台湾专利TW201317159A 電子控制裝置

专利PDF首页>>台湾专利

专利附录

专利说明

权利要求

类似技术

同族专利

引用文献

法律状态

优先权

专利摘要:
本發明揭示一種電子控制裝置，其具有一固定構件、一使用者操作構件及一位置感測單元。該固定構件具有一自行車安裝部件。該使用者操作構件係可移動地安裝至該固定構件。該使用者操作構件包含一第一磁性元件。該位置感測單元具有一旋轉構件及一位置感測器。該位置感測器感測該旋轉構件之一位置。該旋轉構件包含在移動該使用者操作構件時使該旋轉構件旋轉之一第二磁性元件。該等第一及第二磁性元件之至少一者係經組態以產生一磁場。
公开号:TW201317159A
申请号:TW101114432
申请日:2012-04-23
公开日:2013-05-01
发明作者:Satoshi Kitamura；Shintaro Mori
申请人:Shimano Kk；
IPC主号:B62K23-00

专利说明:
電子控制裝置
本發明大體上係關於一種用於控制一自行車組件(諸如一變速裝置、一懸架、一座管等等)之電子控制裝置。更明確言之，本發明係關於一種電子控制裝置，其使用磁性元件來向一騎行者指示該控制裝置之一輸入操作。
扭轉握把控制裝置已與自行車一起使用以回應於相對於一手把軸同軸旋轉之一扭轉握把操作構件之旋轉而牽引及釋放變速控制元件。美國專利第7,757,581號中揭示此一扭轉握把控制裝置之一實例。該專利中所揭示之扭轉握把裝置包含圍繞一手把軸同軸旋轉之一扭轉握把操作構件及相對於該操作構件同軸旋轉以纏繞及解繞一變速控制纜索之一纜索捲筒。該操作構件自一中心位置沿順時針及逆時針方向旋轉以使該纜索捲筒旋轉。一固定機構使該纜索捲筒維持在選定位置中。
本揭示內容中所呈現之一態樣提供一種電子控制裝置，其使用磁性元件來向一騎行者指示該控制裝置之一輸入操作。
鑒於已知最先進技術，提供一種電子控制裝置，其基本上包括一固定構件、一使用者操作構件及一位置感測單元。該固定構件具有一自行車安裝部件。該使用者操作構件係可移動地安裝至該固定構件。該使用者操作構件包含一第一磁性元件。該位置感測單元具有一旋轉構件及一位置感測器。該位置感測器感測該旋轉構件之一位置。該旋轉構件包含在移動該使用者操作構件時使該旋轉構件旋轉之一第二磁性元件。該等第一及第二磁性元件之至少一者係經組態以產生一磁場。
熟習此項技術者將自結合附圖而揭示一較佳實施例之以下詳細描述明白電子控制裝置之此等及其他目的、特徵、態樣及優點。
現參考形成本揭示內容之一部分之附圖。
現將參考圖式而解釋選定實施例。熟習此項技術者將自本揭示內容明白：該等實施例之以下描述係僅供說明且非為了限制由隨附申請專利範圍及其等效物所界定之本發明。
首先參考圖1，圖中繪示具有根據一第一實施例之一對電子控制裝置12與14之一自行車手把10。在所繪示實施例中，電子控制裝置12及14係電子扭轉變速器，其等可操作地控制電子齒輪換檔裝置(圖中未展示)。該等齒輪換檔裝置係一習知自行車傳動系統之部件，其等係用以使一自行車鏈條變速以通過一相對習知方式改變傳動系之速度。因此，本文中將不再展示或描述該等齒輪換檔裝置。在所繪示實施例中，電子控制裝置12與14之操作本質上係相同的，只是其等係彼此之鏡像且其等可具有一不同數目之變速操作。換言之，電子控制裝置14實質上相同於電子控制裝置12，只是電子控制裝置14已被修改為一鏡像且減少可變速之齒輪數目。因此，本文中將僅論述及繪示電子控制裝置12。
因為電子控制裝置12為安裝至自行車手把10之一扭轉型變速器，所以電子控制裝置12包含安裝至自行車手把10之一握把單元18。然而，熟習此項技術者將自本揭示內容明白電子控制裝置12可安裝在其他位置使得握把單元18不被使用。此外，在所繪示實施例中，電子控制裝置12包含一使用者操作單元20及一位置感測單元22。電子控制裝置12進一步包含一電池單元24，其係電連接至位置感測單元22以將電力供應至位置感測單元22。位置感測單元22及電池單元24係經定尺寸以被接收在自行車手把10內。
如下所論述，基本上在使用者操作單元20與位置感測單元22之間產生一磁場。位置感測單元22使用所產生磁場來感測騎行者對使用者操作單元20之操作(即，所繪示實施例中之旋轉或扭轉)，且接著將指示使用者操作單元20之操作之資料傳輸至一自行車組件(諸如一變速系統或內部齒輪殼)。如下所解釋，在所繪示實施例中，位置感測單元22將指示使用者操作單元20之一當前位置之定位資料無線傳輸至一自行車組件。然而，熟習此項技術者將自本揭示內容明白位置感測單元22可經由一導線而電連接至一自行車組件(若需要及/或期望)。
首先轉至握把單元18，在所繪示實施例中，握把單元18包含一握把構件26、一端帽28、一對固定螺釘30(圖中僅展示一個)及一對凸耳32。握把構件26通常為一軟彈性管，其係安裝至手把10上使得騎行者可舒適地抓握手把10。端帽28係一硬塑膠或金屬構件。端帽28係藉由固定螺釘30而牢固至握把構件26之一外端，固定螺釘30擠壓握把構件26上之一C形夾緊構件33以將該握把構件26之外端及端帽28固定至手把10。凸耳32將握把構件26之一內端附接至使用者操作單元20使得握把構件26之該內端無法基於手把10而移動。
現將參考圖4至圖6而更詳細論述使用者操作單元20。使用者操作單元20基本上包含一固定構件34及一使用者操作構件36。固定構件34將使用者操作單元20固定地牢固至手把10上，而使用者操作構件36係可旋轉地安裝至固定構件34。使用者操作單元20具有與手把10之一中心縱向軸重合之一中心旋轉軸R。因此，使用者操作構件36係安裝至手把10上使得騎行者可基於手把10而旋轉使用者操作構件36。因為電子控制裝置12為安裝至自行車手把10之一扭轉型變速器，所以使用者操作單元20亦較佳具有一位置設定單元38以維持使用者操作構件36相對於手把10及固定構件34之一選定位置。以此方式，當騎行者基於手把10及固定構件34而旋轉或扭轉使用者操作構件36時，使用者操作構件36將在騎行者釋放使用者操作構件36之後停留在相對於手把10及固定構件34之該選定位置中。因此，使用者操作單元20構成一變速器且位置設定單元38構成該變速器之一分度裝置。
現將主要參考圖5及圖6而更詳細論述固定構件34。固定構件34基本上包含用於夾緊至手把10上之一自行車安裝部件42。自行車安裝部件42係一習知類型之管夾具，其包含一帶夾具42a及一夾緊螺栓42b。當夾緊螺栓42b係經旋轉以將夾具42a之自由端拉在一起時，帶夾具42a擠壓手把10。較佳地，固定構件34進一步包含一支撐構件44及一外套46。支撐構件44支撐手把10上之使用者操作構件36及位置設定單元38。外套46係藉由複數個緊固件48(例如螺釘)而固定地牢固至支撐構件44，而帶夾具42a係藉由一固定螺釘50而固定地牢固至支撐構件44。因此，支撐構件44與外套46兩者係藉由自行車安裝部件42而不可移動地固定至手把10。外套46疊加在自行車安裝部件42上以隱蔽帶夾具42a。較佳地，外套46具有複數個標記46a(即，記號)以指示使用者操作構件36相對於手把10及固定構件34之一選定位置。一開口46b係設置在外套46中以存取夾緊螺栓42b。
現將主要參考圖5及圖6而更詳細論述使用者操作構件36。如上所提及，使用者操作構件36係可移動地(即，所繪示實施例中之可旋轉地)安裝至固定構件34。使用者操作構件36圍繞圖4中所展示之旋轉軸R而基於手把10旋轉或扭轉。如圖4中最佳所見，使用者操作構件36基本上包含一握把外套52、一扭轉構件54及一第一磁性元件56。如下所論述，握把外套52、扭轉構件54及第一磁性元件56之全部基於固定構件34而整體一起移動(旋轉)。可期望在騎行者抓握使用者操作構件36時給騎行者之手提供一舒適感。因此，握把外套52較佳為由一適合彈性材料形成之一軟彈性構件。另一方面，扭轉構件54為由一適合材料(諸如一剛性硬塑膠材料)製成之一剛性構件。握把外套52係一錐形管狀構件，其具有形成於其內表面上之複數個凹部52a及其較大直徑端之一邊緣中之一切口52b。扭轉構件54為與握把外套52配合之一錐形管狀構件。較佳地，扭轉構件54具有形成於其外表面上之複數個外凸部54a及一凸起54b。外凸部54a與凹部52a配合且凸起54b與切口52b配合使得握把外套52與扭轉構件54無法相對於彼此旋轉。凸起54b亦充當與外套46上之標記46a之一者對準以指示選定變速位置之一指示器或指標。扭轉構件54具有形成於其內表面上之複數個內凸部54c，其等用於接合第一磁性元件56使得握把外套52、扭轉構件54及第一磁性元件56之全部基於固定構件34而整體一起移動(旋轉)。
在所繪示實施例中，第一磁性元件56包含一本體構件56a及複數個永久磁鐵56b。本體構件56a為由一硬剛性材料(諸如一硬剛性塑膠材料)形成之一管狀構件。永久磁鐵56b係佈置在形成於本體構件56a之一內圓柱表面中之凹部中。然而，熟習此項技術者將自本揭示內容明白第一磁性元件56可由唯一永久磁鐵形成或可由嵌入經模製以形成本體構件56a之一基體材料內之磁鐵顆粒形成。替代地，第一磁性元件56可包含一或多個電磁鐵。
另外，當位置感測單元22產生一磁場時(如下所論述)，第一磁性元件56無需為在一外施磁場不存在之情況下自身產生持久磁場之一磁鐵。相反，當位置感測單元22產生一磁場時，第一磁性元件56可由在一外施磁場不存在之情況下自身不產生持久磁場之一磁性材料或金屬(例如鐵)形成。在位置感測單元22產生一磁場之此一情況中，第一磁性元件56之本體構件56a可與一磁性金屬(例如鐵)形成一體或可具有取代永久磁鐵56b之附接至本體構件56a之一磁性材料之分離件。
在所繪示實施例中，第一磁性元件56具有形成於其內表面上以接合位置設定單元38之複數個凹部56c，如下所論述。第一磁性元件56亦具有複數個凹部56d，其等形成於其內表面上以接合扭轉構件54之內凸部54c使得握把外套52、扭轉構件54及第一磁性元件56之全部基於固定構件34而整體一起移動(旋轉)。
如圖4至圖6中所見，在所繪示實施例中，使用者操作構件36包含一定位元件58，其藉由凸耳32而耦合握把構件26之內端且使位置設定單元38及第一磁性元件56保持在支撐構件44之一管狀部分44a上。管狀部分44a構成一第一基部構件。使用者操作構件36係可旋轉地安裝在管狀部分44a上。定位元件58包含由一對螺釘58c連接之兩個C形夾緊元件58a及58b。定位元件58擠壓手把10使得定位元件58相對於手把10而保持固定。
現將主要參考圖4至圖6而更詳細論述位置設定單元38。位置設定單元38為給使用者操作構件36提供十一個不同位置之一分度機構。位置設定單元38基本上包含一第一接合部件60、一第二接合部件62及一偏壓構件64。位置設定單元38係徑向佈置在相對於使用者操作構件36之旋轉軸R之管狀部分44a與使用者操作構件36之間。第一接合部件60係可操作地耦合至使用者操作構件36之第一磁性元件56使得第一接合部件60與使用者操作構件36之第一磁性元件56一起旋轉。第二接合部件62係可操作地耦合至支撐構件44之管狀部分44a使得第二接合部件62無法圍繞旋轉軸R而基於管狀部分44a旋轉，但可基於管狀部分44a而軸向滑動。偏壓構件64將第一接合部件60與第二接合部件62偏壓在一起。
第一接合部件60及第二接合部件62各為由一硬剛性材料(諸如一硬剛性塑膠材料)形成之一環形構件。第一接合部件60具有複數個第一齒構件60a，而第二接合部件62具有複數個第二齒構件62a。在所繪示實施例中，偏壓構件64為軸向佈置在支撐構件44之一軸環部分44b與第二接合部件62之間之一波形彈簧。定位元件58使偏壓構件64保持處於支撐構件44之軸環部分44b與第二接合部件62之間之一預載狀況。以此方式，偏壓構件64將第一齒構件60a偏壓為與第二齒構件62a接合。然而，熟習此項技術者將自本揭示內容明白第一接合部件60及第二接合部件62之一者可具有僅一單齒輪構件(若需要及/或期望)。
第一接合部件60具有與第一磁性元件56之本體構件56a中之三個凹口56c接合之三個凸部60b。以此方式，當圍繞旋轉軸R而扭轉使用者操作構件36時，第一接合部件60與第一磁性元件56一起旋轉。另一方面，第二接合部件62係不可旋轉地安裝在支撐構件44上。特定言之，第二接合部件62具有與支撐構件44之管狀部分44a上之三個凸起44c接合之三個凹口或切口62b。以此方式，第二接合部件62可基於支撐構件44之管狀部分44a而軸向滑動，但無法基於支撐構件44之管狀部分44a而旋轉。
現將主要參考圖4及圖8至圖10而更詳細論述位置感測單元22。位置感測單元22基本上包含一旋轉構件70，其可旋轉地安裝在構成一第二基部構件之一管狀支撐件72內。使用者操作構件36係圍繞旋轉軸R而可旋轉地安裝在管狀支撐件72之相對位置。位置感測單元22進一步包含一第二磁性元件74及一位置感測器76。位置感測器76因由第一磁性元件56及第二磁性元件74之各者產生之磁場而感測旋轉構件70之一位置。特定言之，由第一磁性元件56及第二磁性元件74之各者產生之該等磁場係經配置使得當被移動之使用者操作構件36移動第一磁性元件56時第二磁性元件74導致旋轉構件70旋轉。
此處，第二磁性元件74係由複數個永久磁鐵74a形成。然而，熟習此項技術者將自本揭示內容明白第二磁性元件74可由僅一永久磁鐵形成或可由嵌入經模製以形成旋轉構件70之一主體部件70a之一基體材料內之磁鐵顆粒形成。替代地，第二磁性元件74可包含一或多個電磁鐵。
另外，當位置感測單元22產生一磁場時(如下所論述)，第二磁性元件74無需為在一外施磁場不存在之情況下自身產生持久磁場之一磁鐵。相反，當第一磁性元件56產生一磁場(例如，第一磁性元件56係由一或多個永久磁鐵或一或多個電磁鐵形成)時，第二磁性元件74可由在一外施磁場之不存在情況下自身不產生持久磁場之一磁性材料或金屬(例如鐵)形成。在第一磁性元件56產生一磁場之此一情況中，本體構件70a及第二磁性元件74可與磁性金屬(例如鐵)形成一體，或本體構件70a可具有取代永久磁鐵74a之附接至本體構件70a之磁性材料之分離件。
此處，在所繪示實施例中，由主體部件70a(其具有延伸穿過其之一軸78)及一對端部部件70b與70c(主體部件70a被夾在其等之間)形成旋轉構件70。永久磁鐵74a係佈置在形成於主體部件70a之一外表面中之凹部中。一螺帽79係螺合至軸78之一端部上使得主體部件70a及端部部件70b與70c被擠壓在螺帽79與軸78之一凸緣78a之間。以此方式，主體部件70a及端部部件70b與70c相對於軸78而整體旋轉。主體部件70a及端部部件70b與70c係各由一硬剛性材料(諸如一硬剛性塑膠材料)形成，而軸78較佳由一金屬材料製成。
位置感測器76係固定至軸78使得其等一起旋轉。例如，如圖所展示，位置感測器76具有一非圓形孔76a，其與軸78之一對應非圓形部分配合使得位置感測器76與軸78一起旋轉。位置感測器76具有一印刷電路板80及安裝在印刷電路板80之一側上之一旋轉編碼器82。如圖10中所圖解繪示，印刷電路板80之另一側具有五個弧形電接觸件C1、C2、C3、C4及C5且各者具有佈置在旋轉軸R上之一曲率中心。一固定圓盤或構件84具有不可旋轉地佈置在其上之一印刷電路板85。印刷電路板85包含五個電刷B1、B2、B3、B4及B5，其等以一可滑動方式接觸電接觸件C1、C2、C3、C4及C5(如圖10中所圖解繪示)使得電流可通過印刷電路板80與85之間且位置感測器76相對於印刷電路板85旋轉。電接觸件C4與電刷B4形成一電位計以指示旋轉構件70相對於第一基部構件72之一相對位置。因此，位置感測單元22之電接觸件C4與電刷B4構成根據使用者操作構件36相對於第一基部構件72之一操作位置而變動一輸出電壓之一部件。A/D轉換器86C包含經組態以根據輸出電壓V1至V11而分別選擇性輸出數位資料D1至D11之一電路。
如圖10中最佳所見，位置感測單元22進一步包含一控制單元86，其尤其包含一微電腦86A、一記憶體裝置86B、一A/D(類比轉數位)轉換器86C及一無線傳輸器86D。記憶體裝置86B、A/D(類比轉數位)轉換器86C及無線傳輸器86D係電連接至位置感測單元22之微電腦86A之電路。雖然在所繪示實施例中微電腦86A、記憶體裝置86B及A/D轉換器86C係位於與無線傳輸器86D相同之電路板上，但微電腦86A、記憶體裝置86B及A/D轉換器86C之一或多者可替代地安裝在印刷電路板80上。微電腦86A、記憶體裝置86B及A/D轉換器86C之至少兩者可由單晶片微電腦形成。
仍參考圖10，電刷B1係經由一導線而電耦合至一對電池90以接收具有一電壓Va之電力。電刷B1可滑動地接觸印刷電路板80之電接觸件C1以將具有電壓Va之電流傳送至位置感測器76。印刷電路板80之電接觸件C2、C3、C4及C5係與電刷B2、B3、B4及B5接觸以將電流傳送至控制單元86。來自電刷B2之電流具有用於將電力供應至控制單元86之一電壓Vb。來自電刷B3之電流具有將一感測器操作信號SEN-ON提供至控制單元86以指示騎行者已操作使用者操作構件36之一電壓。來自電刷B4之電流具有經變動以將一位置信號SW-POS提供至控制單元86之一電壓。電刷B5提供位置感測器76與控制單元86之間之一接地連接。
微電腦86A基本上偵測來自位置感測器76之輸出電壓V1至V11之對應者且將與所偵測輸出電壓對應之新位置儲存(記憶)在記憶體裝置86B中。控制單元86之A/D轉換器86C將所偵測輸出電壓轉換為數位資料D1至D11之對應者。無線傳輸器86D包含一天線86E。微電腦86A使用無線傳輸器86D以經由天線86E而傳輸數位資料D1至D11。
電池單元24包含一管狀電池外殼92、一附接構件94及一端帽96。電池單元24係經定尺寸以裝配在手把10內側。端帽96經由固定至端帽96之一內側表面之一接觸支撐構件96a而支撐電池90之一電接觸件98。如圖9中所見，端帽96係藉由一對螺釘96b而附接至電池單元24之管狀電池外殼92之一第一縱向端92a處。附接構件94係藉由一對螺釘102而附接至與電池單元24之第一縱向端92a相對之電池單元24之管狀電池外殼92之第二縱向端92b處。附接構件94亦支撐電池90之一電接觸件100。天線86E係位於電池單元24之第一縱向端92a處，而位置感測器76係位於電池單元24之第二縱向端92b處。因為端帽96係由一非金屬材料形成，所以來自天線86E之信號易於通過端帽96且不受任何干擾。
現轉至圖10至圖12，將論述電子控制裝置12之操作。圖10係一方塊圖，其圖解地繪示電子控制裝置12之位置感測器76、電池90及控制單元86之間之關係。圖11係一表格，其展示電子控制裝置12之變速檔位之各者之輸出電壓及數位資料。圖12係由電子控制裝置12之控制單元執行之控制程序之一流程圖。
電池90將具有適合電壓之電力基本上供應至位置感測器76與控制單元86兩者。在所繪示實施例中，電池90將具有電壓Va之電力供應至位置感測器76且通過位置感測器76而將具有電壓Vb之電力供應至控制單元86。亦在位置感測器76內使電池90之電壓變動至不同電壓值以藉由提供位置信號SW-POS(其使電壓根據使用者操作構件36之位置而變動)而指示使用者操作構件36之當前位置。
就電子控制裝置12而言，由位置設定單元38提供十一個檔位(例如變速位置)。使用者操作構件36及位置設定單元38係經組態使得第六位置係使用者操作構件36之一中心位置。使用者操作構件36被操作一指定操作量(例如15°)以改變於相鄰檔位之各者之間。位置感測器76回應於騎行者扭轉(旋轉)使用者操作構件36而將位置信號SW-POS輸出為檔位之各者之不同電壓V1至V11。由A/D轉換器86C將輸出電壓V1至V11轉換為數位資料D1至D11。數位資料D1至D11構成用於控制一自行車組件之一組件控制信號。
當圍繞旋轉軸R而沿任一旋轉方向扭轉(旋轉)使用者操作構件36時，第一磁性元件56旋轉使得永久磁鐵56b之磁場相對於第二磁性元件74而移動。因此，永久磁鐵56b之磁場干擾永久磁鐵74a之磁場，此接著導致旋轉構件70在手把10內旋轉。因為位置感測器76係固定至旋轉構件70之軸78，所以旋轉構件70之此旋轉導致位置感測器76被旋轉。位置感測器76之旋轉導致輸出電壓V1至V11之一者被發送至控制單元86以作為根據位置感測器76相對於第一基部構件72之相對位置之位置信號SW-POS。微電腦86A偵測來自位置感測器76之輸出電壓V1至V11(位置信號SW-POS)之對應者且將與所偵測輸出電壓對應之新位置儲存(記憶)在記憶體裝置86B中。控制單元86之A/D轉換器86C將所偵測輸出電壓轉換為數位資料D1至D11(組件控制信號)之對應者。微電腦86A使用A/D轉換器86C之輸出以偵測輸出電壓V1至V11。微電腦86A使用無線傳輸器86D以經由天線86E而將具有數位資料D1至D11之對應者之一數位信號傳輸至一自行車組件(例如所繪示實施例中之一後變速系統)。
如圖12中所見，一流程圖繪示由微電腦86A執行以執行一變速信號傳輸操作之基本演算法。在步驟S1中，在電子控制裝置12導通(例如藉由操作使用者操作構件36)之後啟動A/D轉換器86C。接著在步驟S2中，由微電腦86A偵測來自位置感測器76之輸出電壓。
接著，微電腦86A判定所偵測電壓是否已改變使得所偵測電壓超出與儲存在記憶體裝置86B中之所記憶位置對應之電壓範圍。若所偵測電壓超出與儲存在記憶體裝置86B中之所記憶位置對應之電壓範圍，則程序進行至步驟S4，其中一循環程序計數器被增加1(即，X←X+1)。另一方面，若所偵測電壓係在與儲存在記憶體裝置86B中之所記憶位置對應之電壓範圍內，則程序進行至以下論述之步驟S15。
在循環程序計數器已在步驟S4中被增加之後，程序進行至步驟S5以重設計時器。接著，程序進行至步驟S5，其中微電腦86A接著判定程序之循環計數是否等於兩個或兩個以上循環(即，X2)。若程序之循環計數尚未達到兩個或兩個以上循環，則程序進行至步驟S7，其中微電腦86A設定一第一循環之一第一指定偵測間隔以處理圖12中之流程圖之程序。例如，在A/D轉換器86C之每次啟動之間，該第一循環之該第一指定偵測間隔可為5毫秒。因此，為設定該第一循環，微電腦86A設定一偵測循環以偵測感測器或設定該偵測循環之等待時間。為節省電力，微電腦86A在微電腦86A偵測電壓時啟動A/D轉換器86C。以此方式，微電腦86A可快速偵測使用者操作構件36之一位置改變。程序自步驟S7進行返回至步驟S1。
在步驟S6中，若程序之循環數等於兩個或兩個以上循環，則程序進行至步驟S8，其中微電腦86A判定電壓範圍是否相同於相鄰偵測電壓。若電壓範圍不同於相鄰偵測電壓，則程序進行至步驟S9，其中循環程序計數器被設定為0(即，X←0)。另一方面，若電壓範圍相同於相鄰偵測電壓，則程序進行至以下論述之步驟S11。
程序自步驟S9進行至步驟S10，其中微電腦86A設定一第二循環之一第二指定偵測間隔以處理圖12中之流程圖之程序。例如，在A/D轉換器86C之每次啟動之間，該第二循環之該第二指定偵測間隔可為100毫秒(10赫茲)。以此方式，微電腦86A可保存電池90之電力。程序自步驟S10進行返回至步驟S1且以該第二指定偵測間隔操作。因此，為設定該第二循環，微電腦86A設定一偵測循環以偵測該感測器或設定該偵測循環之等待時間。
在步驟S11中，微電腦86A判定所偵測電壓是否已連續「Y」次，其中「Y」為大於等於3(例如5)之一值。若所偵測電壓尚未連續「Y」次，則程序進行至步驟S7，其中微電腦86A設定第一循環。另一方面，若所偵測電壓已連續「Y」次，則程序進行至步驟S12，其中微電腦86A將與所偵測電壓對應之新位置儲存(記憶)在記憶體裝置86B中。
接著，程序自步驟S12進行至步驟S13，其中無線傳輸器86D傳輸儲存在記憶體裝置86B中之一位置資料。程序自步驟S13進行至步驟S14，其中循環程序計數器被設定為0(即，X←0)。程序自步驟S14進行返回至步驟S1且繼續以第一指定偵測間隔操作。
返回參考步驟S3，若所偵測電壓係在與儲存在記憶體裝置86B中之所記憶位置對應之電壓範圍內，則程序進行至步驟S15，其中微電腦86A判定計時器是否在操作。若計時器未在操作，則程序進行至步驟S16，其中計時器被開啟。若計時器已被開啟，則跳過步驟S16且程序進行至步驟S17，其中微電腦86A判定一時間T(例如10分鐘)是否逝去。若時間T已逝去，則程序進行至步驟S18，其中微電腦86A設定一第三循環之一第三指定偵測間隔以處理圖12中之流程圖之程序。例如，在A/D轉換器86C之每次啟動之間，該第三循環之該第三指定偵測間隔可為1秒(1赫茲)。以此方式，微電腦86A可進入一睡眠模式以進一步保存電池90之電力。為節省電力，微電腦86A僅在微電腦86A偵測到一電壓改變時啟動A/D轉換器86C。程序自步驟S18進行返回至步驟S1且以該第三指定偵測間隔操作。因此，為設定該第三循環，微電腦86A設定一偵測循環以偵測感測器或設定該偵測循環之等待時間。為節省電力，微電腦86A在微電腦86A偵測電壓時啟動A/D轉換器86C。較佳地，控制單元86之無線傳輸器86D可為一無線傳輸器-接收器，其包含自一自行車組件或速度感測器接收一信號之一無線接收器電路。在此情況中，若控制單元86在預定時間內未自一自行車組件或一速度感測器接收一信號或未自一自行車組件或一速度感測器接收一週期信號，則控制單元86在此之後立即將偵測間隔設定為該第三指定偵測間隔。
在以上實施例中，位置感測器76與具有電刷B1、B2、B3、B4及B5之印刷電路板85形成包含一電位計以偵測使用者操作構件36之位置之一感測器單元，但該感測器單元可包含其他偵測配置或結構(例如具有一對磁性材料及一孔元件之一感測配置或一光學絕對編碼器)以偵測使用者操作構件36之位置。
在理解本發明之範圍時，術語「包括」及其衍生詞(如本文中所使用)意指開放式術語，其等指定存在所敘述之特徵、元件、組件、群組、整體及/或步驟且不排除存在其他未敘述之特徵、元件、組件、群組、整體及/或步驟。前述內容亦適用於具有類似含義之用詞，諸如術語「包含」、「具有」及其等之衍生詞。另外，以單數形式使用之術語「部件」、「區段」、「部分」、「構件」或「元件」可具有一單一部件或複數個部件之雙重含義。最後，如本文中所使用，程度術語(諸如「實質上」、「約」及「近似」)意謂經修改術語之一合理偏差量使得最終結果無明顯改變。
雖然已僅選擇選定實施例來繪示本發明，但熟習此項技術者將自本揭示內容明白可在不背離如隨附申請專利範圍中所界定之本發明之範圍之情況下於本文中作出各種改變及修改。例如，可根據需要及/或期望而改變各種組件之尺寸、形狀、位置或定向。圖中展示為彼此直接連接或接觸之組件可具有佈置在該等組件之間之中間結構。一個元件之功能可由兩個執行，且反之亦然。一實施例之結構及功能可用在另一實施例中。一特定實施例中未必同時呈現全部優點。與先前技術不同之每一特徵(單獨或與其他特徵組合)亦應被視為申請人之其他發明之一單獨描述，其包含由此(等)特徵體現之結構及/或功能概念。因此，根據本發明之該等實施例之先前描述係僅供說明且非為了限制如由隨附申請專利範圍及其等效物所界定之本發明。
10‧‧‧自行車手把
12‧‧‧電子控制裝置
14‧‧‧電子控制裝置
18‧‧‧握把單元
20‧‧‧使用者操作單元
22‧‧‧位置感測單元
24‧‧‧電池單元
26‧‧‧握把構件
28‧‧‧端帽
30‧‧‧固定螺釘
32‧‧‧凸耳
33‧‧‧C形夾緊構件
34‧‧‧固定構件
36‧‧‧使用者操作構件
38‧‧‧位置設定單元
42‧‧‧自行車安裝部件
42a‧‧‧帶夾具
42b‧‧‧夾緊螺栓
44‧‧‧支撐構件
44a‧‧‧管狀部分
44b‧‧‧軸環部分
44c‧‧‧凸起
46‧‧‧外套
46a‧‧‧標記
46b‧‧‧開口
48‧‧‧緊固件
50‧‧‧固定螺釘
52‧‧‧握把外套
52a‧‧‧凹部
52b‧‧‧切口
54‧‧‧扭轉構件
54a‧‧‧外凸部
54b‧‧‧凸起
56‧‧‧第一磁性元件
56a‧‧‧本體構件
56b‧‧‧永久磁鐵
56c‧‧‧凹部/凹口
56d‧‧‧凹部
58‧‧‧定位元件
58a‧‧‧C形夾緊元件
58b‧‧‧C形夾緊元件
58c‧‧‧螺釘
60‧‧‧第一接合部件
60a‧‧‧第一齒構件
60b‧‧‧凸部
62‧‧‧第二接合部件
62a‧‧‧第二齒構件
62b‧‧‧凹口/切口
64‧‧‧偏壓構件
70‧‧‧旋轉構件
70a‧‧‧主體部件
70b‧‧‧端部部件
70c‧‧‧端部部件
72‧‧‧管狀支撐件/第一基部構件
74‧‧‧第二磁性元件
74a‧‧‧永久磁鐵
76‧‧‧位置感測器
76a‧‧‧非圓形孔
78‧‧‧軸
78a‧‧‧凸緣
79‧‧‧螺帽
80‧‧‧印刷電路板
82‧‧‧旋轉編碼器
84‧‧‧固定圓盤/固定構件
85‧‧‧印刷電路板
86‧‧‧控制單元
86A‧‧‧微電腦
86B‧‧‧記憶體裝置
86C‧‧‧A/D(類比轉數位)轉換器
86D‧‧‧無線傳輸器
86E‧‧‧天線
90‧‧‧電池
92‧‧‧管狀電池外殼
92a‧‧‧第一縱向端
92b‧‧‧第二縱向端
94‧‧‧附接構件
96‧‧‧端帽
96a‧‧‧接觸支撐構件
96b‧‧‧螺釘
98‧‧‧電接觸件
100‧‧‧電接觸件
102‧‧‧螺釘
B1‧‧‧電刷
B2‧‧‧電刷
B3‧‧‧電刷
B4‧‧‧電刷
B5‧‧‧電刷
C1‧‧‧電接觸件
C2‧‧‧電接觸件
C3‧‧‧電接觸件
C4‧‧‧電接觸件
C5‧‧‧電接觸件
R‧‧‧旋轉軸
圖1係根據一實施例之具有呈自行車扭轉變速器形式之兩個自行車電子控制裝置之一自行車手把之一俯視平面圖；圖2係圖1中所繪示之右電子控制裝置之一俯視透視圖；圖3係圖1及圖2中所繪示之右電子控制裝置之一分解俯視透視圖；圖4係圖1及圖2中所繪示之右電子控制裝置之一縱向橫截面圖，如沿圖2之截面線4-4所見；圖5係圖1至圖4中所繪示之右電子控制裝置之變速單元之一分解俯視透視圖；圖6係圖1至圖4中所繪示之右電子控制裝置之變速單元之選定部分之另一分解俯視透視圖；圖7係圖1至圖4中所繪示之右電子控制裝置之控制單元及電池單元之一部分分解俯視透視圖；圖8係圖1至圖4中所繪示之右電子控制裝置之控制單元之一分解俯視透視圖；圖9係圖1至圖4中所繪示之右電子控制裝置之電池單元之一分解俯視透視圖；圖10係一方塊圖，其圖解地繪示圖1至圖4中所繪示之右電子控制裝置之位置感測器、電池及控制器；圖11係一表格，其展示圖1至圖4中所繪示之右電子控制裝置之變速檔位之各者之輸出電壓及數位資料；及圖12係由圖1至圖4中所繪示之右電子控制裝置之控制單元執行之控制程序之一流程圖。
10‧‧‧自行車手把
18‧‧‧握把單元
22‧‧‧位置感測單元
24‧‧‧電池單元
26‧‧‧握把構件
28‧‧‧端帽
32‧‧‧凸耳
33‧‧‧C形夾緊構件
36‧‧‧使用者操作構件
38‧‧‧位置設定單元
42‧‧‧自行車安裝部件
44‧‧‧支撐構件
46‧‧‧外套
52‧‧‧握把外套
54‧‧‧扭轉構件
56‧‧‧第一磁性元件
56a‧‧‧本體構件
56b‧‧‧永久磁鐵
58‧‧‧定位元件
58a‧‧‧C形夾緊元件
58b‧‧‧C形夾緊元件
58c‧‧‧螺釘
60‧‧‧第一接合部件
62‧‧‧第二接合部件
64‧‧‧偏壓構件
70‧‧‧旋轉構件
70b‧‧‧端部部件
70c‧‧‧端部部件
72‧‧‧管狀支撐件/第一基部構件
74‧‧‧第二磁性元件
74a‧‧‧永久磁鐵
76‧‧‧位置感測器
79‧‧‧螺帽
80‧‧‧印刷電路板
82‧‧‧旋轉編碼器
84‧‧‧固定圓盤/固定構件
85‧‧‧印刷電路板
86‧‧‧控制單元
86A‧‧‧微電腦
86D‧‧‧無線傳輸器
86E‧‧‧天線
90‧‧‧電池
92‧‧‧管狀電池外殼
92a‧‧‧第一縱向端
92b‧‧‧第二縱向端
96‧‧‧端帽
96a‧‧‧接觸支撐構件
98‧‧‧電接觸件
100‧‧‧電接觸件
R‧‧‧旋轉軸

权利要求:
Claims (16)
[1] 一種電子控制裝置，其包括：一固定構件，其具有一自行車安裝部件；一使用者操作構件，其可移動地安裝至該固定構件，該使用者操作構件包含一第一磁性元件；及一位置感測單元，其具有一旋轉構件及感測該旋轉構件之一位置之一位置感測器，該旋轉構件包含在移動該使用者操作構件時使該旋轉構件旋轉之一第二磁性元件，該等第一及第二磁性元件之至少一者係經組態以產生一磁場。
[2] 如請求項1之電子控制裝置，其中該第一磁性元件包含至少一永久磁鐵。
[3] 如請求項1之電子控制裝置，其中該第二磁性元件包含至少一永久磁鐵。
[4] 如請求項1之電子控制裝置，其中該固定構件進一步包含一第一基部構件，及相對於一第二基部構件而可旋轉地安裝該旋轉構件。
[5] 如請求項4之電子控制裝置，其中相對於該第一基部構件而可旋轉地安裝該使用者操作構件。
[6] 如請求項5之電子控制裝置，其進一步包括：一位置設定單元，其可操作地耦合於該第一基部構件與該使用者操作構件之間使得該位置設定單元使該使用者操作構件選擇性維持在相對於該第二基部構件之複數個操作位置之一者中。
[7] 如請求項6之電子控制裝置，其中該位置設定單元係徑向佈置在相對於該使用者操作構件之一旋轉軸之該第一基部構件與該使用者操作構件之間。
[8] 如請求項6之電子控制裝置，其中該位置設定單元包含：一第一接合部件，其具有耦合至該第一基部構件及該使用者操作構件之一者之至少一第一齒構件；一第二接合部件，其具有耦合至該第一基部構件及該使用者操作構件之另一者之複數個第二齒構件；及一偏壓構件，其將該第一齒構件偏壓為與該等第二齒構件接合。
[9] 如請求項1之電子控制裝置，其中該位置感測單元進一步包含根據該使用者操作構件相對於該第一基部構件之一操作位置而變動一輸出電壓之一部件。
[10] 如請求項9之電子控制裝置，其中該位置感測單元之電路係經進一步組態以根據該輸出電壓而輸出數位資料。
[11] 如請求項9之電子控制裝置，其中該位置感測單元進一步包含電連接至該位置感測單元之電路之一無線傳輸器。
[12] 如請求項9之電子控制裝置，其進一步包括：一電池單元，其電連接至該位置感測單元。
[13] 如請求項12之電子控制裝置，其中該電池單元及該位置感測單元係經定尺寸以被接收在一自行車手把內。
[14] 如請求項13之電子控制裝置，其中該無線傳輸器包含位於在該電池單元之一第一縱向端處之一天線，且該位置感測器係位於與該電池單元之該第一縱向端相對之該電池單元之一第二縱向端處。
[15] 如請求項14之電子控制裝置，其中該電池單元包含一管狀電池外殼及經由該電池單元之該第一縱向端而附接至該管狀電池外殼之一非金屬端帽。
[16] 如請求項15之電子控制裝置，其中該第二基部構件係經由該電池單元之該第二縱向端而固定至該管狀電池外殼。

类似技术:

公开号 | 公开日 | 专利标题

TWI496713B|2015-08-21|電子控制裝置

JP5237421B2|2013-07-17|自転車用制御装置

US5016871A|1991-05-21|Exercise machine resistance controller

TWI572515B|2017-03-01|自行車操作裝置

TWI247711B|2006-01-21|Electric bicycle derailleur

JP4122012B2|2008-07-23|自転車用電気シフト制御装置

US9593764B2|2017-03-14|Bicycle component operating apparatus

JP3697326B2|2005-09-21|自転車変速装置用制御装置

DK2676111T3|2016-05-02|A DEVICE, PROCEDURE AND SYSTEM FOR ADD ON DETERMINATION OF A LOAD SENSOR FOR THE EXERCISE ON A TRAINING EQUIPMENT

US8958962B2|2015-02-17|Electric shift operating device

US9517376B2|2016-12-13|Portable and attachable bicycle trainer

TWI537170B|2016-06-11|自行車操作裝置

TWI570017B|2017-02-11|自行車操作裝置

US20120312618A1|2012-12-13|Motorized driving device

US4799668A|1989-01-24|Bicycle mounted exercising device

CN110605938A|2019-12-24|自行车传动系统

JP5464725B1|2014-04-09|運動補助具

TWI592195B|2017-07-21|Easy to dismantle the bicycle resistance training device

KR101149896B1|2012-06-11|에르고미터 측정장치

CN211918914U|2020-11-13|转把机构及电动车

CN102167120B|2012-11-28|一种车用转把结构

TW202142438A|2021-11-16|人力驅動車輛之操作裝置

JP4028465B2|2007-12-26|運動器具

JP3135969U|2007-10-04|ノルディックウォーキング用ストック

TWI505852B|2015-11-01|Flywheel magnetron

同族专利:

公开号 | 公开日

US8402664B1|2013-03-26|

TWI496713B|2015-08-21|

EP2586693B1|2014-06-18|

CN103085936A|2013-05-08|

EP2586693A1|2013-05-01|

CN103085936B|2015-07-08|

引用文献:

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

TWI709505B|2015-09-22|2020-11-11|德商矢倫德國股份有限公司|用於無線驅動自行車之至少一組件的驅動裝置|US4616504A|1983-05-03|1986-10-14|Duncan Electronics|Throttle position sensor|

JPS6281004U|1985-11-08|1987-05-23|||

US5083108A|1991-02-19|1992-01-21|Guest John R|Warning device for a bicycle|

JP3321045B2|1996-12-20|2002-09-03|株式会社シマノ|自転車の電気的操作装置|

AU2088799A|1997-12-16|1999-07-05|Richard F. Kral|Rail welding apparatus incorporating rail restraining device, weld containment device and weld delivery unit|

US6012353A|1998-02-13|2000-01-11|Shimano, Inc.|Gear position sensing unit|

US6100615A|1998-05-11|2000-08-08|Birkestrand; Orville J.|Modular motorized electric wheel hub assembly for bicycles and the like|

US6296072B1|1999-01-20|2001-10-02|Opti-Bike Llc|Electric bicycle and methods|

US6276230B1|1999-05-11|2001-08-21|Cts Corporation|Handle bar throttle controller|

DE10025883A1|2000-05-25|2001-11-29|Sram De Gmbh|Integrierter Drehgriffschalter|

US6590763B2|2001-02-13|2003-07-08|Shimano Inc.|Weatherproof switch assembly|

FR2821668B1|2001-03-02|2003-05-02|Moving Magnet Tech|Capteur de position, notamment destine a la detection de la torsion d'une colonne de direction|

US6595894B2|2001-03-09|2003-07-22|Shimano Private Limited|Shift control device|

US6698307B2|2001-10-23|2004-03-02|Sram Corporation|Electronic shifter for a bicycle|

JP2003254115A|2002-02-26|2003-09-10|Yamaha Motor Co Ltd|スロットル開度センサ|

US7150205B2|2002-04-04|2006-12-19|Shimano, Inc.|Handgrip shifter for a bicycle|

JP2004256047A|2003-02-27|2004-09-16|Shimano Inc|自転車用距離表示システム及び距離表示装置|

US7350436B2|2004-03-29|2008-04-01|Shimano, Inc.|Electrical bicycle shift control device|

US7779724B2|2004-04-19|2010-08-24|Shimano Inc.|Electrical bicycle shift control device|

US20050275561A1|2004-05-25|2005-12-15|Kolda Clint D|Enclosed operating characteristic sensor for a bicycle component including an emitter for emitting an operating characteristic signal|

JP4911889B2|2004-10-14|2012-04-04|ヤマハ発動機株式会社|相対位置検出装置及び鞍乗り型車両|

JP2006244743A|2005-03-01|2006-09-14|Shimano Inc|自転車用配線接続構造|

EP1923683A4|2005-09-07|2013-10-16|Yamaha Motor Co Ltd|ROTATION DETECTOR AND TORQUE SENSOR|

JP4280764B2|2006-11-10|2009-06-17|株式会社シマノ|自転車用変速操作装置|

US7411366B2|2006-11-13|2008-08-12|Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.|Electric power-assist system for manually-operated vehicle|

JP4395504B2|2006-11-29|2010-01-13|株式会社シマノ|自転車用変速操作装置|

US20090013834A1|2007-07-09|2009-01-15|Richardson-Hynes Llc|Multiple-link tool assembly, tool extension, and method|

US7760078B2|2008-06-20|2010-07-20|Shimano Inc.|Wireless bicycle communication device|

EP2192037B1|2008-12-01|2012-08-08|Magneti Marelli S.p.A.|Throttle control integrating an angular position sensor|

US7900946B2|2009-03-31|2011-03-08|Shimano Inc.|Bicycle shifting control apparatus|

CN102630295B|2009-11-30|2015-02-18|日本精机株式会社|位置检测装置|

JP5358417B2|2009-12-08|2013-12-04|本田技研工業株式会社|アクセル操作装置|

US8584549B2|2010-06-15|2013-11-19|Cts Corporation|Throttle twist grip controller with ring potentiometer assembly|

TWM410879U|2011-02-21|2011-09-01|meng-hao Ji|Torque sensing apparatus disposed in exercise apparatus or two-wheel vehicle|FI20135421A|2013-04-24|2014-10-25|Tellabs Oy|Menetelmä sähkölaitteen ohjaamiseksi ja sähkölaite|

US9937977B2|2014-04-09|2018-04-10|Shimano Inc.|Bicycle operating system, take-up device, and bicycle operating apparatus|

DE112015001058A5|2014-04-21|2016-12-01|Stefan Koller|Schalter|

CN104015856A|2014-06-06|2014-09-03|太仓市悦博电动科技有限公司|变速电动车的换挡感应装置、控制装置、换挡方法及变速手柄|

EP3147194A1|2015-09-22|2017-03-29|SRAM Deutschland GmbH|Ansteuereinrichtung zum drahtlosen ansteuern wenigstens einer komponente eines fahrrads|

US10889346B2|2017-08-18|2021-01-12|Shimano Inc.|Electric twist-grip operating device|

US10689059B2|2018-04-11|2020-06-23|Sram, Llc|Control devices for operating bicycle components|

CN111746706A|2019-03-28|2020-10-09|台湾微转股份有限公司|电动自行车操作装置|

DE102020108820A1|2020-03-31|2021-09-30|Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft|Lenkereinrichtung für ein Neigefahrzeug und Neigefahrzeug mit einer derartigen Lenkereinrichtung|

法律状态:

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

US13/283,801|US8402664B1|2011-10-28|2011-10-28|Electric control device|

[返回顶部]