专利名称：自行车显示系统及自行车变速系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装在自行车上的显示系统及变速系统。
背景技术：
作为安装在自行车上的显示系统，所谓的循环计算机已经公知。循环计算机具有显示各种信息的例如由LCD构成的显示装置。作为显示的各种信息，例如有自行车车速、各种行驶距离、节奏(脚踏连杆转速)、变速位置等与行驶状态有关的信息，除此之外，还显示时间等信息。
此外，安装在自行车上的变速系统，特别是自动变速系统是根据自行车的车速等行驶状态使变速装置上移或下移的。变速系统，具有检测自行车行驶状态的行驶状态检测机构、变速装置、以及根据行驶状态对变速装置进行控制的变速控制机构。
骑自行车行驶时，由于白天与夜晚的环境亮度不同，因而如果显示条件和行驶条件能够改变则比较方便。比如说，夜晚环境较暗，即使打开前照灯行驶，显示装置仍难以看清楚，行驶起来比较困难。此外，早上和晚上所需要的信息有时是不同的。而在过去，能够根据环境状况改变显示条件和行驶条件的只有很少一部分，而且无非是根据照度改变前照灯的开和关而已。因此，存在着不能够根据环境状况提供最佳显示条件和行驶条件的缺点。
本发明的任务是，使得自行车显示系统能够根据环境状况在最佳显示条件下显示各种信息。
本发明的另一个任务是，使得自行车变速系统能够根据环境状况在最佳条件下进行变速。
发明内容
发明1所涉及的自行车显示系统是安装在自行车上的系统，具有光检测机构、显示装置、以及显示控制装置。光检测机构是能够安装在自行车上或供骑车人携带的、能够检测环境亮度的机构。显示装置是能够安装在自行车上的、显示各种信息的装置。显示控制装置是能够安装在自行车上的、根据光检测机构的输出信号对显示装置进行控制的装置。
作为该显示系统，当通过光检测机构检测到自行车环境的照度时，将根据检测到的照度对显示装置的显示进行控制。例如，在具有背景灯的场合，根据昼夜的区别对背景灯进行开和关的控制或者对颜色或光量进行控制。此外，还能够根据昼夜的区别切换所显示的信息。在这里，由于能够根据环境照度对显示进行控制，因此，能够与环境状况相适应地在最佳显示条件下显示各种信息。
发明2所涉及的自行车显示系统是在发明1所说的装置中，显示装置具有显示各种信息的液晶显示部、以及对液晶显示部进行照明的背景灯，显示控制装置根据光检测机构的输出信号对所说背景灯进行控制。在这种场合，由于将背景灯控制成能够根据环境照度进行开和关、改变颜色、改变光量等，因此，能够与环境状况相适应地使各种信息容易看清，在最佳显示条件下显示各种信息。
发明3所涉及的自行车显示系统是在发明2所说的装置中，显示控制装置根据光检测机构的输出信号对背景灯进行开和关的控制。在这种场合，由于根据环境照度对背景灯进行开和关的控制，因此，能够通过简单的控制，使得与环境状况相适应地更清晰地显示各种信息。
发明4所涉及的自行车显示系统是在发明2所说的装置中，背景灯是色调、色度及亮度可变的光源，显示控制装置，根据光检测机构的输出信号改变背景灯的色调、色度及亮度之中的至少一项。在这种场合，不是控制背景灯的开和关，而是根据环境照度改变色调、色度及亮度之中的至少一项，因此，能够与环境状况相适应地更清晰地显示各种信息。
发明5所涉及的自行车显示系统是在发明1至4之一的发明所说的装置中，显示控制装置根据光检测机构的检测输出信号切换所显示的信息。在这种场合，例如对于上下班使用的自行车，可根据环境照度如下切换显示信息，即，在包括早晨在内的白天显示时间，而夜晚由于环境较暗较难判断速度，因而显示速度。因此，能够与环境状况相适应地在最佳显示条件下显示各种信息。
发明6所涉及的自行车显示系统是在发明1至5之一的发明所说的系统中，还具有能够安装在自行车上的电灯，显示控制装置根据光检测机构的检测输出信号对电灯进行点亮控制。在这种场合，对于自行车的前照灯和尾灯等电灯也能够根据环境照度进行开关控制和光量控制等点亮控制，因此，能够使各种信息更容易看得清楚。
发明7所涉及的自行车显示系统是在发明1至6之一的发明所说的系统中，还具有向显示装置及显示控制装置提供电能的交流发电装置。在这种场合，显示装置和显示控制装置是靠交流发电装置提供的电能工作的，因此，与使用电池的场合相比，不需要进行电源的更换。
发明8所涉及的自行车显示系统是在发明7所说的系统中，交流发电装置设在自行车车轮的轮毂轴上。在这种场合，发电装置是设在位于中心的轮毂轴上的，因此，所产生的阻力矩较小，行驶阻力较小。因此，即使发电时脚踏的感觉也不会变得沉重。
发明9所涉及的自行车变速系统是安装在自行车上的、对具有齿轮比不同的多个变速档的变速装置进行控制的系统，具有行驶状态检测机构、光检测机构、以及变速控制装置。行驶状态检测机构是检测自行车行驶状态的机构。光检测机构是能够安装在自行车上或供骑车人携带的、能够检测环境照度的机构。变速控制装置是能够安装在自行车上的、根据行驶状态检测机构的检测结果对变速装置进行变速控制并根据光检测机构的检测输出信号改变变速控制的装置。
作为该变速系统，根据行驶状态检测机构检测到的行驶状态对变速装置进行变速控制。例如，当作为反映行驶状态的车速达到预定阈值以上时上移，达到预定阈值以下时下移。此外，当光检测机构检测到自行车环境照度时，根据所检测到的照度改变对变速装置的控制。例如，夜晚要点灯行驶因而电能消耗比白天大大增加，为此能够以减少电能消耗为目的改变控制以使变速频度降低。此外，对于夜晚行驶，还可以考虑从自动变速转换为手动变速、使变速报知用蜂鸣器不发声等。在这里，由于能够根据环境照度改变变速控制，因此，能够与环境状况相适应地在最佳行驶条件下进行变速。
发明10所涉及的自行车变速系统是在发明9所说的系统中，行驶状态检测机构对自行车的车速进行检测。在这种场合，能够利用车速进行最佳自动变速控制。
发明11所涉及的自行车变速系统是在发明9所说的系统中，行驶状态检测机构对自行车的脚踏连杆转速进行检测。在这种场合，能够通过自动变速控制使脚踏连杆转速恢复到预定范围内。
发明12所涉及的自行车变速系统是在发明9至11之一的发明所说的系统中，还具有能够安装在自行车上的电灯；变速控制装置，根据光检测机构的检测输出信号对电灯进行点亮控制。在这种场合，对于自行车的前照灯和尾灯等电灯也能够根据环境照度进行开关控制和光量控制等点亮控制，因此，能够使各种信息更容易看得清楚。
发明13所涉及的自行车变速系统是在发明9至12之一的发明所说的系统中，还具有向变速装置及变速控制装置提供电能的交流发电装置。在这种场合，显示装置和显示控制装置是靠交流发电装置提供的电能工作的，因此，与使用电池的场合相比，不需要进行电源的更换。
发明14所涉及的自行车变速系统是在发明13所说的系统中，交流发电装置设在自行车车轮的轮毂轴上。在这种场合，由于发电装置是设在位于中心的轮毂轴上的，因此，所产生的阻力矩较小，行驶阻力较小。因此，即使发电时脚踏的感觉也不会变得沉重。
发明15所涉及的自行车变速系统是在发明14所说的装置中，行驶状态检测机构根据来自交流发电装置的交流信号对行驶状态进行检测。在这种场合，能够根据来自交流发电装置的信号检测出行驶状态，因此，不需要用来检测行驶状态的传感器。
发明16所涉及的自行车变速系统是在发明9至15之一的发明所说的系统中，变速控制装置根据光检测机构的检测输出信号改变变速时间。在这种场合，例如，若使得夜晚与白天相比，变速时间向高速侧移动，以使夜晚不容易引发变速，则不仅能够减少电能消耗，还能够限制夜晚提速。
发明17所涉及的自行车变速系统是在发明16所说的系统中，变速控制装置根据光检测机构的检测输出信号，以上移和下移的至少一种分别改变变速时间。在这种场合，例如，可使得夜晚与白天相比，变速档之间阈值跨度较大，以抑制无谓的变速。
发明18所涉及的自行车变速系统是在发明9至17之一的发明所说的装置中，变速控制装置具有变速信号生成机构，该变速信号生成机构根据行驶状态检测机构的检测结果生成用来变速到多个档中的某一档上的变速信号，并根据所生成的变速信号向变速装置输出控制信号。在这种场合，可根据与行驶状态相对应的变速信号可靠地对变速装置进行控制。
发明19所涉及的自行车变速系统是在发明18所说的装置中，变速信号生成机构具有变速阈值存储机构，该变速阈值存储机构存储有对应于各变速档的加速阈值及减速阈值的变速表，在行驶状态检测机构所检测到的行驶状态超出(或低于)加速阈值(或减速阈值)时输出加速变速信号(或减速变速信号)。在这种场合，进行上移与下移时是使用不同的阈值输出加速或减速变速信号的，因此，不容易在阈值附近发生反复变速的振荡现象。
发明20所涉及的自行车变速系统是在发明19所说的装置中，在变速阈值存储机构中，设有与光检测机构的检测输出信号相对应的多个变速表，变速信号生成机构根据光检测机构的检测输出信号从多个变速表中选择某一个而输出加速变速信号或减速变速信号。在这种场合，是根据光检测结果从多个变速表中选择一个进行变速信号的输出的，因此，通过简单的控制便能够很容易地输出与光检测输出信号相对应的变速信号。
发明21所涉及的自行车变速系统是在发明9至20之一的发明所说的装置中，变速控制装置根据光检测机构的检测输出信号改变行驶状态检测机构的检测时间。在这种场合，若使得夜晚与白天相比，行驶状态检测时间的间隔较大，则不容易引发变速，可减少夜晚的电能消耗。
发明22所涉及的自行车变速系统是在发明9至21之一的发明所说的系统中，变速控制装置根据光检测机构的检测输出信号使得不能变速到特定的变速档上。在这种场合，可使夜晚不能变速到最高速档上，并且不容易引发变速从而减少夜晚的电能消耗。此外，若设计成不能够向最高速侧变速档变速，则还能够对速度加以限制。
发明23所涉及的自行车变速系统是在发明9至22之一的发明所说的系统中，还具有能够安装在自行车上的、可对变速控制装置进行手动操作的变速操作部，变速控制装置根据光检测机构的检测输出信号，在与行驶状态检测机构的结果相对应的自动变速控制、和与变速操作部的操作相对应的手动变速控制之间进行转换。在这种场合，若设计成夜晚不能进行自动变速，则能够降低变速频度从而减少夜晚的电能消耗。
发明24所涉及的自行车变速系统是在发明9至23之一的发明所说的装置中，还具有通过声音报知自行车变速时的变速报知机构，变速控制装置，根据光检测机构的检测输出信号控制变速报知机构的声音。在这种场合，通过控制报知音，与白天相比能够使夜晚保持安静。
发明25所涉及的自行车变速系统是在发明24所涉及的系统中，变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号对所说变速报知机构的音量、音色及通断之中的某一项进行控制。在这种场合，通过对报知音音量、音色及通断之中的某一项进行控制，能够进一步保持夜晚的安静。
根据本发明所涉及的自行车显示系统，能够根据环境照度对显示进行控制，因此，能够与环境状况相适应地在最佳显示条件下显示各种信息。
根据本发明所涉及的自行车变速系统，能够根据环境照度改变变速控制，因此，能够与环境状况相适应地在最佳行驶条件下进行变速。
图1是采用本发明一实施方式的自行车的侧视图。
图2是展示内装变速轮毂与变速控制单元与发电器轮毂之间的连接关系的示意图。
图3是变速控制单元的剖视侧视图。
图4是变速控制单元的剖视俯视图。
图5是变速操作部的立体图。
图6是变速控制单元的构成框图。
图7是自动变速各模式下的变速时机表。
图8是变速控制部的主程序的控制流程图。
图9是显示处理的控制流程图。
图10是自动变速1(A1)处理的控制流程图。
图11是自动变速2(A2)处理的控制流程图。
图12是手动变速(M)处理的控制流程图。
图13是其它实施方式的相当于图10的流程图。
图14是其它实施方式的相当于图10的流程图。
具体实施例方式
〔结构〕图1中，采用了本发明一实施方式的自行车是轻便车，包括具有双封闭形车架体2和前叉3的车架1；车把部4；驱动部5；安装有带制动器的发电器轮毂8的前轮6；安装有内装变速轮毂10的后轮7；置于手边可对内装变速轮毂10进行操作的变速操作部20；根据变速操作部20的操作对内装变速轮毂10进行变速控制的变速控制单元12。
车架1的车架体2由管材焊接而成。车架体2上安装有包括车座11和驱动部5等在内的各个部分。前叉3安装在车架体2的前部，可围绕倾斜的轴线自由摇动。
车把部4具有固定在前叉3的上部的车把插管14、以及固定在车把插管14上的车把杆15。在车把杆15的两端安装有制动握把16和把手17。右侧的制动握把16上有与之成一体形成的变速操作部20。
驱动部5具有设在车架体2的下部(轴承部)的带连杆轮盘37、绕挂在带连杆轮盘37上的链条38、以及内装变速轮毂10。内装变速轮毂10是具有低速档(1速)、中速档(2速)、高速档(3速)3个变速档的3档变速内装变速轮毂，通过设在变速控制单元12上的马达单元29(图6)能够得到3个变速位置。
固定在前叉3前端的前轮6的发电器轮毂8是能够安装滚柱型前制动器的轮毂，内部有靠前轮6的旋转发电的交流发电机19(图6)。
如图2所示，变速控制单元12经电气配线40与发电器轮毂8内的交流发电机19在电气上相连接。此外，变速控制单元12还经电气配线41与变速操作部20在电气上相连接。而且，变速控制单元12经变速拉线42与内装变速轮毂10在机械上相连接。如图3和图4所示，变速控制单元12具有安装在位于前叉3的中途的灯支架3a上的灯外壳13、放在灯外壳13内的马达单元29、以及电路单元30。
如图3和图4所示，马达单元29具有变速马达45、靠变速马达45的驱动在3个变速位置之间移动的拉线动作部46、以及对拉线动作部46的变速位置进行检测的动作位置传感器47(图6)。变速拉线42的一端连接在该拉线动作部46上。
如图6所示，回路单元30具有包括由CPU、RAM、ROM、I/O接口等构成的微计算机的变速控制部25。另外，图中的粗线表示例如1A左右的电流线，实线表示5mA左右的电流线，虚线表示信号线。
变速控制部25根据变速操作部20的操作对内装变速轮毂10进行自动变速控制使之相应于速度的改变，并且对设在变速操作部20上的液晶显示装置24进行显示控制。该变速控制与显示控制中，可在环境状况为预定亮度(照度)以下时进行不同的控制。此外，还对灯进行控制，使得安装在灯外壳13内与之成为一体的灯18在环境状况为预定亮度(照度)以下时点亮、超过预定亮度时熄灭。变速控制部25中设有，存储变速时要使用的变速阈值的阈值存储器25a。与变速控制部25相连接的有设在变速操作部20上的包括操作旋钮23及操作按钮21、22在内的操作开关26；液晶显示装置24；作为对灯18和内装变速轮毂10和液晶显示装置24等进行控制的光检测机构的光传感器36；以及利用交流发电机19的输出生成速度信号的发电器波形整形电路34。此外，充电控制电路33和蓄电元件32和自动照明电路35经节电电路31与变速控制部25相连接。还有马达驱动器28和马达单元29的动作位置传感器47和其它输入输出部与之相连接。
如图5所示，变速操作部20具有在其下部左右排列配置的两个操作按钮21、22；配置在操作按钮21、22上方的操作旋钮23；以及配置在操作旋钮23的左方的液晶显示装置24。
操作按钮21、22是三角形形状的按钮。左侧的操作按钮21是用来进行从低速档向中速档、从中速档向高速档的手动变速的按钮；右侧的操作按钮22是用来进行从高速档向中速档、从中速档向低速档的手动变速的按钮。操作旋钮23是用来在自动变速1(A1)模式至自动变速3(A3)模式的3种自动变速模式与手动(M)模式之间进行转换的旋钮，包括停驶(P)模式在内共有5种模式停驶位置P、M、A1～A3。其中，自动变速1模式至自动变速3模式的3种自动变速模式是根据来自交流发电机19的车速信号使内装变速轮毂10自动变速的模式；手动变速模式是通过操作按钮21、22的操作使内装变速轮毂10变速的模式。停驶模式是将内装变速轮毂10锁定的模式。
在自动变速1～3三种模式下，进行上移(从低速侧向高速侧变速)以及下移(从高速侧向低速侧变速)时，是通过改变变速时间、具体地说是改变变速时的速度而进行自动变速的。此时的变速阈值是就每一种变速模式制成表格存储在变速控制部25内的阈值存储器25a中的。变速阈值的一个例子示于图7。在这里，从A1模式到A3模式，其上移及下移的变速时间逐渐提前。也就是说，A1模式是在最高速下而A3模式是在最低速下进行变速的。通常以A2模式进行变速为宜。此外，从A1模式到A3模式，各变速档之间阈值幅度(差)逐渐变小。上坡时，根据坡度选择模式即可。此外，当为预定亮度(例如15勒克司)以下时，无论选择何种模式，都将被设定为A1模式、即以最高速进行变速的模式，而且当变成预定亮度(例如20勒克司)以上时将返回所设定的原来的变速模式。这样，在电能消耗较大的夜晚能够降低变速频度，从而减少电能的消耗。此外，还可以设计成难以以高速行驶以便对速度加以限制。
液晶显示装置24具有能够显示速度和变速档等信息的液晶显示部24a、以及与液晶显示部正对的背景灯24b。在液晶显示部24a上显示当前行驶速度，并显示操作后的变速档。背景灯24b采用的是例如能够以7种颜色照明的LED。背景灯24b在处于预定亮度(例如15勒克司)以下时接通，而变成预定亮度(例如20勒克司)以上时断开。
节电电路31是为了在自行车停驶时减少电能消耗而设置的。蓄电元件32所积蓄的电能供给节电电路31。节电电路31与变速控制部25、马达驱动器28、充电控制电路33、以及自动照明电路35相连接，向它们提供由蓄电元件32积蓄的工作电能，并且在自行车停驶时将向它们提供的电能切断。来自交流发电机19的信号输入节电电路31，通过该信号判断自行车是否停驶。通过设置这种节电电路31，能够防止蓄电元件32积蓄的电能被无谓消耗。
蓄电元件32例如由大容量电容器构成，积蓄交流发电机19所输出的、经过充电控制电路33整流的直流电能。蓄电元件32积蓄的1mA的电流经节电电路31提供给变速控制部25、马达驱动器28、充电控制电路33以及自动照明电路35。对于马达驱动器28，也将蓄电元件32积蓄的电能以1A电流直接提供。另外，蓄电元件32也可以由镍镉电池、锂离子电池或镍氢电池等二次电池构成而取代电容器。
马达驱动器28对变速马达45进行定位控制。马达驱动器28，靠节电电路31提供的1mA电流工作，对蓄电元件32提供的1A电流进行控制而将其作为定位用电流提供给变速马达45。
充电控制电路33例如由半波整流电路构成，将交流发电机19输出的交流电流整流为例如1A和5mA的直流电流。
发电器波形整形电路34利用交流发电机19输出的交流电流生成速度信号。即，从正弦曲线交流信号例如取出半个周波，使之从施密特电路等适当的波形整形电路中通过，从而生成与速度相对应的脉冲信号。
自动照明电路35，是靠变速控制部25输入光传感器36所输出的检测信号后输出的开关信号动作的，将交流发电机19输出的1A电流提供给灯18或将该电流切断。这样，当照度为预定值以下时，灯18自动点亮，超过预定照度则熄灭。
如上构成的变速控制单元12中，在变速操作部20所选择的自动变速模式或手动变速模式下，对内装变速轮毂10进行变速控制。具体地说，例如选择的是自动变速模式的A2模式，则如图7所示，当车速达到12.7km/h时，将从1速向上变速到2速。当进而达到17.1km/h时向上变速到3速。另一方面，当之后车速降低到15.6km/h时，向下变速到2速，若进一步降低到11.5km/h，则向下变速到1速。在这里，为了防止变速时发生振荡，使得向上变速的时间与向下变速的时间相比，向下变速时的速度较低，由于在进行这种变速时，是利用来自交流发电机19的交流信号对车速进行检测的，因此，车轮每旋转一周期间可多次测得车速，与现有技术相比，能够实时跟踪车速的变化而进行变速。
另一方面，当车轮旋转时，节电电路31测知车轮旋转后向变速控制部25和充电控制电路33等提供控制工作用电能。其结果，变速控制部25开始工作，使液晶显示装置24和马达驱动器28和自动照明电路35和充电控制电路33等受到控制。并且，来自交流发电机19的电能向蓄电元件32充电。此外，发电器波形整形电路34提供车速信号给变速控制部25。当车轮停止转动时，节电电路31测知车轮停止后切断控制用电能的供给。这样，可避免停驶时无谓地消耗电能。因此，停驶时蓄电元件32的电能不易损耗。
在这里，由于设置了蓄电元件32以积蓄来自交流发电机19的电能，利用该电能使包括变速控制部25在内的各个部分工作，因此，不需要进行电池的更换和充电等作业。此外，不需要对电池剩余容量进行监测或随身携带备用电池，不必就电源进行烦琐的作业便能够实现自动变速。
而且，是基于交流发电机19输出的交流信号检测车速，并通过该检测到的车速进行变速控制的。交流发电机一般具有多个磁极，因而交流发电机输出的是频率与该磁极数和车速相关的交流信号。因此，与从自行车所通常使用的、例如对安装在车轮上的磁铁进行检测的传感器得到的速度信号相比，每转一圈即可从交流信号得到多个脉冲信号。因此，在旋转一圈的时间内能够精细地检测车速，实现实时的、高精度的变速控制。此外，由于是基于来自交流发电机19的交流信号进行控制的，因此，不必像过去那样将变速控制单元12配置在车轮附近，变速控制单元12的安装位置不受限制。
此外，以往在白天不使用的交流发电机19的电能能够在变速控制单元12有效地利用。
而且，由于是根据光传感器36的检测输出信号实施背景灯24b的开和关以及将变速模式固定为高速模式或将高速模式解除的，因此，能够在与环境状况相适应的最佳行驶条件和显示条件下进行变速和显示的控制。
下面，对变速控制部25的控制原理结合图8～图12所示的控制流程图进行说明。
电源一接通，在图8的步骤S1进行初始化。在这里，计算速度用的周长数据例如按26英寸直径设置，变速档设在2速(V2)，并使各种标志复位。
在步骤S2～步骤S7，进行夜晚标志NF的ON/OFF处理。夜晚标志NF是用来区分白天与夜晚的标志，当环境照度IL为15勒克司以下时为ON，变为ON之后若变为20勒克司以上则变为OFF。具体地说，在步骤S2，从光传感器36读取照度IL。在步骤S3，判断夜晚标志NF是否已变为ON(＝1)。当夜晚标志NF不为ON时，转移到步骤S4，判断照度IL是否在15勒克司以下。15勒克司以下时，转移到步骤S5，使夜晚标志NF变为ON。若超过15勒克司，则跳过本处理而转移到步骤S8。
当夜晚标志NF已为ON时，从步骤S3转移到步骤S6。在步骤S6，判断照度IL是否在20勒克司以上。照度IL为20勒克司以上时，转移到步骤S7使夜晚标志NF变为OFF。若照度IL不足20，则跳过步骤S7而转移到步骤S8。
在步骤S8，进行图9所示的显示处理。在步骤S9，判断操作旋钮23是否设定在停驶(P)模式上。在步骤S10，判断操作旋钮23是否设定在自动变速1(A1)模式上。在步骤S11，判断操作旋钮23是否设定在自动变速2(A2)模式上。在步骤S12，判断操作旋钮23是否设定在自动变速3(A3)模式上。在步骤S13，判断操作旋钮23是否设定在手动变速(M)模式上。在步骤S14，判断是否选择了输入轮胎直径等其它处理。
在操作旋钮23转动到P位置而设定为停驶(P)模式时，从步骤S9转移到步骤S15。在步骤S10，实施停驶(P)处理。在操作旋钮23转动到A1位置而设定为自动变速1模式时，从步骤S10转移到步骤S16。在步骤S16，实施图10所示的自动变速1(A1)处理。在操作旋钮23转动到A2位置而设定为自动变速2模式时，从步骤S11转移到步骤S17。在步骤S17，实施图11所示自动变速2(A2)处理。在操作旋钮23转动到A3位置而设定为自动变速3模式时，从步骤S12转移到步骤S18。在步骤S18，实施与自动变速2(A2)处理同样的自动变速3(A3)处理。在操作旋钮23转动到M位置而设定为手动变速模式时，从步骤S13转移到步骤S19。在步骤S19，实施图12所示手动变速(M)处理。在选择了其它处理时，从步骤S14转移到步骤S20，实施所选择的处理。
进行步骤S8的显示处理时，是在图9的步骤S21判断夜晚标志NF是否为ON(＝1)。当夜晚标志为ON、即夜晚时，转移到步骤S22，判断背景灯24b或灯18是否点亮。若判断为点亮，则转移到步骤S23，进行各种显示处理并返回主程序。若判断为未点亮，则转移到步骤S28、S29，将背景灯24b和灯18点亮，并转移到步骤S23。
当夜晚标志NF为OFF、即白天时，从步骤S21转移到步骤S25。在步骤S25，判断背景灯24b或灯18是否熄灭。若熄灭，则转移到步骤S23。若未熄灭，则转移到步骤S26、S27，使背景灯24b和灯18熄灭，并转移到步骤S23。
在这里，对于背景灯24b和灯18，是根据环境照度使它们例如开和关的，因此，能够适应环境状况使各种信息容易看清，在最佳显示条件下将各种信息显示在液晶显示部24a上。
进行步骤S15的停驶(P)处理时，或者使内装变速轮毂10处于锁定状态，或者根据操作按钮21、22的操作，进行登录内装变速轮毂10解锁密码的密码登录处理、以及、输入解锁密码的输入处理和核对密码的密码核对处理等处理。
步骤S16的自动变速1(A1)处理中，是将动作位置VP设定到与车速S对应的变速档上。并且，若与之相偏离，则向与之相靠近的档位方向一档一档进行变速。在这里，在图10的步骤S31中，读取动作位置传感器26的动作位置VP。在步骤S32中，从来自交流发电机19的速度信号读取自行车的当前车速S。在步骤S33中，判断所读取的当前车速S是否超过了图7所示动作位置传感器26的动作位置VP所对应的上移阈值U(VP)。在步骤S34中，判断所读取的当前车速S是否低于动作位置传感器26的动作位置VP所对应的下移阈值D(VP)。
在当前车速S超过图7所示当前变速档所对应的上移阈值U(VP)时，从步骤S33转移到步骤S35。例如，变速档为2速时(VP＝2)，若车速S高于22.6km/h，便判断为“是”。在步骤S35中，判断变速档是否为3速。若为3速，则由于不能够再加速，故不作任何处理而转移到步骤S34。若低于3速，则转移到步骤S36，为了使变速档上移一档，将动作位置VP抬高一档，之后转移到步骤S34。于是，变速马达45动作，使内装变速轮毂10上移一档。
在当前车速S低于图7所示当前变速档所对应的下移阈值D(VP)时，从步骤S34转移到步骤S37。例如，变速档为2速时(VP＝2)，若车速S低于15.2km/h，便判断为“是”，在步骤S37中，判断变速档是否为1速。若为1速，则不作任何处理而转移到主程序。若为2速以上，则转移到步骤S38，为了使变速档下移一档，将动作位置VP降低一档，之后返回主程序。于是，变速马达45动作，内装变速轮毂10下移一档。
步骤S17的自动变速2(A2)处理中，也是将动作位置VP设定在与车速S相对应的变速档上。并且，若与之相偏离，则向与之相靠近的档位方向一档一档进行变速。在这里，在图11的步骤S41中，判断夜晚标志NF是否为ON。若夜晚标志NF为ON，则转移到图8的步骤S16，实施自动变速1(A1)处理。即，夜晚进行自动变速时，无论何种变速模式下均实施自动变速1处理。这样，降低了变速频度，并且在灯18点亮而电能消耗较大的夜晚能够减少电能的消耗。
若夜晚标志NF不为ON，则转移到步骤S42。步骤S42～步骤S49的处理与图10所示自动变速1(A1)处理之步骤S33至步骤S38相同，故将说明省略。另外，步骤S18的自动变速3(A3)处理与自动变速2(A2)处理相比，只是阈值不同而处理内容相同，故也将其说明省略。
步骤S19的手动变速(M)处理中，是按照操作按钮21、22的操作一档一档进行变速的。在图12的步骤S51中，读取动作位置传感器26的动作位置VP。在步骤S52中，判断是否对操作按钮21进行了操作。在步骤S53中，判断是否对操作按钮22进行了操作。若对操作按钮21进行了操作，则从步骤S52转移到步骤S54。在步骤S54中，根据当前动作位置VP判断是否为3速。若当前变速档不是3速，则转移到步骤S55，将动作位置VP向高速档侧只移动一档而上移一档。若当前变速档为3速，则跳过该处理。
若对操作按钮22进行了操作，则从步骤S53转移到步骤S56。在步骤S56中，根据当前动作位置VP判断是否为1速。若当前变速档不是1速，则转移到步骤S57，将动作位置VP向低速档侧只移动一档而下移一档。若当前变速档为1速，则跳过该处理。
如上所述，作为本实施方式，根据昼夜的区别对背景灯24b进行开和关的控制，并且使自动变速时的变速动作不同，因此，能够与环境状况相适应地在最佳显示条件下显示各种信息，而且能够在最佳条件下进行变速。
〔其它实施方式〕(a)在前述实施方式中，是对内装变速轮毂进行变速控制的，但作为控制对象的变速装置并不限于内装式，也可以是外装式的。在其为外装式的场合，并不限于对后置式，也可以对前置式进行控制。此外，马达单元也可以设置两套，对两套马达单元进行控制。此外，对显示装置是以变速控制部进行控制的，但也可以另外设置显示专用控制部。再有，是根据来自发电轮毂的信号对车速进行检测的，但也可以利用来自与轮圈或轮胎接触的发电装置的信号进行检测，还可以利用来自另外设置的车速检测用传感器的信号进行检测。
(b)在前述实施方式中，一超过上移阈值U(VP)便立即进行上移变速，但也可以在超过上移阈值U(VP)后等待预定时间T1或T2以判断是否再次超过上移阈值U(VP)，然后实施变速动作。这种情况下的自动变速1(A1)处理的一个例子示于图13。此时，即使对速度信号频繁进行检测，也不会频繁进行变速，可减少引发违背骑车人意愿的变速动作的可能性。
在图13的步骤S61中，读取动作位置传感器26的动作位置VP。在步骤S62中，从来自交流发电机19的速度信号读取自行车的当前车速S。在步骤S63中，判断所读取的当前车速S是否超过图7所示动作位置传感器26的动作位置VP所对应的上移阈值U(VP)。在步骤S64中，判断所读取的当前车速S是否低于动作位置传感器26的动作位置VP所对应的下移阈值D(VP)。
若当前车速S超过图7所示当前变速档所对应的上移阈值U(VP)，则从步骤S63转移到步骤S65。例如，变速档为2速时(VP＝2)，若车速S高于22.6km/h，便判断为“是”。在步骤S65中，判断夜晚标志NF是否为ON(＝1)。若夜晚标志NF不为ON，则转移到步骤S66，将等待时间T设为预定时间T1。若夜晚标志为ON，则转移到步骤S67，将等待时间T设为比预定时间T1长的时间T2。之后转移到步骤S68。
在步骤S68中，从步骤S93的判断结果判断是否已经经过了等待时间T。若还没有经过预定时间T，则转移到步骤S71，再次读取车速S。在步骤S72中，判断再次读取的当前车速S是否超过当前变速档的上移阈值U(VP)。若车速S未超过上移阈值U(VP)，则不作任何处理而转移到步骤S64。若车速S超过上移阈值U(VP)，则返回步骤S68。然后，从步骤S68的判断结果再次判断是否经过了等待时间T。
若判断为已经经过了等待时间T时，则从步骤S68转移到步骤S69。在步骤S69中，判断变速档是否为3速。若为3速，由于不能够再加速，故同样不作任何处理而转移到步骤S64。若不足3速，则转移到步骤S70，为了使变速档上移一档，将动作位置VP上移一档，之后转移到步骤S64。于是，变速马达45动作，内装变速轮毂10上移一档。
如上所述，若根据昼夜的区别改变变速时间之等待时间的设定值，使夜晚的预定时间T2比白天的预定时间T1长，则同样能够降低变速频度从而减少电能消耗。
(c)进行自动变速的场合，也可以设计成一到夜晚便不能变速到特定的变速档。例如，可以设计成不能进入3速而只能变速为1速或2速。此时，如图14所示，在步骤S85判断夜晚标志NF是否为ON；之后，当夜晚标志NF为ON时，转移到步骤S86，判断变速档VP是否为2速以上，若为2速以上，则转移到步骤S84而不作任何处理即可。其它的处理与图10所示自动变速1(A1)处理相同，故将其说明省略。
(d)也可以设计成，一到夜晚，即使选择了自动变速模式也只能实施手动变速模式。此时，只要如下设计即可，即，在各变速模式A1～A3下，若图11的步骤S41的夜晚标志NF为ON，则跳转到图8的步骤S19的手动变速处理。
(e)在前述实施方式中，是根据昼夜的区别对背景灯24b进行开和关的控制的，但使用中也可以根据昼夜的区别，改变背景灯24b的色调、色度及亮度之中的至少一项。此外，还可以根据昼夜的区别，切换显示内容。例如，可以设计成白天显示时间，夜晚显示速度。此时，只要在图9的进行显示处理的步骤S27及步骤S30中使色调、色度及亮度之中的至少一项或者时间或速度改变即可。
(f)在前述实施方式中，是将变速用的马达单元设在变速控制单元内的，但也可以将变速用马达和动作位置传感器等马达单元设在内装变速轮毂10侧。此时，只需将变速控制单元与内装变速轮毂10以电气配线而不是以变速线连接起来即可。
(g)在前述实施方式中，作为行驶状态所检测的是车速，但对于行驶状态也可以检测脚踏连杆转速。此时，既可以直接检测脚踏连杆转速，也可以从车速和变速档进行反推计算而测出脚踏连杆转速。
(h)在采用变速时可发出报知音的结构的场合，也可以设计成夜晚将报知音关闭或减小音量或者音色与白天不同。此时，只要采用进行各变速处理(例如图10的步骤S35、步骤S37)时发出报知音的结构，并且通过控制使报知音的通断、音量、音色之中的某一项根据昼夜发生变化即可。
(i)在前述实施方式中，光传感器是安装在自行车上的，但也可以由骑车人携带，例如通过无线通信等通信方式将照度数据发送给变速控制部。
权利要求
1.一种安装在自行车上的自行车显示系统，其特征是，具有能够安装在所说自行车上或供骑车人携带的、能够检测环境亮度的光检测机构，能够安装在所说自行车上的、显示各种信息的显示装置、以及能够安装在所说自行车上的、根据所说光检测机构的输出信号对所说显示装置进行控制的显示控制装置。
2.如权利要求1所说的自行车显示系统，其特征是，所说显示装置具有显示所说各种信息的液晶显示部、以及对所说液晶显示部进行照明的背景灯；所说显示控制装置根据所说光检测机构的输出信号对所说背景灯进行控制。
3.如权利要求2所说的自行车显示系统，其特征是，所说显示控制装置根据所说光检测机构的输出信号对所说背景灯进行开和关的控制。
4.如权利要求2所说的自行车显示系统，其特征是，所说背景灯是色调、色度及亮度可变的光源，所说显示控制装置根据所说光检测机构的输出信号改变所说背景灯的色调、色度及亮度之中的至少一项。
5.如权利要求1至4之一的权利要求所说的自行车显示系统，其特征是，所说显示控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号切换所显示的信息。
6.如权利要求1至5之一的权利要求所说的自行车显示系统，其特征是，还具有能够安装在自行车上的电灯，所说显示控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号对所说电灯进行点亮控制。
7.如权利要求1至6之一的权利要求所说的自行车显示系统，其特征是，还具有向所说显示装置及显示控制装置提供电能的交流发电装置。
8.如权利要求7所说的自行车显示系统，其特征是，所说交流发电装置设在所说自行车车轮的轮毂轴上。
9.一种安装在自行车上的、对具有齿轮比不同的多个变速档的变速装置进行控制的自行车变速系统，其特征是，具有检测所说自行车的行驶状态的行驶状态检测机构、能够安装在所说自行车上或供骑车人携带的、能够检测环境照度的光检测机构、以及能够安装在所说自行车上的、根据所说行驶状态检测机构的检测结果对所说变速装置进行变速控制并根据所说光检测机构的检测输出信号改变所说变速控制的变速控制装置。
10.如权利要求9所说的自行车变速系统，其特征是，所说行驶状态检测机构对所说自行车的车速进行检测。
11.如权利要求9所说的自行车变速系统，其特征是，所说行驶状态检测机构对所说自行车的脚踏连杆的转速进行检测。
12.如权利要求9至11之一的权利要求所说的自行车变速系统，其特征是，还具有能够安装在自行车上的电灯；所说变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号对所说电灯进行点亮控制。
13.如权利要求9至12之一的权利要求所说的自行车变速系统，其特征是，还具有向所说变速装置及所说变速控制装置提供电能的交流发电装置。
14.如权利要求13所说的自行车变速系统，其特征是，所说交流发电装置设在所说自行车车轮的轮毂轴上。
15.如权利要求14所说的自行车变速系统，其特征是，所说行驶状态检测机构根据来自所说交流发电装置的交流信号对所说行驶状态进行检测。
16.如权利要求9至15之一的权利要求所说的自行车变速系统，其特征是，所说变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号改变变速时间。
17.如权利要求16所说的自行车变速系统，其特征是，所说变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号，以上移和下移的至少一种分别改变变速时间。
18.如权利要求9至17之一的权利要求所说的自行车变速系统，其特征是，所说变速控制装置，具有变速信号生成机构，该变速信号生成机构根据所说行驶状态检测机构的检测结果生成用来变速到所说多个档中的某一档上的变速信号，并根据生成的所说变速信号向所说变速装置输出控制信号。
19.如权利要求18所说的自行车变速系统，其特征是，所说变速信号生成机构，具有变速阈值存储机构，该变速阈值存储机构存储有对应于所说各变速档的加速阈值及减速阈值的变速表，在所说行驶状态检测机构所检测到的行驶状态超出(或低于)所说加速阈值(或减速阈值)时输出加速变速信号(或减速变速信号)。
20.如权利要求19所说的自行车变速系统，其特征是，在所说变速阈值存储机构中，设有与所说光检测机构的检测输出信号相对应的多个所说变速表，所说变速信号生成机构根据所说光检测机构的检测输出信号从所说多个变速表中选择某一个而输出所说加速变速信号或所说减速变速信号。
21.如权利要求9至20之一的权利要求所说的自行车变速系统，其特征是，所说变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号改变所说行驶状态检测机构的检测时间。
22.如权利要求9至21之一的权利要求所说的自行车变速系统，其特征是，所说变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号使得不能变速到特定的变速档上。
23.如权利要求9至22之一的权利要求所说的自行车变速系统，其特征是，还具有能够安装在自行车上的、可对所说变速控制装置进行手动操作的变速操作部，所说变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号，在与所说行驶状态检测机构的结果相对应的自动变速控制、和与所说变速操作部的操作相对应的手动变速控制之间进行转换。
24.如权利要求9至23之一的权利要求所说的自行车变速系统，其特征是，还具有通过声音报知所说自行车变速时间的变速报知机构，所说变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号控制所说变速报知机构的声音。
25.如权利要求24所说的自行车变速系统，其特征是，所说变速控制装置根据所说光检测机构的检测输出信号对所说变速报知机构的音量、音色及通断之中的某一项进行控制。
全文摘要
能够与环境状况相适应地在最佳行驶条件下进行变速。变速系统安装在自行车上，是对具有齿轮比不同的多个变速档的内装变速轮毂进行控制的系统，具有输出车速检测信号的交流发电机(19)、光传感器(36)、以及变速控制部(25)。传感器是能够安装在自行车上或由骑车人携带的、能够检测环境照度的传感器。变速控制部能够安装在自行车上，根据车速检测结果对内装变速轮毂进行变速控制，并且根据光传感器的检测输出信号改变变速控制。
文档编号B62J6/12GK1470428SQ03147200
公开日2004年1月28日 申请日期2003年7月9日 优先权日2002年7月10日
发明者北村智, 二, 宇野公二, 浩, 藤井和浩 申请人:株式会社岛野