自動(dòng)傳動(dòng)裝置及用于其的方法
【專利說明】自動(dòng)傳動(dòng)裝置及用于其的方法
[0001]本申請是PCT國際申請日為2008年12月16日、申請?zhí)枮?00880125031.2、發(fā)明名稱為“自動(dòng)傳動(dòng)裝置及用于其的方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]對相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請保護(hù)于2007年12月21日提交的美國臨時(shí)專利申請N0.61/016, 305的權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明總體上涉及機(jī)械傳動(dòng)裝置，更具體而言，涉及自動(dòng)傳動(dòng)裝置及控制所述傳動(dòng)裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0005]自動(dòng)傳動(dòng)裝置在多種機(jī)器中都可以找到。但是，在某些領(lǐng)域中，手動(dòng)操作傳動(dòng)裝置仍然是普遍的。例如，在自行車行業(yè)中，大多數(shù)自行車都配置成手動(dòng)操作傳動(dòng)裝置，這通常涉及手動(dòng)地致動(dòng)拉桿、線纜和鏈接(linkage)，使得鏈條從一個(gè)后鏈齒移動(dòng)到另一個(gè)后鏈齒。但是，已經(jīng)出現(xiàn)了對于方便自行車傳動(dòng)裝置的自動(dòng)控制的系統(tǒng)和對應(yīng)的方法的需求。
[0006]通過提供自動(dòng)控制傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)和方法，在此所公開的創(chuàng)新性實(shí)施方式解決了這種需求，該系統(tǒng)與方法在一些情況下特別適合于例如自行車的人力車輛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在此所描述的系統(tǒng)與方法有幾個(gè)特征，這幾個(gè)特征中沒有一個(gè)特征單獨(dú)地負(fù)責(zé)全部期望的屬性。不限制由所附權(quán)利要求所表示的范圍，現(xiàn)在將簡單地討論本發(fā)明的某些實(shí)施方式的更突出的特征。在考慮這個(gè)討論之后，尤其是閱讀了標(biāo)題為“【具體實(shí)施方式】”的部分之后，將理解該系統(tǒng)和方法的特征如何提供優(yōu)于相關(guān)傳統(tǒng)系統(tǒng)和方法的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
[0008]在一個(gè)方面，本發(fā)明提出一種自動(dòng)控制自行車的球一行星傳動(dòng)裝置的方法。該方法涉及:接收與目標(biāo)用戶踩踏板速度關(guān)聯(lián)的輸入；確定自行車速度；及至少部分地基于所述目標(biāo)用戶踩踏板速度和所確定的自行車速度來確定目標(biāo)傳動(dòng)比。該方法還可以包括將傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比調(diào)節(jié)成基本上等于目標(biāo)傳動(dòng)比。在一種實(shí)施方式中，還包括確定與所述目標(biāo)用戶踩踏板速度關(guān)聯(lián)的編碼器位置的步驟。在另一種實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)傳動(dòng)比包括命令致動(dòng)器移動(dòng)到所確定的編碼器位置。在又一種實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)換檔桿(shift rod)包括繞傳動(dòng)裝置的縱軸旋轉(zhuǎn)換檔桿的步驟。
[0009]在另一方面，本發(fā)明針對自動(dòng)控制自行車的球一行星傳動(dòng)裝置的方法。該方法包括:接收與目標(biāo)用戶踩踏板速度關(guān)聯(lián)的輸入；確定自行車速度；及基于所述目標(biāo)用戶踩踏板速度和所確定的自行車速度來調(diào)節(jié)自行車的速度比，以便將用戶的踩踏板速度保持在所述目標(biāo)用戶踩踏板速度的一個(gè)帶內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，該帶是所述目標(biāo)用戶踩踏板速度加上或者減去10轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)。在其它實(shí)施方式中，該帶是所述目標(biāo)用戶踩踏板速度的+/-2rpm到大約+/-5rpm范圍。在一種實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)自行車的速度比包括確定與所述目標(biāo)用戶踩踏板速度和所確定的自行車速度關(guān)聯(lián)的編碼器位置的步驟。在一些實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)自行車的速度比包括命令致動(dòng)器移動(dòng)到所確定的編碼器位置的步驟。在其它實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)自行車的速度比包括調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置的換檔桿的步驟。在其它實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)換檔桿包括繞傳動(dòng)裝置的縱軸旋轉(zhuǎn)換檔桿的步驟。
[0010]本發(fā)明的又一方面涉及自動(dòng)控制自行車的球一行星傳動(dòng)裝置的方法。該方法涉及:提供與目標(biāo)用戶踩踏板速度關(guān)聯(lián)的輸入；確定自行車速度；及識(shí)別與自行車速度關(guān)聯(lián)的目標(biāo)編碼器位置。該方法可以進(jìn)一步包括致動(dòng)伺服系統(tǒng)，以便獲得目標(biāo)編碼器位置。在一種實(shí)施方式中，致動(dòng)伺服系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置的換檔桿的步驟。在一些實(shí)施方式中，識(shí)別目標(biāo)編碼器位置包括生成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在其它實(shí)施方式中，生成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括記錄編碼器位置的步驟。在一種實(shí)施方式中，生成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括記錄輸入速度和記錄輸出速度的步驟。在一些實(shí)施方式中，該方法包括至少部分地基于輸入速度和輸出速度確定速度比的步驟。在其它實(shí)施方式中，該方法包括記錄速度比的步驟。
[0011]在一種情況下，本發(fā)明關(guān)注的是用于自動(dòng)切換球一行星自行車傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:配置成檢測自行車速度的速度傳感器；配置成接收來自速度傳感器的輸入的處理器；及配置成向處理器提供節(jié)奏(cadence)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入接口，所述節(jié)奏數(shù)據(jù)指示期望的恒定輸入踩踏板速度。該系統(tǒng)可以附加地具有與處理器通信的存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器上面存儲(chǔ)了將自行車速度與速度比關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)映射。在一種實(shí)施方式中，該系統(tǒng)包括與處理器通信的邏輯模塊，該邏輯模塊配置成與處理器合作以便基于自行車速度和期望的恒定輸入踩踏板速度從所述映射確定目標(biāo)速度比。在一些實(shí)施方式中，該系統(tǒng)具有與處理器通信的致動(dòng)器，該致動(dòng)器配置成將傳動(dòng)裝置的速度比調(diào)節(jié)成基本上等于所確定的目標(biāo)速度比。在一種實(shí)施方式中，控制單元包括處理器、專用集成電路或者可編程邏輯陣列中的至少一種。所述致動(dòng)器可操作地耦合到傳動(dòng)裝置的換檔桿，該換檔桿配置成調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置的速度比。所述數(shù)據(jù)輸入接口可以包括顯示器和至少一個(gè)按鈕。該系統(tǒng)可以包括配置成提供致動(dòng)器位置指示的位置傳感器。所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以包括速度比數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和自行車速度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)可以具有配置成向致動(dòng)器提供電力的電源。在一種實(shí)施方式中，電源是發(fā)電機(jī)。在一些實(shí)施方式中，致動(dòng)器可操作地耦合到傳動(dòng)裝置的換檔桿。
[0012]本發(fā)明的另一方面提出一種具有球一行星傳動(dòng)裝置和用于自動(dòng)切換該球一行星傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)的自行車。在一種實(shí)施方式中，該系統(tǒng)具有配置成檢測自行車速度的速度傳感器。該系統(tǒng)具有配置成接收來自該速度傳感器的輸入的處理器。在一些實(shí)施方式中，該系統(tǒng)包括配置成向處理器提供節(jié)奏數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入接口。節(jié)奏數(shù)據(jù)指示期望的恒定輸入踩踏板速度。該系統(tǒng)可以包括與處理器通信的存儲(chǔ)器。在一種實(shí)施方式中，在該存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了將自行車速度與速度比關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)映射。該系統(tǒng)包括與處理器通信的邏輯模塊。該邏輯模塊配置成與處理器合作，以便基于自行車速度和期望的恒定輸入踩踏板速度從所述映射確定目標(biāo)速度比。該系統(tǒng)還可以包括與處理器通信的致動(dòng)器。該致動(dòng)器配置成將傳動(dòng)裝置的速度比調(diào)節(jié)成基本上等于所確定的目標(biāo)速度比。在一種實(shí)施方式中，該數(shù)據(jù)輸入接口包括顯示器和至少一個(gè)按鈕。在一些實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)輸入接口安裝到自行車的車把上。自行車可以包括配置成提供致動(dòng)器位置指示的位置傳感器。在一些實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有速度比數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和自行車速度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在其它實(shí)施方式中，球一行星傳動(dòng)裝置包括換檔桿，該換檔桿可操作地耦合到所述致動(dòng)器。
[0013]本發(fā)明又一方面關(guān)注一種具有球一行星傳動(dòng)裝置的自動(dòng)切換自行車系統(tǒng)，其中所述球一行星傳動(dòng)裝置具有換檔桿。在一種實(shí)施方式中，該系統(tǒng)具有可操作地耦合到換檔桿的致動(dòng)器。該系統(tǒng)包括與致動(dòng)器通信的處理器。該系統(tǒng)還包括與處理器通信的存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施方式中，該存儲(chǔ)器具有至少一個(gè)將致動(dòng)器位置與傳動(dòng)比關(guān)聯(lián)的表。該處理器配置成確定傳動(dòng)裝置的目標(biāo)速度比。該系統(tǒng)可以包括配置成檢測傳動(dòng)裝置的速度的速度傳感器，該速度傳感器與處理器通信。該致動(dòng)器適于至少部分地基于目標(biāo)傳動(dòng)比來調(diào)節(jié)傳動(dòng)比。在一種實(shí)施方式中，該致動(dòng)器配置成旋轉(zhuǎn)換檔桿，以便調(diào)節(jié)傳動(dòng)比。該系統(tǒng)可以包括與處理器通信的用戶接口。該用戶接口配置成接收來自操作員的命令，該命令指示期望的操作條件。在一種實(shí)施方式中，用戶接口包括至少一個(gè)按鈕。在一些實(shí)施方式中，用戶接口可以包括顯示器。在其它實(shí)施方式中，期望的操作條件是期望的節(jié)奏水平。該系統(tǒng)還可以包括與處理器通信的編碼器。該編碼器配置成指示換檔桿的位置。在一種實(shí)施方式中，表包含將換檔桿位置與傳動(dòng)比關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在其它實(shí)施方式中，表包含將換檔桿位置與節(jié)奏水平關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
[0014]當(dāng)本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀以下詳細(xì)描述并查看所包含的附圖時(shí)，這些及其它改進(jìn)對于他們將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0015]圖1是采用本文描述的創(chuàng)新性實(shí)施方式的傳動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的框圖。
[0016]圖2是結(jié)合本文描述的創(chuàng)新性實(shí)施方式的又一種傳動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的框圖。
[0017]圖3是根據(jù)本文描述的創(chuàng)新性實(shí)施方式的自動(dòng)自行車傳動(dòng)裝置切換系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖4是可用于生成能與本文描述的傳動(dòng)裝置控制方法和系統(tǒng)的創(chuàng)新性實(shí)施方式一起使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法的處理流程圖。
[0019]圖5A是可以與本文描述的傳動(dòng)裝置控制方法和系統(tǒng)的創(chuàng)新性實(shí)施方式一起使用的示例數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0020]圖5B是可以與本文描述的傳動(dòng)裝置控制方法和系統(tǒng)的創(chuàng)新性實(shí)施方式一起使用的又一種示例數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0021]圖6是根據(jù)本文描述的創(chuàng)新性實(shí)施方式的自動(dòng)傳動(dòng)裝置控制方法的處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
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