自行车悬架系统.pdf

本发明涉及一种自行车悬架系统，该自行车悬架系统包括控制单元、速度传感器和运动节奏传感器。该控制单元构造为获得自行车的齿轮比信息以基于该齿轮比信息来控制自行车的悬架的操作状态。速度传感器构造为检测自行车的前进速度，并且将表示前进速度的信号输出到控制单元。运动节奏传感器构造为检测自行车曲柄的运动节奏，并且将表示运动节奏的信号输出到控制单元。控制单元被构造为基于前进速度和运动节奏来获得齿轮比信息。

权利要求书
1.  一种自行车悬架系统，包括：
控制单元，所述控制单元构造为获取自行车的齿轮比信息，以基于所述齿轮比信息来控制自行车的悬架的操作状态；
速度传感器，所述速度传感器构造为检测自行车的前进速度，并且将表示前进速度的信号输出到控制单元；以及
运动节奏传感器，所述运动节奏传感器构造为检测自行车曲柄的运动节奏，并且将表示运动节奏的信号输出到控制单元，
所述控制单元构造为基于前进速度和运动节奏来获得齿轮比信息。

2.  根据权利要求1所述的自行车悬架系统，其中
控制单元被编程，以便当齿轮比信息表示齿轮比处于预定情形内时将悬架设置到第一操作状态，以及当齿轮比信息表示齿轮比未处于预定情形内时将悬架设置到第二操作状态。

3.  根据权利要求2所述的自行车悬架系统，其中
控制单元被编程，以便当齿轮比信息表示齿轮比不大于预定值时将悬架设置到第一操作状态。

4.  根据权利要求1所述的自行车悬架系统，还包括
数据存储装置，所述数据存储装置操作地联接到控制单元，数据存储装置具有与自行车相关的存储数据，所述存储数据包括轮胎周长；
所述控制单元被编程，以基于前进速度、运动节奏和轮胎周长来获得齿轮比信息。

5.  根据权利要求4所述的自行车悬架系统，其中
数据存储装置的存储数据包括至少一个前链轮的齿数和至少一个后链轮的齿数，以及
控制单元被编程，以基于齿轮比信息、所述至少一个前链轮的齿数和所述至少一个后链轮的齿数来获得齿轮位置信息。

6.  根据权利要求5所述的自行车悬架系统，其中
控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示齿轮位置处于预定情形内时将悬架设置到第一操作状态，以及当齿轮位置信息表示齿轮位置未处于预定情形内时将悬架设置到第二操作状态。

7.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
数据存储装置的存储数据包括多个前链轮的齿数，以及
控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链与在所述前链轮中具有最少齿数的一个前链轮接合时将悬架设置到第一操作状态。

8.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
数据存数装置的存储数据包括多个后链轮的齿数，以及
控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链与在后链轮中具有最多齿数的一个后链轮接合时将悬架设置到第一操作状态。

9.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
数据存储装置的存储数据包括多个前链轮的齿数，以及
控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链从前链轮中的第一个前链轮移动到前链轮中的第二个前链轮时将悬架设置到第一操作状态，前链轮中的第二个前链轮具有比前链轮中的第一个前链轮少的齿数。

10.  根据权利要求5所述的自行车悬架系统，其中
数据存储装置的存储数据包括多个前链轮的齿数和多个后链轮的齿数，以及
控制单元被编程，以基于齿轮位置信息来确定哪一个前链轮和哪一个后链轮与链接合。

11.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
数据存储装置的存储数据包括多个后链轮的齿数，以及
控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链已经从后链轮中的第一个后链轮移动到后链轮中的第二个后链轮时将悬架设置到第一操作状态，后链轮中的第二个后链轮具有比后链轮中第一个后链轮多的齿数。

12.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
数据存储装置的存储数据包括多个前链轮的齿数和多个后链轮的齿数，以及
控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链与在前链轮中具有最少齿数的一个前链轮以及与在后链轮中齿数次多的一个后链轮都接合时将悬架设置到第一操作状态。

13.  根据权利要求2所述的自行车悬架系统，其中
悬架构造为在第一操作状态中防止悬架展开和缩回，以及悬架构造为在第二操作状态中展开和缩回。

14.  根据权利要求2所述的自行车悬架系统，其中
悬架构造为在第一操作状态和第二操作状态中展开和缩回，以及与第一操作状态相比，第二操作状态中的展开和缩回量更大。

15.  根据权利要求2所述的自行车悬架系统，其中
悬架被构造为在第一操作状态中防止对自行车减震，以及悬架被构造为在第二操作状态中对自行车减震。

16.  根据权利要求2所述的自行车悬架系统，其中
悬架构造为在第一操作状态和第二操作状态中都对自行车减震，并且与第一操作状态相比，第二操作状态中的减震率更大。

17.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
悬架构造为在第一操作状态中防止悬架展开和缩回，以及悬架构造为在第二操作状态中展开和缩回。

18.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
悬架构造为在第一操作状态和第二操作状态中展开和缩回，并且与第一操作状态相比，第二操作状态中的展开和缩回量更大。

19.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
悬架构造为在第一操作状态中防止对自行车减震，以及悬架构造为在第二操作状态中对自行车减震。

20.  根据权利要求6所述的自行车悬架系统，其中
悬架构造为在第一操作状态和第二操作状态中都对自行车减震，并且与第一操作状态相比，第二操作状态中的减震率更大。

说明书自行车悬架系统
技术领域
本发明总体涉及一种自行车悬架系统。更特别地，本发明涉及一种用于自行车的自行车悬架系统。
背景技术
对于自行车来说，已经研发了各种形式的悬架系统。自行车，尤其是山地车（MTB）以及全地形自行车（ATB），已经设置有前和/或后悬架组件和系统，以吸收当在崎岖路上骑行时已传递到骑车者的振动。这些悬架组件的范围从非常简单到非常复杂。
一种传统的自行车悬架系统是众所周知的，通过这种自行车悬架系统来控制自行车悬架，以基于由齿轮位置传感器发出的齿轮位置信号而改变其刚度（例如，参见美国专利号US6,619,684）。
发明内容
通常，本公开内容涉及一种构造为操作自行车悬架的自行车悬架系统的多个特征。在传统的自行车悬架系统中，基本上基于由齿轮位置传感器输出的齿轮位置信号来控制自行车悬架。
鉴于已知技术的状态，本公开内容的一个目的是提供一种自行车悬架系统，该自行车悬架系统构造为在没有齿轮位置传感器的情况下操作自行车悬架。
根据本发明的第一方面，自行车悬架系统设置为基本上包括控制单元、速度传感器和运动节奏（cadence）传感器。控制单元构造为获取自行车的齿轮比信息，以基于所述齿轮比信息来控制自行车悬架的操作状态。速度传感器构造为检测自行车的前进速度，并且将表示前进速度的信号输出到控制单元。运动节奏传感器构造为检测自行车曲 柄的运动节奏，并且将表示运动节奏的信号输出到控制单元。控制单元构造为基于前进速度和运动节奏来获得齿轮比信息。
根据本发明的第二方面，根据第一方面的自行车悬架系统构造成使得控制单元被编程，以便当齿轮比信息表示齿轮比信息处于预定情形内时将悬架设置到第一操作状态，以及当齿轮比信息表示齿轮比未处于预定情形内时将悬架设置到第二操作状态。
根据本发明的第三方面，根据第二方面的自行车悬架系统构造成使得控制单元被编程，以便当齿轮比信息表示齿轮比不大于预定值时将悬架设置到第一操作状态。
根据本发明的第四方面，根据第一方面的自行车悬架系统设置为还包括数据存储装置，所述数据存储装置操作地联接到控制单元，所述数据存储装置具有与自行车相关的存储数据，所述存储数据包括轮胎周长。控制单元被编程，以基于前进速度、运动节奏和轮胎周长来获得齿轮比信息。
根据本发明的第五方面，根据第四方面的自行车悬架系统构造成使得数据存储装置的存储数据包括至少一个前链轮的齿数和至少一个后链轮的齿数。控制单元被编程，以基于齿轮比信息、至少一个前链轮的齿数和至少一个后链轮的齿数来获得齿轮位置信息。
根据本发明的第六方面，根据第五方面的自行车悬架系统构造成使得控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示齿轮比处于预定情形内时将悬架设置到第一操作状态，以及当齿轮位置信息表示齿轮比未处于预定情形内时将悬架设置到第二操作状态。
根据本发明的第七方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得数据存储装置的存储数据包括多个前链轮的齿数。控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链与在前链轮中具有最少齿数的一个前链轮接合时将悬架设置到第一操作状态。
根据本发明的第八方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得数据存数装置的存储数据包括多个后链轮的齿数。控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链与在后链轮中具有最多齿数的一个后 链轮接合时将悬架设置到第一操作状态。
根据本发明的第九方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得数据存储装置的存储数据包括多个前链轮的齿数。控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链从前链轮中的第一个前链轮移动到前链轮中的第二个前链轮时将悬架设置到第一操作状态，前链轮中的第二个前链轮具有比前链轮中的第一个前链轮少的齿数。
根据本发明的第十方面，根据第五方面的自行车悬架系统构造成使得数据存储装置的存储数据包括多个前链轮的齿数和多个后链轮的齿数。控制单元被编程，以基于齿轮位置信息来确定哪一个前链轮和哪一个后链轮与所述链接合。
根据本发明的第十一方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得数据存储装置的存储数据包括多个后链轮的齿数。控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链已经从后链轮中的第一个后链轮移动到后链轮中的第二个后链轮时将悬架设置到第一操作状态，后链轮中的第二个后链轮具有比后链轮中第一个后链轮多的齿数。
根据本发明的第十二方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得数据存储装置的存储数据包括多个前链轮的齿数和多个后链轮的齿数。控制单元被编程，以便当齿轮位置信息表示链与在前链轮中具有最少齿数的一个前链轮以及在后链轮中具有次多齿数的一个后链轮都接合时将悬架设置到第一操作状态。
根据本发明的第十三方面，根据第二方面的自行车悬架系统构造成使得悬架构造为在第一操作状态中防止悬架展开和缩回，以及悬架构造为在第二操作状态中展开和缩回。
根据本发明的第十四方面，根据第二方面的自行车悬架系统构造成使得悬架构造为在第一操作状态和第二操作状态中都展开和缩回，以及与第一操作状态相比，第二操作状态中的展开和缩回量更大。
根据本发明的第十五方面，根据第二方面的自行车悬架系统构造成使得悬架被构造为在第一操作状态中防止对自行车减震，以及悬架被构造为在第二操作状态中对自行车减震。
根据本发明的第十六方面，根据第二方面的自行车悬架系统构造成使得悬架构造为在第一操作状态和第二操作状态中都对自行车减震，并且与第一操作状态相比，第二操作状态中的减震率大。
根据本发明的第十七方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得悬架构造为在第一操作状态中防止悬架展开和缩回，以及悬架构造为在第二操作状态中展开和缩回。
根据本发明的第十八方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得悬架构造为在第一操作状态和第二操作状态中都展开和缩回，并且与第一操作状态相比，第二操作状态中的展开和缩回量更大。
根据本发明的第十九方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得悬架被构造为在第一操作状态中防止对自行车减震，以及悬架构造为在第二操作状态中对自行车减震。
根据本发明的第二十方面，根据第六方面的自行车悬架系统构造成使得悬架构造为在第一操作状态和第二操作状态中对自行车减震，并且与第一操作状态相比，第二操作状态中的减震率更大。
根据结合所附附图公开了自行车悬架系统的一个实施例的下列详细描述，对于本领域技术人员来说，所公开的自行车悬架系统的其它目的、特点、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
现在参照所附的附图，所述附图形成为本原始公开内容的一部分：
图1是自行车的正视图，该自行车具有由根据一个实施例的自行车悬架系统控制的前悬架组件和后悬架组件；
图2是图示了用于控制前悬架组件和后悬架组件的自行车悬架系统的框图；
图3是用于前悬架组件的前缸体之一的剖视图；
图4是用于后悬架组件的后缸体的剖视图；
图5是用于自行车的前轮毂或者后轮毂的轮毂发电机的示意图，其图释了自行车的速度传感器；
图6是图5中所图释的轮毂发电机的示意图，其图释了自行车的速度传感器；
图7是图1中所图释的自行车的底部托架的剖视图，其图释了自行车的运动节奏传感器；
图8是存储于自行车悬架系统的存储器中的齿轮比表；
图9是用于图1中所图释的自行车的传动系统的示意图；以及
图10是用于自行车悬架系统的悬架控制器的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来解释一个优选的实施例。根据本公开内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，提供实施例的下列描述仅仅为了进行说明，而不是为了限制所附的权利要求及其等同方案所限定的发明。
首先参照图1，图释了根据一个实施例的自行车10。自行车10具有车架12、前悬架组件14、后悬架组件16和计算机或者控制单元18。当自行车10被图释为山地车时，根据本公开内容，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可应用到其它类型的自行车，诸如公路自行车。
控制单元18可在内部或者外部安装在自行车10的一部分上。控制单元18是较小的具有中央处理单元（CPU）的传统计算机装置，该中央处理单元操作地分别连接到前悬架组件14和后悬架组件16，用于基于如下所述的各种自行车信息来控制它们的刚度。特别地，在所图释的实施例中，如图2中所示，控制单元18基本上包括：控制器或者CPU18a；以及数据存储装置或者存储器18b。如果需要和/或期望的话，控制单元18还可包括传统的元件，诸如输入接口电路、输出接口电路和存储装置，所述存储装置诸如是ROM（只读存储器）装置和RAM（随机存储器）装置。根据公开的内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，用于控制单元18的精确结构和算法是将实现本发明功能的硬件和软件的任意组合。
如图1中所示，在所图释的实施例中，自行车10还包括：后车轮19，其围绕后轮毂19a可旋转地联接；前车轮20，其围绕前轮毂20a可旋转地联接；以及传动系组件22，其用于推进自行车10。传动系组件22基本上包括底部托架23、多个（在本实施例中为三个）前链环或者链轮24a到24c（参见图9）、一对带有脚蹬27的曲柄臂26、传动链28以及多个（在本实施例中为九个）后链轮32a到32i（参见图9），所述后链轮以传统方式联接到后车轮19的后轮毂19a。由于自行车10的这些部件在本领域中是公知的，在此不再详细论述或者图释这些部件，除非它们被改动以与本发明联合使用。此外，各种传动自行车部件（诸如制动器、变速器、附加链轮等）可与本发明联合使用，在此并不对它们进行图释和/或论述。
在所图释的实施例中，控制单元18选择性地将电信号传送到前悬架组件14和后悬架组件16，以控制它们的刚度。前悬架组件14和后悬架组件16因此基于来自控制单元18的信号而变硬或者变软。电池组或者发电机21（参见图2）优选地用于将电动力供给到控制单元18。在所图释的实施例中，基于这些信号，通过控制单元18来控制前悬架组件14和后悬架组件16。然而，根据本公开内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可通过控制单元18以相同方式控制前悬架组件14和后悬架组件16中的仅仅一个。
如图2中所图释的那样，控制单元18电联接到多个传感器42和43，响应于各种因素或者情形来确定何时电子调节前悬架组件14和后悬架组件16。优选地，用于本实施例的传感器42和43包括：前进速度传感器42（例如，速度传感器）；以及运动节奏或者曲柄速度传感器43。这些传感器42和43通过电线以传统方式电联接到控制单元18，用于输入表示某些情形的各种电信号。来自传感器42和43的信号优选的是电信号，控制单元18利用这些电信号来确定或者计算各种情形，用于控制前悬架组件14和后悬架组件16。当然，更多类型或者其它类型的传统自行车传感器（诸如加速器、脚蹬扭矩传感器等）可根据所使用的悬架组件类型和/或期望用来调节前悬架组件14和后悬 架组件16的因素/情形而根据需要和/或期望而使用。控制单元18还可连接到位于自行车10的其它部分上的用来感测其它骑行因素的这些传感器。然而，在所图释的实施例中，自行车10并不需要包括用于感测前悬架组件14和后悬架组件16的齿轮位置的齿轮位置传感器。在所图释的实施例中，控制单元18可由骑车者或者自行车厂商编程，以使得基于已经感测和计算的各种参数中的一个或者多个参数来调节前悬架组件14和后悬架组件16的刚度。
如图1中所示，采用速度传感器42来确定自行车10的前进速度。速度传感器42采用磁铁46，该磁铁附接到前轮20的辐条。速度传感器42是感测磁铁46的装置，用于确定车轮20单位时间（例如，每分钟）的转数。由于感测附接至前车轮20辐条的磁铁46的速度传感器42在自行车领域中通常是公知的，为了简洁起见，省略了速度传感器42的详细构造。如图2中所示，速度传感器42电联接到控制单元18。通过该构造，速度传感器42构造为感测自行车10的前进速度，并且将表示前进速度的信号输出到控制单元18。尤其是，在所图释的实施例中，速度传感器42将表示自行车10的前进速度的车轮20的每分钟转数输出到控制单元18。
可替代地或者另外地，前进速度还可从自行车加速表测量值获得。尤其是，控制单元18通过使用水平方向上的加速度积分来确定前进速度。此外，可替代地或者另外地，如从图6和7中看到的，前轮毂20a可具有速度传感器42'。在这种情况下，前轮毂20a形成为轮毂发电机，该轮毂发电机产生AC电压，其表示前进速度。尤其是，前轮毂20a的壳体具有多个沿圆周间隔开的磁铁46'，这些磁铁定位成靠近前轮毂20a的定子磁轭。因此，磁铁46'和前轮毂20a的定子磁轭形成了速度传感器42'，该速度传感器将AC电压作为速度信号发送。来自速度传感器42'的AC电压通过感测正极和负极单位时间的变化频率而表示前轮毂20a的单位时间转数。因此，控制单元18采用了AC电压来计算自行车10的前进速度。
如图7中所示，利用运动节奏传感器43来确定自行车10的运动 节奏。特别地，运动节奏传感器43包括用来感测曲柄臂26的单位时间（例如，每分钟）转数的曲柄速度传感器。如从图7中看到的，运动节奏传感器43被安装到车架12的主车架12a的一部分，并且利用安装到曲柄臂26之一上的磁铁47来测量曲柄臂26的单位时间转数。由于感测附接到曲柄臂26的磁铁47的运动节奏传感器43在本领域中通常是公知的，为了简洁起见而省略了运动节奏传感器43的详细构造。如图2中所示，运动节奏传感器43电联接到控制单元18。通过这种构造，运动节奏传感器43构造为感测曲柄臂26（例如，自行车曲柄）的运动节奏，并且将表示运动节奏的信号输出到控制单元18。尤其是，在所图释的实施例中，运动节奏传感器43将表示曲柄臂26的运动节奏的曲柄臂26的每分钟转数输出到控制单元18。
前悬架组件14和后悬架组件16的特定结构对于本发明并不是关键。对于自行车10来说，当前存在许多种可用于实施本发明的可调节悬架。在所图释的实施例中，前悬架组件14和后悬架组件16是具有液压阻尼机构的传统空气减震器。
为了简化起见，在此将论述和图释前悬架组件14的缸体或者减震器50中的仅仅一个。根据本公开内容对于本领域技术人员而言显而易见的是，利用一对缸体或者减震器50来形成前悬架组件14，而利用单个缸体或者减震器70来形成后悬架组件16。除了它们的尺寸和形状之外，用于前悬架组件14的缸体或者减震器50的结构基本上与用于后悬架组件16的缸体或者减震器70一致。
如从图1和3中看到的，每个缸体50基本上包括限定了缸体50中的内腔53、54和55的伸缩的外管状构件51和伸缩的内管状构件52。内腔53和54组成了下部液压腔53和上部液压腔54。内腔55组成了空气腔或者空气室55。外管状构件51通过安装构件56联接到前部轮毂20a，而内管状构件52通过安装构件57而联接到主车架12a。外管状构件51具有下部液压腔53，其接收内管状构件52的底端部52a。内管状构件52a的底端部52a形成了具有多个孔口58的活塞。这些孔口58将下部液压腔53和上部液压腔54流体联接在一起，以使 得液压流体从下部液压腔53流动到上部液压腔54，该上部液压腔由内管状构件52的一部分所形成。内管状构件52的空气腔或者空气室55形成于上部液压腔54上方。
空气室55和上部液压腔54通过轴向可滑动活塞59间隔开。盘簧60处于空气室55内。缸体50的刚度通过使用控制盘61来改变孔口58的尺寸而得到控制，该控制盘61可旋转地安装以改变孔口58的尺寸。换句话说，控制盘61可移动来改变孔口58的重叠量或者关闭量。优选地，缸体50的控制盘61通过使控制盘61旋转的电动马达62进行控制。电动马达62电联接到控制单元18，该控制单元选择性地操作电动马达62以调节缸体50的刚度。因此，孔口58和控制盘61形成了经由控制单元18自动调节的前缸体控制阀63。电动马达62和缸体50的前缸体控制阀63形成了前控制器或者前调节机构，该前控制器或者前调节机构基于控制单元18而改变或者调节前悬架组件14的刚度或者软度。当然，根据本公开内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可利用其它类型的调节机构来控制缸体50的刚度。
类似地，如从图1和4中看到的，气缸体70基本上包括限定了缸体70中的内部腔73、74和75的伸缩的外管状构件71和伸缩的内管状构件72。内部腔73和74组成了下部液压腔73和上部液压腔74。内部腔75组成了空气腔或者空气室75。外管状构件71通过安装构件76而联接到主车架12a，而内管状构件72通过安装构件77而联接到后车架12b，该后车架可动地联接到主车架12a。外管状构件71具有下部液压腔73，该下部液压腔接收内管状构件72的底端部72a。内管状构件72a的底端部72a形成了具有多个孔口78的活塞。这些孔口78将下部液压腔73和上部液压腔74流体联接到一起，以使得液压流体从下部液压腔73流动到上部液压腔74，该上部液压腔由内管状构件72的一部分形成。内管状构件72的空气腔或者空气室75形成于上部液压腔74上方。
空气室75和上部液压腔74通过轴向可滑动活塞79间隔开。盘簧80布置在空气室75内。缸体70的刚度通过采用控制盘81来改变孔 口78的尺寸而得到控制，该控制盘可旋转地安装以改变孔口78的尺寸。换句话说，控制盘81可移动以改变孔口78的重叠量或者关闭量。优选地，缸体70的控制盘81由使控制盘81旋转的电动马达82控制。电动马达82电联接到控制单元18，该控制单元选择性地操作电动马达62来调节缸体70的刚度。因此，孔口78和控制盘81形成了经由控制单元18而自动调节的后缸体控制阀83。电动马达82和缸体70的后缸体控制阀83形成了后控制器或者后调节机构，该后控制器或者后调节机构基于控制单元18而改变或者调节后悬架组件16的刚度或者软度。当然，根据本公开内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可利用其它类型的调节机构来控制缸体70的刚度。
优选地，前缸体50的下部液压腔53流体连接到后缸体70的相应液压腔73。连接前液压腔53和后液压腔73的流体导管85包括用于断开前液压腔53和后液压腔73的流体流动的开/关阀86。控制单元18操作地联接到阀86，其起作用以通过固定前悬架组件14和后悬架组件16而手动固定骑车高度。因此，后悬架组件16可锁定在压缩状态。
油或者液压流体是相对不可压缩的流体，并且活塞构造成使得油和空气提供了阻尼作用。当然，如果需要和/或期望的话，该空气和油高度/悬架锁定机构可以与传统的前悬架和后悬架一起使用。
现在参照图8到10，将详细描述自行车悬架系统的悬架控制。在所图释的实施例中，通过自行车悬架系统的这种悬架控制，控制单元18调节前悬架组件14和后悬架组件16，以在没有齿轮位置传感器的情况下改变它们的刚度。尤其是，控制单元18基于自行车10的前进速度以及曲柄臂26的运动节奏来控制前悬架组件14和后悬架组件16。更特别地，在所图释的实施例中，控制单元18的控制器18a基于从传感器42和43获得的信号以及存储于存储器18b中的参数来确定自行车10的齿轮位置（例如，前齿轮位置和后齿轮位置）。然后，控制器18a基于自行车10的前齿轮位置和后齿轮位置来调节前悬架组件14和后悬架组件16。
在所图释的实施例中，存储器18b将轮胎周长（mm）、前链轮24a到24c的齿数以及后链轮32a到32i的齿数存储为参数。因此，换句话说，存储器18b（例如，数据存储装置）的存储数据包括至少一个前链轮的齿数和至少一个后链轮的齿数。尤其是，存储器18b（例如，数据存储装置）的存储数据包括多个前链轮23a到24c的齿数。另外，存储器18b（例如，数据存储装置）的存储数据包括多个后链轮32a到32i的齿数。在所图释的实施例中，前链轮24a到24c分别具有齿数53T、39T和30T，而后链轮32a到32i具有12T、13T、14T、15T、16T、17T、19T、21T和23T。换句话说，如图9中所示，在所图释的实施例中，前链轮24a具有前链轮24a到24c中最多的齿数，而前链轮24c具有前链轮24a到24c中最少的齿数。类似地，在所图释的实施例中，后链轮32a具有后链轮32a到32i中最少的齿数，而后链轮32i具有后链轮32a到32i中最多的齿数。当然，提供前链轮24a到24c和后链轮32a到32i的数量以及前链轮24a到24c和后链轮32a到32i的齿数仅仅为了进行说明，并且根据需要和/或者期望可以是不同的值。
此外，如图8中所示，存储器18b还具有齿轮比表格。齿轮比表格存储了对应于前链轮24a到24c的前齿轮位置和后链轮32a到32i的后齿轮位置的齿轮比数值。换句话说，在齿轮比表格中，齿轮比数值分别与前链轮24a到24c的齿数与后链轮32a到32i齿数的组合相关联地存储。在所图释的实施例中，二十七齿轮比数值存储成分别对应于三个前链轮24a到24c与九个后链轮32a到32i的二十七种组合。基本上，齿轮比数值分别是通过将前链轮24a到24c齿数除以后链轮32a到32i的齿数而计算得到的数值。在所图释的实施例中，响应于在部署控制单元18时输入前链轮24a到24c的齿数和后链轮32a到32i的齿数，可产生齿轮比表格并且将齿轮比表格存储在存储器18b中。
图10是自行车悬架系统的悬架控制的流程图。图10中所示的悬架控制是当骑车者开始骑自行车10时或者当骑车者通过按下控制单元18或者码表上的按钮来表示开启时开始图10中所示的悬架控制。 如图10中所示的悬架控制（从开始到结束）是以预定间隔重复执行的，直到骑车者结束骑自行车10为止，或者直到骑车者通过按下控制单元18或者码表上的按钮而表示结束悬架控制为止。
如图10中所示，控制单元18的控制器18a获得自行车10的前进速度和曲柄臂26的运动节奏（步骤S11）。如上所述，在所图释的实施例中，速度传感器42将车轮20的每分钟转数（rpm）输出到控制单元18。控制器18a通过将来自速度传感器42的车轮20的每分钟转数（rpm）乘以存储于存储器18b中的车轮20的轮胎周长（mm）以及通过将乘积的速度单位从（mm/m）转换到（km/h）而计算出自行车10的前进速度（km/h）。同样，在所图释的实施例中，运动节奏传感器43将曲柄臂26的每分钟转数（rpm）输出到控制单元18。结果，控制单元18获得了自行车10的前进速度（km/h）和曲柄臂26的运动节奏（rpm）。
控制单元18的控制器18a然后基于下列公式（步骤S12）来计算自行车10的当前齿轮比（例如，齿轮比信息）。
（当前齿轮比）=（前进速度（km/h）x1000000）／{(运动节奏（rpm）×60）×轮胎周长（mm））
因此，在所图释的实施例中，控制单元18构造为基于前进速度和运动节奏而获得当前齿轮比（例如，齿轮比信息）。在所图释的实施例中，正如之后详细描述的，控制单元18构造为获得自行车10的当前齿轮比（例如，齿轮比信息），以基于该齿轮比信息来控制自行车10的前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）的操作状态。另外，如上所提到的，存储器18b（例如，数据存储装置）操作地联接到控制单元18。存储器18b（例如，数据存储装置）具有关于自行车10的存储数据。尤其是，如上所提到的，存储数据包括轮胎周长。另外，如上面公式所示的，在所图释的实施例中，控制单元18被编程以基于前进速度、运动节奏和轮胎周长来获得当前齿轮比（例如，齿轮比信息）。
另外，控制单元18的控制器18a基于在步骤S12中所计算的当前 齿轮比以及图8中所示出的齿轮比表格来确定前齿轮位置和后齿轮位置（例如，齿轮位置信息）（步骤S13）。换句话说，在所图释的实施例中，控制单元18被编程以基于当前齿轮比（例如，齿轮比信息）、以及具有至少一个前链轮的齿数和至少一个后链轮的齿数的齿轮比表格而获得前齿轮位置和后齿轮位置（例如，齿轮位置信息）。特别地，控制器18a确定在步骤S12中所计算的当前齿轮比与存储在存储器18b中的齿轮比表格的齿轮比数值之间是否存在精确或者接近的匹配。尤其是，在所图释的实施例中，控制器18a确定齿轮比表格的齿轮比数值中最接近当前齿轮比的一个的齿轮比数值。如果控制器18a确定在当前齿轮比与齿轮比表格的齿轮比数值之一之间存在精确或者接近的匹配，则控制器18a确定出对应于齿轮比表格的一个齿轮比数值的前链轮24a到24c之一与后链轮32a到32i之一的组合，并且将该前链轮24a到24c中的所述一个前链轮确定为前链轮位置以及将后链轮32a到32i中的所述一个后链轮确定为后齿轮位置。换句话说，在所图释的实施例中，控制单元18被编程，以基于前齿轮位置和后齿轮位置（例如，齿轮位置信息）来确定前链轮24a到24c中的哪一个以及后链轮32a到32i中的哪一个与链28接合。例如，如果在步骤S12中所计算的当前齿轮比是2.44，如图9中所示，则控制器18a确定出当前具有齿数39T的前链轮24b和具有齿数16T的后链轮32e与链28接合。控制器18a然后将存储器18b中现在所确定的前齿轮位置和后齿轮位置存储为当前的齿轮位置。控制器18a还将在悬架控制之前的周期中先前确定并且之前存储在存储器18b中的前齿轮位置和后齿轮位置存储为先前齿轮位置。
在所图释的实施例中，如果控制器18a确定出在步骤S12中所计算的当前齿轮比与齿轮比表格中的对应于前齿轮位置和后齿轮位置的多种组合的多个齿轮比数值之间存在多个精确或者接近匹配，则控制器18a通过采用之前齿轮位置来确定对应于当前齿轮比的当前齿轮位置。特别地，控制器18a将最接近先前齿轮位置的前齿轮位置和后齿轮位置组合中的一个确定为当前齿轮位置。例如，在所图释的实施例 中，如图8中所示，齿轮比表格包括两个齿轮比数值2.79，其对应于前齿轮位置和后齿轮位置的两个组合，例如具有齿数53T的前链轮24a与具有齿数19T的后链轮32g的第一组合，以及具有齿数39T的前链轮24b与具有齿数14T的后链轮32c的第二组合。如果步骤S12中所计算的当前齿轮比是2.79，然后在步骤S13中，控制器18a基于先前齿轮位置确定当前齿轮位置。特别地，控制器18a确定前齿轮位置和后齿轮位置的第一组合和第二组合中的更为接近于先前齿轮位置的一个组合为当前齿轮位置。
更加特别地，在步骤S13中，控制器18a计算先前齿轮位置与前齿轮位置和后齿轮位置的第一组合之间的第一距离，以及先前齿轮位置与前齿轮位置和后齿轮位置的第二组合之间的第二距离。这些距离分别计算作为图8中所示的齿轮比表格上的距离。尤其是，控制器18a通过在齿轮比表格中在一行先前齿轮位置的齿轮比数值与一行前齿轮位置和后齿轮位置的第一组合的齿轮比数值之间增加一行差值，以及在齿轮比表格中在一列先前齿轮位置的齿轮比数值与一列前齿轮位置和后齿轮位置的第一组合的齿轮比数值之间增加一列差值。对于前齿轮位置和后齿轮位置的第二组合，控制器18a以相同方式计算第二距离。然后，在步骤S13中，控制器18a确定第一距离和第二距离中的较小距离，并且将前齿轮位置和后齿轮位置的第一组合和第二组合中的对应于第一距离和第二距离中的较小距离的一个组合确定为当前齿轮位置。
例如，在所图释的实施例中，如果步骤S12中所计算的当前齿轮比是2.79，并且存储在存储器18b中的先前齿轮位置是具有齿数39T的前链轮24b和具有齿数16T的后链轮32e，则控制器18a确定出：对于具有齿数53T的前链轮24a与具有齿数19T的后链轮32g的第一组合来说第一距离是“3”（即行差值是“1”，并且列差值是“2”（参见图8）），以及对于具有齿数39T的前链轮24b与具有齿数14T的后链轮32c的第二组合来说第二距离是“2”（即，行差值是“0”并且列差值是“2”（参见图8））。结果，控制器18a将对应于第一距离和第 二距离中的较小距离的前齿轮位置和后齿轮位置的第二组合确定为当前齿轮位置。另一方面，如果第一距离和第二距离彼此相等，则控制器18a可还仅仅基于行差值而确定当前齿轮位置。特别地，在这种情况下，控制器18a确定了前齿轮位置和后齿轮位置的第一组合和第二组合中对应于行差值中的最小行差值的一个组合。此外，根据本公开内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，控制器18a可按不同方式确定当前齿轮位置。例如，控制器18a可仅仅基于行差值或者仅仅基于列差值而确定上述距离。
接下来，控制单元18的控制器18a确定步骤S12中所获得的当前齿轮比以及步骤S13中所获得的前齿轮位置和后齿轮位置是否满足用于调节前悬架组件14和后悬架组件16的预定情形中的至少一个（步骤S14）。在所图释的实施例中，如果控制器18a确定当前齿轮比以及前齿轮位置和后齿轮位置满足预定情形中的至少一个（步骤S14中的“是”），则控制器18a将前悬架组件14的缸体50和后悬架组件16的缸体70的刚度调节到预定较硬设置（例如，悬架的第一操作状态）（步骤S15）。另一方面，如果控制器18a确定当前齿轮比以及前齿轮位置和后齿轮位置并没有满足全部预定情形（步骤S14中的“否”），则控制器18a将前悬架组件14缸体50和后悬架组件16的缸体70的刚度调节到预定较软设置（例如，悬架的第二操作状态）（步骤S16）。在所图释的实施例中，如果预定较硬设置被设置到前悬架组件14和后悬架组件16，则前悬架组件14和后悬架组件16变得比当预定较软设置被设置到前悬架组件14和后悬架组件16时更硬。换句话说，在所图释的实施例中，前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）构造为在较软设置和较硬设置（例如，第一操作状态和第二操作状态）下展开和缩回。在较软设置（例如，第二操作状态）下的展开和缩回量大于较硬设置（例如，第一操作状态）的展开和缩回量。此外，在所图释的实施例中，前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）构造为在较硬设置和较软设置（例如第一操作状态和第二操作状态）下都对自行车10减震。较软设置（例如，第二操作状态）下的减震率 大于较硬设置（例如，第一操作状态）的减震率。
在所图释的实施例中，前悬架组件14和后悬架组件16被设置为预定较硬设置（例如，第一操作状态）或者预定较软设置（例如，第二操作状态）。然而，根据本公开内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可使用对于前悬架组件14和后悬架组件16的三种或者更多种设置。
在所图释的实施例中，在附图10的步骤S14中，控制器18确定当前齿轮比以及前齿轮位置和后齿轮位置是否满足下列情形（A）到（E）。在所图释的实施例中，确定它们是否满足全部情形（A）到（E）。然而，根据本公开内容，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可确定情形（A）到（E）中的至少一部分。此外，这些情形（A）到（E）仅仅是为了进行说明，并且如果需要和/或要求的话可以使用不同的情形。
情形（A）是步骤S12中所确定的当前齿轮比是否不大于预定值。在所图释的实施例中，当该当前齿轮比不大于预定值（例如2.50）时，则控制器18a将前悬架组件14和后悬架组件16设置到较硬设置。因此，在所图释的实施例中，控制单元18被编程以在齿轮比信息表示当前齿轮比（例如，齿轮比）不大于预定值时将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较硬设置（例如，第一操作状态）。
情形（B）是链28当前是否与具有前链轮24a到24c中最小齿数的一个前链轮接合。在所图释的实施例中，如果在步骤S13中所确定的前齿轮位置表示链28是与具有最小齿数（30T）的前链轮24c接合，则控制器18a将前悬架组件14和后悬架组件16设置到较硬设置。因此，在所图释的实施例中，控制单元18被编程，以便当齿轮位置信息表示链28与前链轮24c（例如，具有前链轮中最小齿数的一个前链轮）接合时将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较硬设置（例如，第一操作状态）。
可替代地，情形（B）可代替为链28当前是否与具有前链轮24a到24c中最小齿数的一个前链轮以及具有后链轮32a到32i中次大齿 数的一个后链轮32a到32i都接合。在所图释的实施例中，如果步骤S13中所确定的前齿轮位置和后齿轮位置表示链28是与具有最小齿数（30T）的前链轮24c以及具有次大齿数（21T）的后链轮32h都接合，则控制器18a将前悬架组件14和后悬架组件16设置为较硬设置。因此，在所图释的实施例中，控制单元18被编程，以便当齿轮位置信息表示链28与前链轮24c和后链轮32h（例如，具有前链轮中的最小齿数的一个前链轮以及具有后链轮中次大齿数的一个后链轮）都接合时，将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较硬设置（例如，第一操作状态）。
情形（C）是链28当前是否与具有后链轮32a到32i中最大齿数的一个后链轮接合。在所图释的实施例中，如果步骤S13中所确定的后齿轮位置表示链28当前与具有最大齿数（23T）的后链轮32i接合，则控制器18a将前悬架组件14和后悬架组件16设置到较硬设置。因此，在所图释的实施例中，控制单元18被编程，以便当齿轮位置信息表示链28与后链轮32i（例如，具有后链轮中最大齿数的一个后链轮）接合。
情形（D）是链28是否已经从前链轮24a到24c中的第一个前链轮移动到前链轮24a到24c中的第二个前链轮，该第二个前链轮具有比前链轮24a到24c中第一个前链轮少的齿数。尤其是，在所图释的实施例中，控制器18a将在悬架控制的上述循环的步骤13中所确定的先前的前齿轮位置与在悬架控制的当前循环的步骤13中已经确定的当前的前齿轮位置进行比较。如果对应于当前齿轮位置的前链轮24a到24c中的第一个前链轮具有比对应于先前的前齿轮位置的前链轮24a到24c中的第一个前链轮少的齿数，则控制器18a将前悬架组件14和后悬架组件16设置到较硬设置。例如，如果先前的齿轮位置表示具有齿数53T的前链轮24a，并且当前齿轮位置表示具有齿数39T的前链轮24b，则控制器18a将前悬架组件14和后悬架组件16设置到较硬设置。因此，在所图释的实施例中，控制单元18被编程，以便当齿轮位置信息表示链28已经从前链轮24a到24c中的第一个前链轮 移动到前链轮24a到24c中的第二个前链轮时将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较硬设置（例如，第一操作状态），前链轮24a到24c中的第二个前链轮具有由比前链轮24a到24c中的第一个前链轮少的齿数。
情形（E）是链28是否已经从后链轮32a到32i中的第一个后链轮移动到后链轮32a到32i中的第二个后链轮，并且第二个后链轮具有比后链轮32a到32i中的第一个后链轮多的齿数。尤其是，在所图释的实施例中，控制器18a将悬架控制的先前循环的步骤13中所确定的先前的后齿轮位置与在悬架的当前循环的步骤13中已经确定的当前的后齿轮位置相比较。如果对应于当前齿轮位置的后链轮32a到32i的第二个后链轮具有比对应于先前的后齿轮位置的后链轮32a到32i中的第一个后链轮多的齿数，则控制器18a将前悬架组件14和后悬架组件16设置到较硬设置。例如，如果先前的齿轮位置表示具有齿数14T的后链轮32c，并且当前的齿轮位置表示具有齿数15T的后链轮32d，则控制器18a将前悬架组件14和后悬架组件16设置到较硬设置。因此，在所图释的实施例中，控制单元18被编程，以便当齿轮位置信息表示链28已经从后链轮32a到32i中的第一个后链轮移动到后链轮32a到32i的第二个后链轮时，将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较硬设置（例如，第一操作状态），其中后链轮32a到32i中的第二个后链轮具有比后链轮32a到32i中的第一个后链轮多的齿数。
如上所述，在所图释的实施例中，如果控制器18a确满足定情形（A）到（E）中的至少一种情形（在步骤S14“是”），则控制器18a将前悬架组件14的缸体50和后悬架组件16的缸体70的刚度调节到预定较硬设置（例如，悬架的第一操作状态）（步骤S15）。另一方面，如果控制器18a确定没有满足全部情形（A）至（E）（步骤S14中“否”），则控制器18a将前悬架组件14的缸体50和后悬架组件16的缸体70的刚度调节到预定较软设置（例如，悬架的第二操作状态）（步骤S16）。换句话说，在所图释的实施例中，控制单元18被编程，以在当前的齿 轮比（例如，齿轮比信息）表示齿轮比处于预定情形（例如情形（A））时将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较硬设置（例如，第一操作状态）（步骤S15），而在当前齿轮比（例如，齿轮比信息）表示齿轮比没有处于预定情形（例如情形（A））时将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较软设置（例如，第二操作状态）（步骤S16）。此外，在所图释的实施例中，控制单元18被编程，以在前齿轮位置（例如，齿轮位置）表示齿轮位置处于预定情形（例如，情形（B）（C）（D）或者（E））时将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较硬设置（例如，第一操作状态）（步骤S15），而在齿轮位置信息表示齿轮位置没有不处于预定情形（例如情形（B）、（C）、（D）或者（E））内时将前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）设置到较软设置（例如，第二操作状态）。
通过自行车10的这种自行车悬架系统，在满足情形（A）至（E）的至少一种情形时将前悬架组件14和后悬架组件16变硬。例如，在专业的MTB比赛过程中，当齿轮比信息表示齿轮比低时，则控制单元18确定骑车者正在爬坡并且自动将前悬架组件14和后悬架组件16设置为较硬设置（例如，第一操作状态）。另一方面，当齿轮比信息表示齿轮比高时，控制单元18确定骑车者下坡，此时踩踏板并且自动将前悬架组件14和后悬架组件16设置到较软设置（例如，第二操作状态）。这给骑车者提供了更舒适的骑行感受。
在所图释的实施例中，前悬架组件14和后悬架组件16都被设置到较硬设置（步骤S15）或者较软设置（步骤S16）。然而，根据本公开内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，控制单元18可被编程，以控制前悬架组件14和后悬架组件16来使得它们独立地以不同程度变得更硬和/或更软。换句话说，前悬架组件14和后悬架组件16可都被调节，但是悬架组件中的一个可被调节得比另一悬架组件硬或者不硬。此外，根据本公开内容，对于本领域技术人员而言显而易见的是，控制单元18可被编程来控制前悬架组件14和后悬架组件16中的仅仅一个悬架组件。尤其是，在这种情况下，本发明还可应用到 具有前悬架组件14和后悬架组件16中仅仅一个悬架组件的自行车。
此外，在所图释的实施例中，前悬架组件14和后悬架组件16被设置为在较硬设置（步骤S15）和较软设置（步骤S16）两者中都展开和缩回。然而，根据本公开内容，对于本领域技术人员显而易见的是，前悬架组件14和/或后悬架组件16被设置为锁定状态（例如，第一操作状态）或者设置到解锁状态（例如，第二操作状态），在锁定状态中，阻止前悬架组件14和/或后悬架组件16在步骤S15中展开和缩回，在解锁状态中，可以使前悬架组件14和/或后悬架组件16在步骤S16中展开和缩回。在这种情况下，与解锁状态相比，锁定状态提供了前悬架组件14和后悬架组件16的较硬设置。因此，在这种情况下，前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）被构造为在锁定状态（例如，第一操作状态）下防止它们展开和缩回，以及前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）被构造为在解锁状态（例如，第二操作状态）下展开和缩回。类似地，在这种情况下，前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）构造为在锁定状态（例如第一操作状态）下防止对自行车10减震，以及前悬架组件14和后悬架组件16（例如，悬架）构造为在解锁状态（即第二操作状态）下对自行车10减震。
在理解本发明的范围时，在此使用的术语“包括”及其衍生词为开放性限定术语，其指定了存在所列举的特征、部件、元件、组、整体和/或步骤，但是并不排除存在其它未提及的特征、部件、元件、组、整体和/或步骤。前述事项同样也适用于具有类似含义的词语，例如术语“包含”、“具有”以及它们的衍生词。在此所使用的术语“被附接”或“附接”，包含：一个元件通过将该元件直接附连到另一元件而直接固定到另一元件的结构；元件通过将该元件附连到又附连到另一元件的一个或多个中间构件而间接地固定到另一元件的结构；以及一个元件与另一元件集成为一体的结构，即一个元件实际上是另一元件的一部分。这种定义还适用于具有类似含义的词语，例如“联结”、“连接”、“联接”、“安装”、“结合”“固定”以及它们的衍生词。再者，术语“部分”、“分段”、“部”、“构件”或“部件”在以单数使用时，可具有单 个部分或多个部分的双重含义。同样，应理解的是，尽管术语“第一”和“第二”在此可用来描述不同的元件，但是这些元件将并不通过这些术语受到限制。这些术语仅仅是用来将一个元件与另一个元件区分开。因此，例如，在不脱离本发明教导的情况下，如上论述的第一元件可以被定义为第二元件，并且反之亦然。最后，诸如在此所使用的“基本上”、“大约”和“约”的程度术语表示改变后的术语使得最终结果并不显著改变的偏差量。
虽然仅仅选择了所选实施例对本发明进行说明，但是，根据本公开内容，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在没有脱离本发明如所附权利要求所限定的范围的情况下，在此可进行各种变化和修改。而且，除非特别说明，否则各种元件的尺寸、形状、位置或者取向可根据需要或者期望而改变，只要这些改变并不显著影响它们的预定功能。除非特别说明，否则显示出为彼此直接连接或者接触的元件可使得中间结构布置在它们之间，只要这些改变并不显著影响它们的预定功能。除非特别说明，一个元件的功能可通过两个元件来实现，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以在另一个实施例中采用。对于全部优点来说，并不必须同时存在于一个特定实施例中。相对于现有技术独特的每个特征单独地或与其它特征组合还可被认为是申请人对进一步发明的单独描述，其包括由一个或多个这样的特征所体现的结构原理和/或功能原理。因而，根据本发明实施例的上述描述仅仅用于进行说明，而并不用于对所附权利要求及其等同方案所限定的发明进行限制。