收到的變速信號，使變速裝置再進行變速。
可是，如果忽略在變速動作中的變速信號，那麼，在手動變速的情況下，會發生騎行者不管是否進行了變速動作，而不再進行變速的情形。此外，為了使變速動作按照騎行者的意願進行，騎行者就必須考慮選擇變速操作的時機，使變速操作變得很困難。因此，忽略在變速動作中的變速信號是不可取的。
另一方面，在辨認出變速動作中的變速信號之後，就按照信號的原樣進行變速的情況下，由於接收到了許多個變速信號，於是就按照這些變速信號連續地進行這些變速動作。此時，如果變速動作只有換高速檔，或者只有換低速檔，按照所接收到的變速信號進行連續的變速是沒有問題的。可是，在手動變速的自行車上，例如，當騎行者對當前的變速動作是只想換到再高一檔的情況下，但，由於變速操作的失誤，卻進行了換到高二檔的操作，然後，為了改正這樣的變速操作，又進行了換到低一檔的操作。此時，如果變速控制部分按照這樣的變速信號進行連續的變速動作，那麼在達到騎行者所希望的只換到高一檔的變速檔之前，就要先換到高二檔的變速檔。這樣，在變速到騎行者所希望的變速檔之前就要無謂地耗費許多時間。還有，由於進行了一次多餘的變速動作，在使用電動式變速裝置進行變速時，就要消耗額外的電力。
因此，就考慮到，把在變速動作中所接收到的變速信號依次全部實行之後的最後的變速檔計算出來，在變速裝置把當前的變速動作完成之後，就使變速裝置完成變速到計算結果的變速檔的動作。這樣一來，就可以不進行無謂的變速動作，根據變速信號進行正確的變速動作。
可是，如果進行以上所說那樣的變速控制，就要在變速過程中的變速動作完成之後，直接就進行新的變速到計算結果的變速檔的變速動作。這樣，變速動作就會很彆扭，不能順利地進行。
發明內容
本發明的目的就是提供一種能按照變速動作中的變速信號順利地進行正確的變速動作的自行車用變速控制裝置。
方案1中的自行車用變速控制裝置，是一種安裝在裝載有多個變速檔的變速裝置的自行車上，並使上述變速裝置變速到上述多個變速檔中任何一個變速檔的自行車用變速控制裝置，它具有變速信號輸出部分和變速控制部分。變速信號輸出部分輸出為使變速裝置變速用的變速信號。變速控制部分根據從上述變速信號輸出部分所輸出的變速信號設定目標變速檔，控制上述變速裝置向所設定的目標變速檔變速。在上述變速裝置從開始變速動作到完成變速動作的過程中，如果從上述變速信號輸出部分輸出新的變速信號，並且新的變速信號的目標變速檔與正在變速的當前的目標變速檔不同時，上述變速控制部分能控制上述變速裝置，把正在變速過程中的當前的目標變速檔變更為按照新的變速信號的目標變速檔。
在這種自行車用變速控制裝置中，例如，在手動變速的情況下，根據騎行者對變速開關的操作，在自動變速的情況下，根據自行車的速度變化等，從變速信號輸出部分輸出變速信號時，變速控制部分就能根據變速信號，設定目標變速檔，並控制變速裝置向著目標變速檔進行變速動作，變速裝置進行變速動作。當在變速動作中輸出新的變速信號，並且根據新的變速信號的目標變速檔與正在變速過程中當前的目標變速檔不同時，變速控制部分就會控制變速裝置，把當前的目標變速檔更新為根據新輸出的變速信號確定的目標變速檔。例如，在從3速變4速的變速過程中輸出換高速檔的變速信號時，目標變速檔更新為5速，取消變成4速的變速動作，控制變速裝置向5速變速。此外，當正在變速過程中又輸出換高速檔的信號時，目標變速檔就更新為6速，再控制變速裝置向6速變速。這樣，在變速動作中輸出變速信號的情況下，不會有忽略變速信號，進行多餘的變速動作的情形，同時，也不需要在完成了當前的變速動作之後再一次進行變速動作，而是能夠根據變速動作中的變速信號，順利地進行正確的變速動作。
方案2的自行車用變速控制裝置，是在方案1中所記載的裝置中，其變速信號只有從上述變速控制部分發出的能使上述變速檔向上變一檔的換高速檔信號，以及從上述變速控制部分發出的能使上述變速檔向下變一檔的換低速檔信號。在這種情況下，由於一共只有兩種變速信號，所以變速控制部分的計算就變得容易了。此外，由於騎行者的操作只能進行這兩種操作，騎行者的變速操作也簡單方便。
方案3的自行車用變速控制裝置，是在方案1中所記載的裝置中，其變速信號有與上述多個變速檔相對應的多個變速信號。在這種情況下，只用一次操作，就能夠進行向目標變速檔的變速。
方案4的自行車用變速控制裝置，是在方案1到方案3中所記載的任何一種裝置中，其變速信號輸出部分具有為用手動操作輸出變速信號用的變速操作部分。在這種情況下，就能藉助於變速操作部分的操作，用手動變速輸出按照騎行者的意願的變速信號。
方案5的自行車用變速控制裝置，是在方案1到方案4中所記載的任何一種裝置中，還在自行車上設有檢測上述自行車旋轉部分的旋轉速度的旋轉速度檢測裝置；而變速信號輸出部分則根據上述旋轉速度檢測裝置的檢測結果輸出上述變速信號。在這種情況下，由於變速裝置能根據旋轉速度進行自動變速，騎行者不需要進行變速操作了，就可以不考慮變速操作而舒適地乘坐自行車。
方案6的自行車用變速控制裝置，是在方案5中所記載的裝置中，其旋轉速度檢測裝置通過檢測作為上述旋轉部分的自行車車輪的旋轉速度，檢測出上述自行車的車速。在這種情況下，由於是根據自行車車輪的旋轉速度檢測出車速的，所以，車速的檢測很容易。
方案7的自行車用變速控制裝置，是在方案5中所記載的裝置中，其旋轉速度檢測裝置通過檢測作為上述旋轉部分的自行車輪轂的旋轉速度，檢測出上述自行車的車速。在這種情況下，由於是根據輪轂的旋轉速度檢測出車速的，所以，例如，可以利用發電輪轂，不必另外設置傳感器，就能很容易地檢測出車速。
方案8的自行車用變速控制裝置，是在方案5中所記載的裝置中，其旋轉速度檢測裝置通過檢測作為上述旋轉部分的自行車曲柄的旋轉速度，檢測出上述自行車的車速。在這種情況下，由於保持曲柄的轉速就能夠自動變速，所以騎行者就能不管車速的快慢，按照自己喜歡的節奏蹬踏腳踏車。
方案9中的自行車用變速控制方法，是一種在裝載著帶有多個變速檔的變速裝置的自行車上，根據變速信號輸出部分所輸出的變速信號，變速為多個變速檔中任何一個變速檔的自行車用變速控制方法，它包括下列各個步驟接收變速信號的步驟；根據變速信號使變速裝置變速的步驟；從變速裝置開始變速動作一直到完成該動作之間，從變速信號輸出部分接收變速信號的步驟；在變速裝置在進行變速動作的過程中，接收新的變速信號，當根據新的變速信號的目標變速檔與當前正在變速中的目標變速檔不同時，把當前的目標變速檔變更為根據新的變速信號的目標變速檔，並控制變速裝置向著變更後的新的目標變速檔變速的步驟。
在這種自行車用變速控制方法中，變速裝置在其開始變速動作到完成變速動作的期間中，從變速信號輸出部分接收新的變速信號，並且根據新的變速信號的目標變速檔與變速中的當前的目標變速檔不同時，就將當前的目標變速檔更新為根據所接收到的新的變速信號的目標變速檔，並控制變速裝置向著更新後的目標變速檔變速。這樣，不必對無謂的變速動作進行控制，而且也不用在變速動作之後馬上再一次進行變速動作，就能順利地根據變速信號進行正確的變速。
圖1是裝有本發明的自行車用變速裝置的自行車的側視圖；圖2是自行車把手周圍部件的立體圖；圖3是自行車的控制框圖；圖4是變速控制裝置主程序的控制流程圖；圖5是變速控制裝置的換高速檔處理的控制流程圖；圖6是變速控制裝置的換低速檔處理的控制流程圖；圖7是在變速動作的過程中有多個變速操作的情況下的變速例子的曲線圖；圖8是第二實施例與圖1相當的圖；圖9是第二實施例與圖3相當的圖；圖10是第二實施例與圖4相當的圖；圖11是第二實施例的2速處理的控制流程圖；圖12是第三實施例與圖1相當的圖；圖13是第三實施例與圖3相當的圖；圖14是第三施例與圖4相當的圖。
具體實施例方式
第一實施例構成
圖1表示具有按照本發明第一實施例的自行車用變速控制裝置的自行車1。
自行車1是一種山地車類型的運動用車，它具有下列各種部件作為主要部分的車架2；前叉3；車把4；前輪5；後輪6；鏈條7；前外裝變速裝置8；以及後外裝變速裝置9。
車架2是自行車1的基礎，在其前部裝有前叉3，在其中央下部裝有前外裝變速裝置8，在其後部裝有後輪6和後外裝變速裝置9。此外，在車架2中央的上部設有騎行者乘坐的車座11。
前叉3是一種安裝在車架2的前部，能繞著傾斜的軸線自由轉動的部件。在前叉3的上部安裝著車把4，在其下部安裝著前輪5。前輪5上設有檢測自行車車輪的旋轉速度用的旋轉速度傳感器10。旋轉速度傳感器10，例如，具有能檢測固定在前輪5上的磁鐵10a的舌簧接點開關，並將該舌簧接點開關輸出的脈衝輸送出去。
如圖2所示，在車把4的兩端分別設有把手12a、12b和制動杆13a、13b。此外，在車把4上，在把手12a、12b和制動杆13a、13b的內側，設有變速操作部件14a、14b。還有，在車把4的中央部分，裝有變速控制裝置15，該變速控制裝置15與變速操作部件14a、14b連接。
制動杆13a、13b是分別對前輪5和後輪6進行制動操作的部件。制動杆13a與後面將要提到的前輪制動器16連接、制動杆13b與後面將要提到的後輪制動器17連接。
變速操作部件14a、14b是在手動變速模式時，對前外裝變速裝置8和後外裝變速裝置9進行變速操作的部件。在變速操作部件14a上，設有前部向上變速的按鈕18a、前部向下變速的按鈕19a，在另一側的變速操作部件14b上，設有後部向上變速的按鈕18b、後部向下變速的按鈕19b。上述各向上變速的按鈕18a、18b，分別輸出讓各外裝變速裝置8、9的變速檔(將在下面描述)向上提高一檔(換到高速檔)的變速信號。同樣，上述各向下變速的按鈕19a、19b，分別輸出讓各個外裝變速裝置8、9的變速檔向下降低一檔(換到低速檔)的變速信號。
變速控制裝置15，在手動變速模式時，根據操作變速操作部件14a、14b而輸出的變速信號，在自動變速模式時，根據旋轉速度傳感器10發來的速度信號所產生的變速信號，分別對前外裝變速裝置8和後外裝變速裝置9進行變速控制。如圖3所示，該變速控制裝置15具有下列各部分由CPU21和存儲器22所構成的控制部分23；顯示當前的變速檔之類參數的顯示部分24；電源開關25，以及模式開關26。控制部分23是藉助於CPU21進行變速控制和顯示控制的部件。在控制部分23上，連接著下列各部件前、後的上、下變速按鈕18a、18b、19a、19b。顯示部分24，例如，是分段式的液晶顯示裝置，能顯示當前的車速，累計距離和變速檔位置等等。電源開關25是接通和斷開顯示部分24的切換裝置。模式開關26是變換自動變速模式和手動變速模式用的裝置。此外，變速控制裝置15收納在箱子形狀的控制箱27內，而顯示部分24，電源開關25和模式開關26都布置在它的上表面上。還有，變速控制裝置15還通過連接部分28與前外裝變速裝置8和後外裝變速裝置9連接。
如圖1所示，前輪5的轂部安裝在前叉3的下部，在前叉3的上部具有對前輪5進行制動的前輪制動器16。此外，後輪6的轂部安裝在車架2的後部，在該轂部上還裝有後外裝變速裝置9。此外，在後輪6的上部還具有對後輪進行制動的後輪制動器17。
鏈條7繞在前外裝變速裝置8和後外裝變速裝置9上，把前外裝變速裝置8的驅動力傳遞給後外裝變速裝置9。
前外裝變速裝置8裝在車架2中央的下部，是通過鏈條7把騎行者的驅動力傳遞給後外裝變速裝置9的機構。前外裝變速裝置8具有大小多個鏈輪37和一個前撥鏈器33。
多個鏈輪37都安裝在驅動曲柄31上。驅動曲柄31由於騎行者蹬踏踏腳32a、32b而轉動。驅動曲柄31由曲柄軸34、右曲柄35和左曲柄36構成。曲柄軸34水平地穿過車架2中央的下部，能自由轉動。右曲柄35的一端連接在曲柄軸34的右側，不能相對轉動，多個鏈輪37都固定在右曲柄35上。左曲柄36的一端連接在曲柄軸34的左側，不能相對轉動。右曲柄35和左曲柄36的另一端的徑向外側端部上，分別安裝著能自由轉動的踏腳32a、32b。
前撥鏈器33是用於將鏈條7架設在多個鏈輪37中的一個上的部件，能藉助於變速電動機或電磁線圈等電動致動器(圖中未示出)進行移動。此外，前撥鏈器33是通過變速控制裝置15的控制而移動的。另外，前撥鏈器33能藉助於變速位置傳感器(圖中未示出)檢測出當前變速檔的位置。
後外裝變速裝置9安裝在後輪6輪轂部分的周圍，它是把通過鏈條7傳遞過來的驅動力傳遞到後輪6上去的機構。後外裝變速裝置9由後鏈輪組41和後撥鏈器42構成。
後鏈輪組41由大小多個鏈輪43組成，安裝成與後輪6的輪轂部分同軸線。
後撥鏈器42是用於把鏈條7繞在多個鏈輪43中的一個鏈輪上的機構，能藉助於圖中未示出的變速電動機而移動。此外，後撥鏈器42是通過變速控制裝置15的控制而移動的。另外，後撥鏈器42根據變速位置傳感器的位置數據SH檢測出當前的變速檔位置。
(動作)以下，以變速控制裝置15的一種變速控制動作為例，根據圖4～圖6中所示的控制流程，說明後外裝變速裝置9的變速控制動作。前外裝變速裝置8的變速控制方法，除了變速檔少之外，都與後外裝變速裝置9的變速控制方法相同，所以省略其說明。
騎行者在變速控制裝置15中裝入作為電源的電池，就能對自行車1進行變速控制了。接通電源後，首先，按照圖4中的步驟S1，進行變速控制裝置15的初始設定。在這種初始設定中，把儲存在存儲器22中的OP初始化為「1」。所謂OP，是由變速操作部件14b的變速操作所設定的變速檔的值，隨著變速操作部件14b的操作而增大或減小。此外，把變速模式設定為手動變速模式。
在步驟S2中，判斷變速模式是否手動變速模式。這一判斷，例如，是根據操作模式開關26所設定的內容來判斷的。在步驟S3中，判斷是否自動變速模式。在步驟S4中，判斷是否其他的處理方式。
當判斷為手動變速模式時，便從步驟S2轉移到步驟S5。在步驟S5中，判斷是否操作了後部上變速按鈕18b。在步驟S6中，判斷是否操作了後部下變速按鈕19b。當判斷操作了後部上變速按鈕18b時，便從步驟S5轉移到步驟S7，進行圖5中所示的向上變速處理。當判斷操作了後部下變速按鈕19b時，便從步驟S6轉移到步驟S8，進行圖6中所示的向下變速處理。
當判斷為自動變速模式時，便從步驟S3轉移到步驟S9。在步驟S9中，記錄根據旋轉速度傳感器10發來的信號計算出來的車速V。在步驟S10中，記錄所設定的變速檔OP。在步驟S11中，判斷所記錄(取入)的車速V是否超過變速檔的每一個換高速檔的閾值U(OP)。在步在步驟S12中，判斷所記錄的車速V是否低於變速檔的每一個換低速檔的閾值D(OP)。當判斷所記錄的車速V超過變速檔的每一個換高速檔的閾值U(OP)時，便從步驟S11轉移到步驟S13，進行如圖5所示的換高速檔處理。當判斷所記錄的車速V低於每一個變速檔的換低速檔的閾值D(OP)時，便從步驟S11轉移到步驟S14，進行如圖6所示的換低速檔處理。
當判斷為其他處理時，便從步驟S4轉移到步驟S15。在步驟S15中，進行所選擇的其他處理。然後，返回步驟S2。
在這種主程序中，當判斷為變速模式和其他模式時，便分別進行處理，如果不是以上任何一種處理，便返回步驟S2，反覆進行處理。
在步驟S7、步驟S13的換高速檔處理中，用圖5的步驟S21，把比當前的變速檔OP提高一檔的變速檔設定為目標變速檔。在步驟S22中，判斷變速電動機是否處於正轉的動作中。根據這一判斷，判斷後撥鏈器42是否正處於換高速檔的變速動作中。當變速電動機不處於正轉動作時，即，不是處於換高速檔的變速動作中時，便轉移到步驟S23，在使變速電動機進行正轉的同時，開始記錄變速位置傳感器的位置數據SH。在變速電動機處於正轉動作時，就跳過這種處理。
在步驟S24中，判斷是否達到了位置數據SH所設定的目標變速檔，即，變速動作是否已經完成。當判斷變速動作已經完成時，便轉移到步驟S25，在停止變速電動機的同時，結束變速位置傳感器的位置數據的錄入。
此時，即使是在變速動作中，也要把最初用步驟S21新設定目標變速檔，更新為以前所設定的目標變速檔。
在步驟S8、步驟S14的換低速檔處理中，用圖6的步驟S31，把比當前的變速檔OP降低一檔的變速檔設定為目標變速檔。在步驟S32中，判斷變速電動機是否處於反轉的動作中。根據這一判斷，判斷後撥鏈器42是否正處於換低速檔的變速動作中。當變速電動機不處於反轉動作時，即，不是處於換低速檔的變速動作中時，便轉移到步驟S33，在使變速電動機進行反轉的同時，開始記錄變速位置傳感器的位置數據SH。在變速電動機處於反轉動作時，就跳過這種處理。
在步驟S34中，判斷是否達到了位置數據SH所設定的目標變速檔，即，變速動作是否已經完成。當判斷變速動作已經完成時，便轉移到步驟S35，在停止變速電動機的同時，結束變速位置傳感器的位置數據SH的錄入。
此時，與換高速檔處理一樣，即使是在變速動作中，也要把最初用步驟S31新設定目標變速檔，更新以前所設定的目標變速檔。
特點
本實施例中的自行車1在手動變速模式時，騎在車上的騎行者在任意的時機裡按下變速操作部件14a、14b的向上變速按鈕18a、18b或者向下變速按鈕19a、19b，就能變速到騎行者所期望的變速檔上。此外，在自動變速模式時，能根據車速V自動進行變速動作。
在手動變速模式時，在前外裝變速裝置8在變速過程中操作變速操作部件14a的情況下，或者在後外裝變速裝置9在變速過程中操作變速操作部件14b的情況下，或者，當超過各變速檔的換高速檔的閾值，或低於各變速檔的換低速檔的閾值的情況下，作為目標的變速檔OP要重新設定，增大或者減小。具體的說，在按下向上變速按鈕18a、18b的情況下，或者在車速超過各變速檔的換高速檔的閾值的情況下，要在存儲器22的OP上加上1，另一方面，在按下向下變速按鈕19a、19b的情況下，或者在車速低於各變速檔的換低速檔的閾值的情況下，要在存儲器22的OP上減掉1。此外，在用變速操作部件14a、14b進行多個變速操作的情況下，要根據變速操作部件14a、14b的多個操作進行加減計算，算出OP的值。不論這種加減計算是否在變速動作中進行的，都要根據新輸出的變速信號進行更新。這樣，即使在變速動作中又產生並輸出變速信號，都能在變速過程中變速到最新的目標變速檔。
藉助於以上步驟，就能充分反映騎行者在變速過程中所進行的操作。更進一步，在變速過程中進行多次操作的情況下，能順利地使速度轉變到這種操作中最後的變速檔上。
例如，考慮這樣的情況，即，當速度正在從目前的3檔向更高一檔的速度變化時，騎行者在操作了一次後部的向下變速按鈕19b之後，又兩次壓下了後部的向上變速按鈕19a。
如圖7(B)所示，按照騎行者的操作，在完成了從3檔到4檔的變速動作之後，再進行從4檔到3檔的變速動作，從3檔到4檔的變速動作，和從4檔到5檔的變速動作，共計進行四次變速動作。可是，騎行者所打算進行的變速操作是最後變為5檔。即，從4檔變為3檔的變速動作和從3檔變為4檔的變速動作是多餘的變速動作。
此外，計算出依次全部完成在變速動作中所接受到的變速信號後所得到的最後的變速檔，在變速裝置完成了變速動作之後，使變速裝置將變速檔變為所計算出來的最後的變速檔，也就是如圖7(C)所示的，在完成從3檔到4檔的變速動作之後，接著完成從4檔到5檔的變速動作，也就是完成兩次變速動作。因此，在變速的動作中進行了不順暢的變速動作，有損變速動作的順利完成。
因此，在本實施例中，如圖7(A)所示，即使在變速動作中，也能隨時更改目標變速檔，進行變為最後變速檔的變速操作，使變速檔變成作為變速操作的結果的最後的變速檔。這樣，在變速動作中，微小的變速電動機進行正、反轉動作，只要一次變速動作，就能變速到最後的變速檔。
這樣，就能使變速動作中的變速操作省力。從而能以很短的時間順利地變速到最後的目標變速檔。更進一步，在前撥鏈器33和後撥鏈器42為電池驅動的情況下，由於變速操作省力了，還能節省電池在變速操作上的消耗。
第二實施例在第一實施例的構成中，當為手動變速模式時，換低速檔和換高速檔的變速信號都是直接從變速操作部分14a、14b輸出的，但，也可以在變速操作部件中設置與變速檔對應的按鈕，在把從這些按鈕發出的與變速檔對應的變速信號與當前的變速檔進行了比較之後，再產生換高速檔或換低速檔的變速信號。
如圖8所示，自行車51是一種輕便車，它具有下列主要部件車架52、前叉53、車把54、前輪55、後輪56、鏈條57、以及3個變速檔的內裝變速輪轂59。
車架52是自行車51的基礎，在其前部裝有前叉53，在其後部裝有後輪56和內裝變速裝置59。此外，在車架52中央的上部設有騎行者乘坐的車座61。
前叉53是一種安裝在車架52的前部，能繞著傾斜的軸線自由轉動的部件。在前叉53的上部安裝著車把54，在其下部安裝著前輪55。前輪55上設有發電輪轂60。發電輪轂60具有，例如，為安裝在前叉53上的前照燈58供電的功能，同時還具有作為檢測自行車車速用的速度傳感器的功能。
在車把54的兩端分別設有把手62a、62b(圖中只表示了62a)和制動杆13a、13b(圖中只表示了63a)。此外，在車把54上，在把手62a和制動杆63a的內側，設有帶變速操作部件64的變速控制裝置65。
變速操作部件64是在手動變速模式時，對三個變速檔的內裝變速輪轂59進行變速操作用的部件。如圖9所示，在變速操作部件64中設有分別與變速檔相對應的1～3檔變速按鈕67～69。
變速控制裝置65，在手動變速模式時，根據由於變速操作部件64的操作而生成的變速信號，在自動變速模式時，由發電輪轂60所發來的速度信號而產生變速信號並根據該變速信號，分別對內裝變速輪轂59進行變速控制。如圖9所示，該變速控制裝置65具有下列各部分由CPU21和存儲器22所構成的控制部分23；顯示當前的變速檔之類參數的顯示部分24；電源開關25，以及模式開關26。控制部分23是藉助於CPU21進行變速控制和顯示控制的部件。在控制部分23上，連接著1～3檔變速按鈕67～69，以及發電輪轂60。顯示部分24，例如，是分段式的液晶顯示裝置，能顯示當前的車速，累計距離和變速檔位置等等。電源開關25是接通和斷開顯示部分24的切換裝置。模式開關26是變換自動變速模式和手動變速模式用的裝置。變速控制裝置65還與內裝變速輪轂59連接。
如圖8所示，前輪55的發電輪轂60安裝在前叉53的下部，在前叉的上部具有對前輪55進行制動的前輪制動器66。此外，後輪56的輪轂部分安裝在車架52的後部，其中裝有作為變速裝置的內裝變速輪轂59。
鏈條57繞在前鏈輪(圖中未示出)和設置在內裝變速輪轂59中的後鏈輪(圖中未示出)上，把前鏈輪上的動力傳遞給後鏈輪。
內裝變速輪轂59是後輪6的輪轂部分，是把由鏈條57所傳遞的驅動力傳遞給後輪56用的機構。內裝變速輪轂59藉助於變速電動機(圖中未示出)能進行三檔變速。另外，內裝變速輪轂59還能藉助於變速位置傳感器(圖中未示出)的位置數據SH，檢測出當前變速檔的位置。
動作
下面，以變速控制裝置65的手動變速控制動作為例，說明圖10和圖11中所示的流程圖。但，省略了與第一實施例相同的控制動作的說明。
騎行者在變速控制裝置65中裝入作為電源的電池，或者由發電輪轂供應電力，就能對自行車51進行變速控制了。接通電源後，首先，與圖4中的從步驟S1到步驟S4一樣，進行圖10中的從步驟S41到步驟S44的動作。
當判斷為手動變速模式時，便從步驟S42轉移到步驟S45。在步驟S45中，判斷是否按下了1檔變速按鈕67。在步驟S46中，判斷是否按下了2檔變速按鈕68。在步驟S47中，判斷是否按下了3檔變速按鈕69。當按下了1檔變速按鈕67時，便從步驟S45轉移到步驟S48，進行1速處理。當按下了2檔變速按鈕68時，便從步驟S46轉移到步驟S49，進行2速處理。當按下了3檔變速按鈕69時，便從步驟S47轉移到步驟S50，進行3速處理。由於從1速處理到3速處理的內容實質上相同，所以以下只說明2速處理。
當判斷為自動變速模式時，便從步驟S43轉移到步驟S51，在一直到步驟S56為止的處理中，進行與第一實施例同樣的處理。此外，當判斷為其他處理時，便從步驟S44轉移到步驟S57，進行所選擇的其他處理，再返回步驟S42。
在2速處理中，如圖11所示，首先，讀入當前的設定變速檔OP。在步驟S62中，判斷變速檔OP是否1檔(低速檔)。在步驟S63中，判斷變速檔OP是否3檔(高速檔)。在變速檔OP為1檔(低速檔)的情況下，便從步驟S62轉移到步驟S64，進行圖5所示的換高速檔處理。在變速檔OP為3檔(高速檔)的情況下，便從步驟S63轉移到步驟S65，進行圖6所示的換低速檔處理。在上述2速處理中，如果當前的變速檔不是2檔(中速檔)時，就不進行變速控制。因此，在1速處理的情況下，在不是1檔時，就可以進行換高速檔處理，在3速處理的情況下，在不是3檔時，就可以進行換低速檔處理。此外，在3速處理中換1檔，或者在1速處理中換3檔的情況下，可以分別進行兩次換低速檔或者兩次換高速檔處理。
第三實施例在上述兩實施例中，在自動變速模式時是根據車速進行變速的，但，也可以根據曲柄的轉速來進行變速。
如圖12所示，自行車51是與第二實施例同樣的輕便車，它具有下列主要部件車架52、前叉53、車把54、前輪55、後輪56、鏈條57和三檔變速的內裝變速輪轂59。省略了對其結構的詳細說明。
在設置在車架52中央下部的曲柄75上，固定著作為檢測曲柄的旋轉用的檢測元件的磁鐵76。此外，在車架52的車座支管52a上，固定著以檢測磁鐵76來檢測曲柄轉速用的曲柄旋轉傳感器80。
變速控制裝置85，是在手動變速模式時，根據變速操作部件64的操作所產生的變速信號；在自動變速模式時，根據曲柄旋轉傳感器80所發來的曲柄速度信號產生變速信號，分別對內裝變速輪轂59進行變速控制的裝置。如圖13所示，上述變速控制裝置85具有下列部件由CPU21和存儲器22構成的控制部分23；顯示當前的變速檔等等的顯示部分24；電源開關25；以及模式開關26。控制部分23是藉助於CPU21進行變速控制和顯示控制的部件。控制部分23與1檔到3檔變速按鈕67～69和曲柄旋轉傳感器80連接。顯示部分24是，例如，分段式液晶顯示裝置，能顯示當前的車速，累計距離和變速位置等等。電源開關25是轉換顯示部分24的開關的部件。模式開關26是用於轉換自動變速模式和手動變速模式的部件。變速控制裝置65與內裝變速輪轂59連接。
動作
下面，以變速控制裝置85的自動變速控制動作為例，說明圖14中所示的流程圖。但，省略了與第二實施例相同的控制動作的說明。
騎行者在變速控制裝置85中裝入作為電源的電池，就能對自行車51進行變速控制了。接通電源後，首先，與圖10中的從步驟S41到步驟S50一樣，進行圖14中的從步驟S71到步驟S80的動作。
當判斷為自動變速模式時，便從步驟S73轉移到步驟S81，錄入曲柄的旋轉速度R。在步驟S82中，判斷所記錄的曲柄旋轉速度R是否超過換高速檔的閾值UR(例如，為65rpm)。在步驟S83中，判斷所記錄的曲柄旋轉速度R是否低於換低速檔的閾值DR(例如，為40rpm)。當判斷所記錄的曲柄旋轉速度R超過換高速檔的閾值UR時，便從步驟S82轉移到步驟S84，進行如圖5所示的換高速檔處理。當判斷所記錄的曲柄旋轉速度R低於換低速檔的閾值DR時，便從步驟S83轉移到步驟S85，進行如圖6所示的換低速檔處理。此外，當判斷為其他處理時，便從步驟S74轉移到步驟S86，進行所選擇的其他處理。然後，返回步驟S72。
在第三實施例中，曲柄旋轉速度的閾值設定為與變速檔無關的定值，但，也可以根據不同的變速檔設定不同的閾值。
其他實施例在上述這些實施例中，自動變速是用電動方式進行的，但，本發明也適用於用空氣的壓力來驅動的其他驅動方式。此外，在手動變速的情況下，是通過按壓變速操作按鈕來進行變速的，但，也可以使用杆形狀的開關和其他形狀的開關。
(b)在上述這些實施例中，以具有手動變速模式與自動變速模式的變速控制裝置為例，對本發明進行了說明，但，本發明也能應用於只有其中任何一種變速模式的變速控制裝置。
綜上所述，利用本發明的自行車用變速控制裝置，當在變速動作中輸出了新的變速信號，而且，基於新的變速信號的目標變速檔與變速中當前的變速檔不同時，能把當前的目標變速檔，更新為根據新輸出的變速信號的目標變速檔，對變速裝置進行控制。因此，在變速動作中輸出變速信號的情況下，可以不忽視變速信號，進行多餘的變速動作，在前一個變速動作完成之後，不在進行此後的再次的變速動作，而根據變速動作中的變速信號，順利地進行適當的變速動作。
權利要求
1.一種自行車用變速控制裝置，安裝在裝載有多個變速檔的變速裝置的自行車上，使上述變速裝置變速到上述多個變速檔中任何一個變速檔，它具有下列各部分輸出使上述變速裝置變速用的變速信號的變速信號輸出部分；根據從上述變速信號輸出部分所輸出的上述變速信號設定目標變速檔，控制上述變速裝置向所設定的目標變速檔變速的變速控制部分；並且在上述變速裝置從開始變速動作到完成變速動作的過程中，如果從上述變速信號輸出部分輸出新的變速信號，並且根據新的變速信號的目標變速檔與變速中的當前的目標變速檔不同時，上述變速控制部分控制上述變速裝置，把變速中的當前的目標變速檔變更為根據新的變速信號的目標變速檔。
2.如權利要求1所述的自行車用變速控制裝置，其特徵在於，上述變速信號具有從上述變速控制部分發出的能使上述變速檔向上變一檔的換高速檔信號，以及從上述變速控制部分發出的能使上述變速檔向下變一檔的換低速檔信號。
3.如權利要求1所述的自行車用變速控制裝置，其特徵在於，上述變速信號有與上述多個變速檔相對應的多個變速信號。
4.如權利要求1～3中任何一項權利要求所述的自行車用變速控制裝置，其特徵在於，上述變速信號輸出部分具有為用手動操作輸出變速信號用的變速操作部分。
5.如權利要求1～4中任何一項權利要求所述的自行車用變速控制裝置，其特徵在於，還在上述自行車上設有檢測上述自行車旋轉部分的旋轉速度的旋轉速度檢測裝置；上述變速信號輸出部分根據上述旋轉速度檢測裝置的檢測結果輸出上述變速信號。
6.如權利要求5所述的自行車用變速控制裝置，其特徵在於，上述旋轉速度檢測裝置通過檢測作為上述旋轉部分的自行車車輪的旋轉速度，檢測出上述自行車的車速。
7.如權利要求5所述的自行車用變速控制裝置，其特徵在於，上述旋轉速度檢測裝置通過檢測作為上述旋轉部分的自行車輪轂的旋轉速度，檢測出上述自行車的車速。
8.如權利要求5所述的自行車用變速控制裝置，其特徵在於，上述旋轉速度檢測裝置通過檢測作為上述旋轉部分的自行車曲柄的旋轉速度，檢測出上述自行車的車速。
9.一種自行車用變速控制方法，是在裝載著帶有多個變速檔的變速裝置的自行車上，根據變速信號輸出部分所輸出的變速信號，變速為上述多個變速檔中任何一個變速檔的自行車用變速控制方法，它包括下列各個步驟接收上述變速信號的步驟；根據上述變速信號使上述變速裝置變速的步驟；從上述變速裝置開始變速動作一直到完成該動作之間，從上述變速信號輸出部分接收新的變速信號的步驟；在上述變速裝置在進行變速動作時，接收上述新的變速信號，當根據上述新的變速信號的目標變速檔與當前變速中的目標變速檔不同時，把當前的目標變速檔變更為根據新的變速信號的目標變速檔，並控制上述變速裝置向著變更後的目標變速檔變速的步驟。
全文摘要
本發明提供一種根據在變速動作中的變速信號，順利地進行正確的變速動作的自行車用變速控制裝置。這種變速控制裝置(15)從後外裝變速裝置(9)開始變速動作一直到完成為止的過程中，如果從變速操作部件(14b)輸出變速信號，而且根據新的變速信號的目標變速檔與當前的變速檔不同時，就能控制上述後外裝變速裝置(9)，把正在變速中的當前的目標變速檔，變更為按照新的變速信號的目標變速檔。
文檔編號B62M25/04GK1439571SQ0310602
公開日2003年9月3日 申請日期2003年2月20日 優先權日2002年2月21日
發明者福田雅彥 申請人:株式會社島野