机电换挡系统和方法

申请号 CN201510861024.0 申请日 2013-10-11 公开(公告)号 CN105501380A 公开(公告)日 2016-04-20
申请人 什拉姆有限责任公司; 发明人 布赖恩·乔丹; T·斯夸尔斯;
摘要 本 发明 提供了一种机电换挡系统和方法。用于 自行车 的无线控制系统包括至少一个调节 致动器 ,其在被致动时生成输入 信号 ;以及主控制单元,其发送响应于 输入信号 的档位信号。提供了至少一个机电换挡器并且机电换挡器包括换挡器控制单元。换挡器控制单元接收来自主控制单元的调节信号并且控制对应于接收到的调节信号的至少一个机电换挡器。换挡器控制单元在唤醒模式循环时间的一部分期间侦听调节信号,主控制单元在大于唤醒模式循环时间的消息持续时间发送调节信号。
权利要求

1.一种自行车的无线控制系统,所述无线控制系统包括:
至少一个调节单元,所述调节单元包括调节致动器和与所述调节致动器通信的主控制单元;
所述主控制单元在信道上发送并且侦听所述信道上的噪声并且如果所述信道无噪声,则在接收到来自所述调节致动器的输入信号之后,在消息持续时间发送对应于所述输入信号的多个调节信号。
2.根据权利要求1所述的无线控制系统,其中,所述主控制单元在接收到来自所述调节致动器的所述输入信号时被唤醒。
3.根据权利要求1所述的无线控制系统,其中,所述主控制单元改变所述调节信号的发送之间的时间使得在所述噪声期间没有出现所述调节信号。
4.根据权利要求1所述的无线控制系统,其中,所述多个调节信号中的每个调节信号根据第一间隔与所述调节信号中的相邻的一个隔开。
5.根据权利要求4所述的无线控制系统,其中,所述主控制单元在所述信道上侦听各调节信号之间的噪声。
6.根据权利要求5所述的无线控制系统,其中,如果检测到噪声,则所述主控制单元通过延长所述多个调节信号中相邻的调节信号之间的时间来改变所述调节信号的发送使得在所述噪声期间没有发送所述调节信号。
7.根据权利要求6所述的无线控制系统,其中,所述主控制单元在检测到噪声的情况下根据第二间隔发送所述调节信号,所述第二间隔大于所述第一间隔。
8.根据权利要求7所述的无线控制系统,其中,所述第二间隔是所述第一间隔的大约两倍。
9.根据权利要求8所述的无线控制系统,其中,所述第一间隔大约为3毫秒。
10.根据权利要求1所述的无线控制系统,所述无线控制系统进一步包括一对调节致动器,所述一对调节致动器中的每一个包括主控制单元。
11.根据权利要求1所述的无线控制系统,所述无线控制系统进一步包括一对调节致动器和主控制单元,所述主控制单元对于所述一对调节致动器来说是公共的。
12.根据权利要求1所述的无线控制系统,所述无线控制系统进一步包括至少一个换挡器控制单元,所述至少一个换挡器控制单元与所述主控制单元配对以接收所述多个调节信号并且响应于所述多个调节信号而动作。
13.根据权利要求10所述的无线控制系统,所述无线控制系统进一步包括一对换挡器控制单元,所述一对换挡器控制单元中的每一个与各主控制单元配对。
14.根据权利要求3所述的无线控制系统,其中,调节信号的发送之间的时间随机地变化以减少碰撞的机会。

说明书全文

机电换挡系统和方法

[0001] 本申请是原案申请号为201310472777.3的发明专利申请(申请日:2013年10月11日,发明名称:机电换挡系统和方法)的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种自行车换挡系统。特别地,本发明涉及包括无线地致动的自行车换挡器的系统。系统包括由无线控制信号控制的自行车换挡器,其中,由自行车控制组件生成无线控制信号

背景技术

[0003] 一种现有技术的机电换挡系统要求无线收发器持续地工作。为了节能,使用了功率非常低并且范围很大的收发器。然而,低功率收发器受困于较差的无线性能。最近的系统要求周期性信标信号,这也会始终消耗电池的电
[0004] 需要提供一种用于自行车的高度可靠的且更安全的无线控制系统。本发明满足了这样的需要。

发明内容

[0005] 本发明使用功率相对较高的发射器和接收器,并且通过在没有使用时关闭发射器和接收器并且在自行车使用时对发射器和接收器进行电力循环来节电。本发明的系统可以通过要求物理接触/相互作用来将调节器(即,控制组件)与换挡器配对来实现更安全。
[0006] 本发明的一方面提供了一种用于自行车的无线控制系统,其包括至少一个调节致动器,其在被致动时生成输入信号;以及主控制单元,其发送响应于输入信号的调节信号。提供了至少一个机电换挡器并且机电换挡器包括换挡器控制单元。换挡器控制单元接收来自主控制单元的调节信号并且控制对应于接收到的调节信号的至少一个机电换挡器。换挡器控制单元在唤醒模式循环时间的一部分期间侦听调节信号,主控制单元在大于唤醒模式循环时间的消息持续时间发送调节信号。
[0007] 本发明的另一方面提供了一种用于自行车的无线控制系统,其包括至少一个调节单元,该调节单元包括调节致动器和与调节致动器通信的主控制单元。主控制单元在信道上进行发送并且侦听信道上的噪声并且在从调节致动器接收到输入信号之后,如果信道无噪声,则在消息持续时间期间发送对应于输入信号的多个调节信号。
[0008] 本发明的又一方面提供了一种用于自行车的无线控制系统,其包括至少一个调节单元、与至少一个调节单元以无线的方式通信的至少一个机电换挡器、位于至少一个机电换挡器上的当致动时使得至少一个机电换挡器进入配对模式的模式改变机构、位于调节单元上的生成包括至少一个装置标识的信号的机构以及存储器构件,该存储器构件与至少一个机电换挡器操作地关联并且存储装置标识使得至少一个机电换挡器与调节单元配对并且响应于来自调节单元的调节信号。
[0009] 本发明的又一方面提供了具有至少一个机电换挡器和至少一个调节单元的无线系统中将换挡器与调节单元配对的方法,该方法包括通过致动与至少一个换挡器操作地关联的模式改变机构来进入至少一个换挡器的配对模式;在换挡器处于配对模式期间致动调节单元以生成信号,该信号至少包括装置标识;利用至少一个机电换挡器的换挡器控制单元接收信号;将调节单元的装置标识存储在至少一个机电换挡器中并且退出配对模式。
[0010] 本发明的又一方面提供了一种机电换挡器,其可由达致动在自行车上进行换挡,该机电换挡器包括可附接到自行车的基部。提供了可移动部分并且链条引导部附接到该可移动部分。联接装置将基部互连到可移动部分以使得可移动部分能够相对于基部而移动。马达、换挡器控制单元和唤醒传感器被布置在可移动部分上。换挡器控制单元布置在机电换挡器上以操作换挡器并且唤醒传感器连接到换挡器控制单元并且在被致动时使得换挡器控制单元变为可操作。附图说明
[0011] 图1是其上安装有无线组件的弯把型自行车的侧视图。
[0012] 图2是具有集成的主控制单元(MCU)的调节器/制动组件的视图。
[0013] 图3是具有有线连接到分立的控制单元的调节单元的平型把。
[0014] 图4是根据本发明的实施方式的后换挡器。
[0015] 图5是根据本发明的实施方式的前换挡器。
[0016] 图6-图9是无线通信/控制系统的示意图。
[0017] 图10是换挡器控制单元(SCU)的唤醒/休眠时间线
[0018] 图11是SCU发送器和接收器以及MCU发送器和接收器的时间线。
[0019] 图12是MCU的唤醒/休眠/TX时间线。

具体实施方式

[0020] 这里将参考附图描述本发明的实施方式。将理解的是,这里阐述的附图和描述仅用于示出目的并且不限制由所附权利要求及其等价物限定的发明。例如,为了清楚起见而使用了术语“第一”和“第二”、“前”和“后”或“左”和“右”,并且这些术语不是限制性的。此外,除非另有所述,否则术语表示传统上安装到自行车的用户自行车的并且以标准方式使用的自行车机构。
[0021] 参考图1,具有弯把型车把的自行车20示出为具有根据本发明的一个实施方式的无线通信/控制系统22。无线控制系统22包括至少一个调节单元24(调节器),其可以安装到附接到自行车的自行车车把26。自行车20的无线控制系统22也可以具有安装到自行车20的自行车架32部分的机电前换挡器28和机电后换挡器30中的一个或两者。换挡器28、30可以例如是拨链器或内齿轮轮毂。除了换挡器之外,或者作为换挡器的替代,控制系统22可以与自行车20的其它系统和/或组件(例如,悬挂组件和系统、可控座管、功率表、节奏表、灯、自行车计算机等等)一起使用。例如,自行车20将通常具有驱动组件33,其具有通过链条39连接到多个链轮37的一个或多个前牙盘35,如本领域中已知的那样。
[0022] 图2更详细地示出了弯把调节单元24。调节单元24可以包括可安装到车把的制动支撑支架34、制动杆36、操作地连接到调节开关40的调节杆38(其是调节致动器的一种形式,例如,按钮等等)、前换挡器调节拨轮按钮42和主控制单元44以及诸如电池46的电源。调节开关40可以例如由任何适合的致动器/诸如瞬时接触按钮的装置致动。
[0023] 还参考图6的实施方式,主控制单元44可以接收来自调节开关40和前换挡器(FD)调节拨轮按钮42的输入信号,并且还包括设置为与调节开关通信的用于处理输入信号的CPU 48、与CPU通信的存储器构件50、诸如LED 52的用于显示由CPU生成的状态信号的可选指示器以及无线收发器54。将注意的是,这里使用的术语“收发器”可以包括发送器和接收器、发送器-接收器或无线电,并且包括能够发送和接收包括调节信号或控制、命令的无线信号或与正在控制的组件的某些功能相关的其它信号的单独的或组合的任何装置。
[0024] 调节单元24可以提供为成对24a、24b,并且通常安装在车把26或类似的组件上,其中,一个调节单元放置为由右手操作,并且另一个放置为由左手操作。当采用两个单独的调节单元时,可以在系统22中存在分别位于两个单元24a、24b中的对应的一个中的一对主控制单元(MCU)44。调节单元24可以被布置在用户能够接触的任何地方,并且其上可以布置多个单元或调节开关40等等,例如,已知为计时赛用自行车类型的自行车,其能够在车把和车把延伸处具有调节单元。
[0025] 例如,在一个实施方式中,所使用的CPU 48可以是Atmel ATmega324PA微控制器(其具有内置的eeprom存储器)并且所使用的收发器54可以是Amel AT86RF2312.4GHz收发器(其使用支持16信道和IEEE 802.15.4通信协议的AES加密和DSS扩展频谱技术)。也可以使用其它适合的CPU和无线收发器。
[0026] 在无线控制系统22的一个实施方式中,右调节单元24a上的调节杆38在被致动时使得生成对应于可由后换挡器30致动的升档的调节信号。左调节单元24b上的调节杆在被致动时使得生成对应于可由后换挡器30致动的降档的调节信号。升档对应于调节到更高档位(例如,较小的后链轮37)的档位调节并且降档对应于调节到较低档位(例如,较大的后链轮37)的档位调节。可以为按钮形式的作为可选元件的前调节致动器42可以设置在两个调节单元24上并且在操作时发送拨动前调节信号以拨动前换挡器28。因此,各调节单元24的各MCU 44能够无线地发送可由各换挡器接收并且致动的调节信号。
[0027] 还可以希望将改变器致动器56添加到例如调节单元24。改变器致动器56可以是按钮的形式并且在单独操作时没有任何作用,但是当与另一致动器组合操作时使得生成不同类型的信号(即,非调节信号)。例如,当与改变器致动器56组合地按下单元24a的调节杆38时,能够输出“档位内侧对齐”或调整命令等等来代替“升档”命令。改变器致动器56可以位于调节杆38上并且与MCU 44通信。
[0028] 图3示出了具有适于平把应用的系统22的另一实施方式。在该实施方式中,提供了右调节单元124a和左调节单元124b。档位接线盒58可以通过信号线60连接到右调节单元124a和左调节单元124b。单个主控制单元144可以位于接收来自右调节单元124a和左调节单元124b的信号的档位接线盒58中(图8)。单个主控制单元144包括与调节单元24中的MCU 
44的组件类似的组件。具体地,MCU 144包括与右调节单元124a和左调节单元124b通信的CPU 148、与CPU通信的存储器组件150、收发器154和指示MCU 144的操作状况的LED 152。电池146将电力提供给MCU 144并且提供了改变致动器156来改变MCU的操作。
[0029] 虽然该平把实施方式被示出为具有共享的单个主控制单元144,但是也可以采用两个主控制单元。或者,能够在上述弯把类型中采用接线盒58和共享的主控制单元144。各调节单元124a、124b可以具有调节开关140,其响应于上述调节单元24的调节杆38。
[0030] 图4中示出了机电后换挡器30(RD)的实施方式。一般来说,机电换挡器在现有技术中是已知的。当前的后换挡器包括电源62(电池)、马达单元64和换挡器控制单元66(SCU或“从控制单元”)。换挡器控制单元66(图7)可以包括用于处理信号/命令等等的CPU 68、与其操作地连接的唤醒传感器70、存储器组件72、功能按钮74、诸如LED 76的指示器、用于将控制信号发送给马达单元64的输出部78和用于发送和接收无线信号的收发器80。马达单元64接收并且执行来自换挡器控制单元66的位置调整命令和/或换挡器命令。
[0031] 图5中示出了机电前换挡器28(FD)的实施方式。与上述后换挡器类似地,前换挡器具有电源82(电池)、马达单元84和换挡器控制单元86(SCU)。换挡器控制单元86(图7)可以包括用于处理信号/命令等等的CPU 88、与其操作地连接的唤醒传感器90、存储器构件92、功能按钮94、诸如LED 96的指示器、用于控制/操作马达单元84的输出部98和用于发送和接收无线信号的收发器100(其也可以被称为换挡器收发器)。马达单元84接收并执行来自换挡器控制单元86的位置和/或换挡命令。在所示出的实施方式中,前换挡器在两个牙盘之间进行切换。或者,在两个以上的牙盘之间进行切换也是可以的。CPU 88也可以被构造为当功能按钮94被按下并且之后被释放时在两个牙盘之间拨动切换前换挡器28。
[0032] 还参考图9,虽然后换挡器30和前换挡器28被描述为均具有换挡器控制单元,但是能够采用单个共享的换挡器控制单元102。所示出的共享的换挡器控制单元102位于换挡器接线盒104中,但是也可以位于后换挡器30或前换挡器28中。共享的换挡器控制单元102可以包括电源184(电池)。换挡器控制单元102可以包括用于处理来自MCU 144的信号的CPU 188、唤醒传感器190、耦接到CPU的存储器构件192、功能开关194、LED 196和被构造为发送和接收无线信号的收发器200。
[0033] 在一个实施方式中,CPU 88或188可以是具有内置的eeprom存储器的Atmel ATmega324PA 8位RISC微控制器。收发器100、200可以是Atmel AT86RF231 2.4GHz收发器,其利用AES加密和DSS扩展频谱技术并且支持16频率信道和IEEE 802.15.4通信协议。
[0034] 信道选择
[0035] 能够将系统22设置到多个不同的可选择的收发器频率信道中的一个以避免与附近的其它系统产生串扰。装置可以在系统22中被指定为信道主装置。信道主装置可以是后换挡器30。在对装置(即,调节单元和换挡器)进行配对之前,后换挡器30将被设置到特定的收发器频率信道。这能够通过以特定顺序按压功能按钮74来实现或者能够利用选择器开关来实现,或者能够通过与被设计为执行这样的任务的装置进行无线通信来实现。认为本领域技术人员能够实现这样的任务。
[0036] 配对
[0037] 无线控制系统22的组件被配对以使得能够在其间进行无线通信。参考图2和图4-图7,每个主控制单元44具有永久地存储在MCU存储器组件50中的唯一的“装置ID”值和“装置类型”值。“装置类型”值表示装置的类型,例如“右调节单元”或“左调节单元”。
[0038] 为了示出配对操作的实施方式的目的,将示出前换挡器的示例。将理解的是,下面的基本步骤也适用于后换挡器。包含换挡器控制单元86(SCU)的前换挡器28如下地与包含MCU 44的调节器24配对。当可以是处于换挡器上的功能按钮94的形式的模式改变机构被按下预定时间段时,换挡器的SCU 86进入或被转换为配对模式。SCU 86可以使得换挡器28上的LED 96缓慢地闪烁以指示其处于配对模式并且启用SCU收发器100。这时,SCU 86中的收发器100的接收器部分扫描收发器信道,侦听发送的信号,其中,侦听也可以被称为监视。接下来,具有MCU 44的调节单元24上的调节杆/按钮38被按下并保持,使得MCU发送包含“装置ID”和“装置类型”作为信号的一部分的重复调节信号。当换挡器28中的SCU 86检测到来自MCU 44的该重复调节信号时,SCU可以将LED 98改变为常亮。收发器100的SCU接收器部分继续侦听来自调节器的MCU 44的重复调节信号达预定时间段(其可以为大约2秒)。一旦换挡器28的SCU 86已经确定在所要求的时间段接收到来自MCU 44的调节信号,则SCU退出配对模式并且将“装置ID”存储在SCU存储器组件92中的为“装置类型”保留的空间中。如果SCU 86是系统22中的信道主装置,则其还将发送信号以指示配对的调节器24中的MCU 44在特定信道上进行操作。调节器24和换挡器28现在已经配对并且换挡器的SCU 86将响应于来自配对的调节器的MCU 44的命令。
[0039] 换挡器28的SCU 86的存储器92将对于对各装置类型仅记录一个装置ID。如果具有“234”的装置id的调节器24与后换挡器30配对,并且之后,具有“154”的装置ID的另一调节器24与后换挡器配对,则“装置类型”空间中的SCU 72存储器值“234”将被新的值“154”覆写,并且后换挡器30将不再响应于“234”的装置ID的调节器24。
[0040] 无线系统22的实施方式具有右调节器24a和左调节器24b,其均具有MCU 44;以及前换挡器28和后换挡器30,其均具有SCU 86、66(参见图6和图7)。因此,将理解的是,对于该实施方式,配对处理将重复四次。后换挡器30将与右调节器24a和左调节器24b中的每一个配对,并且前换挡器28将与右调节器24a和左调节器24b中的每一个配对。这由于要求物理接触来按压组件上的按钮以配对装置而是高度安全的系统。此外,每个换挡器28、30将仅响应于已经与其配对的调节器。如果操作者验证了各调节器24a、24b控制各换挡器28、30,则它们能够是可信的,而没有配对任何未授权的调节器。在其中一对调节器124a、124b共享MCU 144或前换挡器28和后换挡器30共享SCU的替选实施方式中,配对步骤的数目将会减少。
[0041] 唤醒传感器
[0042] 本发明的实施方式考虑并且实现了电池供电的无线装置的节电。如果电子装置持续地使用,则电池趋于很快地耗尽。因此,可以实施各种策略来节约电池电力。与调节单元24连接的MCU 44可以被构造为在自行车/系统未激活时进行休眠(即,处于相对较低的功率状态)。在该时间期间,CPU 48处于低功率状态(有时已知为待机或休眠模式)并且收发器54被关闭。MCU 44仅在开关或按钮被激活时唤醒(变为完全供电并操作)并且发送信号,否则其将保持休眠。
[0043] 例如,换挡器30中的SCU 66可以接收来自MCU 44的控制信号,或者,在某些情况下,接收来自其它SCU的信号。如果收发器80持续工作,则电池62将会很快耗尽。SCU 66可以包括唤醒单元70以确定自行车被使用的时间并且发出信号。在一个实施方式中,例如,可以使用SignalQuest SQ-MIN-200或飞思卡尔半导体MMA8451Q振动传感器作为用于唤醒单元的传感器。当操作自行车时,由于不平的道路表面和传动系统运动引起容易由传感器(未示出)检测到的振动。也可以使用其它传感器用于唤醒单元70,例如被构造为检测附接到自行车20的运动元件的磁体的磁簧开关或加速度计。当自行车20被操作时,检测到振动或移动并且唤醒单元70发送唤醒信号以唤醒SCU 66(图10)。SCU 66在根据来自振动传感器的唤醒信号而变为完全供电且可操作时变为被唤醒,只要其接收到来自唤醒单元的唤醒信号。如果在超过预定休眠超时值的时段没有接收到唤醒信号,则SCU 66将返回休眠状态。休眠超时的持续时间可以是大约30秒。
[0044] 收发器时序
[0045] 能够在SCU 66、86被唤醒时通过根据预定的或给定的时段或周期频繁地开启和关闭收发器80、100来进一步减少功耗。当SCU 66、86接收到来自唤醒传感器70、90的信号时,其进入唤醒模式,变为完全供电并可操作。在唤醒模式期间,SCU 66、86将收发器80、100变为“启用”以在侦听时间A(其可以已知为侦听模式)监视调节信号,并且然后在等待时间B(其可以已知为非侦听模式)变为“关闭”,以节约能量,如图中的时间线SCU所示。时间A和B的一个循环的和限定给定的唤醒模式循环时段或唤醒模式循环时间。通常,侦听模式时间A可以是大约5ms并且等待时间或非侦听模式B可以为大约45ms。在该状态下,SCU收发器80、100仅在唤醒模式循环时间的大约10%的时间处于启用(处于侦听模式)。
[0046] 图11示出了当调节信号从MCU 44发送到SCU 66、86时的收发器时序。在调节单元24上的调节按钮38被按下时,MCU 44进入唤醒模式或状态,等待信道变为清空,并且如果没有检测到任何其它信号或噪声则发送一系列重复控制/调节信号。重复调节信号中的每一个具有持续时间C(大约1ms)之后是休眠时段D(大约2ms),并且以消息持续时间F(大约
100ms)的时间长度重复。消息持续时间F被选择为使得来自MCU 44的调节信号将与SCU 66、
86的收发器80、100主动监视或侦听(即,处于侦听模式)时的至少一个时间一致。在图11中所示的示例中,四个控制信号与SCU收发器80、100处于侦听模式的时间一致,如虚线所示。
换言之,换挡器收发器在唤醒模式循环时间的一部分期间主动侦听来自调节器收发器的调节信号并且调节器收发器被构造为在大于唤醒模式循环时间的时间长度发送调节信号以确保换挡器收发器将在调节信号被发送时处于主动侦听的状态,其中,侦听也可以被称为监视。
[0047] 当SCU收发器80、100听到调节或控制信号时,SCU 66、86将收发器保持在侦听模式,即使检测到的信号是用于另一装置。SCU收发器80、100将在接收到上一信号之后在返回到休眠(即,非侦听模式)以节电之前在侦听持续时间G(大约20ms)停留在侦听模式。将理解的是,这里示出的各种时序实际上仅是示例性的。
[0048] 在竞速或大组骑行期间,不可避免的是,骑行者将在可检测到的接近范围内使用大量系统。MCU 44和SCU 66(即,86)可以具有特殊的特征以在拥挤使用期间使能共存并且确保高可靠性。MCU收发器54具有发送和接收信号的能力。在发送无线信号之前,MCU 44将侦听以确定其它收发器或装置是否正在发送。这些其它收发器可以是或可以不是示例系统的一部分。当MCU 44在发送之前收听到其它收发器,则其将观察其它信号的装置ID并且计数这些装置直到其看到重复的装置。当MCU 44在收听到其它发送(即,不是来自SCU 66、86与其配对的主控制单元的任何发送,其中其它发送也可以被称为噪声)之后确定信道清空以进行发送时,其将开始发送信号,但是可以通过增加重复信号的发送之间的时间来调整重复间隔以避免与其它发送/噪声的冲突。
[0049] 图12示出了尝试同时进行发送的三个MCU的相互作用。时间线MCU1示出了第一MCU的休眠(低功率模式)、唤醒(完全供电并且包括主动监视模式)和发送(TX)状态。当调节致动器被操作时,MCU被唤醒并且在发送信号(S11-S14)之前暂停以侦听达静默时间(J)。由于在该示例中在静默时间J期间没有侦听到其它信号或噪声,因此以最小重复速率E(大约3ms)重复S11-S14。当在发送信号之间MCU被唤醒时,其侦听来自其它发送器的信号。
[0050] MCU2根据TX命令请求而被唤醒并且在时间T2开始侦听。在MCU2接收到来自公共MCU的信号S13和S14时,其确定两个装置将进行发送并且在时间T3开始发送信号S21-S25并且以重复速率E2(大约6ms)重复。MCU2在MCU1的S15之前在时间T3发送信号S21,因此“碰撞”S15。MCU1在S14与计划的S15之间侦听信号并且听到来自MCU2的信号S21。MCU1然后取消S15并且开始以重复速率E2在时间T4开始发送新的信号S15’-S18。MCU1选择从T3开始发送信号S15’大约3ms,将重复信号之间的间隔保持在大约3ms的环境信号重复速率或者第一间隔。
[0051] MCU3通过检测到TX命令请求(调节信号)而唤醒并且在时间T5开始侦听。在MCU3接收到信号S24、S18和S25(其中,S24和S25都来自公共MCU)时,其确定三个装置将进行发送并且在时间T6以重复速率E3(大约9ms)开始发送信号S31-S35。信号S31被在MCU1的计划的信号S19之前进行发送。MCU1在信号S18和计划的S19之间侦听并且接收来自MCU2的S25和来自MCU3的S31。MCU1然后取消S19并且在时间T7以重复速率E3开始发送新的信号S19’-S1B。MCU1选择从T6开始发送信号S19’大约3ms,保持大约3ms的环境信号重复速率。信号S19’在MCU2的计划的S26之前进行发送,碰撞该信号。MCU2在信号S25与计划的S26之间进行侦听并且接收来自MCU3的S31和来自MCU1的S19’。MCU2然后取消S26并且在时间T8以重复速率E3开始发送新的信号S26’-S2A。MCU2选择从T7开始发送信号S26’大约3ms,保持大约3ms的环境信号重复速率。
[0052] 在S28与S29之间,MCU2观察到从MCU3仅接收到S34并且确定只有两个装置现在正在通信。在S29之后,MCU2以增大的重复速率E2发送信号S2A-S2B。在S34与S35之间,MCU3观察到从MCU2仅接收到S29并且还确定只有两个装置正在通信。在S35之后,MCU3以增大的重复速率E2发送信号S35-S38。在S37与S38之间,MCU3观察到没有接收到任何信号,并且只有其自己在进行通信。在S38之后,MCU3以增大的重复速率E发送信号S38-S3A。
[0053] 虽然上面的示例描述了发送器对下一发送循环调整其重复间隔,但是可以期望的是,在调整重复速率之前等待超过一个循环。这为发送器提供了更多的机会来注意到它们在最初时没有注意到的其它发送器。
[0054] 可能的是,两个装置将试图几乎同时发送信号。为了减少冲突的可能性,例如,信号重复速率E可以随机变化最多正/负1ms。
[0055] 而且,本发明可以包括通过使得给定消息持续时间中最大化对应于输入信号的发送的重复调节信号的数目来最大化其可靠性的方法。如果多个重复调节信号的重复间隔产生了仅能够发送少量重复调节信号的情况,则系统可以增加消息持续时间的长度从而以增大的间隔速率发送足够数目的重复信号。
[0056] 处理重复调节命令
[0057] 由于调节器24的MCU 44发送调节信号多次,因此换挡器30、28的SCU 66、86需要区分重复接收的调节信号和新的调节信号的方法。当MCU 44生成调节信号时,其还生成与装置ID和装置类型一起发送的“计数值”。每次由SCU66、86生成新的调节信号时,通过从存储器获取之前的计数值并且将该值增加1以获得新的计数值来生成新的计数值。当SCU 66、86接收到调节信号时,其将接收到的计数值与SCU存储器72、92中存储的之前接收的针对该信号类型(例如,升档、降档)和装置类型(右调节器、左调节器)的计数值进行比较。如果计数值、信号类型和装置类型与存储器中存储的值匹配,则忽略该命令,这是因为其是已经处理过的重复信号。如果计数值不同于存储器中存储的值,则SCU 66、86将通过从接收到的计数值减去存储器中的计数值来计算值“当前”。如果操作者推动升挡杆一次并且没有丢失任何无线发送,则SCU 66计算当前值=1并且对于马达单元64执行命令以升档一次。然后,对于该信号类型和装置类型,SCU 66将新的计数值记录到存储器。然而,如果操作者快速地按压升挡杆38并且系统22处于有噪声的无线环境(其中常常发生无线信号故障),则SCU 66可以计算大于1的当前值。在该情况下,在SCU 66启用其发送器和接收器之前,调节信号丢失或者操作者按压杆38超过一次。如果SCU 66接收到对应于升档输入信号的调节信号并且当前值计算为3,则了解的是,自从接收到对应于升档输入信号的上一调节信号以来,升挡杆38已经被操作3次,并且将向马达单元64发送命令以升档三次。然后,在换挡器30处于其范围的极限时,SCU 66也将忽略对应于升档或降档输入信号的信号。对于该情况,SCU 66将保持其位置。
[0058] 其它调节方法
[0059] MCU 44也能够生成关于调节按钮38(升档和降档)的状态的控制信号。例如,当单元24a的升档按钮38被按下时,MCU发送“升档按钮按下”信号并且当升档按钮被释放时,发送“升档按钮释放”信号。该特征在其中在调节单元上没有专用的前换挡器调节按钮42并且通过一起按下单元24a、24b的升档和降档按钮38来拨动调节前换挡器28的系统22中是有用的。在前调节的情况下,SCU 66、86将在接收升档或降档按钮释放信号之前首先接收升档和降档按钮按下信号,其指示这些按钮在被释放之前被按下。当前换挡器28的SCU 86接收到该信号序列时,其将执行前换挡器拨动调节。当后换挡器30接收到该信号序列时,其将忽略它们。
[0060] 如果后换挡器SCU 66接收到升档或降档按钮释放信号而没有首先接收到升档或降档按钮按下信号,则能够推断出由于按钮38被快速地按下和释放而使得按钮按下信号丢失或者没有从MCU 44发送。在该情况下,后换挡器SCU 66将继续并且执行升档或降档。
[0061] 虽然已经描述了从MCU 44发送信号,但是前换挡器28和后换挡器30中的SCU86、66也可以将信号发送到其它装置。例如,后换挡器30能够向前换挡器28发送表示后换挡器的当前档位位置的消息。这将允许前换挡器28基于后换挡器30的位置优化前换挡器的调整位置。装置的SCU 66、86能够发送的数据的其它类型包括电池电平、档位的数目、装置ID、温度、错误代码、固件版本等等。
[0062] ANT/BTLE桥
[0063] 本系统22还能够使用诸如ANT或智能蓝牙(BTLE)的标准协议与其它第三方装置进行通信。系统中的装置中的一个能够收集来自其它装置的数据(例如,电池电平、齿轮位置、固件版本等等)并且使用不同的通信协议与第三方装置共享数据,从而有效地用作信息桥。
[0064] 虽然已经参考特定实施方式描述了本发明,但是应理解的是,能够在所描述的本发明的概念的精神和范围内进行各种改变。因此,想要的是,本发明不限于所公开的实施方式,而是具有由所附权利要求的语言限制的完全范围。
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