特許 6288971 自転車のギアシフト装置を電子制御する方法および電子サーボ支援型の自転車のギアシフト装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6288971

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】自転車のギアシフト装置を電子制御する方法および電子サーボ支援型の自転車のギアシフト装置

(51)【国際特許分類】

   B62M 9/122 20100101AFI20180226BHJP

【ＦＩ】

   B62M9/122

【請求項の数】16

【外国語出願】

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-151673(P2013-151673)

(22)【出願日】2013年7月22日

(65)【公開番号】特開2014-28613(P2014-28613A)

(43)【公開日】2014年2月13日

【審査請求日】2016年7月21日

(31)【優先権主張番号】MI2012A001279

(32)【優先日】2012年7月23日

(33)【優先権主張国】IT

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592072182

【氏名又は名称】カンパニョーロ・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＭＰＡＧＮＯＬＯ ＳＯＣＩＥＴＡ Ａ ＲＥＳＰＯＮＳＡＢＩＬＩＴＡ ＬＩＭＩＴＡＴＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100086793

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅士

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154771

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(72)【発明者】

【氏名】ミリヨランツァ・フェデリコ

【審査官】 結城 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−３０８１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−４１４８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｍ ９／１２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つのディレイラ（１４，１５）を含む自転車用ギアシフト装置（８）を電
子制御する方法であって、
ａ）前記ディレイラが所望位置に整合するまで前記ギアシフト装置の前記ディレイラ（
１４，１５）に動きを与えるステップ（１１２、１１７）と、
ｂ）所定の時間周期（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ１＋Ｔ２）を待機するステップ（１０５，１０６
；１２０，１２１）と、
ｃ）可能性のある所定の許容範囲内で、前記ディレイラ（１４，１５）が前記所望位置
に整合しているか、否かをチェックするステップ（１１０）と、
ｄ）前記チェックが否定判定された場合、前記ディレイラが前記所望位置に整合するま
で前記ギアシフト装置の前記ディレイラ（１４，１５）へ動きを伝えるステップ（１１２
）と、
を含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法において、前記ディレイラが所望位置に整合されるまで前記ギア
シフト装置の前記ディレイラ（１４，１５）に動きを与える前記ステップａ）（１１２、
１１７）が、前記ディレイラ（１４，１５）のモータ（１６，１７）を作動し、前記ディ
レイラ（１４，１５）が所望位置に整合されているとみなされると、自動的にモータを停
止し、少なくとも一つのセンサ（１８，１９）からフィードバック信号を取得して前記デ
ィレイラ（１４，１５）のフィードバック制御を実行し、前記所望位置に到達しなかった
場合においてのみ、前記モータを再作動させること、を含む、方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法において、前記ステップａ）は、ギアシフト要求信号によって実
行されるか、または前記ディレイラ（１４，１５）の位置が、所定の許容範囲内の前記所
望位置であるか否かの前記チェックの否定判定の後、再位置決めを行うために実行される
、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法において、それぞれのギアシフトを実行するために前記ステップ
ａ）の二つの連続実行の間に、前記ステップｂ）、前記ステップｃ）および 前記ステップ ｄ）からなる少なくとも一つの実行〔所定の時間間隔（ＭＡＸ２）は比較的短い〕を行い、ついで、所定時間待機する前記ステップｂ）および前記ディレイラ（１５）の実際の位置を読み出すステップｃ１）を含む、周期的実施〔所定の時間周期（ＭＡＸ１）は比較的長い〕を行う、方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法において、それぞれのギアシフトを実行するために前記ステップ
ａ）の二つの連続実行の間に、前記ステップｂ）、前記ステップｃ）および前記ステップ
ｄ）からなる少なくとも一つの実行〔所定の時間間隔（ＭＡＸ２）は比較的短い〕を行い、ついで、前記ステップｂ）、前記ディレイラ（１５）の実際の位置を読み出すステップｃ１）、前記ステップｃ）および前記ステップｄ）からなる、周期的実施〔所定の時間周期（ＭＡＸ１）は比較的長い〕を行う、方法。

【請求項6】

請求項１に記載の方法において、所定の時間周期にわたって待機する前記待機ステップ
ｂ）（１０５，１０６；１２０，１２１）は少なくとも一つのタイマ（Ｔ１，Ｔ２）を用
いて時間の経過を監視することを含む、方法。

【請求項7】

請求項１に記載の方法において、前記ディレイラ（１４，１５）の前記所望位置は、少なくとも二つの同軸上の歯車（１１，１２）の第１の歯車に係合するように伝動チェーン（１３）を位置決めする位置であり、前記ディレイラの変数（Ｑ_i）の所定値は、前記ディレイラに結合した歯車（１１，１２）ごとに与えられており、前記ディレイラ（１４，１５）が前記所望位置にあるかどうかは、前記ディレイラ（１４，１５）の変数（Ｑ_i）の現在値に基づいて判断される、方法。

【請求項8】

請求項１に記載の方法において、前記ステップａ）がギアシフトを作動するために実行される（１１７）とき、ディレイラが前記所望位置にあるか否かの、前記チェックステップｃ）における個々のチェックの判定結果とは無関係に、前記チェックステップｃ）が所定回数（ＭＡＸＣ）繰り返される、方法。

【請求項9】

請求項１に記載の方法において、第２のギアシフト要求信号によって生じるギアシフト
を作動する前記ステップａ）の２回目の実行前に、前記ステップｄ）は、多くても所定回
数（ＭＡＸＲ）繰り返される、方法。

【請求項10】

請求項９に記載の方法において、所定回数（ＭＡＸＲ）行われる前記ステップｄ）の各繰り返しは、否定判定を有する前記チェックステップｃ）（１１０）が比較的短い時間周期（ＭＡＸ２）の後に実行されるときに実行されるか、または前記否定判定を有する前記チェックステップｃ）（１１０）が比較的長い時間周期（ＭＡＸ１，ＭＡＸ１＋ＭＡＸ２）の後に実行されるときに実行される、方法。

【請求項11】

請求項１に記載の方法において、前記待機ステップｂ）（１０５，１０６；１２０，１
２１）の実行中、ギアシフト要求信号がある場合（１１９）、前記所望位置が更新され、
前記ステップａ）の実行に戻る、方法。

【請求項12】

電子サーボ支援型の自転車用ギアシフト装置（８）であって、
チェーン（１３）および歯車（１１，１２）を含みかつ自転車（１）のペダルクランク
軸（７）から駆動輪（４）に運動を伝達するための伝動システムであって、前記ペダルク
ランク軸（７）と前記駆動輪（４）の軸から選択された軸に同軸な少なくとも二つの歯車
（１１，１２）を含む、伝動システムと、
前記少なくとも二つの同軸な歯車（１１，１２）の予め選択された歯車（１１，１２）
に係合するように前記チェーン（１３）を移動させるためにチェーン案内要素と前記チェ
ーン案内要素のアクチュエータと、を含む少なくとも一つのディレイラ（１４，１５）と
、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の前記方法を実行するモジュールを含む電子制御
部（４０）と、
を含む、電子サーボ支援型の自転車用ギアシフト装置（８）。

【請求項13】

請求項１２に記載のギアシフト装置（８）において、前記アクチュエータが、各々のステップが何分の一回転の「ステップ」で駆動される直流ブラシモータを含む、ギアシフト装置（８）。

【請求項14】

請求項１３に記載のギアシフト装置（８）において、前記何分の一回転が、３２分の一回転である、ギアシフト装置。

【請求項15】

少なくとも二つの同軸な歯車（１１，１２）の予め選択された歯車（１１，１２）に係
合するようにチェーン（１３）を移動させるためのチェーン案内要素および前記チェーン
案内要素のアクチュエータと、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法を実行するモジュールを含む電子制御部（４０）と、
を含む、ディレイラ（１４，１５）。

【請求項16】

請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の電子サーボ支援型の自転車用ギアシフト装置（８）を含む自転車（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自転車のギアシフト装置を電子制御する方法および電子サーボ支援型の自転車のギアシフト装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自転車の伝動システムは、ペダルクランク軸に結合した歯車と後輪ハブに結合した歯車との間に延びるチェーンを含む。ペダルクランク軸および後輪ハブの少なくとも一方が複数の歯車を有し、伝動システムには、ギアシフト装置が設けられる場合、前側のディレイラおよび／または後側のディレイラが設けられる。電子サーボ支援型のギアシフト装置の場合、各ディレイラは、チェーンを歯車間で移動させることによってギア比を変える可動のチェーン案内要素（ケージともいう）と、チェーン案内要素を移動させる電気機械式のアクチュエータとを有する。典型的に、このアクチュエータは、関節型の平行四辺形リンク機構、ラック機構、ウォームねじ機構などのリンク機構を介してチェーン案内要素に接続されたモータ（典型的には、電気モータ）と、ロータまたはロータからチェーン案内要素に至るまでの下流領域に位置する可動部品について位置および／または速度および／または加速度を検出するセンサとを有する。なお、一般に使用されている用語は、本明細書で使用する用語と少し異なる場合がある。

【0003】

ギア比は、電子制御部によって例えば一つ以上の検出された変数、例えば、走行速度、ペダルクランクの回転の調子（cadence）、ペダルクランクに作用するトルク、走行地形の傾斜、サイクリストの心拍数などに基づいて自動的に変更され、および／またはサイクリストによって例えばレバーやボタンなどの適切な指令部材を用いて手動で入力された命令に基づいて変更される。

【0004】

電子制御部は、アクチュエータを駆動するにあたって、歯車間の軸方向の離間距離が互いに等しくてチェーン案内要素の移動量が常に同じになるのではなく、ある歯車に係合する位置にチェーンを移動させるのにディレイラの変数が取らなければならない歯車ごとの数値を含むテーブルを使用する。そのような数値は、隣接する歯車との運動量との差である差動値であってもよく、または、基準対象に関連する、絶対値、例えば基準歯車の位置またはストローク終了位置、モータが励磁されていない状態に関連するものであってもよい。

【0005】

アクチュエータに対する指令値としては、その大きさの観点から、例えばディレイラにおけるある位置を基準点として当該ディレイラの可動点が移動する距離、モータが実行すべきステップ数または回転数、モータの励磁時間の長さ、変位が電圧に比例するモータへの供給電圧の数値などであってもよく、さらには、モータに接続されたセンサが生成する数値であっても、レジスタに記憶された数値などであってもよく、これらの数量のうちの一つを示す。

【0006】

具体的には、アクチュエータのモータは、アップシフトまたはダウンシフトごとに適切な、いくつかのステップ数または励磁時間長さにわたって、または供給電圧により、駆動され、その後、自動的に停止する。所望位置に到達しなかった場合、すなわち、ディレイラの前述の変数がテーブルの値を取らなかった場合、センサが、アクチュエータのモータを再作動できるように電子制御部へフィードバック信号を供給するために使用される。これは、例えば、ディレイラによって提供された抵抗トルク（サイクリストのペダリング状況にある程度依存する）が高すぎ、リンク機構を介してモータによって生じ得る最大トルクより大きいことに起因する。

【0007】

テーブルの数値は、（前側または後側の）ディレイラに含まれる歯車の数、各歯車の厚さ、および歯車のピッチを考慮に入れて工場で設定される公称値である。典型的に、このような公称値は、アクチュエータの駆動信号がない場合、つまり、指令値がゼロ（０）の場合に、チェーンが最小径の歯車と係合するときと定められている。しかし、前述の例から分かるように、そのような条件は必要ではない。

【0008】

例えば、特許文献１および本出願の優先日において未公開である特許文献２において、様々な要因による、基準値として取られたギアシフトの公称の指令値に関する、歯車の位置のばらつきを考慮に入れて、使用時のアクチュエータの公称の指令値が、アクチュエータの実際の指令値に置換される、公知のギアシフトがいくつか開示されている。

【0009】

本明細書では、「アクチュエータの指令値」は広く参照され、実際に存在している場合は実際の指令値、または実際の指令値がない場合、基準となるギアシフトを指す公称の指令値を意味する。

【0010】

より具体的に述べると、特許文献１には、設定動作モード、調節動作モード、および通常走行モードを実行する、電子サーボ支援型のギアシフト装置が開示されている。設定動作モードでは、チェーンを一つの予め選択された歯車（好ましくは、最小径を有する歯車）に位置合わせし、このときのアクチュエータの物理的位置と、予め選択された歯車に関するギア比の論理値との間に一対一の対応関係を設定する。好ましくは、テーブル内の公称値が参照された内容についてカウンタをゼロ（０）にする。調節動作モードでは、チェーンを予め選択された歯車に係合・位置合わせし、この予め選択された歯車に関するギア比に関する論理値の調節変数（「オフセット」）を設定する。通常走行モードでは、歯車に係る論理値を調節変数で調節することによって決定される物理的位置にアクチュエータを移動させる。このようにして、例えば、衝撃、衝突、または交換前の歯車と交換後の歯車との寸法および／または位置のわずかなずれなどによって生じる、チェーンと一つ以上の歯車との間の位置ずれが補償される。

【0011】

さらに、特許文献２は、特に、自転車用ギアシフトを電子制御する方法およびそれを実施するためのギアシフト装置を開示している。その方法は、
ａ）同軸上の少なくとも三つの歯車のうちの第１の歯車に係合する位置に伝動チェーンを位置付けるための、アクチュエータに対する第１の実際の指令値、および前記歯車のうちの第２の歯車に係合する位置にチェーンを位置付けるための、アクチュエータに対する第２の実際の指令値、を検出するステップと、
ｂ）歯車ごとに、前記歯車に係合する位置にチェーンを位置付けるための、アクチュエータに対する理論的な公称の指令値を決めるステップと、
ｃ）歯車のうち、少なくとも、第１および第２の歯車以外の歯車について、それぞれ、前記公称の指令値ならびに前記第１および第２の実際の指令値に基づき、アクチュエータに対する実際の指令値を算出するステップとを含む。

【0012】

このような文献によれば、このように、フレームの構成品の寸法の違いやギアシフト装置の取付公差だけでなく、前述の公称の指令値の基礎となる理論的な基準ギアシフト装置を基準とした歯車組立体内の寸法の違いも考慮することができる。

【0013】

本発明の出願人は、ディレイラがギアシフト装置を作動させるその動きの終了時に所望位置に達した後、さらに、ディレイラのフィードバック作動を利用することによって上記の動きが抵抗トルクの影響を補正する動きを含む場合、アクチュエータのモータとチェーン案内要素との間に配置されたリンク機構の弾性に起因するのみならず、路面の凹凸による振動に起因して、ディレイラの意図しない動きが続くことに気付いた。

【0014】

本明細書および添付の特許請求の範囲において、上述のディレイラの変数が現在係合している歯車に関する指令値を取ると、ディレイラが所望位置に整合することになる。

【0015】

このようなディレイラの意図しない動きは、たとえそれらの動きが微小変位にすぎないとみなされる場合でも、次のギアシフトの作動が不正確になる原因となり、特に指令値が互いに隣り合う歯車の間で差動値として表される場合、後に続いて起こる望ましくない動きが互いに対して加わる。さらに、所望位置からのこのような動きは、チェーンの歯車からの外れおよび／または機械部品の大きな摩耗には至らないまでも、不正確な係合を生じる原因となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】ＥＰ１４２６２８４Ａ１

【特許文献2】ＥＰ１１４２５２０４．２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

本発明の基本の技術的課題は、自転車のギアシフト装置のディレイラの望ましくない変位をなくすことである。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の態様によれば、本発明は、少なくとも一つのディレイラを含む自転車用ギアシフト装置を電子制御する方法であって、ａ）前記ディレイラが所望位置に整合するまで前記ギアシフト装置の前記ディレイラへ動きを伝えるステップと、ｂ）所定の時間周期を待機するステップと、ｃ）可能性のある所定の許容範囲内で、前記ディレイラが前記所望位置に整合しているか、否かをチェックするステップと、ｄ）前記チェックが否定判定された場合、前記ディレイラが前記所望位置に整合するまで前記ギアシフト装置の前記ディレイラへ動きを伝えるステップと、を含む。

【0019】

好ましくは、前記ディレイラが所望位置に整合されるまで前記ギアシフト装置の前記ディレイラへ動きを伝える前記ステップａ）が、前記ディレイラのモータを作動し、前記ディレイラが所望位置に整合されると、自動的にモータを停止し、少なくとも一つのセンサからフィードバック信号を取得して前記ディレイラのフィードバック制御を実行し、前記所望位置に到達しなかった場合、必要に応じて前記モータを再作動させること、を含む。

【0020】

前記ステップａ）は、ギアシフト要求信号によって実行されるか、または前記ディレイラの位置が、所定の許容範囲内の前記所望位置であるか否かの前記チェックの否定判定の後、再位置決めを行うために実行することができる。言い換えれば、ステップｄ）が実行された後でも、ステップｂ）、ｃ）、ｄ）を実行することができる。

【0021】

好ましくは、それぞれのギアシフトを実行するために前記ステップａ）の二つの連続実行の間に、前記待機ステップｂ）および前記ディレイラ（１５）の実際の位置を読み出すステップｃ１）のみならず、前記ステップｃ）およびｄ）が必要に応じて周期的に行われる、このときの前記所定の時間周期（ＭＡＸ１）は比較的長く、前記ステップｂ）、ｃ）、ｄ）の少なくとも一つの実行が先行される、このときの前記所定の時間周期（ＭＡＸ２）は比較的短い。

【0022】

好ましくは、所定の時間周期にわたって待機す待機ステップｂ）は少なくとも一つのタイマを用いて時間の経過を監視することを含む。

【0023】

典型的に、前記ディレイラの所望位置は、少なくとも二つの同軸の歯車の第１の歯車に係合するように伝動チェーンの位置決めを可能にする位置であり、前記ディレイラの変数の所定値が前記ディレイラに結合した歯車ごとに提供され、前記所望位置は前記ディレイラの変数の現在値に基づいて判断される。

【0024】

歯車ごとのディレイラの変数の所定値または指令値に対して、チェーンが特定の歯車に係合することができる物理的な位置にあるディレイラの状態を表す数値表現を使用することができる。

【0025】

好ましくは、指令値は比例的に増減する尺度を有する数値表現で表される。

【0026】

好ましくは、前記チェックステップｃ）は前記ステップａ）がギアシフトを作動するために実行されるときの各チェックの判定結果とは無関係に所定回数繰り返される。

【0027】

好ましくは、ステップｄ）は、第２のギアシフト要求信号によって生じるギアシフトを作動させるステップａ）の第２回目の実行前に、多くとも所定回数繰り返される。

【0028】

所定回数行われる前記ステップｄ）の各繰り返しは、否定判定を有する前記チェックステップｃ）が前記比較的短い時間周期の後に実行されるときに実行されるか、または前記否定判定を有する前記チェックステップｃ）が比較的長い時間周期の後に実行されるときに実行される。

【0029】

好ましくは、前記待機ステップｂ）の実行中、ギアシフト要求信号がある場合、前記所望位置が更新され、前記ステップａ）の実行に戻る。

【0030】

本発明の第２の態様において、本発明は電子サーボ支援型の自転車用ギアシフト装置に関し、当該電子サーボ支援型の自転車用ギアシフト装置は、チェーンおよび歯車を含みかつ自転車のペダルクランク軸から駆動輪に運動を伝達するための伝動システムであって、前記ペダルクランク軸と前記駆動輪の軸から選択された軸に同軸な少なくとも二つの歯車を含む、伝動システムと、前記少なくとも二つの同軸な歯車の予め選択された歯車に係合するように前記チェーンを移動させるためにチェーン案内要素と前記チェーン案内要素のアクチュエータと、を含む少なくとも一つのディレイラと、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の前記方法を実行するモジュールを含む電子制御部と、を含む。

【0031】

好ましくは、前記アクチュエータは、適切な数の「ステップ」で駆動される直流ブラシモータを有する。前記の適切な数の「ステップ」の各ステップは、何分の一回転に相当し、より好ましくは、３２分の１の一回転に相当する。

【0032】

本発明の一態様において、本発明は、少なくとも二つの同軸な歯車の予め選択された歯車に係合するようにチェーンを移動させるためのチェーン案内要素および前記チェーン案内要素のアクチュエータと、前記方法を実行するモジュールを含む電子制御部と、を含む、ディレイラに関する。

【0033】

本発明の一態様において、本発明は、前記の電子サーボ支援型の自転車用ギアシフト装置を含む自転車に関する。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明による電子サーボ支援型のギアシフト装置を備えた自転車を概略的に示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態による電子サーボ支援型のギアシフト装置の電気・電子部品を示すブロック図である。

【図3】本発明に基づいて使用されるデータ構造を概略的に示す図である。

【図4】本発明によるギアシフト装置の電子コントロールを例示的に示すフロー図である。

【図5】図４のフロー図に基づいて制御される電子ギアシフトの動作を概略的に示したタイムチャートである。

【図6】図４のフロー図に基づいて制御される電子ギアシフトの動作を概略的に示したタイムチャートである。

【図7】図４のフロー図に基づいて制御される電子ギアシフトの動作を概略的に示したタイムチャートである。

【図8】図４のフロー図に基づいて制御される電子ギアシフトの動作を概略的に示したタイムチャートである。

【図9】図４のフロー図に基づいて制御される電子ギアシフトの動作を概略的に示したタイムチャートである。

【図10】図４のフロー図に基づいて制御される電子ギアシフトの動作を概略的に示したタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0035】

本発明の更なる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明からより明確になる。

【0036】

図１を参照して、自転車１（特に、競走用の自転車）は、既知の方法で筒体から形成されたフレーム２を備える。フレーム２は、後輪４の軸支持構造３および前輪６のフォーク５を形成する。筒状構造のハンドルバー４１は、フォーク５およびフレーム２に動作可能に連結している。

【0037】

フレーム２は、その下方部分において、一般的な種類のペダルクランク（ペダルユニット）７の軸を支承する。このペダルクランク（ペダルユニット）７は、概して符号８で示される本発明の電子サーボ支援型のギアシフト装置を介して後輪４を駆動する。

【0038】

ギアシフト装置８は、後側のギアシフト群９および前側のギアシフト群１０を含む。後側のギアシフト群９は、後輪４と同軸上に位置した、径の異なる複数の歯車（スプロケット）１１を有する。前側のギアシフト群１０は、ペダルクランク７の軸と同軸に位置した、径の異なる複数の歯車、クラウンまたはギアホイール１２を有する。

【0039】

後側のギアシフト群９の歯車１１および前側のギアシフト群１０の歯車１２には、閉ループ状の伝動チェーン１３が、電子サーボ支援型のギアシフト装置８を介して選択的に係合可能であり、これにより、様々なギア比を実現することができる。

【0040】

このような様々なギア比は、後側のギアシフト群９の後側のディレイラ１４のチェーン案内要素（ケージ）、および／または前側のギアシフト群１０の前側のディレイラ１５のチェーン案内要素（ケージ）を移動させることによって得られる。

【0041】

各ディレイラ１４，１５において、後側および前側のチェーン案内要素は、それぞれ、後側の電気モータ１６、前側の電気モータ１７（図２）によって移動させられる。典型的に、電気モータ１６，１７には減速機が設けられており、かつ、関節型の平行四辺形リンク機構を介してチェーン案内要素に接続されている。あるいは、当該技術分野において周知である他の種類のモータまたは他の種類のアクチュエータまたはリンク機構、例えば、ラック機構、ウォームねじ機構などを使用してもよい。例えば、米国特許第６６７９７９７号明細書に記載されたものを使用してもよい。なお、この米国特許の教示内容は、参照をもって本明細書に取り入れたものとする。

【0042】

典型的に、ディレイラ１４，１５は、それぞれの位置および／または速度および／または加速度の後側のセンサ１８，前側のセンサ１９（図２）をそれぞれ有する。センサ１８，１９は、モータ１６，１７のロータ、または当該ロータからチェーン案内要素に至るまでの下流領域に位置する任意の可動部品に接続されてもよい。

【0043】

ディレイラの詳細な構造は本発明の範囲外であるので、本明細書ではディレイラ１４，１５の構造の詳細を図示しない。ディレイラの構造の詳細については、例えば前記特許文献１、２および米国特許第６６７９７９７号明細書などを参照されたい。

【0044】

図２は、本発明の実施形態にかかる電子サーボ支援型のギアシフト装置の電気的・電子的構成を示すブロック図である。

【0045】

電源ユニットつまり電源基板３０にはバッテリが設けられており、これによりモータ１６，１７、ディレイラ１４，１５のセンサ１８，１９、および後述するインタフェースユニットつまりインタフェース基板３２である電子基板に電力を供給し、任意で、後述するセンサ基板つまりセンサユニット３４である電子基板にも給電する。好ましくは、このバッテリは充電可能なタイプである。また、後側のディレイラ１４は、前述のバッテリを充電するために発電ユニット（ダイナモユニット）を周知の形態で有していてもよい。図２において、給電線は簡略化のため図示していない。

【0046】

電源基板３０、インタフェースユニット３２およびセンサユニット３４が全体として、電子サーボ支援型のギアシフト装置８の電子コントローラつまり電子制御部４０を構成する。代わりに、１枚の電子基板または異なる枚数の電子基板があってもよい。

【0047】

したがって、本明細書および添付の特許請求の範囲において電子コントローラつまり電子制御部４０とは、論理的なユニットのことを指す。この論理的なユニットは、複数の物理的なユニットないしモジュール、特には、一つ以上の分散したマイクロプロセッサで構成されてもよい。このような一つ以上の分散したマイクロプロセッサは、例えば、電源基板３０および／またはインタフェースユニット３２および／またはセンサユニット３４に含まれることができる。

【0048】

電源基板３０は、例えば、ハンドルバー４１を構成するチューブのうちの一つの内部、またはフレーム２を構成するチューブのうちの一つ（例えば、ドリンクボトル（図示せず）の支持部分）の内部に収容される。インタフェースユニット３２は、例えば、ハンドルバー４１を構成するチューブのうちの一つの内部、またはハンドルバー４１に装着された把持可能な装置または手動制御装置４２に収容される。センサ基板３４は、例えば、フレーム２を構成するチューブのうちの一つの内部において、当該センサ基板３４に接続されるセンサの近傍に収容される。

【0049】

各種構成品に対する電力、データおよび情報の伝達は、電気ケーブルを介して実行される。好ましくは、前述の電気ケーブルは、フレーム２を構成するチューブの内部に収容される。データおよび情報信号の伝達は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルなどのワイヤレスモードで実行されてもよい。

【0050】

走行時、後側および前側のディレイラ１４，１５は、手動制御装置４２で入力されるアップシフト要求信号またはダウンシフト要求信号に基づいて電子制御部４０によって制御されるか、または電子制御部４０によって半自動制御もしくは自動制御される。手動制御装置４２は、例えば、インタフェースユニット３２に接続または配置されたスイッチ３６の状態を切り替えるのに適したレバーまたはボタンを有してもよい。スイッチ３６は、直接作動可能であってもよく、スイッチごとのレバーによって作動可能なものであってもよく、あるいは、スイングレバーによって二つのボタンが作動可能なものであってもよい。

【0051】

典型的には、ハンドルバー４１の一方のハンドグリップ自体またはその近傍にレバーまたはボタン（図２）が、後側のギアシフト群９のアップシフト信号およびダウンシフト信号のために配置され、ハンドルバー４１の他方のハンドグリップ自体またはその近傍にレバーまたはボタンが、前側のギアシフト群１０のアップシフト信号およびダウンシフト信号のために配置される。典型的には、例えば動作モードの選択などといった、補助的な機能を制御するための一つ以上のスイッチ３６を作動するレバーまたはボタンがさらに設けられている。

【0052】

好ましくは、ギアシフト装置８の電子制御部４０（より詳細には、センサユニット３４）には、走行速度、ペダルクランクの回転速度、走行地形の傾斜、サイクリストの心拍数などといった走行パラメータの一つ以上のセンサ３８が接続されている。

【0053】

実施形態において、電子制御部４０は、ギアシフトを作動するにあたって、モータ１６，１７を作動し、所望のギア比に達した際、すなわち、チェーン１３が所望の歯車１１，１２と正確に係合する位置にディレイラ１４，１５のチェーン案内要素が達した際に、センサ１８，１９の信号に基づいて、モータ１６，１７を停止させる。前述の所望の歯車１１，１２は、例えば、ギアシフト指令（アップシフト指令またはダウンシフト指令）が手動制御装置４２およびスイッチ３６によって生成された際、および／またはギアシフト指令（アップシフト指令またはダウンシフト指令）が走行パラメータについてのセンサ３８の出力に基づいて電子制御部４０によって生成された際にチェーン１３が位置していた歯車に隣接する歯車（大径の歯車または小径の歯車）である。多段ギアシフトの場合、前述の所望の歯車は、必ずしもギアシフト開始位置の歯車に隣接する歯車ではない。

【0054】

実施形態の変形例では、モータ１６，１７は、一定時間またはいくつかのステップにわたって、駆動されるものであり、または各種アップシフトまたは各種ダウンシフトに応じた適切な電圧値で駆動され、その後、自動的に停止する。センサ１８，１９は任意の構成要素とされ、電子制御部４０に対してフィードバック信号を供給するのに使用される。これにより、電子制御部４０は、チェーン１３を所望の歯車１１，１２に係合させる物理的位置にモータ１６，１７が達していない場合に当該モータ１６，１７を再び作動させることができる。これは、例えば、ディレイラ１４，１５の抵抗トルク（サイクリストのペダル動作にある程度依存する）が、モータがリンク機構を介して生成可能な最大トルクを超えるほど過度に大きくなることによって生じる。

【0055】

モータ１６，１７は、例えば、ステッピングモータである。好ましくは、モータ１６，１７は、適切な数の「ステップ」によって駆動される直流ブラシモータであり、当該適切な数の「ステップ」の各ステップは、何分の一回転に相当し、好ましくは３２分の一回転に相当する。このように３２分の一回転をステップとして選択すると、ステップは２の整数倍であるため、有利に処理を実行することができる。

【0056】

電子制御部４０は、さらに、メモリ手段４４を含み、電子制御部４０は、このメモリ手段４４に基づいて、所望の歯車１１，１２に係合する位置にチェーン１３を移動させるためのアクチュエータに対する指令値を、その時々に応じて決定する。

【0057】

電子制御部４０は、後側のカウンタ４６および前側のカウンタ４８を備えることができる。カウンタ４６，４８は各々、例えば、レジスタで構成されてもよく、メモリセルに記憶された変数で構成されてもよい。ギアシフト装置８の通常走行動作モード時における電子制御部４０は、ディレイラ１４，１５を駆動し、例えば、モータ１６，１７に１ステップ印加されるごとに測定単位の１単位、カウンタ４６，４８を増減することによって、および／またはセンサ１８，１９の読み値に基づいて、ディレイラ１４，１５の現在の位置を追跡する。カウンタ４６，４８が設けられる場合、カウンタ４６，４８は、メモリ手段４４に記憶された指令値と同じ測定単位でディレイラ１４，１５の現在の位置を表す。この場合、カウンタ４６，４８はセンサ１８，１９としても働く。

【0058】

指令値のメモリ手段４４、およびカウンタ４６，４８は、電子制御部４０内の自立した（別個の）構成部として図示されているが、電子基板３０，３２，３４に含まれる一つ以上のメモリ装置に物理的に設けられてもよい。

【0059】

より単純な自転車では、電子制御部４０は後側のギアシフト群９および前側のギアシフト群１０のうちの一方のみを設けてもよく、前述した自転車からの簡略化は当業者にとって明白である。

【0060】

説明を簡単にするために、以下では、特に、後側のギアシフト群のみを扱う。後述の内容は、代替的に、あるいは、追加的に、適宜変更を加えたうえで、前側のギアシフト群にも適用可能である。

【0061】

図３に、電子制御部４０のメモリ領域（例えば、前述のメモリ手段４４など）または電子制御部４０がアクセス可能な任意のメモリに記憶されるデータ構造を示す。このメモリ領域または任意のメモリには、ギアシフト群の歯車（スプロケット）ごとに、アクチュエータに対する指令値Ｑ_i（_iは１〜Ｎの整数である）がテーブル６０の形態で記憶される。一実施例としての、１１個のスプロケットを有する後側のギアシフト群９の場合、前述のテーブル６０は、指令値Ｑ₁〜Ｑ₁₁を有する。

【0062】

詳細に述べると、指令値Ｑ₁は、後側のギアシフト群９の最小径を有するスプロケット１１に係合する物理的位置にチェーン１３が位置した、ギアシフトにおける理論上の状態を、適切な測定単位で表したものである。指令値Ｑ₂は、後側のギアシフト群９の前述の最小径を有するスプロケット１１に隣接するスプロケット１１に係合する物理的位置にチェーン１３が位置した状態を、前述の測定単位と同じ測定単位で表したものである。例えば、指令値Ｑ_N（図示の例ではＱ₁₁）は、後側のギアシフト群９の最大径を有するスプロケット１１に係合する物理的位置にチェーン１３が位置した状態を、前述の測定単位と同じ測定単位で表したものである。

【0063】

好ましくは、指令値Ｑ_iは、標準または基準となるギアシフトを指す「公称値」と呼ばれる値として工場で記憶され、後で、「実際の値」と呼ばれる値として調整され、例えば、衝撃または衝突、または、交換前の歯車および交換後の歯車の寸法および／または位置のわずかなずれのみならず、フレームの構成品の寸法の違いやギアシフト装置の取付公差、および公称値の基礎となる理論的な基準ギアシフト装置を基準とした歯車組立体内の寸法の違いに起因するチェーン１３と一つ以上の歯車１１との間の位置ずれも考慮に入れられる。

【0064】

例えば、各指令値Ｑ_iは、センサ１８の出力が取るべき値であって、任意でカウンタ４６に記憶される値であってもよい。指令値Ｑ_iは、また、モータ１６の駆動量の値として表されてもよい。

【0065】

例えば、既述したようにアクチュエータがステッピングモータを有する場合、すなわち、何分の一回転で駆動されるモータを有する場合、指令値Ｑ_iは、それぞれ、ｉ番目の歯車との係合状態に達するために必要なステップ数として表されてもよく、基準位置から開始する。基準位置として、例えば、ストロークの終了位置、モータ１６が励磁されていない状態、最小径を有する歯車との係合状態などに相当する。

【0066】

また、指令値Ｑ_iは、それぞれ、アクチュエータの特定の移動点の位置、チェーン案内要素の特定の移動点の位置として、または基準平面（例えば、自転車に沿った基準平面）からそのような移動点までの距離（例えば、ｍｍ単位の距離）として、基準歯車との係合状態において表されてもよい。また、指令値Ｑ_iは、それぞれ、その電圧に比例する、チェーン１３の運動を引き起こす、モータ１６への給電電圧の値として表されてもよく、あるいは、アクチュエータの種類に応じて当業者にとって既知の他の形態で表されてもよい。

【0067】

また、指令値Ｑ_iは、それぞれ、当業者によって理解されるように、アクチュエータの種類に応じて、隣接する歯車に対する異なる方法で表されてもよく、例えば、移動距離、実行すべきステップ数、アクチュエータの作動時間で表されてもよい。詳細には、この場合、各歯車に係る指令値は、直ぐ隣の小径の歯車から開始する指令値、および直ぐ隣の大径の歯車から開始する指令値となる。この場合に必要な変更は、当業者の能力の範疇である。より精巧な実施形態では、歯車ごとに、また、当該歯車にチェーンが達する際の方向ごとに、係合動作を行うにあたって一時的にチェーンを位置決めするための指令値とともに、チェーンの係合が成功する位置に当該チェーンを移動させるための指令値を用意してもよい。

【0068】

理解し易いように、以下では、指令値Ｑ_iを、比例的に増減する測定単位で表すものとする。

【0069】

図３のテーブル６０は、１〜Ｎの数値（図示の例では１〜１１）のフィールドｉも示す。しかし、実際の用途では、指令値Ｑ_iが対応する歯車の径順に並んで記憶される場合、このフィールドを省略してもよいことが理解されよう。事実、後述するように、特定の指令値Ｑ_iを得るたび、現在のインデックスｉ＝１…Ｎの数値に基づいてテーブル６０が参照される。したがって、指令値Ｑ_iが順番に並べられている場合、テーブル６０のｉ番目の数値を参照するだけでよい。

【0070】

図２にはメモリ手段４４を一つだけ概略的に示したが、実際には、種々の記憶装置が設けられてもよいことが理解されよう。好ましくは、公称の指令値Ｑ_iは、ＥＥＰＲＯＭメモリまたは読出し専用メモリ（例えば、ＲＯＭなど）に記憶され、実際の指令値は、同じＥＥＰＲＯＭメモリ、それとは別のＥＥＰＲＯＭメモリ、または読出し／書込みメモリに記憶される。

【0071】

より明瞭にするために指令値Ｑ_iの単一のテーブルが示されているが、公称の指令値と実際の指令値の両方が共通のデータ構造または区分したテーブルに記憶されてもよい。

【0072】

本明細書では、実際に使用する場合、公称の指令値と実際の指令値との指令値が参照される。公称の指令値および実際の指令値の二つの分類したテーブルが存在しているが、単一のテーブル６０が参照される。

【0073】

通常走行動作モード時に、ｉ番目の歯車にチェーン１３が係合するようにギア比の変更を実行する必要がある場合、電子制御部４０は、ｉ番目の歯車に係る指令値Ｑ_iをテーブル６０から読み出し、それに応じてアクチュエータ、具体的には、モータ１６を駆動する。

【0074】

具体的に、モータ１６がステッピングタイプ、すなわち、既述したように各ステップが何分の一回転に相当する複数の「ステップ」によって作動されるタイプの場合、モータ１６は、一回に１ステップずつ運動するように駆動されるか、あるいは、一回に複数ステップずつ運動するように駆動される。

【0075】

好ましくは、指令値Ｑ_iに対する基準システムの起点はＡ番目の第１の歯車、Ｑ₁＝０において、選択される。

【0076】

大きい直径を有する歯車側にシフトする場合、指令値は増加し、または小さい直径を有する歯車側にシフトする場合、指令値は減少することが分かる。

【0077】

以下に詳細に説明される本発明による制御方法は、歯車、チェーン、およびギアシフト装置の他の構成品とは別個に、ディレイラと共に販売される電子制御部において、実施することができる。

【0078】

本発明によるギアシフト装置８の電子制御について、本発明の実施形態による例示的なフロー図を示す図４と、図４のフロー図に基づいて制御される電子サーボ支援型のギアシフト装置８の動作を概略的に示したタイムチャートである図５〜図１０と、を参照して説明する。

【0079】

ブロック１０１において、チェックカウンタＮＣは、ディレイラの位置が所望位置、すなわち、ギアシフトのデフォルト位置、または、最後に実行されたギアシフトに基づく位置である、制御の最大値、すなわち、チェック回数の最大値ＭＡＸＣに、初期化される。チェック回数の最大値ＭＡＸＣは、ブロック１１８に関連して後述する。チェック回数の最大値ＭＡＸＣは、二つの連続チェックの間の時間周期ＭＡＸ２の値と共に、実験的には、ギアシフトモデルにおいて観察された、速度と予期しない運動時間全体との関数として、選択される。時間周期ＭＡＸ２についてはブロック１１８に関連して後述する。このような時間と速度は、アクチュエータとチェーン案内要素との間に配置されたリンク機構の弾性の関数である。チェック回数の最大値ＭＡＸＣは、例えば、数十回から選択される。

【0080】

より具体的には、所望位置は、上記したように、ディレイラの予め選択された変数がテーブル６０の所定の指令値Ｑ_iを取る位置であり、これによって、伝動チェーン１３が目標のｉ番目の歯車１１、１２と係合するように位置決めすることができる。このｉ番目の歯車は、例えば、スイッチオンされる状態では最小径を有する歯車（テーブル６０によれば、ｉ＝１）であり、単一のギアシフトアップした後では前に係合していた歯車１１（テーブル６０によれば、インデックスｉ′）のシフトアップ方向のとなりの歯車（テーブル６０によれば、インデックスｉ＝ｉ′＋１）であり、単一のギアシフトダウンした後では、前に係合していた歯車１１のシフトダウン方向のとなりの歯車（テーブル６０によれば、インデックスｉ＝ｉ′−１）である。また、複数のギアのシフトアップまたはシフトダウンの場合はそれぞれのとなりではない歯車である。

【0081】

次のブロック１０２において、再位置決め動作カウンタＮＲは、ディレイラが所望位置に整合していないときに実行されるディレイラの再位置動作回数の最大値ＭＡＸＲに初期化される。再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲは、一方では、ディレイラの位置をできるだけ正確に維持するが、他方では、機械部品に過度の負荷を掛けずに電気エネルギを保存することで電子制御部４０をオーバーロードさせないという、相反する要件に基づいて、選択される。再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲは、例えば、数回から選択される。再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲが高すぎると、ディレイラの機械部品へ過度な負荷を掛けるだけでなく、バッテリの過剰消費につながる。数回の再位置決め動作を行った後は、再位置決め動作を行わず、サイクリストが伝動システムが適正に実行されてないことに気づいて、ギア比を変更するのを待つのが好ましい。

【0082】

好ましくは、再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲはチェック回数の最大値ＭＡＸＣを下回る。

【0083】

次のブロック１０３において、カウンタまたは第１タイマＴ１は、第１の時間周期を表す値ＭＡＸ１に初期化され、その後、一つのギアシフトと他のギアシフトとの間において、ディレイラの位置が所望位置であるか否かのチェックを行うことが望まれる。

【0084】

本発明の導入部分で説明したように、ディレイラの位置が所望位置に留まらない場合がる。この位置は、ディレイラに伝えられた動きの間に、たとえ、微量であっても所望されない動きが伝達されて到達した位置である。

【0085】

第１の時間周期ＭＡＸ１は、ブロック１１８に関して以下に記載する第２の時間周期ＭＡＸ２に対して比較的長い。そのため、本発明の開示の他の部分および添付クレームにおいて、比較的長いタイマＴ１、比較的長い時間周期ＭＡＸ１、比較的短いタイマＴ２、および比較的短い周期ＭＡＸ２という表現が使用されることがある。

【0086】

第１の時間周期ＭＡＸ１は、例えば、数十秒から選択することができる。第１の時間周期ＭＡＸ１は適切な尺度で表すことができる。

【0087】

次のブロック１０４において、ギアシフト要求信号があるか否かがチェックされる。既述したように、この信号は、走行パラメータのセンサ３８の出力に基づいて、サイクリストまたは電子制御部４０によって自動生成される。

【0088】

ブロック１０４においてチェックが否定判定の場合、ブロック１０５において、第１の時間周期ＭＡＸ１を経過したか否か、すなわち、図示した実施形態において、第１タイマＴ１がカウントダウンを終了し、よって、Ｔ１＝０であるか否かがチェックされる。

【0089】

第１の時間周期ＭＡＸ１が経過しなかった場合、すなわち、ブロック１０５において否定判定の場合、ブロック１０６において、タイマＴ１の値は、典型的に、第１の時間周期ＭＡＸ１と同じ時間量だけ減少され、ブロック１０４に戻り、ギアシフト要求信号があるか否かがチェックされる。

【0090】

第１の時間周期ＭＡＸ１の経時中にギアシフト要求信号がない場合、このような時間周期ＭＡＸ１の終了時に、第１のタイマＴ１はカウントダウンを終了してＴ１＝０が真になり、ブロック１０５からＹＥＳ（肯定判定）が出力される。

【0091】

この場合、ブロック１０７において、チェックカウンタＮＣの値はゼロ（０）に設定される。ゼロ（０）値は、ブロック図４において便宜上チェックカウンタＮＣ上で設定されるが、すぐにお分かりのように、このようなチェックカウンタＮＣの値であっても実際には位置のチェックが実行される。あるいは、比較的低速な時間周期ＭＡＸ１がギアシフト要求および作動せずに経時されたことを示すために別のフラグを使用することが可能である。ブロック１０７の後、ブロック１０８において、各々のセンサ１８、１９の出力を読み出すことによってディレイラの実際の位置が得られる。

【0092】

次のブロック１０９において、後述するブロック１１３において減少される再位置決め動作カウンタＮＲが現在ゼロ（０）か否かをチェックする。

【0093】

否定判定の場合、ブロック１０９の初期実行におけるように、次のブロック１１０において、適切な所定の許容範囲から外れて、ディレイラの実際の位置が所望位置に対応するか否かをチェックするが、これもゼロ（０）であり得る。

【0094】

肯定判定の場合、補正処理は必要がなく、再位置合わせ動作カウンタＮＲの値は、ブロック１１１において再位置合わせ動作回数の最大値ＭＡＸＲに戻されるか、または、減少されない場合、再確認される。

【0095】

ディレイラの実際の位置が所望位置に対応せず、このような所望位置の周囲で可能な所定の許容範囲から外れている場合（ブロック１１０の否定判定）、ディレイラが所望位置に整合するまで、ブロック１１２において、上述したようにフィードバック信号としてセンサ１８、１９の出力をできる限り活用して、アクチュエータのモータ１６、１７を作動させる。

【0096】

ディレイラが所望位置に整合するとすぐに、ブロック１１３において再位置決め動作カウンタＮＲの値が測定単位の１単位減少される。

【0097】

なお、センサ１８、１９からのフィードバック信号が存在ない場合、ブロック１１２の終了時に、ディレイラが所望位置に整合しているとされることに留意されたい。

【0098】

ブロック１１０におけるディレイラの実際の位置が所定の許容範囲から外れた所望位置にあるか否かのチェックの結果とは無関係に、ブロック１１１、１１２、１１３それぞれの後、ブロック１１４においてチェックカウンタＮＣが、現在、ゼロ（０）であるか否かをチェックされる（後述するブロック１２２において減少され得る）。

【0099】

なお、ディレイラの実際の位置が所定の許容範囲から外れた所望位置にあるか否かがチェックされるブロック１１０でのチェックが、再位置合わせ動作カウンタＮＲの不足（ブロック１０９の肯定判定）が原因で、実行されない場合に、同じブロック１１４に進むことに留意されたい。

【0100】

例えば、現在検討されている、時間周期ＭＡＸ１中にギアシフト要求指令を受信しなかった場合に発生するように、チェックカウンタＮＣがゼロ（０）の場合、ブロック１１４においてチェックカウンタＮＣがゼロ（０）に設定されているので、比較的長いタイマＴ１が最大値ＭＡＸ１にリセットされるブロック１０３、その後、ギアシフト要求信号があるか否かがチェックされるブロック１０４へ戻る。

【0101】

他の仮定に基づいてブロック図４の記述に進行する前に、比較的長い時間周期ＭＡＸ１の間の任意の指令を受信しなかった場合の動作について図５〜図７の概略的なタイムチャートにまとめ、これを参照する。このようなタイムチャートにおいて、チェック回数の最大値ＭＡＸＣは３回であり、再位置合わせ動作回数の最大値ＭＡＸＲは２回であるとする。

【0102】

図５は、比較的長い時間周期ＭＡＸ１を経過した後、位置の読み出し（ブロック１０８）が許容範囲内である（ブロック１１０が肯定判定）場合を示している。その後、他の比較的長い時間周期ＭＡＸ１を待機し、その後、位置の他の読み出しが行われる（ここでも許容範囲内であるとする）。チェックカウンタＮＣが常時ゼロ（０）ダミー値に戻されるので、以上の状況が無限に繰り返される。

【0103】

図６は、比較的長い時間周期ＭＡＸ１を経過した後、位置の読み出し（ブロック１０８）は許容範囲外である（ブロック１１０の否定判定）の場合を示している。したがって第１の再位置決めが実行され（ブロック１１２）、再位置決め動作カウンタＮＲの値を測定単位の１単位減少し（ブロック１１３）、その後、他の比較的長い時間周期ＭＡＸ１を待機し、その後、位置の他の読み出し（今回は許容範囲内であるとする）を行う。その後、この再位置決め動作カウンタＮＲを再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲに戻す（ブロック１１１）。上述したように、チェックカウンタＮＣもゼロ（０）のダミーの値（ブロック１０７）に戻されるので、以上に述べた状況が無限に繰り返される。

【0104】

最後に、図７は、第１の比較的長い時間周期ＭＡＸ１の後、位置の読み出し（ブロック１０８）が許容範囲外である（ブロック１１０の否定判定）場合を示している。よって、第１の再位置決めが実行され（ブロック１１２）、再位置決め動作カウンタＮＲの値を測定単位の１単位減少し（ブロック１１３）、その後、第２の比較的長い時間周期ＭＡＸ１を待機し、その後、位置の他の読み出しを行う（ここでも再び否定判定される）。その後、第２の再位置決めが実行され、再位置決め動作カウンタＮＲの値を測定単位の１単位減少する。再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲが２回とすると、すなわち、記述したように再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲの後、再位置決め動作カウンタＮＲはゼロ（０）に達する。第３の比較的長い時間周期ＭＡＸ１を待機した後、位置の他の読み出しが実行される（ブロック１０８）が、その位置が許容範囲内にあるか否かはチェックしない（ブロック１０９において肯定判定）、そして、いずれにせよ、再位置決め動作は実行されない。チェックカウンタＮＣがあらゆる比較的長い時間周期ＭＡＸ１を経た後で、ゼロ（０）のダミー値に戻るので、この最終的な状況が無限に繰り返される。すなわち、その位置が時間周期ＭＡＸ１をもってチェックされた場合でも、次のギアシフトまで、ディレイラは非所望位置にとどまる。

【0105】

実際、上述したように、再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲに達した後、機械部品に負荷をかけないためおよび電力を過剰に消費しないためにディレイラ１５をさらに移動させずに、むしろ、サイクリストによる介入を待機する方が好ましい。したがって、実際の位置が許容範囲内にあるか否かのチェック（ブロック１１０）も省略される。逆に、いずれにせよ、ブロック１０８において、ディレイラの実際の位置を読み出し、この位置を追跡し、したがって正確な起点を得て、必要に応じて、テーブル６０で読み出された指令値を補正することができる。特に、異なる方法で駆動されたディレイラの場合に有効である。

【0106】

ディレイラ１５の非差動指令値の場合、ディレイラ１５の実際の位置の追跡を省くことができる。この場合、ブロック１０８および１０９はその位置を反転させることができ、（そして、関連する出力が結果的に調整される）、よって、再位置決めの動作回数ＮＲを使い切った場合、実際の位置の読み出しを省くことができる。

【0107】

逆に、実際の位置を読み出した後、実際の位置が許容範囲内にあるかがチェックされる。すなわち、再位置決めの動作回数ＮＲを使い切ったか否かのチェック（ブロック１０９）を、再位置決めブロック１１２の直前に、位置が許容範囲内にあるか否かのチェックを行うブロック１１０の否定判定へ移動させることによって、実行することができる。

【0108】

例えば、いったん再位置決めの動作回数の最大値を超えると、否定判定カウンタおよびサイクリストへ適切なアラーム信号を実装することも可能である。実際、このような状況は、特に深刻でないが（許容範囲から少し外れる位置）、ギアシフトの機械部品またはテーブル６０の指令値の見直しをしてもよい。

【0109】

図４のブロック図に戻って参照するに、比較的長い時間周期ＭＡＸ１の経時中、ギアシフト要求信号がある場合（ブロック１０４が肯定判定された場合）、ブロック１１５および１１６において、最初に、チェックカウンタＮＣおよび再位置決め動作カウンタＮＲは、許容されたそれぞれの最大値ＭＡＸＣおよびＭＡＸＲへ戻される、またはこれらが減少しない場合は再確認される。

【0110】

その後、ブロック１１７において、アクチュエータのモータ１６，１７は、ディレイラが所望位置（別の歯車における新しい所望位置）に整合するまで作動する、このとき、上記したように、センサ１８，１９の出力をフィードバック信号としてできる限り利用する。

【0111】

ディレイラが所望位置に整合されるとすぐに、ブロック１１８において、カウンタまたは第２のタイマＴ２は比較的短い時間周期ＭＡＸ２に初期化される。この比較的短い時間周期ＭＡＸ２は、第２の時間周期を表し、この時間周期の経過後、ディレイラの位置が所望位置であるか否かのチェックの実行が望ましい。さらに、この場合、ディレイラの位置は、上述したように、ディレイラ１５のリンク機構の弾性および／または路面の凸凹に起因する振動によって生じる、微量であるが所望されない動きに影響されて、所望位置にとどまらないことがある（この位置はギアシフトを実行する（ブロック１１７）ときにディレイラに所望されない動きが伝達されて到達した位置である）。

【0112】

なお、センサ１８，１９からフィードバック信号がない場合、ブロック１１７の終了時にディレイラが所望位置に整合されることに留意されたい。

【0113】

既述したように、本出願人は、ギアシフト直後、ディレイラの望ましくない微小変位が発生しやすいことに気づいたので、第２の時間周期ＭＡＸ２は比較的短い。

【0114】

第２の時間周期ＭＡＸ２は、例えば、数十分の１秒単位で選択することができる。好ましくは、第２の時間周期ＭＡＸ２は、第１の時間周期ＭＡＸ１と同じ測定単位の適切な測定単位で表すことができる。

【0115】

次のブロック１１９において、（第２の）ギアシフト要求信号があるか否かがチェックされる。

【0116】

ブロック１１９のチェックが否定判定された場合、ブロック１２０において、第２の時間周期ＭＡＸ２が経過したか否か、すなわち、図４に示した実施形態では、第２のタイマＴ２がカウントダウンを終了して、Ｔ２＝０であるか否かがチェックされる。

【0117】

第２の時間周期ＭＡＸ２を経過しなかった場合、ブロック１２０は否定判定され、ブロック１２１において、タイマＴ２の値は、典型的に第２の時間周期ＭＡＸ２と同じ尺度で測定単位の１単位減少され、その後、ブロック１１９に戻り、（第２の）ギアシフト要求信号があるか否かをチェックする。

【0118】

第２の時間周期ＭＡＸ２の経時中に（第２の）ギアシフト要求信号がない場合、このような時間周期ＭＡＸ２の終了時に、第２のタイマＴ２がカウントダウンを終了して、Ｔ２＝０が真となり、ブロック１２０が肯定判定される。

【0119】

この場合、ブロック１２２において、チェックカウンタＮＣの値が測定単位の１単位減少され、その後、ブロック１２３において、チェックカウンタＮＣの値が現在ゼロ（０）であるかをチェックする。

【0120】

否定判定された場合、ブロック１２３の第１の実行におけるように、上記したブロック１０８の実行に進み、ディレイラの位置を読み出し、この位置が許容範囲内にあるかをチェックし（再位置合わせの可能性）、その後、ブロック１１４へ戻り、チェックカウンタＮＣの値が現在ゼロ（０）であるかをチェックする（これは必ず否定判定される）。

【0121】

したがって、周期的に、ブロック１１８の実行へ、およびチェックカウンタＮＣがゼロ（０）値に到達するまで、時間周期ＭＡＸ２の期間の再待機、チェックカウンタＮＣの減分（ブロック１２２）、および位置の可能性のあるチェックおよび可能性のある再位置決めの実行に戻る。この周期的な繰り返しにおいて、位置の可能性のあるチェックおよびステップ１１２の可能性のある位置決めは、再位置決め動作カウンタＮＲがゼロ（０）値に達するまで実行される。

【0122】

チェックカウンタＮＣがゼロ（０）値に達すると（ブロック１２３が肯定判定され）、ブロック１０３の実行へ戻る。

【0123】

以上記載したブロック１１８〜１２３の実行によれば、位置のチェック回数ＮＣはしたがって、厳密な周期ＭＡＸ２において厳密に実行される（再位置決め動作の最大値ＭＡＸＲをできる限り実行する）。

【0124】

ブロック１１９のチェックが肯定判定され、よって、（第２の）ギアシフト要求信号が、周期ＭＡＸ２において位置チェック回数ＮＣの位置チェックのうちの一つの実行中に入る場合、ブロック１２４において、第１のカウンタＴ１が最大値ＭＡＸ１へ戻り、その後、ブロック１１５〜１１８の実行へ戻る。したがって、詳細には、新しいギアシフトが、ディレイラを（新しい）所望位置へ整合することによって作動し、全てのカウンタとタイマがスタート時と同様、最大値に戻る。

【0125】

ギアシフトを実行する位置決め（ブロック１１７）の後、または位置が許容範囲外であることによる再位置決め（ブロック１１２）の後のチェック判定とは無関係に、位置読み出しが少なくとも比較的長い時間周期ＭＡＸ１ごとに常に実行されることに注目されたい。

【0126】

さらに、所定の数のチェック回数の最大値ＭＡＸＣは、チェック自体の判定結果とは無関係に、ギアシフトを実行するための位置決め（ブロック１１７）の後の比較的短い時間周期ＭＡＸ２ごとに常に実行される。

【0127】

ここで、以下に示したギアシフト要求信号を受信するときの動作を図８〜図１０においてタイムチャートにまとめて概略的に示す。上記した図５〜図７と同様に、このタイムチャートにおいて、チェック回数の最大値はＭＡＸＣ＝３であり、再位置決め動作回数の最大値はＭＡＸＲ＝２とする。

【0128】

図８は、ギアシフトを作動した後（ブロック１１７）で比較的短い周期ＭＡＸ２を経過した後で、位置読み出し（ブロック１０８）が許容範囲内にある場合（ブロック１１０から肯定判定）を示している。次いで、第２の比較的短い周期ＭＡＸ２を待機し、その後、位置の他の読み出しが行われ、これも許容範囲内であると、もう一度、第３の比較的短い時間周期ＭＡＸ２を待機し、その都度、チェックカウンタＮＣの値が測定単位の１単位減少され（ブロック１２２）、かつ、この実施形態では、チェック回数の最大値ＭＡＸＣは、３回であるので、チェックカウンタＮＣはゼロ（０）に到達する。次いで、比較的長い時間周期ＭＡＸ１を待機するステップへ進み、その後、位置の他の読み出しを実行し（ブロック１０８）、その位置が許容範囲内であるか否かをチェックし、許容範囲内であるとされる（ブロック１１０の肯定判定）。

【0129】

上述したように、比較的長い時間周期ＭＡＸ１においてギアシフト要求がなかった場合、チェックカウンタＮＣがゼロ（０）のダミー値（ブロック１０７）に戻されるので、位置が許容範囲内にあるか否かのチェックを伴うこのような位置決め読み出し（ブロック１０８）は無限に繰り返すことができる。

【0130】

図４に示したように、時間周期のある一定の時点において、位置が許容範囲外である場合（ブロック１１０の否定判定）、再位置決めが実行され（ブロック１１２）、再位置決め動作カウンタＮＲが減分される（ブロック１１３）。このような再位置決め動作カウンタＮＲは、許容範囲内の位置読み出し（ブロック１１１）後、または、ギアシフト要求信号（ブロック１１６）後にのみ、最大値に戻されるので、多くは、再位置決め動作回数の最大値ＭＡＸＲが時間周期ＭＡＸ１で実行することができる。

【0131】

図９は、ギアシフト作動（ブロック１１７）後の比較的短い周期ＭＡＸ２が経過した後、位置の読出し（ブロック１０８）が許容範囲内にある場合を示している（ブロック１１０の肯定判定）。次いで、別の比較的短い周期ＭＡＸ２を待機し、その後、位置の他の読み出しが実行され、今回は許容範囲外であるとされる（ブロック１１０の否定判定）。

【0132】

その後、第１の再位置決めが実行され（ブロック１１２）、再位置決め動作カウンタＮＲの値を測定単位の１単位減少し（ブロック１１３）、その後、別の比較的短い時間周期ＭＡＸ２を待機する。

【0133】

チェック数ＮＣの値が現在ゼロ（０）に達しているので、比較的長い周期ＭＡＸ１を待機する、位置についての他の読み出し（ブロック１０８）、および、位置が許容範囲内にあるかのチェック（ブロック１１０）が周期的に繰り返し実行される。図示したように、位置が許容範囲外の場合（ブロック１１０の否定判定）、再位置決めが実行され（ブロック１１２）、再位置決め動作カウンタＮＲをさらに減少する（ブロック１１３）。再位置決め動作回数の最大値、ＭＡＸＲ＝２の場合、このような再位置決め動作カウンタＮＲは、その時点でゼロ（０）であることから、次の位置の読み出しにおいて、位置が許容範囲内にあるか否かはチェックされず、よって、ディレイラの再位置決めされない。

【0134】

最後に、図１０は、ギアシフトを作動した（ブロック１１７）後の比較的短い周期ＭＡＸ２を経過してから、位置の読出し（ブロック１０８）が許容範囲内にない（ブロック１１０が否定判定）場合を示す。その後、第１の再位置決めが実行され（ブロック１１２）、再位置決め動作カウンタＮＲの値を測定単位の１単位減少し（ブロック１１３）、その後、他の比較的短い時間周期ＭＡＸ２を待機し、その後、第２の位置読み出しが実行され、ここでも許容範囲ではないとされる（ブロック１１０の否定判定）。一方、その後、第２の再位置決めが実行され（ブロック１１２）、再位置決め動作カウンタＮＲの値を測定単位の１単位減少する（ブロック１１３）。その後、他の比較的短い時間周期ＭＡＸ２を待機し、チェック回数ＮＣの値が現在ゼロ（０）に達しているので、比較的長い時間周期ＭＡＸ１を待機する、および、位置の他の読み出しの周期的繰り返しが行われる。再位置決め動作カウンタＮＲがゼロ（０）であるので（ブロック１０９が否定判定）、位置が許容範囲にあるか否かのチェック（ブロック１１０）、可能な再位置決めが実行されない。いずれにせよ、ステップ１０９および１１０を行うことができる順序については先に述べた通りであるのでそれを参照されたい。

【0135】

実施形態の変形例において、自由度は少ないが、チェックカウンタＮＣと再位置決め動作カウンタＮＲのいずれか一つを使用することができ、および／または、その位置が許容範囲内か否かの単一のチェックまたは単一の再位置決めを行うことができる。

【0136】

また、カウントダウンカウンタを使用する代わりにカウントアップカウンタを使用することが可能であり、および／または、対応する最大値の値を好適に変更することで、値０（ゼロ）で様々なカウンタのチェックを使用する代わりに、値１でチェックを使用することが可能であることが分かる。

【0137】

また、ブロック１０６および１２１に設定された減少量の代わりにクロック信号により動作するタイマを使用することが可能であることが明らかであり、ブロック図への変更は当業者の能力の範疇である。

【0138】

ディレイラのモータ１６，１７は、ステッピングタイプ、すなわち、各々が上述した何分の一回転に相当する「ステップ」によって作動される場合、モータ１６，１７は、位置決めしてギアシフトを実行（ブロック１１７）するために一回に比較的多数のステップ移動し、および、位置が許容範囲外であると分かった時に再位置決め（ブロック１１２）するために一回に一つのステップまたは比較的少数のステップ移動するように駆動可能である。その間、全体の移動距離は一般に二つの歯車の間の距離より短い。

【0139】

上記に概述した方法は、自転車用ギアシフト装置の自動または半自動運転の場合にも使用することができ、電子制御部４０は、走行速度、ペダルクランクの回転速度、地形の傾き、サイクリストの心拍数などの走行パラメータのセンサ３８の出力に基づいて、いつギア比を変更するのが適切なのか確立し、ディレイラの動作を要求する信号を自動的に生成し（自動運転）、またはサイクリストの要求の監視／統合を実行し、これらの要求を受け入れず、これらの要求をバイパス（迂回）させ、遅らせ、および／またはこれらを自動生成要求に統合するか、あるいは、その逆に、いずれにせよ、サイクリストにこれらをバイパスするためのオプションをもつ要求を提案する（半自動運転）。

【0140】

上記に概述した方法は、サイクリストがギア比を変えるために指令信号を送信する場合にも使用することができ、電子制御部４０は、指令信号を後側のディレイラのギアシフト要求信号、および／または、前側のディレイラのギアシフト要求信号へ変換する。

【0141】

上記に概述した方法は、電子制御部４０の任意の構成品、電源基板３０，インターフェース基板３２，センサ基板３４において実施することができ、これら構成品３０，３２，３４のうち二つまたは三つに分配されるやり方でも、実施可能である。

【0142】

上記に概述した方法は、歯車、チェーン、およびギアシフト装置の他の構成品とは別個に、ディレイラと一緒に市販される電子制御部において実施可能である。

【符号の説明】

【0143】

４ 駆動輪
７ ペダルクランク
８ ギアシフト装置
１１、１２ 歯車
１３ チェーン
１４、１５ ディレイラ
１６、１７ モータ
１８、１９ センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】