机电换挡系统和方法
【专利说明】机电换挡系统和方法
[0001 ] 本申请是原案申请号为201310472777.3的发明专利申请(申请日:2013年10月11日，发明名称:机电换挡系统和方法)的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种自行车换挡系统。特别地，本发明涉及包括无线地致动的自行车换挡器的系统。系统包括由无线控制信号控制的自行车换挡器，其中，由自行车控制组件生成无线控制信号。
【背景技术】
[0003]—种现有技术的机电换挡系统要求无线收发器持续地工作。为了节能，使用了功率非常低并且范围很大的收发器。然而，低功率收发器受困于较差的无线性能。最近的系统要求周期性信标信号，这也会始终消耗电池的电力。
[0004]需要提供一种用于自行车的高度可靠的且更安全的无线控制系统。本发明满足了这样的需要。
【发明内容】
[0005]本发明使用功率相对较高的发射器和接收器，并且通过在没有使用时关闭发射器和接收器并且在自行车使用时对发射器和接收器进行电力循环来节电。本发明的系统可以通过要求物理接触/相互作用来将调节器(即，控制组件)与换挡器配对来实现更安全。
[0006]本发明的一方面提供了一种用于自行车的无线控制系统，其包括至少一个调节致动器，其在被致动时生成输入信号；以及主控制单元，其发送响应于输入信号的调节信号。提供了至少一个机电换挡器并且机电换挡器包括换挡器控制单元。换挡器控制单元接收来自主控制单元的调节信号并且控制对应于接收到的调节信号的至少一个机电换挡器。换挡器控制单元在唤醒模式循环时间的一部分期间侦听调节信号，主控制单元在大于唤醒模式循环时间的消息持续时间发送调节信号。
[0007]本发明的另一方面提供了一种用于自行车的无线控制系统，其包括至少一个调节单元，该调节单元包括调节致动器和与调节致动器通信的主控制单元。主控制单元在信道上进行发送并且侦听信道上的噪声并且在从调节致动器接收到输入信号之后，如果信道无噪声，则在消息持续时间期间发送对应于输入信号的多个调节信号。
[0008]本发明的又一方面提供了一种用于自行车的无线控制系统，其包括至少一个调节单元、与至少一个调节单元以无线的方式通信的至少一个机电换挡器、位于至少一个机电换挡器上的当致动时使得至少一个机电换挡器进入配对模式的模式改变机构、位于调节单元上的生成包括至少一个装置标识的信号的机构以及存储器构件，该存储器构件与至少一个机电换挡器操作地关联并且存储装置标识使得至少一个机电换挡器与调节单元配对并且响应于来自调节单元的调节信号。
[0009]本发明的又一方面提供了具有至少一个机电换挡器和至少一个调节单元的无线系统中将换挡器与调节单元配对的方法，该方法包括通过致动与至少一个换挡器操作地关联的模式改变机构来进入至少一个换挡器的配对模式;在换挡器处于配对模式期间致动调节单元以生成信号，该信号至少包括装置标识;利用至少一个机电换挡器的换挡器控制单元接收信号;将调节单元的装置标识存储在至少一个机电换挡器中并且退出配对模式。
[0010]本发明的又一方面提供了一种机电换挡器，其可由马达致动在自行车上进行换挡，该机电换挡器包括可附接到自行车的基部。提供了可移动部分并且链条引导部附接到该可移动部分。联接装置将基部互连到可移动部分以使得可移动部分能够相对于基部而移动。马达、换挡器控制单元和唤醒传感器被布置在可移动部分上。换挡器控制单元布置在机电换挡器上以操作换挡器并且唤醒传感器连接到换挡器控制单元并且在被致动时使得换挡器控制单元变为可操作。
【附图说明】
[0011 ]图1是其上安装有无线组件的弯把型自行车的侧视图。
[0012]图2是具有集成的主控制单元(M⑶)的调节器/制动组件的视图。
[0013]图3是具有有线连接到分立的控制单元的调节单元的平型把。
[0014]图4是根据本发明的实施方式的后换挡器。
[0015]图5是根据本发明的实施方式的前换挡器。
[0016]图6-图9是无线通信/控制系统的示意图。
[0017]图10是换挡器控制单元(S⑶)的唤醒/休眠时间线。
[0018]图11是S⑶发送器和接收器以及Μ⑶发送器和接收器的时间线。
[0019]图12是Μ⑶的唤醒/休眠/ΤΧ时间线。
【具体实施方式】
[0020]这里将参考附图描述本发明的实施方式。将理解的是，这里阐述的附图和描述仅用于示出目的并且不限制由所附权利要求及其等价物限定的发明。例如，为了清楚起见而使用了术语“第一”和“第二”、“前”和“后”或“左”和“右”，并且这些术语不是限制性的。此外，除非另有所述，否则术语表示传统上安装到自行车的用户自行车的并且以标准方式使用的自行车机构。
[0021]参考图1，具有弯把型车把的自行车20示出为具有根据本发明的一个实施方式的无线通信/控制系统22。无线控制系统22包括至少一个调节单元24(调节器)，其可以安装到附接到自行车的自行车车把26。自行车20的无线控制系统22也可以具有安装到自行车20的自行车架32部分的机电前换挡器28和机电后换挡器30中的一个或两者。换挡器28、30可以例如是拨链器或内齿轮轮毂。除了换挡器之外，或者作为换挡器的替代，控制系统22可以与自行车20的其它系统和/或组件(例如，悬挂组件和系统、可控座管、功率表、节奏表、灯、自行车计算机等等)一起使用。例如，自行车20将通常具有驱动组件33，其具有通过链条39连接到多个链轮37的一个或多个前牙盘35，如本领域中已知的那样。
[0022]图2更详细地示出了弯把调节单元24。调节单元24可以包括可安装到车把的制动支撑支架34、制动杆36、操作地连接到调节开关40的调节杆38(其是调节致动器的一种形式，例如，按钮等等)、前换挡器调节拨轮按钮42和主控制单元44以及诸如电池46的电源。调节开关40可以例如由任何适合的致动器/诸如瞬时接触按钮的装置致动。
[0023]还参考图6的实施方式，主控制单元44可以接收来自调节开关40和前换挡器(FD)调节拨轮按钮42的输入信号，并且还包括设置为与调节开关通信的用于处理输入信号的CPU 48、与CPU通信的存储器构件50、诸如LED 52的用于显示由CPU生成的状态信号的可选指示器以及无线收发器54。将注意的是，这里使用的术语“收发器”可以包括发送器和接收器、发送器-接收器或无线电，并且包括能够发送和接收包括调节信号或控制、命令的无线信号或与正在控制的组件的某些功能相关的其它信号的单独的或组合的任何装置。
[0024]调节单元24可以提供为成对24a、24b，并且通常安装在车把26或类似的组件上，其中，一个调节单元放置为由右手操作，并且另一个放置为由左手操作。当采用两个单独的调节单元时，可以在系统22中存在分别位于两个单元24a、24b中的对应的一个中的一对主控制单元(MCU)44。调节单元24可以被布置在用户能够接触的任何地方，并且其上可以布置多个单元或调节开关40等等，例如，已知为计时赛用自行车类型的自行车，其能够在车把和车把延伸处具有调节单元。
[0025]例如，在一个实施方式中，所使用的CPU 48可以是Atmel ATmega324PA微控制器(其具有内置的eeprom存储器)并且所使用的收发器54可以是Ame 1 AT86RF2312.4GHz收发器(其使用支持16信道和IEEE 802.15.4通信协议的AES加密和DSS扩展频谱技术)。也可以使用其它适合的CPU和无线收发器。
[0026]在无线控制系统22的一个实施方式中，右调节单元24a上的调节杆38在被致动时使得生成对应于可由后换挡器30致动的升档的调节信号。左调节单元24b上的调节杆在被致动时使得生成对应于可由后换挡器30致动的降档的调节信号。升档对应于调节到更高档位(例如，较小的后链