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自行車控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):4093977閱讀:136來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:自行車控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及一種自行車控制系統(tǒng),其至少檢測(cè)一種自行車參 數(shù)。更具體地說(shuō),本發(fā)明涉及一種自行車控制系統(tǒng),其管理傳感器和自 行車計(jì)算機(jī)之間的間隔通信,該傳感器檢測(cè)自行車參數(shù),該自行車計(jì)算機(jī)接收上述自行車參數(shù)。
技術(shù)背景騎自行車日益成為 一種更加流行的娛樂(lè)方式,也是一種交通手段。 另外,對(duì)業(yè)余愛(ài)好者和專業(yè)人員來(lái)說(shuō),騎自行車成為一種非常流行的體 育竟賽。無(wú)論自行車是用于娛樂(lè)、交通或竟賽,自行車產(chǎn)業(yè)一直在致力 于改進(jìn)自行車的各種組件。最近,為使騎車者更加容易和愉悅地騎乘,自行車配備了電氣元件。一些自行車配備了根據(jù)騎乘情況可自動(dòng)調(diào)整的自動(dòng)變速單元,上述騎乘情況由自行車計(jì)算機(jī)或控制單元進(jìn)行確定。尤其是,近來(lái)前面及后面的撥鏈器實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。另外,應(yīng)用了各種各樣的電氣裝置,來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)用于控制撥鏈器并向騎乘者提供信息的操作參數(shù)。因此,自行車 的自行車計(jì)算機(jī)或控制單元不僅向騎乘者提供信息,而且還用于控制自行車的各種部件。因此,由自行車計(jì)算機(jī)或控制單元提供給騎乘者和/或其它自行車組件的數(shù)據(jù)盡可能地精確,這一點(diǎn)是必要的。在傳統(tǒng)的自行車控制系統(tǒng)中,自行車配備有多個(gè)傳感器(速度傳感器、頻率(cadence)傳感器等)和自行車計(jì)算機(jī)。上述傳感器(速度傳 感器、頻率傳感器等)在不同的固定位置與自行車相連接,例如在前叉、 鏈支撐、座管等處。自行車計(jì)算機(jī)典型情況下安裝在自行車車把桿上。 自行車自行車計(jì)算機(jī)顯示各種信息,有關(guān)速度、踏板每分鐘旋轉(zhuǎn)(rpm)、運(yùn)轉(zhuǎn)中的齒輪、騎乘者的脈搏、環(huán)境溫度、地理高度等類似參數(shù)。典型 地,每個(gè)傳感器用導(dǎo)線與自行車計(jì)算機(jī)連接。以前叉處的一個(gè)速度傳感 器為例,導(dǎo)線路徑需要沿著前叉向上,經(jīng)過(guò)前制動(dòng)裝置,沿著車架到達(dá) 安裝在車把桿上的自行車計(jì)算機(jī)。最近, 一些自行車控制系統(tǒng)在自行車計(jì)算機(jī)和傳感器間使用無(wú)線通
信。因此,自行車計(jì)算機(jī)和傳感器彼此間以無(wú)線通信方式(無(wú)線電通信 或紅外線通信)進(jìn)行通信。使用無(wú)線通信的一個(gè)缺點(diǎn)是,有時(shí)自行車計(jì) 算機(jī)和傳感器間的信號(hào)丟失或微弱,使得信號(hào)不能被自行車計(jì)算機(jī)正確 解讀。例如,速度傳感器固定連接于自行車車架構(gòu)件的一位置,通過(guò)感 測(cè)連接在車輪的一部分上的磁體,以檢測(cè)自行車輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)的 傳感器包括簧片開關(guān),發(fā)出借助無(wú)線通信送到自行車計(jì)算機(jī)的脈沖。因 此,在傳統(tǒng)無(wú)線控制系統(tǒng)中,當(dāng)傳感器檢測(cè)到磁體時(shí),速度傳感器間斷 地發(fā)出脈沖信號(hào)。如果車輪轉(zhuǎn)速較快,傳感器發(fā)出信號(hào)的脈沖間具有較 短間隔時(shí)間。另一方面,如果車輪轉(zhuǎn)速較慢,傳感器發(fā)出信號(hào)的脈沖間 具有較長(zhǎng)間隔時(shí)間。當(dāng)自行車計(jì)算機(jī)收到脈沖信號(hào),自行車計(jì)算機(jī)基于 間隔時(shí)間和輪胎尺寸計(jì)算轉(zhuǎn)速。在上述傳統(tǒng)系統(tǒng)中,如果自行車計(jì)算機(jī) 由于某些原因(如信號(hào)干擾)漏掉一個(gè)脈沖信號(hào),自行車計(jì)算機(jī)就不能 正確計(jì)算出轉(zhuǎn)速。因此,在無(wú)線和有線自行車控制系統(tǒng)中,期望對(duì)傳感 器(速度傳感器、頻率傳感器等)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。據(jù)上述內(nèi)容,由本文公開內(nèi)容可知,對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人來(lái)說(shuō),顯 然存在改進(jìn)自行車控制系統(tǒng)的需要。本發(fā)明適應(yīng)本領(lǐng)域的這種需要及其 它需要,對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人來(lái)說(shuō),這一點(diǎn)將從本文所公開內(nèi)容明顯看 出。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種自行車控制系統(tǒng),其可使得經(jīng)測(cè)量獲 得的自行車參數(shù)的不準(zhǔn)確計(jì)算出現(xiàn)的可能性最小化。上述目的基本可通過(guò)提供一自行車控制系統(tǒng)而達(dá)到,該自行車控制 系統(tǒng)包括被感測(cè)元件、傳感器和自行車計(jì)算機(jī)。上述被感測(cè)元件配置成 安裝于自行車的第一部分。上述傳感器配置成安裝于自行車的第二部分的某一部位,以可選擇地;險(xiǎn)測(cè)上述^L感測(cè)元件并在傳感器才全測(cè)到上述凈皮 感測(cè)元件時(shí)發(fā)送輸出信號(hào)。自行車計(jì)算機(jī)配置成安裝于自行車的一部 分,自行車計(jì)算機(jī)包括接收器,該接收器設(shè)置用于接收上述傳感器的輸 出信號(hào)。上述傳感器包括傳感元件,其在檢測(cè)到^皮感測(cè)元件時(shí)輸出檢測(cè) 信號(hào);處理單元,該處理單元基于來(lái)自于上述傳感元件的檢測(cè)信號(hào)的時(shí) 間間隔,計(jì)算第一和第二部分間的相對(duì)運(yùn)動(dòng);以及發(fā)射器,該發(fā)射器基 于上述處理單元的計(jì)算結(jié)果,把輸出信號(hào)傳送到自行車計(jì)算機(jī)。
下面的詳細(xì)描述中,結(jié)合附圖,4皮露了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。 本發(fā)明的上述內(nèi)容及其它目的、特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn),對(duì)熟悉本領(lǐng)域的人員來(lái)說(shuō), 從下面的詳細(xì)描迷中,將會(huì)更加清楚。


作為原始公開內(nèi)容的一部分,現(xiàn)參考附圖圖1為根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例的裝配有自行車控制系統(tǒng)的自行車的側(cè)面前3見圖,該控制系統(tǒng)包括自行車計(jì)算機(jī)、 一對(duì)傳感器和一對(duì)^:感測(cè)元件 "茲體) ,圖2為根據(jù)圖示實(shí)施例的自行車車把桿部的俯視透視圖,示出了自行車計(jì)算機(jī);圖3為根據(jù)圖示實(shí)施例的附接于車架構(gòu)件(例如前叉)的速度傳感 器和附接于前輻條條之一的^L感測(cè)元件(磁體)之一的前視圖;圖4為根據(jù)圖示實(shí)施例的附接于車架構(gòu)件(例如下管)的頻率傳感 器和附接于曲柄臂之一的4支感測(cè)元件(磁體)之一的透視圖;圖5為根據(jù)圖示實(shí)施例的自行車計(jì)算機(jī)和傳感器之間兩種無(wú)線通信 方式的簡(jiǎn)化示意圖;以及圖6為時(shí)序圖,示出了由傳感器接收到的信號(hào)輸入、由傳感器傳送 車輪旋轉(zhuǎn)周期以及由自行車計(jì)算機(jī)接收到車輪旋轉(zhuǎn)周期之間的相互關(guān) 系。
具體實(shí)施方式
下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明所選的實(shí)施例進(jìn)行解釋。由所公開內(nèi)容,熟悉本領(lǐng)域的人員能夠清楚知道,本發(fā)明實(shí)施例的下述描述,僅僅是為 了解釋而不是限制本發(fā)明附加的權(quán)利要求及其等同變換。首先參考附圖l,根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例,示出了自行車IO,其裝 配有自行車控制系統(tǒng)12,該控制系統(tǒng)12主要包括自行車計(jì)算機(jī)14、車輪 旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速傳感器16、曲柄旋轉(zhuǎn)或頻率傳感器18和一對(duì);波感測(cè)元件(磁 體)20和22。在所示的實(shí)施例中,自行車控制系統(tǒng)12進(jìn)行傳感器16和18 與自行車計(jì)算機(jī)14之間的間隔無(wú)線通信,傳感器16、 18用于檢測(cè)自行車 的行進(jìn)數(shù)據(jù),自行車計(jì)算機(jī)14用于接收基于上述自行車行進(jìn)數(shù)據(jù)的運(yùn) 算。具體地,在自行車控制系統(tǒng)12中,運(yùn)算優(yōu)選在傳感器16和18中進(jìn)行,
且上述運(yùn)算被送到自行車計(jì)算機(jī)14。這樣,自行車控制系統(tǒng)12如此配置, 以使如果出現(xiàn)通信中斷(outage),自行車計(jì)算機(jī)14可以正確解譯傳感 器16和18中的行進(jìn)數(shù)據(jù)。但是,從更廣闊的角度出發(fā),本發(fā)明也可以用 于有線系統(tǒng),其容易出現(xiàn)通信信號(hào)減弱、丟失或其它被自行車計(jì)算機(jī)接 收的不準(zhǔn)確信號(hào)。在其它組件中,自行車10主要包括,主車架30,樞軸式安裝在主車 架30的懸掛前叉32,樞軸式安裝在主車架30的懸掛后臂34,固定于懸掛 前叉32的車把桿單元36,驅(qū)動(dòng)裝置(drive train) 38,安裝于前叉32的前 輪40和一安裝于懸掛后臂34的后輪42。沖擊減震器44可操作地安裝在主 車架30和懸掛后臂34之間。如圖3所示,在圖示的實(shí)施例中,車輪旋轉(zhuǎn)或速度傳感器16安裝于 懸掛前叉32上,被感測(cè)元件(磁體)20安裝于前輪40的輻條40a上。前 輪40的輻條40a構(gòu)成了自行車10的第一旋轉(zhuǎn)部分。懸掛前叉32構(gòu)成了自 行車10的第二非旋轉(zhuǎn)部分。如圖4所示,在圖示實(shí)施例中,曲柄旋轉(zhuǎn)或 頻率傳感器18安裝于主車架30的下管(車架下舌)30a,被感測(cè)元件(磁 體)22安裝于驅(qū)動(dòng)裝置38的左側(cè)曲柄臂38a。驅(qū)動(dòng)裝置38的左側(cè)曲柄臂 38a構(gòu)成自行車IO的第一旋轉(zhuǎn)部分。主車架30的下管30a組成自行車10的 第二非旋轉(zhuǎn)部分。從此處公開內(nèi)容可清楚知曉,懸掛前叉32和下管30a 組成自行車10的車架構(gòu)件。優(yōu)選地,驅(qū)動(dòng)裝置38裝配有前、后電動(dòng)撥鏈器46和48,上述前后 電動(dòng)撥鏈器46和48分別經(jīng)由自行車計(jì)算機(jī)14而由電開關(guān)單元50和52 (參見圖2)操作。上述電開關(guān)單元50和52也用于經(jīng)由自行車計(jì)算機(jī)14 而分別控制懸掛前叉32和沖擊減震器44的剛度。在圖示的實(shí)施例中,自 行車計(jì)算機(jī)與前、后電動(dòng)撥鏈器46和48以及電開關(guān)單元50和52進(jìn)行雙 向無(wú)線通信。優(yōu)選地,電池和/或前輪40和42之一具有輪轂發(fā)電機(jī),作為 電氣元件的電源。如圖l所示,電池54安裝于主車架30的下管30a的面朝 下的表面上并且與電動(dòng)撥鏈器46和48電結(jié)合。自行車計(jì)算機(jī)14優(yōu)選地具 有內(nèi)置電池。同樣地,優(yōu)選地,每個(gè)傳感器16和18以及每個(gè)電開關(guān)50和 52具有其自身的內(nèi)置電池。電開關(guān)單元50具有一對(duì)前換檔開關(guān)50a和50b和懸掛才莫式開關(guān)50c, 上述開關(guān)50a和50b執(zhí)行前電動(dòng)撥鏈器46的換檔操作,該懸掛模式開關(guān) 50c改變懸掛前叉32的剛度,使其在堅(jiān)韌和柔和之間變換。換檔開關(guān)50a
是一個(gè)開關(guān),當(dāng)手動(dòng)換檔模式被激活時(shí),該開關(guān)用于對(duì)前電動(dòng)撥鏈器46 進(jìn)行變速而使其逐漸降檔。換檔開關(guān)50b用于逐漸對(duì)前電動(dòng)撥鏈器46進(jìn) 行變速升檔。電開關(guān)單元52具有一對(duì)后換檔開關(guān)52a和52b和變速模式開關(guān)52c, 上述開關(guān)52a和52b執(zhí)行后電動(dòng)撥鏈器48的換檔操作,該變速模式開關(guān) 52c在自動(dòng)和手動(dòng)換檔模式之間切換變速操作模式。換檔開關(guān)52a是一個(gè) 開關(guān),當(dāng)手動(dòng)換檔模式被激活時(shí),該開關(guān)用于對(duì)后電動(dòng)撥鏈器48進(jìn)行 變速逐漸降檔。換檔開關(guān)52b用于逐漸對(duì)后電動(dòng)撥鏈器48進(jìn)行變速升 檔。由圖5可知,自行車計(jì)算機(jī)14主要包括LCD顯示器60, —對(duì)輸入按 鈕62,微型計(jì)算機(jī)64和雙向無(wú)線通信裝置66。微型計(jì)算機(jī)64是具有各種 控制程序的常規(guī)設(shè)備,上述控制程序例如為變速控制程序和顯示程序。 微型計(jì)算機(jī)64包括中心處理單元CPU, 1/0接口和存儲(chǔ)器(RAM和ROM) 以及其它部分。微型計(jì)算機(jī)64的內(nèi)部RAM存儲(chǔ)操作標(biāo)記狀態(tài)和各種控制 數(shù)據(jù)。雙向無(wú)線通信裝置66是常規(guī)裝置,包括發(fā)射器和接收器,發(fā)射器 和接收器如圖5所示標(biāo)記為T/R。雙向無(wú)線通信裝置66可與傳感器16和 18、前和后電動(dòng)撥鏈器46和48以及電開關(guān)單元50和52進(jìn)行無(wú)線通信。 通信協(xié)議(通信定時(shí)、通信數(shù)據(jù)格式和通信數(shù)據(jù)容量)可以為任何常規(guī) 的通信協(xié)議或者根據(jù)需要和/或期望而可以為專用通信協(xié)議。仍參考附圖5,自行車計(jì)算機(jī)14可操作地與車輪旋轉(zhuǎn)或速度傳感器 16相連,該傳感器16經(jīng)無(wú)線通信感測(cè)被感測(cè)元件(磁體)20。自行車計(jì) 算機(jī)可操作地與曲柄旋轉(zhuǎn)或頻率傳感器18相連,該傳感器18經(jīng)無(wú)線通信 感測(cè)被感測(cè)元件(磁體)22。由傳感器16和18的信號(hào)和其它預(yù)存信息(例 如車輪周長(zhǎng)),自行車計(jì)算機(jī)14可以計(jì)算以及在顯示器60上選擇性顯示 自行車速度、行進(jìn)距離、當(dāng)前時(shí)間、頻率、平均頻率和/或上述類似參數(shù)。 自行車計(jì)算機(jī)14優(yōu)選包括前和后自動(dòng)變速程序,其可通過(guò)按下電開關(guān)單 元52上的變速模式開關(guān)52c而激活。因此,自行車計(jì)算機(jī)14利用來(lái)自于 傳感器16和18的信號(hào)而控制前和后電動(dòng)撥鏈器46和48的變速。懸掛前 叉32和震動(dòng)減震器44的剛度也可以基于來(lái)自于傳感器16和18的信號(hào)而 自動(dòng)調(diào)整??梢杂蓤D3和圖5清楚地看到,車輪旋轉(zhuǎn)或速度傳感器16主要包括感 測(cè)元件16a,中央處理單元16b和發(fā)射器/接收器16c。速度傳感器16配置
安裝于自行車的一部分的某一部位,以可選擇地經(jīng)感測(cè)元件16a檢測(cè)凈皮 感測(cè)元件20 ,然后在速度傳感器16的感測(cè)元件16a^r測(cè)到上述一皮感測(cè)元 件20時(shí),經(jīng)由傳送/接收器16c發(fā)送輸出信號(hào)至自行車計(jì)算機(jī)。在圖示的 實(shí)施例中,如圖3所示,被感測(cè)元件20安裝于前輪40的輻條40a (比如第 一部分),感測(cè)元件16a安裝于懸掛前叉32 (比如第二部分)。因而, 優(yōu)選地,;故感測(cè)元件20安裝于車輪的一部分,感測(cè)元件16a安裝于車架 構(gòu)件。取決于自行車的配置及其它設(shè)計(jì)參數(shù),感測(cè)元件16a可以替代地 安裝于懸掛后臂34或鏈條支撐,以及被感測(cè)元件20可安裝于后輪42。任 何情況下,元件16a和20之一安裝于自行車10的旋轉(zhuǎn)部分,且元件16a和 20中的另一個(gè)安裝于自行車10的非旋轉(zhuǎn)部分,如此可以感測(cè)自行車速 度。感測(cè)元件16a在檢測(cè)到被感測(cè)元件20的基礎(chǔ)上輸出檢測(cè)信號(hào),比如 每次車輪旋轉(zhuǎn)一周輸出一次。在圖示的實(shí)施例中,感測(cè)元件16a為簧片 開關(guān),其根據(jù);波感測(cè)元件20的接近而打開以及關(guān)閉,圖示實(shí)施例中^:感 測(cè)元件20為磁體。每次被感測(cè)元件20進(jìn)入感測(cè)元件16a的指定區(qū)域時(shí),從此處公開內(nèi)容可清楚知道,這種檢測(cè)方式可以利用不同于簧片開關(guān)和 》茲體的其他方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。中央處理單元16b接收來(lái)自感測(cè)元件16a的脈沖或檢測(cè)信號(hào),且當(dāng)前 輪40的輻條40a (比如第一部分)和懸掛前叉32 (比如第二部分)彼此 接近時(shí),對(duì)來(lái)自于傳感器16的感測(cè)元件16a的檢測(cè)信號(hào)作出響應(yīng),對(duì)車 輪旋轉(zhuǎn)周期進(jìn)行計(jì)算。因此,中央處理單元16b基于感測(cè)元件16a的檢測(cè) 信號(hào)的時(shí)間間隔,計(jì)算第一和第二部分(比如前輪40的輻條40a和懸掛 前叉32)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 一旦中央處理單元16b計(jì)算出車輪旋轉(zhuǎn)周期, 該車輪旋轉(zhuǎn)周期就被送到發(fā)射器/接收器16c,以便把車輪旋轉(zhuǎn)周期作為 輸出信號(hào)傳送至自行車計(jì)算機(jī)14。換言之,發(fā)射器/接收器16c具有發(fā)射 器,基于處理單元16b的計(jì)算結(jié)果,該發(fā)射器以每個(gè)發(fā)射間隔發(fā)射輸出 信號(hào)至自行車計(jì)算機(jī)14。然后自行車計(jì)算機(jī)14可對(duì)接收車輪旋轉(zhuǎn)周期作 出響應(yīng),準(zhǔn)確計(jì)算和顯示自行車速度、行進(jìn)距離和平均速度。參見圖4和圖5,曲柄旋轉(zhuǎn)或頻率傳感器18主要包括感測(cè)元件18a、 中央處理單元18b和發(fā)射器/接收器18c。頻率傳感器18配置安裝于自行車 的 一部分的某一部位,以可選擇地經(jīng)感測(cè)元件18a檢測(cè)被感測(cè)元件22,
然后在頻率傳感器18的感測(cè)元件18a4企測(cè)到上述^皮感測(cè)元件22時(shí),經(jīng)由 發(fā)射器/接收器18c發(fā)送輸出信號(hào)至自行車計(jì)算機(jī)14。在圖示的實(shí)施例中, 被感測(cè)元件22安裝于驅(qū)動(dòng)裝置38的曲柄臂38a (比如第一部分),感測(cè) 元件18a安裝于主車架30的下管30a (比如第二部分),如圖4所示。因 而,優(yōu)選地,被感測(cè)元件22安裝于驅(qū)動(dòng)裝置38的一部分,感測(cè)元件18a 安裝于主車架30的車架構(gòu)件(比如下管30a)。取決于自行車的配置及 其它設(shè)計(jì)參數(shù),感測(cè)元件18a可以替代地安裝于其它車架構(gòu)件例如座管 或鏈條支撐。在任何情況下,元件18a和22之一安裝于自行車10的旋轉(zhuǎn) 部分,且元件18a和22中的另一個(gè)安裝于自行車10的非旋轉(zhuǎn)部分,如此 可以感測(cè)踏板頻率。感測(cè)元件18a在才全測(cè);故感測(cè)元件22的基礎(chǔ)上輸出4全測(cè)信號(hào),比如每 曲柄旋轉(zhuǎn)一周輸出一次。在圖示的實(shí)施例中,感測(cè)元件18a為簧片開關(guān), 其根據(jù)被感測(cè)元件22的接近而打開以及關(guān)閉,圖示實(shí)施例中被感測(cè)元件 22為磁體。每次被感測(cè)元件22進(jìn)入感測(cè)元件18a的指定區(qū)域時(shí),就會(huì)產(chǎn) 生脈沖或檢測(cè)信號(hào),輸送到中央處理單元18b進(jìn)行處理。當(dāng)然,由此處 公開內(nèi)容可清楚知道,這種檢測(cè)方式可以利用不同于簧片開關(guān)和磁體的 其他方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。中央處理單元18b接收來(lái)自感測(cè)元件18a的脈沖或檢測(cè)信號(hào),且當(dāng)曲 柄臂38a (比如第一部分)和主車架30的下管30a (比如第二部分)彼此 接近時(shí),對(duì)來(lái)自于頻率傳感器18的感測(cè)元件18a的檢測(cè)信號(hào)作出響應(yīng), 對(duì)曲柄旋轉(zhuǎn)周期進(jìn)行計(jì)算。因此,中央處理單元18b基于感測(cè)元件18a的 檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間間隔,計(jì)算笫一和笫二部分(比如曲柄臂38a和下管30a) 間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 一旦中央處理單元18b計(jì)算出曲柄旋轉(zhuǎn)周期,該曲柄旋 轉(zhuǎn)周期就被送到發(fā)射器/接收器18c,以便把曲柄旋轉(zhuǎn)周期作為輸出信號(hào) 傳送至自行車計(jì)算機(jī)14。換言之,發(fā)射器/接收器18c具有一發(fā)射器,基 于在每一傳送間隔處理單元18b的計(jì)算結(jié)果,該發(fā)射器傳送輸出信號(hào)至 自行車計(jì)算機(jī)M。然后自行車計(jì)算機(jī)14可對(duì)接收曲柄旋轉(zhuǎn)周期作出響 應(yīng),準(zhǔn)確計(jì)算和顯示頻率和/或平均頻率?,F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5,圖示出時(shí)序圖,顯示了發(fā)生在自行車控制系統(tǒng)12中 的一些各種通信之間的相互關(guān)系。在圖示實(shí)施例中,盡管傳感器16和18 的發(fā)射器/接收器16c和18c配置成以無(wú)線方式傳送輸出信號(hào),以及自行車
和18c的輸出信號(hào),圖5中的時(shí)序圖也可以;帔應(yīng)用于在傳感器16和18與自 行車計(jì)算機(jī)14間的有線通信。傳送線(a)顯示了速度輸入或檢測(cè)信號(hào),其中每當(dāng)輻條40a的被感 測(cè)元件20 (比如第一部分)經(jīng)過(guò)懸掛前叉32的感測(cè)元件16a (比如第二 部分),就產(chǎn)生脈沖信號(hào)。在時(shí)序圖中,脈沖信號(hào)產(chǎn)生于時(shí)間T1、 T2、 T3和T4。換言之,脈沖信號(hào)之間的時(shí)間代表車輪旋轉(zhuǎn)周期。元件18a和 22以同樣的方式相配合工作,以感測(cè)曲柄的旋轉(zhuǎn)周期。傳送線(b)顯示了來(lái)自發(fā)射器/接收器16c的輸出信號(hào),其中速度傳 感器16的發(fā)射器/接收器16c周期性地以指定時(shí)間間隔發(fā)送車輪旋轉(zhuǎn)周期 至自行車計(jì)算機(jī)14,該車輪旋轉(zhuǎn)周期由中央處理單元16b計(jì)算得到。換期性計(jì)算J輪;走口轉(zhuǎn)周期,然后速度傳感i 16 ^發(fā)射器/接收器16c把計(jì)i 得到的車輪旋轉(zhuǎn)周期傳送至自行車計(jì)算機(jī)14。類似地,頻率傳感器18的 發(fā)射器/接收器18c周期性地以指定時(shí)間間隔發(fā)送曲柄旋轉(zhuǎn)周期至自行車 計(jì)算機(jī)14,該曲柄旋轉(zhuǎn)周期由中央處理單元18b計(jì)算得到。傳送線(c)顯示了在正常不間斷通信過(guò)程中,自行車計(jì)算機(jī)14的 雙向無(wú)線通信裝置66接收來(lái)自發(fā)射器/接收器16c的輸出信號(hào)。當(dāng)自行車 計(jì)算機(jī)14接收來(lái)自速度傳感器16的發(fā)射器/接收器16c的輸出信號(hào)時(shí),自 行車計(jì)算機(jī)14的微型計(jì)算機(jī)64 (比如CPU)周期性計(jì)算并以指定時(shí)間間 隔發(fā)送車輪旋轉(zhuǎn)周期至自行車計(jì)算機(jī)14,該車輪旋轉(zhuǎn)周期由中央處理單 元16b計(jì)算得到。換言之,速度傳感器16的中央處理單元16b,周期性地 計(jì)算并可選地顯示自行車速度、行進(jìn)時(shí)間、行進(jìn)距離、平均速度和相類 似的基于由速度傳感器16的中央處理單元16b計(jì)算的車輪旋轉(zhuǎn)周期的參 數(shù)。類似地,自行車計(jì)算機(jī)14的雙向無(wú)線通信裝置66接收頻率傳感器18 的發(fā)射器/接收器18c的輸出信號(hào),周期性計(jì)算并可選地顯示頻率、平均轉(zhuǎn)周期的參i:。、 土 :、 、 "、傳送線(d)示出了一個(gè)例子,其中在自行車計(jì)算機(jī)14的雙向無(wú)線 通信裝置66和發(fā)射器/接收器16之間,在時(shí)間T3和T4時(shí)間間隔中,發(fā)生 了通信中斷。在常規(guī)使用間歇通信的行進(jìn)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中,行進(jìn)數(shù)據(jù)不 能被自行車計(jì)算機(jī)的接收器實(shí)時(shí)檢測(cè)到。因此,如果發(fā)生通信中斷,行 進(jìn)數(shù)據(jù)的累積誤差就會(huì)提高。但是,在自行車控制系統(tǒng)12中,提供了行
進(jìn)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),其中即使發(fā)生通信中斷,也會(huì)避免出現(xiàn)累計(jì)誤差。特 別地,速度傳感器16測(cè)量狀態(tài)信息,比如車輪旋轉(zhuǎn)周期和車輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 然后,速度傳感器把狀態(tài)信息以指定的時(shí)間間隔(傳送間隔定時(shí))傳送至自行車計(jì)算機(jī)14。利用這種方法,間歇通信或傳送的時(shí)間間隔可以設(shè) 定為固定值。自行車計(jì)算機(jī)14僅僅向傳感器16傳送回確認(rèn)信號(hào)。該確認(rèn) 信號(hào)可以被傳感器16使用,以決定是否重新傳送前一個(gè)信號(hào),或把缺失 信號(hào)的前一個(gè)數(shù)據(jù)合并到下一個(gè)預(yù)定傳送中??蛇x地,如果前一個(gè)缺失 數(shù)據(jù)沒(méi)有重新傳送,則自行車計(jì)算機(jī)14僅僅在通信中斷期間做記錄重新 計(jì)算。當(dāng)然,自行車計(jì)算機(jī)14可繼續(xù)顯示在通信中斷前收到的數(shù)據(jù),或 顯示存在通信中斷(例如顯示"err")。自行車計(jì)算機(jī)14測(cè)定行進(jìn)時(shí)間。 因此自行車計(jì)算機(jī)利用預(yù)存的車輪周長(zhǎng)和行進(jìn)時(shí)間來(lái)計(jì)算速度、行進(jìn)距 離和平均速度。速度基本上是通過(guò)以車輪旋轉(zhuǎn)周期除車輪周長(zhǎng)計(jì)算得 到。行進(jìn)距離基本上是通過(guò)車輪轉(zhuǎn)數(shù)乘以車輪周長(zhǎng)計(jì)算得到,車輪轉(zhuǎn)數(shù) 可由車輪旋轉(zhuǎn)周期數(shù)據(jù)和脈沖信號(hào)時(shí)間間隔獲得??蛇x地,速度傳感器 16上的中央處理單元16b可計(jì)算車輪轉(zhuǎn)數(shù),因此,車輪旋轉(zhuǎn)周期和車輪 轉(zhuǎn)數(shù)由速度傳感器傳送到自行車計(jì)算機(jī)14。平均速度基本由行進(jìn)時(shí)間除 行進(jìn)距離計(jì)算得到。通用術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)介在理解本發(fā)明的范圍時(shí),術(shù)語(yǔ)"配置"此處用來(lái)描述裝置的組件、 部分或部分,該裝置包含硬件和/或軟件,構(gòu)建和/或編程以可執(zhí)行期望 的功能。在理解本發(fā)明的范圍時(shí),此處使用術(shù)語(yǔ)"包括"及其派生詞,目 的是指開放式術(shù)語(yǔ),特指聲明的特征、元件、組件、組合、整體和/或步 驟的存在,但不排除其它未聲明特征、元件、組件、組合、整體和/或步 驟的出現(xiàn)。前述內(nèi)容也適用于具有同樣意義的詞,如"包括"、"具有"和 它們的派生詞。同樣,當(dāng)以單數(shù)形式使用術(shù)語(yǔ)"零件"、"部分"、"部分"、 "構(gòu)件"或"元件"時(shí),其具有單個(gè)件或多個(gè)件的雙重含義。為描述本發(fā)明, 此處所用的下述方向術(shù)語(yǔ)"向前、向后、上方、向下、垂直、水平、下 方和橫向,,,與其它相似的方向術(shù)語(yǔ)一樣,是指參考本發(fā)明所裝配的自 行車的那些方向。因此,這些術(shù)語(yǔ),在用來(lái)描述本發(fā)明時(shí),應(yīng)該理解為 相對(duì)于本發(fā)明所裝配自行車正常騎行的狀態(tài)。最后,此處所用的程度術(shù) 語(yǔ)例如"充分地"、"大約,,和"近似地"意謂著與改良條件之間存在合理偏
離量,使得最終效果沒(méi)有顯著改變。盡管僅僅用挑選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了闡述,但熟悉本領(lǐng)域的人 員從本發(fā)明公開內(nèi)容可清楚知曉,在不違背本發(fā)明附加的權(quán)利要求所定 義的范圍內(nèi)可作各種改變和修改。而且,前述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的描述 僅僅是為了進(jìn)行解釋,而不是為了限制附加權(quán)利要求及其等同變換。
權(quán)利要求
1、一種自行車控制系統(tǒng),包括被感測(cè)元件,被配置用于被安裝到自行車的第一部分上;傳感器,被配置用于被安裝到所述自行車的第二部分的某一部位,以選擇性地檢測(cè)所述被感測(cè)元件,并在傳感器檢測(cè)到所述被感測(cè)元件時(shí)發(fā)送輸出信號(hào);以及自行車計(jì)算機(jī),被配置用于被安裝到所述自行車的一部分上,該自行車計(jì)算機(jī)包括接收器,該接收器被設(shè)置用于接收來(lái)自所述傳感器的輸出信號(hào);所述傳感器包括傳感元件,該傳感元件在檢測(cè)到被感測(cè)元件時(shí)輸出檢測(cè)信號(hào);處理單元,該處理單元基于來(lái)自所述傳感元件的檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間間隔,計(jì)算第一和第二部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng);以及發(fā)射器,該發(fā)射器基于所述處理單元的計(jì)算結(jié)果向自行車計(jì)算機(jī)發(fā)射輸出信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車控制系統(tǒng),其特征在于 所述傳感器的發(fā)射器被配置用于無(wú)線地發(fā)射輸出信號(hào),以及所述自行車計(jì)算機(jī)被配置用于無(wú)線地接收來(lái)自所述傳感器的所述 發(fā)射器的輸出信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車控制系統(tǒng),其特征在于所述被 感測(cè)元件為石茲體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自行車控制系統(tǒng),其特征在于 當(dāng)所述第一和第二部分之一為車輪的一部分且所述第一和第二部分中的另一個(gè)為車架構(gòu)件時(shí),所述傳感器的處理單元響應(yīng)于來(lái)自所述傳 感器的傳感元件的檢測(cè)信號(hào)而計(jì)算車輪旋轉(zhuǎn)周期;以及所述傳感器的發(fā)射器響應(yīng)于接收到來(lái)自所述處理單元的車輪旋轉(zhuǎn) 周期而發(fā)射所述車輪旋轉(zhuǎn)周期。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自行車控制系統(tǒng),其特征在于 所述自行車計(jì)算機(jī)包括處理單元,該處理單元響應(yīng)于接收到車輪旋轉(zhuǎn)周期而至少對(duì)自行車速度、行進(jìn)距離和平均速度之一進(jìn)行計(jì)算。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車控制系統(tǒng),其特征在于 當(dāng)所述第一和第二部分之一為自行車曲柄以及所述第一和第二部分中的另一個(gè)為車架構(gòu)件時(shí),所述傳感器的處理單元響應(yīng)于來(lái)自所述傳 感器的傳感元件的檢測(cè)信號(hào)而計(jì)算曲柄旋轉(zhuǎn)周期;以及所述傳感器的發(fā)射器響應(yīng)于接收到來(lái)自所述處理單元的曲柄旋轉(zhuǎn) 周期而發(fā)射所述曲柄旋轉(zhuǎn)周期。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自行車控制系統(tǒng),其特征在于 所述自行車計(jì)算機(jī)包括處理單元,該處理單元響應(yīng)于接收到曲柄旋轉(zhuǎn)周期而至少對(duì)頻率和平均頻率之一進(jìn)行計(jì)算。
8、 一種包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車控制系統(tǒng)的自行車,其 特征在于所述自行車的第一部分為車輪;以及所述自行車的第二部分至少為前叉和鏈條支撐之一 。
9、 一種包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車控制系統(tǒng)的自行車,其 特征在于所述自行車的第一部分為曲柄;以及所述自行車的第二部分至少為座管、下管和鏈條支撐中的一個(gè)。
全文摘要
自行車控制系統(tǒng),具有被感測(cè)元件、傳感器和自行車計(jì)算機(jī)。上述被感測(cè)元件配置安裝于自行車的第一部分。上述傳感器配置安裝于自行車的第二部分的某一部位,以可選擇地檢測(cè)上述被感測(cè)元件,并在傳感器檢測(cè)到上述被感測(cè)元件時(shí),發(fā)送輸出信號(hào)。自行車計(jì)算機(jī)配置安裝于自行車的部分,自行車計(jì)算機(jī)包括接收器,該接收器設(shè)置用于接收上述傳感器的輸出信號(hào)。上述傳感器包括傳感元件,其在檢測(cè)到被感測(cè)元件時(shí),輸出檢測(cè)信號(hào);處理單元,該處理單元基于來(lái)自于上述傳感元件的檢測(cè)信號(hào)的間隔時(shí)間,計(jì)算第一和第二部分間的相對(duì)運(yùn)動(dòng);以及一發(fā)射器,該發(fā)射器基于上述處理單元的計(jì)算結(jié)果,把輸出信號(hào)傳送到自行車計(jì)算機(jī)。
文檔編號(hào)B62J99/00GK101397042SQ200810095919
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者武林晴行 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野
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