[发明专利]电子控制自行车换档机构的方法和电子伺服辅助自行车换档机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电子控制自行车换档机构的方法，并且涉及一种电子伺服辅助自行车换档机构。

背景技术

自行车中的运动传动系统包括链条，该链条在与踏板曲柄的轴相关联的齿轮和与后轮轮毂相关联的齿轮之间延伸。当在踏板曲柄的轴和后轮轮毂处中的至少一个处存在超过一个齿轮，并且因此传动系统设有换档机构时，就设置前变速器和/或后变速器。在电子伺服换档机构的情况下，每个变速器都包括：链条引导元件，也称为拨链片（cage），该链条引导元件能够移动以使链条在齿轮之间移动，以便改变传动比；以及电动机械致动器，该电动机械致动器使链条引导元件移动。通常，致动器又包括马达，通常是电动马达，该马达通过连接件诸如铰接四边形联杆、齿条系统或蜗杆螺旋系统，下列连接件耦合链条引导元件，以及转子或转子下游、直至链条引导元件本身的任何运动部分的位置、速度和/或加速度传感器。值得注意，此外使用与本背景中所用的用语稍微不同的措辞。

控制电子器件自动改变传动比，例如基于一个或多个检测变量，诸如行驶速度、踏板曲柄的旋转圈数、向踏板曲柄施加的扭矩、行驶地形的坡度、自行车手的心率和类似变量，和/或基于自行车手通过合适的控制构件，例如控制杆和/或按钮手动输入的命令。

为了驱动致动器，代替了采取齿轮被在轴向上相等地间隔，并且因此始终以相同的量移动链条引导元件，控制电子器件使用数值表，其对于每个齿轮都含有变速器的变量必须采取将链条定位为与齿轮啮合的值。该值能够为相对于相邻齿轮的差速值（differential value），或者它能够为相对于基准值的绝对值，例如相对于基准齿轮或相对于关于冲程条件的结束或相对于缺失激励马达的条件。

根据量的观点，例如，致动器的命令值能够为参考下列条件的移动点行驶过的距离，即变速器、应该使马达执行的步数或圈数、马达的激励时间长度、具有与电压成比例的偏移的马达的供电电压值，此外，该命令值能够为与马达相关联的传感器发射的值、存储在寄存器中并且表示一个上述量中的一个量的数值等。

具体地，能够以许多步骤驱动致动器的马达，或者驱动该马达一定激励时间长度，或者以适于每种向上或向下换挡并且然后自动停止的电压驱动该马达，同时使用传感器以向控制电子器件提供反馈信号，以便它可能在还未达到预定位置的情况下对付致动该致动器的马达，即在变速器的上述变量还未采取表数值的情况下。这可能例如是由于由变速器提供的阻力扭矩太高并且大于马达能够通过连接件传送的最大扭矩的事实，该阻力扭矩在某种程度上取决于自行车手如何踩踏板。

所述数值表的值是在工厂中设定的标称值，该值考虑变速器（前或后变速器）中的齿轮数目和各个厚度以及间距。通常，在缺失致动器的驱动信号即命令值为0时，提供该标称值，链条啮合具有最小直径的齿轮，但是从上述实例能够看出，该条件并不必要。

还存在一些已知的换档机构，例如EP1426284A1和在本申请的优先权日期时仍未公开的欧洲专利申请11425204.2，其中，在使用时，以致动器的实际命令值代替致动器的标称命令值，以由于各种因素，相对于换档机构的作为基准的标称值考虑齿轮的位置变化。

在本发明中，会广泛涉及“致动器的命令值”，意思是存在的实际值，或者是在实际值不存在的情况下参考基准换档机构的标称值。

更特别地，EP1426284A1公开了一种电子伺服换档机构，其中执行设定操作模式、调节操作模式和常规行驶模式。在设定模式中，使链条与单个预选齿轮对准，优选是最小直径的齿轮，并且在致动器的物理位置和如下的逻辑值之间设定双向对应，该逻辑值关联相对于预选齿轮的传动比，优选是将计数器归零至表的标定数值参考的内容。在调节模式中，使链条啮合并且与预选齿轮对准，并且设置与相对于预选齿轮的传动比关联的逻辑值的调节变量（“偏移”）。在常规行驶模式期间，致动器被移动至如下的物理位置中，该物理位置由与通过调节变量调节的齿轮关联的逻辑值确定。通过该方式，补偿了链条和一个或更多齿轮之间的失准，该失准由即冲击或碰撞造成，或被替换的齿轮和替换齿轮的尺寸和/或位置之间的微小差造成。

此外，欧洲专利申请11425204.2特别公开了一种用于电子控制自行车换档机构的方法，和实施该方法的换档机构，该方法包括下列步骤：

a）检测致动器的第一实际命令值以便将运动传动链条定位成与至少三个同轴的齿轮中的第一齿轮啮合，并且检测第二实际命令值以便将链条定位成与所述齿轮中的第二齿轮啮合，

b）对于每个齿轮都在理论上确定致动器的标称命令值，以便将链条定位成与所述齿轮啮合，以及