换挡时机判断方法及自动变速系统技术方案

一种换挡时机判断方法及运用该方法的自动变速系统，主要用以判断至少一挡位换挡的时机。该换挡时机判断方法具体为：从一期望值区间中选定一第一期望值与一第二期望值，且该第一期望值大于该第二期望值；利用该第一期望值与该挡位的变速比推算出该挡位进挡的进挡临界值，以及以该第二期望值与该挡位的变速比推算出退挡至该挡位的退挡临界值。藉以让使用者在行车时，在最适当时机点进行挡位的切换，以及有效地改善换挡频繁的缺点，提高使用者专心路况安全、无须分心操作变速系统的功效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于车辆自动变速系统，尤指一种避免在换挡临界点频繁换挡的换挡时机判断方法及自动变速系统。
技术介绍
时代进步如斯，能源也浪费如此，地球资源已经逐渐匮乏，尤以石化燃料为最，因此绿色能源及其应用方兴未艾，不论是太阳能、风力、水力、地热等等所谓干净的能源的应用都大行其道，当然人力本身也因为节能减碳及健康因素观念而广为流行，而且因为自行车可视为短程交通工具首选，加上同时又具有健身功能。但是现在的自行车动辄十挡位的设计，让使用者常常无所是从，所以就产生了研究智能型自动变速自行车的企图，而且智能型自动变速自行车就是符合以上绿色能源应用的科技及技术。简言之，就是改善了能源应用及使用者的健康问题。然而，已见用于自行车的变速系统多具有一车速及一扭力侦测装置来判断自动换挡的机制，或者是仅以车速来做为判断换挡的机制，往往车速在换挡临界点浮动时会有频繁换挡的问题，多会造成使用者的不适感。在已见变速系统的硬件配备中，必须使用昂贵的扭力计方能侦测使用者的踩踏运动来协助判断换挡时机，该扭力不能依使用者真正意愿采取动作，亦即容易误判。而且，已见系统需要使用较复杂的机械配备，换言之较易损坏及容易受到外在因素所影响。又，已见的变速系统无法提供适当的运动方法及记录，即无法反馈使用者有用讯息，以及无法自动升级及不具备学习的潜力及功能。有鉴于已见变速系统有上述诸多缺点，本案设计人乃对此研究改进之道，终于有本专利技术产生。
技术实现思路
本专利技术主要是为了让使用者可以专心路况安全及踩踏运动，而不需要分心操作变速系统的问题。利用微控制器来分析及运算装设于自行车后轮的转速侦测器所得到的转速值及车行速度后，评估使用挡位的适用性或换挡时机，以达成智能型自动变速自行车的功能，最终让使用者有舒适骑车行为及达到适度的运动健身的目的。本专利技术以自行车自动变速系统为出发点，进一步可推广适用至各种车辆的变速系统。为此，本专利技术主要提供了一种换挡时机判断方法，其可让使用者在行车时，在最适当的时机点进行挡位的切换，以及有效地改善换挡频繁的缺点。而将其应用于变速自行车时，可让使用者不需要自行判断换挡，达到无感变速的功效，能够专心于路况安全及踩踏运动，而不用分心操作变速系统，拥有舒适的行车感及达到更佳的能源运用及保护变速器。为达上述功效，本专利技术换挡时机判断方法，主要用以判断至少一挡位换挡的时机，实行的技术手段系从一期望值区间中选定一第一期望值与一第二期望值，且该第一期望值大于该第二期望值；利用该第一期望值与该挡位的变速比推算出该挡位进挡的进挡临界值，以及以该第二期望值与该挡位的变速比推算出退挡至该挡位的退挡临界值。藉由推导出适宜的进挡临界值与退挡临界值分别做为进挡与退挡的临界点，有效地避免在单一临界点上频繁换挡的问题。较佳者，当应用于一变速自行车时，该期望值区间可为预设踏速区间，让使用者在挡位变换的过程中，可保持在预设的踏速区间内，达到无感变速的功效，减少换挡时产生的不适感，专心于行车安全。此外，本专利技术进一步提供一种自动变速系统，其导入了前述换挡时机判断方法，可适用于各种变速车辆，达到最适挡位切换、无感变速的功效及改善换挡频繁的缺点，实具独特实用性。该自动变速系统主要包括一测速模块、一变速模块及一控制模块，该控制模块分别电性连结该测速模块、该变速模块；其中，该测速模块用以量测行车的车速讯号并传送至该控制模块，该变速模块可受该控制模块控制进行挡位的变换，该控制模块从车速讯号推算出车速变化，并依车速变化判断是否满足其内建自动变速模式的换挡条件，来控制该变速模块进行挡位的变换；而该自动变速模式用以判断各挡位的换挡时机，其换挡条件包含每二挡位间的进挡临界值及退挡临界值，且该各进挡临界值及该各退挡临界值如前述换挡时机判断方法，分别由第一期望值、第二期望值与挡位变速比所得知。较佳者，其中该车辆可为一自行车，且该期望值区间可为预设踏速区间。较佳者，其中该测速模块为用以量测车轮转速的转速传感器。较佳者，其中该测速模块可为霍尔转速传感器或红外线转速传感器。较佳者，其中该变速模块为内变速器或外变速器。较佳者，其中该控制模块进一步连结一显示模块，用以显示行车信息。较佳者，其中该控制模块进一步连结一电源模块，其包含一用于供电及储电的储电单元，以及一用于发电的发电单元。较佳者，其中该发电单元可设于该自行车的前轮。为使本专利技术的上述目的、功效及特征可获得更具体的了解，依各附图说明如下：附图说明图1为本专利技术实施例自动变速系统的方块示意图。图2为本专利技术实施例舒适模式切换挡位示意图。符号说明：1控制模块；2测速模块；3变速模块；4显示模块；5电源模块；51储电单元；52发电单元；VH1、VH2、VH3、VH4进挡临界值；VL2、VL7、VL4、VL5退挡临界值。具体实施方式本专利技术换挡时机判断方法，其主要是应用在车辆的自动变速系统中，用以判断挡位间切换的时机点；其主要是以变速系统中的动力供应源为出发点，根据动力供应源的模式或效能配设适当的期望值区间(通常为适当的转速区间；当应用于变速自行车时，动力供应源为使用者踩踏的转速，期望值区间可为预设的踏速区间；而当应用于动力系统中，动力供应源为马达输出的转速，期望值区间可为该马达输出效能最佳、最稳定的转速区间)，并配合变速系统中各挡位的变速比，来推算车辆预期的车速区间，来判断各挡位进/退挡的时机；于本专利技术中，系从期望值区间中选取较大的第一期望值与较小的第二期望值，配合各挡位的变速比，以第一期望值推算出的预期车速作为进至下一挡位的进挡临界值，而以第二期望值推算出的预期车速作为退回原挡位的退挡临界值，藉此，可错开进挡与退挡的时机，减少频繁换挡的问题，且让动力供应源保持在预期的转速区间内，降低换挡时产生的顿挫感，让动力供应源能维持在良好的效能。本专利技术实施例主要是以自行车领域为例，主要是为了让骑乘者能感觉到舒适及便利，以智能型自动变速系统来取代传统式的手动推杆换挡或者是电子按键的切换挡位的机械式拉索变速系统。请参图1所示，本专利技术实施例的自动变速系统，其装设于一自行车上，主要硬件架构包括有一控制模块1、一测速模块2、一变速模块3、一显示模块4及一电源模块5，其中电源模块5包含有一储电单元51及一发电单元52，控制模块1则分别电性连接至其它各模块。测速模块2装设于自行车后轮，用以量测行车的车速讯号并传送至控制模块1，具体可为转速传感器，藉由量测后轮的转速供控制模块1推算行车的车速；而于本实施例中测速模块2采用霍尔转速传感器，其具体系于后轮360度轮圈上平均分布4个磁铁，藉由后轮转动时，感测各磁铁经过的时差来判断后轮的转速，进而供控制模块1推算行车的车速。变速模块3装设于自行车后轮，包含具有数个挡位的内变速器(或外变速器)以及可受控制模块1控制来变换挡位的马达驱动器。于本实施例中，变速模块3采用SA(STURMEYARCHER)型号S-RF5(W)的内五速变速器，各挡位的变速比(通常为输入与输出间的齿数比，于本例中为踏板齿轮与后变速齿轮的齿数比)依序为1.17、1.40、1.87、2.48、2.98；而马达驱动器可为步进马达齿轮或是伺服马达(ServerMotor)，利用步进马达转动涡杆来带动齿轮后拉动或放松内五速变速器的拉索而形成变换挡位模式，或是利用伺服马达带动内五速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换挡时机判断方法，其用以判断至少一挡位换挡的时机，其特征在于包括：从一期望值区间中选定一第一期望值与一第二期望值，且该第一期望值大于该第二期望值；利用该第一期望值与该挡位的变速比推算出该挡位进挡的进挡临界值；以及利用该第二期望值与该挡位的变速比推算出退挡至该挡位的退挡临界值。

【技术特征摘要】
1.一种换挡时机判断方法，其用以判断至少一挡位换挡的时机，其特征在于包括：从一期望值区间中选定一第一期望值与一第二期望值，且该第一期望值大于该第二期望值；利用该第一期望值与该挡位的变速比推算出该挡位进挡的进挡临界值；以及利用该第二期望值与该挡位的变速比推算出退挡至该挡位的退挡临界值。2.根据权利要求1所述的换挡时机判断方法，其特征在于，应用于一变速自行车，且该期望值区间为预设踏速区间。3.一种运用权利要求1所述方法的自动变速系统，应用于一车辆，其特征在于包括一测速模块、一变速模块及分别连结该测速模块、该变速模块的一控制模块；该测速模块用以量测行车的车速讯号并传送至该控制模块，该变速模块可受该控制模块控制进行挡位变换，该控制模块从车速讯号推算出车速变化，并依车速变化判断是否满足其内建自动变速模式的换挡条件，来控制该变速模块进行文件位的变换；其中，该自动变速模式用以判断各挡位的换挡时机，其换挡条件包含每二挡位间的进挡临界值及退挡临界值，且该各进挡临界值及该各退挡临界值得到方法为：从一期望值区间中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树，周琼艳，
申请(专利权)人：李树，周琼艳，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71