自行车用电子控制装置.pdf

在具有复位开关的自行车用电子控制装置中，不用将复位开关部分制成防水结构，不会因异物等的附着产生不当之处。自行车用电子控制装置(155)，在对搭载在自行车上的马达(150)进行电子控制的装置中，包括计算机部(156)，复位部(158)。计算机部(156)利用规定的程序控制马达(150)。复位部(158)，具有复位开关(157)，通过非接触操作，将复位信号输出到计算机部(156)，将计算机部(156)复位。

1.  一种自行车用电子控制装置，在对搭载在自行车上的控制对象设备进行电子控制的自行车用电子控制装置中，包括
利用规定的程序控制前述控制对象设备的计算机部，
具有非接触开关，通过非接触操作将复位信号输出到前述计算机部，将前述计算机部复位的复位部。

2.  如权利要求1所述的自行车用电子控制装置，前述非接触开关，是利用磁力通断的舌簧开关。

3.  如权利要求1或2所述的自行车用电子控制装置，前述计算机部及复位部，搭载在具有作为前述控制对象设备的电动拨链器的变速装置上。

4.  如权利要求3所述的自行车用电子控制装置，前述电动拨链器，是电动后拨链器，具有安装在前述自行车上的基座部，以及相对于前述基座部移动的链条导向部，
前述计算机部及前述复位部，搭载在前述基座部上。

5.  如权利要求1或2所述的自行车用电子控制装置，前述计算机部及复位部，搭载在具有作为前述控制对象设备的电动内装变速轮毂的变速装置上。

6.  如权利要求1至5中任何一个所述的自行车用电子控制装置，进一步包括连接到前述计算机部上，将使前述控制对象设备动作用的动作信号输出到前述计算机部的动作信号输出部。

7.  如权利要求6所述的自行车用电子控制装置，前述动作信号输出部，将作为前述动作信号的变速信号输出到前述计算机部。

自行车用电子控制装置
【技术领域】
本发明涉及电子控制装置，特别是，涉及对搭载在自行车上的控制对象设备进行电子控制的自行车用电子控制装置。
【背景技术】
最近，在自行车上，搭载内置微型计算机芯片等的电子控制装置。例如，以按照车速进行自动变速的方式控制变速装置用的电子控制装置、以及以显示车速或行驶距离等的方式控制显示装置用的电子控制装置，在现有技术中是已知的。
在这种电子控制装置中，利用连接器连接电池等电源，将电力供应给电子控制装置的结构是现有技术中公知的(例如专利文献1)。一般地，微型计算机，由于噪音等外部干扰以及程序缺陷等原因，有时会引起进入不希望的程序的失控等系统错误。
在前述现有技术的电子控制装置中，设置着复位开关，在产生系统错误时，通过按复位开关将微型计算机复位。用于现有技术的电子控制装置的复位开关，采用动作部分移动的接触式开关。这种复位开关，用指尖操作。同时，通过操作复位开关，将复位信号发送到微型计算机的复位端子上。
【专利文献1】实公平H7-37642号公报
由于自行车在户外使用或保管，所以，容易附着从路面上溅起的泥和沥青等固体以及雨水等液体等异物。例如，在像自行车计算机这样的安装在自行车的上部的电子控制装置的情况下，由于远离路面，不容易附着溅起的异物，容易附着雨水等液体。此外，当将电子控制装置安装到自行车的下部时，从路面上溅起的异物容易附着到电子控制装置上。当液体附着到电子控制装置上时，液体从复位开关的动作部分浸入内部，会造成复位开关的绝缘不好引起误动作。为了防止这种情况，有必要将复位开关的动作部分制成防水结构。当附着固体时，固体堵塞复位开关的操作部分，会造成难以操作复位开关的不当之处。
【发明内容】
本发明的课题是，在具有复位开关的自行车用电子控制装置中，不用将复位开关部分制成防水结构，不会产生异物等附着引起的不当之处。
根据方案1的自行车用电子控制装置，在对搭载在自行车上的控制对象设备进行电子控制的装置中，包括计算机部，和复位部。计算机部利用规定程序对控制对象设备进行控制。复位部具有非接触式开关，通过非接触操作，将复位信号输出到计算机部中，将计算机部复位。
在电子控制装置中，计算机部利用规定的程序对控制对象设备进行控制。在这种控制过程中，由于从外部来的电磁波等的影响，发生系统错误时，通过非接触操作，复位部将复位信号输出到计算机部，可以将计算机部复位。这里，由于复位部具有非接触开关，所以，通过非接触操作可以输出复位信号。从而，由于没有复位开关的动作部分，所以，无需复位开关部分的防水结构，液体难以侵入内部，不会产生由于液体附着引起的不当之处。此外，即使有固体附着，由于通过非接触操作可以进行复位操作，所以，难以产生由于固体附着引起的不当之处。
根据方案2的自行车用电子控制装置，在方案1所述的装置中，非接触开关是利用磁力通断的舌簧开关。在这种情况下，通过将磁铁靠近舌簧开关，可以使复位开关动作。
根据方案3的自行车用电子控制装置，在方案1或2所述的装置中，计算机部和复位部搭载在具有作为控制对象设备的电动拨链器的变速装置上。在这种情况下，即使将电子控制装置搭载在安装于自行车下部的电动拨链器上，也不容易产生因异物的附着引起的不当之处。
根据方案4的自行车用电子控制装置，在方案3所述的装置中，电动拨链器是电动后拨链器，具有安装到自行车上的基座部，相对于基座部移动的链条导向部，计算机部及复位部，搭载在基座部上。在这种情况下，由于计算机部及复位部搭载在安装于在自行车上、相对于自行车不能移动的基座部上，所以，容易进行配线，易于采用防水结构。
根据方案5的自行车用电子控制装置，在方案1或2所述的装置中，计算机部及复位部，搭载在作为控制对象设备的具有电动内装变速轮毂的变速装置上。即使将电子控制装置搭载在安装在自行车的下部的电动内装变速轮毂上，也很难产生因异物附着引起的不当之处。
根据方案6的自行车用电子控制装置，在方案1至5中任何一个所述的装置中，进一步包括连接到计算机部上，将使控制对象设备动作用的动作信号输出到计算机部的动作信号输出部。在这种情况下，计算机部利用动作信号使控制对象设备动作。
根据方案7的自行车用电子控制装置，在方案6所述的装置中，动作信号输出部，将作为动作信号的变速信号输出到计算机部。在这种情况下，借助变速信号，例如，使包含变速装置及自行车计算机等的显示装置在内的控制对象设备动作。
根据本发明，由于复位部具有非接触开关，所以，通过非接触操作可以输出复位信号。从而，由于没有复位开关地动作部分，所以，无需复位开关部分的防水结构，液体难以侵入内部，难以产生由于液体附着引起的不当之处。此外，由于即使固体附着，通过非接触操作也能够进行复位操作，所以，难以产生因固体附着造成的不当之处。
【附图的简单说明】
图1、安装有根据本发明的自行车用变速装置的自行车的侧视图。
图2、自行车的车把周边的透视图。
图3、变速控制部的控制框图。
图4、后部外装变速装置的侧视图。
图5、电子控制装置的控制框图。
图6、其它实施形式的相当于图1的图示。
图7、其它实施形式的相当于图3的图示。
图8、其它实施形式的相当于图5的图示。
【符号说明】
101、181自行车
109后部外装变速装置
115变速控制部(动作信号输出部的一个例子)
142后拨链器
142a基座部
142b链条导向部
155、255电子控制装置
156、256计算机部
157、257复位开关
158、2 58复位部
【实施发明的最佳形式】
图1中表示采用本发明的一种实施形式的自行车101。
自行车101是一种山地车型运动车，作为主要部分，包括：车架102，前叉103，车把104，前轮105，后轮106，链条107，前部外装变速装置108，以及后部外装变速装置109。
车架120，构成自行车101的基础，在前部，安装有前叉103，在中央下部安装有前部外装变速装置108，在后部安装有后轮106和后部外周变速装置109。此外，在车架102的中央上部，设置骑车人坐的车座111。
前叉103，可围绕倾斜的轴自由摆动地安装在车架102的前部。在前叉103的上部，安装车把104，在下部安装前轮105。在前轮105上，设置检测自行车的车轮的旋转速度(行驶状态的一个例子)用的旋转速度传感器(行驶状态检测部的一个例子)110。旋转速度传感器110，例如，具有检测出固定到前轮105上的磁铁110a的舌簧开关，传送从舌簧开关输出的脉冲。
如图2所示，在车把104的两个端部上，分别设置手柄112a，112b和刹车杆113a、113b。此外，在刹车杆113a、113b安装部的内侧，设置变速操作部114a、114b。进而，在车把104的中央部，安装变速控制部(动作信号输出部的一个例子)115，该变速控制部115，与变速操作部114a、114b，前部外装变速这种108，后部外装变速装置109连接。
刹车杆113a、113b，分别进行前轮105及后轮106的制动操作，刹车杆113a连接到前轮制动器116上，刹车杆113b连接到后轮制动器117上。
变速操作部114a、114b用于在手动变速模式时，进行前部外装变速装置108及后部外装变速装置109的变速操作。在图2右侧的变速操作部114a上，设置后部上变速钮118a和后部下变速钮119a，在图2左侧的变速操作部114b上，设置前部上变速钮118b和前部下变速钮119b。各个上变速钮118a、118b，输出将各个外装变速装置109、108的变速级(后面描述)向上变速一个变速级(换高速档)信号。同样地，各个下变速钮119a、119b，输出将各外装变速装置109、108的变速级向下一级变速一级(换低速档)的信号。
变速控制部115，在手动变速模式时，根据从变速操作部114a、114b来的信号生成变速信号。此外，在自动变速模式时，根据从旋转速度传感器110来的速度信号，自动地生成换高速档及换低速档用的变速信号，输出到前部外装变速装置108及后部外部变速装置109上。该变速控制部115，如图3所示，包括：由CPU121和存储器122等构成的控制部123，显示当前变速级等的显示部124，电源开关125，以及模式开关126。控制部123，利用CPU121进行变速控制和显示控制。在控制部123上，连接有前后的上下变速钮118a、118b、119a、119b。显示部124，例如是分段式液晶显示装置，能够显示当前的车速和累计距离及变速位置等。从而，变速控制部115，具有所谓自行车计算机的功能。电源开关125进行显示部124的通断切换。模式开关126用于进行自动变速模式和手动变速模式的切换。此外，变速控制部115，被容纳在箱状控制盒127内，显示部124、电源开关125、以及模式开关126配置它的上面。进而，变速控制部115经由配线128连接到前部外装变速装置108及后部外装变速装置109上。
前轮105，如图1所示，轮毂部分安装在前叉103的下部，在上部配置有进行前轮105的制动的前轮制动器116。此外，后轮106，轮毂部分安装在车架102的后部，在轮毂部分的附近的车架102的后部，安装后部外装变速装置109。此外，后轮106，其上部配置进行后轮的制动的后轮制动器117。
链条107，架设在前部外装变速装置108和后部外装变速装置109上，将从前部外装变速装置108来的驱动力传递给后部外装变速装置109。后部外装变速装置109，如图4所示，安装在后轮106的轮毂部分的周边，是一种用于将由链条107传递的驱动力传递给后轮6用的机构部。后部外装变速装置109，由后链轮141和后拨链器142构成。
后链轮141，由大小多个链轮143构成，相对于后轮106的轮毂轴同心地安装。
后拨链器142，将链条107架设在多个链轮143中的一个上，具有基座部142a，相对于基座部142a移动的链条导向部142b。通过该链条导向部142b的移动，将链轮107架设在多个链轮143中之一上。基座部142a，例如，具有铝合金制的一对安装部144a、144b，和配置在安装部144a、144b之间的合成树脂制的外壳145。在外壳145的内部，安装带有变速用的减速机构的马达150(图5)，借助马达150的旋转，链条导向部142b沿与后轮106接近、离开的方向分阶段地移动。此外，在外壳145中，其内部安装有根据从变速控制部115传送来的变速信号控制马达150的电子控制装置155(图5)。链条导向部142b包括：隔开一定的间隔安装导向链条107的两个滑轮146a、146b的导向件142c，使导向件142c相对于基座部142a沿与后链轮141接近离开的方向平行移动的四点连杆机构142d。在四点连杆机构142d上连接有马达150，借助马达150的旋转，四点连杆机构142d摆动，导向件142c根据变速信号平行移动。
电子控制装置155，如图5所示，包括：利用规定的程序控制马达150的计算机部156，具有复位开关157、通过非接触操作将复位信号输出到计算机部156上、将计算机部156复位的复位部158，切断电源时，输出复位信号的电压检测复位回路159。计算机部156，例如包括含有CPU，RAM，ROM，I/O接口的单芯片微型计算机。在计算机部156上，连接有变速控制部115，根据从变速控制部115来的变速信号，控制马达150。此外，马达150经由马达驱动器151连接到计算机部156上。进而，连接有检测后拨链器142的移动位置(变速位置)的变速位置传感器152。计算机部156，将获得的变速位置传送给变速控制部115。
复位部158的复位开关157，通过非接触操作进行通断，利用使用舌簧开关。当舌簧开关接近磁铁上能够进行通断动作。这里，舌簧开关157是常断的常开接点，接近磁铁时接通。复位开关157的一端，连接到计算机部156的复位端子上，另一端接地。因此，当将磁铁靠近复位开关157时，复位开关157接通，在复位端子上输出Low(低)的复位信号。电压检测复位回路159也连接到计算机部156的复位端子上。当电压检测复位回路159，成为规定的条件时，在计算机部156的复位端子上输出Low的复位信号，将计算机部156复位。
此外，电子控制装置155，包括作为计算机部156及马达150的电源的电池160，具有连接电池160的两个连接器161的连接器部162，具有并列地连接在连接器部162上的蓄电元件163的备用部164。蓄电元件163，例如，是具有1000μF左右的容量的大容量电容器。电源电压例如为3V，电源从电池160经由备用部164供应给计算机部156。因此，即使在更换电池时以及由于振动等连接器部162瞬时脱落时，也可以确保电力。备用部164的负端子接地。备用部164的正端子，与电压检测复位回路159，马达驱动器151，并经由电阻153与计算机部156的复位端子连接。当检测出备用部164的电压、并且该电压在规定电压(例如1.8伏特)以下时，电压检测复位回路159向计算机部156输出复位信号。复位端子借助从电源来的电压，通常为Hi(高电压)。
这里，由于后拨链器142的一对安装部144a、144b及外壳145是非磁性体制的(铝合金及合成树脂制)，所以，作为复位开关157，即使使用舌簧开关，也不容易受磁力的影响。
前部外装变速装置108，如图1所示，安装在车架102的中央下部，经由链条107将由骑车人产生的驱动力传递给后部外装变速装置109。前部外装变速装置108，具有大小多个链轮137和前拨链器133。
多个链轮137安装在齿轮曲柄131上。齿轮曲柄131，通过骑车人脚踩踏板132a、132b而旋转。齿轮曲柄131由曲柄轴134，右曲柄135，以及左曲柄136构成。曲柄轴134，通过车架102的中央下部水平地自由旋转。右曲柄135，其一端不能旋转地安装在曲柄轴134的右侧，多个链轮137，固定到右曲柄135上。左曲柄136，其一端不能旋转地安装在曲柄轴134的左侧。在作为右曲柄135及左曲柄136的另一端的外侧端部上，分别可自由旋转地安装踏板132a、132b。
前拨链器133，用于将链条107架设在多个链轮137中的一个上，与后拨链器142一样，具有图中未示出的基座部和链条导向部，能够利用变速马达及螺线管等电动驱动元件移动。此外，前拨链器133借助从变速位置传感器115传送的变速信号动作。此外，前拨链器133，用变速位置传感器检测出当前的变速级的位置。在前拨链器133的基座部上，搭载和向后拨链器142的基座部142a上搭载的同样的电子控制装置。
<动作>
下面，对于借助变速控制部115的变速控制动作，后拨链器142的电子控制装置155的动作的一个例子进行说明。
骑车人通过将变速控制部115及电子控制装置155安装到作为电源的电池上，能够进行自行车101的变速控制。借此，进行变速控制部115和电子控制装置155的初始设定。在手动变速模式，通过后部上变速钮118a、后下部变速钮119a的按压操作，将变速信号从变速控制部115输出到电子控制部115的计算机部156，控制马达150，后拨链器142进行变速动作。此外，在自动变速模式时，根据从旋转速度传感器110输出的速度信号，变速控制部115比较换高速档阈值及换低速档阈值，生成变速信号。然后，将所生成的变速信号输出到电子控制装置155的计算机部156上，控制马达150，后拨链器142进行变速动作。
另一方面，搭载在后拨链器142上上电子控制装置155的计算机部156由于系统的错误而失控时，将磁铁靠近复位开关157，使复位开关157接通，将计算机部156复位。假如，当卸下电池160，利用电压检测复位回路159复位时，在蓄电元件163的容量为1000μF，失控时的电力消耗为1μA。电源电压为3V，复位电压为1.8V时，由于通过放电，蓄电元件163的电压降到1.8V以下需要大约20分钟左右的时间，所以，到电压检测复位回路159输出复位信号大约花费20分钟左右的时间。因此，在具有备用电源的系统中，即使切断电源，也不能立即复位。
但是，在本申请的发明中，通过将磁铁接近复位部158的复位开关157，通过非接触操作，将复位开关157接通，可以将复位信号瞬时得输出到计算机部156，瞬时地将计算机部156复位。该由于复位开关157，使用舌簧开关等非接触开关，所以，通过非接触操作就可以输出复位信号。从而，由于没有复位开关157的动作部分，所以，无需复位开关157部分的防水结构，液体难以侵入内部，不容易因液体的附着引起不当之处。此外，即使有固体附着，由于通过非接触操作就可以将复位操作，所以，不会因固体的附着引起不当之处。
此外，用于复位操作的磁铁，例如，也可以利用安装自行车防盗钥匙用的钥匙保持器的形式提供。此外，也可以将复位操作用的磁铁可自由拆装地安装在自行车的部件的一部分上。例如，如图2所示，也可以在变速控制部115的控制盒127上，设置安装磁铁170的保持器127a。进而，也可以将作为旋转速度传感器110的检测件的磁铁110a制成可拆装的，将该磁铁110a用于复位操作。
〔其它实施形式〕
(a)在前述实施形式中，以搭载在外装变速装置的拨链器上的电子控制装置为例进行了说明，但也可以将本发明应用于具有变速控制部及其它计算机部的全部自行车用电子控制装置中。
例如，如图6所示的，本发明也适用于搭载在具有能够电动驱动的内装变速轮毂180的自行车181的内装变速轮毂上的电子控制装置。此外，这种自行车的结构是公知的，所以，省略其说明。
此外，如图7所示，也可以将变速控制部215的控制部223作为根据本申请的发明的电子控制装置，用包含CPU的计算机部221，复位部229，存储器222构成控制部223。在这种情况下，可以不在各外装变速装置108、109上设置电子控制装置，而是用控制部223直接控制各外装变速装置的马达等控制对象设备。
进而，如图8所示，也可以用电子控制装置255和显示部251构成从旋转速度传感器252获得的旋转速度计算出车速进行显示的自行车计算机280。电子控制装置255，和前面所述的电子控制装置155一样，包括电池260，连接器部262，备用部264，计算机部256，复位部258。自行车计算机280具有非磁性体制(例如，合成树脂制)的外壳构件。借此，即使作为复位开关使用舌簧开关，也不会受磁力的影响。
(b)在前述实施形式中，设置电压检测复位回路，但也可以不设置该回路，只用复位部的复位开关进行复位。
(c)在前述实施形式中，作为非接触开关，使用利用磁力通断的开关，但作为非接触开关，也可以是通过红外线传感器及光电开关等、能够通过非接触进行通断的开关的话，可以是任何一种开关。