]現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在所有附圖中，相同的標(biāo)號(hào)指示相同的元件。本文描述的的創(chuàng)新性系統(tǒng)和方法總體上可以與在美國(guó)專(zhuān)利6，241，636、6，419，608、6，689，012和7，011，600中公開(kāi)的傳動(dòng)裝置和變速器一起使用。同樣地，在此所公開(kāi)的創(chuàng)新性系統(tǒng)和方法涉及在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/243，484、11/543，311、60/887，767、60/895，713和60/914,633中所描述的傳動(dòng)裝置、控制器、用戶(hù)接口和車(chē)輛或者技術(shù)應(yīng)用。這些專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)中每一個(gè)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用包含于此。
[0023]參考圖1，現(xiàn)在描述用于保持速度輸入恒定的傳動(dòng)裝置控制系統(tǒng)100。在一種實(shí)施方式中，系統(tǒng)100包括耦合到傳動(dòng)裝置106的輸入軸102和輸出軸104，其中傳動(dòng)裝置106耦合到傳動(dòng)裝置控制器108。輸入軸102具有輸入速度W1，而輸出軸104具有輸出速度W。。傳動(dòng)裝置的速度比(SR)被定義為輸出速度W。除以輸入速度W1(或者等同地，Wl= Wc]/SR)。在控制系統(tǒng)100的操作過(guò)程中，在某些實(shí)施方式中，當(dāng)輸出速度W。改變時(shí)，傳動(dòng)裝置控制器108調(diào)節(jié)SR，以便將輸入速度W1保持在基本恒定的值，或者在輸入速度w i的預(yù)定帶中。因此，在一種實(shí)施方式中，給定期望的恒定輸入速度W1W及在操作過(guò)程中檢測(cè)到的輸出速度Wci，控制器108調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置104以與檢測(cè)到的輸出速度Wci關(guān)聯(lián)的預(yù)定SR運(yùn)行。
[0024]傳動(dòng)裝置106可以是傳統(tǒng)的副變速器(range box)、齒輪箱、基于行星齒輪的傳動(dòng)裝置、基于牽引(tract1n-based)的傳動(dòng)裝置(例如環(huán)形傳動(dòng)裝置、球一行星傳動(dòng)裝置或者任何其它連續(xù)變化或者無(wú)極變速傳動(dòng)裝置)或者其任意組合。傳動(dòng)裝置控制器108可以包括各種集成電路、計(jì)算機(jī)處理器、邏輯模塊、輸入和輸出接口、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字存儲(chǔ)器、電源、致動(dòng)器、傳感器、編碼器、伺服機(jī)構(gòu)等等。優(yōu)選地，在一種實(shí)施方式中，傳動(dòng)裝置控制器108包括將車(chē)輛輸出速度W。與和傳動(dòng)裝置106的SR相關(guān)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0025]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，自動(dòng)傳動(dòng)裝置控制系統(tǒng)200包括耦合到數(shù)字處理器204的速度傳感器202。數(shù)字存儲(chǔ)器206設(shè)置成與數(shù)字處理器204通信。在數(shù)字存儲(chǔ)器206中存儲(chǔ)了與SR關(guān)聯(lián)的輸出速度W。的一個(gè)或多個(gè)矩陣或者表或者映射(下文中稱(chēng)為“表208”)。在一些情況下，邏輯模塊209設(shè)置成與數(shù)字處理器204通信；邏輯模塊209具有合適的程序設(shè)計(jì)和/或算法，以便與數(shù)字處理器204合作處理輸入并提供輸出，例如在基于感測(cè)到的輸出速度Wci和與期望的恒定輸入速度W1相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)輸入來(lái)確定SR。在一種實(shí)施方式中，系統(tǒng)200包括耦合到數(shù)字處理器204以向數(shù)字處理器204提供與期望的恒定輸入速度目標(biāo)W。關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)輸入的輸入設(shè)備210。在系統(tǒng)200的一些實(shí)施方式中，致動(dòng)器212(或者比率調(diào)節(jié)器機(jī)構(gòu))耦合到數(shù)字處理器204，由此數(shù)字處理器204可以控制致動(dòng)器212來(lái)調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置107的SR，在一種情況下，傳動(dòng)裝置107可以是無(wú)極變速傳動(dòng)裝置(CVT)。
[0026]在操作過(guò)程中，速度傳感器202向數(shù)字處理器204提供對(duì)輸出速度W。的指示。輸入設(shè)備210向數(shù)字處理器204提供目標(biāo)輸入速度W。。與邏輯模塊209和/或表208合作，數(shù)字處理器204確定與所指示的輸出速度Wci和目標(biāo)輸入速度w。關(guān)聯(lián)的SR。然后，數(shù)字處理器204命令致動(dòng)器212將傳動(dòng)裝置107的操作速度比調(diào)節(jié)到所確定的SR。在一些實(shí)施方式中，目標(biāo)輸入速度W。可以在輸出速度w。范圍上基本恒定，使得騎車(chē)人以基本恒定的節(jié)奏踩踏板。在一種實(shí)施方式中，輸入設(shè)備210提供與輸出速度Wci值關(guān)聯(lián)的預(yù)定輸入速度W。值的映射或者指示這種映射的選擇。
[0027]現(xiàn)在參考圖3，自動(dòng)切換自行車(chē)系統(tǒng)300配置成將騎車(chē)人的節(jié)奏保持在騎車(chē)人所選的節(jié)奏水平的窄帶內(nèi)。如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)“節(jié)奏”指騎車(chē)人的踩踏板速度(其等同于自行車(chē)曲柄的旋轉(zhuǎn)速度)。在一種實(shí)施方式中，自行車(chē)系統(tǒng)300包括與速度傳感器304通信的控制單元302、編碼器位置傳感器306、用戶(hù)接口 308、電源310和可逆電動(dòng)機(jī)312。在一些情況下，齒輪減速組(gear reduct1n set) 314親合在可逆電動(dòng)機(jī)312與傳動(dòng)裝置316之間。自行車(chē)輪318和輸入驅(qū)動(dòng)器320可操作地耦合到傳動(dòng)裝置316。在一些實(shí)施方式中，編碼器位置傳感器306耦合到齒輪減速組314，且速度傳感器304可操作地耦合到自行車(chē)輪318或者耦合到與其關(guān)聯(lián)的任何旋轉(zhuǎn)部件。輸入驅(qū)動(dòng)器320可以是，或者可操作地耦合至IJ，后輪鏈齒、鏈條、前鏈齒、單向離合器、自由輪等。電源310可以耦合到控制單元302、用戶(hù)接口 308和電動(dòng)機(jī)312中的任何一個(gè)，或者與其集成。電源310可以是例如電池、發(fā)電機(jī)或者任何其它合適的電力生成或能量存儲(chǔ)設(shè)備。
[0028]在一些實(shí)施方式中，控制單元302包括與存儲(chǔ)器324和邏輯模塊326通信的數(shù)字處理器322?？刂茊卧?02可以附加地包括與數(shù)字處理器322通信的電動(dòng)機(jī)控制器328。應(yīng)當(dāng)指出，數(shù)字處理器322、存儲(chǔ)器324、邏輯模塊326和電動(dòng)機(jī)控制器328不需要全部都集成到一個(gè)設(shè)備中或者放到共同的外殼中。即，在一些實(shí)施方式中，數(shù)字處理器322、存儲(chǔ)器324、邏輯模塊326和電動(dòng)機(jī)控制器328中的任何一個(gè)可以遠(yuǎn)離任何一個(gè)其它裝置定位；它們之間(或它們中)的通信可以是有線(xiàn)的或者無(wú)線(xiàn)的。存儲(chǔ)器324優(yōu)選地具有一個(gè)或多個(gè)表330，其中所述表330具有將輸出速度W。的值與SR的值關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在一種實(shí)施方式中，如圖3中所示出的，SR的值由與編碼器位置關(guān)聯(lián)的值表示；即，編碼器位置表示傳動(dòng)裝置316的至少一個(gè)SR狀態(tài)。如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)“編碼器位置”指檢測(cè)器和/或傳感器的狀態(tài)，該狀態(tài)表示傳動(dòng)裝置316的部件的位置或者耦合到傳動(dòng)裝置316的這種部件的內(nèi)部或外部部件的位置。例如，在一種情況下，編碼器位置指示耦合到傳動(dòng)裝置316換檔桿的齒輪的角位置，從而編碼器位置指示該換檔桿的角或者軸向位置。
[0029]在一種實(shí)施方式中，用戶(hù)接口 308包括顯示器332及一個(gè)或多個(gè)操作按鈕開(kāi)關(guān)334。顯示器332可以是任何合適的屏幕等，用于呈現(xiàn)多種圖形和/或字母數(shù)字信息。操作開(kāi)關(guān)334可以包括配置成使得操作員能夠例如輸入數(shù)據(jù)、進(jìn)行選擇或者改變值的一個(gè)或多個(gè)按鈕或者操縱器。在一些實(shí)施方式中，操作開(kāi)關(guān)334使得騎車(chē)人能夠在操作模式(例如，自動(dòng)連續(xù)的比率調(diào)節(jié)、自動(dòng)步進(jìn)的比率調(diào)節(jié)、手動(dòng)，等等)中進(jìn)行選擇。操作開(kāi)關(guān)334可以配置成使得騎車(chē)人能夠在自動(dòng)模式下命令不同的節(jié)奏水平，或者在手動(dòng)模式下請(qǐng)求SR調(diào)節(jié)。
[0030]仍然參考圖3，在自動(dòng)切換自行車(chē)系統(tǒng)300的操作過(guò)程中，用戶(hù)可以在日常騎行中操作自行車(chē)時(shí)使用用戶(hù)接口 308來(lái)調(diào)節(jié)期望的節(jié)奏水平。控制單元302接收節(jié)奏輸入，查詢(xún)存儲(chǔ)器324，并與邏輯模塊326合作，來(lái)選擇與節(jié)奏輸入關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)表330。由此，在自行車(chē)的正常運(yùn)行中，用戶(hù)可以通過(guò)指示期望的節(jié)奏值來(lái)從預(yù)定的節(jié)奏水平映射(即，表330)中進(jìn)行選擇。速度傳感器304檢測(cè)自行車(chē)輪318的速度，在一些情況下其涉及檢測(cè)某個(gè)其它旋轉(zhuǎn)部件(例如自行車(chē)輪318的輻條)的旋轉(zhuǎn)速度，其中該旋轉(zhuǎn)部件以指示自行車(chē)輪318的旋轉(zhuǎn)速度的速度旋轉(zhuǎn)?；谒甘镜墓?jié)奏值和檢測(cè)到的自行車(chē)輪318的速度，控制單元302從表330中識(shí)別與感測(cè)到的自行車(chē)輪318的速度關(guān)聯(lián)的SR或者編碼器位置。與電動(dòng)機(jī)控制器328合作，控制單元302致動(dòng)可逆電動(dòng)機(jī)312，以便將傳動(dòng)裝置316調(diào)節(jié)成獲得基本上匹配從表330中識(shí)別出的SR的速度比。當(dāng)控制單元302響應(yīng)于自行車(chē)輪318的速度的改變而調(diào)節(jié)SR時(shí)，騎車(chē)人的節(jié)奏被控制成停留在騎車(chē)人期望的節(jié)奏水平的帶內(nèi)。例如，在一些情況下，騎車(chē)人在穩(wěn)態(tài)操作過(guò)程中的實(shí)際節(jié)奏水平可以保持在期望的節(jié)奏水平加上或者減去10轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)，或者+/-5rpm，或者少于+/-2rpm。在一些實(shí)施方式中，自動(dòng)切換自行車(chē)系統(tǒng)300可以配置成具有多種自動(dòng)模式。所述模式可以預(yù)先確定，以便在一定的輸出速度范圍上以任意期望的方式控制騎車(chē)人的節(jié)奏。例如，在一種這樣的模式下，表330可以具有節(jié)奏值、輸出速度值和相關(guān)聯(lián)的SR值，使得在第一輸出速度范圍上，節(jié)奏被控制到某個(gè)節(jié)奏值或者特定的節(jié)奏值范圍，而在第二輸出速度范圍上，節(jié)奏被控制到另一個(gè)節(jié)奏值或者另一個(gè)特定的節(jié)奏值范圍。
[0031]現(xiàn)在參考圖4，其描述用于生成可以與表330 —起使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的處理400。在一種實(shí)施方式中，示例傳動(dòng)裝置316是球一行星、牽引CVT類(lèi)型的混合可變行星齒輪(CVP)。這種設(shè)備的例子是NuVinci?傳動(dòng)裝置。在這種傳動(dòng)裝置316中，輸入牽引環(huán)的速度與輸出牽引環(huán)