自动传动装置及用于其的方法
[0023]参考图1，现在描述用于保持速度输入恒定的传动装置控制系统100。在一种实施方式中，系统100包括耦合到传动装置106的输入轴102和输出轴104，其中传动装置106耦合到传动装置控制器108。输入轴102具有输入速度W1，而输出轴104具有输出速度W。。传动装置的速度比(SR)被定义为输出速度W。除以输入速度W1(或者等同地，Wl= Wc]/SR)。在控制系统100的操作过程中，在某些实施方式中，当输出速度W。改变时，传动装置控制器108调节SR，以便将输入速度W1保持在基本恒定的值，或者在输入速度w i的预定带中。因此，在一种实施方式中，给定期望的恒定输入速度W1W及在操作过程中检测到的输出速度Wci，控制器108调节传动装置104以与检测到的输出速度Wci关联的预定SR运行。
[0024]传动装置106可以是传统的副变速器(range box)、齿轮箱、基于行星齿轮的传动装置、基于牵引(tract1n-based)的传动装置(例如环形传动装置、球一行星传动装置或者任何其它连续变化或者无极变速传动装置)或者其任意组合。传动装置控制器108可以包括各种集成电路、计算机处理器、逻辑模块、输入和输出接口、数据结构、数字存储器、电源、致动器、传感器、编码器、伺服机构等等。优选地，在一种实施方式中，传动装置控制器108包括将车辆输出速度W。与和传动装置106的SR相关的数据关联的数据结构。
[0025]现在转到图2，自动传动装置控制系统200包括耦合到数字处理器204的速度传感器202。数字存储器206设置成与数字处理器204通信。在数字存储器206中存储了与SR关联的输出速度W。的一个或多个矩阵或者表或者映射(下文中称为“表208”)。在一些情况下，逻辑模块209设置成与数字处理器204通信；逻辑模块209具有合适的程序设计和/或算法，以便与数字处理器204合作处理输入并提供输出，例如在基于感测到的输出速度Wci和与期望的恒定输入速度W1相关联的数据输入来确定SR。在一种实施方式中，系统200包括耦合到数字处理器204以向数字处理器204提供与期望的恒定输入速度目标W。关联的数据输入的输入设备210。在系统200的一些实施方式中，致动器212(或者比率调节器机构)耦合到数字处理器204，由此数字处理器204可以控制致动器212来调节传动装置107的SR，在一种情况下，传动装置107可以是无极变速传动装置(CVT)。
[0026]在操作过程中，速度传感器202向数字处理器204提供对输出速度W。的指示。输入设备210向数字处理器204提供目标输入速度W。。与逻辑模块209和/或表208合作，数字处理器204确定与所指示的输出速度Wci和目标输入速度w。关联的SR。然后，数字处理器204命令致动器212将传动装置107的操作速度比调节到所确定的SR。在一些实施方式中，目标输入速度W。可以在输出速度w。范围上基本恒定，使得骑车人以基本恒定的节奏踩踏板。在一种实施方式中，输入设备210提供与输出速度Wci值关联的预定输入速度W。值的映射或者指示这种映射的选择。
[0027]现在参考图3，自动切换自行车系统300配置成将骑车人的节奏保持在骑车人所选的节奏水平的窄带内。如在此所使用的，术语“节奏”指骑车人的踩踏板速度(其等同于自行车曲柄的旋转速度)。在一种实施方式中，自行车系统300包括与速度传感器304通信的控制单元302、编码器位置传感器306、用户接口 308、电源310和可逆电动机312。在一些情况下，齿轮减速组(gear reduct1n set) 314親合在可逆电动机312与传动装置316之间。自行车轮318和输入驱动器320可操作地耦合到传动装置316。在一些实施方式中，编码器位置传感器306耦合到齿轮减速组314，且速度传感器304可操作地耦合到自行车轮318或者耦合到与其关联的任何旋转部件。输入驱动器320可以是，或者可操作地耦合至IJ，后轮链齿、链条、前链齿、单向离合器、自由轮等。电源310可以耦合到控制单元302、用户接口 308和电动机312中的任何一个，或者与其集成。电源310可以是例如电池、发电机或者任何其它合适的电力生成或能量存储设备。
[0028]在一些实施方式中，控制单元302包括与存储器324和逻辑模块326通信的数字处理器322。控制单元302可以附加地包括与数字处理器322通信的电动机控制器328。应当指出，数字处理器322、存储器324、逻辑模块326和电动机控制器328不需要全部都集成到一个设备中或者放到共同的外壳中。即，在一些实施方式中，数字处理器322、存储器324、逻辑模块326和电动机控制器328中的任何一个可以远离任何一个其它装置定位；它们之间(或它们中)的通信可以是有线的或者无线的。存储器324优选地具有一个或多个表330，其中所述表330具有将输出速度W。的值与SR的值关联的数据。在一种实施方式中，如图3中所示出的，SR的值由与编码器位置关联的值表示；即，编码器位置表示传动装置316的至少一个SR状态。如在此所使用的，术语“编码器位置”指检测器和/或传感器的状态，该状态表示传动装置316的部件的位置或者耦合到传动装置316的这种部件的内部或外部部件的位置。例如，在一种情况下，编码器位置指示耦合到传动装置316换档杆的齿轮的角位置，从而编码器位置指示该换档杆的角或者轴向位置。
[0029]在一种实施方式中，用户接口 308包括显示器332及一个或多个操作按钮开关334。显示器332可以是任何合适的屏幕等，用于呈现多种图形和/或字母数字信息。操作开关334可以包括配置成使得操作员能够例如输入数据、进行选择或者改变值的一个或多个按钮或者操纵器。在一些实施方式中，操作开关334使得骑车人能够在操作模式(例如，自动连续的比率调节、自动步进的比率调节、手动，等等)中进行选择。操作开关334可以配置成使得骑车人能够在自动模式下命令不同的节奏水平，或者在手动模式下请求SR调节。
[0030]仍然参考图3，在自动切换自行车系统300的操作过程中，用户可以在日常骑行中操作自行车时使用用户接口 308来调节期望的节奏水平。控制单元302接收节奏输入，查询存储器324，并与逻辑模块326合作，来选择与节奏输入关联的对应表330。由此，在自行车的正常运行中，用户可以通过指示期望的节奏值来从预定的节奏水平映射(即，表330)中进行选择。速度传感器304检测自行车轮318的速度，在一些情况下其涉及检测某个其它旋转部件(例如自行车轮318的辐条)的旋转速度，其中该旋转部件以指示自行车轮318的旋转速度的速度旋转。基于所指示的节奏值和检测到的自行车轮318的速度，控制单元302从表330中识别与感测到的自行车轮318的速度关联的SR或者编码器位置。与电动机控制器328合作，控制单元302致动可逆电动机312，以便将传动装置316调节成获得基本上匹配从表330中识别出的SR的速度比。当控制单元302响应于自行车轮318的速度的改变而调节SR时，骑车人的节奏被控制成停留在骑车人期望的节奏水平的带内。例如，在一些情况下，骑车人在稳态操作过程中的实际节奏水平可以保持在期望的节奏水平加上或者减去10转/分钟(rpm)，或者+/-5rpm，或者少于+/-2rpm。在一些实施方式中，自动切换自行车系统300可以配置成具有多种自动模式。所述模式可以预先确定，以便在一定的输出速度范围上以任意期望的方式控制骑车人的节奏。例如，在一种这样的模式下，表330可以具有节奏值、输出速度值和相关联的SR值，使得在第一输出速度范围上，节奏被控制到某个节奏值或者特定的节奏值范围，而在第二输出速度范围上，节奏被控制到另一个节奏值或者另一个特定的节奏值范围。
[0031]现在参考图4，其描述用于生成可以与表330 —起使用的数据结构的处理400。在一种实施方式中，示例传动装置316是球一行星、牵引CVT类型的混合可变行星齿轮(CVP)。这种设备的例子是NuVinci?传动装置。在这种传动装置316中，输入牵引环的速度与输出牵引环
文档序号 :
【 9444972 】
技术研发人员：C·M·瓦西利奥蒂斯,D·L·罗杰斯,L·T·麦克丹尼尔
技术所有人：福博科知识产权有限责任公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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