DE102016107784A1

DE102016107784A1 - Fahrradsteuerung

Info

Publication number: DE102016107784A1
Application number: DE102016107784.4A
Authority: DE
Inventors: Etsuyoshi Watarai; Satoshi Shahana; Yoshinori Iino; Yasuhiro TSUCHIZAWA
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2016-11-03
Also published as: TWI665127B; US20160318583A1; US9573654B2; CN106080937A; TW201637933A; CN106080937B

Abstract

Es wird ein Fahrradmotorsteuersystem bereitgestellt. Das Fahrradmotorsteuersystem kann ausgebildet sein, einen Antriebsmotor zu steuern, der ausgebildet ist, eine Antriebskraft auszugeben. Die Steuerung kann ausgebildet sein, eine erste Nutzereingabe zu empfangen und die Antriebskraft basierend auf der ersten Nutzereingabe zu erhöhen, um somit ein Verstärkungsverhältnis einzustellen, und die Antriebskraft basierend auf einem anderen Faktor als der ersten Nutzereingabe automatisch zu reduzieren.

Description

HINTERGRUND
Elektrische antriebsunterstützte Fahrräder mit einem Verstärkungsschalter sind früher offenbart worden. Der Verstärkungsschalter wird vorgesehen, um die Antriebskraft von einem Antriebsmotor eines antriebsunterstützten Fahrrads zu erhöhen, während der Verstärkungsschalter durchgehend durch einen Fahrer betätigt wird. Die Antriebskraft wird ohne weiteres erhöht, wenn der Verstärkungsschalter durchgehend aktiviert wird, was es einem Fahrer ermöglicht, sich auf das Fahren zu konzentrieren, während die Antriebskraft ohne weiteres verändert wird. Jedoch stellen Systeme des Standes der Technik kein bequemes System bereit, damit sich der Fahrer auf das Fahren konzentrieren kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrradmotorsteuersystem eine Steuerung, die ausgebildet ist, einen Antriebsmotor zu steuern, der ausgebildet ist, eine Antriebskraft selektiv auszugeben. Die Steuerung ist ausgebildet, eine erste Nutzereingabe zu empfangen und die Antriebskraft basierend auf der ersten Nutzereingabe zu erhöhen, um somit ein Verstärkungsverhältnis einzustellen, und die Antriebskraft basierend auf einem anderen Faktor als der ersten Nutzereingabe automatisch zu reduzieren. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass Antriebskraft angemessen in Abhängigkeit von den Präferenzen eines Nutzers bereitgestellt und ohne aktiven Eingriff von dem Nutzer reduziert werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Faktor zumindest einer von Zeit, einer Fahrtdistanz des Fahrrads und einer Anzahl von Drehungen einer Kurbelwelle. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass Antriebskraft angemessen in Abhängigkeit von den Präferenzen eines Nutzers reduziert werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, den Antriebsmotor zu steuern, um die Antriebskraft in Abhängigkeit von einer manuellen Antriebskraft auszugeben. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Antriebsmotor selektiv Antriebskraft ausgeben kann, die für die Pedalbetätigungsenergie eines Nutzers, der das Fahrrad betätigt, angemessen ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, eine zweite Nutzereingabe zu empfangen, um ein Unterstützungsverhältnis aus einer Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen basierend auf der zweiten Nutzereingabe einzustellen, und das Unterstützungsverhältnis aufrechtzuerhalten, das durch die zweite Nutzereingabe eingestellt wurde. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass Antriebskraft angemessen in Abhängigkeit von den Präferenzen eines Nutzers bereitgestellt werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, das Unterstützungsverhältnis zu verändern, wenn die Steuerung die zweite Nutzereingabe oder die erste Nutzereingabe nach dem Aufrechterhalten des Unterstützungsverhältnisses empfängt. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer eine Option hat, das Unterstützungsverhältnis zu verändern, nachdem er ein anfängliches Unterstützungsverhältnis eingestellt hat.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fahrradmotorsteuersystem des Weiteren zumindest einen ersten Betätigungsschalter und einen zweiten Betätigungsschalter. Die Steuerung ist ausgebildet, die erste Nutzereingabe durch Betätigen des ersten Betätigungsschalters zu empfangen, und die zweite Nutzereingabe durch Betätigen des zweiten Betätigungsschalters zu empfangen. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer ohne weiteres ein Verstärkungsverhältnis und ein Unterstützungsverhältnis unter Verwendung von Betätigungsschaltern auswählen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform stellt die Steuerung das Verstärkungsverhältnis so ein, dass das Verstärkungsverhältnis höher ist als ein höchstes Unterstützungsverhältnis aus der Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer ohne weiteres die Ausgabe von Antriebskraft verstärken kann, indem er ein Verstärkungsverhältnis anstelle eines Unterstützungsverhältnisses auswählt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Nutzereingabe eine erste Verstärkungseingabe und eine zweite Verstärkungseingabe, die Steuerung stellt ein erstes Verstärkungsverhältnis als Reaktion auf die erste Verstärkungseingabe ein und stellt ein zweites Verstärkungsverhältnis als Reaktion auf die zweite Verstärkungseingabe ein, wobei das zweite Verstärkungsverhältnis größer ist als das erste Verstärkungsverhältnis. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer zwischen zwei Verstärkungsverhältnissen in Abhängigkeit von den Präferenzen des Nutzers auswählen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fahrradmotorsteuersystem des Weiteren einen Hebel. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer ohne weiteres ein Verstärkungsverhältnis mittels eines Fingers auswählen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hebel über einen ersten Winkelbereich betätigbar, um die erste Verstärkungseingabe zu erzeugen, und über einen zweiten Winkelbereich, der größer ist als der erste Winkelbereich, betätigbar, um die zweite Verstärkungseingabe zu erzeugen. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer ohne weiteres ein Verstärkungsverhältnis mittels eines Fingers auswählen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform hängt das erste Verstärkungsverhältnis von einem Unterstützungsverhältnis ab, das durch die Steuerung kurz vor dem Empfang der ersten Nutzereingabe aufrechterhalten wurde. Ein Vorteil dieses Aufbaus ist, dass sichergestellt werden kann, dass das erste Verstärkungsverhältnis größer als das Unterstützungsverhältnis und für den ausgewählten Unterstützungsmodus angemessen ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Verstärkungsverhältnis ein Unterstützungsverhältnis, das mit N multipliziert wird, wobei N > 1 und N eine ganze Zahl ist. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass die Erhöhung der Ausgabe der Antriebskraft ausgebildet werden kann, ein angemessener Betrag zu sein.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform verändert die Steuerung selektiv ein erstes Unterstützungsverhältnis in das Verstärkungsverhältnis, wenn die Steuerung die erste Nutzereingabe in einem Zustand empfängt, in dem die Steuerung das erste Unterstützungsverhältnis aufrechterhält. Die Steuerung verändert selektiv ein zweites Unterstützungsverhältnis in das erste Unterstützungsverhältnis, wenn die Steuerung die erste Nutzereingabe in einem Zustand empfängt, in dem die Steuerung das zweite Unterstützungsverhältnis aufrechterhält. Das Verstärkungsverhältnis ist größer als das erste Unterstützungsverhältnis, und das erste Unterstützungsverhältnis ist größer als das zweite Unterstützungsverhältnis. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass Antriebskraft angemessen in Abhängigkeit von den Präferenzen eines Nutzers erhöht oder verringert werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Nutzereingabe drahtlos an die Steuerung gesendet. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass die Platzierung der ersten Betätigungsvorrichtung und der Steuerung am Fahrrad flexibel sein kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kommuniziert die Steuerung mit dem Antriebsmotor über eine drahtgebundene Verbindung. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass die drahtgebundene Verbindung zwischen der Steuerung und dem Antriebsmotor weniger anfällig für elektromagnetische Interferenz ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerung einen Speicher, der Informationen über das Verstärkungsverhältnis und ein Unterstützungsverhältnis aufzeichnet. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer Verstärkungsverhältnis- und Unterstützungsverhältniseinstellungen zum Abruf bei späteren Fahrradtrainingseinheiten speichern kann. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer Verstärkungsverhältniseinstellungen und/oder Unterstützungsverhältniseinstellungen über einen Computer einstellen kann.
In einem zweiten Aspekt umfasst ein Fahrradmotorsteuersystem eine Steuerung, die ausgebildet ist, einen Antriebsmotor zu steuern, der ausgebildet ist, eine Antriebskraft auszugeben. Die Steuerung ist des Weiteren ausgebildet, die Antriebskraft basierend auf einer ersten Nutzereingabe zu erhöhen, um somit ein Verstärkungsverhältnis in einem ersten Zustand einzustellen, und ausgebildet, eine elektrische Komponente zu steuern, ohne das Verstärkungsverhältnis in einem zweiten Zustand, der sich von dem ersten Zustand unterscheidet, der auf der ersten Nutzereingabe basiert, einzustellen. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer eine Option hat, von einem Verstärkungsverhältnis auf ein Unterstützungsverhältnis umzuschalten, bei dem eine Antriebskraft auf einem Niveau bereitgestellt wird, das dem Nutzer dabei hilft, das Fahrrad zu schieben.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, eine zweite Nutzereingabe zu empfangen, ein Unterstützungsverhältnis aus einer Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen basierend auf der zweiten Nutzereingabe einzustellen, und das Unterstützungsverhältnis aufrechtzuerhalten, das durch die zweite Nutzereingabe eingestellt wurde. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass Antriebskraft angemessen in Abhängigkeit von den Präferenzen eines Nutzers bereitgestellt werden kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform stellt die Steuerung das Verstärkungsverhältnis so ein, dass das Verstärkungsverhältnis höher ist als ein höchstes Unterstützungsverhältnis aus der Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer ohne weiteres die Ausgabe von Antriebskraft verstärken kann, indem er ein Verstärkungsverhältnis anstelle eines Unterstützungsverhältnisses auswählt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, den Antriebsmotor zu steuern, eine vorgegebene Antriebskraft im zweiten Zustand auszugeben. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass eine Option existiert, eine Antriebskraft auf einem Niveau bereitzustellen, das dem Nutzer dabei hilft, das Fahrrad zu schieben.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform entspricht der erste Zustand einem Zustand, in dem der Nutzer eine manuelle Antriebskraft ausübt, und der zweite Zustand entspricht einem Zustand, in dem der Nutzer keine manuelle Antriebskraft ausübt und die Steuerung bestimmt, dass eine Geschwindigkeit eines Rades des Fahrrads unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegt. Ein potentieller Vorteil dieses Aufbaus ist, dass der Nutzer eine Option hat, von einem Verstärkungsverhältnis auf ein Unterstützungsverhältnis umzuschalten, bei dem eine Antriebskraft auf einem Niveau bereitgestellt wird, das dem Nutzer dabei hilft, das Fahrrad zu schieben.
Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form vorzustellen, die weiter in der detaillierten Beschreibung unten beschrieben werden. Diese Zusammenfassung soll nicht Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, und soll auch nicht dazu verwendet werden, den Umfang des beanspruchten Gegenstandes zu beschränken. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Ausführungen beschränkt, die einige oder alle der Nachteile beseitigen, die in irgendeinem Teil dieser Offenbarung aufgeführt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird beispielhaft und nicht einschränkend in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente anzeigen, und in denen:
1 zeigt ein Fahrradmotorsteuersystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm, das sich auf eine Steuerung, eine erste Betätigungsvorrichtung, eine Anzeige, eine zweite Betätigungsvorrichtung, einen Trittfrequenzsensor, einen Drehmomentsensor und einen Geschwindigkeitssensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bezieht.
3 zeigt eine erste Nutzerbetätigungsvorrichtung, eine zweite Betätigungsvorrichtung und eine Anzeige eines Fahrradmotorsteuersystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das das Verfahren zeigt, das durch eine Programlogik implementiert wird, die durch den Prozessor der Steuerung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
5A ist eine Tabelle, die die erste, zweite, dritte und vierte Ausführungsform der Konfigurationen des elektronischen Unterstützungsmodus der vorliegenden Erfindung zeigt.
5B ist eine Tabelle, die die fünfte, sechste und siebte Ausführungsform der Konfigurationen des elektronischen Unterstützungsmodus der vorliegenden Erfindung zeigt.
5C ist eine Tabelle, die die achte, neunte und zehnte Ausführungsform der Konfigurationen des elektronischen Unterstützungsmodus der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die 1 und 3 sind, falls nichts anderes angegeben ist, ungefähr maßstabsgetreu gezeichnet; falls gewünscht, können jedoch andere relative Abmessungen verwendet werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun wird eine ausgewählte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es wird Fachleuten aus dieser Offenbarung heraus ersichtlich sein, dass die folgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung nur zur Verdeutlichung vorgesehen ist, und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben ist.
Nimmt man anfänglich Bezug auf 1, wird ein Fahrradmotorsteuersystem 10 nach einer offenbarten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Ein antriebsunterstütztes Fahrrad, das ausgebildet ist, durch die Beinkraft eines Nutzers angetrieben zu werden, ist mit einem Rahmen 2, Rädern (Vorderrad 4 und Hinterrad 6), die angeordnet sind, am Rahmen 2 drehbar zu sein, einem Antriebsunterstützungsmechanismus 8, um dem Hinterrad 6 eine Antriebskraft zu liefern, einer Batterie 14, einer Steuerung 32 und einer Anzeige 18 versehen.
Die Steuerung 32, die Anzeige 18, eine erste Betätigungsvorrichtung 62 und eine zweite Betätigungsvorrichtung 16 können an dem Lenker des Fahrrads befestigt sein. Die Steuerung 32 ist ausgebildet, einen Antriebsmotor 30 zu steuern, der ausgebildet ist, um selektiv Antriebskraft an ein Rad eines Fahrrads auszugeben, wobei er die Antriebskraft in Abhängigkeit von einer manuellen Antriebskraft ausgibt. Die manuelle Antriebskraft stammt von der Pedalbetätigungsenergie eines Nutzers, der das Fahrrad betätigt. Die Batterie 14 kann an einem hinteren Träger (nicht gezeigt), einem Rahmen 2 oder sowohl dem hinteren Träger als auch dem Rahmen 2 befestigt sein. Die Batterie 14 liefert elektrische Energie an den Antriebsunterstützungsmechanismus 8.
Der Antriebsunterstützungsmechanismus 8 ist mit einem Kurbelabschnitt 20, einer Kette 22 zum Übertragen von Energie von dem Kurbelabschnitt 20 und einem hinteren Zahnkranz 24 ausgerüstet, der durch die Kette 22 angetrieben wird und auf der Achse des Hinterrades angeordnet ist. Der Kurbelabschnitt 20 ist mit einer Kurbelwelle 26, einem vorderen Zahnkranz 28, der Drehenergie von der Kurbelwelle 26 an die Kette 22 überträgt, und einer Antriebseinheit 29 mit einem Antriebsmotor 30 ausgerüstet, das das Hinterrad mit einer Antriebsunterstützung versieht. Die Kurbelwelle 26 und der vordere Zahnkranz sind durch die Antriebseinheit 29 drehbar gelagert. Die Antriebseinheit 29 ist am Rahmen 2 fixiert.
Die Drehenergie der Kurbelwelle 26 wird an den vorderen Zahnkranz 28 durch die Freilaufkupplung übertragen. Die Freilaufkupplung erlaubt nicht, dass sich die Drehenergie der Kurbelwelle 26 an den vorderen Zahnkranz 28 überträgt, wenn sich die Kurbelwelle 26 in einer Richtung rückwärts (oder gegen den Uhrzeigersinn) dreht, während sie erlaubt, dass sich die Drehenergie der Kurbelwelle 26 an den vorderen Zahnkranz 28 überträgt, wenn sich die Kurbelwelle 26 in einer Richtung vorwärts (oder im Uhrzeigersinn) dreht. Die Drehung in einer Richtung vorwärts ist als die Drehrichtung der Kurbelwelle 26 definiert, wenn sich das antriebsunterstützte Fahrrad in einer Richtung vorwärts bewegt. In anderen Ausführungsformen kann es sein, dass die Freilaufkupplung nicht im Übertragungsweg zwischen der Kurbelwelle 26 und dem vorderen Zahnkranz 28 vorgesehen ist, wobei in diesem Fall ein Nutzer eine Rücktrittbremse betätigen kann, die an der Nabe des Hinterrades vorgesehen ist.
Die Drehenergie des Antriebsmotors 30 wird an die Kette über einen Abbremsmechanismus übertragen. Der Abbremsmechanismus, der eine Kombination mehrerer Zahnräder umfasst, liefert eine Ausgangsleistung an den vorderen Zahnkranz 28, um die Drehzahl der Achse des Antriebsmotors 30 zu verlangsamen. Ein Getriebemechanismus mit mehreren Gangstufen kann zwischen der Kurbelwelle 26 und dem vorderen Zahnkranz 28 in der Antriebseinheit 29 angeordnet sein, oder in einer hinteren Nabe des Hinterrades 6 als eine Innenzahnradnabe, oder an einem hinteren Ende des Rahmens 2 als ein hinterer Umwerfer.
Nimmt man Bezug auf 2, umfasst das Fahrradmotorsteuersystem 10 eine Steuerung 32, eine erste Betätigungsvorrichtung 62 und eine zweite Betätigungsvorrichtung 16. Die Steuerung 32 ist ausgebildet, eine zweite Nutzereingabe von der zweiten Betätigungsvorrichtung 16 zu empfangen, die kommunizierend mit der Steuerung 32 gekoppelt ist, um ein Unterstützungsverhältnis aus der Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen basierend auf der zweiten Nutzereingabe einzustellen, und das Unterstützungsverhältnis aufrechtzuerhalten, das durch die zweite Nutzereingabe eingestellt wurde. Die Steuerung 32 umfasst einen Speicher, der Informationen über ein Verstärkungsverhältnis und ein Unterstützungsverhältnis aufzeichnet, einen Prozessor und einen Inverter zum Aktivieren eines Antriebsmotors 30. Der Speicher ist bevorzugt nichtflüchtig. Die Steuerung 32 ist kommunizierend mit einem Antriebsmotor 30 und einer Anzeige 18 gekoppelt. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 32 mit dem Antriebsmotor 30 über eine drahtlose Verbindung kommunizieren, während in anderen Ausführungsformen die Steuerung 32 mit dem Antriebsmotor 30 über eine drahtgebundene Verbindung kommunizieren kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das Fahrradmotorsteuersystem 10 zumindest einen ersten Betätigungsschalter als eine erste Betätigungsvorrichtung 62 und einen zweiten Betätigungsschalter als eine zweite Betätigungsvorrichtung 16 umfassen. Die Steuerung kann ausgebildet sein, die erste Nutzereingabe durch Betätigen des ersten Betätigungsschalters zu empfangen, und die zweite Nutzereingabe durch Betätigen des zweiten Betätigungsschalters zu empfangen.
Eine erste Betätigungsvorrichtung 62, die ausgebildet ist, eine erste Nutzereingabe an die Steuerung 32 zu übertragen, ist kommunizierend mit der Steuerung 32 verbunden, um Signale zu senden, die der ersten Nutzereingabe entsprechen. Als Reaktion darauf ist die Steuerung 32 ausgebildet, die erste Nutzereingabe zu empfangen und die Antriebskraft basierend auf der ersten Nutzereingabe zu erhöhen, um somit ein Verstärkungsverhältnis einzustellen, und die Antriebskraft basierend auf einem anderen Faktor als der ersten Nutzereingabe automatisch zu reduzieren. Die Steuerung 32 kann die Antriebskraft automatisch auf das Unterstützungsverhältnis verringern, bevor die erste Nutzereingabe empfangen wird, oder die Antriebskraft auf ein Unterstützungsverhältnis reduzieren, das größer ist als das Unterstützungsverhältnis, bevor die erste Nutzereingabe durch die Steuerung 32 empfangen wurde. Wenn beispielsweise die Steuerung 32 die erste Nutzereingabe im normalen Unterstützungsmodus empfängt, erhöht die Steuerung 32 die Antriebskraft auf ein Verstärkungsverhältnis, das größer ist als die Antriebskraft im hohen Unterstützungsmodus, anschließend verringert die Steuerung 32 automatisch die Antriebskraft auf eine Antriebskraft, die dem hohen Unterstützungsmodus entspricht. Der Faktor kann zumindest eines von Zeit, einer Fahrtdistanz des Fahrrads und einer Anzahl von Drehungen einer Kurbelwelle 26 sein. Bei einigen Ausführungsformen stellt die Steuerung 32 das Verstärkungsverhältnis so ein, dass das Verstärkungsverhältnis höher ist als das höchste Unterstützungsverhältnis aus einer Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen. Die erste Nutzereingabe kann drahtlos an die Steuerung gesendet werden, oder über eine drahtgebundene Verbindung gesendet werden.
Die Steuerung 32 des Fahrrads ist ausgebildet, eine Eingabe von einem Trittfrequenzsensor 36, einem Drehmomentsensor 38 und einem Geschwindigkeitssensor 40 zu empfangen, die kommunizierend mit der Steuerung 32 gekoppelt sind. Der Trittfrequenzsensor 36 ist an dem Kurbelabschnitt 20 vorgesehen und detektiert die Drehungen einer Kurbelwelle 26. Beispielsweise kann der Trittfrequenzsensor 36 einen Sensor umfassen, der einen Magneten detektiert, der an einem Kurbelarm befestigt ist.
Der Drehmomentsensor 38 ist auch an dem Kurbelabschnitt 20 vorgesehen. Entlang des Übertragungsweges zwischen der Kurbelwelle 26 und dem vorderen Zahnkranz 28 sind Energieübertragungsteile vorgesehen, um die Drehenergie der Kurbelwelle 26 an den vorderen Zahnkranz 28 zu übertragen. Der Drehmomentsensor 38 detektiert das Drehmoment von den Energieübertragungsteilen. Das Drehmoment entspricht der Pedalbetätigungsenergie, die auf die Pedale des antriebsunterstützten Fahrrads ausgeübt wird.
Der Geschwindigkeitssensor 40 ist an einer Kettenstrebe des Rahmens 2 vorgesehen und detektiert die Drehzahl des Hinterrads. Beispielsweise kann der Geschwindigkeitssensor 40 einen Magneten detektieren, der an dem Hinterrad fixiert ist. Die Steuerung 32 kann das Drehmoment basierend auf einem Signal berechnen, das durch den Drehmomentsensor 38 gesendet wird, und kann eine Geschwindigkeit des antriebsunterstützten Fahrrads basierend auf einem Signal berechnen, das von dem Geschwindigkeitssensor 40 gesendet wird. Die berechneten Ergebnisse können auf der Anzeige 18 gezeigt werden. Die Steuerung 32 definiert das Ziel-Antriebsunterstützungsverhältnis basierend auf der berechneten Geschwindigkeit und dem berechneten Drehmoment und ist ausgebildet, das vorgegebene Unterstützungsverhältnis oder Verstärkungsverhältnis des Fahrrads in Abhängigkeit von der Eingabe von zumindest einem Drehmomentsensor 38 und einem Geschwindigkeitssensor 40 zu verringern, die elektronisch mit der Steuerung gekoppelt sind. Bei anderen Ausführungsformen ist die Steuerung 32 ausgebildet, das vorgegebene Unterstützungsverhältnis oder Verstärkungsverhältnis in Abhängigkeit von der Eingabe von zumindest einem Trittfrequenzsensor 36 zu verringern. Die Ziel-Unterstützungsenergie kann durch eine vordefinierte Abbildung definiert sein.
Die vordefinierte Abbildung regelt das Unterstützungsverhältnis bezüglich der Fahrradgeschwindigkeiten. Das Unterstützungsverhältnis ist definiert als das Verhältnis einer Pedalbetätigungsenergie eines Nutzers zu der Energie, die durch den Antriebsmotor 30 geliefert wird. Die vordefinierte Abbildung ist für jeden vorgegebenen elektronischen Unterstützungsmodus ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen kann anstelle einer vordefinierten Abbildung eine Gleichung das Ziel-Antriebsunterstützungsverhältnis definieren.
Die elektronischen Unterstützungsmodi umfassen einen hohen Unterstützungsmodus (erster Unterstützungsmodus), einen normalen Unterstützungsmodus (zweiter Unterstützungsmodus), einen Eco-Unterstützungsmodus (dritter Unterstützungsmodus) und einen AUS-Modus. Bei anderen Ausführungsformen kann es sein, dass die elektronischen Unterstützungsmodi nur einen EIN-Modus und einen AUS-Modus umfassen. Im AUS-Modus liefert der Antriebsmotor 30 keine Unterstützungsenergie. Der hohe Unterstützungsmodus ist ein elektronischer Unterstützungsmodus, der eine größere Unterstützungsenergie als beim normalen Unterstützungsmodus innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs liefert. Der Eco-Unterstützungsmodus ist ein elektronischer Unterstützungsmodus, der weniger Unterstützungsenergie als beim normalen Unterstützungsmodus innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs liefert.
Nimmt man Bezug auf 3, wird dort eine Anzeige 18 dargestellt. Beispielsweise kann die Anzeige 18 auf der benachbarten linken Seite des rechten Griffs 11b des Lenkers 11 angeordnet sein. Die Anzeige 18 ist mit Anzeigeleuchten versehen. Die erste Anzeigeleuchte 52 leuchtet, wenn der elektronische Unterstützungsmodus auf den hohen Unterstützungsmodus eingestellt ist. Die zweite Anzeigeleuchte 54 leuchtet, wenn der elektronische Unterstützungsmodus auf den normalen Unterstützungsmodus eingestellt ist. Die dritte Anzeigeleuchte 56 leuchtet, wenn der elektronische Unterstützungsmodus auf den Eco-Unterstützungsmodus eingestellt ist. Die vierte Anzeigeleuchte 58 leuchtet, wenn der elektronische Unterstützungsmodus auf den AUS-Modus eingestellt ist. Die Anzeige 18 kann eine LED-Anzeigevorrichtung oder eine Flüssiganzeige umfassen. Wenn die Anzeige 18 ein Flüssigdisplay umfasst, können die Anzeigeleuchten mit Markierungen ersetzt werden, die aus Zeichen auf der Anzeige 18 bestehen, so dass die Markierungen ohne weiteres voneinander unterscheidbar sind.
Nimmt man Bezug auf 3, wird eine zweite Betätigungsvorrichtung 16 vorgesehen. Der elektronische Unterstützungsmodus des Antriebsmotors 30 wird durch einen Nutzer geschaltet, der den Eingabeabschnitt 34 betätigt. Die zweite Betätigungsvorrichtung 16 ist benachbart zum Griff vorgesehen. Beispielsweise kann die zweite Betätigungsvorrichtung 16 angrenzend an die Anzeige 18, benachbart zum linken Griff oder einem rechten Griff 11b vorgesehen sein. Der Eingabeabschnitt 34 umfasst den ersten Betätigungsschalter 42 und den zweiten Betätigungsschalter 44. Die Schalter können beispielsweise Druckknopfschalter, Berührungsschalter oder Schiebeschalter umfassen. Wenn die zweite Betätigungsvorrichtung 16 an dem Lenker 11 befestigt ist, ist der erste Betätigungsschalter 42 an einer niedrigeren Position als der zweite Betätigungsschalter 44 angeordnet.
Wenn der erste Betätigungsschalter 42 und der zweite Betätigungsschalter 44 betätigt werden, geben sie Betätigungssignale an die Steuerung 32 aus, wobei sie Betätigungssignale mit jedem Druck, jeder Berührung oder Schiebebetätigung senden. Die Steuerung 32 empfängt Betätigungssignale von dem ersten Betätigungsschalter 42 und dem zweiten Betätigungsschalter 44 und schaltet als Reaktion darauf den elektronischen Unterstützungsmodus des Antriebsmotors 30 in Abhängigkeit von den Betätigungssignalen um. Im Prinzip schaltet die Steuerung 32, wenn die Steuerung 32 ein Betätigungssignal von dem ersten Betätigungsschalter 42 empfängt, den Antriebsmotor 30 in einen elektronischen Unterstützungsmodus um, der eine schwächere Unterstützungsenergie liefert. Wenn beispielsweise sich der gegenwärtige elektronische Unterstützungsmodus im hohen Unterstützungsmodus befindet, schaltet die Steuerung 32 den Antriebsmotor 30 in den normalen Unterstützungsmodus um. Wenn sich der gegenwärtige elektronische Unterstützungsmodus im normalen Unterstützungsmodus befindet, schaltet die Steuerung 32 den Antriebsmotor 30 in den Eco-Unterstützungsmodus um. Wenn sich der gegenwärtige elektronische Unterstützungsmodus im Eco-Unterstützungsmodus befindet, schaltet die Steuerung 32 den Antriebsmotor 30 in den AUS-Modus um.
Umgekehrt schaltet die Steuerung 32, wenn die Steuerung 32 ein Betätigungssignal von dem zweiten Betätigungsschalter 44 empfängt, den Antriebsmotor 30 in einen elektronischen Unterstützungsmodus um, der eine stärkere Unterstützungsenergie liefert. Wenn beispielsweise sich der gegenwärtige elektronische Unterstützungsmodus im AUS-Modus befindet, schaltet die Steuerung 32 den Antriebsmotor 30 in den Eco-Unterstützungsmodus um. Wenn sich der gegenwärtige elektronische Unterstützungsmodus im Eco-Unterstützungsmodus befindet, schaltet die Steuerung 32 den Antriebsmotor 30 in den normalen Unterstützungsmodus um. Wenn sich der gegenwärtige elektronische Unterstützungsmodus im normalen Unterstützungsmodus befindet, schaltet die Steuerung 32 den Antriebsmotor 30 in den hohen Unterstützungsmodus um.
Nimmt man Bezug auf 3, wird eine erste Betätigungsvorrichtung 62 vorgesehen. Die erste Betätigungsvorrichtung 62 wird durch einen Nutzer geschaltet, der den Verstärkungsschalter 68 betätigt. Die erste Betätigungsvorrichtung 62 ist benachbart zum Griff vorgesehen. Beispielsweise kann die erste Betätigungsvorrichtung 62 benachbart zum linken Griff oder einem rechten Griff 11b vorgesehen sein. Der Verstärkungsschalter 68 kann beispielsweise einen Druckknopfschalter, Berührungsschalter oder Schiebeschalter umfassen. Die erste Betätigungsvorrichtung 62 kann bevorzugt an einer Position am Lenker 10 befestigt sein, die sich innerhalb der Reichweite des Daumens eines Nutzers befindet, wenn der Lenker 11 durch den Nutzer gegriffen wird. Somit kann der Nutzer die erste Betätigungsvorrichtung 62 betätigen, während er den Lenker 11 greift. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Betätigungsvorrichtung 62 benachbart zum rechten Griff 11b befestigt. Die erste Betätigungsvorrichtung 62 kann einstückig mit der Anzeige 18 und der zweiten Betätigungsvorrichtung 16 ausgebildet sein, oder separat weg von der Anzeige 18 und der zweiten Betätigungsvorrichtung 16 ausgebildet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Fahrradmotorsteuersystem 10 des Weiteren einen Hebel umfassen. Genauer kann die erste Betätigungsvorrichtung 62 einen Hebel 61 umfassen, der über einen ersten Winkelbereich betätigbar ist, um die erste Verstärkungseingabe zu erzeugen, und über einen zweiten Winkelbereich, der größer ist als der erste Winkelbereich, betätigbar ist, um die zweite Verstärkungseingabe zu erzeugen.
Nimmt man ebenfalls Bezug auf 2, wenn die Steuerung 32 eine Eingabe von zumindest einem Drehmomentsensor 38 und einem Geschwindigkeitssensor 40 empfängt, die mit der Steuerung 32 elektronisch gekoppelt sind, und bestimmt, dass die Geschwindigkeit des Rades sich unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit befindet und das Drehmoment sich unterhalb eines vorgegebenen Drehmoments befindet, ist dann die Steuerung 32 ausgebildet, selektiv die Antriebskraft des Antriebsmotors 30 auf ein vorbestimmtes Laufniveau zu verringern, in einem Laufmodus, als Reaktion auf den Empfang der ersten Nutzereingabe. Dementsprechend kann die Aktivierung des Laufmodus auf einer Anzeige 18 oder 64 angezeigt werden. Wenn der Antriebsmotor 30 im Laufmodus arbeitet, wird es bevorzugt, den Antriebsmotor zwangsweise zu stoppen, wenn zumindest eine vorgegebene Last am Antriebsmotor 30 erfasst wird. Es ist bevorzugt, dass die Steuerung 32 allmählich als Reaktion auf ein Signal, den Antriebsmotor zwangsweise zu stoppen, das Ziel-Drehmomentniveau oder das Ziel-Antriebsunterstützungsverhältnis des Antriebsmotors 30 verringert. Wenn ein Nutzer das antriebsunterstützte Fahrrad schiebt, wird es auf diese Weise für einen Nutzer einfach sein, das Fahrrad mit einem einfachen Anschieben oder einen Stups gegen das Fahrrad zu starten.
Nimmt man Bezug auf 4, verdeutlicht ein Ablaufdiagramm das Verfahren 100, das durch die Programlogik implementiert wird, die durch den Prozessor der Steuerung ausgeführt wird, die Ausgaben von Sensoren, einer zweiten Betätigungsvorrichtung und einer ersten Betätigungsvorrichtung empfängt und Steuersignale an einen Antriebsmotor sendet, um zu bewirken, dass der Antriebsmotor eine Antriebskraft bei einem vorgegebenen Unterstützungsverhältnis, Verstärkungsverhältnis oder Laufmodusniveau an ein Rad des Fahrrads in einem elektronischen Unterstützungsmodus überträgt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Bei Schritt S1 liest die Steuerung eine Nutzerauswahl des elektronischen Unterstützungsmodus aus, welche ein hoher Unterstützungsmodus, ein normaler Unterstützungsmodus, ein Eco-Unterstützungsmodus oder ein AUS-Modus sein kann. Alternativ kann der elektronische Unterstützungsmodus ein EIN-Modus oder ein AUS-Modus sein. Bei Schritt S2 liest die Steuerung den Aktivierungsstatus des Verstärkerschalters oder der ersten Betätigungsvorrichtung aus. Im Schritt S3 bestimmt die Steuerung, ob der Verstärkungsschalter aktiviert wurde oder nicht. Wenn der Verstärkungsschalter nicht aktiviert worden ist, fährt die Steuerung damit fort, zu bewirken, dass der Antriebsmotor selektiv eine Antriebskraft bei einem Unterstützungsverhältnis des ausgewählten Unterstützungsmodus ausgibt (Schritt S5). Wenn der Verstärkungsschalter aktiviert worden ist, bestimmt die Steuerung, ob die Bedingungen erfüllt wurden, um selektiv Energie bei einem zweiten Unterstützungsverhältnis oder dem Unterstützungsverhältnis des Laufmodus auszugeben (Schritt S4). Die vorgegebenen Bedingungen für den Laufmodus können eine Geschwindigkeit des Rades unterhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellenwerts und ein Drehmoment des Rades sein, das unterhalb eines vorgegeben Drehmomentschwellenwerts liegt. Wenn die vorgegebenen Bedingungen für den Laufmodus erfüllt wurden, dann ist die Steuerung ausgebildet, das Unterstützungsverhältnis auf das des Laufmodus zu ändern, wenn die Steuerung die zweite Nutzereingabe oder die erste Nutzereingabe nach dem Aufrechterhalten des Unterstützungsverhältnisses empfängt, so dass die Antriebskraft des Antriebsmotors auf das zweite Unterstützungsverhältnis oder das Unterstützungsverhältnis des Laufmodus verändert wird (Schritt S6). Wenn die vorgegebenen Bedingungen für den Laufmodus nicht erfüllt wurden, dann verändert die Steuerung selektiv das erste Unterstützungsverhältnis auf das Verstärkungsverhältnis, wenn die Steuerung die erste Nutzereingabe in einem Zustand empfängt, in dem die Steuerung das erste Unterstützungsverhältnis aufrechterhält, so dass der Antriebsmotor anfängt, basierend auf der ersten Nutzereingabe selektiv die Antriebskraft an das Rad des Fahrrads bei einem Verstärkungsverhältnis auszugeben, das höher ist als ein Unterstützungsverhältnis (Schritt S7). Wenn sich das Fahrrad in einem Zustand befindet, in dem die Steuerung ein zweites Unterstützungsverhältnis aufrechterhält, das das Unterstützungsverhältnis des Laufmodus ist, verändert die Steuerung selektiv das zweite Unterstützungsverhältnis in das erste Unterstützungsverhältnis, wenn die Steuerung die erste Nutzereingabe empfängt (Schritt S7). Es ist ersichtlich, dass das Verstärkungsverhältnis größer ist als das erste Unterstützungsverhältnis, und das erste Unterstützungsverhältnis ist größer als das zweite Unterstützungsverhältnis. Dann bestimmt die Steuerung ob eine vorgegebene Verstärkungsstoppbedingung aufgetreten ist (Schritt S8). Unter der vorgegebenen Verstärkungsstoppbedingung ist die Steuerung ausgebildet, die Antriebskraft basierend auf einem anderen Faktor als der ersten Nutzereingabe automatisch zu reduzieren. Dieser Faktor kann zumindest eines von Zeit, einer Fahrtdistanz des Fahrrads und einer Anzahl von Drehungen einer Kurbelwelle sein. Wenn die vorgegebene Verstärkungsstoppbedingung aufgetreten ist, ist die Steuerung ausgebildet, den Verstärkungsschalter zu deaktivieren oder die Antriebskraft von dem Verstärkungsverhältnis, das durch die erste Nutzereingabe eingestellt wurde, automatisch zu reduzieren (Schritt S9). Andernfalls kehrt der Algorithmus zu Schritt S1 zurück, wo die Steuerung eine Nutzerauswahl eines elektronischen Unterstützungsmodus ausliest.
Nimmt man Bezug auf 5A, sind vier der zumindest zehn Ausführungsformen der Konfigurationen des elektronischen Unterstützungsmodus der vorliegenden Erfindung gezeigt. Obwohl der AUS-Modus aus den Tabellen weggelassen ist, wird angenommen, dass alle Ausführungsformen den AUS-Modus als einen der elektronischen Unterstützungsmodi umfassen. In der ersten Ausführungsform ist die zweite Betätigungsvorrichtung ausgebildet, eine zweite Nutzereingabe zu übertragen, und als Reaktion darauf zu bewirken, dass die Steuerung bewirkt, dass der Antriebsmotor selektiv eine Antriebskraft bei nur einem vorgegebenen Unterstützungsverhältnis ausgibt; und die erste Betätigungsvorrichtung ist ausgebildet, eine erste Nutzereingabe zu empfangen, und als Reaktion darauf zu bewirken, dass die Steuerung bewirkt, dass der Antriebsmotor beginnt, selektiv eine Antriebskraft bei einem vorgegebenen Verstärkungsverhältnis ausgibt, das höher ist als das vorgegebene Unterstützungsverhältnis.
In der zweiten Ausführungsform ist die zweite Betätigungsvorrichtung ebenfalls ausgebildet, eine zweite Nutzereingabe zu übertragen, und als Reaktion darauf zu bewirken, dass die Steuerung bewirkt, dass der Antriebsmotor selektiv eine Antriebskraft bei nur einem vorgegebenen Unterstützungsverhältnis ausgibt; und die erste Betätigungsvorrichtung ist ausgebildet, eine erste Nutzereingabe zu empfangen, und als Reaktion darauf zu bewirken, dass die Steuerung bewirkt, dass der Antriebsmotor beginnt, selektiv eine Antriebskraft bei einem vorgegebenen Verstärkungsverhältnis ausgibt, das höher ist als das vorgegebene Unterstützungsverhältnis. Ferner ist die ersten Betätigungsvorrichtung des Weiteren ausgebildet, eine erste Nutzereingabe zu empfangen, die eine erste Verstärkungseingabe und eine zweite Verstärkungseingabe umfasst, und die Steuerung stellt ein erstes Verstärkungsverhältnis als Reaktion auf die erste Verstärkungseingabe ein und stellt ein zweites Verstärkungsverhältnis als Reaktion auf die zweite Verstärkungseingabe ein, wobei das zweite Verstärkungsverhältnis größer ist als das erste Verstärkungsverhältnis. Dies bewirkt, dass der Antriebsmotor bei Empfang der ersten Verstärkungseingabe beginnt, selektiv die Antriebskraft auf ein erstes Verstärkungsverhältnis zu erhöhen, und die Antriebskraft bei Empfang der zweiten Verstärkungseingabe auf das zweite Verstärkungsverhältnis zu erhöhen. Das erste Verstärkungsverhältnis hängt von einem Unterstützungsverhältnis ab, das durch die Steuerung kurz vor dem Empfang der ersten Nutzereingabe aufrechterhalten wurde, so dass das erste Verstärkungsverhältnis ausgebildet ist, größer zu sein als das Unterstützungsverhältnis kurz vor der Erhöhung der Antriebskraft auf das erste Verstärkungsverhältnis. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Betätigungsvorrichtung einen Hebel umfassen, der über einen ersten Winkelbereich betätigbar ist, um die erste Verstärkungseingabe zu erzeugen, und über einen zweiten Winkelbereich, der größer ist als der erste Winkelbereich, betätigbar ist, um die zweite Verstärkungseingabe zu erzeugen.
Bei der dritten Ausführungsform bewirkt die Eingabe, die durch die erste Betätigungsvorrichtung empfangen wurde, dass die Steuerung bewirkt, dass der Antriebsmotor eine Antriebskraft in einem von drei vorgegebenen elektronischen Unterstützungsmodi überträgt: einem hohen Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem ersten Unterstützungsverhältnis auf ein erstes Verstärkungsverhältnis erhöht; einem normalen Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem zweiten Unterstützungsverhältnis auf das erste Verstärkungsverhältnis erhöht; und einem Eco-Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem dritten Unterstützungsverhältnis auf das erste Verstärkungsverhältnis erhöht. Das erste Verstärkungsverhältnis ist ausgebildet, größer zu sein als das erste Unterstützungsverhältnis.
In der vierten Ausführungsform ist die dritte Ausführungsform des Weiteren derart ausgebildet, dass die Steuerung des Weiteren ausgebildet ist, eine zweite Verstärkungseingabe zu empfangen, wobei die erste Nutzereingabe eine erste Verstärkungseingabe ist, und im hohen Unterstützungsmodus, im normalen Unterstützungsmodus und im Eco-Unterstützungsmodus wird die Antriebskraft selektiv in das erste Unterstützungsverhältnis verändert, nachdem die Steuerung die zweite Verstärkungseingabe empfängt, um zu bewirken, dass der Antriebsmotor die selektive Erhöhung der Antriebskraft des Antriebsmotors auf das erste Unterstützungsverhältnis beendet.
Nimmt man Bezug auf 5B, sind drei der zumindest zehn Ausführungsformen der Konfigurationen des elektronischen Unterstützungsmodus der vorliegenden Erfindung gezeigt. Obwohl der AUS-Modus aus den Tabellen weggelassen ist, wird angenommen, dass alle Ausführungsformen den AUS-Modus als einen der elektronischen Unterstützungsmodi umfassen. In der fünften Ausführungsform ist die dritte Ausführungsform des Weiteren derart ausgebildet, dass die Steuerung des Weiteren ausgebildet ist, eine zweite Verstärkungseingabe zu empfangen, wobei die erste Nutzereingabe eine erste Verstärkungseingabe ist, und im hohen Unterstützungsmodus, im normalen Unterstützungsmodus und im Eco-Unterstützungsmodus wird die Antriebskraft selektiv auf ein zweites Verstärkungsverhältnis erhöht, nachdem die Steuerung die zweite Verstärkungseingabe empfängt, um zu bewirken, dass der Antriebsmotor die selektive Erhöhung der Antriebskraft des Antriebsmotors auf das erste Unterstützungsverhältnis beendet. Das zweite Verstärkungsverhältnis ist ausgebildet, größer zu sein als das erste Verstärkungsverhältnis. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Betätigungsvorrichtung einen Hebel umfassen, der über einen ersten Winkelbereich betätigbar ist, um die erste Verstärkungseingabe zu erzeugen, und über einen zweiten Winkelbereich, der größer ist als der erste Winkelbereich, betätigbar ist, um die zweite Verstärkungseingabe zu erzeugen.
Bei der sechsten Ausführungsform bewirkt die erste Nutzereingabe, die durch die Steuerung empfangen wurde, dass die Steuerung bewirkt, dass der Antriebsmotor eine Antriebskraft selektiv in einem von drei vorgegebenen elektronischen Unterstützungsmodi ausgibt: einem hohen Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem ersten Unterstützungsverhältnis (A1) in ein erstes Verstärkungsverhältnis erhöht, das ein Unterstützungsverhältnis ist, das mit N multipliziert wird, wobei N > 1 und N eine ganze Zahl ist. Genauer ist das erste Verstärkungsverhältnis als A1 × N definiert; einem normalen Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem zweiten Unterstützungsverhältnis (A2) auf ein zweites Verstärkungsverhältnis erhöht, das als A2 × N definiert ist; und einem einem Eco-Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem dritten Unterstützungsverhältnis (A3) auf das dritte Verstärkungsverhältnis erhöht, das als A3 × N definiert ist.
Bei der siebten Ausführungsform bewirkt die erste Nutzereingabe, die durch die Steuerung empfangen wurde, dass die Steuerung bewirkt, dass der Antriebsmotor selektiv eine Antriebskraft in einem von drei vorgegebenen elektronischen Unterstützungsmodi ausgibt: einem hohen Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem ersten Unterstützungsverhältnis auf ein erstes Verstärkungsverhältnis erhöht; einem normalen Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem zweiten Unterstützungsverhältnis auf das erste Unterstützungsverhältnis erhöht; und einem Eco-Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem dritten Unterstützungsverhältnis auf das zweite Unterstützungsverhältnis erhöht. Das erste Verstärkungsverhältnis ist ausgebildet, größer zu sein als das erste Unterstützungsverhältnis.
Nimmt man Bezug auf 5C, sind drei der zumindest zehn Ausführungsformen der Konfigurationen des elektronischen Unterstützungsmodus der vorliegenden Erfindung gezeigt. Obwohl der AUS-Modus aus den Tabellen weggelassen ist, wird angenommen, dass alle Ausführungsformen den AUS-Modus als einen der elektronischen Unterstützungsmodi umfassen. Bei der achten Ausführungsform bewirkt die erste Nutzereingabe, die durch die Steuerung empfangen wurde, dass die Steuerung bewirkt, dass der Antriebsmotor selektiv eine Antriebskraft in einem von drei vorgegebenen elektronischen Unterstützungsmodi ausgibt: einem hohen Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem ersten Unterstützungsverhältnis auf ein erstes Verstärkungsverhältnis erhöht; einem normalen Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem zweiten Unterstützungsverhältnis auf das erste Verstärkungsverhältnis erhöht; und einem Eco-Unterstützungsmodus, in dem die Steuerung selektiv die Antriebskraft von einem dritten Unterstützungsverhältnis auf das erste Unterstützungsverhältnis erhöht. Das erste Verstärkungsverhältnis ist ausgebildet, größer zu sein als das erste Unterstützungsverhältnis.
In der neunten und zehnten Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, einen Antriebsmotor zu steuern, der ausgebildet ist, eine Antriebskraft in zwei Zuständen auszugeben: im ersten Zustand ist die Steuerung ausgebildet, die Antriebskraft basierend auf einer ersten Nutzereingabe zu erhöhen, um somit ein Verstärkungsverhältnis einzustellen; im zweiten Zustand, der sich von dem ersten Zustand unterscheidet, der auf der ersten Eingabe basiert, ist die Steuerung ausgebildet, eine elektrische Komponente zu steuern, ohne das Verstärkungsverhältnis in einem zweiten Zustand einzustellen. Der erste Zustand entspricht einem Zustand, in dem der Nutzer eine manuelle Antriebskraft ausübt, und der zweite Zustand entspricht einem Laufmodus oder einem Zustand, in dem der Nutzer keine manuelle Antriebskraft ausübt und die Steuerung bestimmt, dass eine Geschwindigkeit eines Rades des Fahrrads unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegt.
Wenn in der neunten Ausführungsform die Steuerung bestimmt, dass die Geschwindigkeit des Rades sich unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit befindet und das Drehmoment sich unterhalb eines vorgegebenen Drehmoments befindet, dann ist die Steuerung im vorbestimmten elektronischen Unterstützungsmodus ausgebildet, den Antriebsmotor zu steuern, um eine vorgegebene Antriebskraft im zweiten Zustand auszugeben, die dem Laufmodus bei einem zweiten Unterstützungsverhältnis entspricht, wobei selektiv die Antriebskraft des Antriebsmotors von einem Verstärkungsverhältnis auf das zweite Unterverhältnis verringert wird. Falls der Nutzer wünscht, den Laufmodus zu beenden und einen der drei möglichen vorgegebenen Unterstützungsverhältnisse wieder aufzunehmen, ist die Steuerung ausgebildet, eine zweite Nutzereingabe zu empfangen, ein Unterstützungsverhältnis aus einer Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen basierend auf der zweiten Nutzereingabe einzustellen, und das Unterstützungsverhältnis aufrechtzuerhalten, das durch die zweite Nutzereingabe eingestellt wurde. Es ist ersichtlich, dass die Steuerung das Verstärkungsverhältnis so einstellt, dass das Verstärkungsverhältnis höher ist als ein höchstes Unterstützungsverhältnis aus der Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen.
Wenn in der zehnten Ausführungsform die Steuerung bestimmt, dass die Geschwindigkeit des Rades sich unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit befindet und das Drehmoment sich unterhalb eines vorgegebenen Drehmoments befindet, dann ist die Steuerung im vorbestimmten elektronischen Unterstützungsmodus ausgebildet, den Antriebsmotor zu steuern, um eine vorgegebene Antriebskraft im zweiten Zustand auszugeben, die dem Laufmodus entspricht, wobei selektiv die Antriebskraft des Antriebsmotors von einem Verstärkungsverhältnis verringert wird. Man wird bemerken, dass es in dieser Ausführungsform nur einen möglichen Unterstützungsmodus zur Auswahl gibt, im Gegensatz zu einer Mehrzahl von Unterstützungsmodi in der neunten Ausführungsform. Falls der Nutzer wünscht, den Laufmodus zu beenden und ein Unterstützungsverhältnis wieder aufzunehmen, ist daher die Steuerung ausgebildet, eine zweite Nutzereingabe zu empfangen, das Unterstützungsverhältnis basierend auf der zweiten Nutzereingabe einzustellen, und das Unterstützungsverhältnis aufrechtzuerhalten, das durch die zweite Nutzereingabe eingestellt wurde.
Der Begriff „umfassend“ und dessen Ableitungen, wie sie hier verwendet werden, sollen offene Begriffe sein, die die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Zahlen und/oder Schritte angeben. Dieses Konzept gilt ebenfalls für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, zum Beispiel die Begriff „aufweisen“, „einschließen“ und deren Ableitungen.
Der Begriff „Fahrrad“ und seine Ableitungen, wie sie hier verwendet werden, sollen offene Begriffe sein, die ein beliebiges Fahrzeug oder eine beliebige Maschine mit einem Rad bezeichnen, das durch die Einwirkung der Füße eines Radfahrers auf Pedale angetrieben wird, und umfasst Fahrräder für draußen, stillstehende Fahrräder, Heimtrainer, Indoorcycle und dergleichen.
Schließlich bedeuten Begriffe des Ausmaßes, wie etwa „annähernd“, wie sie hier verwendet werden, ein angemessenes Maß an Abweichung des relativierten Begriffes, derart, dass das Endergebnis nicht bedeutend verändert wird (z.B. Fertigungstoleranzen).
Während spezifische Ausführungsformen des Fahrradmotorausgangsverstärkungssystems detailliert beschrieben wurden, sollen die besonderen, hier offenbarten Anordnungen verdeutlichend sein, und nicht beschränkend. Die Merkmale der verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen, wie auch Modifizierungen davon, können verschieden kombiniert werden, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.

Claims

Fahrradmotorsteuersystem, umfassend: eine Steuerung, die ausgebildet ist, einen Antriebsmotor zu steuern, der ausgebildet ist, eine Antriebskraft auszugeben, wobei die Steuerung ausgebildet ist, eine erste Nutzereingabe zu empfangen und die Antriebskraft basierend auf der ersten Nutzereingabe zu erhöhen, um somit ein Verstärkungsverhältnis einzustellen, und die Antriebskraft basierend auf einem anderen Faktor als der ersten Nutzereingabe automatisch zu reduzieren.
Fahrradmotorsteuersystem nach Anspruch 1, wobei der Faktor zumindest einer von Zeit, einer Fahrtdistanz des Fahrrads und einer Anzahl von Drehungen einer Kurbelwelle ist.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Steuerung ausgebildet ist, den Antriebsmotor zu steuern, um die Antriebskraft in Abhängigkeit von einer manuellen Antriebskraft auszugeben.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung ausgebildet ist, eine zweite Nutzereingabe zu empfangen, um ein Unterstützungsverhältnis aus einer Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen basierend auf der zweiten Nutzereingabe einzustellen, und das Unterstützungsverhältnis aufrechtzuerhalten, das durch die zweite Nutzereingabe eingestellt wurde.
Fahrradmotorsteuersystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerung ausgebildet ist, das Unterstützungsverhältnis zu verändern, wenn die Steuerung die zweite Nutzereingabe oder die erste Nutzereingabe nach dem Aufrechterhalten des Unterstützungsverhältnisses empfängt.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, des Weiteren umfassend: zumindest einen ersten Betätigungsschalter und einen zweiten Betätigungsschalter, wobei die Steuerung ausgebildet ist, die erste Nutzereingabe durch Betätigen des ersten Betätigungsschalters zu empfangen und die zweite Nutzereingabe durch Betätigen des zweiten Betätigungsschalters zu empfangen.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Steuerung das Verstärkungsverhältnis so einstellt, dass das Verstärkungsverhältnis höher ist als ein höchstes Unterstützungsverhältnis aus der Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Nutzereingabe eine erste Verstärkungseingabe und eine zweite Verstärkungseingabe umfasst; die Steuerung ein erstes Verstärkungsverhältnis als Reaktion auf die erste Verstärkungseingabe einstellt und ein zweites Verstärkungsverhältnis als Reaktion auf die zweite Verstärkungseingabe einstellt; und das zweite Verstärkungsverhältnis größer ist als das erste Verstärkungsverhältnis.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das des Weiteren einen Hebel umfasst.
Fahrradmotorsteuersystem nach Anspruch 9, wobei der Hebel über einen ersten Winkelbereich betätigbar ist, um die erste Verstärkungseingabe zu erzeugen, und über einen zweiten Winkelbereich, der größer ist als der erste Winkelbereich, betätigbar ist, um die zweite Verstärkungseingabe zu erzeugen.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das erste Verstärkungsverhältnis von einem Unterstützungsverhältnis abhängt, das durch die Steuerung kurz vor dem Empfang der ersten Nutzereingabe aufrechterhalten wurde.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das erste Verstärkungsverhältnis ein Unterstützungsverhältnis ist, das mit N multipliziert wird, wobei N > 1 und N eine ganze Zahl ist.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steuerung selektiv ein erstes Unterstützungsverhältnis in das Verstärkungsverhältnis ändert, wenn die Steuerung die erste Nutzereingabe in einem Zustand empfängt, in dem die Steuerung das erste Unterstützungsverhältnis aufrechterhält; die Steuerung selektiv ein zweites Unterstützungsverhältnis in das erste Unterstützungsverhältnis ändert, wenn die Steuerung die erste Nutzereingabe in einem Zustand empfängt, in dem die Steuerung das zweite Unterstützungsverhältnis aufrechterhält; und das Verstärkungsverhältnis größer ist als das erste Unterstützungsverhältnis, und das erste Unterstützungsverhältnis ist größer als das zweite Unterstützungsverhältnis.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die erste Nutzereingabe drahtlos an die Steuerung gesendet wird.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die Steuerung mit dem Antriebsmotor über eine drahtgebundene Verbindung kommuniziert.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die Steuerung einen Speicher umfasst, der Informationen über das Verstärkungsverhältnis und ein Unterstützungsverhältnis aufzeichnet.
Fahrradmotorsteuersystem, umfassend: eine Steuerung, die ausgebildet ist, einen Antriebsmotor zu steuern, der ausgebildet ist, eine Antriebskraft auszugeben; wobei die Steuerung ausgebildet ist, die Antriebskraft basierend auf einer ersten Nutzereingabe zu erhöhen, um somit ein Verstärkungsverhältnis in einem ersten Zustand einzustellen; und wobei die Steuerung ausgebildet ist, eine elektrische Komponente zu steuern, ohne das Verstärkungsverhältnis in einem zweiten Zustand, der sich von dem ersten Zustand unterscheidet, der auf der ersten Nutzereingabe basiert, einzustellen.
Fahrradmotorsteuersystem nach Anspruch 17, wobei die Steuerung ausgebildet ist, eine zweite Nutzereingabe zu empfangen, ein Unterstützungsverhältnis aus einer Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen basierend auf der zweiten Nutzereingabe einzustellen, und das Unterstützungsverhältnis aufrechtzuerhalten, das durch die zweite Nutzereingabe eingestellt wurde.
Fahrradmotorsteuersystem nach Anspruch 18, wobei die Steuerung das Verstärkungsverhältnis so einstellt, dass das Verstärkungsverhältnis höher ist als ein höchstes Unterstützungsverhältnis aus der Mehrzahl von Unterstützungsverhältnissen.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Steuerung ausgebildet ist, den Antriebsmotor zu steuern, eine vorgegebene Antriebskraft im zweiten Zustand auszugeben.
Fahrradmotorsteuersystem nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei der erste Zustand einem Zustand entspricht, in dem der Nutzer eine manuelle Antriebskraft ausübt, und der zweite Zustand einem Zustand entspricht, in dem der Nutzer keine manuelle Antriebskraft ausübt und die Steuerung bestimmt, dass eine Geschwindigkeit eines Rades des Fahrrads unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegt.