-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad-Bremssteuerungssystem.
-
Ein Fahrrad verfügt über ein Vorderrad, ein Hinterrad, eine Vorderbremse und eine Hinterbremse. Die Drehung des Vorderrades wird von der Vorderbremse gesteuert. Bremst der Radfahrer stark mit der Vorderbremse, kann das Hinterrad vom Boden abheben.
-
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, das Abheben des Hinterrades eines Fahrrads zu verhindern.
-
Ein Fahrrad-Bremssteuerungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein erstes Erfassungssystem und eine Steuerung. Das erste Erfassungssystem ist so konfiguriert, dass es Fahrrad-Belastungsinformationen erfasst. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie die vordere Bremsanlage gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen steuert.
-
Gemäß dieser Konfiguration ermöglichen die Fahrrad-Belastungsinformationen, dass die Steuerung bestimmt, ob das Hinterrad vom Boden abhebt. Die Steuerung steuert die vordere Bremsanlage gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen. So kann das Fahrrad-Bremssteuerungssystem das Abheben des Hinterrads verhindern.
-
Bevorzugt ist das erste Erfassungssystem so konfiguriert, dass es mindestens eine von den Fahrradkörper-Belastungsinformationen, Vorderrad-Belastungsinformationen und Hinterrad-Belastungsinformationen als die Fahrrad-Belastungsinformationen erfasst. Dadurch kann die Steuerung basierend auf mindestens einer von Fahrradkörper-Belastungsinformationen, Vorderrad-Belastungsinformationen und Hinterrad-Belastungsinformationen bestimmen, dass das Hinterrad vom Boden abhebt.
-
Bevorzugt ist das erste Erfassungssystem so konfiguriert, dass es mindestens eines von Hinterreifen-Luftdruck, Hinterrad-Speichenspannung, Hinterrad-Achsenbelastung und Hinterrad-Federungshub als die Hinterrad-Belastungsinformationen erfasst. Dadurch kann die Steuerung basierend auf mindestens einem von Hinterreifen-Luftdruck, Hinterrad-Speichenspannung, Hinterrad-Achsenbelastung und Hinterrad-Federungshub bestimmen, dass das Hinterrad vom Boden abhebt.
-
Bevorzugt ist das erste Erfassungssystem so konfiguriert, dass es mindestens zwei von Hinterreifen-Luftdruck, Hinterrad-Speichenspannung, Hinterrad-Achsenbelastung und dem Hinterrad-Federungshub als die Hinterrad-Belastungsinformationen erfasst. Dadurch kann die Steuerung genau bestimmen, dass das Hinterrad vom Boden abhebt.
-
Bevorzugt umfasst das erste Erfassungssystem mehrere Sensoren. Dadurch kann das erste Erfassungssystem mehr Fahrrad-Belastungsinformationen erfassen.
-
Bevorzugt umfasst die vordere Bremsanlage eine Vorderbremse und eine Stelleinrichtung. Die Vorderbremse ist so konfiguriert, dass sie das Vorderrad bremst. Die Stelleinrichtung ist so konfiguriert, dass sie die Vorderbremse betätigt. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie die Stelleinrichtung gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen steuert.
-
Bevorzugt ist die Steuerung so konfiguriert, dass sie ein Funksignal zur Steuerung der Stelleinrichtung gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen überträgt. Dies macht ein Kabel, das die Steuerung mit der Stelleinrichtung verbindet, überflüssig.
-
Bevorzugt umfasst das Bremssteuerungssystem ferner ein zweites Erfassungssystem. Das zweite Erfassungssystem ist so konfiguriert, dass es mindestens eines von Beschleunigung, Fahrradneigung in Längsrichtung und Hinterrad-Drehzahl als andere Fahrradinformationen erfasst. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie die vordere Bremsanlage gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen und den anderen Fahrradinformationen steuert. Dadurch kann die Steuerung das Abheben des Hinterrades noch genauer bestimmen.
-
Nunmehr werden ausgewählte Ausführungsformen anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobei:
-
1 eine Seitenansicht eines Fahrrads ist;
-
2 ein Blockschaltbild eines Bremssteuerungssystems ist;
-
3 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses ist, der von dem Bremssteuerungssystem ausgeführt wird; und
-
4 ein Blockschaltbild eines Bremssteuerungssystems gemäß eines modifizierten Beispiels ist.
-
Der Fachmann wird dieser Offenbarung entnehmen, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung der Erfindung, wie sie von den anhängenden Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert wird, dienen.
-
Wie in 1 zu sehen ist, umfasst das Fahrrad 101 ein Vorderrad 102, ein Hinterrad 103 und eine vordere Bremsanlage 5. Ein Fahrrad-Bremssteuerungssystem 100 ist am Fahrrad 101 montiert.
-
Bezogen auf 2 umfasst das Fahrrad-Bremssteuerungssystem 100 ein erstes Erfassungssystem 2 und eine Steuerung 3. Das erste Erfassungssystem 2 ist so konfiguriert, dass es Fahrrad-Belastungsinformationen erfasst. Die Fahrrad-Belastungsinformationen umfassen zum Beispiel mindestens eines von Fahrradkörper-Belastungsinformationen, Vorderrad-Belastungsinformationen und Hinterrad-Belastungsinformationen. Das heißt, das erste Erfassungssystem 2 erfasst zum Beispiel mindestens eines von Fahrradkörper-Belastungsinformationen, Vorderrad-Belastungsinformationen und Hinterrad-Belastungsinformationen als die Fahrrad-Belastungsinformationen.
-
Die Hinterrad-Belastungsinformationen beziehen sich auf die auf das Hinterrad 103 ausgeübte Belastung. Beispielsweise umfassen die Hinterrad-Belastungsinformationen mindestens eines von Hinterreifen-Luftdruck, Hinterrad-Speichenspannung, Hinterrad-Achsenbelastung und Hinterrad-Federungshub. Das heißt, das erste Erfassungssystem 2 erfasst beispielsweise mindestens eines von Hinterreifen-Luftdruck, Hinterrad-Speichenspannung, Hinterrad-Achsenbelastung und Hinterrad-Federungshub als die Hinterrad-Belastungsinformationen. Das erste Erfassungssystem 2 kann mindestens zwei von Hinterreifen-Luftdruck, Hinterrad-Speichenspannung, Hinterrad-Achsenbelastung und Hinterrad-Federungshub erfassen.
-
Die Vorderrad-Belastungsinformationen beziehen sich auf die auf das Vorderrad 102 ausgeübte Belastung. Beispielsweise umfassen die Vorderrad-Belastungsinformationen mindestens eines von Vorderreifen-Luftdruck, Vorderrad-Speichenspannung, Vorderrad-Achsenbelastung und Vorderrad-Federungshub. Das heißt, das erste Erfassungssystem 2 erfasst zum Beispiel mindestens eines von Vorderreifen-Luftdruck, Vorderrad-Speichenspannung, Vorderrad-Achsenbelastung und Vorderrad-Federungshub als die Vorderrad-Belastungsinformationen. Das erste Erfassungssystem 2 kann mindestens zwei von Vorderreifen-Luftdruck, Vorderrad-Speichenspannung, Vorderrad-Achsenbelastung und Vorderrad-Federungshub erfassen.
-
Die Fahrradkörper-Belastungsinformationen umfassen mindestens eine Belastung, ausgeübt auf den Rahmen 104, die Vorderradgabel 105, den Vorbau 106, die Lenkstange 107, die Sattelstütze 108, den Sattel 109, ein Pedal 110 und die Kurbelwelle 111. Das heißt, das erste Erfassungssystem 2 erfasst zum Beispiel die Belastung, die auf mindestens eines vom Rahmen 104, der Vorderradgabel 105, dem Vorbau 106, der Lenkstange 107, der Sattelstütze 108, des Sattels 109, eines Pedals 110 und der Kurbelwelle 111 ausgeübt wird, als die Fahrradkörper-Belastungsinformationen. Die Fahrradkörper-Belastungsinformationen können eine Rahmenkrümmung umfassen.
-
Das erste Erfassungssystem 2 umfasst mindestens einen Sensor 21 zum Erfassen der Fahrrad-Belastungsinformationen. Das erste Erfassungssystem 2 umfasst zum Beispiel mindestens einen von einem Luftdrucksensor, einem Spannungssensor, einem Belastungssensor, einem Krümmungssensor und einem Wegsensor.
-
Die Steuerung 3 ist so konfiguriert, dass sie die vordere Bremsanlage 5 gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen steuert. Im Speziellen bestimmt die Steuerung 3, ob die Fahrrad-Belastungsinformationen über (oder unter) einem Schwellenwert liegen. Alternativ kann die Steuerung 3 basierend auf den erhaltenen Fahrrad-Belastungsinformationen eine Abweichung der Fahrrad-Belastungsinformationen berechnen. Die Steuerung 3 kann bestimmen, ob die Abweichung der Fahrrad-Belastungsinformationen über einem Schwellenwert liegt. Die Steuerung 3 steuert die vordere Bremsanlage 5 basierend auf dem Bestimmungsergebnis. Der Schwellenwert wird für jede Art von Fahrrad-Belastungsinformationen festgelegt.
-
Wie in 2 zu sehen ist, umfasst die vordere Bremsanlage 5 eine vordere Bremsvorrichtung 51, eine vordere Bremsscheibe, eine Bremsenbetätigungsvorrichtung und eine Stelleinrichtung 52. Die vordere Bremsscheibe und die Bremsbetätigungsvorrichtung sind in 2 nicht gezeigt. Die Vorderbremse 51 ist so konfiguriert, dass sie die vordere Bremsscheibe derart festklemmt, dass das Vorderrad 102 gebremst wird. Die Stelleinrichtung 52 ist so konfiguriert, dass sie die vordere Bremsvorrichtung 51 betätigt. Die Steuerung 3 ist so konfiguriert, dass sie die Stelleinrichtung 52 gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen steuert. In dieser Ausführungsform ist die vordere Bremsanlage 5 als eine hydraulische Scheibenbremsanlage konfiguriert. Diese Erfindung kann aber auch auf eine Seilzugbremsanlage angewandt werden. Ferner kann, auch wenn die vordere Bremsanlage 5 in dieser Ausführungsform als eine Scheibenbremsanlage beschrieben ist, diese Erfindung auch zum Steuern anderer Arten von vorderen Bremsanlagen, z. B. einer vorderen Felgenbremsanlage, angewandt werden.
-
Die Steuerung 3 gibt ein Steuersignal zur Steuerung der Stelleinrichtung 52 aus. Empfängt die Stelleinrichtung 52 das Steuersignal von der Steuerung 3, betätigt die Stelleinrichtung 52 die vordere Bremsvorrichtung 51 so, dass die Bremskraft verringert wird. Die Stelleinrichtung 52 umfasst zum Beispiel einen Motor, der so konfiguriert ist, dass er ein Hydraulikfluid zur Bremsbetätigungsvorrichtung leitet.
-
Die Steuerung 3 ist mit der Stelleinrichtung 52 durch ein elektrisches Kabel verbunden. Alternativ kann die Steuerung 3 drahtlos mit der Stelleinrichtung 52 verbunden sein. Das heißt, die Steuerung 3 kann so konfiguriert sein, dass sie ein Funksignal zur Steuerung der Stelleinrichtung 52 gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen überträgt.
-
Ein Beispiel für die Arbeitsvorgänge des Bremssteuerungssystems 100 gemäß der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform werden nun unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 3 beschrieben.
-
In Schritt S1 erfasst das erste Erfassungssystem 2 die Fahrrad-Belastungsinformationen. Das erste Erfassungssystem 2 erfasst zum Beispiel den Hinterreifen-Luftdruck als die Fahrrad-Belastungsinformationen.
-
In Schritt S2 erhält die Steuerung 3 die Fahrrad-Belastungsinformationen von dem ersten Erfassungssystem 2. Im Speziellen erhält die Steuerung 3 die Fahrradinformationen von dem ersten Erfassungssystem 2 durch ein Kabel. Alternativ erhält die Steuerung 3 die Fahrradinformationen in einem Funksignal von dem ersten Erfassungssystem 2.
-
In Schritt S3 bestimmt die Steuerung 3 basierend auf den erhaltenen Fahrrad-Belastungsinformationen, ob das Hinterrad 103 vom Boden abhebt. Im Speziellen bestimmt die Steuerung 3, ob die erhaltenen Fahrrad-Belastungsinformationen über (oder unter) dem Schwellenwert liegen. Liegen die Fahrrad-Belastungsinformationen über (oder unter) dem Schwellenwert, bestimmt die Steuerung 3 basierend auf dem Boden, dass das Hinterrad 103 vom Boden abhebt.
-
Sind die Fahrrad-Belastungsinformationen beispielsweise der Hinterreifen-Luftdruck, bestimmt die Steuerung 3, ob der Hinterreifen-Luftdruck geringer als der Schwellenwert ist. Ist der Hinterreifen-Luftdruck geringer als der Schwellenwert, bestimmt die Steuerung 3, dass das Hinterrad 103 vom Boden abhebt.
-
Alternativ bestimmt die Steuerung 3 für den Fall, dass die Fahrrad-Belastungsinformationen zum Beispiel der Vorderreifen-Luftdruck sind, ob der Vorderreifen-Luftdruck höher ist als der Schwellenwert. Ist der Vorderreifen-Luftdruck höher als der Schwellenwert, bestimmt die Steuerung 3, dass das Hinterrad 103 vom Boden abhebt.
-
Die Steuerung 3 kann basierend auf der Abweichung der Fahrrad-Belastungsinformationen bestimmen, ob das Hinterrad 103 vom Boden abhebt. Im Speziellen berechnet die Steuerung 3 die Abweichung der Fahrrad-Belastungsinformationen. Die Steuerung 3 bestimmt, ob die Abweichung der Fahrrad-Belastungsinformationen über dem Schwellenwert liegt.
-
Bestimmt die Steuerung 3, dass das Hinterrad 103 vom Boden abhebt (JA in Schritt S3), dann fährt die Fahrradbremsanlage 100 mit Schritt S4 fort. Bestimmt die Steuerung 3, dass das Hinterrad 103 nicht vom Boden abhebt (NEIN in Schritt S3), fängt die Fahrradbremsanlage 100 wieder mit Schritt S1 an.
-
In Schritt S4 steuert die Steuerung 3 die vordere Bremsanlage 5. Im Speziellen steuert die Steuerung 3 die Stelleinrichtung 52. Noch spezieller gibt die Steuerung 3 zum Beispiel das Steuersignal für die Stelleinrichtung 52 aus. Nachdem sie das Steuersignal von der Steuerung 3 empfangen hat, betätigt die Stelleinrichtung 52 die vordere Bremsvorrichtung 51 so, dass die Bremskraft der vorderen Bremsvorrichtung 51 verringert wird. So wird verhindert, dass das Hinterrad 103 vom Boden abhebt.
-
Wie in 4 zu sehen ist, kann das Bremssteuerungssystem 100 ferner ein zweites Erfassungssystem 6 umfassen. Das zweite Erfassungssystem 6 ist so konfiguriert, dass es andere Fahrradinformationen erfasst. Die anderen Fahrradinformationen umfassen beispielsweise mindestens eines von Beschleunigung, Fahrradneigung in Längsrichtung und Hinterrad-Drehzahl. Die Steuerung 3 ist so konfiguriert, dass sie die vordere Bremsanlage 5 gemäß den Fahrrad-Belastungsinformationen und den anderen Fahrradinformationen steuert. Das zweite Erfassungssystem 6 umfasst mindestens einen Sensor 61.
-
Im Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sollen der Ausdruck „umfassend” und seine Ableitungen, wie hierin verwendet, offene Begriffe sein, die die Gegenwart der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritte spezifizieren, die Gegenwart anderer nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzer Zahlen und/oder Schritte jedoch nicht ausschließen. Vorstehendes gilt auch für Wörter ähnlicher Bedeutung, wie die Ausdrücke „enthalten”, „aufweisen” und ihre Ableitungen. Auch die Ausdrücke „Teil”, „Bereich”, „Abschnitt”, „Bauteil” oder „Element” können, wenn sie in der Einzahl verwendet werden, die doppelte Bedeutung von einem einzelnen Teil oder mehreren Teilen haben. Schließlich ist unter Ausdrücken des Grades wie „im Wesentlichen”, „etwa” und „ungefähr”, wie sie hierin verwendet werden, ein angemessenes Maß an Abweichung von dem modifizierten Ausdruck zu verstehen, so dass das Endergebnis nicht signifikant verändert wird.
-
Auch wenn zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung nur ausgewählte Ausführungsformen gewählt wurden, wird der Fachmann dieser Offenbarung entnehmen, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise können die Größe, Form, Lage oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten nach Bedarf und/oder wie gewünscht verändert werden. Komponenten, die als direkt verbunden oder einander kontaktierend gezeigt sind, können Zwischenstrukturen aufweisen, die zwischen ihnen eingeschoben sind. Die Funktionen von einem Element können von zwei Elementen ausgeübt werden, und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine andere Ausführungsform übernommen werden; in einer bestimmten Ausführungsform müssen nicht gleichzeitig alle Vorteile vorliegen. Jedes Merkmal, das gegenüber dem Stand der Technik einzigartig ist, allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen, sollte ebenso als eine separate Beschreibung weiterer Ausführungsformen des Anmelders angesehen werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch diese(s) Merkmal(e) verkörpert wird/werden. Somit dienen die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- erstes Erfassungssystem
- 3
- Steuerung
- 5
- vordere Bremsanlage
- 6
- zweites Erfassungssystem
- 21
- Sensor
- 51
- vordere Bremsvorrichtung
- 52
- Stelleinrichtung
- 61
- Sensor
- 100
- Fahrrad-Bremssteuerungssystem
- 101
- Fahrrad
- 102
- Vorderrad
- 103
- Hinterrad
- 104
- Rahmen
- 105
- Vorderradgabel
- 106
- Vorbau
- 107
- Lenker
- 108
- Sattelstütze
- 109
- Sattel
- 110
- Pedal
- 111
- Kurbelwelle
