JPH08501742A - コンピュータ制御自転車歯車入替え方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自転車のコンピュータ制御入替え方法及び装置が提供される。好ましい実施例において本発明は、速度、ハブ速度、及びクランク速度を検出し、望ましいリズムを維持するための最適自転車歯車選択を決定し、そして実施例をこの最適自転車歯車に入替えるコンピュータシステムを提供する。コンピュータは、コンピュータが選択した歯車を無効にするサイクリストからのシフトアップ及びシフトダウン信号をも入力される。サイクリストがシフトアップもしくはダウンを指示すると、コンピュータは望ましいリズムを調整する。コンピュータは、現在の歯車から次の歯車への均一な移りを保証するような歯車選択を決定する。コンピュータは、現在の歯車から次の歯車へ入替える時に、自転車が現在の歯車と次の歯車との間にない歯車を通って移らないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 コンピュータ制御自転車歯車入替え方法及び装置技術的分野 本発明は、一般的には自転車のチェーンの入替えに関し、より特定的には自転 車チェーンのコンピュータ制御自動入替えに関する。発明の背景 多段歯車自転車は、典型的にはサイクリストの制御の下に手動で入替え（もし くはシフト）が行われる。一般に、多段歯車自転車は、後輪に歯車組立体（後部 歯車組立体）と、ペダル・クランク組立体に歯車組立体（前部歯車組立体）とを 有している。サイクリストは前歯車及び後歯車を独立的に選択することができる 。適切な前及び後歯車を選択することによってサイクリストは乗車状態に適する 歯車比を決定する。例えば、サイクリストは、上り坂を走行中には低い歯車比を 選択し、下り坂を走行中には高い速度率を選択することができる。歯車比は、ペ ダル・クランク組立体が１回転する毎に回転する後輪の回転数を指定する。前及 び後歯車の各組合せを自転車歯車と呼ぶ。自転車歯車は、歯車比に基づいて歯車 １（低歯車）から順序付けられている。以下の説明では、“自転車歯車”なる語 は特定の前及び後歯車組合せのことを言う。 多くのサイクリストは、一定のリズム（もしくはケイデンス）で走行すること が望ましく、また快適であることを知っている。このリズムとは、サイクリスト がペダルを踏む速度である。一定のリズムを維持するために、サイクリストは乗 車状態に基づいて歯車を入替える。例えば、サイクリストは所望のリズムを選択 することができる。サイクリストは、自転車が平らな土地を最高の歯車で走行中 に、このリズムでペダルを踏むことが快適であるかも知れない。しかし、もしサ イクリストが僅かな上り地形に遭遇すると、その望ましいリズムでペダルを踏む ことは快適ではなくなる（辛過ぎる）。サイクリストは、望ましいリズムを維持 することができるように低い歯車に入替える。しかしながら、サイクリストが一 定のリズムを維持するのが困難であることが多い。サイクリストは、望ましいリ ズムを維持するのにどの歯車を選択すべきかを知らないかも知れない。またサイ クリストは、望ましいリズムを維持するのに前及び後の両歯車を入替えなければ ならないかも知れない。これは、特に地形が屡々変化する場合には煩わしいこと である。発明の概要 本発明の目的は、コンピュータ制御自転車入替え装置を提供することである。 本発明の別の目的は、望ましいリズムを維持するように自転車を入替えるコン ピュータ制御自転車入替え装置を提供することである。 本発明の別の目的は、サイクリストによる入力に応答して自転車を入替え、望 ましいリズムを調整するコンピュータ制御自転車入替え装置を提供することであ る。 本発明の別の目的は、現在選択されている実際の歯車を決定するコンピュータ 制御自転車入替え装置を提供することである。 本発明の別の目的は、調整可能なヒステリシスを使用してより均一なリズムを 維持するコンピュータ制御自転車入替え装置を提供することである。 本発明の別の目的は、前進方向にペダルが踏まれている時に限って自転車を入 替えるコンピュータ制御自転車入替え装置を提供することである。 以下に本発明を詳細に説明するにつれて明白になるであろうこれらの、及び他 の目的は、改良された自転車入替え装置によって得られる。好ましい実施例にお いては、コンピュータは多段歯車自転車の入替えを制御する。コンピュータは車 輪速度、ハブ位置、及びクランク方向及び位置を感知し、クランク（前部）歯車 組立体及びハブ（後部）歯車組立体を制御して望ましいリズムを維持する。好ま しい実施例では、コンピュータは、現在の歯車と次の歯車との間にない歯車へ入 替えるようなことはせずに次の歯車へ到達できるように、現在の歯車から次の入 替えるべき歯車を選択する。好ましい実施例では、コンピュータはシフトアップ 及びシフトダウン車輪速度を維持し、また現在の車輪速度が範囲の外側にある場 合には自転車をアップもしくはダウンヘ入替える。歯車が入替えられると、コン ピュータは望ましいリズムに対応させるように新しいシフトアップ及びシフトダ ウン車輪速度を決定する。一方、所与の歯車においてはコンピュータはより均一 なリズムを確保するためにシフトアップ及びシフトダウン車輪速度を調整する。 好ましい実施例では、コンピュータは指定された間隔中のクランク及びハブの回 転数を計数し、選択された実際の歯車を決定する。好ましい実施例では、自転車 のペダルが踏まれている時に直交信号を生成する。コンピュータは、この直交信 号からペダルが踏まれている方向を決定し、自転車のペダルが前進方向に踏まれ ている場合に限って入替えを行うように入替え機構に信号する。好ましい実施例 では、サイクリストはコンピュータが生成した入替えを無効にするシフトアップ もしくはシフトダウンをコンピュータへ信号する。それに応答してコンピュータ は、その内部に維持している望ましいリズムをリセットするので、自転車はサイ クリストが入替えを信号した時点と同じ速度で走行している場合には何時でも新 しい歯車へ入替わる。図面の簡単な説明 図１Ａは、好ましい実施例におけるコンピュータ制御自転車入替え装置の概要 図である。 図１Ｂは、自転車伝導装置とのインタフェースを行う入替え装置を示す図であ る。 図２Ａ乃至２Ｅは、入替え点の設定と調整を示す図である。 図３は、好ましい入替え選択器の側面図である。 図４及び５は、好ましい実施例における入替え選択器の運動を示す図である。 図６は、好ましい実施例において電池が消耗した時の入替え選択器を示す図で ある。 図７は、好ましい実施例において入替え選択器へ供給される信号波形を示す図 である。 図８Ａは、回転子に対するクランクセンサの位置を示す図である。 図８Ｂは、ペダルが前進方向に踏まれてクランクが１回転する時に生成される 信号を示す図である。 図８Ｃは、自転車のペダルが前進方向及び後進方向に踏まれた時のセンサＡ及 びＢの出力を示す図である。 図８Ｄは、クランクの状態に関する状態図である。 図１０は、好ましい実施例における主処理ルーチンの全体図である。 図１１は、好ましい実施例におけるルーチン「事象処理」の流れ図である。 図１２は、好ましい実施例におけるルーチン「スポーク事象検査」の流れ図で ある。 図１３は、好ましい実施例におけるルーチン「ペダル事象検査」の流れ図であ る。 図１４は、好ましい実施例におけるルーチン「ハブ事象検査」の流れ図である 。 図１５は、好ましい実施例におけるルーチン「ダウンボタン事象検査」の流れ 図である。 図１６は、好ましい実施例におけるルーチン「アップボタン事象検査」の流れ 図である。 図１７は、好ましい実施例におけるルーチン「入替え開始」の流れ図である。 図１８は、好ましい実施例におけるルーチン「ヒステリシス設定」の流れ図で ある。 図１９は、好ましい実施例におけるルーチン「入替え継続」の流れ図である。 図２０は、好ましい実施例におけるルーチン「ヒステリシス調整」の流れ図で ある。 図２１は、好ましい実施例におけるルーチン「真の歯車決定」の流れ図である 。 図２２は、好ましい実施例におけるルーチン「ペダル事象計数インクリメント 」の流れ図である。 図２３は、好ましい実施例におけるルーチン「真の歯車フラグクリア」の流れ 図である。 図２４は、好ましい実施例におけるルーチン「入替えＯＫフラグクリア」の流 れ図である。 図２５は、好ましい実施例におけるルーチン「前部入替えＯＫ検査」の流れ図 である。 図２６は、好ましい実施例におけるルーチン「後部入替えＯＫ検査」の流れ図 である。 図２７は、好ましい実施例におけるルーチン「入替え後入替えＯＫ検査」の流 れ図である。 図２８は、好ましい実施例におけるルーチン「シフトアップＯＫ検査」の流れ 図である。 図２９は、好ましい実施例におけるルーチン「シフトダウンＯＫ検査」の流れ 図である。 図３０は、好ましい実施例におけるルーチン「後部入替え事象検査」の流れ図 である。 図３０Ａは、好ましい実施例におけるルーチン「歯車確認」の流れ図である。 図３０Ｂは、好ましい実施例におけるルーチン「スポーク時間推定」の流れ図 である。 図３０Ｃは、好ましい実施例におけるルーチン「歯車値更新」の流れ図である 。 図３１は、好ましい実施例におけるルーチン「前部入替え事象検査」の流れ図 である。 図３２は、好ましい実施例におけるルーチン「新歯車決定」の流れ図である。 図３２Ａは、好ましい実施例におけるルーチン「最適」の流れ図である。 図３３は、好ましい実施例におけるルーチン「ボタン処理」の流れ図である。 図３３Ａは、好ましい実施例におけるルーチン「変形」の流れ図である。 図３４は、好ましい実施例におけるルーチン「次のアップ」の流れ図である。 図３５は、好ましい実施例におけるルーチン「次のダウン」の流れ図である。 図３６は、好ましい実施例におけるルーチン「正当」の流れ図である。 図３７は、好ましい実施例におけるルーチン「正確」の流れ図である。発明の詳細な説明 本発明は、自転車のためのコンピュータ制御入替え装置を提供する。本装置は 車輪速度、ハブ位置、及びクランク位置及び方向を感知し、自転車を自動的に入 替える。好ましい実施例では、入替え装置は米国特許一連番号第5,073,152号「 自転車伝導装置」に開示されている型の自転車伝導装置とインタフェースする。 当分野に精通していれば、本発明の方法を他の自転車及び非自転車伝導装置との インタフェースに採用できることは明白であろう。 図１Ａは、好ましい実施例におけるコンピュータ制御自転車入替え装置の概要 図である。本装置は、コンピュータ１００、入替えボタン１１０、クランクセン サ１２０、ハブセンサ１３０、後輪センサ１４０、後部入替え選択器１５０、及 び前部入替え選択器１６０を備えている。図１Ｂは、自転車伝導装置とインタフ ェースを行う入替え装置を示す。自転車は前部歯車組立体１７０、後部歯車組立 体１８０、伝導チェーン１９０、ペダルアーム１９１及びペダル１９２を含む。 前部歯車組立体１７０は３つの歯車１７１、１７２及び１７３を含み、これらの 歯車はそれぞれ30、38及び48個の歯を有している。後部歯車組立体１８０は４つ の歯車１８１、１８２、１８３及び１８４を含み、これらの歯車はそれぞれ12、 17、23及び32個の歯を有している。動作中、コンピュータ１００は入替えボタン １１０、クランクセンサ１２０、ハブセンサ１３０、後輪センサ１４０からのデ ータを入力し、入替え信号を後部入替え選択器１５０及び前部入替え選択器１６ ０へ出力する。後部入替え選択器１５０はチェーン１９０を１つの後部歯車から 別の歯車へ入替える。前部歯車組立体１７０はチェーン１９０を１つの前部歯車 から別の歯車へ入替える。好ましい実施例では、クランクセンサ１２０は、クラ ンク組立体（前部歯車組立体１７０、ペダルアーム１９１及びペダル１９２）の 1/8 回転毎に直交信号をコンピュータ１００へ送る。ハブセンサ１３０は、後 部歯車組立体１８０の各回転毎に信号をコンピュータ１００へ送る。後輪センサ １４０は後輪の各回転毎に信号をコンピュータ１００へ送る。入替えボタン１１ ０は、サイクリストがこれらのボタンを押した時にシフトアップもしくはシフト ダウン信号をコンピュータ１００へ送る。これらの入力信号に基づいてコンピュ ータ１００は適切な自転車歯車を決定し、前部入替え選択器１６０及び後部入替 え選択器１５０へ信号して決定した歯車へ入替えさせる。米国特許一連番号第5, 073,152号の自転車伝導装置を使用する好ましい実施例では、ハブセンサ１３０ は、入替え爪４０が選択器４２から出るとハブ信号が生成されるように、入替え 爪４０及び選択器４２に対して位置決めされている。この位置決めにより、コン ピュータシステムは入替え爪が選択器内に位置していない時に後部入替えが発生 するようにタイミングを取ることができる。 好ましい実施例では、コンピュータ１００は幾つかの機能を遂行する。即ち、 （１）現在選択されている前及び後歯車を決定し、（２）車輪速度、ハブ位置、 及びクランク位置・方向を決定し、（３）クランクの回転方向及びクランクの角 運動を決定し、（４）入替え選択器に対する入替え爪の位置を決定し、（５）望 ましいリズムを維持するために前及び後歯車を入替え、そして（６）サイクリス トから受信するシフトアップ及びダウン信号に基づいて望ましいリズムを調整す る。コンピュータは所定の望ましいリズムを用いて初期化される。自転車のペダ ルが踏まれると、コンピュータは現在選択されている歯車を決定し、車輪速度、 ハブ位置、及びクランク位置・方向を監視する。実際の車輪速度が所望の車輪速 度に近くない場合には、コンピュータは新しい歯車を選択してその歯車への入替 えを制御する。コンピュータは、クランク対ハブ速度の比に基づいて現在選択さ れている歯車を周期的に決定する。この周期的決定によって、始動時だけではな く、誤入替えが発生した場合にも、コンピュータは自転車が現在どの歯車に入っ ているかを知ることができる。誤入替えは、コンピュータが１つの歯車への入替 えを試みても何等かの機械的理由から自転車がその歯車へ入替わらない時に発生 する。コンピュータは、クランクの回転方向（サイクリストがペダルを踏んでい る方向）をも決定し、それが前進方向にある場合に限って自転車の入替えが行わ れるようにする。サイクリストは、制御パネル上のシフトアップ及びダウンボタ ンを押すことによって望ましいリズムを調整する。不当歯車入替え サイクリストの快適さを改善するために、本発明の装置は不当歯車入替えの概 念を使用している。表１は好ましい実施例における歯車表である。この歯車表は 前及び後歯車組立体の歯数を各歯車毎に示している。 表 １ 歯車 前部 後部 １ ３０ ３２ ２ ３８ ３２ ３ ３０ ２３ ４ ４８ ３２ ５ ３８ ２３ ６ ３０ １７ ７ ４８ ２３ ８ ３８ １７ ９ ３０ １２ １０ ４８ １７ １１ ３８ １２ １２ ４８ １２ 不当入替えは、第１の歯車から第２の歯車へ入替える時に、第１の歯車と第２の 歯車との間には存在していない第３の歯車を通って第１の歯車から第２の歯車へ 到達するような入替えである。例を示せば、この不当入替えが理解し易いであろ う。表１において歯車３から歯車４への入替えが不当である。歯車３は30/23の 前後歯車比を有しており、歯車４は 48/32 の歯車比を有している。もし前部歯 車組立体が１歯車（即ち30から38へ）シフトアップすれば自転車の歯車比は 38/ 23 になり、これは歯車５であって歯車３と歯車４との範囲外である。同様に、 もし後部歯車組立体が１歯車（後部を23から17へ）シフトアップすれば自転車の 歯車比は 30/17 になり、これは歯車６であってこれも歯車３と歯車４との範囲 外である。従って、歯車３から歯車４へ入替えるためには、前部歯車組立体もし くは後部歯車組立体の何れが先に入替わるかに依存して、自転車は一時的に歯車 ５もしくは歯車６に移る。同様に、歯車３から歯車２への入替えも不当な入替え である。しかしながら、歯車３から歯車１への入替えは、後部歯車組立体が自転 車を歯車３から歯車１へ直接移すようにシフトダウンさせるので、正 当な入替えである。同様に、歯車３から歯車５へ、もしくは歯車６への入替えは 正当な入替えである。 表２は、前部もしくは後部歯車組立体の単一のアップもしくはダウン入替えに ついて正当な歯車を各歯車毎に示している。例えば、歯車６からの正当な単一入 替えは歯車３、８、及び９への入替えである。歯車３へは後部組立体を次に低い 歯車（後部を17から23）へ入替えることによって到達することができる。歯車１ へも、歯車６と歯車１との間にない歯車を通って移ることなく到達することがで きる。しかしながら、後部歯車組立体の２回の入替え（即ち、後部を17から23へ 、そして32へ）が必要である。当分野に精通していれば、他の前後歯車比につい ても正当入替えを導出することが可能であろう。伝導装置がクランク（前部歯車 ）及びハブ（後部歯車）組立体の両方に多段歯車を有している場合にだけ不当入 替えが発生し得ることにも注目されたい。例えばもし、クランク組立体が１つの 歯車だけを有しているのであれば、後部歯車がどのように入替えられようとも、 それは必然的に正当である。 表 ２ 歯車 正当歯車 １ ２、３ ２ １、４、５ ３ １、５、６ ４ ２、７ ５ ２、３、７、８ ６ ３、８、９ ７ ４、５、１０ ８ ５、６、１０、１１ ９ ６、１１ １０ ７、８、１２ １１ ８、９、１２ １２ １０、１１調整可能なヒステリシス 本発明は、入替えが余りにも屡々発生しないようにするために、入替え時に調 整可能なヒステリシスを使用する。自転車が新しい歯車へ入替わる時に、コンピ ュータは望ましい車輪速度と、その新しい歯車に対するシフトアップ及びシフト ダウン車輪速度を確立する。望ましい車輪速度は、自転車のペダルが新しい歯車 における望ましいリズムで踏まれている時に得られる。シフトアップ車輪速度は より高い歯車へコンピュータが自動的に入替える車輪速度を表し、シフトダウン 車輪速度はより低い歯車へコンピュータが自動的に入替える車輪速度を表してい る。シフトアップ車輪速度は現在の車輪速度より高くなるように設定され、シフ トダウン車輪速度は現在の車輪速度より低くなるように設定される。これらのシ フトアップ及びシフトダウン車輪速度の設定が、ヒステリシス効果をもたらす。 現在の車輪速度がシフトアップ車輪速度もしくはシフトダウン車輪速度を通過す ると、もしクランク及びハブ組立体が適正に位置決めされていれば、コンピュー タはシフトアップもしくはシフトダウン信号を生成する。好ましい実施例では、 若干の状況の下でコンピュータはこれらのシフトアップ及びシフトダウン車輪速 度を調整してより均一なリズムを確保する。シフトアップが行われ、車輪速度が 望ましい車輪速度を通過して増加した時にはシフトダウン車輪速度が増加され、 爾後に車輪速度が低下した時の望ましいリズムからのずれを最小にする。同様に シフトダウンが行われ、車輪速度が望ましい車輪速度を通過して低下した時には シフトアップ車輪速度が低下され、爾後に車輪速度が増加した時の望ましいリズ ムからのずれを最小にする。 好ましい実施例では、コンピュータはスポーク時間を車輪速度の指標として維 持する。スポーク時間とは、車輪が１回転するのに要する時間（ミリ秒で表す） である。シフトアップ及びシフトダウン点はスポーク時間として維持される。入 替え点は入替え毎にセットされ、現在のスポーク時間が現在の歯車のための望ま しいスポーク時間に等しくなるとリセットされる。シフトアップが行われると、 シフトアップ点が現在の歯車の望ましいスポーク時間と、次に高い正当歯車の望 ましいスポーク時間との中間点にセットされ、シフトダウン点は次に低い正当歯 車の望ましいスポーク時間にセットされる。シフトアップの後に（車輪速度が増 加して）スポーク時間が減少すると、スポーク時間は現在の歯車のための望まし いスポーク時間に等しくなるか、もしくはそれより小さくなる。この点で、コン ピュータはシフトダウン点を現在の歯車の望ましいスポーク時間と、次に低い正 当歯車の望ましいスポーク時間との中間点にリセットする。このリセット後のシ フトアップ及びダウン点は、それぞれ、現在の歯車の望ましいスポーク時間と、 次に上の、及び下の正当歯車の望ましいスポーク時間との中間点にされる。シフ トダウンの後に類似の技法でシフトアップ及びダウン点がセット及びリセットさ れる。 図２Ａ乃至２Ｅは、シフトアップ後の入替え点のセット及びリセットを示す。 Ｘ軸は増加するリズムを表し、Ｙ軸は減少するスポーク時間（もしくは増加する 車輪速度）を表している。線２０１、２０２及び２０３は、３つの歯車について のリズム対スポーク時間のグラフである。好ましい実施例では、これらの線はそ れぞれ歯車１、２、及び４を表している。×印２１０は自転車の現状を表し、上 向き矢印２１１はシフトアップ点を表し、そして下向き矢印２１２はシフトダウ ン点を表している。図２Ａは、サイクリストが最初に歯車１でペダルを踏み始め た時の現状２１０と、シフトアップ点２１１とを示している。シフトアップ点２ １１は、現在の歯車のための望ましいスポーク時間（このスポーク時間は線２０ １と２０４との交点に対応する）と、次に上の正当歯車のための望ましいスポー ク時間（このスポーク時間は線２０２と２０４との交点に対応する）との中点に セットされる。シフトダウン点（図２Ａには示してない）は歯車１からのダウン 入替えを禁止するために無限大にセットされている。図２Ｂは、リズムが増加し て現在のスポーク時間がシフトアップ点２１１におけるスポーク時間に等しくな るか、もしくはそれより小さくなるとシフトアップをトリガする勇気付け（embo lden）線２２０を示す。図２Ｃは、アップ入替え後の自転車の状態を示す。×印 ２１０は、自転車が今は線２０２によって表される歯車に入っていることを示し ている。上向き矢印２１１は、シフトアップ点が歯車２のための望ましいスポー ク時間と、歯車４との中間点のスポーク時間にセットされていることを示してい る。下向き矢印２１２は、シフトダウン点が歯車１のための望ましいスポー ク時間にセットされていることを示している。図２Ｄは、現在のスポーク時間が 歯車２のための望ましいスポーク時間に等しくなるか、もしくはそれより小さく なるとシフトダウン点が調整されることを示している。シフトダウン点２１１は 歯車２のための望ましいスポーク時間と、歯車１との中間点にリセットされる。 図２Ｅは、スポーク時間がシフトアップ点に等しくなるか、もしくはそれより小 さくなると装置が歯車４へ入替えることを示している。サイクリスト制御入替え 好ましい実施例では、制御パネルにシフトアップボタンとシフトダウンボタン とが設けてあって、コンピュータが選択した現在の歯車をサイクリストが無効に できるようになっている。コンピュータは、シフトアップ及びシフトダウンボタ ンに応答して望ましいリズムを調整する。シフトアップ信号は、現在の速度で走 行中にサイクリストがより高い歯車にすることを欲していることを指示する。反 対に、シフトダウン信号は、現在の速度で走行中にサイクリストがより低い歯車 にすることを欲していることを指示する。即ち、シフトアップ信号は望ましいリ ズムを低くし、シフトダウン信号は望ましいリズムを高くする。コンピュータが シフトアップもしくはシフトダウン信号を受信すると、装置は次に高い、もしく は低い正当歯車へ自転車を入替え、シフトアップ及びシフトダウン点をセットす る。例えば、もし望ましいリズムが64であれば、歯車１２における好ましいスポ ーク時間は234ミリ秒であり、歯車１１における望ましいスポーク時間は296ミリ 秒である。歯車１１及び１２における入替えスポーク時間は265〔（234＋296）/ 2〕ミリ秒である。入替えスポーク時間は、２つの正当歯車の望ましいスポーク 時間の中間のスポーク時間である。もしシフトダウン信号を受信した時に自転車 が歯車１２にあり、現在のスポーク時間が240であれば、コンピュータは歯車１ １及び１２における入替えスポーク時間を240にセットする。サイクリストは、 これをコンピュータが現在の速度に対して歯車１２から歯車１１へ自動的に入替 える速度の設定として考えることができる。コンピュータは240が歯車１１と１ ２のための望ましいスポーク時間の中間点となるように、歯車１１及び１２のた めの望ましいスポーク時間を計算する。この例では、歯車１１のための望ましい スポーク時間を268にセットし、歯車１２のための望ましいスポ ーク時間を212にセットすることになり、これは71の望ましいリズムに対応する 。 内部的には、コンピュータは各歯車のための望ましいスポーク時間の表を維持 している。前述したように、ある歯車のための望ましいスポーク時間は望ましい リズムに対応する。シフトアップもしくはダウン信号が検出された時、装置は新 しい望ましいリズムを反映するように望ましいスポーク時間表を調整する。表３ は、64の望ましいリズムに対応する望ましいスポーク時間を示す。表３に示して あるように、もし自転車が歯車７にあり、リズムが64であれば、現在のスポーク 時間は448ミリ秒である。 各歯車のための望ましいスポーク時間は、シフトアップもしくはダウンボタン が押された時に以下のようにして調整される。シフトアップボタンが押された時 に、もし自転車が歯車３にあり、現在の望ましいスポーク時間が700であれば、 コンピュータは自転車を次に高い正当歯車（歯車５）へ入替えさせ、望ましいス ポーク時間を表４に示すように調整する。表４の新しい望ましいスポーク時間は 、表３の各スポーク時間に、歯車３及び５における入替えスポーク時間で除した 現在のスポーク時間を乗じて求めたものである〔700/（（723＋566）/2）〕。例 えば歯車１のための調整済みの望ましいスポーク時間は1000（64のリズムのため の望ましいスポーク時間）×700/645であり、これは1085に等しい。新しい望ま しいリズムは59（64×645/700）であり、これは歯車５のための614ミリ秒の望ま しいスポーク時間をもたらす。装置は、表４の望ましいスポーク時間に基づいて シフトアップ及びシフトダウン点をも調整する。 表 ３ 望ましいリズム＝６４ 歯車 スポーク時間 １ １０００ ２ ７８９ ３ ７２３ ４ ６２５ ５ ５６６ ６ ５３１ ７ ４４８ ８ ４２０ ９ ３７５ １０ ３３１ １１ ２９６ １２ ２３４ 表 ４ 望ましいリズム＝５９ 歯車 スポーク時間 １ １０８５ ２ ８５６ ３ ７８５ ４ ６７８ ５ ６１４ ６ ５７６ ７ ４８６ ８ ４５６ ９ ４０７ １０ ３５９ １１ ３２１ １２ ２５４ もし歯車５に入っている間に望ましいスポーク時間が645に減少したためにシ フトダウンボタンが押されれば、コンピュータは自転車を次に低い歯車（歯車３ ）に入替えさせ、望ましいスポーク時間をセットする。新しい望ましいスポーク 時間は、表４の現在の望ましい各スポーク時間に、歯車３及び５における入替え スポーク時間で除した現在のスポーク時間を乗ずることによって〔645/（（785 ＋614）/2）〕求めることができる。代替として、新しい望ましいスポーク時間 は、表３の64のリズムにおける各望ましいスポーク時間に、表３の歯車３及び５ における入替えスポーク時間で除した現在のスポーク時間を乗ずることによって 〔645/（（723＋566）/2）〕求めることができる。望ましいスポーク時間を計算 するために標準スポーク時間表（例えば、64のリズムにおける）を使用すること により、繰り返し除算によってもたらされる演算精度の損失が低下する。真の歯車 本発明の好ましい実施例においては、コンピュータシステムはハブ角速度及び クランク角速度に基づいて自転車の現在の実際の歯車を決定する。クランクセン サはクランクの１回転毎に８つの信号（1/8回転毎に１信号）を生成し、ハブセ ンサはハブの１回転毎に１つの信号を生成する。システムは５ハブ信号中に生成 されるクランク信号の数を計数し、この計数から自転車の現在の歯車を決定する 。これを「真の歯車」と呼ぶ。表５は、５ハブ信号中に生成されるクランク信号 の数を、各歯車毎に示す。例えば、歯車５に入っている場合、５ハブ回転中に24 .2クランク信号が生成される。表５は、各歯車毎に以下の公式を適用して生成し たものである。 （５×後部歯数）×８／（前部歯数） 歯５の場合には、 （５×23）×8/38＝24.2 歯車５に入っている場合、システムは殆どの時間中24クランク信号を計数してい るが、時々25信号を計数する。歯車５の平均信号計数が24.2なのである。システ ムは、各歯車毎に独自の数のクランク信号を生成するので、５ハブ回転を使用す る。例えば、もし５ハブ回転中に19もしくは20クランク信号を生成すれば、自転 車は歯車７にある。自転車が歯車７にある時のクランク信号の数は 19.2であるから、時々19が検出されることがあり、他の時間には20を検出してい る筈である。しかしながら、もし５ハブ回転中に17もしくは18クランク信号を生 成すれば、自転車は歯車８にある。もしシステムが４ハブ回転だけを使用するも のとすれば、各歯車毎に独自の数のクランク信号は生成されない。表５には、４ ハブ信号中に生成されるクランク信号の数も各歯車毎に示してある。もし15クラ ンク信号が検出されれば、自転車は歯車７もしくは８の何れかであり得ることに 注目されたい。４ハブ回転だけを計数した場合には、システムは自転車の真の歯 車を確実に決定することはできない。当分野に精通していれば、異なる歯車比を 有し、ハブ及びクランクセンサが１回転当たり異なる数の信号を生成するように なっている伝導装置のための類似の表を作ることができることは明白であろう。 表 ５ 歯車 ５ハブ回転 ４ハブ回転 １ ４２．７ ３４．１ ２ ３３．７ ２６．９ ３ ３０．７ ２４．３ ４ ２６．７ ２１．３ ５ ２４．２ １９．４ ６ ２２．７ １８．１ ７ １９．２ １５．３ ８ １７．９ １４．３ ９ １６ １２．８ １０ １４．２ １１．３ １１ １２．６ １０．１ １２ １０ ８ 好ましい実施例では、計数されたクランク信号の数を表６への索引として使用 することによって真の歯車を決定する。クランク信号の対応する数の表６内のエ ントリが真の歯車である。例えば、もし20クランク信号が検出されれば、システ ムはこの20を表６への索引として使用して真の歯車（これは７である）を検索す る。表６のエントリが０であることは、索引に使用される数のクランク信号を５ ハブ回転中に発生する歯車比が存在しないことを表している。例えば、28クラン ク信号を検出したものとすれば、歯車比は歯車３と歯車４との間にある筈である 。この間内には歯車は存在しないから、表６のエントリ28は０エントリなのであ る。 表 ６ 索引＝クランク信号 歯車 ０ ０ １ ０ ２ ０ ３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ７ ０ ８ ０ ９ ０ １０ １２ １１ ０ １２ １１ １３ １１ １４ １０ １５ １０ １６ ９ １７ ８ １８ ８ １９ ７ ２０ ７ ２１ ０ ２２ ６ ２３ ６ ２４ ５ ２５ ５ ２６ ４ ２７ ４ ２８ ０ ２９ ０ ３０ ３ ３１ ３ ３２ ０ ３３ ２ ３４ ２ ３５ ０ ３６ ０ ３７ ０ ３８ ０ ３９ ０ ４０ ０ ４１ ０ ４２ １ ４３ １入替え実行可能 好ましい実施例において装置は、入替えが行われる前に自転車のペダルが前進 方向に踏まれていることを確認する。以下に詳述するように、装置はサイクリス トがペダルを前進方向に踏んでいるのか、もしくは後進方向に踏んでいるのかを 決定する。もしサイクリストがペダルを前進方向に踏んでいなければ、装置は自 転車歯車を入替えない。例えば、もし自転車が下り坂を走行していてサイクリス トがペダルを踏まないのに速度が速くなって行けば，装置は自転車を入替えよう とはしない。また装置は、新しい入替えを行うまでに先行入替えを完了させてお く。好ましい実施例のハブセンサは、入替え爪が入替え選択器から出た少し後に 信号を生成するように位置決めされている。この位置決めが、先行位置決めの完 了を確実にする。同様に、入替え爪が前部歯車組立体上の入替え選択器を出たこ とを信号するセンサを、クランク上に配置することができる。代替として、装置 は、クランクが少なくとも１回転前進方向に回転させられた（これも入替え爪が 入替え選択器から出たことを確認する）ことを決定するために直交信号を使用す ることもできる。選択器制御 好ましい実施例においては、入替え選択器は米国特許第4,894,046号「チェー ン入替え器用制御装置」に開示されている型である。 図３は、は好ましい入替え選択器を示す図である。この入替え選択器は、可逆 電動機２６、ローブ３４、ラッチアーム３２及び３３、及び爪案内６０を含む。 電動機２６を一方向に駆動すると、爪案内６０は歯車組立体をより高い歯車へ入 替えさせ、電動機２６を逆方向に駆動すると、爪案内６０は歯車組立体をより低 い歯車へ入替えさせる。電動機を一方向へ駆動すると、ローブ３４はラッチアー ム３３を押す。ラッチアーム３３が押されると、爪案内６０は入替えを実行する 。電動機を逆方向へ駆動するとローブ３４はラッチアーム３２を押す。ラッチア ーム３２が押されると、爪案内６０は入替えを実行する。 図４は、ラッチアーム３３を押す時のローブ３４の運動を示す。電動機が駆動 されると、ローブ３４はラッチアーム３３に向かって回転する。ローブ３４がラ ッチアーム３３に接触すると、ラッチアームはピン３９を中心に旋回する。この 運動を破線によって示してある。この旋回により爪案内６０が運動させられる。 ラッチアーム３３に当たったローブ３４は、典型的にはラッチアーム３３から離 れるように跳ね返り、どちらのラッチアーム３２もしくは３３にも接触しなくな る。図５は、ラッチアーム３２を押す時のローブ３４の運動を示す。 電池が低い時のような若干の状況の下では、ローブ３４は十分な力でラッチア ームを打って入替えを実行させるが、ラッチアームから離れるように跳ね返る代 わりにラッチアームに接触し続けるか、もしくはラッチアームに極めて接近し得 る。爾後に同一方向に入替えを試みる場合、ローブ３４はラッチアームを十分な 力で打って入替えを実行することができない。図６は、入替え後にラッチアーム ３３に接触し続けているローブを示す。 好ましい実施例では、本発明は電動機が入替えを実行するように駆動される前 に、ローブ３４をラッチアームから離すように戻す。例えば、もしローブ３４が ラッチアーム３３を打って入替えを実行するのであれば、電動機３４が先ず駆動 されてローブ３４をラッチアーム３３から離すように移動させ、次いでローブ３ ４を運動させてラッチアーム３３を打つように駆動される。ローブ３４のこの後 戻りによってローブはラッチアームを旋回させるのに十分なモーメントを得るこ とができる。この後戻り技術は、一方向への入替えの後に他の方向への入替えが 続く時には使用しないことが好ましい。何故ならば、ローブは既にそのラッチア ームから離れているからである。この後戻り技術は、電池の有効寿命を効果的に 引伸ばす。 図７は、好ましい実施例において電動機を駆動する信号を示す。パルス７００ で示すように、最初に５ミリ秒間電動機が逆方向に駆動されてローブをラッチア ームから後戻りさせる。次いでパルス７０１で示すように、20ミリ秒間電動機は 駆動されず、ローブが休止できるようにする。最後にパルス７０２で示すように 、電動機は30ミリ秒間順方向に駆動されて歯車を入替える。装置の記述 図１０乃至３５は、好ましい実施例のコンピュータ方法の流れ図である。図１ ０は主処理ルーチンの全体図である。好ましい方法は、図１０の事象により駆動 される処理ループを使用する。装置は待ち行列内に配置される事象を生成する。 主処理ルーチンは待ち行列から冒頭（トップ）事象をポップし、事象処理ルーチ ンを呼出してその事象を処理する。事象処理ルーチンは事象を待ち行列の終わり へプッシュする。装置はまた、１ミリ秒毎に時間事象をも待ち行列へプッシュし て経過時間を指示する。段階１００１乃至１００３において装置は、待ち行列が 空であるか否かを見出すための検査をループする。もし待ち行列が空でなければ 装置は待ち行列から冒頭事象をポップし、ルーチン事象処理を呼出す。次いで装 置は待ち行列が空であるか否かを検査するためにループバックする。 表７に、生成される事象と、事象を生成する状態とを示す。例えば“タイマ” 事象は１ミリ秒毎に生成され（待ち行列へプッシュされ）る。“ハブ”事象はハ ブの各回転毎に１回生成される。 表 ７ 事 象 生 成 タイマ １ミリ秒毎に１回 スポーク 後輪の各回転毎に１回 ペダル クランクの前進方向の各1/8回転毎に１回 後進 クランクの後進方向の各1/8回転毎に１回 ハブ ハブの各回転毎に１回 アップボタン シフトアップボタンが開放された時 ダウンボタン シフトダウンボタンが開放された時 アップ入替え “ダウンボタン”事象を受信し、シフトダウンが許可され た時 クランク “後進”事象もしくは前部入替え事象が介在せずに、連続 １０回の“ペダル”事象毎に１回 車輪 “後進”事象もしくは前部入替え事象が介在せずに、連続 ３回の“ペダル”事象の後に発生する“ハブ”事象毎に１ 回 Ｒ 現在の歯車から次の歯車へ入替えるために後部シフトアッ プが必要な時 ｒ 現在の歯車から次の歯車へ入替えるために後部シフトダウ ンが必要な時 Ｆ 現在の歯車から次の歯車へ入替えるために前部シフトアッ プが必要な時 ｆ 現在の歯車から次の歯車へ入替えるために前部シフトダウ ンが必要な時 表８に、ルーチン事象処理によって使用される変数を示す。 表 ８ 変 数 定 義 スポーク時間 後輪の最後の回転時間（ミリ秒） スポーク時計 後輪センサからの最後の信号以降の時間（ミリ秒） 真の歯車 自転車が実際に入っている計算された歯車 ハブ事象計数 真の歯車の最後の計算もしくは最後の“後進”事象以降の “ハブ”事象の数 ペダル事象計数 真の歯車の最後の計算もしくは最後の“後進”事象以降の “ペダル”事象の数 ハブペダル計数 最後の後部入替えもしくは最後の“後進”事象以降の“ペ ダル”事象の数 ペダル計数 最後の前部入替えもしくは最後の“後進”事象以降の“ペ ダル”事象の数 入替え中計数 最後の入替えが完了するまでに残された“ペダル”事象の 数 旧計算した歯車 自転車が実際に入っている最後の計算された歯車 新計算した歯車 自転車が実際に入っている現在の計算された歯車 整合 計算した歯車が一貫している連続時間数 新歯車 どの歯車に自転車を入れるかの計算 歯車 自転車が入っている現在の歯車 アップ歯車 現在の歯車より上の最も近い正当歯車 ダウン歯車 現在の歯車より下の最も近い正当歯車 アップ時間 次に高い正当歯車の望ましいスポーク時間 中間時間 現在の歯車の望ましいスポーク時間 ダウン時間 次に低い正当歯車の望ましいスポーク時間 アップ点 次のシフトアップを発生すべきスポーク時間 ダウン点 次のシフトダウンを発生すべきスポーク時間 図１１は、ルーチン「事象処理」の流れ図である。このルーチンはある事象画 入力された時、その事象に基づいて種々のサブルーチンを呼出すことによってそ の事象を処理する。段階１１０１乃至１１２１の左側の判断ブロック（菱形）内 の事象名は、その事象が渡された時にその段階が遂行される（サブルーチンが呼 出される）ことを示している。例えばもし“ペダル”事象が渡されれば、装置は 段階１１０５及び１１１１を遂行する。段階１１０１乃至１１２１において呼出 されるサブルーチンに関しては以下に詳述する。段階１１０１乃至１１０５はタ イマ事象に対して遂行され、種々の自転車センサを検査する。“タイマ”事象に 対して遂行される段階１１０１において装置は、変数「スポーク時計」を更新し て最後の後輪信号が検出された後の時間を指示し、車輪信号が生成されているか 否かを検出し、そして車輪信号が検出された時に“スポーク”事象を生成し、変 数「スポーク時間」を更新する。車輪信号は、後輪センサによって生成され、後 輪の回転を指示する。“タイマ”事象に対して遂行される段階１１０２において 装置は、クランクが前進方向に踏まれているのか、もしくは後進方向に踏まれて いるのかを決定し、クランクの1/8回転毎に“ペダル”事象もしくは“後進”事 象を生成する。“タイマ”事象に対して遂行される段階１１０３において装置は 、ハブ信号が生成されているか否かを検出し、ハブ信号が検出されると“ハブ” 事象を生成する。ハブ信号はハブセンサによって生成され、ハブの回転を指示す る。“タイマ”事象に対して遂行される段階１１０４において装置は、シフトア ップボタンが開放されたか否かを検出し、サイクリストがシフトアップボタンを 放した時に“アップボタン”事象を生成する。“タイマ”事象に対して遂行され る段階１１０５において装置は、シフトダウンボタンが開放されたか否かを検出 し、サイクリストがシフトダウンボタンを放した時に“ダウンボタン”事象を生 成する。 段階１１０６乃至１１０９において装置は、自転車の入替えを制御する。装置 は、“Ｆ”、“ｆ”、“Ｒ”もしくは“ｒ”事象（入替え事象）に対して入替え を開始し、所定の時間間隔にわたって入替えプロセスを続行する。“Ｆ”、“ｆ ”、“Ｒ”もしくは“ｒ”事象に対して遂行される段階１１０６において装置は 、入替えの開始を指示するように若干のフラグをセットする。“Ｆ”、“ｆ”、 “Ｒ”もしくは“ｒ”事象に対して遂行される段階１１０７において装置は、新 しい歯車の望ましいスポーク時間に基づいてシフトアップ及びシフトダウン点を セットする。シフトアップ及びシフトダウン点の設定のプロセスを、ヒステリシ スの設定と呼ぶ。“タイマ”事象に対して遂行される段階１１０８において装置 は、段階１１０６においてセットされたフラグに基づいて所定の時間間隔にわた る入替えプロセスを制御する。“スポーク”事象に対して遂行される段階１１０ ９において装置は、現在のスポーク時間が最初に現在の歯車における望ましいス ポーク時間を通過した時に、シフトアップもしくはシフトダウン点を調整（ヒス テリシスを調整）する。 段階１１１０乃至１１１２において装置は、５“ハブ”事象中に生成される“ ペダル”事象の数に基づいて自転車の真の歯車を決定する。“ハブ”事象に対し て遂行される段階１１１０において装置は、最後の真の歯車計算以降に発生する “ハブ”事象の数を計数し、この数が５に等しくなると装置は段階１１１１にお いて計数される“ペダル”事象の数に基づいて真の歯車を計算する。“ペダル” 事象に対して遂行される段階１１１１において装置は、５“ハブ”事象中に生成 される“ペダル”事象の数を計数する。“後進”事象に及び“Ｆ”、“ｆ”、“ Ｒ”もしくは“ｒ”事象に対して遂行される段階１１１２において装置は、種々 のフラグを０にし、真の歯車の計算をリセットさせる。装置は、サイクリストが ペダルを前進方向に踏んだ時に限って真の歯車を計算する。 段階１１１３乃至１１１８において装置は、自転車を入替えることができるか 否かを決定する。装置は、装置が前部入替えもしくは後部入替えを遂行する前に サイクリストがペダルを前進方向に踏んでいることを確認する。もし自転車の前 部歯車を入替えすることができれば、装置は“クランク”事象を生成する。もし 自転車の後部歯車を入替えすることができれば、装置は“車輪”事象を生成する 。 好ましい実施例では、前部歯車は、“後進”事象が生成されることなく 10“ペ ダル”事象が生成されると入替えすることができる。後部歯車は、“ハブ”事象 が生成され、また“後進”事象が生成されることなく少なくとも３“ペダル”事 象が生成されれば入替えすることができる。“後進”事象に対して遂行される段 階１１１３において、装置はサイクリストがペダルを前進方向に踏み始めると“ ペダル”事象の計数をクリアし、計数を再始動させる。“ペダル”事象に対して 遂行される段階１１１４において装置は、“ペダル”事象の数を計数し、計数が 10に等しくなると“クランク”事象を生成する。“ハブ”事象に対して遂行され る段階１１１５において装置は、最後の“ハブ”事象以降の“ペダル”事象もし くは“後進”事象の数が３より大きくなると“車輪”事象を生成する。“Ｆ”、 “ｆ”、“Ｒ”もしくは“ｒ”事象に対して遂行される段階１１１６において前 部入替え装置は、最後の前部入替え、もしくは“後進”事象以降の“ペダル”事 象の計数をクリアし前部入替えが完了するまでさらなる入替えを禁止する。後部 入替え装置は、最後の後部入替え、もしくは“後進”事象以降の“ペダル”事象 の計数をクリアし後部入替えが完了するまでさらなる入替えを禁止する。“アッ プボタン”事象に対して遂行される段階１１１７において、既に最高歯車に入っ ておらず、且つ最後の入替えが完了している場合に装置は“アップ入替え”事象 を生成する。“ダウンボタン”事象に対して遂行される段階１１２１において、 既に最低歯車に入っておらず、且つ最後の入替えが完了している場合に装置は“ ダウン入替え”事象を生成する。 段階１１１９乃至１１２２において装置は、入替えるべき次の歯車を選択する 。装置は、現在のスポーク時間がシフトアップ及びシフトダウン点の外側にある か否かを決定する。もしスポーク時間がこれらの点の外側にあれば、装置は、そ のスポーク時間のための最適歯車を決定する。次の“クランク”事象、もしくは “車輪”事象が発生すると、装置は、最適歯車の方向に自転車を入替えるのに適 切な前部もしくは後部入替え事象を生成する。“車輪”事象に対して遂行される 段階１１１９において装置は、自転車を新しい歯車へ入替えべきであり、且つそ の新しい歯車へ入替えるには後部入替えが必要である時には後部入替え事象（“ Ｒ”もしくは“ｒ”事象）を生成する。同様に、“クランク”事象に対して 遂行される段階１１２０において、装置は、自転車を新しい歯車へ入替えべきで あり、且つその新しい歯車へ入替えるには前部入替えが必要である時には前部入 替え事象（“Ｆ”もしくは“ｆ”事象）を生成する。“スポーク”事象に対して 遂行される段階１１２１において、装置は、現在のスポーク時間がシフトアップ 及びシフトダウン点の外側にあるか否かを決定し、また自転車に対する最適の新 しい歯車を決定する。“アップ入替え”及び“ダウン入替え”事象に対して遂行 される段階１１２２において装置は、次の正当なアップもしくはダウン歯車を決 定し、各歯車毎に望ましいスポーク時間を調整し、そしてシフトアップ及びシフ トダウン点を等しくなるようにセットする。これは、段階１１２１が現在のスポ ーク時間はシフトアップ及びシフトダウン点の外側にあるか否かを決定し、シフ トアップもしくはシフトダウンを実行できるようにする。 図１２は、ルーチン「スポーク事象検査」の流れ図である。このルーチンは、 “タイマ”事象に対して遂行される。装置は、変数「スポーク時計」を更新して 最後の車輪信号が検出された後の時間を指示させ、車輪信号が生成されているか 否かを検出し、そして車輪信号が検出されると「スポーク」事象を生成して変数 「スポーク時間」を更新させる。段階１２０１において装置は、最後の車輪信号 が検出された後の時間を含む変数「スポーク時計」をインクリメントさせる。段 階１２０２において装置は、車輪信号を読み取ってデバウンス（debounce）させ る。段階１２０３において、もし装置が車輪信号を検出すれば、装置は段階１２ ０４へ進み、検出しない場合には復帰する。段階１２０４において装置は、変数 「スポーク時間」を「スポーク時計」にセットする。変数「スポーク時間」は車 輪の最後の回転のスポーク時間を含む。段階１２０６において装置は、「スポー ク時計」を０にセットしてタイミングを再始動させ、復帰する。 図１３はルーチン「ペダル事象検査」の流れ図である。このルーチンは、“タ イマ”事象に対して遂行される。装置は、クランクが前進方向に踏まれているの か、もしくは後進方向に踏まれているのかを決定し、クランクの1/8回転毎に“ ペダル”もしくは“後進”事象を生成する。 好ましい実施例では、図８Ａに示すように、２つの光センサ８０１、８０２及 び８枚羽根回転子４０３を使用してペダルが踏まれている方向を決定する。光セ ンサ８０１、８０２は自転車のフレームに取付けられ、回転子８０３はクランク 組立体に取付けられている。クランクが回転すると、各光センサは羽根がセンサ の近傍を通過する時に信号を生成する。図８Ａに、回転子８０３に対するセンサ ８０１、８０２の位置を示す。図示のように、センサＡ ８０１及びセンサＢ ８０２は78.75゜の角度をなすように配置されている。この角度が、センサから の信号を直交（即ち信号の位相が90゜ずれている）させる。当分野に精通してい れば、他の角度でも直交信号を生成することは明白であろう。図８Ｂは、ペダル が前進方向に踏まれてクランクが１回転した時のセンサＡ及びＢからの信号を示 す。信号８０４はセンサＡによって生成されたものであり、信号８０５はセンサ Ｂによって生成されたものである。 図８Ｃは、自転車のペダルが前進及び後進方向に踏まれた時のセンサＡ及びＢ の出力を示す。“０”は羽根が対応するセンサの前に位置していないことを示し ており、“１”は羽根が対応するセンサの前に位置していることを示している。 本発明の装置は、センサＡ及びＢから受信した出力に基づいてペダルが踏まれて いる方向を決定する。例えば、もし出力が“００”に続いて“１０”であれば、 自転車のペダルは後進方向に踏まれているのである。反対に、もし出力が“１１ ”に続いて“１０”であれば、自転車のペダルは前進方向に踏まれているのであ る。 好ましい実施例の装置は、状態マシンの使用を通してペダルが踏まれている方 向を決定する。図８Ｄは、クランクの状態に関する状態図である。ノードは状態 を表し、弧は１つの状態から次の状態への移りを生じさせる直交入力を表す。装 置は状態０から始動し、入力が現在の状態と相反する場合には何時でも状態０に 入る。例えばもし“１１”の後に“００”が続けば、入力が失われたのである。 サイクリストがペダルを前進方向に踏んでいる場合には、状態マシンは状態０、 １、２及び３を通って循環する。サイクリストがペダルを後進方向に踏んでいる 場合には、状態マシンは状態０、５、６及び７を通って循環する。 表 ９ 入 力 状態 ００ ０１ １０ １１ ０ ０ １ ５ ０ １ ０ １ ０ ２ ２ ０ １ ３ ２ ３ ４ ０ ３ ２ ４ ０ １ ５ ０ ５ ０ ０ ５ ６ ６ ０ ７ ５ ６ ７ ０ ７ ０ ６ ８ ０ １ ５ ０ 表９は、状態４及び８を含む図８Ｄの状態図の表である。状態４及び８は“ペ ダル”もしくは“後進”事象を生成すべきであることを指示するために内部で使 用される。表のエントリは、現在の状態（行索引）及び直交入力（列索引）に基 づく次の状態を含む。例えばもし現在の状態が２であり、入力が“１０”であれ ば、次の状態は３である。本発明の装置はこの表９を使用して状態マシンを実現 している。 段階１３０１において装置は、変数「状態」及び直交入力によって索引された 表９の値にセットすることによって新しい状態をセットする。例えばもし現在の 状態が１であり、直交入力が“１１”であれば、変数「状態」は２にセットされ る（表〔１，１１〕）。段階１３０２においてもし新しい状態が４であれば、装 置は段階１３０３において“ペダル”事象を生成して復帰し、状態が４でなけれ ば装置は段階１３０４へ進む。状態４は、クランクが前進方向に1/8回転を完了 したことの標識として装置が使用する中間状態である。段階１３０４においても し新しい状態が８であれば、装置は段階１３０５において“後進”事象を生成し て復帰し、状態が８でなければ装置は復帰する。状態８は、クランクが前進方向 に1/8回転を完了したことの標識として装置が使用する中間状態である。 図１４は、ルーチン「ハブ事象検査」の流れ図である。このルーチンは“タイ マ”事象に対して遂行される。装置は、ハブ信号が検出されると“ハブ”事象を 生成する。段階１４０１において装置は、ハブセンサ入力を読み取ってデバウン スする。段階１４０２において、もし装置がハブ信号を検出すれば装置は段階１ ４０３へ進み、検出しなければ装置は復帰する。段階１４０３において装置は、 “ハブ”事象を生成して復帰する。 図１５は、ルーチン「ダウンボタン事象検査」の流れ図である。このルーチン は“タイマ”事象に対して遂行される。装置は、サイクリストがシフトダウンボ タンを放すと“ダウン”事象を生成する。段階１５０１において装置は、ダウン ボタンを読み取ってデバウンスする。段階１５０２において、もしダウンボタン が開放されていれば装置は段階１５０３へ進み、開放されていなければ装置は復 帰する。段階１５０３において装置は、“ダウン”事象を生成して復帰する。 図１６は、ルーチン「アップボタン事象検査」の流れ図である。このルーチン は“タイマ”事象に対して遂行される。装置は、サイクリストがシフトアップボ タンを放すと“アップ”事象を生成する。段階１６０１において装置は、アップ ボタンを読み取ってデバウンスする。段階１６０２において、もしアップボタン が開放されていれば装置は段階１６０３へ進み、開放されていなければ装置は復 帰する。段階１６０３において装置は、“アップ”事象を生成して復帰する。 図１７、１８、１９及び２０は、前部及び後部入替え選択器への入替え信号の 送信を制御し、ヒステリシスを調整するルーチンの流れ図である。図１７は、ル ーチン「入替え開始」の流れ図である。このルーチンは、“Ｆ”、“ｆ”、“Ｒ ”もしくは“ｒ”事象に対して遂行される。装置は、入替えの開始を指示する若 干のフラグをセットする。ルーチンは、入替えが進行中であることをルーチン「 入替え継続」に指示するタイマフラグをセットする。段階１７０１において、も しその事象が“Ｆ”であれば装置は段階１７０２において変数「前部アップ時間 」を１にセットして復帰し、そうでなければ装置は段階１７０３へ進む。段階１ ７０３において、もしその事象が“ｆ”であれば装置は段階１７０４において変 数「前部ダウン時間」を１にセットして復帰し、そうでなければ装置は段階１７ ０５へ進む。段階１７０５において、もしその事象が“Ｒ”であれば装置は 段階１７０６において変数「後部アップ時間」を１にセットして復帰し、そうで なければ装置は段階１７０７へ進む。段階１７０７において、もしその事象が“ ｒ”であれば装置は段階１７０８において変数「後部ダウン時間」を１にセット して復帰し、そうでなければ装置は段階１７０３へ進む。 図１８は、ルーチン「ヒステリシス設定」の流れ図である。このルーチンは“ Ｆ”、“ｆ”、“Ｒ”もしくは“ｒ”事象に対して遂行される。装置は、新しい 歯車の望ましいスポーク時間に基づいてシフトアップ及びシフトダウン点をセッ トする。シフトアップでは装置は、シフトダウン点を入替えられた歯車の望まし いスポーク時間に等しくセットし、またシフトアップ点を入替えられる歯車の望 ましいスポーク時間と、この入替えられる歯車より上の次の正当な歯車の望まし いスポーク時間との間の中間点にセットする。シフトダウンでは装置は、入替え 点を同じようにしてセットする。装置は、表４に示したような、各歯車毎のスポ ーク時間を含むスポーク時間表を維持している。段階１８０２において装置は、 変数「アップ時間」を、変数「アップ歯車」によって索引された表４のエントリ にセットする。変数「アップ歯車」は、現在の歯車より上の次の正当な歯車を含 む。段階１８０３において装置は、変数「中間時間」を、変数「歯車」によって 索引された表４のエントリに等しくセットする。変数「歯車」は、自転車が入っ ている現在の歯車を含む。変数「中間時間」は、現在の歯車のスポーク時間を含 む。段階１８０５において装置は、変数「ダウン時間」を、変数「ダウン歯車」 によって索引された表４のエントリに等しくセットする。変数「ダウン歯車」は 、現在の歯車より下の次の正当な歯車を含む。変数「ダウン時間」は、現在の歯 車より下の次の正当な歯車のスポーク時間を含む。段階１８０６乃至１８１２に おいて装置は、シフトアップ及びダウン点をセットする。段階１８０６において 、もし変数「歯車」が１に等しければシフトダウンは許可されずに装置は段階１ ８０７へ進み、１に等しくなければ装置は段階１８０８へ進む。段階１８０７に おいて装置は、変数「ダウン点」を最大整数にセットしてダウンシフトが許可さ れないことを指示させ、また変数「アップ点」を変数「アップ時間」にセットし て次のシフトアップ点が次に高い正当な歯車における望ましいスポーク時間であ ることを指示させて復帰する。段階１８０８において、もし変数「歯車」が 12に等しければシフトアップは許可されずに装置は段階１８０９へ進み、12に等 しくなければ装置は段階１８１０へ進む。段階１８０９において装置は、変数「 ダウン点」を変数「ダウン時間」にセットして次のシフトダウン点が次に低い正 当な歯車における望ましいスポーク時間であることを指示させ、また変数「アッ プ点」を０に等しくセットしてシフトアップが許可されないことを指示させて復 帰する。段階１８１０において、もし現在の事象が“Ｆ”もしくは“Ｒ”事象に よって指示されるアップ入替えであれば装置は段階１８１１へ進み、そうでない 場合には段階１８１２へ進む。段階１８１１において装置は、変数「ダウン点」 を変数「ダウン時間」に等しくセットし、また変数「アップ点」を、変数「アッ プ時間」と「中間時間」との和を２で除した値に等しくセットして復帰する。段 階１８１２において装置は、変数「ダウン点」を、変数「ダウン時間」と「中間 時間」との和を２で除した値に等しくセットし、また変数「アップ点」を変数「 アップ時間」にセットして復帰する。 図１９は、ルーチン「入替え継続」の流れ図である。このルーチンは、“タイ マ”事象に対して遂行される。このルーチンは、段階１１０８においてセットさ れたフラグに基づいて所定の時間間隔にわたって入替えプロセスを制御する。段 階１９１２、１９１３及び１９１４は、それぞれ前部歯車ダウン、後部歯車アッ プ及び後部歯車ダウンの入替えを継続するための処理を表している。詳細に示し てないが、段階１９１２、１９１３及び１９１４は段階１９０１乃至１９１１に 類似している。好ましい実施例では、装置は、選択器を寸時の間ダウン入替え方 向に転じ、次いで寸時の間電力を切り、最後にアップ入替え方向に選択器に給電 する。これにより選択器のローブは、アップ入替えラッチが係合する前にモーメ ントを得ることガできる。代替実施例では、もし先行入替えがダウン入替えであ れば選択器ローブは既にアップ入替えラッチ腕から離れているので、ダウン入替 え方向に給電する必要はない。段階１９０１において、もし変数「前部アップ時 間」が０に等しければ入替えは進行中ではなく装置は段階１９１２へ進み、０に 等しくなければ装置は段階１９０２へ進む。段階１９０２において、もし変数「 前部アップ時間」が１に等しければ入替えが将に開始されたのであり、装置は段 階１９０３へ進み、１に等しくなければ装置は段階１９０５へ進む。段階 １９０３において装置は、前部シフトダウン信号をターンオンさせて入替え選択 器の電動機をダウン入替え方向に付勢させる。段階１９０５において、もし変数 「前部アップ時間」が定数「後戻り」に等しければ後戻りプロセスが行われ、装 置は段階１９０６において前部ダウン入替えをターンオフする。定数「後戻り」 は、選択器ローブをアップ入替えラッチアームから後戻りさせるべき秒数（ミリ 秒）を含む。段階１９０７において、もし変数「前部アップ時間」が定数「後戻 り」十定数「惰走」に等しければ、装置はシフトアップを給電する準備が整って おり、装置は段階１９０８において前部アップ入替えをターンオンさせて入替え 選択器の電動機をアップ入替え方向に付勢させる。定数「惰走」は、入替えが後 戻りした後に給電するまでに選択器に給電しない秒数（ミリ秒）を含む。段階１ ９０９において、もし変数「前部アップ時間」が定数「後戻り」十定数「惰走」 十定数「ワック」（Wack）に等しければ入替えは完了しており、装置は段階１９ １０において前部アップ入替えをターンオフさせ、また段階１９１１において変 数「前部アップ時間」をリセットして入替えが完了していることを指示させる。 そうでない場合には装置は段階１９０９Ａへ進む。段階１９０９Ａにおいて装置 は、変数「前部アップ時間」をインクリメントさせて入替え信号が給電される時 間長を追跡させる。段階１９１２、１９１３及び１９１４において、装置は、前 部歯車ダウン、後部歯車アップ、及び後部歯車ダウンの入替えを継続して復帰す る。 図２０は、ルーチン「ヒステリシス調整」の流れ図である。このルーチンは、 “スポーク”事象に対して遂行される。装置は、現在のスポーク時間が最初に現 在の歯車における望ましいスポーク時間を通過する時に、シフトアップもしくは シフトダウン点を調整する。段階２００１において、もし変数「アップ時間」が 変数「アップ点」に等しければ、最後の入替えは行われた入替えであったのであ り装置は段階２００２へ進み、等しくなければ装置は段階２００４へ進む。段階 ２００２において、もし変数「中間時間」が変数「スポーク時間」よりも小さけ れば装置は段階２００３へ進み、小さくなければ装置は復帰する。段階２００３ において装置は、変数「アップ点」を、変数「アップ時間」と、２で除した「中 間時間」との合計にセットする。段階２００４において、もし変数「ダウン時間 」 が変数「ダウン点」に等しければ、最後の入替えはアップ入替えであったのであ り装置は段階２００５へ進み、等しくなければ装置は復帰する。段階２００５に おいて、もし変数「中間時間」が変数「スポーク時間」よりも大きければ、それ はシフトダウン点を固定すべき時間であり装置は段階２００６へ進み、大きくな ければ装置は復帰する。段階２００６において装置は、変数「ダウン点」を、変 数「ダウン時間」と、２で除した「中間時間」との合計にセットして復帰する。 図２１乃至２３は、自転車が実際に入っているのはどの歯車かを決定するルー チンの流れ図である。図２１は、ルーチン「真の歯車決定」の流れ図である。こ のルーチンは、“ハブ”事象に対して遂行される。装置は、最後の真の歯車計算 以降に発生する“ハブ”事象の数を計数し、この数が５に等しい場合にルーチン 「ペダル事象計数インクリメント」において計数された“ペダル”事象の数に基 づいて真の歯車を計算する。装置は、３回の連続計算が同一の計算した歯車を示 している時には変数「真の歯車」を計算した歯車にセットする。好ましい実施例 では装置は、ある数の“ハブ”事象の間に発生する“ペダル”事象の数を計数す る。“ペダル”事象の数に基づいて装置は現在の歯車を決定する。前述したよう に、装置は“ペダル”事象の計数を表６への索引として使用し、真の歯車を決定 する。 段階２１０１において、もし変数「ハブ事象計数」が５に等しければ、装置は 真の歯車を決定するための準備が整っており段階２１０２へ進み、５に等しくな ければ装置は段階２１０９へ進む。段階２１０２において装置は、変数「新計算 した歯車」を、「ペダル事象計数」によって索引された表６の値に等しくセット する。段階２１０３において装置は、変数「ペダル事象計数」及び「ハブ事象計 数」を０にセットして５“ハブ”事象及び対応する“ペダル”事象の計数を再始 動させる。段階２１０４において、もし変数「旧計算した歯車」が変数「新計算 した歯車」に等しければ、最後の２回の歯車計算は矛盾がなく、装置は段階２１ ０６へ進み、等しくなければ装置は段階２１０５へ進む。段階２１０５において 装置は、変数「整合」を０にセットし、また変数「旧計算した歯車」を変数「新 計算した歯車」にセットして復帰する。変数「整合」は、計算した歯車が先行の 計算した歯車に一致する連続回数を含む。段階２１０６において装置は、変 数「整合」をインクンリメントさせる。段階２１０７において、もし変数「整合 」が２に等しければ最後の３回の歯車計算は一貫した結果を生じており、装置は 段階２１０８へ進み、２に等しくなければ装置は復帰する。段階２１０８におい て装置は、変数「新の歯車」を変数「新計算した歯車」にセットし、また変数「 整合」を０にセットして整合プロセスを再始動させて復帰する。段階２１０９に おいて装置は、変数「ハブ事象計数」をインクリメントさせて復帰する。 図２２は、ルーチン「ペダル事象計数インクリメント」の流れ図である。この ルーチンは“ペダル”事象に対して遂行される。装置は、５“ハブ”事象の間に 生成される“ペダル”事象の数を計数する。段階２２０１において装置は、変数 「ペダル事象計数」をインクリメントさせて復帰する。 図２３は、ルーチン「真の歯車フラグクリア」の流れ図である。このルーチン は“後進”事象に対して遂行される。装置は、種々のフラグを０にして真の歯車 の計算をリセットする。段階２３０１において装置は、変数「ペダル事象計数」 、「ハブ事象計数」、「整合」、「旧計算した歯車」、及び「新計算した歯車」 を０にセットして復帰する。 図２４乃至２９は、入替えが適切であるか否かを決定するルーチンの流れ図で ある。自転車のペダルが前進方向に踏まれている時が入替えに適切である。好ま しい実施例では、最後の前部入替え、もしくは最後の後進方向のペダル踏み以降 に、クランクが少なくとも1.25回転を完了した時が前部歯車を入替えるのに適切 であるとしている。これは、自転車のペダルが前進方向に踏まれていることだけ ではなく、最後の前部入替えが完了したことをも保証する。前部入替えが完了し たことを確認するためには完全な１回転を必要とする。代替として、センサをク ランク上に位置決めし、入替えが完了したことを指示している１つの点を、クラ ンクが通過したことを指示させることができる。最後の入替えが行われてから、 もしくは最後の後進方向のペダルが踏まれてからクランクが少なくとも3/8回転 した時に、後部歯車を入替えることが適切である。 図２４は、ルーチン「入替えＯＫフラグクリア」の流れ図である。このルーチ ンは“後進”事象に対して遂行される。装置は、サイクリストが前進方向にペダ ルを踏み始めると“ペダル”事象の計数をクリアして計数を再始動させる。段階 ２４０１において装置は、変数「ハブペダル事象」及び「ペダル計数」を０にセ ットし、また変数「入替え中計数」を10にセットして復帰する。 図２５は、ルーチン「前部入替えＯＫ検査」の流れ図である。このルーチンは 、“ペダル”事象に対して遂行される。装置は、“ペダル”事象の数を計数し、 この計数が10に等しく、且つ最後の入替えが完了していると“クランク”事象を 生成する。段階２５０１において装置は、変数「ハブペダル計数」をインクリメ ントさせる。この変数は最後に後進方向にペダルが踏まれてから、もしくは最後 の後部入替え後の“ペダル”事象の数を含む。変数「ハブペダル計数」は、ルー チン「真の歯車フラグクリア」、「入替えＯＫフラグクリア」、及び「入替え後 入替えＯＫクリア」において０にセットされる。段階２５０２において、もし変 数「入替え中計数」が０に等しければ装置は段階２５０４へ進み、等しくなけれ ば装置は段階２５０３へ進む。段階２５０３において装置は、変数「入替え中計 数」をデクレメントさせる。段階２５０４において、もし変数「ペダル計数」が 10より小さければ装置は段階２５０５へ進み、小さくなければ装置は段階２５０ ６へ進む。変数「ペダル計数」は、最後に後進方向にペダルが踏まれてから、も しくは最後の前部入替えの後に発生する“ペダル”事象の数を含む。変数「ペダ ル計数」は、ルーチン「真の歯車フラグクリア」、「入替えＯＫフラグクリア」 、及び「入替え後入替えＯＫクリア」において０にセットされる。段階２５０５ において装置は、変数「ペダル計数」をインクリメントさせて復帰する。段階２ ５０６において装置は、“クランク”事象を生成して復帰する。 図２６は、ルーチン「後部入替えＯＫ検査」の流れ図である。このルーチンは “ハブ”事象に対して遂行される。装置は、最後の後部入替えもしくは“後進” 事象以降の“ペダル”事象の数が３より大きいと“車輪”事象を生成する。段階 ２６０１において、もし変数「ハブペダル計数」が３より大きければ装置は復帰 し、大きくなければ装置は段階２６０２へ進む。段階２６０２において装置は、 “車輪”事象を生成して復帰する。 図２７は、ルーチン「入替え後入替えＯＫクリア」の流れ図である。このルー チンは“Ｆ”、“ｆ”、“Ｒ”もしくは“ｒ”事象に対して遂行される。このル ーチンは、前部入替え後に変数「ペダル計数」及び「入替え中計数」を、また後 部入替え後に変数「ハブペダル計数」及び「入替え中計数」を初期化する。段階 ２７０１において、もし事象が“Ｆ”もしくは“ｆ”ならば装置は段階２７０２ へ進み、そうでない場合には装置は段階２７０３へ進む。段階２７０２において 装置は、変数「ペダル計数」を０にセットし、また変数「入替え中計数」を10に セットして復帰する。段階２７０３において、もし事象が“Ｒ”もしくは“ｒ” であれば装置は段階２７０４へ進み、そうでない場合には装置は復帰する。段階 ２７０４において装置は、変数「ハブペダル計数」を０にセットし、また変数「 入替え中計数」を３にセットして復帰する。 図２８は、ルーチン「シフトアップＯＫクリア」の流れ図である。このルーチ ンは“アップボタン”事象に対して遂行される。このルーチンは、自転車が最高 歯車に入っておらず、且つ変数「入替え中計数」が０に等しい場合に“アップ入 替え”事象を生成する。段階２８０１において、もし自転車が最高歯車に入って いれば装置は復帰し、入っていなければ装置は段階２８０２へ進む。段階２８０ ２において、もし変数「入替え中計数」が０に等しければ装置は段階２８０３へ 進み、等しくなければ装置は復帰する。段階２８０３において装置は、“アップ 入替え”事象を生成して復帰する。 図２９は、ルーチン「シフトダウンＯＫクリア」の流れ図である。このルーチ ンは“ダウンボタン”事象に対して遂行される。このルーチンは、自転車が最低 歯車に入っておらず、且つ変数「入替え中計数」が０に等しい場合に“ダウン入 替え”事象を生成する。段階２９０１において、もし自転車が最低歯車に入って いれば装置は復帰し、入っていなければ装置は段階２９０２へ進む。段階２９０ ２において、もし変数「入替え中計数」が０に等しければ装置は段階２９０３へ 進み、等しくなければ装置は復帰する。段階２９０３において装置は、“ダウン 入替え”事象を生成して復帰する。 図３４、３５、３６及び３７は、正当歯車入替えの決定に関係する機能を遂行 するルーチンの流れ図である。これらのルーチンは、適切な時に新しい歯車を選 択する図３０、３１、３２及び３３のルーチンによって呼出される。これらの両 ルーチンは、表１０のデータ構造にアクセスする。表１０は、自転車を１つの歯 車から別の歯車へ入替えるために必要な正当な入替え動作を示し、また正当な歯 車を指示している。“Ｆ”、“ｆ”、“Ｒ”、“ｒ”、“Ｂ”及び“ｂ”エント リは、現在の歯車から別の歯車へ入替えるにはどの入替え動作が必要であるかを 指示している。これらの動作は、前部シフトアップ、前部シフトダウン、後部シ フトアップ、後部シフトダウンであるか、もしくは前部及び後部両方のシフトア ップ、もしくはダウンが必要である。例えば、もし現在の歯車が６であり、他の 歯車が１０であるとすれば、動作は、前部歯車を歯車６から歯車１０へ入替える ためにはシフトアップさせなければならないことを指示する“Ｆ”である。“０ ”動作は不当な入替えを表す。例えば、もし現在の歯車が６であり、次の歯車が ７であるとすれば、動作は、歯車６から歯車７への入替えが不当であることを表 す“０”である。“＋”は、入替えは不当であるが、現在の歯車に留まるよりは 次の歯車へ入替えることが次善であることを表す。例えば、もし現在の歯車が６ であり次の歯車が４であるとすれば、動作は、歯車６から歯車４への入替えが不 当であることを表す“＋”である。しかしながら、“＋”は、自転車が歯車６に 留まらずに歯車３へ入替えた方が次善であることをも表している。これは、歯車 ３のための望ましいスポーク時間が、歯車６のための望ましいスポーク時間より も歯車４のための望ましいスポーク時間に近いからである。 図３４は、ルーチン「次のアップ」の流れ図である。このルーチンは、変数「 歯車」内の現在の歯車から次に高い不当歯車を決定し、変数「次の歯車」内の次 に高い正当な歯車と、変数「動作」内のその歯車に達するのに必要な動作とを戻 す。段階３４０１において装置は、変数「行」を変数「歯車」にセットする。段 階３４０２において装置は、変数「次の歯車」を変数「歯車」にセットする。段 階３４０３において、もし変数「次の歯車」が12に等しければ、それより高い正 当な歯車は存在せず、装置は復帰する。12に等しくなければ、装置は段階３４０ ４へ進む。段階３４０４において装置は、変数「次の歯車」をインクリメントさ せる。段階３４０４において装置は、変数「列」を変数「次の歯車」にセットす る。段階３４０６において装置は、変数「動作」を、変数「行」及び「列」によ って索引された表１０内の値にセットする。段階３４０７において、もし変数「 動作」が“０”もしくは“ｔ”ならば不当な入替えが要求されているのであり装 置は段階３４０３へ戻って次に高い歯車を検査し、そうでない場合には装置は復 帰する。 図３５は、ルーチン「次のダウン」の流れ図である。このルーチンは、現在の 歯車より下の次の正当歯車を決定することがルーチン「次のアップ」に類似して いる。 図３６は、ルーチン「正当」の流れ図である。このルーチンは、歯車と入替え ようとする望ましい歯車とを入力し、入替えに必要な動作を戻す。もし表１０内 の動作が“＋”ならば、ルーチンは望ましい歯車よりもその歯車により近い正当 な歯車に達するのに必要な動作を戻す。段階３６０１において装置は、変数「行 」を変数「歯車」にセットし、また変数「列」を変数「望ましい歯車」にセット する。段階３６０２において装置は、変数「行」及び「列」によって索引された 表１０から動作を検索する。段階３６０３において、もし動作が“＋”であれば 装置は次の正当な動作を決定して段階３６０４へ進み、“＋”でなければ装置は 復 帰する。段階３６０４において、もし変数「行」が変数「列」よりも大きければ シフトダウンが必要なのであり、装置は段階３６０５において変数「列」をデク レメントさせてから段階３６０２へ戻り、変数「行」が変数「列」よりも大きく なければ装置は段階３６０６において変数「列」をインクリメントさせてから段 階３６０２へ戻る。 図３７は、ルーチン「正確」の流れ図である。このルーチンは、歯車及び動作 を入力し、動作が遂行された後に自転車はどの歯車に入るかを決定する。例えば もし自転車が歯車６に入っていれば、“Ｒ”動作が遂行されると、表１０に示す ように自転車は歯車９に入替わる。段階３７０１において装置は、変数「行」及 び「列」を変数「歯車」にセットする。段階３７０２において、もし動作がダウ ン入替えであれば、装置は段階３７０４において変数「列」をデクレメントさせ てから段階３７０５へ進み、ダウン入替えでなければ装置は段階３７０３におい て変数「列」をインクリメントさせた後に段階３７０５へ進む。段階３７０５に おいて、もし変数「行」及び「列」によって索引された表１０が入力動作に等し ければ、装置は段階３７０６において変数「正確な歯車」をセットして復帰し、 等しくなければ装置は段階３７０２へループする。 図３０、３１、３２及び３３は、新しい自転車歯車を選択するためのルーチン の流れ図である。図３０は、ルーチン「後部入替え事象検査」の流れ図である。 このルーチンは“車輪”事象に対して遂行される。装置は、自転車を新しい歯車 へ入替えるべきであり、そしてその新しい歯車へ入替えるには後部入替えが必要 である時に、後部入替え事象（“Ｒ”もしくは“ｒ”事象）を生成する。段階３ ００１において装置は、ルーチン「歯車確認」を呼出し、装置が予測した歯車以 外の歯車に自転車が実際に入っている時に、現在の歯車を内部的に修正する。段 階３００１Ａにおいて装置は、ルーチン「スポーク時間推定」を呼出し、スポー ク時間をセットせしめた最後の事象以降の時間が、最後のスポーク時間より大き くなった時に変数「新歯車」を更新する。段階３００２において装置は、ルーチ ン「正当」を呼出し、現在の歯車から新しい歯車へ入替えるにはどの動作が必要 かを決定し、変数「動作」をセットする。段階３００３において、もし変数「動 作」が“Ｂ”もしくは“ｂ”であれば、段階３００４において装置は、変数 「動作」を“Ｒ”もしくは“ｒ”にリセットして段階３００６へ進み、“Ｂ”も しくは“ｂ”でなければ装置は段階３００５へ進む。装置は“Ｂ”もしくは“ｂ ”動作を、“Ｒ”もしくは“ｒ”事象を生成することが可能な“Ｒ”もしくは“ ｒ”動作に変換する。段階３００５において、もし変数「動作」が“Ｒ”もしく は“ｒ”であれば、装置は段階３００６へ進み、そうでない場合には後部入替え が必要ないのであるから装置は復帰する。段階３００６において装置は、後部入 替え事象を生成する。段階３００７において装置は、ルーチン「歯車値更新」を 呼出して、変数「歯車」、「アップ歯車」、及び「ダウン歯車」をセットしてか ら復帰する。 図３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃは、新しい歯車の決定を支援するために呼出され るルーチンの流れ図である。図３０Ａは、ルーチン「歯車確認」の流れ図である 。このルーチンは、装置が予測した歯車以外の歯車に自転車が実際に入っている ので、現在の歯車を内部的に修正する。段階３０Ａ０１において、もし変数「歯 車」が変数「真の歯車」に等しくなければ誤った入替えが発生して自転車は装置 が予測した歯車以外の歯車に入ったのであり、装置は段階３０Ａ０２へ進む。変 数「歯車」が変数「真の歯車」に等しければ装置は復帰する。段階３０Ａ０２に おいて装置は、変数「歯車」及び「新歯車」を変数「真の歯車」にセットする。 変数「新歯車」は、実際に自転車が入るべき歯車を含む。段階３０Ａ０３におい て装置は、ルーチン「ヒステリシス設定」を呼出し、シフトアップ及びシフトダ ウン点を真の歯車に対応するようにリセットして復帰する。 図３０Ｂは、ルーチン「スポーク時間推定」の流れ図である。このルーチンは 、スポーク時間をセットせしめた最後の事象以降の時間が、最後のスポーク時間 より大きくなった時に変数「新歯車」を呼出す。段階３０Ｂ０１において、もし 変数「スポーク時計」が変数「スポーク時間」より大きければ装置は段階３０Ｂ ０２へ進み、大きくない場合には装置は復帰する。段階３０Ｂ０２において装置 は、変数「スポーク時間」を変数「スポーク時計」に等しくセットする。段階３ ０Ｂ０３において装置は、ルーチン「新歯車決定」を呼出してそのスポーク時間 のための新しい歯車を決定し、復帰する。 図３０Ｃは、ルーチン「歯車値更新」の流れ図である。このルーチンは、新し い歯車を反映するように変数「歯車」、「アップ歯車」及び「ダウン歯車」を更 新する。段階３０Ｃ０１において装置は、変数「歯車」を、ルーチン「正確」か ら戻された値（これは動作によって自転車が入替えさせられる実際の歯車である ）にセットする。段階３０Ｃ０２において装置は、変数「アップ歯車」を、ルー チン「次のアップ」から戻された値（これは現在の歯車の上の次の正当な歯車で ある）にセットする。段階３０Ｃ０３において装置は、変数「ダウン歯車」を、 ルーチン「次のダウン」から戻された値（これは現在の歯車の下の次の正当な歯 車である）にセットして復帰する。 図３１は、ルーチン「前部入替え事象検査」の流れ図である。このルーチンは “クランク”事象に対して遂行される。このルーチンは、後部入替え事象ではな く前部入替え事象が生成されることを除いて、前述した「後部入替え事象検査」 に類似している。 図３２は、ルーチン「新歯車決定」の流れ図である。このルーチンは“スポー ク”事象に対して遂行される。装置は、現在のスポーク時間がシフトアップ及び シフトダウン点の外側にあるか否かを決定し、また自転車のために新しい歯車を 決定する。このルーチンは、変数「新歯車」を新しい歯車にセットする。段階３ ２０１において、もし変数「スポーク時間」が変数「アップ点」より小さければ 現在のスポーク時間はシフトアップスポーク時間より小さいのであり、装置は段 階３２０２へ進み、変数「スポーク時間」が変数「アップ点」より小さくなけれ ば装置は段階３２０５へ進む。段階３２０２において装置は、変数「最適歯車」 を、ルーチン「最適」から戻された値（これは現在のスポーク時間に最も近い望 ましいスポーク時間を有する歯車である）にセットする。段階３２０４において 装置は、変数「新歯車」を、変数「最適歯車」及び「アップ歯車」の最大に等し くセットして復帰する。変数「最適歯車」は、それへ自転車を入替えるべき歯車 を指示する。ルーチン「後部入替え事象検査」及び「前部入替え事象検査」は、 変数「新歯車」を検査して入替えが必要か否かを決定する。段階３２０５におい て、もし変数「ダウン点」が変数「「スポーク時間」より小さければ、現在のス ポーク時間はシフトダウンスポーク時間より大きいのであり、装置は段階３２０ ６へ進み、そうでない場合には装置は復帰する。段階３２０６において装置は、 変数「最適歯車」を、ルーチン「最適」から戻された値（これは現在のスポーク 時間に最も近い望ましいスポーク時間を有する歯車である）にセットする。段階 ３２０８において装置は、変数「新歯車」を変数「最適歯車」及び「ダウン歯車 」の最小に等しくセットして復帰する。 図３２Ａは、ルーチン「最適」の流れ図である。このルーチンは、スポーク時 間を渡されて、渡されたスポーク時間に最も近い望ましいスポーク時間を有する 歯車を戻す。段階３２Ａ０１において装置は、変数「最小デルタ」を最大整数に セットし、また変数「ｉ」を１にセットする。段階３２Ａ０２において装置は、 変数「デルタ」を、〔変数「スポーク時間」一変数「ｉ」によって索引された表 ４のエントリ内のスポーク時間〕の絶対値にセットする。段階３２Ａ０３におい て、もし変数「デルタ」が変数「最小デルタ」より小さければ、変数「ｉ」によ って索引されたエントリは、検査された先行エントリよりも渡されたスポーク時 間により近いのであり、装置は段階３２Ａ０４へ進み、変数「デルタ」が変数「 最小デルタ」より小さくなければ装置は復帰する。段階３２Ａ０４において装置 は、変数「最小デルタ」を変数「デルタ」にセットし、また変数「最適歯車」を 変数「ｉ」に等しくセットする。段階３２Ａ０５において装置は、変数「ｉ」を インクリメントさせる。段階３２Ａ０６において、変数「ｉ」が13に等しければ 全てのエントリは処理されたのであり、装置は復帰する。13に等しくなければ装 置は段階３２Ａ０２へ戻る。 図３３は、ルーチン「ボタン処理」の流れ図である。このルーチンは、“アッ プ入替え”もしくは“ダウン入替え”の何れかの事象に対して遂行される。この ルーチンは、シフトアップもしくはシフトダウンボタンに応答して入替えが既に ペンディングであるか否かを決定する。もし入替えがペンディングであれば（新 しい歯車がアップ歯車及びダウン歯車の範囲の外側にある）、ルーチンは押され たボタンの方向に入替える。もし入替えがペンディングでなければ、ルーチンは 表内の望ましいスポーク時間を調整する。段階３３０１において、装置はルーチ ン「確認」を呼出す。段階３３０１Ａにおいて装置は、ルーチン「スポーク時間 推定」を呼出し、必要ならば変数「新歯車」を更新する。段階３３０２において 、もしアップボタンが押されていれば装置は段階３３０３へ進み、押されていな け れば装置は段階３３０８へ進む。段階３３０３乃至３３０７において装置は、“ アップ入替え”事象を処理する。段階３３０３において、もし変数「新歯車」が 変数「アップ歯車」より大きいか、もしくは等しければ入替えはペンディングで あり装置は段階３３０７へ進み、そうでなければ段階３３０３Ａへ進む。段階３ ３０３Ａにおいて、もし変数「新歯車」が変数「ダウン歯車」より小さいか、も しくは等しければ入替えはペンディングであり装置は段階３３０６Ａへ進み、そ うでなければ段階３３０４へ進む。段階３３０４において装置は、変数「旧時間 」を、変数「歯車」と、２で除した「アップ歯車」とによって索引された標準ス ポーク時間表（表３）のエントリの合計（これはシフトアップスポーク時間であ る）に等しくセットする。段階３３０５において装置は、変数「新時間」を変数 「スポーク時間」に等しくセットする。段階３３０６において装置は、ルーチン 「変形」を呼出してスポーク時間表内の望ましいスポーク時間を調整する。段階 ３３０６Ａにおいて装置は、変数「新歯車」を変数「アップ歯車」に等しくセッ トしてアップ入替えを行うことを指示させる。段階３３０７において装置は、変 数「アップ点」及び「ダウン点」を最大整数に等しくセットしてルーチン「新歯 車決定」に新歯車をセットさせる。段階３３０８において装置は、“ダウン”事 象を処理する。この処理は、変数「旧時間」を現在の歯車及び下の歯車のための スポーク時間の平均にセットすること、及び装置が変数「新歯車」を変数「ダウ ン歯車」に等しくセットし、また変数「ダウン点」及び「アップ点」を０に等し くセットしてダウン入替えを遂行させることを除いて、段階３３０１乃至３３０ ７の処理に類似している。 図３３Ａは、ルーチン「変形」の流れ図である。このルーチンは、渡された変 数「旧時間」及び「新時間」に基づいてスポーク時間表（表４）を更新する。段 階３３Ａ０１において装置は、変数「ｉ」を１に等しくセットして第１の望まし いスポーク時間を索引する。段階３３Ａ０２において装置は、変数「Ｋ」を、変 数「旧時間」で除した変数「新時間」にセットする。段階３３Ａ０３において装 置は、変数「ｉ」によって索引されたスポーク時間表（表４）内のエントリを、 変数「ｉ」と変数「Ｋ」との積によって索引された標準スポーク時間表（表３） 内のエントリにセットする。段階３３Ａ０４において装置は、変数「ｉ」をイン クリメントさせる。段階３３Ａ０５において、もし変数「ｉ」がＰＯ13に等しけ れば「スポーク時間表」内の全ての値は更新されたのであり装置は復帰する。 等しくなければ装置は段階３３Ａ０３へ戻る。 以上に本発明を好ましい実施例に関して説明したが、本発明はこれらの実施例 に限定されるものではない。当業者ならば本発明の思想の中での多くの変更が明 白であろう。本発明の範囲は請求の範囲によって限定されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コンピュータ制御装置正当歯車入替えシステムにおいて歯車を入替える方法 であって、上記装置は前部歯車組立体と後部歯車組立体とを有し、前部歯車組立 体は異なる歯数の複数の前部歯車を有し、後部歯車組立体は異なる歯数の複数の 後部歯車を有し、上記装置は１つの前部歯車から別の前部歯車へ入替えるための 前部入替え機構と、１つの後部歯車から別の後部歯車へ入替えるための後部入替 え機構とを有し、上記装置は複数の装置歯車を有し、各装置歯車は前部歯車及び 後部歯車組合せに関連付けられ、装置歯車は歯車比によって順序付けられ、歯車 比は関連前部歯車内の歯数と関連後部歯車内の歯数との比であり、上記システム は前部及び後部入替え機構に機能的に接続されていて１つの装置歯車から別の装 置歯車へ入替えるコンピュータを有し、上記方法は、 現在選択されている前部歯車と後部歯車とによって定義される現在の装置歯車 を決定する段階と、 次の装置歯車を決定し、現在の装置歯車から次の装置歯車へ入替える際に上記 装置が現在の装置歯車と次の装置歯車との間にない歯車への入替えを行わないよ うにする段階と、 前部及び後部入替え機構を制御して現在の装置歯車から次の装置歯車への入替 えを実行する段階と を備えていることを特徴とする方法。 ２．コンピュータ制御装置入替えシステムにおいて入替えを行う次の装置歯車を 決定する方法であって、上記装置は歯車比によって順序付けられている複数の装 置歯車を有し、上記方法は、 選択されている現在の装置歯車を決定する段階と、 現在の装置歯車に関連付けられていて、現在の装置歯車と次の装置歯車との歯 車比の間にない歯車比を有する別の装置歯車への入替えを行うことなく現在の装 置歯車から入替えすることができる装置歯車である複数の正当装置歯車を決定す る段階と、 決定された正当装置歯車から次の装置歯車を選択する段階と を備えていることを特徴とする方法。 ３．上記装置は複数の前部歯車を有する前部歯車組立体を含み、各前部歯車は複 数の歯を有し、前部歯車は歯数によって順序付けられており、上記装置は複数の 後部歯車を有する後部歯車組立体を含み、各後部歯車は複数の歯を有し、後部歯 車は歯数によって順序付けられており、歯車比は前部歯車内の歯数と後部歯車内 の歯数との比であり、上記各装置は関連付けられた前部歯車及び後部歯車を有し 、現在の装置歯車に関連付けられた決定された正当装置歯車は、それらに関連付 けられた前部歯車が現在の前部歯車の次に順序付けられた装置歯車、もしくはそ れらに関連付けられた後部歯車が現在の後部歯車の次に順序付けられた装置歯車 だけを含む請求項２に記載の方法。 ４．次の装置歯車を選択する段階は、現在の装置歯車のための望ましい装置速度 範囲を決定する段階と、現在の装置速度がその範囲の外側になった時に次の装置 歯車を選択する段階とを含む請求項３に記載の方法。 ５．多段歯車付き装置のためのコンピュータ制御入替えシステムにおいて現在の 装置歯車から新しい装置歯車へ入替える方法であって、上記装置は現在の速度を 有し、上記方法は、 装置を現在の装置歯車へ入替える段階と、 入替え速度を設定する段階と、 装置が現在の装置歯車に入っている間に入替え速度を調整する段階と、 入替え速度及び現在の速度に基づいて新しい装置歯車へ入替える段階と を備えていることを特徴とする方法。 ６．入替え速度を設定する段階は、入替え速度を現在の速度より大きい入替え速 度を設定する請求項５に記載の方法。 ７．新しい装置歯車へ入替える段階は、現在の速度が入替え速度より大きくなる か、もしくは等しくなると入替える請求項６に記載の方法。 ８．入替え速度を調整する段階は、現在の速度が現在の装置歯車のための望まし い速度より小さくなるか、もしくは等しくなると入替え速度をリセットする請求 項６に記載の方法。 ９．望ましい速度は、ユーザ選択に基づいている請求項８に記載の方法。 10．入替え速度を調整する段階は、現在の速度により近い入替え速度を設定する 請求項６に記載の方法。 11．入替え速度を設定する段階は、現在の速度より小さい入替え速度を設定する 請求項５に記載の方法。 12．新しい装置歯車へ入替える段階は、現在の速度が入替え速度より小さくなる か、もしくは等しくなると入替える請求項１１に記載の方法。 13．入替え速度を調整する段階は、現在の速度が現在の装置歯車のための望まし い速度より大きくなるか、もしくは等しくなると入替え速度をリセットする請求 項１１に記載の方法。 14．望ましい速度は、ユーザ選択に基づいている請求項１３に記載の方法。 15．入替え速度を調整する段階は、現在の速度により近い入替え速度を設定する 請求項１１に記載の方法。 16．多段歯車付き装置のためのコンピュータ制御入替えシステムにおいて現在の 装置歯車から新しい装置歯車へ入替えて望ましいリズムを維持する方法であって 、装置歯車は低歯車から高歯車へ順序付けられており、上記装置は現在の速度を 有し、上記システムは現在の速度がシフトダウン速度に低下するとシフトダウン を遂行し、また現在の速度がシフトアップ速度に増加するとシフトアップを遂行 するようになっており、上記方法は、 現在の速度がシフトダウン速度に低下すると、 現在の装置歯車より低い新しい装置歯車へ入替える段階と、 シフトアップ速度を現在の速度より大きくなるように設定する段階と、 シフトダウン速度を現在の速度より小さくなるように設定する段階と、 現在の速度が所定の速度に低下すると、望ましいリズムに基づいてシフ トアップ速度を現在の速度により近くリセットする段階と、 現在の速度がシフトアップ速度に増加すると、 現在の装置歯車より高い新しい装置歯車へ入替える段階と、 シフトアップ速度を現在の速度より大きくなるように設定する段階と、 シフトダウン速度を現在の速度より小さくなるように設定する段階と、 現在の速度が所定の速度に増加すると、望ましいリズムに基づいてシフ トダウン速度を現在の速度により近くリセットする段階と を備えていることを特徴とする方法。 17．現在の速度がシフトダウン速度に低下した時に、シフトアップ速度は装置が 現在の装置歯車に入っていてペダルがその望ましいリズムで踏まれている時の速 度に設定され、またシフトダウン速度は装置が新しい装置歯車に入っていてペダ ルがその望ましいリズムで踏まれている時の速度と、装置が新しい装置歯車より 低い装置歯車に入っていてその望ましいリズムで踏まれている時の速度との平均 に設定される請求項１６に記載の方法。 18．シフトアップ速度は、装置が新しい装置歯車に入っていてペダルがその望ま しいリズムで踏まれている時の速度と、装置が現在の装置歯車に入っていてペダ ルがその望ましいリズムで踏まれている時の速度との平均である速度にリセット される請求項１７に記載の方法。 19．シフトアップ速度は、現在の速度が、装置が新しい装置歯車に入っていてペ ダルがその望ましいリズムで踏まれている時の速度に低下した時にリセットされ る請求項１６に記載の方法。 20．現在の速度がシフトアップ速度に増加した時に、シフトダウン速度は装置が 現在の装置歯車に入っていてペダルがその望ましいリズムで踏まれている時の速 度に設定され、またシフトアップ速度は装置が新しい装置歯車に入っていてペダ ルがその望ましいリズムで踏まれている時の速度と、装置が新しい装置歯車より 高い装置歯車に入っていてその望ましいリズムで踏まれている時の速度との平均 に設定される請求項１６に記載の方法。 21．シフトダウン速度は、装置が新しい装置歯車に入っていてペダルがその望ま しいリズムで踏まれている時の速度と、装置が現在の装置歯車に入っていてペダ ルがその望ましいリズムで踏まれている時の速度との平均である速度にリセット される請求項２０に記載の方法。 22．シフトダウン速度は、現在の速度が、装置が新しい装置歯車に入っていてペ ダルがその望ましいリズムで踏まれている時の速度に増加した時にリセットされ る請求項１６に記載の方法。 23．コンピュータシステムにおいて多段歯車付き装置の現在の装置歯車を決定す る方法であって、上記装置は第１の歯車組立体と第２の歯車組立体とを有し、上 記コンピュータシステムは第１の歯車組立体の角運動を検出する第１のセンサと 、第２の歯車組立体の角運動を検出する第２のセンサとを有し、第１の歯車組立 体は指定された数の歯車を有し、第２の歯車組立体は指定された数の歯車を有し 、現在の装置歯車は第１の歯車組立体の現在選択されている歯車と、第２の歯車 組立体の現在選択されている歯車とを指示し、上記方法は、 指定された間隔中に、第１の歯車組立体の運動の角度と、第２の歯車組立体の 運動の対応する角度とを決定する段階と、 第１及び第２の歯車組立体の決定された運動の角度に基づいて、現在の装置歯 車を決定する段階と を備えていることを特徴とする方法。 24．第１のセンサは第１の歯車組立体が所定の第１のセンサ角度だけ回転する度 に第１の信号を生成し、第２のセンサは第２の歯車組立体が所定の第２のセンサ 角度だけ回転する度に第２の信号を生成し、上記方法は、 複数の第２の信号を選択して指定された間隔を定義する段階と、 指定された間隔中に生成される第１の信号の数を計数する段階と、 各装置歯車毎に、指定された間隔中に生成される第１の信号の数を計算する段 階と、 計算された第１の信号の数が計数された第１の信号の数に最も密に対応してい る装置歯車を決定し、決定された装置歯車が現在の装置歯車を表すようにする段 階と を含む請求項２３に記載の方法。 25．計数された第１の信号の数が独自の装置歯車に対応するように選択された第 ２の信号の数を選択する請求項２４に記載の方法。 26．複数のエントリを含む表を生成する段階を含み、この表は第１の信号の計数 によって索引され、各エントリは索引された第１の信号の計数に対応する独自の 装置歯車の識別子を含み、第１の信号の計数された数によって索引された表から エントリを検索することによって現在の装置歯車を決定する請求項２５に記載の 方法。 27．装置はクランク組立体とハブ組立体とを有し、第１の歯車組立体がクランク 組立体であり、第２の歯車組立体がハブ組立体である請求項２４に記載の方法。 28．コンピュータ制御自転車入替えシステムにおいて自転車を入替える方法であ って、 新しい自転車歯車を決定する段階と、 自転車のペダルが前進方向に踏まれているか否かを決定する段階と、 自転車のペダルが前進方向に踏まれている時に新しい自転車歯車へ入替える段 階と を備えていることを特徴とする方法。 29．自転車はクランク組立体を有し、入替えシステムはコンピュータに機能的に 接続されているクランクセンサを含み、クランクセンサはクランク組立体の角回 転を指示する直交信号を生成し、自転車のペダルが前進方向に踏まれているか否 かを決定する段階は、 クランクセンサからの直交信号をコンピュータへ送る段階と、 クランクセンサから送られた直交信号に基づいて、ペダルが踏まれている方向 を検出する段階と を含む請求項２８に記載の方法。 30．新しい自転車歯車へ入替える段階は、クランク組立体が所定の角距離にわた って前進方向に回転した後に限ってクランク組立体を入替える請求項２９に記載 の方法。 31．自転車はハブ組立体を有し、新しい自転車歯車へ入替える段階は、クランク 組立体が所定の角距離にわたって前進方向に回転した後に限ってハブ組立体を入 替える請求項２９に記載の方法。 32．コンピュータ制御自転車入替えシステムにおいてコンピュータが生成する自 転車歯車選択を無効にする方法であって、上記システムはコンピュータと入替え 機構とを有し、上記コンピュータは自転車歯車選択を生成して望ましいリズムを 維持し、また入替え機構を制御して生成された自転車歯車選択に自転車を入替え 、上記方法は、 コンピュータが生成した自転車歯車選択の無効化を指示する信号を検出する 段階と、 無効化自転車歯車選択を決定する段階と、 入替え機構を制御して無効化自転車歯車に自転車を入替える段階と、 現在の自転車速度と決定された無効化自転車歯車選択とに基づいて望ましいリ ズムを新しい望ましいリズムにリセットする段階と を備えていることを特徴とする方法。 33．コンピュータは、コンピュータが現在の自転車歯車からより高い、及びより 低い自転車歯車へ自動的に入替える自転車速度をそれぞれ指示するシフトアップ 及びシフトダウン自転車速度を維持し、望ましいリズムを新しい望ましいリズム にリセットする段階は、 現在の自転車速度を決定する段階と、 無効化自転車歯車が現在の自転車歯車より高い時には、現在の自転車速度で除 したシフトアップ自転車速度を望ましいリズムに乗ずる段階と、 無効化歯車が現在の自転車歯車より低い時には、現在の自転車速度で除したシ フトダウン自転車速度を望ましいリズムに乗ずる段階と を含む請求項３２に記載の方法。 34．システムは、コンピュータに機能的に接続されているサイクリストによって 操作されるシフトアップ及びシフトダウン表示器を含み、無効化自転車歯車選択 を決定する段階は、 サイクリストがシフトアップを指示した時には、現在の自転車歯車より高い自 転車歯車を選択する段階と、 サイクリストがシフトダウンを指示した時には、現在の自転車歯車より低い自 転車歯車を選択する段階と を含む請求項３２に記載の方法。 35．自転車入替え選択器を制御する方法であって、入替え選択器は自転車の歯車 を入替えるためのものであり、入替え選択器は可逆電動機、１対のラッチアーム 、ラッチアームの間に位置決めされていて電動機によって駆動されるローブを有 し、電動機が第１の方向に回転するとローブが一方のラッチアームを打って自転 車の第１の歯車への入替えが実行され、電動機が第２の方向に回転する とローブが他方のラッチアームを打って自転車の第２の歯車への入替えが実行さ れ、上記方法は、 第１の歯車へ入替える場合に、 自転車を第２の歯車へ入れる入替えを実行するには十分ではない時間に わたって電動機を第２の方向に回転させる段階と、 第１の歯車へ入れる入替えを実行するのに十分な時間にわたって電動機 を第１の方向に回転させる段階と を備えていることを特徴とする方法。 36．自転車は現在の歯車に入っており、第１の歯車は現在の歯車より高く、第２ の歯車は現在の歯車より低い請求項３５に記載の方法。 37．自転車は現在の歯車に入っており、第１の歯車は現在の歯車より低く、第２ の歯車は現在の歯車より高い請求項３５に記載の方法。 38．電動機をある時間にわたって第２の方向に回転させた後に、電動機を第１の 方向に回転させるまで、ある時間にわたって遅延させる請求項３５に記載の方法 。 39．自転車の最後の入替えが電動機を第２の方向に回転させることによって実行 された時には、電動機を第２の方向に回転させる段階が抑圧される請求項３５に 記載の方法。 40．自転車の歯車を入替えるための歯車入替え装置であって、 異なる歯数を有する複数の前部歯車を有する前部歯車組立体と、 異なる歯数を有する複数の後部歯車を有する後部歯車組立体と、 前部歯車組立体に結合されて前部歯車の何れか１つと係合し、また後部歯車組 立体に結合されて後部歯車の何れか１つと係合するチェーンと、 チェーンを１つの前歯車との係合から別の前歯車との係合へ入替える前部入替 え機構と、 チェーンを１つの後歯車との係合から別の後歯車との係合へ入替える後部入替 え機構と、 前部及び後部入替え機構に機能的に接続されているコンピュータと を備え、 自転車は複数の自転車歯車を有し、各自転車歯車は前部歯車及び後部歯車組合 せに関連付けられ、自転車歯車は歯車比によって順序付けられ、歯車比は関連前 部歯車内の歯数と関連後部歯車内の歯数との比であり、 コンピュータは現在の自転車歯車を決定し、現在の自転車歯車はチェーンが現 在係合している前部歯車と後部歯車とによって定義され、コンピュータは次の自 転車歯車を決定し、自転車は現在の自転車歯車から次の自転車歯車へ入替わる時 に現在の自転車歯車及び次の自転車歯車の範囲の外側の歯車へは入替わらず、そ してコンピュータは前部及び後部入替え機構を制御して現在の自転車歯車から次 の自転車歯車への入替えを実行させる ことを特徴とする歯車入替え装置。 41．多段歯車付き自転車において現在の自転車歯車から新しい自転車歯車へ入替 えるためのコンピュータ制御入替え装置であって、 ペダルを踏む速度はリズムによって指示され、 自転車の現在の速度を決定する手段と、 自転車を現在の自転車歯車に入替える手段と、 入替え速度を設定する手段と、 自転車が現在の自転車歯車に入っている時に入替え速度をリセットする手段と 、 現在の速度が入替え速度に近づいている時に新しい自転車歯車に入替える手段 と を備えていることを特徴とする装置。 42．多段歯車付き自転車の現在の自転車歯車を決定する装置であって、自転車は 第１の歯車組立体と第２の歯車組立体とを有し、上記装置は、 第１の歯車組立体の角運動を指示する第１の信号を生成する第１のセンサと、 第２の歯車組立体の角運動を指示する第２の信号を生成する第２のセンサと、第 １及び第２の信号を受信し、第１の歯車組立体の運動の角度と第２の歯車組立体 の運動の角度とを決定し、そして第１及び第２の歯車組立体の決定された運動の 角度に基づいて現在の自転車歯車を決定するコンピュータと を備えていることを特徴とする自転車歯車を決定する装置。 43．多段歯車付き自転車を入替える自転車入替え装置であって、 新しい自転車歯車を決定する手段と、 自転車のペダルが前進方向に踏まれているか否かを決定する手段と、 自転車のペダルが前進方向に踏まれている時に新しい自転車歯車を入替える手 段と を備えていることを特徴とする自転車入替え装置。 44．自転車はクランク組立体を有し、上記装置はクランク組立体の角回転を指示 する直交信号を生成するクランクセンサをも備え、自転車のペダルが前進方向に 踏まれているか否かを決定する手段はクランクセンサからの直交信号を受信し、 そしてクランクセンサから受信した直交信号に基づいてペダルが踏まれている方 向を検出する請求項４３に記載の自転車入替え装置。 45．自転車入替え装置であって、自転車は後輪、ハブ、クランク、前部歯車組立 体、及び後部歯車組立体を有し、上記装置は、 後輪の速度を検出する後輪センサと、 ハブの角運動を検出するハブセンサと、 クランクの角運動を検出するクランクセンサと、 前部歯車組立体に機能的に接続されていて前部歯車を入替える前部歯車選択器 と、 後部歯車組立体に機能的に接続されていて後部歯車を入替える後部歯車選択器 と、 後輪センサ、ハブセンサ、及びクランクセンサから入力を受信し、前部歯車選 択器及び後部歯車選択器を制御して自転車の入替えを実行させるコンピュータと を備えていることを特徴とする自転車入替え装置。