CN115959237A - 用于人力驱动车辆的控制设备 - Google Patents

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佐野彻
松林宽子
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Abstract

提供了一种用于人力驱动车辆的控制设备，所述人力驱动车辆包括配置为输出电力的发电机，与所述发电机电连接的电力存储装置，以及具有通过所述发电机和所述电力存储装置中的至少一个的电力致动的致动器的部件。所述控制设备包括与所述发电机和所述电力存储装置中的至少一个电连接的控制器。所述控制器配置为根据与所述发电机的输出状态和所述电力存储装置的存储状态中的至少一个相关的信息来控制部件的操作状态。

Description

用于人力驱动车辆的控制设备
技术领域
本公开总地涉及一种用于人力驱动车辆的控制设备。
背景技术
近几年，一些人力驱动车辆(例如自行车)设置有电气部件或装置，以使骑行者更容易操作人力驱动车辆。例如，一些人力驱动车辆设置有电动操作的传动***，以便更平稳地换挡。其中一些电动操作的传动***使用具有带电机的后拨链器的后多级链轮组件和具有带电机的前拨链器的前多级链轮组件。这些带电机的拨链器由控制设备(例如自行车码表)电动地操作，以用于操作电机以执行换挡操作。在某些情况下，这些电动操作的传动***的电力是由设置在旋转地支撑人力车辆的车轮的花鼓的电力发生装置来供应的。该电力发生装置根据人力车辆的驾驶情况产生电力。
发明内容
总地来说，本公开内容涉及一种人力驱动车辆的控制设备的各种特性。本文中使用的术语“人力驱动车辆”是指至少可由人力驱动的车辆，但不包括仅仅使用非人力的驱动力的车辆。特别地，仅使用内燃机作为驱动力的车辆不包括在人力驱动车辆范围内。人力驱动车辆一般认为是一种紧凑的、轻型的车辆，有时不需要公共道路上驾驶的许可证。人力驱动车辆的车轮数量不受限制。人力驱动车辆包括，例如，独轮脚踏车和具有三个或更多轮子的车辆。人力驱动车辆包括，例如，各种类型的自行车，如山地车、公路自行车、城市自行车、货运自行车和卧式自行车，以及电动辅助自行车(E-bike)。
鉴于已知技术的状况并根据本公开的第一方面，提供了一种用于人力驱动车辆的控制设备，该控制设备包括配置为输出电力的发电机、与发电机电连接的电力存储装置，以及具有由来自发电机和电力存储装置中的至少一个的电力驱动的致动器的部件。
控制设备包括和发电机与电力存储装置中的至少一个电连接的控制器。该控制器配置为根据与发电机的输出状态和电力存储装置的存储状态中的至少一个相关的信息来控制部件的操作状态。
利用根据第一方面的控制设备，能够根据发电机的输出状态和/或电力存储装置的存储状态将部件控制在合适的操作状态。
根据本公开的第二方面，根据第一方面的控制设备配置为使操作状态包括正常操作状态和节电操作状态，并且控制器配置为根据信息将操作状态从正常操作状态控制到节电操作状态。
利用根据第二方面的控制设备，能够根据发电机的输出状态和/或电力存储装置的存储状态来控制部件处于节电操作状态。
根据本公开的第三方面，根据第二方面的控制设备配置为使输出状态包括第一输出状态；在第一输出状态中，与人力驱动车辆的前进速度相关的速度值变得等于或小于第一预定速度值，并且控制器配置为根据与第一输出状态相关的信息,将操作状态从正常操作状态控制到节电操作状态。
利用根据第三方面的控制设备，能够控制部件处于节电操作状态，以在人力驱动车辆慢于预定速度时节省电力消耗。
根据本公开的第四方面，根据第三方面的控制设备配置为使输出状态包括第二输出状态；在第二输出状态中，速度值变得等于或小于第二预定速度值，第二预定速度值小于第一预定速度值，操作状态还包括第一断电操作状态，并且控制器构配置为根据与第二输出状态相关的信息将操作状态从节电操作状态控制到第一断电操作状态。
利用根据第四方面的控制设备，能够在人力驱动车辆慢于预定速度时更节省电力消耗。
根据本公开的第五方面，根据第三方面的控制设备配置为使输出状态包括第三输出状态；在第三输出状态中，速度值变成大于第三预定速度值，并且控制器配置为根据与第三输出状态相关的信息,将操作状态从节电操作状态控制到正常操作状态。
利用根据第五方面的控制设备，当人力驱动车辆的速度超过预定速度时，有可能返回到正常操作状态。
根据本公开的第六方面，根据第二方面至第五方面中的任一方面的控制设备配置为使存储状态包括第一存储状态，在第一存储状态中，电力存储装置的电力值变成等于或小于第一预定电力值，并且控制器配置为根据与第一存储状态相关的信息将操作状态从正常操作状态控制到节电操作状态。
利用根据第六方面的控制设备，能够控制部件处于节电操作状态，以在电力存储装置的电力值小于预定电力值时节约电力消耗。
根据本公开的第七方面，根据第六方面的控制设备配置为使存储状态包括第二存储状态；在第二存储状态中，电力值变成等于或小于第二预定电力值，第二预定电力值小于第一预定电力值；操作状态还包括第二断电操作状态，并且控制器配置为根据与第二存储状态相关的信息将操作状态从正常操作状态控制到第二断电操作状态。
利用根据第七方面的控制设备，能够在电力存储装置的电力值小于预定电力值时，更节省电力消耗。
根据本公开的第八方面，根据第六方面或第七方面的控制设备配置为使得存储状态包括第三存储状态；在第三存储状态中，电力存储装置的电力值变成等于或大于第一预定电力值，并且控制器配置为根据与第三存储状态相关的信息将操作状态从节电操作状态控制到正常操作状态。
利用根据第八方面的控制设备，可以在电力存储装置的电力值大于预定电力值时，返回到正常操作状态。
根据本公开的第九方面，根据第二方面至第八方面中的任一方面的控制设备配置为使控制器配置为在节电操作状态下限制部件的功能。
利用根据第九方面的控制设备，可以节省部件的电力消耗。此外，还能够减少误操作或防止电力不足时的不可操作状态。
根据本公开的第十方面，根据第九方面的控制设备配置为使控制器配置为在节电操作状态下降低部件的操作速率，并且该操作速率包括至少一个产生力速率来去辅助踩踏。
利用根据第十方面的控制设备，能够通过降低部件的操作速率来节省部件的电力消耗。此外，还能够减少误操作或防止电力不足时的不可操作状态。
根据本公开的第十一方面，一种电气设备包括根据第一方面至第十方面中的任一方面的控制设备，以及具有响应于操作构件的操作而激活的致动器的部件。
利用根据第十一方面的电气设备，能够根据发电机的输出状态和/或电力存储装置的存储状态将部件控制在合适的操作状态。
根据本公开的第十二方面，根据第十一方面的电气设备还包括电连接在发电机和电力存储装置之间的整流器，其中整流器配置为整流从发电机输出的电力。
利用根据第十二方面的电气设备，能够对从发电机输出的电力进行整流，把来自发电机的交流电转换为直流电。
根据本公开的第十三方面，根据第十二方面的电气设备配置为使电力存储装置包括了相对于彼此串联的多个电力存储元件，其中多个电力存储元件配置为以时分(time-division)方式存储从发电机输出的电力。
利用根据第十三方面的电气设备，能够将多个电力存储元件分别充电到发电机的电压水平。
根据本公开的第十四方面，根据第十三方面的电气设备配置为将整流器和电力存储元件配置为形成电压倍增器电路。
利用根据第十四方面的电气设备，能够将电力存储装置充电到比发电机更高的电压水平。
根据本公开的第十五方面，根据第十一方面至第十四方面中的任一方面的电气设备还包括花鼓轴，以及相对于花鼓轴可旋转地设置的花鼓本体，其中发电机设置在花鼓轴和花鼓本体之间。
利用根据第十五方面的电气设备，能够通过花鼓本体的旋转产生电力。
根据本公开的第十六方面，根据第十五方面的电气设备配置为使电力存储装置设置至花鼓轴。
利用根据第十六方面的电气设备，能够将电力存储装置和花鼓轴设置为一个单元。
根据本公开的第十七方面，根据第十五方面或第十六方面的电气设备配置为使电力储存装置容纳在花鼓本体内部。
利用根据第十七方面的电气设备，能够将电力存储装置容纳在花鼓本体中。
根据本公开的第十八方面，根据第十五方面至第十七方面中的任一方面的电气设备配置为使控制器设置至花鼓本体。
利用根据第十八方面的电气设备，可以将控制器和花鼓本体设置为一个单元。
根据本公开内容的第十九方面，提供了一种用于人力驱动车辆的***，其中该***包括根据第十一方面至第十八方面中的任一方面的电气设备。
利用根据第十九方面的***，可以根据发电机的输出状态和/或电力存储装置的存储状态将部件控制在合适的操作状态。
此外，根据以下详细描述，所公开的控制设备的其他目的、特征、方面和优点对于本领域的技术人员将变得显而易见，该详细描述结合附图公开了控制设备的优选实施例。
附图说明
现在参考构成本公开的一部分的附图：
图1是装备有根据本公开的实施例的花鼓形式的自行车部件的自行车(即人力驱动车辆)的侧视立面图；
图2是图1所示的人力驱动车辆的车体上的花鼓的纵向立面图。
图3是图2所示的花鼓的纵向剖视图；
图4是图2至图4中示出的花鼓的透视图，其部分破碎方式以显示电子电路板；
图5是电子电路板的方框图；
图6是示出电力发电机、电力存储器、电子电路板和后拨链器的电连接的电路示意图，显示了自行车的前进速度足够高，从而由电力发电机产生的充电电流大于电子电路板和后拨链器消耗电流的情况；
图7是示出电力发电机、电力存储器、电子电路板和后拨链器的电连接的电路示意图，显示了根据本公开的实施例的没有操作状态控制的状态，其中自行车的前进速度降低，从而电力发电机产生的充电电流小于电子电路板和后拨链器的消耗电流；
图8是示出电力发电机、电力存储器、电子电路板和后拨链器的电连接的电路示意图，显示了根据本公开的实施例的具有操作状态控制的状态，其中自行车的前进速度降低，但是电力发电机产生的充电电流保持大于电子电路板和后拨链器的消耗电流；
图9是示出电力发电机产生的电力根据自行车的前进速度而变化的示意图；
图10是示出根据本公开的实施例的操作状态控制的状态转换图；
图11是示出电力发电机和电力存储器通过整流器的电连接的电路示意图；
图12是示出电力发电机和电力存储器通过另一整流器的另一电连接的电路示意图。
具体实施方式
现在将参照附图对选定的实施例进行解释。对于人力驱动车辆领域(例如自行车领域)的技术人员来说，从本公开内容中显而易见的是，以下对实施例的描述仅用于说明，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物定义的本发明。
首先参考图1，图示了自行车V(即，人力驱动车辆)，该自行车配备有根据图示的实施例的电气设备ED。这里，在图示的实施例中，电气设备ED包括自行车部件10，该部件是自行车花鼓。更具体地说，自行车部件10是自行车后花鼓。此外，在这里，在图示的实施例中，自行车部件10是花鼓发电机(能量收集电源)，用于向自行车V的或多个部件提供电力。然而，自行车部件10不限于花鼓发电机。此外，虽然自行车部件10图示为后花鼓，但自行车部件10的某些方面可以提供给前花鼓。因此，自行车部件10不限于后花鼓。
这里，自行车V是电动辅助自行车(E-bike)。可替代地，自行车V可以是公路自行车、城市自行车、货运自行车和卧式自行车，或另一种类型的越野自行车，如公路越野自行车。如图1所示，自行车V包括由后轮RW和前轮FW支撑的车体VB。车体VB基本上包括前车架主体FB和后车架主体RB(摆臂)。车体VB还设置有车把H和用于转向前轮FW的前叉FF。后车架主体RB可摆动地安装在前车架主体FB的后部，从而使后车架主体RB可以相对于前车架主体FB进行枢转。后轮RW安装在后车架主体RB的后端。后减震器RS可操作地设置在前车架主体FB和后车架主体RB之间。后减震器RS设置在前车架主体FB和后车架主体RB之间，以控制后车架主体RB相对于前车架主体FB的运动。也就是说，后减震器RS吸收从后轮RW传来的冲击。后轮RW可旋转地安装在后车架主体RB上。前轮FW通过前叉FF安装在前车架主体FB上。也就是说，前轮FW安装在前叉FF的下端。高度可调的座管ASP以常规方式安装在前车架主体FB的座管上，并以任何合适的方式支撑自行车座或鞍座S。在图示的实施例中，高度可调的座管ASP可以是电动调节的。前叉FF可枢转地安装在前车架主体FB的头管上。车把H安装在前叉FF的转向柱或转向管的上端。前叉FF吸收从前轮FW传来的冲击。优选地，后减震器RS和前叉FF是可电动调节的悬架。例如，后减震器RS和前叉FF的硬度和/或行程长度可以调节。
自行车V还包括传动***DT和与传动***DT可操作地耦合的电驱动单元DU。这里，例如，传动***DT是链传动类型，包括曲柄C、前链轮FS、多个后链轮CS和链条CN。曲柄C包括曲柄轴CA1和一对曲柄臂CA2。曲柄轴CA1通过电驱动单元DU可旋转地支撑到前车架主体FB上。曲柄臂CA2设置在曲柄轴CA1的相对两端。踏板PD可旋转地耦合到每个曲柄臂CA2的远端。传动***DT可以选自任何类型，并且可以是皮带传动类型或轴传动类型。
电驱动单元DU具有为前链轮FS提供驱动辅助力的电动马达。电驱动单元DU可以被致动来以常规方式辅助自行车V的推进。例如，电驱动单元DU是根据施加在踏板PD上的人力驱动力而致动的。电驱动单元DU是由安装在自行车V的下管上的主电池组BP提供的电力而致动的。在某些情况下，主电池组BP可以向其他车辆部件提供电力，例如后拨链器RD、高度可调的座管ASP、后减震器RS、前叉FF以及任何其他使用电力的车辆部件。在图示的实施例中，自行车V图示为电动辅助自行车(E-bike)，其具有电气部件如后拨链器RD、高度可调的座管ASP、后减震器RS、前叉FF、电驱动单元DU等的电气部件。然而，一些电气部件是可选的，不需要提供给自行车V的不同配置。在不同的情况下，诸如后拨链器RD、高度可调的座管ASP、后减震器RS、前叉FF、电驱动单元DU等电气部件也是可选的，并且根据需要和/或期望选择性地提供给自行车V。例如，在城市自行车的情况下，自行车V可以配置为没有高度可调的座管ASP、后减震器RS。
自行车V还包括自行车码表SC。这里，自行车码表SC安装在前车架主体FB上。可替代地，自行车码表SC可以设置在车把H上。自行车码表SC通知骑行者自行车V的各种行驶和/或操作条件。自行车码表SC还可以包括各种控制程序，用于自动控制或多个车辆部件。例如，自行车码表SC可以设置有用于基于自行车V的或多个行驶和/或操作条件改变后拨链器RD的齿轮的自动换挡程序。
这里，在图示的实施例中，电气设备ED还包括后拨链器RD(例如，部件)，该后拨链器RD附接到后车架主体RB上，用于在后链轮CS之间换挡链条CN。后拨链器RD是一种类型的换挡装置。这里，后拨链器RD是电动拨链器(即电动换挡装置或电动变速器装置)，并具有电动马达或致动器RDa。这里，后拨链器RD靠近自行车部件10设置在后车架主体RB的后侧。当自行车V的骑手手动操作换挡操作装置或换挡器SL(例如，操作构件)时，后拨链器RD可以***作。因此，在图示的实施例中，后拨链器RD具有响应换挡器SL的操作而激活的致动器RDa。后拨链器RD也可以基于自行车V的行驶条件和或操作条件自动***作。自行车V可以还包括多个其他电子部件。部分或全部电子部件可以由自行车部件10在本文讨论的发电状态期间产生的电力来供应。因此，在图示的实施例中，自行车V具有用于人力驱动车辆的***，该***包含包括自行车部件10和电子部件的电气设备ED。
现在将特别参照图2至4描述电气设备ED的自行车部件10的结构。这里，电气设备ED的自行车部件10还包括花鼓轴12和花鼓本体14。花鼓轴12具有中心轴线A1。花鼓轴12构造为不可旋转地附接到车体VB上。在本实施例中，花鼓轴12构造为不可旋转地附接到后车架主体RB上。花鼓本体14相对于花鼓轴12可旋转地设置。具体地，花鼓本体14可旋转地围绕中心轴线A1设置。换言之，花鼓本体14可旋转地围绕花鼓轴12安装。
如图2至图4所示，花鼓轴12是由合适的材料如金属材料制成的刚性构件。这里，花鼓轴12是管状构件。花鼓轴12可以是整块的构件或由几块组成。这里，花鼓轴12包括主体12a和端件12b。端件12b以螺纹方式安装在主体12a的第一端(图2至4中的右侧)。这样，如图2所示，主体12a的第二端(图2至4中的左侧)和端件12b被接收到后车架主体RB的安装开口中。这里，花鼓轴12还包括旋转限制构件12c，它通过端件12b与主体12a联接。旋转限制构件12c与后车架主体RB接合，以使花鼓轴12相对于后车架主体RB的旋转受到限制。
在此，如图2所示，自行车部件10还包括用于将自行车部件10的花鼓轴12固定到后车架主体RB的车轮保持机构16。车轮保持机构16基本上包括轴或串轴16a、凸轮体16b、凸轮杆16c和调节螺母16d。凸轮杆16c通过凸轮体16b附接到串轴16a的一端，而调节螺母16d螺纹连接在串轴16a的另一端。杆16c附接到凸轮体16b上。凸轮体16b联接在串轴16a和凸轮杆16c之间，以使串轴16a相对于凸轮体16b移动。因此，操作杆16c以使串轴16a在中心轴线A1的轴向方向相对于凸轮体16b移动，以改变凸轮体16b和调节螺母16d之间的距离。优选地，在串轴16a的两端都设置有压缩弹簧。可替代地，花鼓轴12可以根据需要和/或期望通过其他附件结构非旋转地附接到后车架主体RB上。
如图1和4所示，花鼓本体14可旋转地安装在花鼓轴12周围以在驱动旋转方向D1上旋转。驱动旋转方向D1对应于后轮RW的向前驱动方向。花鼓本体14构造为以常规方式支撑后轮RW。更为具体地，在图示的实施例中，花鼓本体14包括第一外凸缘14a和第二外凸缘14b。第一外凸缘14a和第二外凸缘14b相对于中心轴线A1径向向外延伸。第一外凸缘14a和第二外凸缘14b构造为接收多个辐条(图1)，用于将后轮RW的轮辋(图1)附接到花鼓本体14。以这种方式，花鼓本体14和后轮RW被联结到一起旋转。
这里，自行车部件10还包括链轮支撑结构18。在图示的实施例中，链轮支撑结构18支撑后链轮CS，如图2所示。链轮支撑结构18可旋转地围绕中心轴线A1设置，以便在围绕中心轴线A1沿驱动旋转方向D1旋转时将驱动力传递给花鼓本体14。如下所述，链轮支撑结构18在围绕中心轴线A1以非驱动旋转方向D2旋转时，不向花鼓本体14传递驱动力。非驱动旋转方向D2相对于中心轴线A1与驱动旋转方向D1相反。链轮支撑结构18的中心旋转轴线与花鼓轴12的中心轴线A1同心设置。
虽然链轮支撑结构18构造为非旋转地支撑后链轮CS，但链轮支撑结构18不限于图示的实施例。可替代地，一个或多个后链轮CS可以与链轮支撑结构18一体形成。在任何情况下，链轮支撑结构18和后链轮CS联接在一起，以在驱动旋转方向D1和非驱动旋转方向D2上一起旋转。
如图3和4所示，自行车部件10包括壳体20。壳体20构造为容纳各种电气部件。壳体20限定了具有环形形状的内部空间23。在图示的实施例中，自行车部件10包括电子电路板ECB(例如，控制装置)和电力存储器PS(例如，电力存储装置)。电子电路板ECB设置在壳体20的内部空间23中。电力存储器PS设置在壳体20的内部空间23中。因此，在图示的实施例中，电力存储器PS容纳在花鼓本体14内部。特别地，电力存储器PS设置在电子电路板ECB上或与之相邻。例如，电力存储器PS设置在花鼓轴12上。电子电路板ECB与电力存储器PS电连接，用于控制来自电力存储器PS的电力输入和输出。第一电缆EC1的一端与电子电路板ECB电连接。第一电缆EC1的另一端与自行车V的另一电气部件，例如后拨链器RD、电池组BP或电接头电连接。这样，第一电缆EC1可以将自行车部件10产生的电能提供给后拨链器RD、电池组BP或另一电气部件。第一电缆EC1也可用于使用电力线通信(PLC)传输信号。在图示的实施例中，电力存储器PS容纳在花鼓本体14内。然而，电力存储器PS的位置并不限于这个位置。只要电力存储器PS与电子电路板ECB电连接，电力存储器PS可以布置在花鼓本体14的外面或车体VB上的任何其他位置。
花鼓轴12支持壳体20。这里，壳体20相对于花鼓轴12是不可旋转的。自行车部件10还包括盖子22。盖子22与壳体20联接。
在图示的实施例中，自行车部件10还包括被检测部件24和旋转检测传感器25。被检测部件24设置至链轮支撑结构18。另一方面，旋转检测传感器25设置在壳体20的内部空间23中。旋转检测传感器25构造为检测被检测部件24以检测链轮支撑结构18围绕中心轴线A1的旋转。由于旋转检测传感器25在电子电路板ECB上，旋转检测传感器25相对于花鼓轴12是不可旋转的。如图4所示，旋转检测传感器25设置在花鼓本体14中，其位置与花鼓轴12径向向外间隔开。
在图示的实施例中，旋转检测传感器25包括磁传感器，而被检测部件24包括磁体。因此，磁传感器检测磁体的运动，该磁体与链轮支撑结构18一起旋转。换句话说，通过这种布置，旋转检测传感器25构造为检测被检测部件24以检测链轮支撑结构18围绕中心轴线A1的旋转。这里，被检测部件24的磁体是具有交替的S极部分和N极部分的环形构件。这样，旋转检测传感器25可以检测到与链轮支撑结构18联接的后链轮CS的旋转量和旋转方向。本文所用的术语“传感器”是指用于检测特定事件、物体、物质或其环境变化的存在或不存在，并发出响应信号的硬件装置或仪器。本文所用的术语“传感器”不包括人。旋转检测传感器25从电力存储器PS接收电力。
如图3所示，自行车部件10还包括电力发电机26(例如，发电机)。电力发电机26设置在花鼓轴12和花鼓本体14之间。电力发电机26构造为输出电力。具体地，电力发电机26构造为通过花鼓本体14相对于花鼓轴12的旋转来产生电力。更具体地，电力发电机26设置在花鼓轴12和花鼓本体14的中心部分之间的花鼓本体14中。电子电路板ECB与电力发电机26电连接，用于控制电力发电机26的电力输出。特别地，第二电缆EC2将电子电路板ECB与电力发电机26电连接。因此，在图示的实施例中，电力存储器PS与电力发电机26电连接。
电力发电机26基本上包括电枢28(即，图示实施例中的定子)和磁体30(即，图示实施例中的转子)。虽然电枢28图示为相对于花鼓轴12固定，磁体30图示为相对于花鼓本体14固定，但电枢28可以相对于花鼓本体14固定，磁体30可以相对于花鼓轴12固定。电枢28包括第一磁轭28A，第二磁轭28B和线圈28C。第一磁轭28A包括两个或更多的第一磁轭件，它们设置在花鼓轴12的圆周方向上。同样地，第二磁轭28B包括两个或更多的第二磁轭件，它们设置在花鼓轴12的圆周方向上，并与第一磁轭28A的第一磁轭件交替排列。线圈28C位于第一磁轭28A和第二磁轭28B之间。磁体30包括设置在管状支撑体32内的多个第一磁体部件30A和多个第二磁体部件30B。管状支撑体32固定联接到花鼓本体14的内部，从而使磁体30和花鼓本体14一起围绕花鼓轴12旋转。第一磁体部件30A和第二磁体部件30B设置为使第一磁体部件30A和第二磁体部件30B的S极和N极在花鼓轴12的圆周方向上交替布置。因此，第一磁体部件30A的S极不与第二磁体部件30B的S极对齐，并且第一磁体部件30A的N极不与第二磁体部件30B的N极在轴构件12的轴向方向上对齐。
电子电路板ECB包括电子控制器42(例如，控制器)。电子控制器42设置在电子电路板ECB上。电子控制器42构造为接收来自旋转检测传感器25的检测信号。电子控制器42包括至少一个执行预定的控制程序的处理器。该至少一个处理器可以是，例如，中央处理单元(CPU)或微处理单元(MPU)。本文所用的术语“电子控制器”是指执行软件程序的硬件，而不包括人。电子控制器42从电力发电机26和电力存储器PS中的至少一个接收电力。因此，在图示的实施例中，电子控制器42与电力发电机26和电力存储器PS中的至少一个电连接。电子控制器42构造为控制由电力发电机26产生的电力和控制从电力存储器PS提供的电力。在图示的实施例中，如图4所示，电子电路板ECB设置在花鼓本体14内的壳体20的内部空间23中，因此电子控制器42也设置在花鼓本体14上。
在图示的实施例中，电力存储器PS包括相对于彼此串联的多个电容器(例如，电力存储元件)。具体地，电力存储器PS包括第一电容器44和第二电容器46。在图示的实施例中，第一电容器44和第二电容器46例如是锂离子电容器(LIC)。电子控制器42构造为控制由电力发电机26产生的电力在第一电容器44和第二电容器46中的存储。电子控制器42构造为控制在第一电容器44和第二电容器46中储存的电力到其他部件的分配。因此，由电力发电机26产生的电力可以被储存和/或直接供应给其他组件，如旋转检测传感器25、后拨链器RD等。具体地，在图示的实施例中，自行车V(例如，人力驱动车辆)包括电力发电机26、电力存储器PS和后拨链器RD(例如，部件)，并且后拨链器RD具有由来自电力发电机26和电力存储器PS中至少一个的电力驱动的致动器RDa。
优选地，如图4所示，电子电路板ECB还包括设置在电子电路板ECB上的数据存储装置48。数据存储装置48存储用于各种控制过程的各种控制程序和信息，包括操作状态控制、发电控制、电力存储控制、花鼓旋转检测控制等。数据存储装置48包括任何计算机存储设备或任何非临时性计算机可读介质，唯一的例外是暂时性传播信号。例如，数据存储装置48包括非易失性存储器和易失性存储器。非易失性存储器包括例如只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存中的至少一种。易失性存储器包括，例如，随机存取存储器(RAM)。
尽管在图4中没有显示，电子电路板ECB还包括各种传感器和电子部件。图5说明了电气设备ED的框图。在图示的实施例中，电气设备ED包括自行车部件10和电气部件，例如后拨链器RD。因此，在图示的实施例中，电气设备ED包括电子电路板ECB(例如，控制装置)和后拨链器RD(例如，部件)。如图5所示，电子电路板ECB还包括存储状态检测传感器50。存储状态检测传感器50检测电力存储器PS的存储或充电状态。具体地，存储状态检测传感器50检测电力存储器PS的存储电力值。更具体地，在图示的实施例中，存储状态检测传感器50检测电力存储器PS的输出电压，并将检测结果输出到电子控制器42。然而，在图示的实施例中，存储状态检测传感器50不限于此。存储状态检测传感器50可以是任何检测可转换为电力存储器PS的输出电压的值的传感器。
如图5所示，电子电路板ECB还包括输出状态检测传感器52。输出状态检测传感器52检测电力发电机26的输出状态。具体地，输出状态检测传感器52检测来自电力发电机26的交流电，并向电子控制器42输出对应于来自电力发电机26的交流电的频率的脉冲(即车辆速度脉冲)。车辆速度脉冲可由电子控制器42计数，以确定后轮RW的旋转速度，该速度对应于自行车V的前进速度和电力发电机26产生的电力。然而，在图示的实施例中，输出状态检测传感器52不限于此。输出状态检测传感器52可以是任何检测可转换为后轮RW的旋转速度的值的传感器。
还如图5所示，电子电路板ECB还包括外部接口(I/F)54。外部I/F54包括用于向自行车V的电气部件传输电力以及用于从外部电源接收电力以用于各种目的的电端口，例如自行车V的电气设备ED的维护。此外，外部I/F可以使用电力线通信(PLC)向自行车V的电气部件传输信号并从自行车V的电气部件接收信号。在图示的实施例中，电子控制器42构造为以手动控制模式或自动控制模式控制后拨链器RD。在手动控制模式中，电子控制器42构造为响应于使用换挡器SL的人工输入而执行换挡控制。具体地，电子控制器42构造为响应于使用换挡器SL的人工输入而通过外部I/F54接收来自换挡器SL的换挡指令，并且通过外部I/F54将换挡指令传输到后拨链器RD以操作后拨链器RD的致动器RDa。另一方面，在自动控制模式中，电子控制器42构造为基于踏频、自行车运行速度和齿轮比中的至少一个自动生成换挡指令，并且通过外部I/F54将换挡指令传送到后拨链器RD以操作后拨链器RD的致动器RDa。可替代地，这些换挡指令可以通过外部I/F54从自行车码表SC获得。
在图示的实施例中，电子控制器42构造为根据与电力发电机26的输出状态和电力存储器PS的存储状态中的至少一个相关的信息来控制后拨链器RD的操作状态。图6-8是示意性电路图，示出了电力发电机26、电力存储器PS、电子电路板ECB和后拨链器RD的电连接。图6示出了这样的状态：电子控制器42控制后拨链器RD处于正常操作状态下，同时自行车的前进速度V足够高，以至于由电力发电机26在该前进速度下产生的充电电流大于电子电路板ECB和后拨链器RD的电流消耗。在这种情况下，如果自行车V的前进速度降低，并且由电力发电机26在该前进速度下产生的充电电流变得小于电子电路板ECB和后拨链器RD的电流消耗，则如图7所示，从电力存储器PS释放的电力被用于控制后拨链器RD处于正常操作状态。然而，在这种情况下，后拨链器RD的可操作时间段会根据电力存储器PS的容量和/或存储状态而受到限制，并且因此将难以确保足够的可操作时间。
另一方面，在图示的实施例中，如果自行车V的前进速度降低，并且由电力发电机26在该前进速度下产生的充电电流变得小于电子电路板ECB和后拨链器RD在正常操作状态下的电流消耗，那么，如图8所示，电子控制器42将操作状态从正常操作状态切换到节能操作状态，以限制电子电路板ECB和后拨链器RD的功能，从而抑制电子电路板ECB和后拨链器RD的电流消耗。通过这种操作状态控制，由电力发电机26在该前进速度下产生的充电电流变得大于在节能操作状态下运行的电子电路板ECB和后拨链器RD的电流消耗，从而确保足够的可操作的时间段。特别地，通过这种操作状态控制，例如，通过限制向后拨链器RD传送换挡指令的电子控制器42的功能和/或性能(例如时钟频率)以及降低后拨链器RD的响应速度，来限制后拨链器RD的功能。此外，在图示的实施例中，如果自行车V的前进速度进一步降低，那么，电子控制器42可以进一步将操作状态切换到断电操作状态，以进一步抑制电子电路板ECB和后拨链器RD的电流消耗。
图9是示出根据自行车V的前进速度由电力发电机26产生的电力的示例值的图。具体地，如图9所示，当自行车V的前进速度在0-3km/h之间时由电力发电机26产生的第一电力小于当自行车V的前进速度在3-5km/h之间时由电力发电机26产生的第二电力，第二电力小于当自行车V的前进速度在6-9km/h之间时由电力发电机26产生的第三电力，并且，第三电力小于当自行车V的前进速度大于9km/h时由电力发电机26产生的第四电力。例如，在图示的实施例中，第一电力为0mA，第二电力在6.1V时在0-11.4mA之间，第三电力在6.1-7V时在11.4-40mA之间，并且第四电力在7V以上时超过40mA。当然，这些值是作为示例值提供的，并不是为了限制本发明而提供的。因此，这些数值对于不同的配置可以是不同的。例如，第一电力可以在0-3mA之间，第二电力可以在5-7V时在0-20mA之间，第三电力可以在5-9V时在7.5-60mA之间，并且第四电力可以在5V以上时超过7.5mA。然而，大体上，随着自行车V的前进速度的增加，电力发电机26可以产生更多的电力。
在图示的实施例中，电子控制器42根据由电力发电机26产生的电力来控制后拨链器RD的操作状态。具体地，由于由电力发电机26产生的电力根据自行车V的前进速度而变化，如上所述，所以在图示的实施例中电子控制器42根据自行车V的前进速度控制后拨链器RD的操作状态。在图示的实施例中，电子控制器42根据自行车V的前进速度将操作状态切换为电子电路板ECB所消耗的电流是第一电流消耗的断电操作状态，电子电路板ECB所消耗的电流是大于第一电流消耗的第二电流消耗的节能操作状态，或者电子电路板ECB所消耗的电流是大于第二电流消耗的第三电流消耗的正常操作状态。例如，在图示的实施例中，第一电流消耗小于0.1uA，第二电流消耗在0.1uA-2mA之间，第三电流消耗为18.3mA。当然，这些数值是作为示例值提供的，并不是为了限制本发明而提供。因此，这些数值对于不同的配置可以是不同的。例如，第一电流消耗可以小于0.5uA，第二电流消耗可以大于第一电流消耗并小于5mA，第三电流消耗可以大于第二电流消耗并在5-25mA之间。
更具体地，如图9所示，例如，当自行车V在加速时，在自行车V的前进速度在0-5km/h之间时，电子控制器42将操作状态切换为断电操作状态，在自行车V的前进速度在5-6km/h之间时，将操作状态切换为节能操作状态，并且在自行车V的前进速度大于6km/h时，将操作状态切换为正常操作状态。另一方面，如图9所示，例如，当自行车V在减速时，在自行车V的前进速度大于6km/h时，电子控制器42将操作状态切换到正常操作状态，在自行车V的前进速度在3-6km/h之间时，将操作状态切换到节能操作状态，并且在自行车V的前进速度在0-3km/h之间时，将操作状态切换到断电操作状态。当然，这些数值是作为示例值提供的，并不是为了限制本发明而提供。然而，大体上，电子控制器42可以随着自行车V的前进速度的增加和电力发电机产生更多的电力而将操作状态切换到消耗更多电力的操作状态(例如，正常操作状态)，而电子控制器42可以随着自行车V的前进速度的降低和电力发电机产生更少的电力而将操作状态切换到消耗更少电力的操作状态(例如，节能操作状态或断电操作状态)。
进一步参考图10，将详细描述由电子控制器42进行的操作状态控制。图10示出了操作状态控制的状态转换图。例如,在电子控制器42开始操作状态控制之前，电子控制器42持续监测外部电力与外部I/F的连接、后轮RW的旋转速度和电力存储器PS的输出电压。
具体地，电子控制器42监测是否从外部I/F提供了等于或大于预定电力值的外部电力。例如，在图示的实施例中，预定电力值为4.5V。然而，预定电力值并不限于这个值，并且可以根据需要和/或期望而有所不同。例如，预定电力值可以是3.5-5.5V之间的数值。电子控制器42监测后轮RW的旋转速度是否等于或大于预定速度值。例如，在图示的实施例中，预定速度值是36rpm。然而，预定速度值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望而有所不同。例如，预定速度值可以是30-40rpm之间的数值。电子控制器42还监测电力存储器PS的输出电压是否等于或大于预定电力值。例如，在图示的实施例中，预定电力值是4.6V。然而，预定电力值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望而有所不同。例如，预定电力值可以是3.6-5.6V之间的数值。
如果电子控制器42确定从外部I/F提供了等于或大于4.5V的外部电力，或者如果电子控制器42确定后轮RW的旋转速度等于或大于36rpm并且电力存储器PS的输出电压等于或大于4.6V，那么电子控制器42开始操作状态控制。
首先，电子控制器42在启动状态ST10工作。在启动状态ST10期间，电子控制器42允许从电力存储器PS放电("LIC放电＝开启")，并禁止从外部I/F放电("PLC放电＝关闭")。然后，电子控制器42开始启动过程，以初始化电气设备ED的各个部件。
当启动过程完成时，接着电子控制器42监测外部I/F处的电压水平(即，"PLC电压")，并确定外部I/F处的电压水平是否等于或大于预定电力值(步骤S10)。例如，在图示的实施例中，预定电力值是3V。然而，预定电力值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望不同。例如，预定电力值可以是2-4V之间的数值。
如果电子控制器42确定外部I/F处的电压水平等于或大于3V(步骤S10中的"是")，则电子控制器42将操作状态从启动状态ST10控制到外部电源连接状态ST12(转换T2)。在外部电源连接状态ST12期间，电子控制器42禁止电力存储器PS的电力放电("LIC放电＝关闭")和外部I/F的电力放电("PLC放电＝关闭")。然后，电子控制器42周期性地监测外部电力与外部I/F的连接。如果电子控制器42检测到外部电力的断开，则电子控制器42结束操作状态控制(转换T4)。
另一方面，如果电子控制器42确定外部I/F处的电压水平小于3V(步骤S10中的"否")，那么电子控制器42进一步确定电力存储器PS的存储状态是否处于异常状态(步骤S12)。特别地，电子控制器42确定电力存储器PS的输出电压是否等于或大于预定上限阈值，以及电力存储器PS的输出电压是否小于预定下限阈值。例如，在图示的实施例中，预定上限阈值为7.8V，预定下限阈值为4.6V。然而，预定上限阈值和预定下限阈值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望不同。例如，预定上限阈值可以是6.8-8.8V之间的值，而预定下限阈值可以是3.6-5.6V之间的值。
如果电子控制器42确定电力存储器PS的输出电压等于或大于7.8V(即，电力存储器PS的过充电状态)，或者电力存储器PS的输出电压小于4.6V(步骤S12中的"是")，则电子控制器42将操作状态从启动状态ST10控制到断电操作状态ST14(转换T6)。在断电操作状态ST14期间，电子控制器42执行关闭程序以关闭电气设备ED。
具体地，在断电操作状态ST14期间，电子控制器42更新存储在数据存储装置48中的错误日志。基本上，电子电路板ECB设计为当电力存储器PS的输出电压低于4.6V时，防止电子控制器42在没有外部电源供应的情况下启动。然而，如果电子控制器42恰好由于线路错误而启动(开机)，那么电子控制器42在更新错误日志(转换T8)后结束操作状态控制。类似地，电子电路板ECB设计为防止电力存储器PS的过充电状态。然而，如果电力存储器PS的过充电状态发生，那么电子控制器42也在更新错误日志(转换T8)之后结束操作状态控制。
此外，在断电操作状态ST14期间，电子控制器42首先允许从电力存储器PS放电("LIC放电＝开启")，并禁止从外部I/F放电("PLC放电＝关闭")，之后电子控制器42禁止从电力存储器PS放电("LIC放电＝关闭")并自我复位以防止电子控制器42变得无法执行任何动作。当关闭过程完成后，则电子控制器42结束操作状态控制(转换T8)。
另一方面，如果电子控制器42确定电力存储器PS的输出电压等于或大于4.6V且小于7.8V(步骤S12中的"否")，那么电子控制器42将操作状态从启动过程ST10控制到换挡操作状态ST15(转换T9)。在换挡操作状态ST15期间，电子控制器42可以在手动控制模式或自动控制模式下控制后拨链器RD，并执行后拨链器RD的换挡控制。
在换挡操作状态ST15期间，电子控制器42首先允许来自外部I/F的电力放电("PLC放电＝开启")和来自电力存储器PS的电力放电("LIC放电＝开启")，然后在正常操作状态ST16下操作。
在正常操作状态ST16期间，电子控制器42可以在手动控制模式或自动控制模式下控制后拨链器RD，并执行后拨链器RD的换挡控制。在正常操作状态ST16中的操作将在后面详细描述。
在正常操作状态ST16期间，电子控制器42周期性地监测电力存储器PS的存储状态是否处于异常状态。特别地，电子控制器42监测电力存储器PS的输出电压是否等于或大于预定电力值。例如，在图示的实施例中，预定电力值是7.8V。然而，预定电力值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望不同。例如，预定电力值可以是6.8-8.8V之间的数值。电子控制器42进一步监测电力存储器PS的输出电压是否等于或小于第二预定电力值。例如，在图示的实施例中，第二预定电力值为4.6V。然而，第二预定电力值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望不同。例如，第二预定电力值可以是3.6-5.6V之间的值。电子控制器42进一步监测电子电路板ECB中是否存在过电流。如果电子控制器42确定电力存储器PS的输出电压等于或大于7.8V，电力存储器PS的输出电压等于或小于4.6V，或者电子电路板ECB中存在过电流，则电子控制器42将操作状态从正常操作状态ST16控制到断电操作状态ST14(转换T10)。因此，在图示的实施例中，存储状态包括第二存储状态，即电力存储器PS的输出电压(例如，电力值)变得等于或小于(或低于)4.6V(例如，第二预定电力值)。操作状态进一步包括断电操作状态ST14(例如，第二断电操作状态)。电子控制器42构造为根据与第二存储状态相关的信息，将操作状态从正常操作状态ST16控制到断电操作状态ST14。
在正常操作状态ST16期间，电子控制器42还监测是否从输出状态检测传感器52输出与来自电力发电机26的交流电的频率相对应的脉冲(即车辆速度脉冲)。如果电子控制器42检测到车辆速度脉冲，则电子控制器42进一步确定后轮RW的旋转速度是否等于或小于第一预定速度值(步骤S14)。例如，在图示的实施例中，第一预定速度值是49rpm。然而，第一预定速度值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望而有所不同。例如，第一预定速度值可以是36-60rpm之间的值。
如果电子控制器42确定后轮RW的旋转速度大于49rpm(步骤S14中的"否")，则电子控制器42返回到正常操作状态ST16并继续监测车辆速度脉冲。
另一方面，如果电子控制器42确定后轮RW的旋转速度等于或小于49rpm(步骤S14中的"是")，则电子控制器42将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T12)。因此，在图示的实施例中，操作状态包括正常操作状态ST16和节能操作状态(例如，节电操作状态)ST18。电子控制器42构造为根据与电力发电机26的输出状态相关的信息将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T12)。此外，在图示的实施例中，输出状态包括第一输出状态，即自行车V的后轮RW的旋转速度(例如，与前进速度相关的速度值)变得等于或小于(或低于)49rpm(例如，第一预定速度值)。电子控制器42构造为根据与第一输出状态相关的信息将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T12)。在节能操作状态ST18的操作将在后面详细描述。这里，在图示的实施例中，电子控制器42可以进一步确定后拨链器RD是否允许操作或允许在节能操作状态ST18中操作。在这种情况下，当后拨链器RD不允许操作或不允许在节能操作状态ST18中操作时，即使电子控制器42确定后轮RW的旋转速度等于或小于49rpm(步骤S14中的"是")，电子控制器42也不将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T12)。例如，在图示的实施例中，电子控制器42通过读取已经根据来自后拨链器RD的通知而改变的状态标志来确定后拨链器RD是否允许操作或允许在节能操作状态ST18中操作。
在正常操作状态ST16期间，电子控制器42还监测电力存储器PS的输出电压是否等于或小于第一预定电力值。换句话说，电子控制器42监测电力存储器PS的低电压状态(即，"LIC低电压")是否发生。例如，在图示的实施例中，第一预定电力值是6V。然而，第一预定电力值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望不同。例如，第一预定电力值可以是5-7V。特别地，第一预定电力值可以设置为不被确定为电力存储器PS的存储状态的异常状态的电力值。例如，第一预定电力值可以设置为4.6V和7.8V之间的电力值，该电力值用于确定转换T6和T10。如果电子控制器42确定电力存储器PS的输出电压等于或小于6V，则电子控制器42将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T14)。因此，在图示的实施例中，存储状态包括第一存储状态，即电力存储器PS的输出电压(例如，电力存储装置的电力值)变得等于或小于(或低于)6V(例如，第一预定电力值)。电子控制器42构造为根据与第一存储状态相关的信息，将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18。因此，在图示的实施例中，第二预定电力值(4.6V)小于第一预定电力值(6V)。在图示的实施例中，当电子控制器42确定电力存储器PS的低电压状态(即，"LIC低电压")时，则电子控制器42立即将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T14)。然而，电子控制器42可以构造为，当电子控制器42确定电力存储器PS的低电压状态(即，"LIC低电压")连续超过两秒时，电子控制器42将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T14)。在这种情况下，电子控制器42也可以构造为，当电子控制器42确定电力存储器PS的低电压状态(即，"LIC低电压")同时后拨链器RD不换挡时，电子控制器42立即将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T14)。
在正常操作状态ST16期间，电子控制器42还定期监测外部I/F处的电压水平(即，"PLC电压")是否大于电力存储器PS的输出电压。如果电子控制器42确定外部I/F处的电压水平大于电力存储器PS的输出电压，则电子控制器42将操作状态从正常操作状态ST16控制到外部电源连接状态ST12(转换T16)。在图示的实施例中，为了防止错误检测，电子控制器42可以将外部I/F处的电压水平与电压值进行比较，在该电压值中，预定的偏移电压，例如0.2V，被添加到电力存储器PS的输出电压。
在正常操作状态ST16期间，电子控制器42还监测是否从其他主控制器或部件收到断电命令。如果电子控制器42确定从其他主控制器或部件接收到断电命令，则电子控制器42将操作状态从正常操作状态ST16控制到外部电源连接状态ST12(转换T18)。此外，例如，在图示的实施例中，当电子电路板ECB包括用于与自行车V的其他电动部件的无线通信器进行通信的无线通信器时，电子控制器42可以构造为在后轮RW的旋转速度小于预定速度值，例如36rpm，对应于5km/h的前进速度时阻止无线通信。
当电子控制器42将操作状态从正常操作状态ST16控制到节能操作状态ST18(转换T12或T14)时，电子控制器42监测是否收到唤醒命令。如果电子控制器42确定收到了唤醒命令，那么电子控制器42将操作状态从节能操作状态ST18控制到正常操作状态ST16(转换T20)。
在节能操作状态ST18期间，电子控制器42监测旋转检测传感器25是否检测到后链轮CS的旋转。在图示的实施例中，旋转检测传感器25可以响应于检测到被检测部件24而输出脉冲(即，"CS脉冲")。在这种情况下，电子控制器42可以通过监测是否从旋转检测传感器25接收到CS脉冲来监测后链轮CS的旋转是否被旋转检测传感器25所检测。
如果电子控制器42确定在预定的时间段内，例如60秒，没有接收到CS脉冲，那么电子控制器42进一步确定后轮RW的旋转速度是否等于或小于第二预定速度值(步骤S16)。例如，在图示的实施例中，第二预定速度值是36rpm。然而，第二预定速度值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望而有所不同。例如，第二预定速度值可以是30-40rpm之间的数值。如果电子控制器42确定后轮RW的旋转速度超过36rpm(步骤S16中的"否")，则电子控制器42返回到节能操作状态ST18并继续监测CS脉冲。另一方面，如果电子控制器42确定后轮RW的旋转速度等于或小于36rpm(步骤S16中的"是")，则电子控制器42将操作状态从节能操作状态ST18控制到断电操作状态ST14(转换T22)。因此，在图示的实施例中，输出状态包括第二输出状态，即后轮RW的转速(例如，速度值)变得等于或小于(或低于)36rpm(例如，第二预定速度值)。第二预定速度值(36rpm)小于第一预定速度值(49rpm)。操作状态还包括断电操作状态ST14(例如，第一断电操作状态)。电子控制器42构造为根据与第二输出状态相关的信息将操作状态从节能操作状态ST18控制到断电操作状态ST14(例如，第一断电操作状态)。
另一方面，如果电子控制器42确定接收到了CS脉冲，则电子控制器42将操作状态从节能操作状态ST18控制到唤醒确定状态ST20(转换T24)。换句话说，在图示的实施例中，电子控制器42使用CS脉冲的接收作为从节能操作状态ST18的唤醒条件。然而，唤醒条件并不限于此。电子控制器42可以检测作为唤醒条件的后链轮CS的反向时间点(例如，当正向旋转变为反向旋转的时间点)、后链轮CS的旋转中断、指示LIC低电压的信号的解除(例如，当电子控制器42不确定电力存储器PS的低电压状态时的时间点)，或外部I/F的过电流(即PLC线路的过电流)。此外，在图示的实施例中，这些唤醒条件可以作为从电子控制器42的其他睡眠状态唤醒的唤醒条件来使用。
在唤醒确定状态ST20期间，电子控制器42监测后轮RW的旋转速度是否大于第三预定速度值。例如，在图示的实施例中，第三预定速度值为36rpm。然而，第三预定速度值并不限于这个值，可以根据需要和/或期望不同。例如，第三预定速度值可以是30-40rpm之间的数值。电子控制器42还监测电力存储器PS的输出电压是否等于或大于预定阈值。例如，在图示的实施例中，该预定的值为6V，并且与第一预定电力值相同(见转换T14)。然而，预定阈值并不限于此，并且根据需要和/或期望与6V不同。例如，预定阈值可以是5-7V之间的值。
如果电子控制器42确定后轮RW的旋转速度等于或小于36rpm，或者电力存储器PS的输出电压小于6V，则电子控制器42将操作状态从唤醒确定状态ST20控制到节能操作状态ST18(转换T26)。
另一方面，如果电子控制器42确定后轮RW的旋转速度大于36rpm并且电力存储器PS的输出电压等于或大于6V，则电子控制器42将操作状态从唤醒确定状态ST20控制到正常操作状态ST16(转换T28)。因此，在图示的实施例中，输出状态包括第三输出状态，即后轮RW的旋转速度(例如，速度值)变得大于(或超过)36rpm(例如，第三预定速度值)。电子控制器42构造为根据与第三输出状态相关的信息，将操作状态从节能操作状态ST18控制到正常操作状态ST16(通过唤醒确定状态ST20)。此外，在图示的实施例中，存储状态包括第三存储状态，即电力存储器PS的输出电压(例如，电力值)变得等于或大于6V(例如，第一预定电力值)。电子控制器42构造为根据与第三存储状态相关的信息将操作状态从节能操作状态ST18控制到正常操作状态ST16(通过唤醒确定状态ST20)。
通过根据图示的实施例的操作状态控制，电子控制器42根据操作状态(ST10、ST12、ST14、ST16、ST18和ST20)不同地操作，如在下表中所示。
Figure BDA0003872795430000221
Figure BDA0003872795430000231
特别地，如上表所示，在节能操作状态ST18和唤醒确定状态ST20中，电子控制器42的功能和/或性能(例如，时钟频率)相对于正常操作状态ST16被限制。具体地，在图示的实施例中，电子控制器42构造为在节能操作状态ST18和唤醒确定状态ST20中通过限制电子控制器42的功能和/或性能来限制后拨链器RD(例如，部件)的功能。具体地，例如，在图示的实施例中，电子控制器42构造为相对于正常操作状态ST16，通过降低时钟频率和输入捕获率以及通过关闭1ms周期性处理，降低在节能操作状态ST18和唤醒确定状态ST20中的后拨链器RD的操作速率。特别地，通过该操作状态控制，电子控制器42构造为相对于正常操作状态ST16降低在节能操作状态ST18和唤醒确定状态ST20中的后拨链器RD的换挡操作的响应(例如，操作速率)。因此，通过这种操作状态控制，当电子控制器42在节能操作状态ST18或唤醒确定状态ST20中操作后拨链器RD时，电子电路板ECB和后拨链器RD的电流消耗可以被抑制。因此，即使由电力发电机26产生的充电电流变低，也可以确保可操作时间段。
在图示的实施例中，如图5所示，电子电路板ECB进一步还包括整流器56。因此，在图示的实施例中，电气设备ED进一步还包括整流器56。在图示的实施例中，整流器56电连接在电力发电机26和电力存储器PS之间。整流器56构造为对从电力发电机26输出的电力进行整流。特别地，整流器56是电气装置或电路，它将电力发电机26的交流电转换为直流电，以便将直流电供应给电力存储器PS和自行车V的电气部件。
图11示出了电路图，该电路图示出了电力发电机和电力存储器PS经由整流器56的电连接。在图示的实施例中，如图11所示，电力存储器PS包括相对于彼此串联的第一和第二电容器44、46(例如，多个电力存储元件)。整流器56包括第一二极管60和第二二极管62。第一和第二二极管60、62连接在电力发电机26与第一和第二电容器44、46之间，以便第一和第二二极管60、62中的一个在每半周期内导通。具体地，当电力发电机26的输出电压为正值时，第一电容器44通过第一二极管60充电，而当电力发电机26的输出电压为负值时，第二电容器46通过第二二极管62充电。因此，在图示的实施例中，第一和第二电容器44、46(例如，多个电力存储元件)构造为以时分方式存储从电力发电机26输出的电力。
此外，如图11所示，第一和第二电容器44、46可以分别充电到电力发电机26的相同输出电压。因此，可以在两个串联的电容器44、46之间获取两倍于电力发电机26的输出电压的总输出电压。因此，在所示实施例中，整流器56的第一和第二二极管60、62以及第一和第二电容器44、46(例如，电力存储元件)被构造为形成电压倍增器电路。在图示的实施例中，如图11所示，整流器56和电力存储装置PS形成电压倍增器电路，其电压倍增因子为2。然而，整流器56和电力存储器PS可以不同地配置以形成具有大于2的电压倍增因子的电压倍增器电路。通过该配置，即使电力发电机26仅产生低输出电压，也能够在确保充电电流量的同时对电力存储装置PS的第一电容器44和第二电容器46进行充电。
在图示的实施例中，如图11所示，整流器56构造为形成电压倍增器电路。然而，整流器56并不限于此。例如，如图12所示，整流器56可以形成为全桥整流电路，其根据需要和/或期望，同时对电力存储器PS的第一和第二电容器44、46充电。
在图示的实施例中，示出了电子控制器42控制后拨链器RD的操作状态的例子。然而，电子控制器42可以类似地控制自行车V的任何其他电动部件的操作状态。例如，这些电动部件包括高度可调的座管ASP、后减震器RS、前叉FF、电驱动单元DU等。例如，在这种情况下，控制器构造为相对于正常操作状态ST16，通过降低时钟频率和输入捕获率以及关闭1ms周期性处理，降低处于节能操作状态ST18和唤醒确定状态ST20的电动部件的操作速率。特别地，例如，就高度可调的座管ASP、后减震器RS和前叉FF来说，电子控制器42构造为降低高度可调的座管ASP的高度调节控制的响应(例如，操作速率)以及后减震器RS和前叉FF的刚度和/或行程长度控制的响应(例如，操作速率)。此外，例如，就电驱动单元DU来说，电子控制器42构造为减少产生力速率以协助电驱动单元DU的踩踏(例如，操作速率)。因此，在图示的实施例中，操作速率包括至少一个产生力速率以辅助踩踏。此外，当电子电路板ECB包括用于与自行车V的其他电动部件的无线通信器进行通信的无线通信器时，电子控制器42可以构造为相对于正常操作状态ST16，在节能操作状态ST18和唤醒确定状态ST20中降低无线通信器的无线通信率(例如，操作速率)。
在理解本发明的范围时，本文使用的术语“包括”及其衍生词旨在为开放性术语，指明存在所述特征、元素、组件、组、整数和/或步骤，但不排除存在其他未说明的特征、元素、组件、组、整数和/或步骤。上述内容也适用于具有类似含义的词语，如术语“包括”、“具有”及其派生词。此外，除非另有说明，术语“部”、“部分”、“构件”或“元件”当以单数使用时可具有单个部分或多个部分的双重含义。
如本文所使用的，以下方向性术语“向前”、“向后”、“前面”、“后面”、“向上”、“向下”、“上方”、“下方”、“上面”、“下面”、“顶部”、“底部”、“侧面”、“纵向”、“水平”、“垂直”和“横向”以及任何其他类似方向性术语是指处于直立、骑行位置并装备有电气设备的人力驱动车辆(例如，自行车)的那些方向。因此，这些用于描述电气设备的方向性术语应理解为相对于在水平表面上处于直立骑行位置并配备有控制设备的人力驱动车辆(例如自行车)。术语“左”和“右”用于表示当从人力驱动车辆(例如自行车)的后部看时从右侧参考时的“右”，以及当从人力驱动车辆(例如自行车)的后部看时从左侧参考时的“左”。
本公开中使用的短语“至少一个”是指所需选择的“一个或多个”。例如，如果其选择的数量为两个，则本公开中使用的短语“至少一个”意味着“只有一个单一选择”或“两个选择中的两个”。又例如，如果其选择的数量等于或多于三个，本公开的短语“至少一个”意味着“只有一个单一选择”或“等于或多于两个选择的任何组合”。此外，本公开中使用的术语“和/或”是指“其中的一个或两个”。
此外，应当理解，尽管术语“第一”和“第二”在本文中可用于描述各种部件，但这些部件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个部件与另一个部件。因此，例如，在未偏离本发明的教导的情况下，上面讨论的第一部件可以被称为第二部件，反之亦然。
本文使用的术语“附接至”或“附接”涵盖以下配置：将元件直接粘附到另一元件上，将元件直接固定到另一元件上；通过将元件粘附到中间部件上，将元件间接固定到另一元件上，而中间部件又被粘附到另一元件上；以及一个元件与另一元件是一体的配置，即一个元件基本上是另一元件的一部分。这个定义也适用于类似含义的词汇，例如，“连结”、“连接”、“接合”、“安装”、“粘合”、“固定”以及它们的衍生词。最后，本文使用的程度术语如“基本上”、“大约”和“近似”是指修改后的术语的偏离量，使得最终结果不会明显改变。
虽然只选择了选定的实施例来说明本发明，但对本领域技术人员将显而易见的是，从本公开内容中，在不脱离所附权利要求书中定义的本发明范围的情况下，可以在此进行各种改变和修改。例如，除非特别说明，各种部件的尺寸、形状、位置或方向可以根据需要和/或期望而改变，只要这些改变不对其预期功能产生实质性影响。除非特别说明，显示为直接连接或相互接触的部件可以在它们之间设置中间结构，只要这些变化不对它们的预期功能产生实质性影响。一个元件的功能可以由两个元件执行，反之亦然，除非特别说明。一个实施方案的结构和功能可以在另一个实施方案中采用。没有必要让所有的优点同时出现在一个特定的实施方案中。每一个与现有技术独特的特征，单独或与其他特征相结合，也应被认为是申请人进一步发明的单独描述，包括这种特征所体现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施方案的上述描述仅用于说明，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物所限定的本发明。

Claims (19)

1.一种用于人力驱动车辆的控制设备，所述人力驱动车辆包括配置为输出电力的发电机，与所述发电机电连接的电力存储装置，以及具有通过所述发电机和所述电力存储装置中的至少一个的电力致动的致动器的部件，所述控制设备包括：
控制器，与所述发电机和所述电力存储装置中的至少一个电连接，所述控制器配置为根据与所述发电机的输出状态和所述电力存储装置的存储状态中的至少一个相关的信息来控制所述部件的操作状态。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中
所述操作状态包括正常操作状态和节电操作状态，并且
所述控制器配置为根据所述信息将所述操作状态从所述正常操作状态控制到所述节电操作状态。
3.根据权利要求2所述的控制设备，其中
所述输出状态包括第一输出状态，在所述第一输出状态中与所述人力驱动车辆的前进速度相关的速度值变得等于或小于第一预定速度值，并且
所述控制器配置为根据与所述第一输出状态相关的信息将所述操作状态从所述正常操作状态控制到所述节电操作状态。
4.根据权利要求3所述的控制设备，其中
所述输出状态包括第二输出状态，在所述第二输出状态中所述速度值变得等于或小于第二预定速度值，
所述第二预定速度值小于所述第一预定速度值，
所述操作状态还包括第一断电操作状态，并且
所述控制器配置为根据与所述第二输出状态相关的信息将所述操作状态从所述节电操作状态控制到所述第一断电操作状态。
5.根据权利要求3所述的控制设备，其中
所述输出状态包括第三输出状态，其中所述速度值变得大于第三预定速度值，并且
所述控制器配置为根据与所述第三输出状态相关的信息将所述操作状态从所述节电操作状态控制到所述正常操作状态。
6.根据权利要求2所述的控制设备，其中
所述存储状态包括第一存储状态，在所述第一存储状态中所述电力存储装置的电力值变得等于或小于第一预定电力值，并且
所述控制器配置为根据与所述第一存储状态相关的信息将所述操作状态从所述正常操作状态控制到所述节电操作状态。
7.根据权利要求6所述的控制设备，其中
所述存储状态包括第二存储状态，在所述第二存储状态中所述电力值变得等于或小于第二预定电力值，
所述第二预定电力值小于所述第一预定电力值，
所述操作状态还包括第二断电操作状态，并且
所述控制器配置为根据与所述第二存储状态相关的信息将所述操作状态从所述正常操作状态控制到所述第二断电操作状态。
8.根据权利要求6所述的控制设备，其中
所述存储状态包括第三存储状态，在所述第三存储状态中所述电力存储装置的所述电力值变得等于或大于第一预定电力值，并且
所述控制器配置为根据与所述第三存储状态相关的信息将所述操作状态从所述节电操作状态控制到所述正常操作状态。
9.根据权利要求2所述的控制设备，其中
所述控制器配置为在所述节电操作状态下限制所述部件的功能。
10.根据权利要求9所述的控制设备，其中
所述控制器配置为在所述节电操作状态下降低所述部件的操作速率，并且
所述操作速率包括用以辅助踩踏的产生力速率的至少一个。
11.一种电气设备，包括
根据权利要求1所述的控制设备；和
具有响应于操作构件的操作而激活的致动器的部件。
12.根据权利要求11所述的电气设备，还包括
整流器，电连接在所述发电机和所述电力存储装置之间，所述整流器配置为整流从所述发电机输出的电力。
13.根据权利要求12所述的电气设备，其中
所述电力存储装置包括相对于彼此串联的多个电力存储元件，所述多个电力存储元件配置为以时分方式存储从所述发电机输出的电力。
14.根据权利要求13所述的电气设备，其中
所述整流器和所述电力存储元件配置为形成电压倍增器电路。
15.根据权利要求11所述的电气设备，还包括
花鼓轴；以及
花鼓本体，相对于所述花鼓轴可旋转地设置，所述发电机设置在所述花鼓轴和所述花鼓本体之间。
16.根据权利要求15所述的电气设备，其中所述电力存储装置设置至所述花鼓轴。
17.根据权利要求16所述的电气设备，其中所述电力储存装置容纳在所述花鼓本体内部。
18.根据权利要求15所述的电气设备，其中所述控制器设置至所述花鼓本体。
19.一种用于人力驱动车辆的***，所述***包括：根据权利要求11所述的电气设备。
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