-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schalten einer Schaltsteuervorrichtung,
und insbesondere zum automatischen Schalten einer Mehrzahl von Gangstufen
eines Schaltmechanismus gemäß der abgetasteten
Geschwindigkeit eines Fahrrades.
-
Bekannte
Fahrräder
sind mit Schaltmechanismen ausgerüstet, die eine Mehrzahl von
Gangstufen aufweisen. Die Schaltmechanismen können externe Schaltmechanismen
oder interne Schaltmechanismen sein. Ein externer Schaltmechanismus weist
beispielsweise ein am Hinterrad montiertes Nabenritzel mit einer
Mehrzahl von Kettenrädern
und einen Umwerfer auf, um die Kette zwischen den Kettenrädern zu
bewegen. Ein interner Schaltmechanismus weist eine interne Schaltnabe
auf. Diese Schaltmechanismen sind mit Hilfe von Schaltkabeln mit Schalthebeln
verbunden, die an Lenkgriffen oder dergleichen befestigt sind. Bei
mit derartigen Schaltmechanismen versehenen Fahrrädern können die
für die
Fahrtzustände
geeigneten optimalen Gangstufen durch eine manuelle Bedienung der
Schalthebel gewählt
werden.
-
Schalthebel
sind jedoch häufig
in der Nähe der
Bremshebel an einem Lenker platziert. Während einer Verlangsamung müssen Bremshebel
und Schalthebel gleichzeitig bedient werden, wodurch ein Schalten
beeinträchtigt
wird. In Anbetracht dessen wurde eine Schaltsteuervorrichtung zum
automatischen Schalten von Gangstufen gemäß der Geschwindigkeit eines
Fahrrades vorgeschlagen (offengelegte japanische Patentanmeldung
8-113131). Bei dieser Schaltsteuervorrichtung wird der Schaltzeitpunkt
in Abhängigkeit
von der Größe der Geschwindigkeitserhöhung oder
-verminderung variiert. In diesem Fall besteht das Ziel darin, den
Schaltzeitpunkt während
einer schnellen Beschleunigung oder eines schnellen Abbremsens hochzusetzen,
wodurch eine Komforteinbuße
für den
Fahrer verringert wird.
-
Der
zuvor erwähnte
herkömmliche
Mechanismus ermöglicht,
dass der Schaltzeitpunkt nicht nur auf Basis der Geschwindigkeit,
sondern auch auf Basis der Beschleunigung gesteuert wird. Es besteht daher
ein Bedarf, Beschleunigungssensoren vorzusehen oder Routinen zur
Berechnung der Beschleunigung auf Basis der Geschwindigkeit einzurichten. Demzufolge
besteht die Möglichkeit,
dass damit eine komplizierte automatische Schaltsteuerung involviert ist
und dass ein Ansprechen der Steuerung langsamer ist. Außerdem ergibt
sich eine weitere Komplizierung der Steuerprozeduren, da die Gangstufen
auf Basis von komplexen zweidimensionalen Plänen bestimmt werden müssen, wenn
sowohl Geschwindigkeit als auch Beschleunigung benutzt werden.
-
Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, eine Fahrradschaltsteuervorrichtung
bereitzustellen, bei der es unwahrscheinlich ist, dass Unannehmlichkeiten
während
einer Schaltprozedur verursacht werden, die auf einer einfachen
Steuerroutine basiert.
-
Das
Verfahren einer bevorzugten Ausführungsform
gemäß den Merkmalen
von Anspruch 1 der Erfindung, bei dem es sich um ein Verfahren zum automatischen
Schalten einer Mehrzahl von Gangstufen in einem Schaltmechanismus
einer Fahrradschaltsteuervorrichtung gemäß der abgetasteten Geschwindigkeit
des Fahrrades handelt, beinhaltet eine Fahrradgeschwindigkeits-Eingabeeinrichtung
eine erste Hochschalteinrichtung, eine erste Herunterschalteinrichtung,
eine Hochschaltmodus-Festlegungseinrichtung, eine zweite Herunterschalteinrichtung,
eine Herunterschaltmodus-Festlegungseinrichtung und eine zweite
Hochschalteinrichtung. Die Fahrradgeschwindigkeits-Zufuhreinrichtung
ist eine Einrichtung zum Zuführen
der abgetasteten Fahrradgeschwindigkeit und die erste Hochschalteinrichtung ist
eine Einrichtung zum Schalten der Gangstufen von einer niedrigeren
Stufe auf eine höhere
Stufe, wenn sich das Fahrrad bei einer ersten Geschwindigkeit befindet.
Die erste Herunterschalteinrichtung ist eine Einrichtung zum Schalten
der Gangstufen von einer höheren
Stufe auf eine niedrigere Stufe, wenn sich das Fahrrad bei der zweiten
Geschwindigkeit befindet. Die Hochschaltmodus-Festlegungseinrichtung
ist eine Einrichtung zum Festlegen eines Hochschaltmodus, wenn die
erste Hochschalteinrichtung betätigt
wird und die Gangstufe von einer niedrigeren auf eine höhere Stufe
geschaltet wird. Die zweite Herunterschalteinrichtung ist eine Einrichtung
zum Schalten der Gangstufen von einer höheren Stufe auf eine niedrigere
Stufe, wenn der Hochschaltmodus festgelegt wurde und die Fahrradgeschwindigkeit
erreicht eine dritte Geschwindigkeit, welche niedriger ist als die
zweite Geschwindigkeit. Die Herunterschaltmodus-Festlegungseinrichtung
ist eine Einrichtung zum Festlegen eines Herunterschaltmodus, wenn
die erste Herunterschalteinrichtung betätigt wurde, und die Gangstufe
wird von einer höheren Stufe
auf eine niedrigere Stufe geschaltet. Die zweite Hochschalteinrichtung
ist eine Einrichtung zum Umschalten der Gangstufen von einer niedrigeren
Stufe auf eine höhere
Stufe, wenn der Herunterschaltmodus festgelegt wurde, und die Fahrradgeschwindigkeit
erreicht eine vierte Geschwindigkeit, die größer ist als die erste Geschwindigkeit.
-
Mit
diesem Verfahren einer Schaltsteuervorrichtung werden die Gangstufen
um eine Stufe höher geschaltet,
wenn das Fahrrad beginnt, sich in Bewegung zu setzen, beschleunigt
und eine erste Geschwindigkeit erreicht. Ein Hochschaltmodus wird eingerichtet.
Während
eines derartigen Hochschaltmodus werden die Gangstufen in diesem
Zustand gehalten, bis sie bei der dritten Geschwindigkeit sind (die
niedriger ist als die zweite Geschwindigkeit) und werden auf eine
niedrigere Stufe geschaltet, wenn die dritte Geschwindigkeit erreicht
ist. Unterdessen werden die Gangstufen auf eine niedrigere Stufe
geschaltet, wenn die Geschwindigkeit die zweite Stufe während eines
Abbremsens erreicht, falls kein Herunterschaltmodus eingerichtet
wurde. Auf diese Weise wird ein Herunterschaltmodus eingerichtet.
Während
eines derartigen Herunterschaltmodus werden die Gangstufen in diesem
Zustand gehalten, bis sie die vierte Geschwindigkeit erreichen (welche
höher ist
als die erste Geschwindigkeit) und werden auf eine höhere Stufe
geschaltet, wenn die vierte Geschwindigkeit eingelegt ist.
-
In
diesem Fall stellt ein einziger Schaltvorgang einen Hochschaltmodus
oder einen Herunterschaltmodus her, und ein Schalten wird bei einer
Geschwindigkeit (vierte oder dritte) durchgeführt, die sich von einer regulären Schaltgeschwindigkeit
(erste oder zweite) unterscheidet, und der Schaltzeitpunkt wird
verändert.
Insbesondere wird der Schaltzeitpunkt derart heruntergesetzt, dass
die Kette in einen langsame ren dritten Gang bewegt wird, wenn ein Herunterschalten
im Herunterschaltmodus durchgeführt
wird, und in einen höheren
vierten Gang, wenn im Herunterschaltmodus ein Hochschalten durchgeführt wird,
wobei ein Schalten bei höheren
Geschwindigkeiten während
des Hochschaltens und niedrigeren Geschwindigkeiten während des
Herunterschaltens durchgeführt
wird. Der gewöhnliche
Schaltzeitpunkt wird auf diese Weise höhergesetzt. Als Ergebnis kann
nutzloses Nachschalten verringert werden, und ein komfortables Schalten
kann gemäß einem schnellen
Schaltzeitpunkt durchgeführt
werden. Außerdem
kann ein komfortables Schalten mittels einer einfachen Steuerprozedur
bewerkstelligt werden, da der Schaltzeitpunkt ausschließlich auf
Basis der Geschwindigkeit eingerichtet ist.
-
Das
Verfahren einer zweiten Ausführungsform
zum automatischen Schalten einer Mehrzahl von Gangstufen eines Schaltmechanismus
gemäß der abgetasteten
Geschwindigkeit des Fahrrades weist weiter eine Hochschaltmodus-Freigabeeinrichtung
und eine Herunterschaltmodus-Freigabeeinrichtung auf. Die Hochschaltmodus-Freigabeeinrichtung ist
eine Einrichtung zum Freigeben des Hochschaltmodus. Die Herunterschaltmodus-Freigabeeinrichtung
ist eine Einrichtung zum Freigeben des Herunterschaltmodus.
-
Bei
dieser Anordnung ist eine Einrichtung zum Löschen eingerichteter Herunterschalt-
und Hochschalt-Modi vorgesehen, zusätzlich zur bevorzugten Ausführungsform.
Sogar wenn diese Modi eingerichtet wurden, werden sie gelöscht, sobald
vorgeschriebene Bedingungen erfüllt
sind, und der erste oder zweite Gang wird gemäß dem gewöhnlichen schnellen Zeitpunkt
gewählt.
-
Außerdem sorgt
die Fahrradschaltsteuervorrichtung, wie definiert, in Verbindung
mit der zweiten Ausführungsform
dafür,
das die Hochschaltmodus-Freigabeeinrichtung
den Hochschaltmodus bei einer fünften
Geschwindigkeit löscht,
die höher
ist als die erste Geschwindigkeit, und die Herunterschaltmodus-Freigabeeinrichtung
den Herunterschaltmodus bei einer sechsten Geschwindigkeit löscht, die niedriger
ist als die zweite Geschwindigkeit. In diesem Fall ist ein Auftreten
eines Prellens (Hin- und Herschaltens) in der Nähe der Schaltgeschwindig keit weniger
wahrscheinlich, da jeder Modus gelöscht wird, und zwar gemäß einem
Zeitpunkt, der langsamer ist als der gewöhnliche Schaltzeitpunkt.
-
Die
Fahrradschaltsteuervorrichtung sorgt weiter dafür, dass die Hochschaltmodus-Freigabeeinrichtung
und die Herunterschaltmodus-Freigabeeinrichtung eine fünfte Geschwindigkeitsgruppe
bzw. eine sechste Geschwindigkeitsgruppe aufweisen, die mit jeweiligen
Einstellungen für
die fünften
und sechsten Geschwindigkeiten einer jeden der Gangstufen versehen
sind. In diesem Fall kann jeder Modus durch eine einfache Steuerroutine
gelöscht
werden, bei der die aktuelle Fahrradgeschwindigkeit mit Geschwindigkeitsstufen
verglichen wird, die in Geschwindigkeitsgruppen gruppiert sind.
-
Die
Fahrradschaltsteuervorrichtung sorgt weiter dafür, dass die Herunterschaltmodus-Freigabeeinrichtung
den Herunterschaltmodus löscht, wenn
die Fahrradgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit erreicht, die mit
irgendeiner der sechsten Geschwindigkeiten übereinstimmt, die den Gangstufen der
sechsten Geschwindigkeitsgruppe entsprechen, oder wenn die erste
oder zweite Hochschalteinrichtung betätigt ist. In diesem Fall kann
der Herunterschaltmodus sicher gelöscht werden.
-
Die
Fahrradschaltsteuervorrichtung sorgt weiter dafür, dass die Hochschaltmodus-Freigabeeinrichtung
den Hochschaltmodus löscht,
wenn die Fahrradgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit erreicht, die
mit irgendeiner der fünften
Geschwindigkeiten übereinstimmt,
welche den Gangstufen der fünften
Geschwindigkeitsgruppe entsprechen, oder wenn die erste oder zweite
Herunterschalteinrichtung betätigt
wird. In diesem Fall kann der Hochschaltmodus sicher gelöscht werden.
-
Die
Fahrradschaltsteuervorrichtung sorgt weiter dafür, dass die ersten und zweiten
Hochschalteinrichtungen eine erste Geschwindigkeitsgruppe bzw. eine
vierte Geschwindigkeitsgruppe aufweisen, die mit jeweiligen Einstellungen
für die
ersten und vierten Geschwindigkeiten versehen sind, welche einem
Hochschalten bei jeder Gangstufe entsprechen. Und die ersten und
zweiten Herunterschalteinrichtungen weisen eine zweite Geschwindigkeitsgruppe bzw.
eine dritte Geschwindigkeits gruppe auf, die mit jeweiligen Einstellungen
für zweite
und dritte Geschwindigkeiten versehen sind, welche einer Herunterschaltgeschwindigkeit
bei jeder Gangstufe entsprechen. In diesem Fall kann ein Schalten
gemäß einer
einfachen Steuerroutine durchgeführt
werden, bei welcher die aktuelle Fahrradgeschwindigkeit mit Geschwindigkeiten
verglichen wird, die Gangstufen entsprechen, die in Geschwindigkeitsgruppen
gruppiert sind.
-
Das
Verfahren einer dritten Ausführungsform zum
automatischen Schalten einer Mehrzahl von Gangstufen eines Schaltmechanismus
gemäß der abgetasteten
Geschwindigkeit des Fahrrades weist eine Fahrradgeschwindigkeits-Zufuhreinrichtung, eine
Hochschalteinrichtung, eine erste Schaltaufrechterhaltungseinrichtung,
eine erste Herunterschalteinrichtung, eine zweite Schaltaufrechterhaltungseinrichtung
und eine zweite Herunterschalteinrichtung auf. Die Fahrradgeschwindigkeits-Zufuhreinrichtung
ist eine Einrichtung zum Zuführen
der abgetasteten Fahrradgeschwindigkeit. Die Hochschalteinrichtung
ist eine Einrichtung zum Hochschalten der Gangstufen, wenn die Fahrradgeschwindigkeit über die
Geschwindigkeit A ansteigt. Die erste Schaltaufrechterhaltungseinrichtung
ist eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der hochgeschalteten Gangstufen,
wenn die Fahrradgeschwindigkeit die Geschwindigkeit A überschritten
hat, jedoch immer noch unterhalb einer höheren Geschwindigkeit B ist. Die
erste Herunterschalteinrichtung ist eine Einrichtung zum Herunterschalten
der Gangstufen, die durch die erste Schaltaufrechterhaltungseinrichtung beibehalten
werden, wenn die Fahrradgeschwindigkeit auf die Geschwindigkeit
C abgefallen ist, die unterhalb der Geschwindigkeit A liegt. Die
zweite Schaltaufrechterhaltungseinrichtung ist eine Einrichtung
zum Aufrechterhalten der hochgeschalteten Gangstufen, wenn die Fahrradgeschwindigkeit
die Geschwindigkeit B überschritten
hat, aber immer noch unterhalb einer höheren Geschwindigkeit D liegt.
Die zweite Herunterschalteinrichtung ist eine Einrichtung zum Herunterschalten
der Gangstufen, die durch die zweite Schaltaufrechterhaltungseinrichtung
beibehalten werden, wenn die Fahrradgeschwindigkeit auf die Geschwindigkeit
E abgefallen ist, die unterhalb der Geschwindigkeit B liegt, jedoch höher als
die Geschwindigkeit A.
-
Die
Schaltsteuervorrichtung schaltet um eine einzige Stufe hoch, wenn
die Fahrradgeschwindigkeit über
die Geschwindigkeit A ansteigt. Die hochgeschaltete Gangstufe wird
beibehalten, während
die Fahrradgeschwindigkeit oberhalb der Geschwindigkeit A, jedoch
unterhalb der Geschwindigkeit B bleibt, und die Gangstufe wird ebenfalls
beibehalten, wenn die Fahrradgeschwindigkeit unterhalb der Geschwindigkeit
D bleibt. Die Vorrichtung wird um eine Stufe heruntergeschaltet,
wenn die Fahrradgeschwindigkeit auf Geschwindigkeit C fällt, während sie
unterhalb der Geschwindigkeit B verbleibt, und ein Herunterschalten
wird ebenfalls durchgeführt,
wenn die Fahrradgeschwindigkeit auf Geschwindigkeit E abfällt, nachdem
sie über
B angestiegen ist. In diesem Fall ist die Herunterschaltgeschwindigkeit
niedriger (und der Herunterschaltzeitpunkt ist langsamer) als eine
Geschwindigkeit oberhalb einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit
B, während
diese Geschwindigkeit mit einer einzigen Hochschaltaktion erzielt
wird. Als Ergebnis ist ein Auftreten eines durch Hochschalten bewirkten
Prellens (Hin- und Herschaltens) weniger wahrscheinlich, sogar wenn
ein derartiges Hochschalten durchgeführt wird.
-
Das
Verfahren einer vierten Ausführungsform
zum automatischen Schalten einer Mehrzahl von Gangstufen eines Schaltmechanismus
gemäß der abgetasteten
Geschwindigkeit des Fahrrades weist eine Fahrradgeschwindigkeits-Zufuhreinrichtung,
eine Herunterschalteinrichtung, eine erste Schaltaufrechterhaltungseinrichtung,
eine erste Hochschalteinrichtung, eine zweite Schaltaufrechterhaltungseinrichtung
und eine Hochschalteinrichtung. Die Fahrradgeschwindigkeits-Zufuhreinrichtung
ist eine Einrichtung zum Zuführen
der abgetasteten Fahrradgeschwindigkeit. Die Herunterschalteinrichtung
ist eine Einrichtung zum Herunterschalten der Gangstufen, wenn die
Fahrradgeschwindigkeit unter Geschwindigkeit A abgefallen ist. Die
erste Schaltaufrechterhaltungseinrichtung ist eine Einrichtung zum
Aufrechterhalten der heruntergeschalteten Gangstufen, wenn die Fahrradgeschwindigkeit
unter die Geschwindigkeit A abgefallen ist, jedoch immer noch oberhalb
einer niedrigeren Geschwindigkeit B ist. Die erste Hochschalteinrichtung
ist eine Einrichtung zum Hochschalten der Gangstufen, die durch die
erste Schaltaufrechterhaltungseinrichtung beibehalten werden, wenn
die Fahrradgeschwindigkeit auf Geschwindigkeit C angestiegen ist,
welche höher
ist als Geschwindigkeit A. Die zweite Schaltaufrechterhaltungseinrichtung
ist eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der hochgeschalteten Gangstufen, wenn
die Fahrradgeschwindigkeit unterhalb Geschwindigkeit B abgefallen
ist, jedoch immer noch oberhalb einer niedrigeren Geschwindigkeit
D ist. Die zweite Schalteinrichtung ist eine Einrichtung zum Hochschalten
der Gangstufen, die durch die zweite Schaltaufrechterhaltungseinrichtung
beibehalten wird, wenn die Fahrradgeschwindigkeit auf Geschwindigkeit
E angestiegen ist, welche höher
ist als Geschwindigkeit B, jedoch niedriger als Geschwindigkeit
A.
-
Die
Schaltsteuervorrichtung schaltet um eine einzige Stufe herunter,
wenn die Fahrradgeschwindigkeit unter die Geschwindigkeit A abfällt. Die
heruntergeschaltete Gangstufe wird beibehalten, während die
Fahrradgeschwindigkeit unterhalb Geschwindigkeit A, jedoch oberhalb
Geschwindigkeit B verbleibt, und die Gangstufe wird ebenfalls beibehalten,
während
die Fahrradgeschwindigkeit oberhalb Geschwindigkeit D verbleibt.
Die Vorrichtung wird um eine einzige Stufe hochgeschaltet, wenn
die Fahrradgeschwindigkeit auf Geschwindigkeit C ansteigt, jedoch
oberhalb Geschwindigkeit B verbleibt, und ein Hochschalten wird
ebenfalls durchgeführt,
wenn die Fahrradgeschwindigkeit auf Geschwindigkeit E ansteigt,
nachdem sie unter B abgefallen ist. In diesem Fall ist die Hochschaltgeschwindigkeit
höher (und
der Herunterschaltzeitpunkt "langsamer") als eine Geschwindigkeit
unterhalb einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit B, wobei diese
Geschwindigkeit mit einer einzigen Herunterschaltaktion erzielt
wird. Als Ergebnis ist das Auftreten eines durch Herunterschalten
bewirkten Prellens weniger wahrscheinlich, sogar wenn ein derartiges
Herunterschalten durchgeführt wird.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung lassen sich
aus dem anliegenden Zeichnungen entnehmen, welche bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung zeigen, und zwar sind im Einzelnen:
-
1 eine
Seitenansicht eines Fahrrades, bei dem eine Ausführungsform der Erfindung verwendet
wird;
-
2 eine
Schrägansicht
von dessen Lenkerabschnitt;
-
3 ein
Blockdiagramm der Struktur des Steuersystems;
-
4 ein
Diagramm, das Beispiele von Geschwindigkeitstabellen zeigt;
-
5 ein
Längsschnitt
einer Innenschaltnabe, die gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung gesteuert wird;
-
6 ein
Ablaufdiagramm der Hauptroutine der Schaltsteuerung;
-
7 ein
Ablaufdiagramm einer Routine des Drehwählers P;
-
8 ein
Ablaufdiagramm einer Passwortregistrierungsroutine;
-
9 ein
Ablaufdiagramm der automatischen Schaltroutine 1;
-
10 ein
Ablaufdiagramm der automatischen Schaltroutine 2; und
-
11 ein
Ablaufdiagramm der manuellen Schaltroutine.
-
In 1 ist
das Fahrrad, bei dem eine Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird, ein Freizeitfahrrad, das beinhaltet:
einen Rahmen 1 mit einer Rahmeneinheit 2 vom Doppelschleifentyp
und einer Vordergabel 3; ein Lenkerbauteil 4;
ein Antriebsbauteil 5, ein Vorderrad 6, ein Hinterrad 7,
das mit einer integralen Viergang-Schaltnabe versehen ist; vordere und
hintere Bremsvorrichtungen 8 (lediglich die vordere ist
in der Figur dargestellt); und ein Schaltsteuerelement 9 für ein bequemes
Bedienen der innenliegenden Schaltnabe 10.
-
Verschiedene
Bauelemente, einschließlich eines
Sattels 11 und eines Lenkerbauelementes 4, sind
am Rahmen 1 befestigt. Ein Fahrradgeschwindigkeitssensor 12,
der mit einem Fahrradgeschwindigkeitsabtast-Leiterschalter ausgerüstet ist,
ist an der Vordergabel 3 angebracht. Dieser Fahrradgeschwindigkeitssensor 12 gibt
ein Fahrradgeschwindigkeitssignal durch Abtasten eines am Vorderrad 6 montierten
Magneten 13 aus.
-
Das
Lenkerbauelement 4 weist einen Lenkervorbau 14 auf,
der am oberen Abschnitt der Vordergabel 3 befestigt ist,
und eine Lenkstange 15, die am Lenkervorbau 14 befestigt
ist. Bremshebel 16 und Griffe 17, die einen Teil
der Bremsvorrichtungen 8 bilden, sind an jedem Ende der
Lenkstange 15 befestigt. Ein Schaltsteuerelement 9 ist
am rechten Bremshebel 16 befestigt.
-
Wie
in 2 dargestellt, weist das Schaltsteuerelement 9 eine
Steuerkonsole 20 auf, die integral mit dem rechten (Vorderrad)-Brems-Hebel 16 ausgebildet
ist, zwei Steuerknöpfe 21 und 22,
die rechts und links am unteren Abschnitt der Steuerkonsole 20 nahe
beieinander angeordnet sind, einen Steuerdrehwähler 23, der oberhalb
der Steuerknöpfe 21 und 22 angeordnet
ist, und ein Flüssigkristallanzeigeelement 24,
das auf der linken Seite des Steuerdrehwählers 23 angeordnet
ist. Ein Schaltsteuerelement 25 (3) zum Steuern
von Schaltoperationen ist im Inneren der Steuerkonsole 20 untergebracht.
-
Die
Steuerknöpfe 21 und 22 sind
dreieckige Druckknöpfe.
Der Steuerknopf 21 auf der linken Seite ist ein Knopf zum
Durchführen
von Schaltvorgängen auf
eine höhere
Gangstufe von einer niedrigeren Gangstufe, hingegen ist der Steuerknopf 22 auf
der rechten Seite ein Knopf zum Durchführen von Schaltvorgängen auf
eine niedrigere Gangstufe von einer höheren Gangstufe. Der Steuerdrehwähler 23,
der ein Drehwähler
zum Umschalten zwischen drei Schaltmodi und einem Parkmodus (P)
ist, weist vier stationäre
Positionen auf: P, A1, A2 und M. Dabei weist der Schaltmodus einen
automatischen Schaltmodus 1 (A1), einen automatischen Schaltmodus
2 (A2) und einen manuellen Schaltmodus (M) auf. Die automatischen
Schaltmodi 1 und 2 dienen zum automatischen Schalten der innenliegenden
Schaltnabe 10 mittels eines Fahrradgeschwindigkeitssignals vom
Fahrradgeschwindigkeitssensor 12. Der automatische Schaltmodus
1 (A1) ist ein Schaltmodus, der hauptsächlich verwendet wird, wenn
ein automatisches Schalten auf ebenem Gelände durchgeführt wird,
und der automatische Schaltmodus 2 (A2) ist ein Schaltmodus, der
hauptsächlich
verwendet wird, wenn ein automatisches Schalten in geneigtem Gelände durchgeführt wird.
Der automatische Schaltmodus 2 (A2) ist daher derart festgelegt,
dass der Schaltzeitpunkt für
Hochschaltvorgänge
schneller ist als beim automatischen Schaltmodus 1 (A1), hingegen
der Schaltzeitpunkt für
Herunterschaltvorgänge langsamer
ist als beim automatischen Schaltmodus 1 (A1). Der manuelle Schaltmodus
dient zum Schalten der innenliegenden Schaltnabe 10 durch die
Bedienung der Steuerknöpfe 21 und 22.
Der Parkmodus dient zum Verriegeln der innenliegenden Schaltnabe 10 und
zum Steuern der Rotation des Hinterrades 7. Die aktuelle
Fahrtgeschwindigkeit wird ebenfalls auf dem Flüssigkristallanzeigeelement 24 angezeigt,
sowie auch die gewählte
Gangstufe zum Zeitpunkt des Schaltens.
-
Das
Schaltsteuerelement 25 weist einen Mikrocomputer auf, der
aus einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer Ein-/Ausgabeschnittstelle
besteht. Wie in 3 dargestellt, ist das Schaltsteuerelement 25 mit
dem Fahrradgeschwindigkeitssensor 12, einem Betätigungspositionssensor 16,
der aus einem Potentiometer aufgebaut ist (beispielsweise einem
Potentiometer, das die Betätigungsposition
der innenliegenden Schaltnabe 10 abtastet), dem Steuerdrehwähler 23 und
den Steuerknöpfen 21 und 22 verbunden.
Das Schaltsteuerelement 25 ist ebenfalls mit einer Stromversorgung 27 (bestehend
aus einer Batterie), einer Motoransteuereinrichtung 28,
dem Flüssigkristallanzeigeelement 24,
einem Speicherbauelement 30 und weiteren Ein-/Ausgabebauelementen
verbunden. Ein Schaltmotor 29 ist mit der Motoransteuereinrichtung 28 verbunden.
Das Speicherbauelement 30 besteht aus einem EEPROM oder
einem anderen Typ von wiederbeschreibbarem nichtflüchtigen
Speicher. Verschiedene Datentypen, wie beispielsweise das später noch beschriebene
Passwort (PW) oder der Reifendruchmesser, sind im Speicherbauelement
gespeichert. Ebenfalls sind sechs Typen von Geschwindigkeitsgruppendaten
(nachfolgend "Geschwindigkeitstabellen") gespeichert, die
jeweilige Beziehungen zwischen jeder Gangstufe und die Geschwindigkeiten während des
automatischen Schaltmodus 1 (A1) und des automatischen Schaltmodus
2 (A2) ausdrücken. Das
Schaltsteuerelement 25 steuert den Motor 29 gemäß den verschiedenen
Modi und steuert auch die Anzeige des Flüssigkristallanzeigebauelementes 24.
-
4 stellt
Beispiele der sechs Geschwindigkeitstabellen dar, die während des
automatischen Schaltmodus 1 (A1) verwendet werden.
-
In 4 ist
Tabelle 1 eine Geschwindigkeitstabelle, welche eine festgelegte
Geschwindigkeit (dritter Gang) enthält, welche den heruntergeschalteten
Geschwin digkeitsstufen entspricht, die erzielt werden, wenn der
später
noch beschriebene Hochschaltmodus während des automatischen Schaltmodus
1 (A1) festgelegt wurde, und Tabelle 2 ist eine Geschwindigkeitstabelle,
welche eine Geschwindigkeit (zweiter Gang) enthält, die während eines gewöhnlichen
Herunterschaltens festgelegt wurde. Tabelle 3 ist eine Geschwindigkeitstabelle,
die eine Geschwindigkeit (erster Gang) enthält, der während eines gewöhnlichen
Hochschaltens festgelegt wurde, und Tabelle 4 ist eine Geschwindigkeitstabelle,
die eine fünfte
Geschwindigkeit (vierter Gang) enthält, der während eines Hochschaltens erzielt
wurde, wenn der später
noch beschriebene Hochschaltmodus festgelegt wurde. Außerdem ist
Tabelle 5 ist eine Geschwindigkeitstabelle, die eine festgelegte
Geschwindigkeit (sechster Gang) enthält, der erzielt wird, wenn
der Herunterschaltmodus gelöscht
wird, und Tabelle 6 ist eine Geschwindigkeitstabelle, die eine festgelegte
Geschwindigkeit (fünfter
Gang) enthält,
der erzielt wird, wenn der Hochschaltmodus gelöscht wird. Auch wenn die Geschwindigkeitstabellen für den automatischen
Schaltmodus 2 (A2) nicht dargestellt sind, gibt es eine Tendenz,
dass die Werte in diesen Tabellen insgesamt niedriger sind als die
entsprechenden in 4 dargestellten Geschwindigkeiten.
In jeder dieser Tabellen sind die Geschwindigkeitsdaten lediglich
Beispiele, und deren numerische Werte sind in keiner Weise eingeschränkt.
-
Das
Antriebsbauelement 5 weist eine Zahnradkurbel 18,
die am unteren Abschnitt (Tretlageraufnahme) des Rahmenkörpers 2 vorgesehen
ist, eine Kette 19, die um die Zahnradkurbel 18 herumgelegt ist,
und die innenliegende Gangschaltnabe 10 auf.
-
Wie
in 5 dargestellt, weist die innenliegende Gangschaltnabe 10 in
der Hauptsache eine Nabenachse 41 auf, die am hinteren
Abschnitt des Fahrradrahmens 1 befestigt ist, eine Antriebseinrichtung 42,
die sich an dem einen Ende der Nabenachse 41 weiter um
den Außenumfang
herum befindet, ein Nabengehäuse 43,
das um den Außenumfang
der Nabenachse 41 und der Antriebseinrichtung 42 angeordnet
ist, einen Planetengetriebemechanismus 44 zum Übertragen
einer Bewegungskraft zwischen der Antriebseinrichtung 42 und
dem Nabengehäuse 43,
und eine Antidiebstahlvorrichtung 85. Der Planetengetriebemechanismus 44 besteht
insgesamt aus vier Stufen, und zwar einer direkten Stufe und drei Drehzahl
vergrößernden
Stufen.
-
6 ist
ein Ablaufdiagramm, welches die Steuerroutine des Schaltsteuerbauelementes 25 darstellt.
-
Wenn
der Strom eingeschaltet wird, wird bei Schritt S1 eine Initialisierung
durchgeführt.
Dabei werden Umfangsdaten, die zur Berechnung der Geschwindigkeit
verwendet werden, auf einen Durchmesser von 26 Inch (Zoll) eingestellt,
die Gangstufe wird auf den zweiten Gang (V2) eingestellt und verschiedene
Flags werden zurückgesetzt.
-
Bei
Schritt S2 erfolgt eine Entscheidung, ob der Steuerdrehwähler 23 auf
den Parkmodus eingestellt wurde. Bei Schritt S3 erfolgt eine Entscheidung, ob
der Steuerwähler 23 auf
den automatischen Schaltmodus 1 eingestellt wurde. Bei Schritt S4
erfolgt eine Entscheidung, ob der Steuerdrehwähler 23 auf den automatischen
Schaltmodus eingestellt wurde. Bei Schritt S5 erfolgt eine Entscheidung,
ob der Steuerdrehwähler 23 auf
den manuellen Schaltmodus eingestellt wurde. Bei Schritt S6 erfolgt
eine Entscheidung, ob irgendeine andere Routine gewählt wurde,
wie beispielsweise eine Eingabe eines Reifendurchmessers.
-
Wenn
der Steuerdrehwähler 23 in
die Position P gedreht wird und auf den Parkmodus gestellt wird,
geht die Operation von Schritt S2 auf Schritt S10. Bei Schritt S10
wird die in 12 dargestellte Drehwählerroutine
P ausgeführt.
Wenn der Steuerdrehwähler 23 in
die Position A1 gedreht wird und auf den automatischen Schaltmodus
1 gestellt wird, geht die Operation von Schritt S3 auf Schritt S11.
Bei Schritt S11 wird die in den 14 und 15 dargestellte automatische Schaltroutine 1 ausgeführt. Wenn
der Steuerdrehwähler 23 in
die Position A2 gedreht ist und auf den automatischen Schaltmodus 2 eingestellt
ist, geht die Operation von Schritt S4 auf Schritt S12. Bei Schritt 12 wird
die dargestellte automatische Schaltroutine 2 in der gleichen
Weise wie die automatische Schaltroutine 1 ausgeführt. Wenn
der Steuerdrehwähler 23 in
die Position M gedreht wird und auf den manuellen Schaltmodus eingestellt
wird, geht die Operation von Schritt S5 auf Schritt S13. Bei Schritt
S13 wird die in 16 dargestellte manuelle Schaltroutine
ausgeführt.
Wenn andere Routine gewählt
wird, geht die Operation von Schritt S6 auf Schritt S14 und die
gewählte
Routine wird ausgeführt.
-
Mit
der Drehwählerroutine
P bei Schritt S10 erfolgt eine Entscheidung, ob 30 Sekunden verstrichen
sind, seitdem der Drehwähler
bei Schritt S21 in 7 auf Position P gedreht wurde.
Bei Schritt S22 erfolgt eine Entscheidung, ob ein Passwort PW registriert
wurde. Diese Entscheidung erfolgt basierend darauf, ob das Passwort
PW bereits im Speicherbauelement 30 gespeichert wurde.
Falls das Passwort bereits gespeichert wurde, geht die Operation
weiter auf Schritt S23.
-
Bei
Schritt S23 erfolgt eine Entscheidung, ob der linke Steuerknopf 21 betätigt wurde.
Der Zweck des Betätigens
der Steuerknöpfe 21 und 22 besteht hier
darin, das Passwort zum Entriegeln der verriegelten internen Schaltnabe 10 einzugeben.
Bei Schritt S24 erfolgt eine Entscheidung, ob der rechte Steuerknopf 22 betätigt wurde.
Bei Schritt S25 erfolgt eine Entscheidung, ob das durch die Betätigung der zwei
Steuerknöpfe 21 und 22 eingegebene
Passwort LR mit dem registrierten Passwort PW übereinstimmt. Falls es keine Übereinstimmung
gibt, geht der Ablauf weiter auf Schritt S26. Bei Schritt S26 erfolgt
eine Entscheidung, ob das Passwort immer noch nicht übereinstimmt,
nachdem es dreimal eingegeben wurde. Falls noch keine dreimalige
Eingabe erfolgt ist, kehrt die Operation auf Schritt S23 zurück, und
eine erneute Eingabe des Passwortes ist zulässig. Falls das Passwort dem
registrierten Passwort PW nicht übereinstimmt,
nachdem es dreimal eingegeben wurde; geht die Operation weiter auf
Schritt S27. Bei Schritt S27 wartet das System auf ein Verstreichen
von 10 Minuten, und wenn 10 Minuten verstrichen sind, geht die Operation
zurück
auf Schritt S23, und eine erneute Eingabe des Passwortes ist zulässig.
-
Sobald
30 Sekunden verstrichen sind, seitdem der Drehwähler auf Position P gedreht
wurde, geht die Operation von Schritt S21 auf Schritt S30. Bei Schritt
S30 wird der Schaltmotor 29 durch die Motoransteuereinrichtung 28 angesteuert
und die Betätigungsposition
VP wird auf die verriegelte Position PK eingestellt.
-
Außerdem ist
das Nabengehäuse 43 dadurch
verriegelt, dass es direkt mit der Nabenachse 41 verbunden
ist und daher ist die Rotation des Nabengehäuses 43 (hinteres
Laufrad 7) behindert, sogar wenn ein Versuch gemacht wird,
das Fahrrad zu schieben, was ein Bewegen des Fahrrades schwieriger
macht und die Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls verringert.
-
Falls
das Passwort PW nicht registriert wurde, geht die Operation weiter
von Schritt S22 auf Schritt S31. Bei Schritt S31 wird die in 8 dargestellte
Coderegistrierungsroutine ausgeführt.
Dabei erfolgt eine Entscheidung, ob der Steuerknopf 21 in Schritt
S4 in 8 betätigt
wurde. Falls der Steuerknopf 21 betätigt wurde, geht die Operation
weiter auf Schritt S42, und die linke Zahl L (eine Zehnerstellen-Zahl) wird um eins
erhöht.
Bei Schritt S43 erfolgt eine Entscheidung, ob der Steuerknopf 22 betätigt wurde.
Die Operation kehrt zurück
auf Schritt S41, bis der Steuerknopf 22 gedrückt wird,
und die linke Zahl L wird um eins erhöht. Wenn der Steuerknopf 22 betätigt wird,
geht die Operation weiter auf Schritt S44, und die rechte Zahl R
(eine Einerstellen-Zahl) wird um eins erhöht. Bei Schritt S45 erfolgt
eine Entscheidung, ob der Steuerknopf 21 erneut betätigt wurde.
Die Operation kehrt zurück
auf Schritt S43, bis der Steuerknopf 21 betätigt wird,
und die rechte Zahl R wird um eins erhöht. Wenn der Steuerknopf 21 betätigt wird,
geht die Operation weiter auf Schritt S46, und die eingegebene Zahl
LR wird als Passwort PW im Speicherbauteil 30 gespeichert.
Ein Passwort PW wird auf diese Weise registriert, nachdem es aus 100
zweistelligen Zahlen LR im Bereich von "00" bis "99" gewählt wurde.
-
Die
Operation geht weiter auf Schritt S32, falls im Schritt S23 entschieden
wird, dass der Steuerknopf 21 während des Entriegelns betätigt wurde. Bei
Schritt S32 wird die linke Zahl L um eins erhöht, genauso wie bei der Registrierung
des Passwortes. Falls entschieden wird, dass der Steuerknopf 22 betätigt wurde,
geht die Operation von Schritt S24 weiter auf Schritt S33. Bei Schritt
S32 wird die rechte Zahl R um eins erhöht, genauso wie bei der Registrierung
des Passwortes. Falls die eingegebene Zahl LR mit dem Passwort PW
im Schritt S25 übereinstimmt,
geht die Operation weiter auf Schritt S34, und die Betätigungsposition
VP wird auf den ersten Gang V1 gesetzt. Als Ergebnis wird die Muffe 77 durch
den Schaltmotor 29 gedreht und beim ersten Gang V1 positioniert,
wodurch der Eingriff zwischen dem Verriegelungsring 114 und
den Verzahnungszähnen 113 des
Nabengehäuses 43 gelöst wird.
Als Ergebnis wird, wenn das Fahrrad mit den Pedalen angetrieben wird,
die Rotation der Antriebseinrichtung 42 über die erste
Einwegkupplung 80 auf das Nabengehäuse 43 unverändert übertragen.
-
Mit
der automatischen Schaltroutine 1 von Schritt S11 wird die Betätigungsposition
VP auf die Gangstufe gesetzt, die der Fahrradgeschwindigkeit SP
entspricht. Wenn sich die Position davon unterscheidet, werden Schaltvorgänge um jeweils
einen Gang zu einer Zeit dahin durchgeführt. Dabei wird bei Schritt
S51 in 9 die Betätigungsposition
VP des Betätigungspositionssensors 26 eingegeben.
Bei Schritt S52 wird die aktuelle Fahrradgeschwindigkeit S, basierend
auf dem Geschwindigkeitssignal vom Fahrradgeschwindigkeitssensor 12,
eingegeben. Bei Schritt S53 wird bestimmt, ob die auf diese Weise eingegebene
aktuelle Fahrradgeschwindigkeit S die Löschgeschwindigkeit T6 (VP) übersteigt,
und zwar an der Betätigungsposition,
welche die aktuelle Gangstufe in Tabelle 6 angibt. Wie zuvor gezeigt,
ist Tabelle 6 eine Geschwindigkeitstabelle zum Löschen (Zurücksetzen) des Hochschaltmodus
und, wie in 4 dargestellt, ist der entsprechende
Wert beispielsweise 14 km/h, wenn VP = 2.
-
Nachfolgend
werden der Hochschaltmodus und der Herunterschaltmodus beschrieben.
-
Der
Hochschaltmodus ist ein Schaltmodus, der eingerichtet wird, wenn
ein Hochschalten erfolgt. Ein Prellen, bei dem schnell abwechselnde
Hochschalt- und Herunterschaltvorgänge auftreten, tritt auf, wenn
Herunterschaltvorgänge
bei Geschwindigkeiten durchgeführt
werden, die nahe solchen Geschwindigkeiten liegen, die auf Hochschaltvorgänge folgend
erzielt werden. Beim Hochschaltmodus werden Herunterschaltvorgänge "langsamer" als gewöhnlich ausgeführt, um
dieses Phänomen
zu verhindern. Tabelle 1 (T1) ist die Geschwindigkeitstabelle, die
beim Hochschaltmodus verwendet wird. In ähnlicher Weise ist der Herunterschaltmodus
ein Schaltmodus, der eingerichtet wird, wenn ein Herunterschalten
erfolgt. Hochschaltvorgänge
werden beim Herunterschaltmodus "schneller" als gewöhnlich ausgeführt, um
ein Prellen bei Herunterschaltvorgängen zu verhindern. Tabelle
4 (T4) ist die Geschwindigkeitstabelle, die beim Herunterschaltmodus
verwendet wird. Außerdem
wird Tabelle 3 (T3) während
eines gewöhnlichen
Hochschaltens verwendet und Tabelle 2 (T2) wird während eines
Herunterschaltens verwendet. Die zwei Tabellen 3 und 2 weisen "schnellere" Hochschalt- und
Herunterschalt-Zeitpunktmuster auf als die Tabellen 4 und 1. Außerdem sind
Tabelle 6 (T6) und Tabelle 5 (T5) Geschwindigkeitstabellen zum Löschen dieser
Hochschalt- und Herunterschaltmodi und zum Zurückkehren zum gewöhnlichen
Schaltzeitpunkt.
-
Die
Operation geht weiter auf Schritt S54, falls die Fahrradgeschwindigkeit
S die Löschgeschwindigkeit
T6 (VP) von Tabelle 6 überschreitet. Das
Hochschalt-Flag SU, welches angibt, dass die Operation auf den Hochschaltmodus
gestellt wurde, wird während
Schritt S54 zurückgesetzt.
Diese Prozedur wird übersprungen,
falls die Fahrradgeschwindigkeit S die Löschgeschwindigkeit T6 (VP)
von Tabelle 6 nicht überschreitet.
-
Bei
Schritt S55 wird bestimmt, ob die Fahrradgeschwindigkeit unterhalb
einer Löschgeschwindigkeit
T5 (VP), die einer Gangstufe von Tabelle 5 entspricht, ist oder
nicht. Wie zuvor beschrieben, ist diese Tabelle 5 eine Geschwindigkeitstabelle
zum Löschen
(Rücksetzen)
des Herunterschaltmodus. Wie in 4 dargestellt,
ist der Wert beispielsweise 14 km/h, wenn VP = 2. Die Operation
geht weiter auf Schritt S56, falls die Fahrradgeschwindigkeit S
unterhalb der Löschgeschwindigkeit
T5 (VP) von Tabelle 5 ist. Das Herunterschalt-Flag SD, das angibt,
dass die Operation auf einen Herunterschaltmodus gesetzt wurde,
wird während
Schritt S56 zurückgesetzt.
Diese Prozedur wird übersprungen,
falls die Fahrradgeschwindigkeit S die Löschgeschwindigkeit T6 (VP) von
Tabelle 6 überschreitet.
-
Bei
Schritt S57 wird bestimmt, ob die Schaltstufe dem ersten Gang entspricht
oder nicht (ob die Betätigungsposition
V1 ist oder nicht). Die Operation geht weiter auf Schritt S58, falls
die Schaltstufe dem ersten Gang entspricht. Bei Schritt S58 wird
bestimmt, ob das Hochschalt-Flag SU bereits gesetzt wurde oder nicht,
d. h. ob ein Hochschaltmodus eingerichtet wurde oder nicht. Die
Operation geht weiter auf Schritt S59, falls der Hochschaltmodus
nicht eingerichtet wurde, und Tabelle 1 (T1) wird als Herunterschaltgeschwindigkeitstabelle
ausgewählt.
Die Operation geht weiter auf Schritt S60, falls der Hochschaltmodus
noch nicht eingerichtet wurde, und Tabelle 2 (T2) wird als Herunterschaltgeschwindigkeitstabelle
gewählt.
-
Es
wird während
Schritt S61 bestimmt, ob die aktuelle Fahrradgeschwindigkeit S unterhalb
einer Schaltgeschwindigkeit T (VP), die einer Gangstufe der gewählten Tabelle
entspricht, ist oder nicht. Mit anderen Worten wird bestimmt, ob
die Fahrradgeschwindigkeit S unter die Schaltgeschwindigkeit, die der
aktuellen Gangstufe entspricht, gefallen ist oder nicht. Falls die
Fahrradgeschwindigkeit S unter die Schaltgeschwindigkeit gefallen
ist, geht die Operation weiter auf Schritt S62, ein Herunterschalt-Flag wird
gesetzt, ein Herunterschaltmodus wird eingerichtet, ein Hochschalt-Flag
SU wird gesetzt und der Hochschaltmodus wird gelöscht. Während Schritt S63 wird die
Betätigungsposition
VP um eine Stufe vermindert, um die Gangstufe um eine einzige Stufe herunterzuschalten,
und dann geht die Operation auf die Hauptroutine in 6.
-
Die
Operation geht von Schritt S61 auf Schritt S64 in 15,
falls die aktuelle Fahrradgeschwindigkeit S gleich oder größer als
eine Schaltgeschwindigkeit T (VP) ist, die einer Gangstufe der gewählten Tabelle
entspricht. Bei Schritt S64 wird bestimmt, ob die Betätigungsposition
V4 ist oder nicht, d. h. ob die Gangstufe dem vierten Gang entspricht oder
nicht. Die Operation kehrt zurück
auf die Hauptroutine, falls die Gangstufe dem vierten Gang entspricht.
Die Operation geht weiter auf Schritt S65, falls die Gangstufe nicht
dem vierten Gang entspricht, d. h. falls die Gangstufe einen beliebigen
vom ersten bis zum dritten Gang entspricht. Bei Schritt S65 wird
bestimmt, ob ein Herunterschalt-Flag SD bereits gesetzt wurde, d.
h. ob der Herunterschaltmodus eingerichtet wurde. Falls der Herunterschaltmodus
einge richtet wurde, geht die Operation weiter auf Schritt S66 und
Tabelle 4 wird als Hochschaltgeschwindigkeitstabelle gewählt. Falls
der Hochschaltmodus nicht eingerichtet wurde, geht die Operation weiter
auf Schritt S67 und Tabelle 3 (T3) wird als Hochschaltgeschwindigkeitstabelle
gewählt.
Bei Schritt S68 wird bestimmt, ob die aktuelle Fahrradgeschwindigkeit
S eine Schaltgeschwindigkeit (VP), die einer Gangstufe der gewählten Tabelle
entspricht, überschreitet
oder nicht. Mit anderen Worten wird bestimmt, ob die Fahrradgeschwindigkeit
S über
die Schaltgeschwindigkeit, die der aktuellen Gangstufe entspricht,
gestiegen ist oder nicht. Falls die Fahrradgeschwindigkeit S über die
Schaltgeschwindigkeit angestiegen ist, geht die Operation weiter
auf Schritt S69, und ein Hochschalt-Flag wird gesetzt, ein Hochschaltmodus
wird eingerichtet, das Herunterschalt-Flag wird zurückgesetzt,
und der Herunterschaltmodus wird gelöscht. Während Schritt S70 wird die
Betätigungsposition
VP um eine Stufe angehoben, um die Gangstufe um eine Stufe hochzuschalten,
und dann kehrt die Operation auf die Hauptroutine in 6 zurück.
-
Andererseits
geht die Operation weiter auf Schritt S65, falls es in Schritt S57
bestimmt wurde, dass die Gangstufe dem ersten Gang entspricht.
-
Insbesondere
wird zu Anfang der erste Gang eingestellt, und zwar aufgrund der
niedrigen Geschwindigkeit, wenn die automatische Schaltroutine 1
durchgeführt
wird, d. h. wenn der Fuß auf
dem Pedal platziert ist und das Fahrrad beginnt, sich zu bewegen.
Falls ein Herunterschaltmodus eingestellt wurde, wird Tabelle 3
ausgewählt,
und wenn die Fahrradgeschwindigkeit S 11 km/h überschreitet, wird der Gang
auf Basis der Tabelle 3 in den dritten Gang V3 hochgeschaltet.
-
In
einem umgekehrten Fall, d. h. wenn die Fahrradgeschwindigkeit S
weiterhin abnimmt ohne 14 km/h zu überschreiten, wird Tabelle
1 gewählt,
da das Fahrrad weiterhin in einem Hochschaltmodus arbeitet, und
kein Herunterschalten wird durchgeführt, bis die Geschwindigkeit
unter 9 km/h abfällt.
Andererseits wird, wenn die Fahrradgeschwindigkeit S weiterhin abnimmt,
nachdem sie 14 km/h überschritten hat,
Tabelle 2 ausgewählt,
und ein Herunterschalten wird durchgeführt, bis die Fahrradgeschwindigkeit unterhalb
12 km/h abfällt.
Ein Durchführen
eines Herunterschaltvorgangs löscht
den Hochschaltmodus und stellt einen Herunterschaltmodus her. Der
Herunterschaltmodus wird auf Basis von Tabelle 5 gelöscht, sobald
die Fahrradgeschwindigkeit S unter 8 km/h abgefallen ist. Aus diesem
Grund führt
eine Erhöhung
der Fahrradgeschwindigkeit S von einem Niveau von 8 km/h zur Auswahl
von Tabelle 4 und einem Hochschalten bei 14 km/h, hingegen führt eine Erhöhung der
Fahrzeitgeschwindigkeit S von einem Niveau unter 8 km/h zur Auswahl
von Tabelle 3 und einem Hochschalten, sobald 11 km/h überschritten werden.
-
Somit
bewirkt ein Schaltvorgang, dass die automatische Schaltroutine 1
in einen Hochschaltmodus oder einem Herunterschaltmodus eintritt,
und der Schaltzeitpunkt wird in Übereinstimmung
mit Tabelle 4 oder 1 verlangsamt, bis die Geschwindigkeit auf die
vorgeschriebene Löschgeschwindigkeit,
die durch Tabelle 6 oder 5 spezifiziert ist, erhöht oder vermindert wird, was
es möglich
macht, ein Prellen zu verhindern, sogar wenn das Schalten frühzeitig
erfolgt ist. Ein problemloses Gangschalten kann auf diese Weise
mit minimalen Unannehmlichkeiten bewerkstelligt werden.
-
Dabei
ist, wenn das erste Sonnenrad 60 an die Nabenachse 41 durch
den Schaltmotor 19 gekoppelt wird, das Fahrrad im vierten
Gang, die vom Nabenzahnrad 47 an die Antriebseinrichtung 42 gelieferte
Rotation wird durch das größte Übersetzungsverhältnis (das
durch die Zähnezahl
des ersten Sonnenrades 60, des ersten Zahnrades 63a und
des zweiten Zahnrades 63b der Planetenräder 63 und das Ringzahnrad 64 bestimmt
ist) vergrößert, und diese
Rotation wird über
die zweite Einwegkupplung 81 auf das Nabengehäuse 43 übertragen.
Wenn das zweite Sonnenrad 61 gewählt ist und an die Nabenachse 41 gekoppelt
wird, ist das Fahrrad im dritten Gang, die Rotation der Antriebseinrichtung 42 wird durch
ein mittleres (das zweitgrößte) Übersetzungsverhältnis (das
durch die Zähnezahl
des zweiten Sonnenrades 61, des zweiten Zahnrades 63b der Planetenräder 63 und
das Ringzahnrad 64 bestimmt ist) vergrößert, und diese Rotation wird über die
zweite Einwegkupplung 81 auf das Nabengehäuse 43 übertragen.
Wenn das dritte Sonnenrad 62 gewählt ist und mit der Nabenachse 41 gekoppelt
ist, ist das Fahrrad im zweiten Gang, die Rotation der Antriebseinrichtung 42 wird
durch kleinste Übersetzungsverhältnis (das
durch die Anzahl der Zähne
des dritten Sonnenrades 62, das zweite Zahnrad 63b und
das dritte Zahnrad 63c der Planetenräder 63 und das Ringzahnrad 64 bestimmt
ist) vergrößert, und
diese Rotation wird über
die zweite Einwegkupplung 81 auf das Nabengehäuse 43 übertragen.
Falls keines der Sonnenräder 60 bis 62 ausgewählt ist,
ist der erste Gang in Eingriff, wie zuvor beschrieben, und die Rotation
der Antriebseinrichtung 42 wird direkt auf das Nabengehäuse 43 übertragen.
-
Nicht
ausgewählte
Sonnenräder
führen
bezüglich
der Nabenachse 41 eine Relativdrehung in entgegengesetzter
Richtung zur Vorwärtsrichtung aus.
Wenn ein beliebiges der Sonnenräder
ausgewählt
ist und die Drehzahl durch den Planetengetriebemechanismus 44 vergrößert wird,
führen
die Antriebseinrichtung 42 und das Nabengehäuse 43 eine Relativdrehung
in der Richtung durch, in welcher ein Verzahnungseingriff mit der
ersten Einwegkupplung 80 freigegeben ist.
-
Eine
detaillierte Beschreibung der automatischen Schaltroutine 2 entfällt hier,
da der einzige Unterschied zwischen dieser Routine und der automatischen
Schaltroutine 1 in den für
die Routinen verwendeten Tabellen besteht. Insbesondere sind die
Tabellen 1 bis 6 auf niedrigere Geschwindigkeiten als bei der automatischen
Schaltroutine 1 festgelegt.
-
Mit
der manuellen Schaltroutine von Schritt S11 werden Gangschaltvorgänge um jeweils
einen Gang zu einer Zeit durch Betätigung der Steuerknöpfe 21 und 22 vorgenommen.
Bei Schritt S71 in 11 wird die Betätigungsposition
VP des Betätigungspositionssensors 26 eingegeben.
Bei Schritt S72 erfolgt eine Entscheidung, ob der Steuerknopf 21 betätigt wurde.
Bei Schritt S73 erfolgt eine Entscheidung, ob der Steuerknopf 22 betätigt wurde.
Wenn der Steuerknopf 21 betätigt wird, geht die Operation
von Schritt S72 auf Schritt S74. Bei Schritt S74 erfolgt eine Entscheidung,
ob die aktuelle Position VP auf V4 ist, was dem vierten Gang entspricht.
Falls die aktuelle Position VP nicht V4 ist, geht die Operation
weiter auf Schritt S72, und die Betätigungsposition VP wird um eine
einzige Gangstufe höher
bewegt, wobei ein Hochschalten um eine einzige Stufe ausgeführt wird. Falls
V4 die aktuelle Betätigungsposition
VP ist, wird diese Routine übersprungen.
-
Wenn
der Steuerknopf 22 betätigt
wird, geht die Operation von Schritt S73 auf Schritt S76. Bei Schritt
S76 erfolgt eine Entscheidung, ob V1 die aktuelle Betätigungsposition
VP ist, was dem ersten Gang entspricht. Falls die aktuelle Betätigungsposition
VP nicht V1 ist, geht die Operation weiter auf Schritt S77, und
die Betätigungsposition
VP wird um eine einzige Gangstufe niedriger bewegt, wobei ein Herunterschalten
um eine einzige Stufe ausgeführt wird.
Falls V1 die aktuelle Betätigungsposition
VP ist, wird diese Routine übersprungen.
-
Die
vorliegende Ausführungsformn
erlaubt somit, dass ein Hochschaltmodus und ein Herunterschaltmodus
für die
automatische Schaltroutine 1 eingestellt wird, wobei ein Schalten
in Übereinstimmung
mit einem langsameren Zeitpunktmuster als gewöhnlich durchgeführt wird
und ein Prellen verhindert wird, bis die Geschwindigkeit auf ein
vorgeschriebenes Niveau angehoben oder abgesenkt ist, wenn ein Schalten
durchgeführt
wird, was es möglich macht,
ein automatisches Schalten mit minimalen Unannehmlichkeiten mittels
einer einfachen Steuerprozedur durchzuführen, die auf einer Verwendung ausschließlich der
Geschwindigkeit ohne eine Verwendung der Beschleunigung basiert.
- (a) Die zuvor beschriebene Ausführungsform
wurde zwar mit Bezug auf eine innenliegende Schaltnabe als Schaltmechanismus
beschrieben, jedoch ist die Erfindung ebenfalls auf einem Schaltmechanismus
in Form eines aus einer Mehrzahl von Kettenrädern und Umwerfern bestehenden externen
Schaltmechanismus anwendbar.
- (b) Zwar wurde die zuvor beschriebene Ausführungsform mit Bezug auf einen
durch einen Schaltmotor betätigten
Schaltmechanismus beschrieben, jedoch ist die Erfindung ebenfalls
auf einen Schaltmechanismus anwendbar, der durch einen Elektromagneten,
eine elektrischen/hydraulischen/pneumatischen Zylinder oder eine
andere Stelleinrichtung betätigt
wird.
-
Gemäß der Erfindung
wird ein Hochschaltmodus oder ein Herunterschaltmodus eingerichtet, wenn
ein Schalten durchgeführt
wird, der Gang wird auf einen vom gewöhnlichen Schaltgang verschiedenen
Gang gewechselt und das Schaltzeitpunktmuster wird verändert. Insbesondere
wird das Schaltzeitpunktmuster "verlangsamt", derart, dass ein
Schalten bei niedrigeren Geschwindigkeiten durchgeführt wird,
wenn ein Herunterschalten im Hochschaltmodus durchgeführt wird,
und bei höheren
Geschwindigkeiten, wenn ein Hochschalten im Herunterschaltmodus
durchgeführt
wird. Ein gewöhnlicher
Schaltzeitpunkt wird "beschleunigt". Als Ergebnis kann
ein unnötiges
Nachschalten verringert werden, und ein komfortables Schalten kann
in Übereinstimmung
mit "schnellen" Schaltzeitpunkten
durchgeführt
werden. Außerdem
kann ein komfortables Schalten mittels einer einfachen Steuerprozedur
bewerkstelligt werden, da der Schaltzeitpunkt ausschließlich auf
Basis der Geschwindigkeit eingerichtet wird.
-
- 1
- Rahmen
- 2
- Rahmeneinheit
- 3
- vordere
Gabel
- 4
- Lenkerbauelement
- 5
- Antriebskomponente
- 6
- Vorderrad
- 7
- Hinterrad
- 7a
- Speichen
- 8
- Vordere,
hintere Bremsvorrichtungen
- 9
- Schaltsteuerelement
- 10
- interne
Schaltnabe
- 11
- Sattel
- 12
- Fahrradgeschwindigkeitssensor
- 13
- Magnet
- 14
- Lenkervorbau
- 15
- Lenkstange
- 16
- Bremshebel
- 17
- Griffe
- 18
- Zahnradkurbel
- 19
- Kette
- 20
- Steuerpaneel
- 21
- Steuerknopf
- 22
- Steuerknopf
- 23
- Steuerdrehwähler
- 24
- Flüssigkristallanzeigeelement
- 25
- Schaltsteuerelement
- 26
- Betätigungspositionssensor
- 27
- Stromversorgung
- 28
- Motoransteuereinrichtung
- 29
- Schaltmotor
- 30
- Speicherbauelement
- 41
- Nabenachse
- 41a
- Blockiervorsprung
- 41b
- Rillen
- 42
- Antriebseinrichtung
- 42a
- Kerbe
- 43
- Nabengehäuse
- 43a
- Gehäusefreiraum
- 44
- Planetengetriebemechanismus
- 45
- Kugeln
- 46
- Nabenkonus
- 47
- Nabenritzel
- 50
- Kugeln
- 51
- Kugeln
- 52
- Nabenkonus
- 53,54
- Flansch
- 55
- Abdeckung
- 56
- Dichtungselement
- 60,
61, 62
- Sonnenrad
- 60a–62a
- Aufnahmeräume
- 63
- Planetenrad
- 63a
- erstes
Zahnrad
- 63b
- zweites
Zahnrad
- 63c
- drittes
Zahnrad
- 64
- Ringzahnrad
- 65
- Trägerstift
- 70
- Kupplungsmechanismus
- 71,
72, 73
- Antriebsklinken
- 74,
75, 76
- Ringdrahtfeder
- 77
- Muffe
- 78
- Betätigungseinrichtung
- 80
- erste
Einwegkupplung
- 81
- zweite
Einwegkupplung
- 85
- Antidiebstahlvorrichtung
- 91
- Betätigungsmechanismus
- 94a
- Antriebsnockenelemente
- 95
- Untersetzungsmechanismus
- 101
- Federscheibe
- 102
- beweglicher
Nocken
- 103
- bewegliches
Element
- 104
- bewegliche
Feder
- 105
- Eingreiflasche
- 106
- Zylindrischer
Nockenkörper
- 107
- Anschlagscheibe
- 108
- Nockenelement
- 113
- Verzahnungszähne
- 114
- Verriegelungsfeder
- 114a
- radiale
Unregelmäßigkeiten
- 114b
- Verzahnungszähne
- 115
- scheibenförmiges Flanschbauelement
- 115a
- Stufe
- 116
- Zylindrisches
Bauelement
- 116a
- Vorsprünge
- 117
- Druckring
- 118
- Drucknut
- 119
- konische
Plattenfeder
- P
- Parkmodus
- A1
- automatisches
Schalten 1
- A2
- automatisches
Schalten 2
- M
- manuelles
Schalten
- VP
- Betätigungsposition
- V1
bis V4
- Schaltposition
- PK
- Verriegelte
Position
- PW
- Passwort
- LR
- Passwort
- L
- Linke
Zahl
- R
- Rechte
Zahl
- A,
B, C, D, E, S, SP
- Fahrradgeschwindigkeit
- SU
- Hochschalt-Flag
- SD
- Herunterschalt-Flag
- T
- Schaltstufe
- S1
bis S6
- Schritte
- S10
bis S14
- Schritte
- S21
bis S34
- Schritte
- S41
bis S46
- Schritte
- S51
bis S63
- Schritte
- S64
bis S70
- Schritte
- S71
bis S77
- Schritte
- T5,
T6
- Löschgeschwindigkeit