機(jī)電換擋系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】機(jī)電換擋系統(tǒng)和方法
[0001 ] 本申請(qǐng)是原案申請(qǐng)?zhí)枮?01310472777.3的發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)日:2013年10月11日，發(fā)明名稱:機(jī)電換擋系統(tǒng)和方法)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種自行車換擋系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及包括無(wú)線地致動(dòng)的自行車換擋器的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括由無(wú)線控制信號(hào)控制的自行車換擋器，其中，由自行車控制組件生成無(wú)線控制信號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0003]—種現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)電換擋系統(tǒng)要求無(wú)線收發(fā)器持續(xù)地工作。為了節(jié)能，使用了功率非常低并且范圍很大的收發(fā)器。然而，低功率收發(fā)器受困于較差的無(wú)線性能。最近的系統(tǒng)要求周期性信標(biāo)信號(hào)，這也會(huì)始終消耗電池的電力。
[0004]需要提供一種用于自行車的高度可靠的且更安全的無(wú)線控制系統(tǒng)。本發(fā)明滿足了這樣的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明使用功率相對(duì)較高的發(fā)射器和接收器，并且通過(guò)在沒(méi)有使用時(shí)關(guān)閉發(fā)射器和接收器并且在自行車使用時(shí)對(duì)發(fā)射器和接收器進(jìn)行電力循環(huán)來(lái)節(jié)電。本發(fā)明的系統(tǒng)可以通過(guò)要求物理接觸/相互作用來(lái)將調(diào)節(jié)器(即，控制組件)與換擋器配對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)更安全。
[0006]本發(fā)明的一方面提供了一種用于自行車的無(wú)線控制系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)致動(dòng)器，其在被致動(dòng)時(shí)生成輸入信號(hào)；以及主控制單元，其發(fā)送響應(yīng)于輸入信號(hào)的調(diào)節(jié)信號(hào)。提供了至少一個(gè)機(jī)電換擋器并且機(jī)電換擋器包括換擋器控制單元。換擋器控制單元接收來(lái)自主控制單元的調(diào)節(jié)信號(hào)并且控制對(duì)應(yīng)于接收到的調(diào)節(jié)信號(hào)的至少一個(gè)機(jī)電換擋器。換擋器控制單元在喚醒模式循環(huán)時(shí)間的一部分期間偵聽(tīng)調(diào)節(jié)信號(hào)，主控制單元在大于喚醒模式循環(huán)時(shí)間的消息持續(xù)時(shí)間發(fā)送調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0007]本發(fā)明的另一方面提供了一種用于自行車的無(wú)線控制系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元包括調(diào)節(jié)致動(dòng)器和與調(diào)節(jié)致動(dòng)器通信的主控制單元。主控制單元在信道上進(jìn)行發(fā)送并且偵聽(tīng)信道上的噪聲并且在從調(diào)節(jié)致動(dòng)器接收到輸入信號(hào)之后，如果信道無(wú)噪聲，則在消息持續(xù)時(shí)間期間發(fā)送對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的多個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0008]本發(fā)明的又一方面提供了一種用于自行車的無(wú)線控制系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元、與至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元以無(wú)線的方式通信的至少一個(gè)機(jī)電換擋器、位于至少一個(gè)機(jī)電換擋器上的當(dāng)致動(dòng)時(shí)使得至少一個(gè)機(jī)電換擋器進(jìn)入配對(duì)模式的模式改變機(jī)構(gòu)、位于調(diào)節(jié)單元上的生成包括至少一個(gè)裝置標(biāo)識(shí)的信號(hào)的機(jī)構(gòu)以及存儲(chǔ)器構(gòu)件，該存儲(chǔ)器構(gòu)件與至少一個(gè)機(jī)電換擋器操作地關(guān)聯(lián)并且存儲(chǔ)裝置標(biāo)識(shí)使得至少一個(gè)機(jī)電換擋器與調(diào)節(jié)單元配對(duì)并且響應(yīng)于來(lái)自調(diào)節(jié)單元的調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0009]本發(fā)明的又一方面提供了具有至少一個(gè)機(jī)電換擋器和至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元的無(wú)線系統(tǒng)中將換擋器與調(diào)節(jié)單元配對(duì)的方法，該方法包括通過(guò)致動(dòng)與至少一個(gè)換擋器操作地關(guān)聯(lián)的模式改變機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)入至少一個(gè)換擋器的配對(duì)模式;在換擋器處于配對(duì)模式期間致動(dòng)調(diào)節(jié)單元以生成信號(hào)，該信號(hào)至少包括裝置標(biāo)識(shí);利用至少一個(gè)機(jī)電換擋器的換擋器控制單元接收信號(hào);將調(diào)節(jié)單元的裝置標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)在至少一個(gè)機(jī)電換擋器中并且退出配對(duì)模式。
[0010]本發(fā)明的又一方面提供了一種機(jī)電換擋器，其可由馬達(dá)致動(dòng)在自行車上進(jìn)行換擋，該機(jī)電換擋器包括可附接到自行車的基部。提供了可移動(dòng)部分并且鏈條引導(dǎo)部附接到該可移動(dòng)部分。聯(lián)接裝置將基部互連到可移動(dòng)部分以使得可移動(dòng)部分能夠相對(duì)于基部而移動(dòng)。馬達(dá)、換擋器控制單元和喚醒傳感器被布置在可移動(dòng)部分上。換擋器控制單元布置在機(jī)電換擋器上以操作換擋器并且喚醒傳感器連接到換擋器控制單元并且在被致動(dòng)時(shí)使得換擋器控制單元變?yōu)榭刹僮鳌?br>【附圖說(shuō)明】
[0011 ]圖1是其上安裝有無(wú)線組件的彎把型自行車的側(cè)視圖。
[0012]圖2是具有集成的主控制單元(M⑶)的調(diào)節(jié)器/制動(dòng)組件的視圖。
[0013]圖3是具有有線連接到分立的控制單元的調(diào)節(jié)單元的平型把。
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的后換擋器。
[0015]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的前換擋器。
[0016]圖6-圖9是無(wú)線通信/控制系統(tǒng)的示意圖。
[0017]圖10是換擋器控制單元(S⑶)的喚醒/休眠時(shí)間線。
[0018]圖11是S⑶發(fā)送器和接收器以及Μ⑶發(fā)送器和接收器的時(shí)間線。
[0019]圖12是Μ⑶的喚醒/休眠/ΤΧ時(shí)間線。
【具體實(shí)施方式】
[0020]這里將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。將理解的是，這里闡述的附圖和描述僅用于示出目的并且不限制由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物限定的發(fā)明。例如，為了清楚起見(jiàn)而使用了術(shù)語(yǔ)“第一”和“第二”、“前”和“后”或“左”和“右”，并且這些術(shù)語(yǔ)不是限制性的。此外，除非另有所述，否則術(shù)語(yǔ)表示傳統(tǒng)上安裝到自行車的用戶自行車的并且以標(biāo)準(zhǔn)方式使用的自行車機(jī)構(gòu)。
[0021]參考圖1，具有彎把型車把的自行車20示出為具有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的無(wú)線通信/控制系統(tǒng)22。無(wú)線控制系統(tǒng)22包括至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元24(調(diào)節(jié)器)，其可以安裝到附接到自行車的自行車車把26。自行車20的無(wú)線控制系統(tǒng)22也可以具有安裝到自行車20的自行車架32部分的機(jī)電前換擋器28和機(jī)電后換擋器30中的一個(gè)或兩者。換擋器28、30可以例如是撥鏈器或內(nèi)齒輪輪轂。除了換擋器之外，或者作為換擋器的替代，控制系統(tǒng)22可以與自行車20的其它系統(tǒng)和/或組件(例如，懸掛組件和系統(tǒng)、可控座管、功率表、節(jié)奏表、燈、自行車計(jì)算機(jī)等等)一起使用。例如，自行車20將通常具有驅(qū)動(dòng)組件33，其具有通過(guò)鏈條39連接到多個(gè)鏈輪37的一個(gè)或多個(gè)前牙盤35，如本領(lǐng)域中已知的那樣。
[0022]圖2更詳細(xì)地示出了彎把調(diào)節(jié)單元24。調(diào)節(jié)單元24可以包括可安裝到車把的制動(dòng)支撐支架34、制動(dòng)桿36、操作地連接到調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)40的調(diào)節(jié)桿38(其是調(diào)節(jié)致動(dòng)器的一種形式，例如，按鈕等等)、前換擋器調(diào)節(jié)撥輪按鈕42和主控制單元44以及諸如電池46的電源。調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)40可以例如由任何適合的致動(dòng)器/諸如瞬時(shí)接觸按鈕的裝置致動(dòng)。
[0023]還參考圖6的實(shí)施方式，主控制單元44可以接收來(lái)自調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)40和前換擋器(FD)調(diào)節(jié)撥輪按鈕42的輸入信號(hào)，并且還包括設(shè)置為與調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)通信的用于處理輸入信號(hào)的CPU 48、與CPU通信的存儲(chǔ)器構(gòu)件50、諸如LED 52的用于顯示由CPU生成的狀態(tài)信號(hào)的可選指示器以及無(wú)線收發(fā)器54。將注意的是，這里使用的術(shù)語(yǔ)“收發(fā)器”可以包括發(fā)送器和接收器、發(fā)送器-接收器或無(wú)線電，并且包括能夠發(fā)送和接收包括調(diào)節(jié)信號(hào)或控制、命令的無(wú)線信號(hào)或與正在控制的組件的某些功能相關(guān)的其它信號(hào)的單獨(dú)的或組合的任何裝置。
[0024]調(diào)節(jié)單元24可以提供為成對(duì)24a、24b，并且通常安裝在車把26或類似的組件上，其中，一個(gè)調(diào)節(jié)單元放置為由右手操作，并且另一個(gè)放置為由左手操作。當(dāng)采用兩個(gè)單獨(dú)的調(diào)節(jié)單元時(shí)，可以在系統(tǒng)22中存在分別位于兩個(gè)單元24a、24b中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)中的一對(duì)主控制單元(MCU)44。調(diào)節(jié)單元24可以被布置在用戶能夠接觸的任何地方，并且其上可以布置多個(gè)單元或調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)40等等，例如，已知為計(jì)時(shí)賽用自行車類型的自行車，其能夠在車把和車把延伸處具有調(diào)節(jié)單元。
[0025]例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，所使用的CPU 48可以是Atmel ATmega324PA微控制器(其具有內(nèi)置的eeprom存儲(chǔ)器)并且所使用的收發(fā)器54可以是Ame 1 AT86RF2312.4GHz收發(fā)器(其使用支持16信道和IEEE 802.15.4通信協(xié)議的AES加密和DSS擴(kuò)展頻譜技術(shù))。也可以使用其它適合的CPU和無(wú)線收發(fā)器。
[0026]在無(wú)線控制系統(tǒng)22的一個(gè)實(shí)施方式中，右調(diào)節(jié)單元24a上的調(diào)節(jié)桿38在被致動(dòng)時(shí)使得生成對(duì)應(yīng)于可由后換擋器30致動(dòng)的升檔的調(diào)節(jié)信號(hào)。左調(diào)節(jié)單元24b上的調(diào)節(jié)桿在被致動(dòng)時(shí)使得生成對(duì)應(yīng)于可由后換擋器30致動(dòng)的降檔的調(diào)節(jié)信號(hào)。升檔對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)到更高檔位(例如，較小的后鏈