自动传动装置及用于其的方法
【专利说明】自动传动装置及用于其的方法
[0001]本申请是PCT国际申请日为2008年12月16日、申请号为200880125031.2、发明名称为“自动传动装置及用于其的方法”的发明专利申请的分案申请。
[0002]对相关申请的交叉引用
[0003]本申请保护于2007年12月21日提交的美国临时专利申请N0.61/016, 305的权益，该申请的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
[0004]本发明总体上涉及机械传动装置，更具体而言，涉及自动传动装置及控制所述传动装置的方法。
【背景技术】
[0005]自动传动装置在多种机器中都可以找到。但是，在某些领域中，手动操作传动装置仍然是普遍的。例如，在自行车行业中，大多数自行车都配置成手动操作传动装置，这通常涉及手动地致动拉杆、线缆和链接(linkage)，使得链条从一个后链齿移动到另一个后链齿。但是，已经出现了对于方便自行车传动装置的自动控制的系统和对应的方法的需求。
[0006]通过提供自动控制传动装置的系统和方法，在此所公开的创新性实施方式解决了这种需求，该系统与方法在一些情况下特别适合于例如自行车的人力车辆。
【发明内容】
[0007]在此所描述的系统与方法有几个特征，这几个特征中没有一个特征单独地负责全部期望的属性。不限制由所附权利要求所表示的范围，现在将简单地讨论本发明的某些实施方式的更突出的特征。在考虑这个讨论之后，尤其是阅读了标题为“【具体实施方式】”的部分之后，将理解该系统和方法的特征如何提供优于相关传统系统和方法的几个优点。
[0008]在一个方面，本发明提出一种自动控制自行车的球一行星传动装置的方法。该方法涉及:接收与目标用户踩踏板速度关联的输入；确定自行车速度；及至少部分地基于所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度来确定目标传动比。该方法还可以包括将传动装置的传动比调节成基本上等于目标传动比。在一种实施方式中，还包括确定与所述目标用户踩踏板速度关联的编码器位置的步骤。在另一种实施方式中，调节传动比包括命令致动器移动到所确定的编码器位置。在又一种实施方式中，调节换档杆(shift rod)包括绕传动装置的纵轴旋转换档杆的步骤。
[0009]在另一方面，本发明针对自动控制自行车的球一行星传动装置的方法。该方法包括:接收与目标用户踩踏板速度关联的输入；确定自行车速度；及基于所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度来调节自行车的速度比，以便将用户的踩踏板速度保持在所述目标用户踩踏板速度的一个带内。在一些实施方式中，该带是所述目标用户踩踏板速度加上或者减去10转/分钟(rpm)。在其它实施方式中，该带是所述目标用户踩踏板速度的+/-2rpm到大约+/-5rpm范围。在一种实施方式中，调节自行车的速度比包括确定与所述目标用户踩踏板速度和所确定的自行车速度关联的编码器位置的步骤。在一些实施方式中，调节自行车的速度比包括命令致动器移动到所确定的编码器位置的步骤。在其它实施方式中，调节自行车的速度比包括调节传动装置的换档杆的步骤。在其它实施方式中，调节换档杆包括绕传动装置的纵轴旋转换档杆的步骤。
[0010]本发明的又一方面涉及自动控制自行车的球一行星传动装置的方法。该方法涉及:提供与目标用户踩踏板速度关联的输入；确定自行车速度；及识别与自行车速度关联的目标编码器位置。该方法可以进一步包括致动伺服系统，以便获得目标编码器位置。在一种实施方式中，致动伺服系统包括调节传动装置的换档杆的步骤。在一些实施方式中，识别目标编码器位置包括生成数据结构。在其它实施方式中，生成数据结构包括记录编码器位置的步骤。在一种实施方式中，生成数据结构包括记录输入速度和记录输出速度的步骤。在一些实施方式中，该方法包括至少部分地基于输入速度和输出速度确定速度比的步骤。在其它实施方式中，该方法包括记录速度比的步骤。
[0011]在一种情况下，本发明关注的是用于自动切换球一行星自行车传动装置的系统。该系统包括:配置成检测自行车速度的速度传感器；配置成接收来自速度传感器的输入的处理器；及配置成向处理器提供节奏(cadence)数据的数据输入接口，所述节奏数据指示期望的恒定输入踩踏板速度。该系统可以附加地具有与处理器通信的存储器，该存储器上面存储了将自行车速度与速度比关联的一个或多个映射。在一种实施方式中，该系统包括与处理器通信的逻辑模块，该逻辑模块配置成与处理器合作以便基于自行车速度和期望的恒定输入踩踏板速度从所述映射确定目标速度比。在一些实施方式中，该系统具有与处理器通信的致动器，该致动器配置成将传动装置的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。在一种实施方式中，控制单元包括处理器、专用集成电路或者可编程逻辑阵列中的至少一种。所述致动器可操作地耦合到传动装置的换档杆，该换档杆配置成调节传动装置的速度比。所述数据输入接口可以包括显示器和至少一个按钮。该系统可以包括配置成提供致动器位置指示的位置传感器。所述数据结构可以包括速度比数据结构和自行车速度数据结构。该系统可以具有配置成向致动器提供电力的电源。在一种实施方式中，电源是发电机。在一些实施方式中，致动器可操作地耦合到传动装置的换档杆。
[0012]本发明的另一方面提出一种具有球一行星传动装置和用于自动切换该球一行星传动装置的系统的自行车。在一种实施方式中，该系统具有配置成检测自行车速度的速度传感器。该系统具有配置成接收来自该速度传感器的输入的处理器。在一些实施方式中，该系统包括配置成向处理器提供节奏数据的数据输入接口。节奏数据指示期望的恒定输入踩踏板速度。该系统可以包括与处理器通信的存储器。在一种实施方式中，在该存储器中存储了将自行车速度与速度比关联的一个或多个映射。该系统包括与处理器通信的逻辑模块。该逻辑模块配置成与处理器合作，以便基于自行车速度和期望的恒定输入踩踏板速度从所述映射确定目标速度比。该系统还可以包括与处理器通信的致动器。该致动器配置成将传动装置的速度比调节成基本上等于所确定的目标速度比。在一种实施方式中，该数据输入接口包括显示器和至少一个按钮。在一些实施方式中，数据输入接口安装到自行车的车把上。自行车可以包括配置成提供致动器位置指示的位置传感器。在一些实施方式中，所述数据结构具有速度比数据结构和自行车速度数据结构。在其它实施方式中，球一行星传动装置包括换档杆，该换档杆可操作地耦合到所述致动器。
[0013]本发明又一方面关注一种具有球一行星传动装置的自动切换自行车系统，其中所述球一行星传动装置具有换档杆。在一种实施方式中，该系统具有可操作地耦合到换档杆的致动器。该系统包括与致动器通信的处理器。该系统还包括与处理器通信的存储器。在一些实施方式中，该存储器具有至少一个将致动器位置与传动比关联的表。该处理器配置成确定传动装置的目标速度比。该系统可以包括配置成检测传动装置的速度的速度传感器，该速度传感器与处理器通信。该致动器适于至少部分地基于目标传动比来调节传动比。在一种实施方式中，该致动器配置成旋转换档杆，以便调节传动比。该系统可以包括与处理器通信的用户接口。该用户接口配置成接收来自操作员的命令，该命令指示期望的操作条件。在一种实施方式中，用户接口包括至少一个按钮。在一些实施方式中，用户接口可以包括显示器。在其它实施方式中，期望的操作条件是期望的节奏水平。该系统还可以包括与处理器通信的编码器。该编码器配置成指示换档杆的位置。在一种实施方式中，表包含将换档杆位置与传动比关联的数据。在其它实施方式中，表包含将换档杆位置与节奏水平关联的数据。
[0014]当本领域技术人员阅读以下详细描述并查看所包含的附图时，这些及其它改进对于他们将变得显而易见。
【附图说明】
[0015]图1是采用本文描述的创新性实施方式的传动装置控制系统的框图。
[0016]图2是结合本文描述的创新性实施方式的又一种传动装置控制系统的框图。
[0017]图3是根据本文描述的创新性实施方式的自动自行车传动装置切换系统的框图。
[0018]图4是可用于生成能与本文描述的传动装置控制方法和系统的创新性实施方式一起使用的数据结构的方法的处理流程图。
[0019]图5A是可以与本文描述的传动装置控制方法和系统的创新性实施方式一起使用的示例数据结构。
[0020]图5B是可以与本文描述的传动装置控制方法和系统的创新性实施方式一起使用的又一种示例数据结构。
[0021]图6是根据本文描述的创新性实施方式的自动传动装置控制方法的处理流程图。
【具体实施方式】
[0022