DE102017006367A1

DE102017006367A1 - Tretaktivitätssensor und verfahren der tretanalyse

Info

Publication number: DE102017006367A1
Application number: DE102017006367.2A
Authority: DE
Inventors: Geoff Nichols; Brian Jordan; Sarah Fanto
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-01-11
Also published as: CN111547184A; EP3266692A1; ES2955698T3; TW201802474A; CN107585252B; TWI691725B; US10900986B2; CN111547184B; US20190353676A1; TWI738247B; CN107585252A; US10416186B2; EP3266692B1; US20180011122A1; TW202028749A

Abstract

Eine Vorrichtung zur Fahrradtretbestimmung kann einen Sensor umfassen, der die Winkelgeschwindigkeit und Position eines Antriebsstrangs oder einer hinteren Kettenradanordnung des Fahrrads ermittelt und einen Prozessor, der so konfiguriert ist die ermittelten Werte mit Werten, die zumindest einen Tretzustand angeben, zu vergleichen. Die Vorrichtung kann derart konfiguriert sein, dass sie innerhalb einer Komponente des Fahrrads, wie beispielsweise innerhalb einer hohlen Öffnung der Spindel oder Kurbelachse, untergebracht ist. Die Vorrichtung kann außerdem einen kabellosen Sender zum Kommunizieren mit anderen Komponenten, wie beispielsweise mit einer Federungssteuerungseinheit, umfassen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Traditionelle Trittfrequenz-Sensoren beruhen auf Magneten, die an einem Fahrrad-Kurbelarm angebracht sind, um elektronische Signale zu erzeugen, entsprechend dem Tempo, mit dem sich der Kurbelarm dreht. Zusätzlich zu der Anforderung mehrerer Komponenten, beispielsweise eines Magneten, der an dem Kurbelarm angebracht ist und eines Sensors, der an dem Fahrradrahmen angebracht ist, können solche Sensoren einen oder mehrere Drähte umfassen, um Daten an ein Steuer- oder Anzeigeelement zu übertragen. Solche Systeme erzeugen in der Regel nur höchsten eine Messung pro Umdrehung, aufgrund der Präsenz eines einzigen Magneten, der an dem Kurbelarm angebracht ist. Während es möglich ist, die Häufigkeit der Erfassung zu erhöhen, beispielsweise durch die Anbringung zusätzlicher Magneten an dem Kurbelarm, machen solche Veränderungen das System ferner nur kompliziert, dadurch dass zusätzliche Komponenten erforderlich sind, wodurch die Chancen erhöht werden, dass eine oder mehrere Komponenten brechen, abfallen oder falsch ausgerichtet werden, wodurch mögliche Vorteile beseitigt werden. Darüber hinaus berichten solche Systeme nur, dass sich das Rad aus einem Grund dreht und können möglicherweise das Vorhandensein des Tretens nicht genau berichten.
Gleichzeitig sind viele moderne Mountainbikes mit Federungen ausgestattet, um eine bequeme, weniger störende Fahrt auf einem unebenen Gelände bereitzustellen. Ausgefeilte Mountainbikes können auch Federungssteuerungen umfassen, um den Dämpfungseffekt solcher Federungen noch weiter zu verfeinern. Der Tretzustand des Fahrrads kann die gewünschten Einstellungen der Federungssteuerungseinstellungen beeinflussen. Weiterhin können falsche oder langsame Anzeigen eines Tretzustandes des Fahrrads zu schlecht gesteuerten Federungen führen.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung für die Analyse der Fahrradtretbestimmung einen Sensor, der an einem Abschnitt des Antriebstrangs angebracht ist und sich mit diesem dreht. Der Sensor ist derart konfiguriert, dass er die Winkelgeschwindigkeit und die Position einer Kurbelachse des Antriebsstrangs ermittelt. Ein Prozessor ist elektrisch mit dem Sensor gekoppelt und derart konfiguriert, dass er die Vorrichtung dazu veranlasst, die ermittelte Winkelgeschwindigkeit und Position mit den Winkelgeschwindigkeits- und Positionswerten zu vergleichen, die mindestens einen Tretzustand anzeigen, um einen Tretzustand des Antriebsstrangs zu bestimmen.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren für die Fahrradtretanalyse den ersten Schritt des Erkennens, indem ein Sensor verwendet wird, der an einem Abschnitt eines Antriebsstrangs angebracht ist und sich mit diesem dreht, wobei die Winkelgeschwindigkeit und Position des Abschnitts relativ zu einem Referenzrahmen ist. Das Verfahren umfasst ebenso den Schritt des Vergleichs der Winkelgeschwindigkeits- und Positionsmessungen durch einen Prozessor mit Werten, die mindestens eine Tretzustandssignatur repräsentieren, um einen Tretzustand des Antriebsstrangs zu bestimmen.
In einer Ausführungsform umfasst eine Kurbelachse, die für die Benutzung in einem Fahrradantriebsstrang konfiguriert ist, einen Sensor, der an der Kurbelachse angebracht ist und sich mit dieser dreht, der derart konfiguriert ist, dass er eine Winkelgeschwindigkeit und Position der Kurbelachse ermittelt. Die Kurbelachse umfasst ebenso einen drahtlosen Sender, der derart konfiguriert ist, dass er mit einer Fahrradkomponente kommuniziert, die außerhalb der Kurbelachse liegt, mindestens einen Speicher, der derart konfiguriert ist, dass er die Winkelgeschwindigkeits- und Positionswerte, die mindestens einen Tretzustand repräsentieren, speichert, und mindestens einen Prozessor, der kommunikativ mit dem Speicher, dem Sensor und dem Sender gekoppelt ist. Der mindestens eine Prozessor ist derart konfiguriert, dass er die Vorrichtung dazu veranlasst, die ermittelte Winkelgeschwindigkeit und Position mit mindestens einer Tretzustandssignatur zu vergleichen, einen Tretzustand basierend auf dem Vergleich zu bestimmen und die Bestimmung an die Komponente des Fahrrads außerhalb der Kurbelachse zu übertragen.
In einer Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung für das Ermitteln eines Tretzustands eines Antriebstrangs von einem Fahrrad einen Sensor, der derart konfiguriert ist, dass er die Winkelgeschwindigkeit und Position der Kurbelachse des Antriebsstrangs ermittelt. Die Vorrichtung umfasst ferner ein Gehäuse, das derart konfiguriert ist, dass es den Sensor entlang einer Drehachse der Kurbelachse beherbergt und positioniert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads, welches benutzt werden kann, um einen Trittermittlungssensor zu verwenden;
2 stellt eine Kurbelanordnung eines Antriebsstrangs dar, wie beispielsweise den Antriebsstrang für das Fahrrad von 1;
3 ist eine Draufsicht der Kurbelanordnung von 2;
4 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Antriebsstrangs, wie beispielsweise der Antriebsstrang für das Fahrrad der 1, einschließlich einer Vorrichtung, die mit dem Antriebsstrang für die Trittermittlung gekoppelt ist;
5 ist eine Explosionsansicht der Vorrichtung für die Trittermittlung, die in 4 gezeigt ist;
6 ist eine isometrische Querschnittsansicht der Vorrichtung für die Trittermittlung, die in 4 gezeigt ist;
7 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung für die Trittermittlung, die in 4 gezeigt ist, die in der entgegengesetzten Richtung aufgenommen wurde als der Querschnitt der 4;
8 ist eine Seitenansicht der Kettenräder und von einem Kurbelarm der 2, der in einer ersten Kurbelposition dargestellt ist;
9 ist eine Seitenansicht der Kettenräder und von einem Kurbelarm der 8, der in einer zweiten Kurbelposition dargestellt ist;
10 ist eine Seitenansicht der Kettenräder und von einem Kurbelarm der 8, der in einer dritten Kurbelposition dargestellt ist;
11 ist ein Flussdiagram eines Verfahrens der Trittermittlung; und
12 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Steuereinheit.
Weitere Aspekte und Vorteile der hierin offenbarten Ausführungsformen werden bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich, wobei ähnliche oder identische Strukturen ähnliche oder identische Referenznummern aufweisen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine Vorrichtung, die einen Sensor umfasst, kann verwendet werden, um die Winkelgeschwindigkeit und Position einer Komponente eines Antriebsstrangs oder einer hinteren Kettenradanordnung zu ermitteln. Ferner kann eine solche Vorrichtung ebenso einen Tretzustand eines Fahrrads bestimmen. Beispielsweise kann die Vorrichtung derart konfiguriert sein, dass sie bestimmen kann, ob ein Fahrradfahrer tritt oder nicht tritt, indem die ermittelte Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelposition mit den gespeicherten Werten verglichen werden, die eine Tretzustandssignatur angeben. Sobald ein Tretzustand bestimmt wurde, beispielsweise, dass ein Fahrer aktiv beim Treten ist, kann der Sensor genauso weiterhin die Winkelgeschwindigkeits- und Positionswerte ermitteln, um zu bestimmen, wann sich der Tretzustand ändert, beispielsweise dann, wenn der Fahrer aufhört zu treten. Ein Tretzustand kann jede gekennzeichnete Drehung des Antriebsstrangs sein. Beispielsweise können Werte, die ein aktives Treten, Rückwärtstreten und/oder kein Treten angeben, als Signaturen für den jeweiligen Tretzustand gespeichert und als ein Vergleich verwendet werden, um einen aktuellen Tretzustand eines Fahrrads zu bestimmen. Unterschiedliche Werte und Typen von Werten (beispielweise Drehgeschwindigkeit, Drehposition, etc.) oder eine Kombination von beidem, können für unterschiedliche Tretzustandsbestimmungen verwendet werden.
Die Vorrichtung kann eine kompakte, drahtlose, reaktionsschnelle, mit geringer Wartezeit, mit Echtzeit, niedrige Leistungsermittlung und/oder -kommunikation mit anderen Komponenten bereitstellen, die an dem Fahrrad angebracht oder von diesem getrennt sind, wobei sie beispielweise eine separate Federungssteuereinheit umfasst. Im Gegensatz zu magnetischen Trittfrequenzsensoren, welche typischerweise ein Signal einmal pro Umdrehung der Kurbelachse, des Rads etc. ermitteln, kann der vorliegende Sensor vorteilhafterweise derart konfiguriert sein, dass er die Winkelgeschwindigkeit und Position in weniger als einer einzigen Umdrehung und/oder mehr als einmal pro Umdrehung der Kurbelachse, des Rads oder weiteren Antriebsstrangkomponenten ermittelt. Beispielsweise kann der vorliegende Sensor derart konfiguriert sein, dass er die Winkelgeschwindigkeit und Position so schnell wie etwa zwischen 1/16 und 1/8 einer Umdrehung erfasst.
1 stellt im Wesentlichen ein Fahrrad 100 dar, mit dem ein Tretsensor verwendet werden kann. Das Fahrrad 100 umfasst einen Rahmen 102, einen Lenker 104 und einen Sitz 106, der mit einem Sitzpfosten 108 gekoppelt ist. Das Fahrrad 100 umfasst ebenso ein erstes oder vorderes Rad 110 und ein zweites oder hinteres Rad 112, die drehbar an dem Rahmen 102 und an einem Antriebsstrang 114 angebracht sind. Das Fahrrad 100 kann zusätzlich ein Federungssystem umfassen, das ein oder mehrere erste oder vordere Federungen 116 und zweite oder hintere Federungen 118 umfassen kann.
Während das dargestellte Fahrrad 100 ein Mountainbike ist, können die hierin offenbarten Ausführungsformen an anderen Fahrradtypen implementiert werden, wie beispielsweise an Straßenrädern. Die vordere und/oder Vorwärtsrichtung der Bewegung für das Fahrrad ist durch die Richtung des Pfeils A angegeben. Als solches ist die Vorwärtsrichtung einer Bewegung für das Fahrrad durch die Richtung des Pfeils A angegeben.
Wie in den 1–4 dargestellt, umfasst der Antriebsstrang 114 eine Kurbelanordnung oder eine Kurbelgarnitur 120, die wiederum ein oder mehrere Kettenblätter oder erste Kettenräder 122 umfasst, eine Kurbelachse oder Spindel 124, und ein Paar Kurbelarme 126. Jeder Kurbelarm 126 ist operativ mit einem jeweiligen Pedal 128 gekoppelt. Die Spindel 124 ist koaxial und drehbar in einem Tretlager 130 unter Verwendung eines oder mehrerer Lager 132 gelagert. Das Tretlager 130 ist innerhalb eines Tretlagergehäuses (nicht gezeigt) in dem Rahmen 102 befestigt. Der Antriebsstrang kann operativ mit einer hinteren Kettenradanordnung, wie beispielweise einer Kassette 134, gekoppelt sein, die ein oder mehrere Kettenräder 136 umfasst, die koaxial mit dem Hinterrad 112 über eine Kette 138 angebracht sind. Das Fahrrad stellt ebenso eine Vorrichtung 210 dar, die verwendet werden kann, um einen Tretzustand des Fahrrads 100 zu bestimmen, die in dem Antriebsstrang 112 installiert ist. Wie in 1 gezeigt, ist die Vorrichtung 210 an dem Antriebsseitenende der Kurbelachse oder der Spindel 124 installiert. Die Vorrichtung 210 kann ebenso an dem Nicht-Antriebsseitenende der Kurbelachse oder der Spindel 124 installiert sein, wie in den 3–5 gezeigt. Weitere Orte des Fahrrads 100 und/oder des Antriebsstrangs 114 können ebenso für die Installation der Vorrichtung 210 vorgesehen sein, wie hierin beschrieben wird.
Um einen Gangwechsel zu bewirken, kann das Fahrrad 100 einen vorderen Gangwechselmechanismus, wie einen ersten oder vorderen Umwerfer (nicht gezeigt) umfassen, der an einem Sitzrohr 39 angrenzend an der Kurbelgarnitur 120 positioniert werden kann, um einen Gangwechsel zu den vorderen Kettenrädern 122 zu bewirken. Der vordere Gangwechselmechanismus kann mechanisch (beispielsweise über Kabel, hydraulisch, pneumatisch) oder elektrisch (beispielweise verdrahtet oder drahtlos) gesteuert werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrrad 100 einen hinteren Gangwechselmechanismus 140 umfassen, wie beispielsweise einen hinteren Umwerfer, der an einem Element des Rahmens 102 des Fahrrad 100 angebracht ist, wie beispielweise an einer Halterung, einem hinteren Ausfall und/oder einer zugehörigen Struktur, in einer Position, um Gangwechsel in den hinteren Kettenrädern 134 zu bewirken. Der hintere Gangwechselmechanismus 140 kann ebenso mechanisch oder elektrisch gesteuert werden.
Ein Blockdiagramm einer beispielhaften Vorrichtung 210 für eine Fahrradtretbestimmung und/oder -analyse ist in 12 gezeigt. Die Vorrichtung kann alleine verwendet werden, um mit Fahrradkomponenten oder anderen Geräten zu kommunizieren und/oder um diese zu steuern. Die Vorrichtung 210 umfasst eine Schaltung 28, die mindestens eine Prozessor 20 und einen Speicher 10 umfasst. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Schaltung 28 ebenso eine Benutzerschnittstelle 82, eine Sensorschnittstelle 80 und eine Kommunikationsschnittstelle 90. Die Schaltung 28 kann ebenso Komponentenverbindungen und/oder elektrisch verbindende Materialien umfassen, die in einem Substratmaterial eingebettet sind. Das System umfasst ebenso mindestens einen Sensor 220 in Kommunikation mit der Sensorschnittstelle 80. Zusätzlich sind verschiedene oder weniger Komponenten für die Vorrichtung 210 möglich. Beispielsweise kann die Benutzerschnittstelle 82 nicht in einer Schaltung 28 und/oder der Vorrichtung 210 umfasst sein. Ebenso können die Komponenten kombiniert werden. In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung in einer Komponente eines Antriebsstrangs eines Fahrrads integriert, wie beispielsweise in einem Kettenblatt, einem Kettenblattträger und/oder einer Spindel.
5 stellt eine Explosionsansicht dar und die 6 und 7 stellen Schnittansichten der Vorrichtung 210 dar, die verwendet werden kann, um einen Tretzustand des Fahrrads 100 zu bestimmen. Die Vorrichtung 210 kann ebenso eine Verschalung oder ein Gehäuse 212 umfassen, das beispielsweise einen ersten Gehäuseabschnitt 214 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 216 aufweist. Die Gehäuseabschnitte können derart konfiguriert sein, dass sie miteinander gekoppelt sind, beispielsweise durch eine Presspassung oder über einen gewindeartigen Eingriff. Zusätzlich kann eine Dichtung 218, beispielsweise ein O-Ring oder eine Dichtscheibe, zwischen den Gehäuseabschnitten angeordnet werden, wenn sie gekoppelt sind, wodurch sie eine abgedichtete, wasserdichte Kammer ausgestalten, um die verbleibenden Vorrichtungskomponenten vor dem Eindringen von Flüssigkeiten, Schmutz, Staub oder anderen äußeren Gegenständen zu schützen.
Die Vorrichtung 210 umfasst einen Sensor 220, der derart konfiguriert ist, dass er eine oder mehrere Variablen ermittelt. In einer Ausführungsform ist der Sensor 220 ein Beschleunigungsmesser. In weiteren Ausführungsformen kann der Sensor 220 ein Magnetometer, ein Gyroskop oder jeder weitere Sensor sein, der verwendet werden kann, um Veränderungen relativ zu einem Referenzrahmen zu ermitteln. Beispielsweise kann der Referenzrahmen relativ zu der Vorrichtung 210 befestigt sein, wie beispielweise ein Koordinatensystem, das sich mit der Vorrichtung 210 dreht. Jene Veränderungen können beispielsweise eine oder mehrere Positionen, eine lineare Geschwindigkeit, eine Winkelgeschwindigkeit, eine lineare Beschleunigung oder eine Winkelbeschleunigung umfassen.
Die Vorrichtung 210 kann ebenso eine Datenverarbeitungseinheit wie beispielsweise einen Prozessor 20 und einen Speicher 10 umfassen, die nachfolgend mit Hinblick auf die 12 beschrieben werden. Der Prozessor 20 ist mit dem Sensor 220 elektrisch gekoppelt, um die Daten zu analysieren, die über den Sensor 220 gespeichert wurden. In einem Beispiel können der Sensor 220 und der Prozessor 20 jeweils an einer Leiterplatte 224 angeordnet sein oder an dieser angebracht sein und elektrisch oder kommunikativ mit dieser gekoppelt sein. Eine Energieversorgung 226, wie beispielsweise eine oder mehrere Batterien und/oder andere Energiequellen, können elektrisch mit dem Sensor 220 und dem Prozessor 20 beispielsweise über die Leiterplatte 224 gekoppelt sein, um die Vorrichtung 210 mit Energie zu versorgen.
Die Vorrichtung 210 kann ferner eine Kommunikationsschnittstelle umfassen. Die Kommunikationsschnittstelle kann eine Antenne 228 umfassen, wie beispielsweise eine Übertragungsantenne oder eine Chipantenne. Die Kommunikationsschnittstelle steht in elektrischer Kommunikation mit dem Prozessor 20. Die Kommunikationsschnittstelle kann ebenso ein Funkgerät umfassen und derart konfiguriert sein, dass sie Daten drahtlos übermittelt, beispielweise indem sie Hochfrequenzübertragungen („HF”) verwendet. Die Kommunikationsschnittstelle kann derart konfiguriert sein, dass sie Daten von der Vorrichtung 210 zu einer anderen Komponente übermittelt, indem sie die Antenne 228 verwendet. Die Kommunikationsschnittstelle kann derart konfiguriert sein, dass sie mit einer oder mehreren Steuereinheiten 230, 230A, 230B kommuniziert, die derart konfiguriert sind, dass sie eine Komponente des Fahrrads steuern, einschließlich beispielsweise einer Federungssteuerungseinheit, einer Anzeige und/oder weiterer Steuereinheiten 230. Die eine oder mehreren Steuereinheiten 230, 230A, 230B können Datenverarbeitungseinheiten sein, die Komponenten wie beispielsweise einen Prozessor 20 und einen Speicher 10, ebenso wie weitere Komponenten, aufweisen, die nachfolgend in Hinblick auf 12 beschrieben werden. Die eine oder mehreren Steuereinheiten 230, 230A, 230B können separat von einem weiteren Abschnitt des Fahrrads liegen oder an diesem angebracht sein, wobei letztere Option in 1 dargestellt ist. Die eine oder mehreren Steuereinheiten 230, 230A, 230B können derart konfiguriert sein, dass sie Eigenschaften oder Einstellungen einer zugehörigen Komponente des Fahrrads steuern, wie beispielsweise der vorderen und hinteren Federung.
Die Vorrichtung 210 kann zusätzlich einen Schnittstellenabschnitt oder eine Benutzerschnittstelle 82 umfassen, wie beispielsweise eine Schalteranordnung 232, die elektrisch mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist und derart konfiguriert ist, dass sie eine oder mehrere Funktionen ausführt, einschließlich beispielsweise des An- und/oder Ausschaltens der Vorrichtung 210 und/oder die Initiierung der Paarung der Vorrichtung 210 mit einer oder mehreren externen Einheiten, wie beispielsweise mit der Steuereinheit 230, 230A, 230B. Die Vorrichtung kann derart konfiguriert sein, dass ein Abschnitt der Schalteranordnung 232 durch das Gehäuse 212 hervorsteht, beispielweise über eine Öffnung 234 in dem ersten Gehäuseabschnitt 214. Die Schalteranordnung 232 kann ebenso Dichtungsmerkmale umfassen, wie beispielweise eine oder mehrere Dichtungsscheiben 235, um das Eindringen von Flüssigkeiten, Schmutz, Staub oder anderen äußeren Gegenständen zu verhindern.
Ferner noch kann die Benutzerschnittstelle 82 der Vorrichtung 210 eine Anzeige 236 oder eine Statusanzeige, wie beispielweise eine LED, umfassen, die elektrisch mit einem oder mehreren Sensoren 220, dem Prozessor 20, der Leiterplatte 224, der Energieversorgung 226, der Antenne 228 und/oder der Schalteranordnung 232 gekoppelt ist. Die Anzeige 236 kann derart konfiguriert sein, dass sie unterschiedliche Informationen für den Benutzer bereitstellt, beispielsweise die Information für den Benutzer, wenn die Vorrichtung 210 an- oder ausgeschaltet wird, wenn der Sensor 220 eine Bewegung ermittelt, wenn sich die Vorrichtung mit einer separaten Steuereinheiten 230, 230A, 230B paart, wenn die Vorrichtung 210 Daten an die separate Steuereinheit übermittelt oder wen die Energieversorgung 226 niedrig läuft. Beispielweise kann das Drücken und Halten eines Knopfs 233 (beispielweise ein von Hand betätigter Knopf) an der Schalteranordnung 232 eine Paarungssitzung mit einer weiteren Komponente eröffnen, wie beispielweise mit der Steuereinheit 230, 230A, 230B. Wenn der Knopf für eine bestimmte Zeitspanne gedrückt wird, kann die Anzeige 236 ein deutliches Signal bereitstellen, wie beispielsweise ein kontinuierliches Blinklicht bis die Paarung erfolgreich ist, und an dem Punkt kann die Anzeige 236 ein weiteres deutliches Signal bereitstellen, wie beispielsweise ein dauerhaftes Licht. In einem weiteren Beispiel kann das kurze Drücken des Knopfs 223 an dem Schalter 232 eine Überprüfung der verbleibenden Energie in der Energieversorgung 226 initiieren. In diesem Fall kann die Anzeige 236 derart konfiguriert sein, dass sie beispielsweise durch die Verwendung verschieden farbiger Lichter, unterschiedlicher Intensitäten, verschiedener Längen des Blinkens etc. ein Signal überträgt, das die verbleibende Energie anzeigt.
Die Anzeige 236 kann innerhalb in dem Gehäuse 212 angeordnet sein. Ferner kann das Gehäuse 212 eine Öffnung 238 umfassen, um der Anzeige 236 zu ermöglichen, relevante Informationen an den Außenbereich des Gehäuses 212 zu übermitteln. Somit kann die Öffnung 238 eine durchsichtige oder transparente Bedeckung 240 umfassen, um das Eindringen von Flüssigkeiten, Schmutz, Staub oder anderen äußeren Gegenständen zu verhindern. Es ist ebenso in Erwägung zu ziehen, dass die Bedeckung 240 ein Lichtrohr 242 umfassen kann, um bei der Übermittlung des Signals von der Anzeige 236 über die Bedeckung 240 und zu dem Außenbereich des Gehäuses 212 zu helfen.
Die Vorrichtung 210 kann ebenso ein Element 244 umfassen, das derart konfiguriert ist, dass es einen oder mehrere der Sensoren 220, den Prozessor 20, die Leiterplatte 224, die Energieversorgung 226, die Antenne 228, die Schalteranordnung 232 und die Anzeige 236 innerhalb des Gehäuses 212 sicher hält. Die Vorrichtung 210 kann ebenso eine weitere Komponente umfassen oder mit dieser gekoppelt sein, wie beispielsweise mit einer Muffe 246 für das Halten der Vorrichtung 219 an ihrem Ort, nachdem sie an dem Fahrrad 110 installiert wurde, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Wie in den 4, 6, und 7 dargestellt, können ein oder mehrere des ersten Gehäuseabschnitts 214, das Element 244 und die Muffe 246 die Antenne 228 der Kommunikationsschnittstelle axial überlappen und somit sind sie vorzugsweise aus Hochfrequenz („HF”) transparenten Materialien, um eine Übertragung der Signale von der Antenne 228 der Kommunikationsschnittstelle über die Vorrichtung 210 beispielweise zu der separaten Steuereinheit 230, 230A, 230B zu erlauben. Beispielweise kann der erste Gehäuseabschnitt 214 und das Element 244 aus Kunststoff hergestellt sein, wie beispielweise Glas-gefülltem Nylon, und die Muffe 246 kann aus einem nachgiebigen Material hergestellt sein, wie beispielsweise Gummi. Der zweite Gehäuseabschnitt 216 kann ebenso aus einem HF-transparentem Material hergestellt sein, obwohl das nicht notwendig sein muss, wenn der zweite Gehäuseabschnitt 216 die Antenne 228 der Kommunikationsschnittstelle nicht axial überlappt.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Antenne 228 der Kommunikationsschnittstelle in elektrischer Kommunikation mit dem Prozessor 20 stehen, wobei sie jedoch anstatt an der Leiterplatte 224 angebracht zu sein, außerhalb der Leiterplatte 224 und/oder der Vorrichtung 210 angeordnet sein kann. Auf diesem Weg kann es möglich sein, die Vorrichtung an einem Ort anzuordnen, wo HF-Durchsichtigkeit kein Problem ist (beispielsweise weg von einem distalen Ende einer hohlen Spindel oder des Kurbelschafts) oder den ersten Gehäuseabschnitt und/oder das Element 244 aus Materialien herzustellen, ohne Berücksichtigung der HF-Durchsichtigkeit. In einer Ausführungsform kann die Antenne 228 mit dem Prozessor 20 elektrisch gekoppelt sein, jedoch physikalisch eindeutig, sodass die Antenne 228 außerhalb einer Fahrradkomponente (wie beispielsweise einer Spindel oder einem Kurbelschaft) angeordnet werden kann, und der Rest der Vorrichtung 210 kann intern der Fahrradkomponente angeordnet werden.
Die Vorrichtung 210 ist derart konfiguriert, dass sie mit einer Komponente des Fahrrads 100 gekoppelt werden kann. Vorzugsweise ist die Vorrichtung 210 mit einer Komponente in dem Antriebstrang 114 gekoppelt. Wie in 4 in einer Ausführungsform zu sehen ist, ist die Vorrichtung 210 axial in der Spindel 124 der Kurbelgarnitur oder der Kurbelanordnung 120 gekoppelt. Jedoch wird ebenso in Erwägung gezogen, dass die Vorrichtung beispielsweise an ein Kettenblatt 122, einen Kurbelarm 126, an ein Pedal 128 oder an eine Kassette 134 gekoppelt werden könnte. Genauer könnte die Vorrichtung 210 innerhalb einer Nicht-Antriebsseite der Spindel 124, d. h. der Seite entgegengesetzt, an welcher die vorderen Kettenräder 122 angeordnet sind, gekoppelt sein, wie in den 2–4 gezeigt ist, obwohl in einer weiteren Ausführungsform die Vorrichtung 210 innerhalb einer Antriebsseite der Spindel 124 gekoppelt sein könnte, wie in 1 gezeigt.
Die Spindel 124 kann eine nicht-einheitliche, axial-ausgerichtete Öffnung 142 umfassen. Insbesondere kann die Öffnung 142, wenn sie sich axial von einer äußeren Kante 144 der Öffnung 142 nach innen bewegt, eine Seitenwand 146 umfassen, die eine erste radiale Abmessung r₁ aufweist, die sich nach innen zu einer zweiten radialen Abmessung r₂ verjüngt, bevor sie sich nach außen in eine dritte radiale Abmessung r₃ ausdehnt, wobei r₁ und r₃ gleich oder verschieden sein können. Mehr oder weniger radiale Abmessungen können in alternativen Ausführungsformen verwendet werden. Die Muffe 246 kann ein oder mehrere erste Halteelemente 248 umfassen, um die Vorrichtung 210 an der Seitenwand 146 an einer oder mehreren Stellen entlang der ersten radialen Abmessung zu halten und ein oder mehrere zweite Halteelemente 250, um die Vorrichtung 210 an der Seitenwand 146 an einer oder mehreren Stellen entlang der zweiten radialen Abmessung zu halten. Zusätzlich kann die Muffe 246 ein oder mehrere dritte Halteelemente (nicht gezeigt) umfassen, um die Vorrichtung 210 an der Seitenwand einer oder mehreren Stellen entlang der dritten radialen Abmessung zu halten. Aufgrund der verjüngenden Geometrie der Öffnung 142 und der der Seitenwand 146, die durch den Übergang von der zweiten radialen Abmessung zu der dritten radialen Abmessung ausgestaltet ist, können die dritten Haltelemente ebenso als selbstsperrender Mechanismus dienen, um ein Entfernen oder unbeabsichtigtes Herauszeihen der Vorrichtung zu verhindern, sobald diese vollständig in die Öffnung 142 eingefügt ist.
In jedem Fall können die Halteelemente beispielsweise ein Abschnitt eines widerstandsfähigen Materials sein, das sich nach außen von der Muffe 246 in einer größeren Abmessung als die Abschnitte der Muffe 246 angrenzend an die Halteelemente erstreckt. Die Halteelemente 248, 250 können ebenso gleichmäßig sein oder im Wesentlichen gleichmäßig um einen Umfang der Muffe herum sein. Somit können die Haltelemente in dem Gehäuse, wo die Muffe im Allgemeinen zylindrisch ist, Widerhaken ähneln, wenn sie im Querschnitt betrachtet werden, wie beispielsweise in den 4 und 7, während sie ebenso im Allgemeinen ringförmigen Vorsprüngen ähneln, die sich ausgehend von der Oberfläche der Muffe 246 erstrecken, wenn sie im Profil betrachtet werden, wie am besten in den 5 und 6 zu sehen ist.
Es wird bei Fachkräften geschätzt werden, dass die Muffe 246 und/oder die Halteelemente 248, 250 nicht auf die hier gezeigten Konfigurationen beschränkt sind und dass sie verändert werden können, um dieselbe Haltefunktion in Bezug auf die Gehäuse und Spindelöffnungen anderer Formen und Abmessungen zu erreichen.
Zurückkehrend zu den 4 und 6 kann die Antenne 228 unmittelbar an einem distalen Ende 254 des ersten Gehäuseabschnitts 214 angeordnet sein, sodass mindestens ein Abschnitt der Antenne 228 nicht durch Abschnitte des Fahrrads 100 behindert ist, die nicht HF-transparent sind, wenn die Vorrichtung an dem Fahrrad 100 installiert wird. Wenn die Antenne 228 beispielsweise axial innerhalb der Kurbelachse oder -spindel 124 gekoppelt wird, kann sich diese entlang einer Drehachse 146 unmittelbar an der Öffnung 142 oder außerhalb dieser oder einer äußeren Kante 144 der Kurbelachse 124 und mindestens ein Abschnitt des Kurbelarms 126 nach außen erstrecken, der nahe der Kurbelachse 124 positioniert ist. Als solches ist die Konfiguration der Antenne 228 unmittelbar an dem distalen Ende 254 und/oder der Kurbelachsen 124-Öffnung 144 ein Weg, auf welchem die Vorrichtung 210 konfiguriert werden kann, um drahtlos Signale zu einer weiteren Komponente des Fahrrads mit minimaler Interferenz von der Kurbelachse 124 oder weiteren Komponenten des Fahrrads 100 zu übermitteln. Ebenso kann das distale Ende 254 des ersten Gehäuseabschnitt 214 derart konfiguriert sein, dass es an eine äußere Kante 144 der Kurbelachse 124 angrenzt oder sich im Wesentlichen um diese herum befindet, um den Spielraum für einen Fuß und/oder Bein eines Fahrers zu maximieren. In einer weiteren Ausführungsform ist das distale Ende 254 derart konfiguriert, dass es in die Öffnung 142 oder äußere Kante 144 der Kurbelachse 124 passt, sodass das distale Ende 254 nicht aus der Kurbelachsen 124-Öffnung 144 entlang der Drehachse 148 herauslugt.
Die Vorrichtung 210 kann an jede der Komponenten des Antriebsstrangs 114 oder der hinteren Kettenradanordnung, wie oben erwähnt, angebracht werden und der Sensor 220 kann überall in der Vorrichtung 210 angebracht werden, vorausgesetzt, dass der Sensor 220 in elektrischer Kommunikation mit dem Prozessor 20 steht. Jedoch kann es wünschenswert sein, den Sensor derart zu positionieren, dass er an oder unmittelbar an einer Achse der Drehung 148 der Spindel 124 angebracht wird, wenn die Vorrichtung 210 an das Fahrrad 100 angebracht wird, wie in den 1-4 zu sehen ist. Dadurch können der Gravitationsvektor und das XY-Koordinatensystem einen gemeinsamen Ursprung aufweisen, was die Bestimmung der relativen Position des Gravitationsvektors und der Winkelgeschwindigkeit der Vorrichtung 210 erleichtert. Dies wird ebenso jede Verfälschung der ermittelten Winkelgeschwindigkeit und Position aufgrund von Kräften, die aus einer Beschleunigung in einer Richtung, die normal zu der Drehung der Kurbelachse 124 ist, minimieren. Alternativ kann der Sensor 220 derart konfiguriert sein, dass er an verschiedenen Orten angebracht werden kann. Das Anbringen außerhalb der Achse kann immer noch eine Bestimmung der Winkelgeschwindigkeits- und Positionswerte erlauben, jedoch kann die Verschiebung eine zusätzliche Beschleunigung proportional zu einer Geschwindigkeit einleiten, bei welcher die Vorrichtung 210 sich dreht, wodurch die Analyse, die notwendig ist, um die erforderlichen Werte zu bestimmen, schwieriger wird. Darüber hinaus, da die Kurbeln an vielen modernen Fahrrädern hohl sind, kann die Positionierung der Vorrichtung 210 in dem Kurbelarm 126 einen Vorteil aus dem verfügbaren Raum ziehen und einen Bedarf eliminieren, um eine Komponente des Fahrrads zu verändern oder auszutauschen, um dafür diese Komponente derart zu konfigurieren, dass sie sich mit der Vorrichtung koppelt, während sie ebenso die Anordnung des Sensors entlang oder an der Kurbelachse 148 erleichtert.
8 bis 10 stellen eine isolierte Seitenansicht der Kurbelgarnitur oder der Kurbelanordnung 120 von einer Nicht-Antriebsseite dar. Ein Kurbelarm 126 und die Vorrichtung 210 wird gezeigt, während sich der Kurbelarm 126 durch die zahlreichen Positionen dreht, so wie während eines aktiven Tretzustands. In der Ausführungsform, in welcher die Vorrichtung 210 an der Nicht-Antriebsseite der Kurbelachse 124 eingefügt ist, wird der Kurbelarm 126, der in den 8 bis 10 gezeigt ist, normalerweise für den linken Fuß des Fahrers sein. Dementsprechend entspricht eine Vorwärtsbewegung in einer Richtung A der 1 einer Drehung gegen den Uhrzeigersein, d. h. Richtung „B” in den 8 bis 10.
Wie oben diskutiert ist der Sensor 220 derart konfiguriert, dass er eine oder mehrere Variablen, d. h. Veränderungen, die relativ zu einem Referenzrahmen sind, ermittelt. Der Sensor 220 kann jede Art von Sensor sein, wie beispielweise ein magnetischer Sensor, ein Beschleunigungssensor oder jeder weiterer Typ von Sensor. In der Ausführungsform, in der der Sensor ein Beschleunigungsmesser ist, wie in den 8 bis 10, kann der Referenzrahmen das XY-Koordinatensystem sein, dass sich mit der Kurbelachse 124 dreht, und die ermittelten Variablen können die Winkelgeschwindigkeit und Position eines Gravitationsvektors „g” sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung 210 die Geschwindigkeit und Position eines Vektors verfolgen, wie beispielweise ein magnetischer Feldvektor, entsprechend zu dem magnetischen Feld der Erde, beispielsweise wenn der Sensor 220 ein Magnetometer ist. Weitere vergleichende Vektoren sind möglich, abhängig von der Wahl des Sensors 220.
Die X-Achse kann so definiert werden, dass sie einen Ursprung an der Drehachse 148 der Kurbelachse 124 aufweist und sich in Richtung des Kurbelarms 126 erstreckt. Es versteht sich jedoch auch, dass sowohl der Ursprung als auch die Richtung der X-Achse durch andere Merkmale bestimmt werden können, wie beispielweise die Wahl des Anbringungsorts für die Vorrichtung 210 und die Lage und Orientierung des Sensors 220, wenn die Vorrichtung an dem Fahrrad 100 an jenem Anbringungsort installiert wird.
Während sich die Vorrichtung 210 dreht, kann der Sensor 220 derart konfiguriert sein, dass er die Winkelgeschwindigkeit und Position ermittelt. Die Winkelposition kann durch den Versatzwinkel 0 von einer Referenz wie der X-Achse zum Gravitationsvektor dargestellt werden. Die Winkelgeschwindigkeit kann beispielsweise bestimmt werden, indem die Änderung des Winkelversatzes zwischen den Probenahmezeiten berechnet wird und dann diese Änderung des Winkelversatzes durch die verstrichene Zeit zwischen diesen Probenahmezeiten dividiert wird.
Der Speicher kann derart konfiguriert werden, dass er Winkelgeschwindigkeits- und Positionswerte speichert, die eine oder mehrere Tretzustandssignaturen repräsentieren. Der Prozessor 20 kann die Winkelgeschwindigkeits- und Positionswerte von dem Sensor empfangen und diese ermittelten Werte mit den im Speicher gespeicherten Werte vergleichen, d. h. den Werten, die einen Tretzustand anzeigen, um einen Tretzustand des Antriebsstrangs 114 zu bestimmen. In einer Ausführungsform gibt es zwei vorhandene Tretzustandsoptionen, aktives Treten und kein Treten. In dieser Ausführungsform kann eine einzelne Tretzustandssignatur (z. B. aktives Treten) für den Vergleich verwendet werden, und Werte, die gefunden werden, um nicht den einzelnen Tretzustand anzugeben, werden mit dem alternativen Tretzustand (beispielweise kein Treten) bezeichnet.
Andere Werte für andere Tretzustandssignaturen können ebenso gespeichert werden. Beispielsweise können Werte, die einen Rückwärts-Tretzustand angeben, wobei der Fahrer in einer Richtung entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung des Fahrradantriebsstrangs fährt, als eine Rückwärts-Tretzustands-Signatur gespeichert werden. In weiteren Ausführungsformen können drei verfügbare Tretzustandsoptionen vorhanden sein: aktives Treten, Rückwärtstreten und kein Treten. In dieser Ausführungsform können zwei Tretzustands-Signaturen (beispielweise aktives Treten und Rückwärtstreten) für den Vergleich verwendet werden, und Werte, die gefunden werden, um nicht den einen von beiden Tretzuständen anzugeben, werden mit dem alternativen oder dritten Tretzustand (beispielsweise kein Treten) bezeichnet.
Es kann wünschenswert sein, beide Variablen mit Schwellenwerten zu vergleichen, da eine einzelne Variable mehreren Tretzuständen entsprechen kann. Beispielweise kann eine Änderung der Position durch ein aktives Treten auftreten oder wenn sich der Kurbelarm 126 frei bewegt, wie beispielsweise wenn das Fahrrad 100 auf ein anderes Fahrzeug geladen wird und von einem Ort zu einem anderen transportiert wird oder wenn der Fahrer die Pedale 128 neu anordnet, um Geländeeigenschaften zu vermeiden und/oder sich vorbereitet, um die Ecke zu fahren. Ähnlich kann eine Winkelgeschwindigkeit dem aktiven Treten oder einem plötzlichen Ruck an dem Kurbelarm 126 entsprechen, beispielweise, wenn ein Fahrer fährt und auf eine Unebenheit trifft. Ein Vergleich von mehreren Messungen kann daher beim Filtern dieser falsch positiven Messungen wünschenswert sein.
Die Werte, die einen Tretzustand angeben, können derart gewählt werden, dass sie die Effekte von falschen Positiven mit vernünftiger Sicherheit negieren. Die Werte können Schwellenwerte sein, wobei die Werte so gewählt werden, dass wenn einer oder mehrere der Werte erreicht werden, es bestimmt wird, dass der Tretzustand, der diesen Schwellenwerten entspricht, der Tretzustand des Fahrrads ist. In einer Ausführungsform kann der Prozessor 20 mit Schwellenwerten (beispielsweise in Kommunikation mit einem Speicher mit gespeicherten Schwellenwerten) von einer Umdrehung, d. h. 2π Radiant und einer Winkelgeschwindigkeit von 4,7 rad/s versehen sein. Der Sensor 220 kann derart konfiguriert sein, dass er das Vorhandensein oder das Fehlen des Tretens in weniger als einer Umdrehung erfasst. Beispielweise kann der Sensor 220 derart konfiguriert sein, dass er einen aktiven Tretzustand mit Schwellenwerten zwischen etwa einer halben Drehung und einer dreiviertel Drehung eine Umdrehung erfasst, obwohl der Sensor 220 auf Änderungen reagieren kann, die so niedrig wie etwa 18 Grad sind, d. h. ein π/10 Radiant. In weiteren Ausführungsformen kann ein Wertebereich als einer oder mehrere der Werte verwendet werden, die einen Tretzustand anzeigen. Beispielsweise kann der Prozessor 20 mit Schwellenwerten (beispielsweise in Kommunikation mit einem Speicher mit gespeicherten Schwellenwerten) einer Umdrehung, d. h. 2π Radiant, und einem Winkelgeschwindigkeitswertebereich zwischen etwa 4,7 und etwa 14,1 rad/s versehen sein. Weitere Werte können ebenso verwendet werden, um einen Tretzustand zu bestimmen. Beispielsweise kann das Vorzeichen an der Winkelgeschwindigkeit eine Drehrichtung anzeigen (d. h. ein positives Vorzeichen für eine Vorwärtsdrehung eines aktiven Tretzustands und ein negatives Vorzeichen für einen Rückwärtstretzustand). In einer Ausführungsform wird das Vorzeichen der Winkelgeschwindigkeit als Schwellenwert allein oder in Kombination mit anderen Werten wie dem Winkelgeschwindigkeitswert und/oder der Winkelposition verwendet. Beispielsweise kann der Vorzeichenwert der Schwellendrehgeschwindigkeit für das aktive Treten ein positives Vorzeichen des Drehgeschwindigkeitswertes sein.
Sobald ein Tretzustand bestimmt worden ist, kann der Prozessor 20 die Kommunikationsschnittstelle einschalten, um mit der Weiterleitung von Daten zu beginnen. Die Daten können an eine Komponente außerhalb der Kurbelachse weitergeleitet werden, beispielsweise an die eine oder mehreren Steuereinheiten 230, 230A, 230B.
In einer Ausführungsform kann ein Rückwärtstretzustand bestimmt werden und der Prozessor 20 ist derart konfiguriert, dass er die Kommunikationsschnittstelle anschaltet, wenn die Kommunikationsschnittstelle nicht bereits eingeschaltet ist, und/oder die Kommunikation eines Signals oder anderer Daten veranlasst, die den Rückwärtstretzustand als den aktuellen Tretzustand für das Fahrrad zu einer Komponente des Fahrrads anzeigen. Die Komponente kann eine Steuereinheit sein, wie beispielsweise die Steuereinheiten 230, 230A, 230 in 1, der einen oder mehreren Federungskomponenten. Die Steuerungseinheit ist derart konfiguriert, dass sie eine Betätigung als Antwort auf einen Empfang des Signals oder anderer Daten aufnimmt. In einer Ausführungsform kann eine vordere Federungssteuereinheit in Kraft treten, um eine Eigenschaft (beispielsweise eine Verriegelung, die die Bewegung der Federung begrenzt, einzuführen) der vorderen Federung bei Empfang eines Signals oder anderer Daten zu verändern, die einen aktuellen oder unmittelbar vorherigen Rückwärtstretzustand des Fahrrads anzeigen.
Zusätzlich zur Bestimmung des Tretzustands kann die Vorrichtung 210 derart konfiguriert sein, dass sie bestimmt, wenn sich ein Tretzustand verändert, beispielsweise wenn ein Fahrer aufhört zu treten. Sobald die Vorrichtung 210 einen Tretzustand bestimmt hat, kann sie weiterhin relevante Variablen messen, beispielsweise Position und Winkelgeschwindigkeit ihres Referenzrahmens relativ zu einem Gravitationsvektor, bis eine oder mehrere Variablen aufhören, innerhalb des angegebenen Bereichs zu sein. An diesem Punkt kann die Vorrichtung 210 beispielsweise über den Prozessor bestimmen, dass der Fahrer aufgehört hat zu treten und kann die Kommunikationsschnittstelle ausschalten. Zur gleichen Zeit kann die Vorrichtung 210 weiterhin die einen oder mehreren Variablen stichprobenartig aufnehmen, bis wieder eine Bewegung erfasst wurde, um zu bestimmen, ob der Fahrer wieder angefangen hat zu treten. Der Prozessor 20 kann die Kommunikationsschnittstelle einschalten, sobald ein Tretzustand des aktiven Tretens ermittelt wurde.
Eine oder mehrere Komponenten können für die Bestimmung eines Tretzustands verantwortlich sein oder, sobald ein Tretzustand bestimmt wurde, ob sich der Tretzustand verändert hat. Beispielsweise kann diese Bestimmung über den Prozessor 20 innerhalb der Vorrichtung 210 oder über eine separate Steuereinheit 230, 230A, 230B ausgeübt werden. Vorzugsweise jedoch werden die Bestimmungen durch den Prozessor 20 ausgeführt, weil dadurch der Antenne 228 ermöglich wird, sich auszuschalten, wann immer kein Treten erfasst wurde, um Energie zu sparen.
In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 210 einen Wecksensor umfassen (beispielsweise einen Wecksensor 87 wie in 12 gezeigt), der ebenso verwendet werden kann, um die Energieversorgung 226 zu schonen. Der Wecksensor 87 kann derart konfiguriert sein, dass er eine Bewegung ermittelt und Energie für den Prozessor 20 bereitstellt, sobald eine solche Bewegung ermittelt wurde. Der Wecksensor 87 kann der gleiche wie der Sensor 220 oder ein separater Sensor von diesem sein. In letzterem Fall kann ein Beispiel des Wecksensors einen Kugel-im-Käfig-artigen Schalter umfassen, wo die Bewegung der Kugel innerhalb eines leitfähigen Käfigs bewirkt, dass die Kugel den Käfig berührt und einen Schaltkreis schließt. In einem weiteren Beispiel kann der Wecksensor ein Kippsensor sein. Es ist ebenso in Erwägung zu ziehen, dass weitere Typen von Wecksensoren ebenso verwendet werden können.
Auf diese Weise kann der Prozessor 20 sehr wenig bis gar keine Energie verbrauchen, es sei denn, die Vorrichtung 210 ermittelt eine Bewegung, und die Antenne muss keine Energie verbrauchen, es sei denn, die Vorrichtung 210 bestimmt, dass die Bewegung dem Treten im Gegensatz zu einer anderen Ursache entspricht.
Die Vorrichtung 210 kann zusätzlich einen zweiten Sensor 256 umfassen oder alternativ mit diesem in Kommunikation stehen, der an dem Fahrrad 100 angebracht ist und derart konfiguriert ist, dass er sich nicht mit dem Antriebsstrang 114 oder der hinteren Kettenradanordnung dreht. Der zweite Sensor 256, der der gleiche Typ oder ein anderer als der Sensor 220 sein kann, kann derart konfiguriert sein, dass er eine Winkelposition des Fahrrads 100 unabhängig von den Antriebsstrangkomponenten ermittelt. Der Prozessor 20 kann derart konfiguriert sein, dass er die ermittelte Winkelposition von dem Sensor 220 und dem zweiten Sensor 256 empfängt und vergleicht, um die Auslesungen der durch den Sensor 220 erfassten Winkelgeschwindigkeit und Position zu filtern, die der Drehung des Fahrrads 100 selbst entsprechen, als der Drehung des Antriebsstrangs 114 oder der hinteren Kettenradanordnung 134.
11 stellt ein Fließdiagramm für ein Verfahren 300 für eine Fahrradtretanalyse dar, die die Vorrichtung 210 verwendet, wie sie hierin konfiguriert ist. Das Verfahren 300 kann einen Schritt des Weckens 310 umfassen, beispielweise sobald eine Bewegung ermittelt wurde. Sobald die Vorrichtung eingeschaltet ist, ermittelt 320 sie eine Bewegung und bestimmt 330 dann eine Richtung der Drehung. Wenn bestimmt wird, dass die Drehung rückwärts ist, kann das Verfahren zu dem ermittelnden Schritt 320 zurückkehren, um das Verfahren zu wiederholen, bis eine Vorwärtsdrehung bestimmt wurde.
Sobald bestimmt wurde, dass die Bewegung eine Vorwärtsdrehrichtung ist, umfasst das Verfahren 300 den Schritt des Ermittelns 340 einer Drehgeschwindigkeit und den Schritt des Ermittelns 350 einer Anzahl von Drehungen. In 11 ist der Schritt 340 als vorangehender Schritt 350 dargestellt, obwohl es geschätzt werden wird, dass diese Schritte umgekehrt werden können oder gleichzeitig durchgeführt werden können.
Die ermittelten Drehgeschwindigkeits- und Positionswerte werden dann mit gespeicherten Werten oder Wertebereichen verglichen 360, die den aktiven Tretzustand repräsentieren. Wenn die ermittelten Werte außerhalb der gespeicherten Werte oder Wertebereiche liegen, kann das Verfahren evaluieren 370, ob ein Tretzustand bereits beendet ist und falls nicht, ob das Verfahren 300 wieder zum Schritt des Ermittelns 320 zurückkehrt. Wenn die ermittelten Werte innerhalb der gespeicherten Werte oder des Wertebereichs liegen, kann ein Signal an eine weitere Komponente zusätzlich oder anstatt an die Steuereinheit 230, 230A, 230B 380 beispielsweise an eine Federungssteuereinheit übermittelt werden, um das Vorhandensein des Tretens anzuzeigen.
Das Verfahren kann dann wieder zum Schritt des Ermittelns 340 zurückkehren und kann ihn wiederholen, bis der Schritt des Vergleichens die Werte angibt, die außerhalb der gespeicherten Werte oder des Wertebereichs beim Schritt des Vergleichens 360 liegen, zu welchem Zeitpunkt das Verfahren zu dem Schritt der Evaluation 370 vorangehen kann, gefolgt von der Übermittlung 390 eines Signals an die weitere Komponente, um die Einstellung des Tretens anzuzeigen.
Wiederum bezugnehmend auf die Vorrichtung 210, die in 12 gezeigt ist. Der Prozessor 20 kann einen allgemeinen Prozessor, einen digitalen Signalprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein Feld programmierbares Gate-Array (FPGA), eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, Kombinationen davon oder einen anderen jetzt bekannten oder später entwickelten Prozessor umfassen. Der Prozessor 20 kann ein Einzelgerät oder eine Kombination von Geräten sein, wie beispielsweise durch gemeinsame oder parallele Verarbeitung.
Der Speicher 10 kann ein flüchtiger Speicher oder ein nichtflüchtiger Speicher sein. Der Speicher 10 kann einen oder mehrere von einem Festwertspeicher (ROM), Arbeitsspeicher (RAM), Flash-Speicher, elektronisch löschbaren Programm-Festwertspeicher (EEPROM) oder einen anderen Speichertyp umfassen. Der Speicher 10 kann von der Vorrichtung 210 entfernbar sein, wie beispielsweise eine sichere digitale (SD) Speicherkarte. In einer besonderen, nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform kann ein computerlesbares Medium einen Festkörperspeicher wie eine Speicherkarte oder eine andere Einheit umfassen, die einen oder mehrere nichtflüchtige Festwertspeicher umfasst. Ferner kann das computerlesbare Medium ein Speicher mit Arbeitsspeicher oder einem anderen flüchtigen wiederbeschreibbaren Speicher sein. Zusätzlich kann das computerlesbare Medium ein magnetooptisches oder optisches Medium umfassen, wie beispielsweise eine Platte oder Bänder oder andere Speichergeräte. Dementsprechend wird angenommen, dass die Offenbarung irgendeines oder mehrere eines computerlesbaren Mediums und anderer Äquivalente und Nachfolgemedien umfasst, in denen die Daten oder Befehle gespeichert werden können.
Der Speicher 10 ist ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium und wird als ein einzelnes Medium beschrieben. Der Begriff „computerlesbares Medium” umfasst jedoch ein einzelnes Medium oder mehrere Medien, wie beispielsweise eine zentrale oder verteilte Speicherstruktur und/oder zugehörige Zwischenspeicher, die funktionsfähig sind, einen oder mehrere Sätze an Befehlen und anderen Daten zu speichern. Der Begriff computerlesbares Medium soll ebenso jedes Medium umfassen, das in der Lage ist, einen Satz von Befehlen für die Ausführung durch einen Prozessor zu speichern, zu codieren oder zu tragen, oder das ein Computersystem veranlasst, ein oder mehrere der hierin offenbarten Verfahren oder Operationen ausführen zu können.
In einer alternativen Ausführungsform können fest zugeordnete Hardwareimplementierungen, wie beispielweise anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, programmierbare Logikarrays und andere Hardwaregeräte, konstruiert werden, um eines oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahren zu implementieren. Anwendungen, die die Vorrichtung und die Systeme von verschiedenen Ausführungsformen einschließen können, umfassen im Großen und Ganzen eine Vielzahl von elektronischen und computerbasierten Systemen. Ein oder mehrere hier beschriebene Ausführungsformen können Funktionen implementieren, die zwei oder mehr spezifische miteinander verbundene Hardwaremodule oder -geräte mit verwandten Steuer- und Datensignalen verwenden, die zwischen und über die Module kommuniziert werden können, oder als Abschnitte einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung. Dementsprechend umfasst das vorliegende System Software-, Firmware- und Hardware-Implementierungen.
Die Energieversorgung 84 ist eine tragbare Energieversorgung. Die Energieversorgung kann die Erzeugung von elektrischer Energie umfassen, beispielsweise unter Verwendung eines mechanischen Leistungsgenerators, eines Brennstoffzellengeräts, von Photovoltaikzellen oder anderer Energieerzeugungsgeräte. Die Stromversorgung kann eine Batterie umfassen, wie beispielsweise ein Gerät, das aus zwei oder mehr elektrochemischen Zellen besteht, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Stromversorgung 84 kann eine Batterie oder eine Kombination von mehreren Batterien oder anderen Stromversorgungsgeräten umfassen. Speziell angepasste oder konfigurierte Batterietypen oder Standardbatterietypen wie CR 2012, CR 2016 und/oder 2031 können verwendet werden.
Die Kommunikationsschnittstelle 90 sorgt für die Daten- und/oder Signalkommunikation von der Vorrichtung 210 zu einer weiteren Komponente des Fahrrads, wie beispielsweise zu einer oder mehreren Federungssteuerungen, oder zu einem externen Gerät, wie beispielweise zu einem Handy oder einem anderen Computergerät. Die Kommunikationsschnittstelle 90 kommuniziert die Daten, indem es jede funktionsfähige Verbindung verwendet. Eine funktionsfähige Verbindung kann eine sein, bei der Signale, physikalische Kommunikation und/oder logische Kommunikation versendet und/oder empfangen werden können. Eine funktionsfähige Verbindung kann eine physikalische Schnittstelle, eine elektrische Schnittstelle und/oder eine Datenschnittstelle umfassen. Die Kommunikationsschnittstelle 90 kann derart konfiguriert sein, dass sie drahtlos kommuniziert und als solches ein oder mehrere Antennen umfasst. Die Kommunikationsschnittstelle 90 sorgt für drahtlose Kommunikation in jedem derzeit bekannten oder nachfolgenden entwickelten Format. Obwohl die vorliegende Spezifikation Komponenten und Funktionen beschreibt, die in besonderen Ausführungsformen unter Bezug auf spezifische Standards und Protokolle implementiert werden können, ist die Erfindung nicht auf solche Standards und Protokolle beschränkt. Beispielsweise repräsentieren Standards für das Internet und weitere paketvermittelte Netzwerkübertragung (wie beispielsweise TCP/IP, UDP/IP, HTML, HTTP, HTTPS) Beispiele des aktuellen Stands der Technik. Solche Standards werden periodisch durch schnellere oder effizientere Äquivalente mit im Wesentlichen gleichen Funktionen ersetzt. Bluetooth^®, ANT+^TM, ZigBee, WiFi und/oder AIREA^TM-Standards können ebenso oder alternativ verwendet werden. Dementsprechend werden Ersatznormen und Protokolle, die die gleichen oder ähnlichen Funktionen wie die hierin offenbarten aufweisen, als Äquivalente von diesen in Betracht gezogen. In einer Ausführungsform kann die Kommunikationsschnittstelle 90 derart konfiguriert sein, dass sie ein Signal übermittelt, dass einen bestimmten und/oder ermittelten Tretzustand eines Fahrradantriebsstrangs überträgt. Ferner kann der bestimmte Tretzustand drahtlos übermittelt werden.
Die Sensorschnittstelle 80 sorgt für Daten- und/oder Signalkommunikation von einem oder mehreren Sensoren 220 zu dem Schaltkreis 28. Die Schnittstelle 80 kommuniziert, indem sie verdrahtete und/oder drahtlose Kommunikationstechniken verwendet. Beispielweise kommuniziert die Schnittstelle 80 mit den Sensoren 220, indem sie einen Systembus oder weitere Kommunikationstechniken verwendet. Die Sensorschnittstelle 80 kann zusätzliche elektrische und/oder elektronische Komponenten umfassen, wie beispielweise einen zusätzlichen Prozessor und/oder Speicher für die Ermittlung, Kommunikation und/oder weitere Verarbeitung von Signalen des Sensors 220.
Die Benutzerschnittstelle 82 kann ein oder mehrere Knöpfe, Lichter oder weitere Geräte oder Komponenten für die Datenkommunikation zwischen einem Benutzer und der Vorrichtung 210 sein. Die Benutzerschnittstelle 82 kann eine Flüssigkristallanzeigeplatte (LCD), eine lichtemittierende Diode (LED), einen Dünnfilmtransistorschirm oder einen anderen Typ von Anzeige- oder lichtemittierendem Gerät umfassen. Die Benutzerschnittstelle 82 kann ebenso Audio-Fähigkeiten oder Lautsprecher umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst die Benutzerschnittstelle 82 eine LED-Anzeige. Die LED-Anzeige leuchtet, um den Input der Befehle oder weiterer Aktionen der Vorrichtung 210 anzuzeigen.
In Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die hierin beschriebenen Verfahren mit Softwareprogrammen, die durch ein Computersystem ausführbar sind, implementiert werden, wie beispielsweise dem Schaltkreis 28. Ferner können in einer beispielhaften, nicht-beschränkten Ausführungsform Implementierungen verteilte Verarbeitung, auf Komponenten-/Objekten verteilte Verarbeitung und parallele Verarbeitung umfassen. Alternativ kann eine virtuelle Computersystemverarbeitung konstruiert werden, um eine oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahren oder Funktionalitäten zu implementieren.
Ein Computerprogramm (ebenso bekannt als Programm, Software, Softwareanwendung, Skript oder Code) kann in beliebiger Programmiersprache geschrieben werden, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, und es kann in beliebiger Form eingesetzt werden, auch als eigenständiges Programm oder Modul, Komponente, Unterprogramm oder weitere Einheit, die für die Verwendung in einer Computerumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm entspricht nicht unbedingt einer Datei in einem Dateisystem. Ein Programm kann in einem Teil einer Datei gespeichert werden, das andere Programme oder Daten (beispielsweise ein oder mehrere in einem Markup-Sprachdokument gespeicherte Skripts) in einer einzigen Datei hält, die dem betreffenden Programm zugeordnet sind, oder in mehreren koordinierten Dateien (beispielsweise Dateien, die ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Teile von Code speichern). Ein Computerprogramm kann eingesetzt werden, um auf einem Computer oder auf mehreren Computern ausgeführt zu werden, die sich an einer Stelle befinden oder über mehrere Standorte verteilt und durch ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Prozesse und Logikströme können von einem oder mehreren programmierbaren Prozessoren durchgeführt werden, die ein oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Funktionen auszuführen, indem sie Eingangsdaten verarbeiten und eine Ausgabe erzeugen. Die Prozesse und Logikströme können auch durch einen speziellen Logikschaltkreis durchgeführt werden, beispielsweise durch ein FPGA (feldprogrammierbares Gate-Array) oder ein ASIC (anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis), und die Vorrichtung kann auch als spezieller Logikschaltkreis implementiert werden.
Wie in dieser Anmeldung verwendet, bezieht sich der Begriff „Schaltkreis” oder „Schaltung” auf alle folgenden Punkte: (a) ausschließlich Hardware-Schaltungsimplementierungen (beispielsweise Implementierungen in nur analogen und/oder digitalen Schaltungen) und (b) auf Kombinationen von Schaltungen und Software (und/oder Firmware) wie (soweit zutreffend): (i) auf eine Kombination von einem Prozessor (Prozessoren) oder (ii) auf Abschnitte von einem Prozessor (Prozessoren)/Software (einschließlich eines digitalen Signalprozessors (Prozessoren)), einer Software und einem Speicher (Speicher), die zusammenarbeiten, um eine Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder einen Server, zu veranlassen, verschiedene Funktionen auszuführen) und (c) auf Schaltkreise, wie beispielweise einen Mikroprozessor(-prozessoren) oder auf einen Teil eines Mikroprozessors(-prozessoren), der Software oder Firmware für die Funktionsfähigkeit benötigt, sogar wenn die Software oder Firmware physikalisch nicht präsent ist.
Diese Definition von „Schaltkreis” gilt für alle Verwendungen dieses Begriffs in dieser Anwendung, einschließlich in jedem der Ansprüche. Als ein weiteres Beispiel, wie in dieser Anwendung verwendet, würde der Begriff „Schaltkreis” ebenso eine Implementierung von lediglich einem Prozessor (oder mehreren Prozessoren) oder einem Teil eines Prozessors und seiner (oder ihrer) begleitenden Software und/oder Firmware sowie anderer elektronischer Komponenten abdecken. Der Begriff „Schaltkreis” würde ebenso beispielweise, und wenn auf das jeweilige Anspruchselement anwendbar, eine Basisband-integrierte Schaltung oder eine Anwendungsprozessor-integrierte Schaltung für ein mobiles Computergerät oder eine ähnlich integrierte Schaltung in dem Server, eine zellulares Netzwerkgerät oder ein anderes Netzwerkgerät abdecken.
Prozessoren, die für die Ausführung eines Computerprogramms geeignet sind, umfassen beispielhaft sowohl allgemeine als auch spezielle Mikroprozessoren und irgendeine oder mehrere Prozessoren irgendeiner Art von digitalem Computer. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor Anweisungen und Daten von einem Festwertspeicher oder einem Arbeitsspeicher oder beiden. Die wesentlichen Elemente eines Computers sind ein Prozessor zum Durchführen von Befehlen und eine oder mehrere Speichergeräte zum Speichern von Befehlen und Daten. Im Allgemeinen umfasst ein Computer ebenso ein oder mehrere Massenspeichergeräte zum Speichern von Daten, beispielsweise magnetische, magnetooptische Platten oder optische Platten, oder ist mit diesen operativ gekoppelt, um Daten von diesen zu empfangen oder zu übermitteln oder beides. Allerdings muss ein Computer keine solchen Geräte aufweisen. Darüber hinaus kann ein Computer in ein anderes Gerät eingebettet sein, beispielsweise in einem Mobiltelefon, in einem persönlichen Assistenten (PDA), in einem mobilen Audio-Player, in einem GPS-Empfänger (globales Positionierungssystem) oder in einer Vorrichtung 210, um nur einige zu nennen. Computerlesbare Medien, die zum Speichern von Computerprogrammbefehlen und -daten geeignet sind, umfassen alle Formen von nichtflüchtigem Speicher, Medien und Speichergeräten, einschließlich beispielsweise Halbleiterspeichergeräten, beispielsweise EPROM, EEPROGM, und Flashspeichergeräte; magnetische Platten, beispielsweise interne Festplatten oder entfernbare Platten; magnetooptische Platten; und CD-ROM und DVD-ROM-Platten. Der Prozessor und der Speicher können durch eine spezielle Logikschaltung ergänzt oder in diese integriert werden.
Die Darstellungen der hierin offenbarten Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis der Struktur der verschiedenen Ausführungsformen bereitstellen. Die Abbildungen sollen nicht als eine vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Vorrichtungen und Systemen dienen, die die hier beschriebenen Strukturen und Verfahren verwenden. Viele andere Ausführungsformen können für Fachkräfte auf dem Gebiet bei der Überprüfung der Offenbarung offensichtlich sein. Andere Ausführungsformen können aus der Offenbarung verwendet und abgeleitet werden, sodass strukturelle und logische Substitutionen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus sind die Abbildungen nur repräsentativ und dürfen nicht maßstäblich gezeichnet werden. Bestimmte Proportionen innerhalb der Abbildung können übertrieben werden, während andere Proportionen minimiert werden können. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen.
Während diese Spezifikation viele Besonderheiten enthält, sollten diese nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung oder dem, was beansprucht wird ausgelegt werden, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in irgendeiner geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können, obwohl Merkmale oben beschrieben werden können, die in bestimmten Kombinationen auftreten und sogar anfänglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgeschnitten werden und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination gerichtet werden oder auf eine Variante der Unterkombination.
Ähnlich, während Vorgänge und/oder Handlungen in den Zeichnungen dargestellt und hierin in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben werden, sollte dies nicht so verstanden werden, dass es erforderlich ist, dass solche Vorgänge in der bestimmten Reihenfolge oder in einer sequentiellen Reihenfolge durchgeführt werden oder dass alle dargestellten Operationen durchgeführt werden, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen kann eine Multitasking- und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus sollte die Trennung verschiedener Systemkomponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht als eine solche Trennung in allen Ausführungsformen verstanden werden, und es sollte verstanden werden, dass alle beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen in einem einzigen Softwareprodukt oder mehreren Softwareprodukten integriert oder verpackt werden können.
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung können hierin einzeln und/oder gemeinsam durch den Begriff „Erfindung” lediglich zur Vereinfachung bezeichnet werden und ohne den Wunsch, freiwillig den Umfang dieser Anmeldung auf irgendeine spezielle Erfindung oder ein erfinderisches Konzept zu beschränken. Darüber hinaus ist es, obwohl spezifische Ausführungsformen hierin dargestellt und beschreiben worden sind, zu verstehen, dass jede nachfolgende Anordnung, die entworfen ist, um denselben oder einen ähnlichen Zweck zu erreichen, für die gezeigten spezifischen Ausführungsformen ersetzt werden kann. Diese Offenbarung soll alle nachfolgenden Anpassungen oder Variationen verschiedener Ausführungsformen abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungsformen und anderer Ausführungsformen, die hier nicht spezielle beschrieben sind, sind für Fachkräfte auf dem Gebiet bei der Überprüfung der Beschreibung offensichtlich.
Die Zusammenfassung der Offenbarung ist vorgesehen, um 37 C. F. R. §1.72 (b) zu erfüllen und wird mit dem Verständnis vorgelegt, dass es nicht verwendet wird, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu begrenzen. Zusätzlich können in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale in einer einzigen Ausführungsform zusammengefasst oder beschrieben werden, um die Offenbarung zu komprimieren. Diese Offenbarung ist nicht so zu verstehen, dass sie die Absicht widerspiegelt, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als in jedem Anspruch ausdrücklich erwähnt werden. Vielmehr kann, wie die folgenden Ansprüche widerspiegeln, der erfinderische Gegenstand auf weniger als alle Merkmale einer der offenbarten Ausführungsformen gerichtet sein. Somit werden die folgenden Ansprüche in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch auf sich selbst steht, um einen separat beanspruchten Gegenstand zu definieren.
Es ist beabsichtigt, dass die vorangegangen detaillierte Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend angesehen wird und dass es verstanden wird, dass die folgenden Ansprüche, die alle Äquivalente enthalten, den Umfang der Erfindung definieren sollen. Die Ansprüche sind nicht auf die beschriebene Reihenfolge oder Elemente zu beschränken, soweit dies nicht der Fall ist. Daher werden alle Ausführungsformen, die in den Umfang und den Geist der folgenden Ansprüche und Äquivalente dazu fallen, als die Erfindung beansprucht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

CR 2012 [0065]
CR 2016 und/oder 2031 [0065]

Claims

Vorrichtung für die Fahrradtretbestimmung, wobei diese umfasst: einen Sensor, der an einem Abschnitt eines Antriebsstrangs angebracht ist und sich mit diesem dreht, wobei der Sensor derart konfiguriert ist, dass er Winkelgeschwindigkeit und Position einer Kurbelachse an dem Antriebsstrang ermittelt; und einen Prozessor, der mit dem Sensor elektrisch gekoppelt ist, wobei der Prozessor derart konfiguriert ist, dass er die Vorrichtung dazu veranlasst, die ermittelte Winkelgeschwindigkeit und Position mit vorbestimmten Winkelgeschwindigkeits- und Positionswerten zu vergleichen, die mindestens einen Tretzustand anzeigen, um einen Tretzustand des Antriebsstrangs zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor derart konfiguriert ist, dass er die Winkelgeschwindigkeit oder die Position eines Gravitationsvektors relativ zu einem Referenzrahmen ermittelt, der sich mit der Kurbelachse dreht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sensor derart angeordnet ist, dass er Abweichungen der ermittelten Winkelgeschwindigkeit und Position aufgrund von Kräften minimiert, die von einer Beschleunigung in einer Richtung her resultieren, die normal zu der Drehung der Kurbelachse ist, wobei der Sensor wahlweise derart konfiguriert ist, dass er unmittelbar an einer Drehachse der Kurbelachse angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei der Sensor derart konfiguriert ist, dass er die Winkelgeschwindigkeit oder die Position eines magnetischen Feldvektors relativ zu dem Referenzrahmen ermittelt, der sich mit der Kurbelachse dreht.
Vorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei der Sensor ein Sensortyp ist, der aus einem Beschleunigungsmesser, einem Magnetometer oder einem Gyroskop ausgewählt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei diese ferner einen kabellosen Sender umfasst, der mit dem Prozessor elektrisch gekoppelt ist, wobei der kabellose Sender derart konfiguriert ist, dass er mit einer Komponente des Fahrrads kommuniziert, wobei die Komponenten wahlweise eine Federungssteuereinheit ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Abschnitt des Antriebsstrangs ein Abschnitt eines Kurbelarms, einer Pedale, einer Spindel, eines Kettenblatts oder einer Kassette ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche, wobei der Sensor derart konfiguriert ist, dass er Winkelgeschwindigkeit oder Position in weniger als einer einzelnen Umdrehung der Kurbelachse misst.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei diese ferner umfasst: einen zweiten Sensor, der an einem Fahrrad angebracht ist, wobei der zweite Sensor derart konfiguriert ist, dass er eine Winkelposition des Fahrrads ermittelt; und eine Steuereinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie die ermittelte Winkelposition von dem Sensor und dem zweiten Sensor empfängt und vergleicht, um Messungen der Winkelgeschwindigkeit und Position auszufiltern, die durch den Sensor ermittelt wurden, die der Drehung des Fahrrads entsprechen, wobei der erste Sensor wahlweise an dem Antriebsstrang an einer ersten Position des Fahrrads und der zweite Sensor an einer zweiten Position des Fahrrads angeordnet ist, wobei die erste Position und die zweite Position unterschiedliche Positionen sind, wobei vorzugsweise die zweite Position ein Ort ist, der von dem Antriebsstrang des Fahrrads entfernt ist und wobei vorzugsweise der Sensor und der zweite Sensor dieselbe Art von Sensor sind.
Verfahren zur Fahrradtretanalyse, wobei dieses umfasst: das Erkennen von Winkelgeschwindigkeit und Position des Abschnitts des Antriebsstrangs relativ zu dem Referenzrahmen, indem ein Sensor verwendet wird, der an einem Abschnitt eines Antriebsstrangs angeordnet ist und sich mit diesem dreht; und den Vergleich der Winkelgeschwindigkeits- und Positionsmessungen durch einen Prozessor mit Werten, die mindestens eine Tretzustandssignatur repräsentieren, um einen Tretzustand des Antriebsstrangs zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Sensor Veränderungen an einem Gravitationsvektor oder an einem magnetischen Feldvektor relativ zu einem Referenzrahmen ermittelt, die sich mit dem Antriebsstrang drehen.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei dieses ferner umfasst: die Kommunikation mit einer Steuereinheit, die einen kabellosen Sender verwendet, der operativ mit dem Prozessor gekoppelt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Sensor die Winkelgeschwindigkeit mindestens einmal pro Umdrehung eines Kurbelarms misst.
Kurbelanordnung, die für die Verwendung in einem Fahrradantriebsstrang konfiguriert ist, wobei die Kurbelanordnung umfasst: einen Sensor, der an einer Kurbelachse angeordnet ist und sich mit dieser dreht, wobei der Sensor derart konfiguriert ist, dass er Winkelgeschwindigkeit und Position der Kurbelachse ermittelt; einen kabellosen Sender, der derart konfiguriert ist, dass er mit einer Fahrradkomponente außerhalb der Kurbelachse kommuniziert; mindestens einen Speicher, der derart konfiguriert ist, dass er die Winkelgeschwindigkeits- und Positionswerte speichert, die mindestens eine Tretzustandssignatur repräsentieren; und mindestens einen Prozessor, der kommunikativ mit dem Speicher, dem Sensor und dem kabellosen Sender gekoppelt ist, wobei der mindestens eine Prozessor derart konfiguriert ist, dass er die Kurbelachse dazu veranlasst: die ermittelte Winkelgeschwindigkeit und Position mit der Tretsignatur zu vergleichen, einen Tretzustand des Fahrrads basierend auf dem Vergleich zu bestimmen, und die Bestimmung an die Komponente des Fahrrads, die sich außerhalb von der Kurbelachse befindet, mittels des kabellosen Senders zu übermitteln.
Kurbelanordnung nach Anspruch 14, wobei diese ferner umfasst: ein Gehäuse, das für eine zumindest teilweise Lagerung innerhalb einer Spindel des Antriebsstrangs konfiguriert ist, wobei das Gehäuse derart konfiguriert ist, dass es den Sensor beherbergt, wobei das Gehäuse ferner wahlweise derart konfiguriert ist, dass es den Prozessor beherbergt, oder wobei das Gehäuse wahlweise einen Schnittstellenabschnitt umfasst, der derart gelagert ist, dass er für einen Fahrer des Fahrrads zugänglich ist, wobei dieser ferner vorzugweise einen Kurbelschaft umfasst, wobei der Schnittstellenabschnitt an einem Ende des Kurbelschafts angeordnet ist.
Kurbelanordnung nach Anspruch 14 oder 15, wobei diese ferner umfasst: eine Energieversorgung; und einen Wecksensor, wobei der Prozessor ferner derart konfiguriert ist, dass er die Kurbelachse dazu veranlasst, Energie von der Energieversorgung für den Sensor als Reaktion auf ein Signal von dem Wecksensor bereitzustellen.
Vorrichtung zur Ermittlung eines Tretzustands eines Antriebsstrangs eines Fahrrads, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Sensor, der derart konfiguriert ist, dass er Winkelgeschwindigkeit und Position einer Kurbelachse des Antriebsstrangs ermittelt; und ein Gehäuse, das derart konfiguriert ist, dass es den Sensor entlang einer Drehachse der Kurbelachse aufnimmt und positioniert.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Sensor ein Beschleunigungsmesser ist, wobei vorzugsweise das Gehäuse ferner für die Einführung und Sicherung in der Kurbel konfiguriert ist, oder wobei vorzugsweise das Gehäuse ferner derart konfiguriert ist, dass es an einem Ende der Kurbelachse angebracht werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei diese ferner umfasst: eine Benutzerschnittstelle, die mindestens eine Statusanzeige der Vorrichtung umfasst, wobei die Statusanzeige wahlweise eine Licht emittierende Diode („LED”) umfasst, oder wobei die Benutzerschnittstelle wahlweise ferner einen von Hand zu betätigenden Knopf umfasst.