[发明专利]自行车用变速系统及包含该系统的助力自行车用变速方法

权利要求书

1.一种自行车用变速系统，包括驱动机构、位于所述驱动机构输出端的变速机构，所述变速机构将转速输出至自行车牙盘；其特征在于：

所述变速机构为无级变速机构，所述无级变速机构包括至少一组变速组件，每组变速组件包括一主动锥轮组、一从动锥轮组、绕接于所述主动锥轮组与所述从动锥轮组上的传动带以及调速组件，所述主动锥轮组与所述从动锥轮组均包括相对设置的两个锥轮，所述调速组件作用于主动锥轮组和/或所述从动锥轮组上以调节相对设置的两锥轮之间的间距；

所述变速系统还包括设置于所述无级变速机构输入端的输入链轮组与输出端的输出链轮组；所述驱动机构包括人力驱动机构，所述人力驱动机构包括脚踏与曲轴，曲轴转动通过输入链轮组传递扭矩至所述无级变速机构，调速组件驱动锥轮运动调节助力比，最后通过输出链轮组传递扭矩至牙盘。

2.如权利要求1所述的自行车用变速系统，其特征在于：所述驱动机构还包括一电机驱动机构，所述电机驱动机构包括驱动电机、控制器以及检测用户骑行自行车状态的检测器，所述检测器与所述控制器电连接，所述控制器根据检测器反馈信号控制驱动电机运转以提供助力。

3.如权利要求2所述的自行车用变速系统，其特征在于：所述驱动电机的输出端连接所述无级变速机构的主动锥轮组，所述驱动电机与所述主动锥轮组间还设置有一减速器，驱动电机运转传递扭矩至所述无级变速机构，调速组件驱动锥轮运动调节助力比，最后通过输出链轮组传递扭矩至牙盘。

4.如权利要求2所述的自行车用变速系统，其特征在于：所述调速组件作用于所述主动锥轮组上，所述主动锥轮组与从动锥轮组均包括固定于同一转轴上的一定锥轮与一动锥轮，所述调速组件驱动主动锥轮组上的动锥轮沿其转轴轴向移动，传动带随两个锥轮间的间距变化沿垂直转轴的方向移动，调节锥轮组的相对半径，所述从动锥轮组的动锥轮通过一弹性件的伸缩驱动沿其转轴轴向移动；或所述调速组件驱动从动锥轮组上的动锥轮沿其转轴轴向移动，所述主动锥轮组的动锥轮通过一弹性件的伸缩驱动沿其转轴轴向移动。

5.如权利要求4所述的自行车用变速系统，其特征在于：所述调速组件包括调速电机、传动组件以及推块，所述推块固定套设于所述动锥轮上，推动动锥轮沿其转轴轴向移动。

6.如权利要求5所述的自行车用变速系统，其特征在于：所述传动组件包括一减速齿轮组与一涡轮蜗杆机构，涡轮上伸出一推杆，所述推杆随涡轮转动而摆动，所述推杆前端与所述推块接触。

7.如权利要求4所述的自行车用变速系统，其特征在于：所述调速组件包括一离心球，所述动锥轮后侧固定有一挡盖，所述挡盖呈锥柱型结构，并与所述动锥轮相背设置，所述挡盖与所述动锥轮后侧间形成一离心球移动腔，所述移动腔空间尺寸自两侧向中间逐渐增加；车速增加时，离心球靠向两侧设置，减小助力比，车速减小时，离心球靠向中间设置，增大助力比。

8.如权利要求2所述的自行车用变速系统，其特征在于：所述检测器包括用以检测用户骑行速度的车速传感器，用以检测用户踩踏扭矩的扭矩传感器，用以检测用户踩踏频率的踏频传感器，以及用以检测用户踩踏方向的踏向传感器中的一个或多个组合。

9.如权利要求6所述的自行车用变速系统，其特征在于：所述检测器还包括一位置检测传感器，所述位置检测传感器包括磁环与霍尔传感器，所述磁环与所述霍尔传感器均设置于所述涡轮上判断涡轮位置，继而计算出推块位置并反馈给控制器。

10.一种助力自行车用变速方法，其特征在于：采用权利要求2-9任一项所述的自行车用变速系统，该变速系统为设置于自行车脚踏部位的一中置系统，自行车在不同运行阶段助力比不同，具体方式如下：

起步阶段

判断方式：首先判断起步状态，设定一起步阈值，车速从0km/h逐步上升至该起步阈值；

起步阶段克服惯性需要的助力相比平路大，所以调速组件会在前次停车的时候，自动将无级变速机构调节到最大助力比，下次用户再次骑行会轻松，此时中置系统根据人力的输入再按照设定比例输出动力，车速在小于起步阈值时，中置系统的最大助力输出小于其额定助力输出，车辆缓慢启动；

平路加速阶段

判断方式：人力、踏频的速度以及车速均在增加；

此过程中无级变速机构变速，逐渐减小助力比，从当前状态逐渐减小至最小助力比状态；

平路减速

判断方式：人力减小，脚踏频变慢，车速逐渐下降；

此过程中无级变速机构变速，逐渐增加助力比，由当前状态逐渐增加至停车时的最大助力比。

上坡阶段

判断方式：人力增加至设定阈值以上，但车速增加缓慢或停止增加甚至减小；

此过程中无级变速机构变速，逐渐增大助力比，根据车速调节，如果车速在不断下降，助力比需要不断增大至最大助力比；

下坡阶段

判断方式：人力减小，车速增快；

此过程中无级变速机构逐渐由当前状态减小助力比，直至最小助力比。

停车阶段

判断方式：人力逐渐减小或停止踩踏或反向踩踏时，此时车速逐渐减小直至停止；

停车过程中，无级变速机构自动根据当前的车速逐渐增大助力比，由当前状态逐渐增大至最大助力比，为下次骑行做准备。