具体实施方式

现在将参考附图解释所选择的实施方式，其中贯穿各个附图相似的附图标记指示相应的或同一个元件。从本公开内容对于本领域的技术人员将是明显的是，下文的实施方式的描述仅为了例证被提供，并且不为了限制如被所附的权利要求和它们的等效物限定的本发明。

初始地参考图1，示出了根据本发明的至少一个被公开的实施方式的示例性的具有换挡系统10的人动力交通工具1。人动力交通工具1是例如自行车，例如公路自行车、山地自行车、公路越野自行车、旅行自行车、城市自行车或电动自行车。下文的方向术语“前”、“后”、“向前”、“向后”、“左”、“右”、“横向”、“向上”和“向下”，以及任何其他的相似的方向术语，是指基于例如正在直立坐在人动力交通工具1的鞍座上同时面向手把的骑行者被确定的那些方向。

继续图1，人动力交通工具1包括车架2、后轮3、前叉4、前轮5和曲柄组件6。后轮3被可旋转地附接至车架2。前轮5被可旋转地附接至前叉4。曲柄组件6包括一对曲柄臂6A、曲柄轴6B和一对踏板6C。所述一对曲柄臂6A以距彼此180度安装在车架2的两侧并且被曲柄轴6B连接。在人动力交通工具1的两侧的所述一对踏板6C附接至相应的曲柄臂6A。本实施方式的人动力交通工具1被链条驱动传动系统驱动，链条驱动传动系统包括自行车链条7、后链轮组件8和前链轮组件9。后链轮组件8被可相对旋转地安装至后轮3的花鼓组件。后链轮组件8包括多个后链轮8A。前链轮组件9附接至曲柄组件6。前链轮组件9包括多个前链轮9A。自行车链条7与后链轮组件8的后链轮8A中的一个和前链轮组件9的前链轮9A中的一个啮合。施加至踏板6C的驱动扭矩被传递至曲柄臂6A，曲柄臂6A旋转曲柄轴6B以及前链轮9A中的所述一个。当前链轮组件9旋转时，自行车链条7被围绕前链轮9A中的一个驱动并且将动力经过后链轮8A中的所述一个传输至后轮3以推进人动力交通工具1。为了将链条在前链轮9A中的任何之间或在后链轮8A中的任何之间换挡，可以采用本发明的换挡系统10。人动力交通工具1的其他的部件可以是常规的并且其的详细描述因此省略。

图2是用于人动力交通工具1的换挡系统10的示意图。如示出的，换挡系统10包括控制器12。控制器12可以包括处理器14和存储器16，存储器16配置为保留可被处理器执行以进行控制器12的各种功能的指令。控制器12可以还包括提供电力的电池18和至一个或更多个下文描述的其他的装置的通信线路。通信线路可以是有线的或无线的。虽然控制器12在图1中图示为安装在交通工具1的车架2上，但是可以采用其他的合适的位置，例如在前链轮组件8或后链轮组件9上或邻近前链轮组件8或后链轮组件9、与驱动辅助单元一体、在手把上等等。

控制器12可以配置为从至少一个传感器接收人动力交通工具1的驱动扭矩τ和踏频C。所述至少一个传感器可以是例如被配置为测量被骑行者的脚施加至踏板6C的驱动扭矩τ的踏板传感器20A和被配置为监视何时曲柄臂6A沿着踩踏循环经过踏频C从其被测量的点的曲柄传感器20B中的一个或更多个。在某些情况下，传感器20A、20B可以被组合为感测驱动扭矩τ和踏频C二者的单一的部件。在人动力交通工具1是电动自行车的情况下，驱动扭矩τ可以全部地或部分地被驱动辅助马达提供。即，驱动扭矩τ可以是或包括辅助扭矩。

控制器12可以配置为基于驱动扭矩τ和踏频C确定被允许的换挡计时t_P。此外，控制器12可以配置为在被允许的换挡计时t_P期间控制换挡机构22进行齿轮变速。因此，被允许的换挡计时t_P可以是取决于扭矩和踏频的时间，在该时间齿轮变速的进行将不导致换挡冲击，或将导致可接受地低的换挡冲击。据此，控制器12可以配置为如果当前计时t在被允许的换挡计时t_P中那么将用于齿轮变速的命令信号24输出至换挡机构22。相反地，控制器12可以配置为如果当前计时t在被允许的换挡计时t_P外那么不将命令信号24输出至换挡机构22。

图3是图示用于人动力交通工具1的一个踏板6C的随时间推移的驱动扭矩τ的实施例的图表。示出了踏板6C例如右踏板6C的三个循环。将意识到，踏板6C中的一个或二者可以具有传感器20A、20B。因为左踏板6C的图表将典型地看上去与在图3中示出的图表几乎相同，但是以180°不同相位，所以仅一个图表以实施例的方式提供。

使用中间循环作为例子，被允许的换挡计时t_P可以包括具有第一开始t_S1和第一结束t_E1的第一计时间隔t₁。如能够看到的，第一计时间隔t₁位于高稳定性换挡区内，在高稳定性换挡区内换挡冲击是不存在的或最小的。因此，控制器12可以配置为如果当前计时t在第一计时间隔t₁的第一开始t_S1和第一结束t_E1之间那么将用于齿轮变速的命令信号24输出至换挡机构22。在此，第一计时间隔t₁的第一开始t_S1可以是当驱动扭矩τ在踩踏循环中正在升高时驱动扭矩τ在被检测到达到第一阈值的计时。此外，第一计时间隔t₁的第一结束t_E1可以是当驱动扭矩τ在该踩踏循环中正在升高时驱动扭矩τ在被检测到达到第二阈值的计时。第一阈值可以被预先确定并且存储在存储器中，并且该各种计时间隔可以从例如与时间戳相关的驱动扭矩τ的最近的传感器数据确定。在本实施例中，第二阈值大于第一阈值，因为驱动扭矩τ持续从第一阈值升高至第二阈值。

此外，被允许的换挡计时t_P可以包括具有第二开始t_S2和第二结束t_E2的第二计时间隔t₂。如同第一计时间隔t₁，控制器12可以配置为如果当前计时t在第二计时间隔t₂的第二开始t_S2和第二结束t_E2之间那么通过将用于齿轮变速的命令信号24输出至换挡机构22来控制换挡机构22进行齿轮变速。如与当驱动扭矩正在升高时的第一计时间隔t₁相反的，第二计时间隔t₂的第二开始t_S2可以是当驱动扭矩τ在该踩踏循环中正在下降时驱动扭矩在被检测到达到第二阈值的计时。相似地，第二计时间隔t₂的第二结束t_E2可以是当驱动扭矩τ在该踩踏循环中正在下降时驱动扭矩τ在被检测到达到第一阈值的计时。

返回至图2，控制器12可以配置为接收关于齿轮变速的换挡输入26。换挡系统10可以包括手动输入装置28，控制器12配置为经过手动输入装置28接收请求齿轮变速的换挡输入26。任选地，自动换挡系统可以配置为在不从手动输入装置28接收换挡输入26的情况下进行齿轮变速。然而，在骑行者致动手动输入装置28的情况下，控制器12可以配置为如果换挡输入26在被允许的换挡计时t_P外的输入计时被接收，那么将命令信号24暂时地保持在控制器12的存储器16中直到达到被允许的换挡计时t_P。

图4是被换挡系统10进行的控制方法400的流程图。如上文讨论的，在步骤S2，控制器12可以接收换挡输入26。在步骤S4，控制器12可以接收踏频C和/或驱动扭矩τ。此外，被允许的换挡计时t_P可以包括具有第一开始t_S1和第一结束t_E1的第一计时间隔t₁。通常，在步骤S6，控制器12可以配置为通过确定用于进行齿轮变速的换挡机构22的估计的行进距离D_T(见图5)和换挡机构22的估计的行进速度中的至少一个来控制换挡机构22进行齿轮变速。然而，齿轮变速可以是多个齿轮变速中的一个，估计的行进距离D_T可以是多个估计的行进距离D_T中的一个，并且估计的行进速度可以是多个估计的行进速度中的一个。在这种情况下，控制器12可以配置为把将所述多个齿轮变速中的每个指向至所述多个估计的行进距离D_T中的相关联的一个和所述多个估计的行进速度中的相关联的一个的分布图34存储在存储器16中。在某些情况下，根据步骤S8，估计的行进速度可以基于踏频和行进距离D_T计算。

然后，在步骤S10，控制器12可以基于估计的行进距离D_T和估计的行进速度中的至少一个计算为了进行齿轮变速所需要的估计的持续时间t_换挡。通过读取上文的步骤S6中的分布图34，控制器12可以配置为至少部分地通过使用分布图34识别与齿轮变速相关联的估计的行进距离D_T和估计的行进速度中的至少一个来确定用于进行齿轮变速的估计的行进距离D_T和估计的行进速度中的至少一个。

在步骤S12，控制器12可以确定驱动扭矩τ在踩踏循环中是正在下降还是正在升高。如果驱动扭矩τ正在升高，那么控制器12可以在步骤S14确定用于进行齿轮变速的时间t_换挡加上当前时间t是否大于第一开始t_S1。如果否，那么在步骤S16命令信号24被保持在存储器16中并且步骤S14在之后被重复。如果步骤S14的结果为是，那么在步骤18，控制器12可以确定用于进行齿轮变速的时间t_换挡加上当前时间t是否小于第一结束t_E1。如果否，那么在步骤S16命令信号24被保持在存储器16中。

与驱动扭矩τ正在升高的情况相似地，如果控制器12确定在步骤12驱动扭矩τ正在下降，那么在步骤S20，控制器12可以确定用于进行齿轮变速的时间t_换挡加上当前时间t是否大于第二开始t_S2。如果否，那么在步骤S22命令信号24被保持在存储器16中并且步骤S20在之后被重复。如果步骤S20的结果为是，那么在步骤S24，控制器12可以确定用于进行齿轮变速的时间t_换挡加上当前时间t是否小于第二结束t_E2。如果否，那么在步骤S22命令信号24被保持在存储器16中。

对于每个在其中命令信号24被保持在存储器16中的步骤来说可选择地，命令信号24可以不被输出或存储，并且齿轮变速可以代替地被防止被进行，直到新的齿轮变速被骑行者或驱动辅助单元的自动化指令请求。进一步任选地，控制器12可以配置为在输出被暂时地保持在存储器16中的命令信号24之前将初步信号输出至换挡机构22以进行对于齿轮变速的准备。例如，后拨链器30A的链条引导件32A(见图5)可以在预期齿轮变速时被朝向目标链条环运动而不实际上进行齿轮变速。最终，一旦控制器12确定齿轮变速能够在第一计时间隔t₁的第一开始t_S1之后开始并且在第一计时间隔t₁的第一结束t_E1之前完成(在步骤S18或步骤S24为是)，那么控制器12可以在步骤S26基于确定结果将命令信号24输出至换挡机构22。

如上文讨论的，用于人动力交通工具1的换挡系统10可以包括控制器12，控制器12配置为从至少一个传感器20A、20B接收人动力交通工具1的踏频C。此外，控制器12可以配置为如果踏频C被确定为在被允许的踏频范围内那么通过输出用于齿轮变速的命令信号24来控制换挡机构22进行齿轮变速。被允许的踏频范围可以被预先确定并且被存储在存储器16中的与分布图34相似的分布图中。此外，被允许的踏频范围可以取决于各种因素，包括例如驱动扭矩τ或具体的待进行的齿轮变速。控制器12可以配置为如果踏频C被确定为在被允许的踏频范围外那么通过不将命令信号24输出至换挡机构来控制换挡机构22。具体地，如果踏频C大于或等于第一阈值那么控制器12可以不输出命令信号24，从而避免在链条环9A、9B的快速循环期间换挡。此外，如果踏频C小于或等于比第一阈值低的第二阈值那么控制器12可以不输出命令信号24，从而避免在链条环9A、9B的慢速循环期间换挡。在不输出之后，控制器12可以配置为如果踏频C改变至在被允许的踏频范围内那么输出命令信号24，或等待直到另一个齿轮变速被指令。

在一个实施中，如上文讨论的，用于人动力交通工具1的换挡系统10可以包括控制器12。控制器12可以配置为从至少一个传感器20A、20B接收人动力交通工具1的驱动扭矩τ。在此，控制器12可以配置为如果驱动扭矩τ被确定为等于或大于第一阈值那么通过输出用于齿轮变速的命令信号24来控制换挡机构22进行齿轮变速。因此，齿轮变速可以被限于足够的驱动扭矩τ被用于避免换挡冲击的时间。此外，控制器12可以配置为如果驱动扭矩τ被确定为小于第一阈值那么不进行齿轮变速。

返回至图1，换挡系统10可以包括包含后拨链器30A的换挡机构22，后拨链器30A具有后链条引导件32A，后链条引导件32A配置为用于在齿轮变速中在平行于具有多个后链轮8A的后链轮组件的旋转轴线的方向横向运动经过估计的行进距离D_T以将链条7从后链轮8A中的一个致动至后链轮8A中的另一个。任选地或另外地，换挡系统10可以包括包含前拨链器30B的换挡机构22，前拨链器30B具有前链条引导件32B，前链条引导件32B配置为用于在齿轮变速中在平行于具有多个前链轮9A的前链轮组件的旋转轴线的方向横向运动经过估计的行进距离D_T以将链条7从前链轮9A中的一个致动至前链轮9A中的另一个。图5是换挡系统10的示例性的拨链器的部分前视图。虽然后拨链器30A以实施例的方式被使用，但是前拨链器30B也包括配置为用于相似的横向运动的各自的链条引导件32B。在此，链条引导件32A从一个虚线运动至另一个，经过估计的行进距离D_T。运动的方向在图5中是右和左，这相应于在图1中示出的后链轮组件8的旋转轴线(向页面内取向)。

在某些实施中，换挡系统10可以包括指示装置36，如在图1和2中示出的。控制器12可以配置为使指示装置36通过视觉方式、听觉方式和触觉方式中的至少一个指示被允许的换挡计时t_P。因此，指示装置36可以是例如扬声器、显示器、光和/或振动单元。虽然指示装置36被图示为附接至交通工具1的手把，但是将意识到，指示装置36可以放置在任何合适的位置中，例如在骑行者的头盔上、在骑行者的手腕或其他的身体部分上或在交通工具1的车架2上。

虽然仅所选择的实施方式已经被选择以例证本发明，但是从本公开内容对于本领域的技术人员将是明显的是，本文能够作出各种改变和修改，而不偏离本发明的如在所附的权利要求中限定的范围。例如，各种部件的大小、形状、位置或取向能够如需要的和/或期望的被改变。被示出为被直接地连接或接触彼此的部件能够具有布置在它们之间的中间结构。一个元件的功能能够被两个元件执行，并且反之亦然。一个实施方式的结构和功能能够在另一个实施方式中采用。不一定所有的优点同时在一个具体的实施方式中存在。每一个相对于现有技术独特的特征，单独地或与其他的特征组合地，也应该被视为申请人对进一步的发明的分别的描述，包括由这样的特征体现的结构的和/或功能的构思。因此，根据本发明的实施方式的上文的描述仅为了例证被提供，并且不为了限制如被所附的权利要求和它们的等效物限定的本发明。