機電換擋系統和方法
【專利說明】機電換擋系統和方法
[0001 ] 本申請是原案申請號為201310472777.3的發明專利申請(申請日:2013年10月11日，發明名稱:機電換擋系統和方法)的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及一種自行車換擋系統。特別地，本發明涉及包括無線地致動的自行車換擋器的系統。系統包括由無線控制信號控制的自行車換擋器，其中，由自行車控制組件生成無線控制信號。
【背景技術】
[0003]—種現有技術的機電換擋系統要求無線收發器持續地工作。為了節能，使用了功率非常低并且范圍很大的收發器。然而，低功率收發器受困于較差的無線性能。最近的系統要求周期性信標信號，這也會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線控制系統。本發明滿足了這樣的需要。
【發明內容】
[0005]本發明使用功率相對較高的發射器和接收器，并且通過在沒有使用時關閉發射器和接收器并且在自行車使用時對發射器和接收器進行電力循環來節電。本發明的系統可以通過要求物理接觸/相互作用來將調節器(即，控制組件)與換擋器配對來實現更安全。
[0006]本發明的一方面提供了一種用于自行車的無線控制系統，其包括至少一個調節致動器，其在被致動時生成輸入信號；以及主控制單元，其發送響應于輸入信號的調節信號。提供了至少一個機電換擋器并且機電換擋器包括換擋器控制單元。換擋器控制單元接收來自主控制單元的調節信號并且控制對應于接收到的調節信號的至少一個機電換擋器。換擋器控制單元在喚醒模式循環時間的一部分期間偵聽調節信號，主控制單元在大于喚醒模式循環時間的消息持續時間發送調節信號。
[0007]本發明的另一方面提供了一種用于自行車的無線控制系統，其包括至少一個調節單元，該調節單元包括調節致動器和與調節致動器通信的主控制單元。主控制單元在信道上進行發送并且偵聽信道上的噪聲并且在從調節致動器接收到輸入信號之后，如果信道無噪聲，則在消息持續時間期間發送對應于輸入信號的多個調節信號。
[0008]本發明的又一方面提供了一種用于自行車的無線控制系統，其包括至少一個調節單元、與至少一個調節單元以無線的方式通信的至少一個機電換擋器、位于至少一個機電換擋器上的當致動時使得至少一個機電換擋器進入配對模式的模式改變機構、位于調節單元上的生成包括至少一個裝置標識的信號的機構以及存儲器構件，該存儲器構件與至少一個機電換擋器操作地關聯并且存儲裝置標識使得至少一個機電換擋器與調節單元配對并且響應于來自調節單元的調節信號。
[0009]本發明的又一方面提供了具有至少一個機電換擋器和至少一個調節單元的無線系統中將換擋器與調節單元配對的方法，該方法包括通過致動與至少一個換擋器操作地關聯的模式改變機構來進入至少一個換擋器的配對模式;在換擋器處于配對模式期間致動調節單元以生成信號，該信號至少包括裝置標識;利用至少一個機電換擋器的換擋器控制單元接收信號;將調節單元的裝置標識存儲在至少一個機電換擋器中并且退出配對模式。
[0010]本發明的又一方面提供了一種機電換擋器，其可由馬達致動在自行車上進行換擋，該機電換擋器包括可附接到自行車的基部。提供了可移動部分并且鏈條引導部附接到該可移動部分。聯接裝置將基部互連到可移動部分以使得可移動部分能夠相對于基部而移動。馬達、換擋器控制單元和喚醒傳感器被布置在可移動部分上。換擋器控制單元布置在機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時使得換擋器控制單元變為可操作。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是其上安裝有無線組件的彎把型自行車的側視圖。
[0012]圖2是具有集成的主控制單元(M⑶)的調節器/制動組件的視圖。
[0013]圖3是具有有線連接到分立的控制單元的調節單元的平型把。
[0014]圖4是根據本發明的實施方式的后換擋器。
[0015]圖5是根據本發明的實施方式的前換擋器。
[0016]圖6-圖9是無線通信/控制系統的示意圖。
[0017]圖10是換擋器控制單元(S⑶)的喚醒/休眠時間線。
[0018]圖11是S⑶發送器和接收器以及M⑶發送器和接收器的時間線。
[0019]圖12是M⑶的喚醒/休眠/TX時間線。
【具體實施方式】
[0020]這里將參考附圖描述本發明的實施方式。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利要求及其等價物限定的發明。例如，為了清楚起見而使用了術語“第一”和“第二”、“前”和“后”或“左”和“右”，并且這些術語不是限制性的。此外，除非另有所述，否則術語表示傳統上安裝到自行車的用戶自行車的并且以標準方式使用的自行車機構。
[0021]參考圖1，具有彎把型車把的自行車20示出為具有根據本發明的一個實施方式的無線通信/控制系統22。無線控制系統22包括至少一個調節單元24(調節器)，其可以安裝到附接到自行車的自行車車把26。自行車20的無線控制系統22也可以具有安裝到自行車20的自行車架32部分的機電前換擋器28和機電后換擋器30中的一個或兩者。換擋器28、30可以例如是撥鏈器或內齒輪輪轂。除了換擋器之外，或者作為換擋器的替代，控制系統22可以與自行車20的其它系統和/或組件(例如，懸掛組件和系統、可控座管、功率表、節奏表、燈、自行車計算機等等)一起使用。例如，自行車20將通常具有驅動組件33，其具有通過鏈條39連接到多個鏈輪37的一個或多個前牙盤35，如本領域中已知的那樣。
[0022]圖2更詳細地示出了彎把調節單元24。調節單元24可以包括可安裝到車把的制動支撐支架34、制動桿36、操作地連接到調節開關40的調節桿38(其是調節致動器的一種形式，例如，按鈕等等)、前換擋器調節撥輪按鈕42和主控制單元44以及諸如電池46的電源。調節開關40可以例如由任何適合的致動器/諸如瞬時接觸按鈕的裝置致動。
[0023]還參考圖6的實施方式，主控制單元44可以接收來自調節開關40和前換擋器(FD)調節撥輪按鈕42的輸入信號，并且還包括設置為與調節開關通信的用于處理輸入信號的CPU 48、與CPU通信的存儲器構件50、諸如LED 52的用于顯示由CPU生成的狀態信號的可選指示器以及無線收發器54。將注意的是，這里使用的術語“收發器”可以包括發送器和接收器、發送器-接收器或無線電，并且包括能夠發送和接收包括調節信號或控制、命令的無線信號或與正在控制的組件的某些功能相關的其它信號的單獨的或組合的任何裝置。
[0024]調節單元24可以提供為成對24a、24b，并且通常安裝在車把26或類似的組件上，其中，一個調節單元放置為由右手操作，并且另一個放置為由左手操作。當采用兩個單獨的調節單元時，可以在系統22中存在分別位于兩個單元24a、24b中的對應的一個中的一對主控制單元(MCU)44。調節單元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單元或調節開關40等等，例如，已知為計時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節單元。
[0025]例如，在一個實施方式中，所使用的CPU 48可以是Atmel ATmega324PA微控制器(其具有內置的eeprom存儲器)并且所使用的收發器54可以是Ame I AT86RF2312.4GHz收發器(其使用支持16信道和IEEE 802.15.4通信協議的AES加密和DSS擴展頻譜技術)。也可以使用其它適合的CPU和無線收發器。
[0026]在無線控制系統22的一個實施方式中，右調節單元24a上的調節桿38在被致動時使得生成對應于可由后換擋器30致動的升檔的調節信號。左調節單元24b上的調節桿在被致動時使得生成對應于可由后換擋器30致動的降檔的調節信號。升檔對應于調節到更高檔位(例如，較小的后鏈輪37)的檔位調節并且降檔對應于調節到較低檔位(例如，較大的后鏈輪37)的檔位調節。可以