本发明与自行车的变速系统有关；特别是指一种电子变速器的作动方法。
背景技术：
近年来，自行车日渐盛行于竞赛、运动与通勤等用途，在骑乘过程中，骑乘者会利用变速器来调整链条于前后轮的齿轮比，以因应地形变化或是体力调配的需求。
而现有的变速器大多是通过把手上的拨杆去拉动钢索来带动变速器移动，然而，钢索可能因长久使用导致老化松弛而无法将变速器移动至预定位置，且部分用户在拨动拨杆时，可能因不熟悉拨杆机械作动的幅度而无法将拨杆调整至适当的位置，使得变速器因而无法将链条准确地移动至可有效啮合齿轮的位置上。如此一来，上述情形除可能造成变速器作动不顺畅外，更有可能使得链条脱落而造成危险的疑虑。
为改善上述缺点，遂有业者研发电子变速器直接通过按压变速拨杆上的按钮产生升文件或降文件的电信号并发送予变速器本体，而变速器本体接收到电信号后，便依据电信号的内容来带动链条移动至设定的位置。如此一来，便可避免上述钢索老化的情形，且骑乘者只需要依其需求控制按压升档或降文件的按压按钮，而不需再手动调整机械结构，而可避免应操作不当导致链条松脱的情形。
而电子变速器的变速器本体主要是依据一额外电源来提供变速器本体作动所需的电能，为避免电压不足导致变速器本体作动异常，电子变速器中通常会设置多个电源开关，并在作动时，利用上述电源开关的各别状态来控制不同使用条件下的电源供应情况，以确保电源能正常供应予变速器本体。然而，利用上述多个电源开关的控制作动方法，虽可达到正常供电以及保护电源的效果，但会使得电路设计过于复杂，而容易影响电子变速器在实际使用时的稳定性。因此，现有电子变速器作动方法在设计上仍过于复杂且未臻完善，而尚有待改进之处。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子变速器的作动方法，不仅通过简单的判断与作动便可避免在变速过程中产生问题，同时亦可达到维持电源供应与确保电源寿命的效果。
为了达成上述目的，本发明提供的一种电子变速器的作动方法，包含有以下步骤：
启动且执行初始化设定，并于初始化设定后，执行工作模式；
在工作模式时，将侦测是否接收到设定指令、变速指令或关机指令；当侦测接收到设定指令时，退出工作模式并执行设定模式；当侦测接收到变速指令时，退出工作模式并执行变速作动；当侦测接收到关机指令时，将该电子变速器关机；
若在工作模式已超过一预定时间未接收到关机指令、变速指令或设定指令任一者时，则侦测待机功能是否开启；若未开启，则将该电子变速器关机；若开启，则执行待机模式；
在待机模式时，将以低于工作模式耗能的方式侦测是否接收到任意指令；若是，则退出待机模式，并返回执行工作模式。
依据上述构思，本发明更提供有一种电子变速器的作动方法，该电子变速器包含有一变速器本体及一变速器电源用以供应该变速器本体作动所需的电能：该作动方法包含有以下步骤：
启动并执行初始化设定；
执行工作模式；
侦测是否接收到关机指令、设定指令或变速指令；
依据所接收的指令分别执行下列内容：
若接收到为关机指令时，则将该电子变速器关机；
若接收到为设定指令时，则退出工作模式并执行设定模式；而后，在执行设定模式时，侦测是否收到退出设定模式的指令；若是，则退出设定模式并返回执行工作模式；若否，则侦测是否已超过一预定时间未收到任何指令，若未超过，则继续执行设定模式；若已超过，则侦测待机功能是否开启；若未开启，则将该电子变速器关机；若开启，则退出设定模式并执行待机模式；在待机模式时，将以低于工作模式耗能的方式侦测是否接收到任意指令；若未接收到，则将继续执行待机模式；若接收到，则退出待机模式，并返回执行工作模式；
若接收到为变速指令时，则侦测该变速器电源的电压是否高于一最低参考电压；若高于，则依据变速指令控制该变速器本体作动；若低于，则不控制该变速器本体作动，并侦测在一定时间内是否接收到关机指令；若收到，则将该电子变速器关机；若未收到，则侦测待机功能是否开启；若未开启，则将该电子变速器关机；若开启，则执行待机模式。
如此一来，通过本发明上述的方法，便可通过简单的判断与作动达到避免在变速过程中产生问题的效果、同时亦可维持电源供应与确保电源寿命。
附图说明
图1为应用本发明较佳实施例的电子变速器的电路方块图；
图2a与图2b为本发明较佳实施例的作动方法的流程图；
图3揭示可利用红灯与绿灯来表示电源状态；
图4揭示可利用显示屏幕来表示电源状态；
图5为本发明计算与显示电子变速器剩余可变速次数的流程图；
图6为本发明侦测电源充电与否的流程图。
【主要元件】
11前变速控制器；
111进文件按钮；112退文件按钮；113天线；
12前控制器电源；
21后变速控制器；
211进文件按钮；212退文件按钮；213天线；
22后控制器电源；
30中央控制模块；
31主控制单元；32附属控制单元；33天线；
41前变速器主体；
411驱动马达；
42后变速器主体；
421驱动马达；
51绿灯；
52红灯；
60显示屏幕；
vb变速器电源的电压；vr最低参考电压；vs变速预计消耗电压；
vc控制器电源电压；va警示电压；
vb1关机前电压数值；vb2开机后电压数值；vt额定电压误差。
具体实施方式
为能更清楚地说明本发明，兹举较佳实施例并配合附图详细说明如后。请参阅图1所示，为本发明一较佳实施例的电子变速器包含有一前变速控制器11、一前控制器电源12、一后变速控制器21、一后控制器电源22、一中央控制模块30、一前变速器主体41、一后变速器主体42以及一变速器电源43。其中：
前、后变速控制器11、21分别包含有一进文件按钮111、211与一退文件按钮112、212以及一天线113、213，当上述的进文件按钮111、211或退文件按钮112、212被按压时，对应的前变速控制器11或后变速控制器21将产生一进档或退文件的变速指令，并通过天线113、213以无线信号的方式发送。前、后控制器电源12、22在本实施例中为cr2032水银电池且分别设置于前、后变速控制器11、21中，用以供应前、后变速控制器11、21作动所需要的电能。当然，实际实施上，除使用无线信号的方式外，亦能使用有线传输的方式来传递变速指令。此外，前、后控制器电源12、22除使用水银电池外，亦可依需求改为其他可提供电能的电源。
中央控制模块30包含有信号连接的一主控制单元31以及附属控制单元32，且分别整合设置于前变速器主体41与后变速器主体42中，且主控制单元31设有一天线33用以接收前变速控制器11或后变速控制器21的天线113、213所发送的变速指令。
前、后变速器主体41、42分别包含有一驱动马达411、421与主控制单元31以及附属控制单元32电性连接。如此一来，当主控制单元31接收前变速控制器11或后变速控制器21送出的变速指令后，便会依据变速指令的内容控制驱动马达411或指示附属控制单元42控制驱动马达421来移动前变速器主体41或后变速器主体42而达到变速的效果。变速器电源43在本实施例中是使用锂电池，且电性连接至前、后变速器主体41、42借以供应中央控制模块30以及驱动马达411、421作动所需的电能。当然，除使用锂电池外，亦可依需求改为镍氢电池或其他可提供电能的电源。
请参阅图2a与图2b，通过上述所设计的电子变速器的电路架构，本发明电子变速器的中央控制模块30控制其他构件的作动方法包含以下步骤：
当用户开机启动电子变速器时，执行各部件的初始化设定(步骤s100、s101)。更详而言之，中央控制模块控制30会针对前、后变速器主体41、42控制其驱动马达411、421以侦测驱动马达411、421的状态并确定前、后变速器主体41、42目前的位置，进而确认目前的档位。
初始化设定完成后，中央控制模块控制30便执行工作模式(步骤s102)。此时，中央控制模块30会保持在等待接收指令的工作状态中，此时，中央控制模块30会保持高速运作模式，以达到实时反应的效果。
在工作模式时，中央控制模块30便侦测是否接收到关机指令、变速指令或设定指令(步骤s103～s105)，而所述的设定指令是指非关机及变速的其他指令。更详而言之，依操作的需求，所述的设定指令主要包含有一般设定指令、校正指令等，但不以此为限。而后，中央控制模块30便会依据所接收的指令分别执行下述内容：
接收到为关机指令(步骤s103)时，中央控制模块30便将电子变速器关机(步骤s120)。
接收到为设定指令时，中央控制模块30便会退出待机模式并执行对应的设定模式(如一般设定模式、校正模式等)(步骤s107)。此外，用户亦可在设定模式中设定开启或关闭待机功能。而中央控制模块30在执行设定模式时，便会侦测是否收到退出设定模式的指令(步骤s108)；若是，则退出设定模式并返回执行工作模式(步骤s102)。若否，则侦测是否已超过一预定时间未收到任何指令(步骤s109)。若未超过，则继续执行设定模式(步骤s107)。若已超过，则侦测待机功能是否开启(步骤s110)。若未开启，则将电子变速器关机(步骤s120)。若开启，则执行待机模式(步骤s111)，而以低于工作模式耗能的方式侦测是否接收到任意指令(步骤s112)，前面所描述的低于工作模式耗能可以借由降低中央控制模块的运算频率或是减少无线电波的发射频率等以降低能源的消耗。若未接收到，则继续保持在待机模式(步骤s111)。若接收到，则退出待机模式，并返回执行工作模式(步骤s102)。
另外，中央控制模块30控制执行工作模式(步骤s102)时，若是超过预定时间仍未收到任何指令(步骤s106)，则同样会侦测待机功能是否开启(步骤s111)。若未开启，则将电子变速器关机(步骤s120)。若开启，则执行待机模式而以低于工作模式耗能的方式侦测是否接收到任意指令(步骤s112)。
上述各步骤的目的，在于当中央控制模块30执行工作模式或是设定模式时，主控制单元31或是附属控制单元32需要即刻且快速地进行信号接收的侦测、或是马达或是其他构件的驱动，使得中央控制模块30会保持在高速运作模式中，进而使得变速器电源43保持在高电力消耗的状态。因此，为避免使用者忘记关机或是忘记退出设定模式而使得变速器电源43快速消耗，在执行工作模式或设定模式时，若超过预定时间未收到任何指令(表示用户维持在工作模式忘记退出或忘记关机)，便会将电子变速器关机、或是进一步执行待机模式，以确保变速器电源43所储存的电能不会因此被浪费，并可有效地延长变速器电源43的使用寿命。
此外，续参阅图2b，若是收到为前变速控制器11或是后变速控制器21所发出的变速指令时，则会先侦测变速器电源43的电压vb并判断是否高于一最低参考电压vr(步骤s113)，而所述的最低参考电压vr是出厂时已设定完成，其电压值略大于无法使前变速控制器41或是后变速控制器42正常工作时的电压。因此，若高于最低参考电压vr，表示后续作动不会出现电量不足的问题，中央控制模块30的主控制单元31或是附属控制单元32则依据变速指令控制前变速器本体41或是后变速器本体42的驱动马达411、421作动(步骤s115)。若低于最低参考电压vr，则表示电量可能不足以提供予驱动马达411、421作动、或是继续供电将使得变速器电源42损坏。此时，中央控制模块30便不控制前变速器本体41或是后变速器本体42的驱动马达411、421作动，并侦测在一定时间内是否接收到关机指令(步骤s103)。若未收到关机指令，则侦测待机功能是否开启(步骤s110)。若未开启，则同样将电子变速器关机(步骤s120)。若开启，则执行待机模式(步骤s111)，借以达到延长变速器电源43的使用寿命的目的。反之，若收到关机指令，则直接将电子变速器关机(步骤s120)。另外，在本实施例中，为确保变速器电源43寿命与作动正常，当变速器电源43的电压vb等于最低参考电压vr时，则会执行上述低于最低参考电压vr时的相关步骤。当然，在其他实施情况中，当变速器电源43的电压vb等于最低参考电压vr时，亦可执行上述高于最低参考电压vr时的相关步骤。
此步骤的目的，在于确保中央控制模块30在电量不足时不会强制去驱动前变速器本体41或是后变速器本体42的驱动马达411、421，借以避免在变速过程中产生问题。此外，当变速器电源43的电压vb低于最低参考电压vr时，除不控制前变速器本体41或是后变速器本体42的驱动马达411、421作动外，再侦测是否接收到关机指令以及判断是否开启待机功能的原因，在于部分自行车上可能装载有轮鼓发电或是太阳能发电等相关设备，而使得用户在骑乘时若遇到电量不足的情形，仍可能利用上述发电设备对变速器电源43充电，此时，为避免电子变速器一直重复关机再开机的操作，便设计若未收到关机指令则会执行待机模式或是后续的工作模式。反之，当用户非处于骑乘状态时，若发现变速器电源43电量不足，通常会将电子变速器关机进行充电，以确保充电设备能快速充饱变速器电源43。因此，本发明便依据上述的用户习惯，设计中央控制模块30测得电量不足且收到关机指令时，才会将电子变速器关机以便达到快速充电的效果。
此外，当变速器电源43的电压vb低于最低参考电压vr时，亦可通过额外设置的装备(图未示)产生闪烁灯光或是蜂鸣声响来发出警示信息提醒用户电量不足(步骤s116)，需要尽速充电或更换变速器电源43。当然，除上述灯光或声音外，亦可利用其他方式提醒使用者电量不足。
值得一提的是，在变速步骤中，为使得用户也可知悉变速器电源43的使用状况，在侦测变速器电源43的电压vb后，便可将变速器电源43的电压vb显示提供予用户参考(步骤s114、s116)。当然，在其他实施情形中，亦可侦测变速器电源43的电压vb，且变速器电源43的电压vb低于最低参考电压vr时才显示提供予用户。
实际实施中，可以额外增加数个不同颜色的灯号电性连接中央控制模块30，并依据测得的电压值显示不同颜色的灯号。举例来说，可如图3所示设置绿灯51与红灯52，当变速器电源43的电压vb高于最低参考电压vr时，则驱动绿灯51发光，借以告知用户目前电力充足。反之，当变速器电源43的电压vb低于最低参考电压vr时，则驱动红灯52发光，借以告知使用者目前电力不足，需要尽速充电。
除使用灯号外，亦可如图4设置一显示屏幕60与中央控制模块信号连接，并于显示屏幕上显示文字(如电压充足、请充电等)、所测得的当前电压值、电压值区间、电量百分比或是在显示屏幕上显示计算所得的剩余可变速的次数，借以提供予用户作为残余电量的参考。当然，除上述的方式外，亦可依用户的需求改用其他显示方式来提供予用户作为残余电量的参考。
此外，请参阅图5，本发明计算剩余可变速次数的初始设定方法，包含有以下步骤：
先侦测变速器电源43的电压(步骤s200)，并确认变速器电源43的电压高于最低参考电压(即前述电子变压器的作动方法中确认变速器电源电压的步骤)后，利用以下公式计算出可变速总次数(步骤s201)：
(vb-vr)/vs
其中，vb为所测得的变速器电源43的电压值，vr为最低参考电压值，vs则为预先设定好，电子变速器每次变速预计会消耗的电压值。
举例而言，测得的变速器电源43的电压vb为12.4伏特，最低参考电压vr为11伏特，而每次变速预计会消耗的电压vs设定为0.002伏特时，则可代入上公式(12.4-11)/0.02计算出可变速总次数为700次。
而后，再将使用者先前已变速的次数归零(步骤s202)，并将可变速总次数与已变速次数储存(步骤s203)，且计算出可变速总次数与已变速次数的差值(步骤s204)后，将差值显示在屏幕上(步骤s205)。而后，在电子变速器关机前的运作过程中，当用户再次进行操控变速时，便不再侦测电压来进行总次数的计算，而是直接将存储的已变速次数加1(步骤s206)，并再次计算出可变速总次数与已变速次数的差值(步骤s204)后，再显示计算后的差值来表示剩余可变速次数(步骤s205)。此设计的目的，在于单纯利用计数器的运算所耗费的电能远低于中央控制模块30侦测电压再进行运算的耗能，如此一来，通过上述设计便可有效地节省变速器电源43所耗费的电能，进而达到延长变速器电源43寿命的效果。
当然，在一些需要准确监控变速器电源43与剩余可变速次数的情况下，中央控制模块30亦可在用户每次进行变速时，便随即侦测电压并与最低参考电压值vr以及每次变速预计会消耗的电压值vs进行前列的公式的实时计算来达到准确监控的目的。
此外，为了能达到精准监控，请参阅图6，本发明更具有能侦测电源充电与否的功能，其侦测方法包含有以下步骤：
在每次电子变速器准备关机(步骤s300)时，会先侦测并储存变速器电源43的电压数值vb1(步骤s301)后，才将电子变速器关机(步骤s302)，重新启动(步骤s303)后，将会再次侦测取得新的电压数值vb2(步骤s304)，并计算电压数值vb2减掉关机前的电压数值vb1的差值是否高于一额定电压误差vt(步骤s305)，若差值高于额定电压误差vt时，则判定为有进行充电。此时，将重新执行前述的计算剩余可变速次数的初始设定方法(步骤s306)。反之，若差值小于额定误差vt，则判定为无进行充电，应为温度等环境因素造成，将不重新执行前述的计算剩余可变速次数的初始设定方法(步骤s307)。
举例而言，变速器电源43关闭前测得的变速器电源43的电压vb1为7.4伏特，所设定的额定电压误差0.2伏特，若开机后的电压数值vb2为7.9伏特，其差值为0.5伏特，则判定为有进行充电，将重新执行计算剩余可变速次数。反之，若开机后的电压数值vb2为7.5伏特，其差值为0.1伏特，则判定为无进行充电，应为温度等环境因素造成，将不重新计算剩余可变速次数。
另外，请再次审阅图2，由于前、后变速控制器11、21仍需通过前、后控制器电源12、22供应产生信号所需的电能。因此，本发明的作动方法除侦测变速器电源43的电压外，亦可再侦测并显示控制器电源12、22的电压vc(如前述显示灯号、文字、电压值、电压值区间、电量百分比等)(步骤s118、s119)，借以供用户知悉前、后控制器电源12、22的供应状况。
此外，侦测前、后控制器电源12、22的电压vc后，更可利用侦测结果判断前、后控制器电源12、22的电压vc是否低于一警示电压va(步骤s117)。若低于，同样可通过额外设置的装备(图未示)产生闪烁红光或蜂鸣声响等警示信息(步骤s117)告知用户前、后控制器电源12、22的电压vc过低，请尽速更换。而在本实施例中，为确保前、后控制器电源12、22寿命与作动正常，当前、后控制器电源12、22的电压vc等于警示电压va时即产生警示。当然，在其他实施情况中，当前、后控制器电源12、22的电压vc等于警示电压va时，亦可不产生警示而仅显示前、后控制器电源12、22的电压vc而已。
如此一来，通过上述的设计，不仅通过简单的判断与作动便可避免在变速过程中产生问题，同时亦可达到保护电源供应与寿命的效果。而必须说明的是，以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，举凡应用本发明说明书及权利要求书所为之等效变化，理应包含在本发明的专利范围内。