DE102018103829A1 - Fahrradelektrovorrichtung - Google Patents

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Toshio Tetsuka
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Shimano Inc
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Abstract

Fahrradelektrovorrichtung ist im Wesentlichen für eine Fahrradkurbelanordnung vorgesehen. Die Fahrradelektrovorrichtung umfasst einen Anzeiger, der eingerichtet ist, um ein Benutzersignal zu erzeugen, das anzeigt, dass ein Kurbelarm der Fahrradkurbelanordnung in einer vorbestimmten Winkelposition ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Querverweis auf andere Anwendungen
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung US 15/460,940 , eingereicht am 16. März 2017. Die gesamte Offenbarung der US-Patentanmeldung US 15/460 940 wird hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Fahrradelektrovorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrradelektrovorrichtung, die beim Bestimmen eines Winkels eines Kurbelarms unterstützt.
  • Hintergrundinformation
  • Fahrräder sind manchmal mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, um einem Fahrer Informationen zur Verfügung zu stellen und/oder Informationen an eine Steuervorrichtung zu liefern, um verschiedene Aspekte des Fahrrads, wie zum Beispiel die Schalt- oder Federungssteifigkeit, zu steuern. Zum Beispiel verwenden Pedalbetätigungskraftdetektoren typischerweise Belastungsmesser, um die Pedalbetätigungskraft während der Pedalbetätigung zu messen. Diese Pedalbetätigungskraftdetektoren sind manchmal an einer Fahrradkurbelanordnung angeordnet, wie im US-Patent Nr. 9,581,508 (erteilt an Shimano) offenbart. Sensorschaltungen können eingerichtet sein, um die Pedalbetätigungskraftinformationen, die von den Belastungsmessern erfasst wird, zu verarbeiten und diese Informationen zu übertragen, so dass sie von dem Fahrer empfangen werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Im Wesentlichen betrifft die vorliegende Offenbarung verschiedene Merkmale einer elektrischen Fahrradvorrichtung. In einem Merkmal ist eine elektrische Fahrradvorrichtung beziehungsweise eine Fahrradelektrovorrichtung mit einem Anzeiger versehen, der eingerichtet ist, um ein Benutzeranzeigesignal zum Unterstützen der Bestimmung eines Winkels oder einer Winkelstellung eines Kurbelarms zu erzeugen oder liefern.
  • Angesichts des Standes der Technik und nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Fahrradelektrovorrichtung im Wesentlichen für eine Fahrradkurbelanordnung vorgesehen. Die Fahrradelektrovorrichtung umfasst einen Anzeiger, der eingerichtet ist, um ein Benutzersignal zu erzeugen, das anzeigt, dass sich ein Kurbelarm der Fahrradkurbelanordnung in einer vorbestimmten Winkelposition befindet.
  • Vorteilhafterweise kann die Fahrradelektrovorrichtung nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um den Kurbelarm der Fahrradkurbelanordnung leicht in der vorbestimmten Winkelposition zu positionieren, so dass ein Kurbelwinkel des Kurbelarms gemessen werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst die Fahrradelektrovorrichtung ferner einen Positionssensor. Der Positionssensor kann so eingerichtet sein, dass er an der Fahrradkurbelanordnung vorgesehen ist, um die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms in Bezug auf einen Fahrradrahmen zu erfassen.
  • Durch Vorsehen des Positionssensors kann die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms während der Pedalbetätigung erfasst werden.
  • Vorzugsweise ist der Positionssensor so eingerichtet, dass er an dem Kurbelarm vorgesehen ist.
  • Durch Vorsehen des Positionssensors an dem Kurbelarm kann ein vorhandener Kurbelarm mit dem Positionssensor nachgerüstet werden, oder ein neuer Kurbelarm kann einfach mit dem Positionssensor hergestellt werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Fahrradelektrovorrichtung ferner eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung, die mit dem Kurbelarm wirkverbunden ist.
  • Daher kann die Fahrradelektrovorrichtung leicht an einem Fahrrad installiert werden, ohne dass Leitungen verlegt werden müssen.
  • Vorzugsweise enthält der Positionssensor einen Reed-Schalter.
  • Daher kann die Fahrradelektrovorrichtung unter Verwendung eines relativ kostengünstigen Reed-Schalters kostengünstig hergestellt sein/werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Fahrradelektrovorrichtung ferner einen Magneten, der eingerichtet ist, um an dem Fahrradrahmen befestigt zu sein/werden.
  • Daher kann die Fahrradelektrovorrichtung unter Verwendung eines relativ kostengünstigen Magneten kostengünstig hergestellt sein/werden.
  • Vorzugsweise ist oder umfasst der Anzeiger eine Lichtquelle.
  • Daher kann die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms visuell erfasst werden.
  • Vorzugsweise ist oder umfasst der Anzeiger eine Schallquelle.
  • Daher kann die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms hörbar erfasst werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Fahrradelektrovorrichtung ferner eine Mobilvorrichtung. Die Mobilvorrichtung kann einen Prozessor zum Berechnen eines Kurbelwinkels basierend auf der vorbestimmten Winkelposition, die von dem Positionssensor erfasst wird, enthalten.
  • Daher kann die Fahrradelektrovorrichtung mit einer Fahrradkurbelanordnung verwendet werden, die keine Vorrichtung zum Erfassen des Kurbelwinkels in Bezug auf eine horizontale oder vertikale Ebene aufweist.
  • Vorzugsweise weist die Mobilvorrichtung einen Steigungsmesser auf.
  • Daher kann die Mobilvorrichtung eine herkömmliche Vorrichtung sein, die einen Steigungsmesser umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst der Steigungsmesser mindestens einen Beschleunigungsmesser oder ein Gyroskop.
  • Daher kann der Steigungsmesser relativ kostengünstig sein.
  • Vorzugsweise umfasst die Fahrradelektrovorrichtung ferner eine Speichervorrichtung, die mit dem Kurbelarm wirkverbunden ist.
  • Daher kann die Fahrradelektrovorrichtung verschiedene Daten einschließlich des Kurbelwinkels, der der vorbestimmten Winkelposition des Kurbelarms entspricht, die vorzugsweise durch den Positionssensor erfasst wird, speichern.
  • Vorzugsweise umfasst die Fahrradelektrovorrichtung ferner mindestens einen Belastungssensor beziehungsweise Dehnungssensor. Der mindestens eine Dehnungs- oder Belastungssensor kann an dem Kurbelarm angeordnet sein und kann eingerichtet sein, um eine auf den Kurbelarm aufgebrachte Pedalbetätigungskraft zu erfassen.
  • Daher kann die Fahrradelektrovorrichtung eine auf den Kurbelarm aufgebrachte Pedalbetätigungskraft leicht erfassen.
  • Vorzugsweise umfasst die Fahrradelektrovorrichtung ferner einen Prozessor. Der Prozessor kann eingerichtet sein, um die Pedalbetätigungskraft zu verarbeiten, die vorzugsweise durch den mindestens einen Dehnungs- oder Belastungssensor erfasst wird, um eine Winkelkraftinformation oder eine winkelmäßige Kraftinformation zu berechnen.
  • Daher kann die Fahrradelektrovorrichtung eine Winkelkraftinformation oder eine winkelmäßige Kraftinformation für den Fahrer berechnen.
  • Vorzugsweise umfasst die Fahrradelektrovorrichtung ferner einen Fahrradcomputer. Der Fahrradcomputer kann eine Anzeige aufweisen, die eingerichtet ist, um die Winkelkraftinformation zu empfangen, die vorzugsweise von dem Prozessor berechnet wird, und kann eingerichtet sein, um die Winkelkraftinformation auf der Anzeige anzuzeigen.
  • Daher kann die Fahrradelektrovorrichtung Winkelkraftinformationen an einer für den Fahrer geeigneten Stelle anzeigen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bestimmung eines Kurbelwinkels Messen eines Winkels eines Kurbelarms unter Verwendung einer externen Vorrichtung, während sich der Kurbelarm in einer vorbestimmten Winkelposition befindet. Das Verfahren umfasst ferner Übertragen von Informationen in Bezug auf den Winkel des Kurbelarms von der externen Vorrichtung zu einer Fahrradkomponente mit dem Kurbelarm und einer Speichervorrichtung.
  • Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht das Verfahren vorteilhafterweise eine einfache Möglichkeit zum Messen eines Winkels eines Kurbelarms vor, wenn das Fahrrad keine Kurbelwinkelmessvorrichtung, wie beispielsweise einen Steigungsmesser, umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Drehen des an einem Fahrrad befestigten Kurbelarms in die vorbestimmte Winkelposition.
  • Daher kann der Kurbelarm leicht in der vorbestimmten Winkelposition angeordnet sein/werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Empfangen einer Anzeige, die anzeigt, dass sich der Kurbelarm in der vorbestimmten Winkelposition befindet.
  • Daher kann die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms zuverlässig erhalten werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Anzeigen ein Beleuchten.
  • Daher kann der Benutzer visuell bestimmen, wenn sich der Kurbelarm in der vorbestimmten Winkelposition befindet.
  • Vorzugsweise wird das Anzeigen durch einen Anzeiger ausgeführt, der an dem Kurbelarm angeordnet ist.
  • Daher kann der visuelle Anzeiger bequem gesehen werden, wenn bestimmt ist/wird, dass sich der Kurbelarm in der vorbestimmten Winkelposition befindet.
  • Vorzugsweise umfasst das Messen des Winkels das mechanische Verbinden der externen Vorrichtung mit dem Kurbelarm, während sich der Kurbelarm in der vorbestimmten Winkelposition befindet.
  • Daher kann die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms zuverlässig unter Verwendung der externen Vorrichtung erhalten werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Messen des Winkels des Kurbelarms das Berechnen des Kurbelwinkels unter Verwendung einer Softwareanwendung der externen Vorrichtung.
  • Daher kann das Berechnen des Winkels des Kurbelarms durch die externe Vorrichtung derart durchgeführt werden, dass die Fahrradkurbelanordnung einen einfacheren Aufbau aufweisen kann, so dass sie kosteneffizienter herzustellen ist.
  • Vorzugsweise wird das Erreichen der vorbestimmten Winkelposition durch einen am Kurbelarm vorgesehenen Positionssensor bestimmt.
  • Daher sieht das Verfahren eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Bestimmung der vorbestimmten Winkelposition des Kurbelarms vor.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bestimmung eines Kurbelwinkels das Messen von mindestens einem von einer Pedalbetätigungskraft und einem Pedalbetätigungsdrehmoment, die auf die Fahrradkurbelanordnung ausgeübt werden. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines Winkels des Kurbelarms basierend auf zumindest einem von der Pedalbetätigungskraft und dem Pedalbetätigungsdrehmoment ohne einen an der Fahrradkurbelanordnung installierten Winkeldetektor.
  • Daher stellt dieses Verfahren eine einfache Möglichkeit zum Messen eines Winkels eines Kurbelarms bereit, wenn das Fahrrad keine Kurbelwinkelmessvorrichtung wie etwa einen Steigungsmesser umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst das Messen ferner das Erfassen eines Signals von mindestens einem Belastungssensor, der eingerichtet ist, um an einer Fahrradkomponente einer Fahrradkurbel angebracht zu sein/werden.
  • Daher kann das Verfahren eine auf den Kurbelarm aufgebrachte Pedalbetätigungskraft leicht erfassen.
  • Vorzugsweise umfasst das Bestimmen ferner das Vergleichen von zumindest einem von der Pedalbetätigungskraft und dem Pedalbetätigungsdrehmoment mit einer vorab gespeicherten Beziehung in Bezug auf das Pedalbetätigungsdrehmoment und einen Kurbelwinkel eines Kurbelarms.
  • Daher kann das Verfahren den Kurbelwinkel des Kurbelarms basierend auf zumindest entweder der Pedalbetätigungskraft oder dem Pedalbetätigungsdrehmoment schätzen, ohne den Kurbelwinkel des Kurbelarms direkt zu messen.
  • Vorzugsweise umfasst das Bestimmen ferner das Berechnen des Kurbelwinkels durch Vergleichen zumindest eines von der Pedalbetätigungskraft und/oder des Pedalbetätigungsdrehmoments, die durch den Belastungssensor erfasst werden, mit der Information der vorab gespeicherten Beziehung.
  • Daher kann das Verfahren den Kurbelwinkel des Kurbelarms basierend auf zumindest einem von der Pedalbetätigungskraft und dem Pedalbetätigungsdrehmoment schätzen, ohne den Kurbelwinkel des Kurbelarms direkt zu messen.
  • Weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der offenbarten elektrischen Fahrradvorrichtung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen eine veranschaulichende Ausführungsform der Fahrradelektrovorrichtung offenbart.
  • Figurenliste
  • Es wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:
    • 1 ist eine Seitenaufrissansicht eines Fahrrads mit einer Fahrradkurbelanordnung, die mit einer elektrischen Fahrradvorrichtung nach einer dargestellten Ausführungsform ausgestattet ist;
    • 2 ist ein Blockdiagramm der Fahrradkurbelanordnung und der in 1 dargestellten elektrischen Fahrradvorrichtung in drahtloser Kommunikation oder Drahtlos-Kommunikation mit einem Fahrradcomputer;
    • 3 ist eine Außenaufrissansicht der in den 1 und 2 dargestellten Fahrradkurbelanordnung, wobei die Fahrradelektrovorrichtung an einem Kettenradbefestigungsabschnitt eines Kurbelarms angeordnet ist;
    • 4 ist eine vergrößerte Seitenaufrissansicht eines Abschnitts des in 1 dargestellten Fahrrads, wobei ein rechter Kurbelarm der Fahrradkurbelanordnung in einer nicht erfassten Position ist, so dass ein Anzeiger der Fahrradelektrovorrichtung kein Benutzersignal erzeugt;
    • 5 ist eine vergrößerte Seitenaufrissansicht ähnlich 4 des in 4 dargestellten Abschnitts des Fahrrads, wobei jedoch der rechte Kurbelarm der Fahrradkurbelanordnung in der vorbestimmten Winkelposition ist, so dass der Anzeiger ein Benutzersignal erzeugt;
    • 6 ist eine vereinfachte Darstellung einer elektrischen Schaltung der in den 1 bis 4 dargestellten elektrischen Fahrradvorrichtung, wobei der Anzeiger eine Lichtquelle ist und die elektrische Schaltung offen ist, so dass die Lichtquelle (d.h. der Anzeiger) nicht aufleuchtet (d.h. der Anzeiger erzeugt kein Benutzersignal);
    • 7 ist eine vereinfachte Darstellung der in 6 dargestellten elektrischen Schaltung, die die elektrische Schaltung durch einen Magneten geschlossen zeigt, der neben dem Positionssensor (d.h. einem Reed-Schalter) positioniert ist, so dass die Lichtquelle (d.h. der Anzeiger) aufleuchtet (d. h. ein Benutzersignal erzeugt);
    • 8 ist eine vereinfachte Darstellung einer modifizierten elektrischen Schaltung für die in den 1 bis 4 dargestellte Fahrradelektrovorrichtung, wobei der Anzeiger eine Schallquelle ist und die elektrische Schaltung offen ist, so dass die Schallquelle (d.h. der Anzeiger) keinen Ton ausgibt (d.h. der Anzeiger erzeugt kein Benutzersignal);
    • 9 ist eine vereinfachte Darstellung der in 8 dargestellten modifizierten elektrischen Schaltung, die die durch einen neben dem Positionssensor (d.h. einem Reed-Schalter) positionierten Magneten geschlossene elektrische Schaltung zeigt, so dass die Schallquelle (d.h. der Anzeiger) einen Ton aussendet (d.h. der Anzeiger erzeugt ein Benutzersignal);
    • 10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel von Benutzereinstellungsschritten zeigt, die in einem Verfahren zum Erhalten von Kurbelwinkelinformationen in Bezug auf die in den 1 bis 7 dargestellte Fahrradkurbelanordnung ausgeführt werden;
    • 11 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zeigt, der von einem Prozessor der Fahrradelektrovorrichtung zum Erhalten einer Winkelpedalkraftinformation unter Verwendung der in 10 erhaltenen Kurbelwinkelinformation und zum Anzeigen von Informationen für den Fahrer oder Benutzer ausgeführt wird;
    • 12 ist eine Aufrissansicht einer Anzeige des in 2 dargestellten Fahrradcomputers, die ein Beispiel einer Anzeige auf der Grundlage von Information aus der aus den Schritten von 11 erhaltenen Winkelkraftinformation zeigt;
    • 13 ist eine Außenaufrissansicht einer modifizierten Fahrradkurbelanordnung mit einem Belastungssensor, der an einem rechten Kurbelarm angeordnet ist, und einer elektrischen Fahrradvorrichtung ohne einen Anzeiger, der an einem Kettenradbefestigungsabschnitt angeordnet ist;
    • 14 ist eine Pedalbetätigungsmodellkurve, die eine Beziehung zwischen Pedalbetätigungsdrehmoment und Winkelkraft für den linken und rechten Kurbelarm der modifizierten Fahrradkurbelanordnung von 13 darstellt; und
    • 15 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess darstellt, der von einem Prozessor der Fahrradelektrovorrichtung von 13 zur Bestimmung einer Winkelpedalkraftinformation unter Verwendung der in 14 dargestellten vorgespeicherten Information ausgeführt wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausgewählte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Für Fachleute auf dem Gebiet der Fahrräder ist es aus dieser Offenbarung offensichtlich, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, vorgesehen sind.
  • Unter anfänglicher Bezugnahme auf die 1 bis 3 ist ein Fahrrad 10 dargestellt, das mit einer Fahrradkurbelanordnung 12 mit einer elektrischen Fahrradvorrichtung beziehungsweise einer Fahrradelektrovorrichtung 14 ausgestattet ist. Wie in 1 gezeigt, ist das dargestellte Fahrrad 10 ein Rennrad mit verschiedenen elektrisch gesteuerten Komponenten. Natürlich ist es für den Fachmann aus dieser Offenbarung offensichtlich, dass die Fahrradkurbelanordnung 12 und/oder die Fahrradelektrovorrichtung 14 mit anderen Arten von Fahrrädern, wie benötigt und/oder gewünscht, implementiert werden können. Die Fahrradelektrovorrichtung 14 ist an der Fahrradkurbelanordnung 12 vorgesehen und ist eingerichtet, um die Bestimmung eines Kurbelwinkels der Fahrradkurbelanordnung 12 zu unterstützen, wie nachstehend erörtert wird. Die Fahrradkurbelanordnung 12 ist auf herkömmliche Weise drehbar an einem Fahrradrahmen F befestigt. Die Fahrradkurbelanordnung 12 umfasst unter anderem einen ersten oder rechten Kurbelarm 16A, einen zweiten oder linken Kurbelarm 16B und eine Kurbelwelle 16C. Wie in den 2 und 3 zu sehen ist, sind der erste und der zweite Kurbelarm 16A und 16B starr durch die Kurbelwelle 16C verbunden. Die Kurbelwelle 16C besteht vorzugsweise aus einer hohlen Welle. Ein Fahrradpedal P ist drehbar an jedem von dem ersten und zweiten Kurbelarm 16A und 16B angebracht. Der erste Kurbelarm 16A umfasst ein Paar Fahrradkettenräder SP1 und SP2. Wenn ein Fahrer während des Fahrens eine Kraft auf die Fahrradpedale P ausübt, wird eine Pedalbetätigungskraft oder ein Pedalbetätigungsdrehmoment auf die ersten und zweiten Kurbelarme 16A und 16B übertragen. Der erste und der zweite Kurbelarm 16A und 16B drehen die Fahrradkettenräder SP1 und SP2, um eine Fahrradkette BC zu bewegen und das Fahrrad 10 auf herkömmliche Weise anzutreiben. Der Einfachheit halber wird der erste Kurbelarm 16A nachfolgend einfach als „der Kurbelarm 16A“ bezeichnet.
  • Die Fahrradelektrovorrichtung 14 weist eine Gehäuseeinheit 17 auf, die an dem Kurbelarm 16A abnehmbar befestigt ist. Alternativ kann die Gehäuseeinheit 17 fest an dem Kurbelarm 16A befestigt sein. Wie nachstehend erörtert, umfasst die Fahrradelektrovorrichtung 14 einen Anzeiger 18, der eingerichtet ist, um ein Benutzersignal zu erzeugen, das anzeigt, dass sich der Kurbelarm 16A in einer vorbestimmten Winkelposition befindet. Die Fahrradelektrovorrichtung 14 umfasst ferner einen Positionssensor 20, der eingerichtet ist, um an der Fahrradkurbelanordnung 12 vorgesehen zu sein/werden, um die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms 16A in Bezug auf den Fahrradrahmen F zu erfassen. In der ersten Ausführungsform ist der Anzeiger 18 ein Teil der Gehäuseeinheit 17, der eingerichtet ist, um an dem Kurbelarm 16A installiert zu sein/werden, während der Positionssensor 20 an dem Kurbelarm 16A installiert ist/wird, und um elektrisch mit einer Leiterplatte PCB, die innerhalb der Gehäuseeinheit 17 angeordnet ist, verbunden zu sein/werden.
  • Der Positionssensor 20 kann permanent an dem Kurbelarm 16A befestigt sein, so dass die Fahrradkurbelanordnung 12 und die Fahrradelektrovorrichtung 14 zusammen integriert sind. Alternativ kann der Positionssensor 20 abnehmbar an dem Kurbelarm 16A befestigt sein, so dass die Gehäuseeinheit 17 und der Positionssensor 20 an dem Kurbelarm 16A nachgerüstet werden. Der Positionssensor 20 kann auf der innerhalb der Gehäuseeinheit 17 angeordneten Leiterplatte PCB befestigt sein.
  • Wie in den 1 und 2 zu sehen ist, umfasst die Fahrradelektrovorrichtung 14 ferner eine Mobilvorrichtung 22. In der ersten Ausführungsform ist die Mobilvorrichtung 22 ein „intelligentes“ Mobiltelefon (smart mobile cellular telephone), das ein Beispiel einer externen Vorrichtung ist, die zum Erfassen der vorbestimmten Winkelposition des Kurbelarms 16A in Bezug auf den Fahrradrahmen F verwendet wird. In der ersten Ausführungsform umfasst die mobile (externe) Vorrichtung 22 einen Steigungsmesser 24 zum Messen des Kurbelwinkels des Kurbelarms 16A, wenn der Kurbelarm 16A an der vorbestimmten Winkelposition ist, wie weiter nachstehend erörtert werden wird. Typischerweise ist ein „intelligentes“ Mobiltelefon mit einem Beschleunigungsmesser A und einem Gyroskop G versehen. Im Folgenden bezieht sich der Begriff „Kurbelwinkel“ auf einen Winkel des Kurbelarms 16A in Bezug auf eine horizontale Ebene, wobei das Fahrrad 10 auf einer horizontalen (ebenen) Oberfläche in einer aufrechten Position angeordnet ist, und der Kurbelarm 16A an dem Fahrrad 10 installiert ist. Für den Fachmann ist jedoch aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass der Kurbelwinkel berechnet werden kann, wenn das Fahrrad 10 auf einer geneigten Fläche ist, indem die Steigung ausgeglichen wird. Die Kompensierung wird weiter nachstehend erörtert.
  • Während die Fahrradkurbelanordnung 12 so dargestellt ist, dass sie die vorstehenden Komponenten enthält, ist es für den Fachmann aus dieser Offenbarung offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung mit einem vereinfachten System ausgeführt werden kann. Zum Beispiel kann die Fahrradelektrovorrichtung 14 an der Fahrradkurbelanordnung 12 vorgesehen sein/werden, die bereits mit dem Kurbelarm 16A und dem Positionssensor 20 ausgestattet ist. Somit kann das vorliegende System implementiert sein/werden, indem die Fahrradelektrovorrichtung 14 vorgesehen ist/wird, die lediglich den Anzeiger 18 an der Fahrradkurbelanordnung 12 aufweist. Der Anzeiger 18 ist mit einer Energiequelle (z.B. einer Batterie 26) und dem Positionssensor 20, der die vorbestimmte Winkelposition erfasst, verbindbar.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst die Fahrradelektrovorrichtung 14 ferner mindestens einen Belastungssensor 30, der an dem Kurbelarm 16A angeordnet und eingerichtet ist, um eine auf den Kurbelarm 16A ausgeübte Pedalbetätigungskraft zu erfassen. Der Belastungssensor 30 umfasst einen Belastungsmessstreifen, einen Halbleiterbelastungssensor und einen piezoelektrischen Sensor. Hier umfasst die Fahrradelektrovorrichtung 14 ferner eine Vielzahl von Belastungssensoren 30. Die Belastungssensoren 30 können ein nicht trennbarer Teil des Kurbelarms 16A sein oder können als ein Anbauteil eingerichtet sein, das abnehmbar an dem Kurbelarm 16A angebracht ist. Mit anderen Worten können die Teile (z.B. die Belastungssensoren 30) der Fahrradelektrovorrichtung 14 so eingerichtet sein, dass sie den Kurbelarm 16A nachrüsten, oder sie können so eingerichtet sein, um in die Fahrradkurbelanordnung 12 integriert zu sein/werden, so dass einige Teile trennbare Teile sind, während andere Teile nicht trennbare Teile sind.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst die Fahrradelektrovorrichtung 14 ferner eine Speichervorrichtung 32, die mit dem Kurbelarm 16A wirkverbunden ist. Wie nachstehend erörtert, speichert die Speichervorrichtung 32 verschiedene Daten und/oder Programme, die in Verbindung mit der Bereitstellung von Pedalbetätigungsinformationen für einen Fahrer oder einen Benutzer verwendet werden. Die Speichervorrichtung 32 kann eine ROM (Read Only Memory) -Vorrichtung und eine RAM (Random Access Memory) - Vorrichtung oder ein Flash-Laufwerk sein.
  • Wie außerdem in 2 gezeigt, umfasst die Fahrradelektrovorrichtung 14 ferner einen Prozessor 34, der eingerichtet ist, um die von den Belastungssensoren 30 erfasste Pedalbetätigungskraft zu verarbeiten, um eine Winkelkraftinformation zu berechnen.
  • Wie in 2 darüber hinaus gezeigt, umfasst die Fahrradelektrovorrichtung 14 ferner einen Magneten 36, der eingerichtet ist, um an dem Fahrradrahmen F befestigt zu sein/werden. Der Magnet 36 betätigt den Positionssensor 20, wie nachstehend erörtert wird.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst die Fahrradelektrovorrichtung 14 ferner einen Fahrradcomputer CC. Hier ist in der ersten Ausführungsform der Fahrradcomputer CC eingerichtet, um drahtlos mit der elektrischen Fahrradvorrichtung oder der Fahrradelektrovorrichtung 14 zu kommunizieren, wie nachstehend erörtert wird. Der Fahrradcomputer CC weist eine Anzeige 38 auf, die eingerichtet ist, um die Winkelkraftinformation zu empfangen, die von dem Prozessor 34 berechnet wird, und ist eingerichtet, um die Winkelkraftinformation auf der Anzeige 38 anzuzeigen. Der Fahrradcomputer CC kommuniziert mit der Fahrradkurbelanordnung 12 und/oder der externen Vorrichtung 22, um Informationen von der Fahrradkurbelanordnung 12 und/oder der externen Vorrichtung 22 zu empfangen und Pedalbetätigungsinformationen auf der Anzeige 38 anzuzeigen, wie weiter nachstehend erörtert wird.
  • Die Fahrradelektrovorrichtung 14 umfasst ferner eine Drahtloskommunikationsvorrichtung 40. Die Drahtloskommunikationsvorrichtung 40 ist auf der Leiterplatte PCB angeordnet, die in der Gehäuseeinheit 17 angeordnet ist. Wie vorstehend erwähnt, ist die Gehäuseeinheit 17 an dem Kurbelarm 16A befestigt. Auf diese Weise ist die Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung 40 mit dem Kurbelarm 16A wirkverbunden. Die Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung 40 kann mit Bluetooth-Technologie, einschließlich Bluetooth-Niedrigenergie, ausgestattet sein oder das Drahtlos-Protokoll ANT+ enthalten. Die Fahrradelektrovorrichtung 14 kann auch eine (nicht gezeigte) Antenne enthalten, um Informationen von der Fahrradelektrovorrichtung 14 zu übertragen und Informationen von dem Fahrradcomputer CC und der Mobilvorrichtung 22 zu empfangen.
  • Vorzugsweise enthält die Fahrradelektrovorrichtung 14 ferner die Batterie 26 zum Zuführen elektrischer Energie zu den Komponenten der Fahrradelektrovorrichtung 14. Die Batterie 26 ist in der Gehäuseeinheit 17 angeordnet und elektrisch mit der Leiterplatte PCB gekoppelt. Alternativ kann die Batterie 26 in der hohlen Kurbelwelle 16C angeordnet sein. Außerdem kann die Gehäuseeinheit 17 einen (nicht gezeigten) Ladeanschluss enthalten, der eine Ladekomponente aufnehmen kann. Der Ladeanschluss kann ein universeller serieller Bus sein. Der Ladeanschluss kann auch als eine Alternative zu der Drahtloskommunikationsvorrichtung 40 zum Übertragen von Informationen und/oder Signalen zu und von der Fahrradelektrovorrichtung 14 implementiert sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Fahrradelektrovorrichtung 14 an einem Kettenradbefestigungsabschnitt des Kurbelarms 16A angeordnet. Für den Fachmann ist es aus dieser Offenbarung offensichtlich, dass die Fahrradelektrovorrichtung 14 an verschiedenen Stellen des Kurbelarms 16A wie benötigt und/oder gewünscht angeordnet sein kann.
  • Es wurde herausgefunden, dass Fahrer während des Fahrens über die Winkelkraftkomponenten der Pedalbetätigungskraft informiert werden möchten. Um diese Winkelkraftkomponenten zu bestimmen, kann der vorstehend beschriebene Kurbelwinkel erforderlich sein. Wenn das Fahrrad 10 nicht mit dem Steigungsmesser 24 ausgestattet ist, kann der Benutzer die mobile (externe) Vorrichtung 22 mit dem Steigungsmesser 24 verwenden, um den Kurbelwinkel zu bestimmen. Die mobile (externe) Vorrichtung 22 kommuniziert mit der Fahrradelektrovorrichtung 14, um Informationen hinsichtlich des berechneten Kurbelwinkels zu übertragen. Die Fahrradelektrovorrichtung 14 überträgt dann die Information an den Prozessor 34, der die Information verarbeitet, um eine Winkelkraftinformation zu erzeugen, die sich auf das Pedalbetätigen bezieht. Alternativ umfasst der Fahrradcomputer CC einen Prozessor, der Informationen von der externen Vorrichtung 22 bezüglich des Kurbelwinkels empfängt. Für den Fachmann ist es aus dieser Offenbarung offensichtlich, dass die verschiedenen elektrischen Komponenten, die an dem Fahrrad 10 und der mobilen (externen) Vorrichtung 22 vorgesehen sind, eine elektrische Kommunikation auf eine Vielzahl von Wegen und Routen ausführen, die nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt sind.
  • Unter Bezugnahme auf die 4 bis 10 wird nun ein Verfahren zur Bestimmung eines Kurbelwinkels unter Verwendung der Komponenten der Fahrradelektrovorrichtung 14 erörtert. Dieses Verfahren veranschaulicht einen Benutzereinstellprozess zur Bestimmung des Kurbelwinkels unter Verwendung der externen Vorrichtung 22.
  • Im Schritt S1 dreht der Benutzer den Kurbelarm 16A in die vorbestimmte Winkelposition. In der dargestellten Ausführungsform wird das Erreichen der vorbestimmten Winkelposition durch den Positionssensor 20 bestimmt, der an dem Kurbelarm 16A vorgesehen ist. Zum Beispiel kann der Benutzer den Kurbelarm 16A von der Position von 4 zu der Position von 5 drehen, die eine Veranschaulichung der vorbestimmten Winkelposition ist. Wie erwähnt, wird der Positionssensor 20 durch den Magneten 36 betätigt, der an dem Fahrradrahmen F angebracht ist. Insbesondere wenn der Positionssensor 20 in der Nähe des Magneten 36 ist, zeigt der Anzeiger 18 an, dass die vorbestimmte Winkelposition erreicht worden ist.
  • Somit erhält der Benutzer im Schritt S2 eine Anzeige, die anzeigt, dass sich der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition befindet. Das Anzeigen kann in vielen Formen erfolgen. Zum Beispiel kann die Anzeige eine Beleuchtung umfassen. Die Anzeige kann auch eine Tonanzeige umfassen. Die Anzeige kann auch sowohl die Beleuchtung als auch die Tonanzeige umfassen. Der Anzeiger 18 wird weiter nachstehend erörtert. In der dargestellten Ausführungsform ist der Anzeiger 18 innerhalb der Gehäuseeinheit 17 der Fahrradelektrovorrichtung 14 angeordnet. Somit ist der Anzeiger 18 an dem Kurbelarm 16A angeordnet. Die Wechselwirkung des Positionssensors 20 mit dem Magneten 36 und dem Anzeiger 18 wird weiter nachstehend erörtert.
  • Im Schritt S3 stoppt der Benutzer die Drehung des Kurbelarms 16A beim Erreichen der vorbestimmten Winkelposition. Nun wird der Anzeiger 18 im Fall der ersten Ausführungsform beleuchtet, und der Kurbelarm 16A wird in der vorbestimmten Winkelposition gehalten.
  • Im Schritt S4, und auch in 5 zu sehen, ist die mobile (externe) Vorrichtung 22 an dem Kurbelarm 16A positioniert, wie in gestrichelten Linien gezeigt, während der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition ist, um den Kurbelwinkel zu bestimmen. Somit umfasst das Messen des Kurbelwinkels, wie beschrieben, das Positionieren der mobilen (externen) Vorrichtung. Um die Genauigkeit der Messung des Kurbelwinkels zu verbessern, kann der Kurbelarm 16A eine stabilisierende Struktur umfassen, die die mobile (externe) Vorrichtung 22 aufnimmt. Zum Beispiel kann der Benutzer die mobile (externe) Vorrichtung 22 in eine Montagevorrichtung 42 einsetzen, die auf dem Fahrradrahmen F oder dem Kurbelarm 16A angeordnet oder befestigt ist, um den Kurbelwinkel zu messen, wie in durchgezogenen Linien in 5 gezeigt. Somit beinhaltet das Messen des Kurbelwinkels das mechanische Verbinden der externen Vorrichtung 22 mit dem Kurbelarm 16, während sich der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition befindet.
  • Im Schritt S5 wird der Kurbelwinkel unter Verwendung der externen Vorrichtung 22 gemessen. Mit anderen Worten umfasst das Messen des Kurbelwinkels des Kurbelarms 16A das Verwenden der externen Vorrichtung 22, während sich der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition befindet. Vorzugsweise enthält die externe Vorrichtung 22 eine Softwareanwendung, die die Messungen des Kurbelwinkels ausführen kann. Somit umfasst das Messen des Kurbelwinkels des Kurbelarms 16A ferner das Berechnen des Kurbelwinkels unter Verwendung einer Softwareanwendung der mobilen (externen) Vorrichtung 22. Wenn sich das Fahrrad 10 auf einer Steigung befindet, kann der Kurbelwinkel, wie vorstehend erwähnt, immer noch durch Kompensieren der Steigung berechnet werden. Zum Beispiel kann die Softwareanwendung der externen Vorrichtung 22 programmiert sein/werden, um die Steigung zu kompensieren. Die Softwareanwendung kann den Kompensationsmechanismus durch Messen des tatsächlichen Winkels des Kurbelarms 16A und auch das Messen des Neigungswinkels des Fahrrads, der durch die Steigung verursacht wird, durchführen. Der gewünschte Kurbelwinkel kann berechnet werden, indem die Differenz des gemessenen tatsächlichen Winkels und des Neigungswinkels genommen wird.
  • Alternativ ist es für den Fachmann aus dieser Offenbarung offensichtlich, dass anstelle von Schritt S5 der Benutzer den Kurbelwinkel manuell unter Verwendung eines Messwerkzeugs (z.B. eines Winkelmessers) messen kann. Die Softwareanwendung der Mobilvorrichtung 22 kann eine Benutzereingabeschnittstelle enthalten, die es dem Benutzer ermöglicht, die Winkelinformation in die Mobilvorrichtung 22 einzugeben.
  • Im Schritt S6 überträgt der Benutzer dann Informationen in Bezug auf den Kurbelwinkel des Kurbelarms 16A von der externen Vorrichtung 22 zu dem Kurbelarm 16A, der die Speichervorrichtung 32 aufweist, die die Kurbelwinkelinformation speichert. Der Kurbelarm 16A weist auch den Prozessor 34 auf, der die Kurbelwinkelinformationen verarbeitet, wie weiter nachstehend erläutert wird. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Kurbelarm 16A ein Beispiel einer Fahrradkomponente mit der Speichervorrichtung 32, die die Kurbelwinkelinformation empfangen kann. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die Kurbelwinkelinformation zu einer anderen Fahrradkomponente mit einer Speichervorrichtung 32 übertragen werden kann. Beispielsweise kann die externe Vorrichtung 22 die Kurbelwinkelinformation zum Anzeigen auf dem Fahrradcomputer CC übertragen. Wie weiter nachstehend erläutert, können darüber hinaus weitere Beispiele der Fahrradkomponente Schaltbetätigungsvorrichtungen und/oder eine Fahrunterstützungseinheit umfassen.
  • Der Positionssensor 20 und der Magnet 36 werden nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 erläutert. Der Positionssensor 20 ist so eingerichtet, dass er an der Fahrradkurbelanordnung 12 vorgesehen ist, um die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms 16A in Bezug auf den Fahrradrahmen F zu erfassen. In der gezeigten veranschaulichten Ausführungsform ist der Positionssensor 20 eingerichtet, um an dem Kurbelarm 16A vorgesehen zu sein/werden. Der Fachmann wird jedoch anhand dieser Offenbarung erkennen, dass der Positionssensor 20 an jedem drehbaren Teil der Fahrradkurbelanordnung 12, wie beispielsweise der Kurbelwelle 16C, befestigt werden kann. Wie gezeigt, ist der Magnet 36 an dem Fahrradrahmen F angeordnet. Vorzugsweise ist der Magnet 36 an der Kettenstrebe des Fahrradrahmens F angeordnet. Für den Fachmann ist aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass der Magnet 36 an einer Vielzahl von Stellen des Fahrradrahmens F, d.h. in Bezug auf den Kurbelarm 16A stationär, lokalisiert werden kann.
  • In der dargestellten Ausführungsform enthält der Positionssensor 20 einen Reed-Schalter 20A. Der Reed-Schalter 20A ist so eingerichtet, dass er in herkömmlicher Weise mit dem Magneten 36 zusammenwirkt. Wie in den 4 bis 9 zu sehen ist, ist somit der Reed-Schalter 20A ein Magnetschalter, der durch das Magnetfeld des Magneten 36 betätigt wird. Der Reed-Schalter 20A und der Magnet 36 sind Teil eines elektrischen Schaltkreises mit dem Anzeiger 18 oder 18'. Vereinfachte Beispiele der elektrischen Schaltung sind in den 6 bis 9 dargestellt. Das heißt, der Reed-Schalter 20A ist elektrisch mit dem Anzeiger 18 oder 18' verbunden, um bei Betätigung ein elektrisches Signal an den Anzeiger 18 oder 18' zu senden. Wenn der Benutzer den Kurbelarm 16A aus der in 4 dargestellten Position in die in 5 dargestellte Position dreht, wird der Reed-Schalter 20A in die Nähe des Magneten 36 gebracht. Der Magnet 36 sendet das Magnetfeld aus, das den Reed-Schalter 20A derart betätigt, dass die elektrische Schaltung schließt, wie in den 7 und 9 zu sehen ist. Das Schließen ermöglicht, dass elektrischer Strom durch den elektrischen Schaltkreis zu dem Anzeiger 18 oder 18' fließt, der die Anzeige ausgibt. Die Anzeige wird weiter nachstehend erörtert.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst die vorbestimmte Winkelposition, die durch den Positionssensor 20 erfasst wird, eine Position der Fahrradkurbelanordnung 12, in der der Magnet 36 den Reed-Schalter 20A betätigt, wenn die Fahrradkurbelanordnung 12 an dem Fahrrad 10 installiert ist/wird. D.h. der Stromkreis ist geschlossen, wenn sich die Fahrradkurbelanordnung 12 in der vorbestimmten Winkelposition befindet (5, 7 und 9). Der elektrische Schaltkreis ist offen, wenn sich die Fahrradkurbelanordnung 12 nicht in der vorbestimmten Winkelposition befindet (4, 6 und 8). Für den Fachmann ist es aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die vorbestimmte Winkelposition einen Bereich von Positionen umfassen kann, in denen der Reed-Schalter 20A durch das von dem Magneten 36 emittierte Magnetfeld betätigt wird. Somit ist die in 5 dargestellte Position der Fahrradkurbelanordnung 12 ein Beispiel für die vorbestimmte Winkelposition. In der veranschaulichten Ausführungsform wird angenommen, dass die vorbestimmte Winkelposition die elektrische Schaltung geschlossen, geladen und vollständig betreibbar ist. Für den Fachmann ist es aus dieser Offenbarung offensichtlich, dass die Wechselwirkung des Reed-Schalters 20A und des Magneten 36 verwendet werden kann, um eine Kadenz der Kurbelarmdrehung zu erfassen.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist der Positionssensor 20 ein Näherungssensor. Das heißt, der Reed-Schalter 20A wird durch die Anwesenheit eines nahegelegenen Objekts (z.B. des Magneten 36) ohne physischen Kontakt betätigt. Obwohl die dargestellten elektrischen Schaltungen den Reed-Schalter 20A und den Magneten 36 verwenden, der ein magnetisches Feld emittiert, ist es für den Fachmann aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass der Reed-Schalter 20A und der Magnet 36 durch andere Arten der Erfassungskomponenten ersetzt werden können. Zum Beispiel kann, falls gewünscht, der Positionssensor 20 eingerichtet sein, um elektromagnetische Strahlung, Radar oder Sonar zu erfassen. Der Positionssensor 20 kann auch ein Hall-Effekt-Sensor, ein induktiver Sensor, ein Ultraschallsensor oder ein kapazitiver Wegsensor sein, um die vorbestimmte Winkelposition zu erfassen.
  • Außerdem sind die elektrischen Schaltungen der dargestellten Ausführungsform als im Normalzustand „offene“ Schaltungen dargestellt. Das heißt, die in den 6 und 8 gezeigten elektrischen Schaltungen sind jeweils in einer offenen Position, wenn sich der Reed-Schalter 20A nicht in der Nähe des elektromagnetischen Felds des Magneten 36 befindet. In dieser Position fließt kein Strom durch die Schaltung. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die elektrischen Schaltungen so modifiziert werden können, dass sie, falls benötigt und/oder gewünscht, eine im Normalzustand „geschlossene“ Schaltung sind, in der der Reed-Schalter 20A geschlossen ist, ohne dass der Magnet 36 in der Nähe ist.
  • Der Anzeiger 18 wird nun erörtert. Wie erwähnt, ist der Anzeiger 18 eingerichtet, um das Benutzersignal zu erzeugen, das anzeigt, dass sich der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition befindet. Vorzugsweise ist/wird der Anzeiger 18 an der Fahrradkurbelanordnung 12 angeordnet. Wie in den 2 und 3 zu sehen ist, ist der Anzeiger 18 so dargestellt, dass er in der Gehäuseeinheit 17 der Fahrradelektrovorrichtung 14 untergebracht ist. Der Anzeiger 18 kann über eine elektrisch mit dem Positionssensor 20 über irgendeine der elektrischen Schaltungen verbundene Lichtquelle oder Schallquelle anzeigen.
  • Wie in den 6 und 7 zu sehen ist, ist der Anzeiger 18 eine Lichtquelle, vorzugsweise eine Leuchtdiode. Somit kann der Anzeiger 18 ein Licht emittieren, wenn sich der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition befindet. Der Anzeiger (Lichtquelle) 18 kann auch Anzeigen umfassen, die Farbänderungen sind. Zum Beispiel kann der Anzeiger 18 ein rotes Licht emittieren, wenn der Kurbelarm 16A nicht in der vorbestimmten Winkelposition ist. Der Anzeiger 18 kann grünes Licht emittieren, wenn sich der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition befindet. Alternativ kann der Anzeiger (Lichtquelle) 18 ihre Intensität erhöhen oder verringern, um anzuzeigen, dass der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition ist. Ferner kann der Anzeiger 18 bei verschiedenen Frequenzen blinken, um die vorbestimmte Winkelposition anzuzeigen. Wie in den 8 und 9 zu sehen, kann anstatt des Anzeigers 18 oder zusätzlich zu diesem ein Anzeiger 18' alternativ verwendet werden. Hier umfasst der Anzeiger 18' eine Schallquelle S, die ein Tonsignal (z.B. einen Piepton) erzeugt, das anzeigt, dass sich der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition befindet. Der Anzeiger 18 und/oder 18' ist elektrisch mit der Batterie 26 der Fahrradelektrovorrichtung 14 verbunden. Ein Prozessor, ein Speicher und eine Schaltung zum Steuern des Anzeigers 18 und/oder 18' können ebenfalls auf der Leiterplatte PCB der Fahrradelektrovorrichtung 14 vorgesehen sein.
  • Die mobile (externe) Vorrichtung 22 wird nun hauptsächlich unter Bezugnahme auf 2 erörtert. Wie erwähnt, enthält die Mobilvorrichtung 22 den Steigungsmesser 24, der den Kurbelwinkel des Kurbelarms 16A in der vorbestimmten Winkelposition misst. Steigungsmesser messen den Winkel eines Objekts in Bezug auf die Schwerkraft. Externe Beschleunigungen, wie schnelle Bewegungen, Vibrationen oder Stöße, können Fehler in den Steigungsmessungen des Steigungsmessers 24 verursachen. Somit umfasst der Steigungsmesser 24 mindestens einen von dem Beschleunigungsmesser A und dem Gyroskop G, um dieses Problem zu überwinden. Die Mobilvorrichtung 22 enthält einen externen Geräteprozessor 44, der so programmiert ist, dass er eines oder beide der Signale verwendet, die von dem Beschleunigungsmesser A und dem Gyroskop G erzeugt werden, um einen Wert für den Kurbelwinkel zu erhalten.
  • Beispiele für die Mobilvorrichtung 22 umfassen ein Smartphone, ein Tablet oder einen Personal Computer. Wie erwähnt, umfasst die externe Vorrichtung 22 vorzugsweise mindestens eine Softwareanwendung, die installiert ist, um Informationen bezüglich des Kurbelwinkels zu erfassen, zu messen und/oder zu senden.
  • Als eine Alternative kann, anstatt den Steigungsmesser 24 zu verwenden, die externe Vorrichtung 22 eine Messvorrichtung 46 umfassen, die einen gemessenen Winkel des Kurbelarms 16A erfasst. Der gemessene Winkel wird dann von dem Prozessor 44 der externen Vorrichtung verarbeitet, um den Kurbelwinkel basierend auf Messdaten zu berechnen. Zum Beispiel kann die externe Vorrichtung 22 eine Kamera (d. h. die Messvorrichtung 46) zum Messen des erfassten Winkels des Kurbelarms 16A basierend auf Bilddaten enthalten. Der Prozessor 44 der externen Vorrichtung kann das Bild (die Bilder) verarbeiten, um eine relative Position des Kurbelarms 16A in Bezug auf den Fahrradrahmen F zu extrahieren, während sich der Kurbelarm 16A in der vorbestimmten Winkelposition befindet, und dann den Kurbelwinkel des Kurbelarms 16A in der vorbestimmten Winkelposition berechnen.
  • Vorzugsweise steht die externe Vorrichtung 22 in Drahtlos-Kommunikation oder in drahtloser Kommunikation mit einer oder beiden der Fahrradelektrovorrichtung 14 und dem Fahrradcomputer CC. Zum Beispiel kann die externe Vorrichtung 22 einen gemessenen Kurbelwinkel und/oder den Kurbelwinkel in Bezug auf die horizontale Oberfläche an die Fahrradelektrovorrichtung 14 übertragen, die die Information an den Prozessor 34 überträgt. Der Prozessor 34, der an dem Kurbelarm 16A angeordnet ist, kann den Kurbelwinkel auch basierend auf der Kurbelwinkelinformation berechnen, die von der externen Vorrichtung 22 empfangen wird. Der Prozessor 34 kann auch die Winkelkraftinformation berechnen, die dann an den Fahrradcomputer CC zur Anzeige übertragen wird. Alternativ kann der Fahrradcomputer CC mit einem (nicht gezeigten) Prozessor ausgestattet sein, der programmiert ist, um den Kurbelwinkel und/oder die Winkelkraft zu berechnen.
  • Der Belastungssensor 30 wird nun unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert. Der Belastungssensor 30 ist eingerichtet, um die auf den Kurbelarm 16A ausgeübte Pedalbetätigungskraft zu erfassen. Der Belastungssensor 30 kann an der Fahrradkurbelanordnung 12 an einer Vielzahl von Stellen angeordnet sein, um die Pedalbetätigungskraft zu erfassen. Zum Beispiel kann der Belastungssensor 30 an dem Kurbelarm 16A unter Verwendung herkömmlicher Techniken angeordnet sein, um unterschiedliche Drehmomentkomponenten zu erfassen, die während der Pedalbetätigung auf den Kurbelarm 16A einwirken. Der Belastungssensor 30 kann auf ähnliche Weise angeordnet und verwendet werden, wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2014/0060212 offenbart, die auch verschiedene Aufbauten von Belastungssensoren offenbart, die an einem Kurbelarm angebracht sind. Der Belastungssensor 30 kann an beiden von dem ersten und dem zweiten Kurbelarm 16A und 16B in einer Vielzahl von Anordnungen befestigt sein, um die Pedalbetätigungskraft sowohl des ersten als auch des zweiten Kurbelarms 16A und 16B zu erhalten.
  • Alternativ kann der Belastungssensor 30 an der Kurbelwelle 16C angeordnet sein. Zum Beispiel offenbart die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2015/0120119 das Anbringen eines Belastungssensors oder Drehmomentsensors an einer Kurbelwelle. Als eine weitere Alternative kann der Belastungssensor 30 an dem Fahrradpedal P angeordnet sein, das mit der Fahrradkurbelanordnung 12 versehen ist. Das heißt, der Anzeiger 18 kann mit der Fahrradkurbelanordnung 12 und den Fahrradpedalen P mit an den Fahrradpedalen P vorinstallierten Belastungssensoren verwendet werden. Z.B. offenbart die US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2016/0052583 verschiedene Aufbauten von Belastungssensoren, die auf einer Pedalspindel angeordnet sind.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Kurbelarm 16A eine Vielzahl von Belastungssensoren 30. Die Belastungssensoren 30 sind mit einer Sensorschaltung 48 zum Messen der auf den Kurbelarm 16A aufgebrachten Pedalbetätigungskraft verbunden. Die Sensorschaltung 48 kann Verstärkerschaltungen (nicht gezeigt) enthalten, um die von den Belastungssensoren 30 empfangenen Signale zu verstärken. Die Sensorschaltung 48 kann einen Analog-Digital-Wandler (nicht gezeigt) enthalten, um von den Belastungssensoren 30 empfangene analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln. Die Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung 40 ist elektrisch mit der Sensorschaltung 48 verbunden, um Signale zu empfangen, die die auf den Kurbelarm 16A ausgeübte Pedalbetätigungskraft angeben. Mit anderen Worten ist die Sensorschaltung 48 eingerichtet, um das Belastungssignal/die Belastungssignale zu interpretieren, um eine Pedalbetätigungskraftinformation zu erzeugen, die über die Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung 40 an den Fahrradcomputer CC übertragen wird. Vorzugsweise enthält der zweite Kurbelarm 16B mehrere Belastungssensoren und eine Sensorschaltung, die dem Kurbelarm 16A ähnlich sind. Der zweite Kurbelarm 16B kann mehrere Belastungssensoren und eine Sensorschaltung ähnlich dem Kurbelarm 16A enthalten, ohne den Prozessor 34 und die Speichervorrichtung 32 einzuschließen. In diesem Fall sind die Vielzahl von Belastungssensoren und die Sensorschaltung des zweiten Kurbelarms 16B elektrisch mit dem Prozessor 34 und der Speichervorrichtung 32 des ersten Kurbelarms 16A verbunden.
  • Der Prozessor 34 wird nun unter Bezugnahme auf die 2 und 11 erläutert. In der dargestellten Ausführungsform sind die folgenden Funktionen als Funktionen des Prozessors 34 beschrieben, der an dem Kurbelarm 16A angeordnet ist. Wie vorstehend erwähnt, können diese Funktionen jedoch durch den Prozessor 44 für eine externe Vorrichtung und/oder einen Prozessor des Fahrradcomputers CC ausgeführt werden. Die folgenden Schritte beziehen sich auf das Erhalten der Winkelpedalinformationen während der Pedalbetätigung unter Verwendung von Informationen bezüglich des Kurbelwinkels, der während der Benutzereinrichtung erhalten wird. Wie erwähnt, erfasst der Belastungssensor 30 die Pedalbetätigungskraft oder das Pedalbetätigungsdrehmoment. Im Schritt S10 empfängt der Prozessor 34 Pedalbetätigungskraftsignale von den Belastungssensoren. Der Prozessor 34 empfängt Pedalbetätigungskraftsignale von den Belastungssensoren 30 und speichert die Daten in der Speichervorrichtung 32. Die Speichervorrichtung 32 kann auch vorab gespeicherte Daten enthalten, wie nachstehend erörtert wird. Somit ist die Speichervorrichtung 32 mit dem Kurbelarm 16A wirkverbunden.
  • Im Schritt S11 berechnet der Prozessor 34 die Pedalbetätigungskraft aus den Pedalbetätigungskraftsignalen, die von den Belastungssensoren 30 empfangen werden.
  • Der Prozessor 34 ist eingerichtet, um die Pedalbetätigungskraft zu verarbeiten, die durch den Belastungssensor 30 erfasst wird, um eine Winkelkraftinformation zu berechnen, die im Schritt S12 auftritt. Beispiele für Winkelkraftinformationen, die von dem Prozessor 34 berechnet werden können, umfassen die Tangentialkraft Fθ und die Radialkraft Fr. Die Tangentialkraft Fθ ist die Kraft, die in der Richtung der Drehung der Kurbel und die Radialkraft Fr in der Richtung senkrecht zu der Kurbel ausgeübt wird. Eine tatsächliche Pedalbetätigungskraft ist ein zusammengesetzter Vektor der Tangentialkraft Fθ und der Radialkraft Fr.
  • Der Prozessor 34 kann eine Zeitgeberschaltung (nicht gezeigt) enthalten, so dass der Prozessor 34 kontinuierlich Winkelkraftinformationen während der Pedalbetätigung basierend auf voreingestellten Abtastzeiten berechnen kann. Der Prozessor 34 kann so programmiert sein/werden, dass er die Winkelkraft basierend auf der Pedalbetätigungskraft unter Verwendung ähnlicher Verfahren wie in US-Patent Nr. 9,010,201 offenbart, berechnet. Die Winkelkraftinformation wird dann im Schritt S13 durch die Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung 40 zu dem Fahrradcomputer CC übertragen.
  • Der Fahrradcomputer CC wird nun unter Bezugnahme auf die 2 und 12 erläutert. Wie zuvor erwähnt, weist der Fahrradcomputer CC die Anzeige 38 auf. Der Fahrradcomputer CC ist eingerichtet, die von dem Prozessor 34 berechnete Winkelkraftinformation zu empfangen. Der Fahrradcomputer CC ist eingerichtet, um die Winkelkraftinformation auf der Anzeige 38 anzuzeigen. Die Anzeige 38 wird weiter nachstehend erörtert.
  • In der ersten veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Fahrradcomputer CC eine Drahtlos-Zweiwege-Kommunikationsvorrichtung 52 (d.h. einen drahtlosen Empfänger/drahtlosen Sender beziehungsweise einen Drahtlosempfänger/Drahtlossender) und eine Steuervorrichtung 54. Die Steuervorrichtung 54 ist ein Mikrocomputer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder einen Prozessor enthält und andere herkömmliche Komponenten, wie eine Eingabeschnittstellenschaltung, eine Ausgabeschnittstellenschaltung und Speichervorrichtungen, wie z.B. ROM (Nur-Lese-Speicher) und RAM (Direktzugriffsspeicher). Typischerweise umfasst der Fahrradcomputer CC eine Benutzerschnittstelle 56 und einen Lautsprecher 58 zusätzlich zu der Anzeige 38. Auch ist die Steuervorrichtung 54 programmiert, um die Pedalbetätigungskraftinformation auf der Anzeige 38 anzuzeigen. Die Steuervorrichtung 54 kann nach Bedarf und/oder Wunsch andere Programme enthalten. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 54 ein automatisches Schaltprogramm zum automatischen Schalten von Gängen des Fahrrads 10 basierend auf den Pedalbetätigungskraftinformationen und/oder anderen Fahrradfahrbedingungen enthalten, die mit anderen (nicht gezeigten) Sensoren erfasst werden.
  • Die Anzeige 38 wird nun unter Bezugnahme auf 12 erläutert. Die Anzeige 38 zeigt verschiedene Informationen an. Zum Beispiel kann die Anzeige 38 die Geschwindigkeit des Fahrrads 10, Positionsinformationen, (durchschnittliche) Leistung, (durchschnittliche) Verlustmenge usw. anzeigen. Hier bedeutet „Leistung“ eine Energiemenge pro Zeiteinheit aufgrund der Kraft, die in der Richtung der Drehung der Kurbel aufgebracht wird. Das Fahrrad 10 wird von dieser Kraft angetrieben. Indessen bedeutet „Verlustbetrag“ eine Kraft, die in einer anderen Richtung als der Richtung der Drehung des Kurbelarms 16A ausgeübt wird. Diese Kraft ist eine verschwendete Kraft, die nicht zum Antrieb des Fahrrads 10 beiträgt. Daher kann der Benutzer das Fahrrad 10 effizienter fahren, indem er die Leistung erhöht und die Verlustmenge so weit wie möglich verringert.
  • Die Rücktritteffizienz kann zusammen mit einer Grafik, die den Kurbelarm 16A darstellt, angezeigt werden, um die proportionale Kraft anzuzeigen, die in der Vorwärtsdrehrichtung und der Rückwärtsdrehrichtung des Kurbelarms 16A aufgebracht wird. Zum Beispiel beträgt die proportionale Kraft, die in der Vorwärtsdrehrichtung des rechten Kurbelarms 16A aufgebracht wird, 96% und die proportionale Kraft, die in der Rückwärtsdrehrichtung aufgebracht wird, beträgt 4%. Der Höchstdrehmomentkurbelwinkel zeigt an, dass das Kurbelwinkeldrehmoment maximal ist. Die Anzeigeinformationen, die in 12 dargestellt ist, sind nur Beispiele. Für den Fachmann ist es aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die Anzeige 38 je nach Bedarf und/oder Wunsch unterschiedliche, zusätzliche oder einfachere Informationen enthalten kann.
  • Zusätzlich kann das Fahrrad 10 von 1 darüber hinaus mit ersten und zweiten Übertragungsvorrichtungen 60A und 60B (z.B. dem vorderen und hinteren Umwerfer) versehen sein. Die Umwerfer 60A und 60B können durch das automatische Schaltprogramm des Fahrradcomputers CC elektrisch gesteuert werden. Die Steuervorrichtung 54 kann programmiert sein/werden, um die Umwerfer 60A und 60B zu bewegen, wenn bestimmt wird, dass der Kurbelwinkel bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel ist/wird.
  • Zusätzlich kann das Fahrrad 10 ferner mit einer (nicht gezeigten) Fahrunterstützungseinheit ausgestattet sein, die einen Unterstützungsmotor aufweist. Der Unterstützungsmotor kann eingerichtet sein, um den Vortrieb des Fahrrads 10 durch eine manuelle Antriebskraft zu unterstützen, die die Kurbelwelle 16C dreht. Die Fahrunterstützungseinheit kann durch die Steuervorrichtung 54 des Fahrradcomputers CC elektrisch betätigt werden. Die Steuervorrichtung 54 kann so programmiert sein, dass sie eine Ausgabe von dem Unterstützungsmotor basierend auf zumindest einem von der manuellen Antriebskraft, dem Kurbelwinkel oder der Kadenz der Kurbelarmdrehung erhöht oder reduziert. Die Steuervorrichtung 54 kann programmiert sein, um eine Ausgabe von dem Unterstützungsmotor zu erhöhen oder zu reduzieren, wenn der Kurbelwinkel ein vorbestimmter Winkel ist/wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 13 und 15 wird nun ein Verfahren zur Bestimmung des Kurbelwinkels ohne die Verwendung der externen Vorrichtung 22 und des Steigungsmessers 24 erörtert. Das Verfahren kann mit einer Fahrradkurbelanordnung 112 verwendet werden. Die Fahrradkurbelanordnung 112 umfasst unter anderem einen ersten oder rechten Kurbelarm 116A, einen zweiten oder linken Kurbelarm 116B und eine Kurbelwelle 116C. Der Kurbelarm 116A ist mit einer Vielzahl von Belastungssensoren 130 und einer Sensorschaltung 148 zum Messen der auf den Kurbelarm 116A aufgebrachten Pedalbetätigungskraft versehen. Die Fahrradkurbelanordnung 112 kann ferner eine Speichervorrichtung 132 und einen Prozessor 134 umfassen, die an dem Kurbelarm 116A auf die gleiche Weise wie die vorstehend beschriebene Fahrradkurbelanordnung 12 befestigt sind. Vorzugsweise weist der Kurbelarm 116B einen ähnlichen Aufbau mit einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Belastungssensoren und einer (nicht gezeigten) Sensorschaltung zum Messen der auf den Kurbelarm 116B aufgebrachten Pedalbetätigungskraft auf. Eine Fahrradelektrovorrichtung 114 ist ferner an der Fahrradkurbelanordnung 112 vorgesehen. Die Fahrradelektrovorrichtung 114 umfasst die Drahtloskommunikationsvorrichtung 40 und die Batterie 26 der Fahrradelektrovorrichtung 14. Der Kurbelarm 116A der Fahrradkurbelanordnung 112 ist identisch mit dem Kurbelarm 16A, der vorstehend beschrieben wurde, mit der Ausnahme, dass weniger elektrische Komponenten darauf befestigt sind, und wird daher hier nicht im Detail erörtert.
  • In der dargestellten Ausführungsform kann das Verfahren zur Bestimmung des Kurbelwinkels wie folgt auftreten. Wie vorstehend erwähnt, sind die Belastungssensoren 130 eingerichtet, um die auf die Fahrradkurbelanordnung 112 aufgebrachte Pedalbetätigungskraft oder das Pedalbetätigungsdrehmoment zu erfassen. Somit empfängt der Prozessor 134 im Schritt S100 von den Belastungssensoren 130 das auf die Fahrradkurbelanordnung 112 aufgewendete Pedalbetätigungsdrehmoment, um mindestens eines von der Pedalbetätigungskraft und dem Pedalbetätigungsdrehmoment zu messen. Somit umfasst das Messen der Pedalbetätigungskraft das Erfassen eines Signals von dem Belastungssensor 130. Die Belastungssensoren 130 sind eingerichtet, um an einer Fahrradkomponente des Kurbelarms 116A angebracht zu sein/werden.
  • Wie erwähnt, weist der Kurbelarm 116A die Speichervorrichtung 132 auf. Die Speichervorrichtung 132 weist eine vorgespeicherte Beziehung in Bezug auf das Pedalbetätigungsdrehmoment oder die Pedalbetätigungskraft und die Winkelkraft der rechten und linken Kurbelarme 116A und 116B auf. Zum Beispiel ist die vorgespeicherte Beziehung eine Pedalbetätigungsmodellkurve, wie in 14 zu sehen ist.
  • Im Schritt S102 berechnet der Prozessor 134 die Pedalbetätigungskraft basierend auf den Pedalbetätigungskraftsignalen. Der Prozessor 134 ist eingerichtet, um den Kurbelwinkel des Kurbelarms 116A basierend auf der vorgespeicherten Beziehung und der Pedalbetätigungskraft zu schätzen. Die Pedalbetätigungskraft ist vorzugsweise die Tangentialkraft Fθ. Im Schritt S103 berechnet der Prozessor 134 den Kurbelwinkel durch Vergleichen der Pedalbetätigungskraft und/oder des Pedalbetätigungsdrehmoments mit der vorgespeicherten Beziehung in Bezug auf das Pedalbetätigungsdrehmoment und den Kurbelwinkel des Kurbelarms 116A. Insbesondere vergleicht der Prozessor 134 mindestens eines von der Pedalbetätigungskraft und dem Pedalbetätigungsdrehmoment, die durch den Belastungssensor 130 erfasst werden, mit der Information der vorab gespeicherten Beziehung. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Prozessor 134 eingerichtet, um an dem Kurbelarm 116A angebracht zu sein/werden. Der Prozessor 134 kann die Verfahren, die durch das US-Patent Nr. 5,027,303 gelehrt werden, verwenden, um das Vorstehende zu berechnen. Auf diese Weise wird der Winkel des Kurbelarms 116A basierend auf der Pedalbetätigungskraft und/oder dem Pedalbetätigungsdrehmoment ohne einen an der Fahrradkurbelanordnung 112 installierten Winkeldetektor bestimmt.
  • Im Schritt S104 berechnet der Prozessor 134, wie vorstehend beschrieben, die Winkeltretkraft basierend auf Informationen des berechneten Kurbelwinkels. Im Schritt S105 wird die berechnete Winkelkraftinformation zur Anzeige an den Fahrradcomputer CC übertragen.
  • Zum Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sollen der Begriff „umfassend“ und seine Ableitungen, wie er hier verwendet wird, offene Begriffe sein, die das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzer Zahlen und/oder Schritte angeben, aber das Vorhandensein anderer nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzer Zahlen und/oder Schritte nicht ausschließen. Das Vorhergehende gilt auch für Wörter mit ähnlichen Bedeutungen, wie die Begriffe „einschließlich“, „aufweisen“ und ihre Ableitungen. Auch können die Begriffe „Bauteil“, „Sektion“, „Abschnitt“, „Glied“ oder „Element“, wenn sie in der Einzahl verwendet werden, sofern nicht anders angegeben, die doppelte Bedeutung eines einzelnen Teils oder einer Vielzahl von Teilen haben.
  • Wie hier verwendet, beziehen sich die folgenden Richtungsbezeichnungen „dem Rahmen zugewandte Seite“, „dem Rahmen abgewandte Seite“, „vorwärts“, „rückwärts“, „vordere“, „hintere“, „oben“, „unten“, „aufwärts“, „abwärts“, „oberhalb“, „unterhalb“, „seitlich“, „vertikal“, „horizontal“, „senkrecht“ und „quer“ sowie alle anderen ähnlichen Richtungsterme auf diese Richtungen eines Fahrrades in einer aufrechten, Fahrposition und ausgestattet mit der Fahrradelektrovorrichtung. Dementsprechend sollten diese Richtungsterme, wie sie zum Beschreiben der Fahrradelektrovorrichtung verwendet werden, relativ zu einem Fahrrad in einer aufrechten Fahrposition auf einer horizontalen Oberfläche interpretiert werden, und das mit der Fahrradelektrovorrichtung ausgestattet ist. Die Begriffe „links“ und „rechts“ werden verwendet, um das „rechts“ anzugeben, wenn auf die rechte Seite, betrachtet von der Rückseite des Fahrrads aus, Bezug genommen wird, und das „links“, wenn auf die linke Seite, betrachtet von der Rückseite des Fahrrads aus, Bezug genommen wird.
  • Es versteht sich auch, dass, obwohl die Begriffe „erster/erste/erstes“ und „zweiter/zweite/zweites“ hier verwendet werden können, um verschiedene Komponenten zu beschreiben, diese Komponenten nicht durch diese Begriffe beschränkt sein sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden. So könnte beispielsweise eine vorstehend erörterte erste Komponente als eine zweite Komponente und umgekehrt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Ausdruck „befestigt“ oder „befestigen“, wie er hierin verwendet wird, umfasst Aufbauten, in denen ein Element direkt an einem anderen Element befestigt ist/wird, indem das Element direkt an dem anderen Element angebracht ist/wird; Aufbauten, in denen das Element indirekt an dem anderen Element befestigt ist/wird, indem das Element an dem Zwischenelement (den Zwischenelementen) befestigt ist/wird, die wiederum an dem anderen Element befestigt sind/werden; und Aufbauten, in denen ein Element einteilig mit einem anderen Element ist/wird, d. h. ein Element ist im Wesentlichen Teil des anderen Elements. Diese Definition gilt auch für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, z.B. „verknüpft“, „verbunden“, „gekoppelt“, „befestigt“, „gebunden“, „fixiert“ und deren Ableitungen. Schließlich bedeuten Terme wie „im Wesentlichen“, „näherungsweise“ und „ungefähr“, wie sie hier verwendet werden, einen Abweichungsbetrag des modifizierten Terms, so dass das Endergebnis nicht signifikant geändert ist/wird.
  • Während nur ausgewählte Ausführungsformen zu einem Darstellen der vorliegenden Erfindung ausgewählt worden sind, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet der Fahrräder aus der vorliegenden Offenbarung klar sein, dass vielfache Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist. Z.B. können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, die Größe, Gestalt, der Ort oder die Orientierung von verschiedenen Komponenten, wie benötigt und/oder erwünscht, verändert werden, solange die Veränderungen nicht im Wesentlichen die beabsichtigte Funktion beeinflussen. Die Funktionen eines Elements können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, durch zwei Elemente ausgeführt werden, und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in einer anderen Ausführungsform übernommen werden. Es ist nicht notwendig, dass alle Vorteile in einer bestimmten Ausführungsform gleichzeitig vorhanden sind. Ein jedes Merkmal, welches einzigartig in Bezug auf den Stand der Technik ist, kann alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen als eine separate Beschreibung weiterer Erfindungen seitens des Anmelders angesehen werden, einschließlich von strukturellen und/oder funktionellen Konzepten, welche durch solche Merkmale verkörpert werden. Die vorangegangenen Beschreibungen der Ausführungsformen entsprechend der vorliegenden Erfindung sind daher nur zum Zwecke der Veranschaulichung vorgesehen und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
  • 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.
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Claims (20)

  1. Fahrradelektrovorrichtung, die an einer Fahrradkurbelanordnung vorgesehen ist, umfassend: einen Anzeiget, der eingerichtet ist, um ein Benutzersignal zu erzeugen, das anzeigt, dass sich ein Kurbelarm der Fahrradkurbelanordnung in einer vorbestimmten Winkelposition befindet.
  2. Fahrradelektrovorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Anzeiger eine Lichtquelle und/oder eine Schallquelle enthält; die Mobilvorrichtung einen Steigungsmesser enthält, bevorzugter einen Steigungsmesser, der mindestens einen Beschleunigungsmesser und/oder ein Gyroskop enthält.
  3. Fahrradelektrovorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Speichervorrichtung, die operativ mit dem Kurbelarm gekoppelt ist.
  4. Fahrradelektrovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend mindestens einen Belastungssensor, der an dem Kurbelarm angeordnet und eingerichtet ist, um eine auf den Kurbelarm aufgebrachte Pedalbetätigungskraft zu erfassen.
  5. Fahrradelektrovorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend einen Prozessor, der eingerichtet ist, um die von dem mindestens einen Belastungssensor erfasste Pedalbetätigungskraft zu verarbeiten, um eine Winkelkraftinformation zu berechnen.
  6. Fahrradelektrovorrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend einen Fahrradcomputer mit einer Anzeige, die eingerichtet ist, um die Winkelkraftinformation zu empfangen, die von dem Prozessor berechnet wird, und die eingerichtet ist, um die Winkelkraftinformation auf der Anzeige anzuzeigen.
  7. Fahrradelektrovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend eine Drahtlos-Kommunikationsvorrichtung, die mit dem Kurbelarm wirkverbunden ist/wird und/oder einen Magneten, der eingerichtet ist, um an dem Fahrradrahmen befestigt zu sein/werden.
  8. Fahrradelektrovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend einen Positionssensor, der so eingerichtet ist, dass er an der Fahrradkurbelanordnung vorgesehen ist, um die vorbestimmte Winkelposition des Kurbelarms in Bezug auf einen Fahrradrahmen zu erfassen.
  9. Fahrradelektrovorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Positionssensor so eingerichtet ist, dass er an dem Kurbelarm vorgesehen ist und/oder einen Reed-Schalter umfasst.
  10. Fahrradelektrovorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, ferner umfassend eine Mobilvorrichtung mit einem Prozessor zum Berechnen eines Kurbelwinkels basierend auf der vorbestimmten Winkelposition, die vorzugsweise durch den Positionssensor erfasst ist/wird.
  11. Verfahren zur Bestimmung eines Kurbelwinkels, wobei das Verfahren umfasst: Messen eines Winkels eines Kurbelarms unter Verwendung einer externen Vorrichtung, während sich der Kurbelarm in einer vorbestimmten Winkelposition befindet; und Übertragen von Informationen bezüglich des Winkels des Kurbelarms von der externen Vorrichtung zu einer Fahrradkomponente mit dem Kurbelarm und einer Speichervorrichtung.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Messen des Winkels das mechanische Verbinden der externen Vorrichtung mit dem Kurbelarm, während sich der Kurbelarm in der vorbestimmten Winkelposition befindet, und/oder das Berechnen des Kurbelwinkels unter Verwendung einer Softwareanwendung der externen Vorrichtung umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, ferner umfassend Drehen des Kurbelarms, der an einem Fahrrad befestigt ist, auf die/zu der vorbestimmte(n) Winkelposition.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Erreichen der vorgegebenen Winkelposition durch einen am Kurbelarm vorgesehenen Positionssensor bestimmt ist/wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, ferner umfassend Empfangen einer Anzeige, die anzeigt, dass der Kurbelarm in der vorbestimmten Winkelposition ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Anzeigen eine Beleuchtung umfasst; und/oder durch einen Anzeiger ausgeführt wird, der an dem Kurbelarm angeordnet ist.
  17. Verfahren zum Bestimmen eines Winkels eines Fahrradkurbelarms, wobei das Verfahren umfasst: Messen vom mindestens einem von einer Pedalbetätigungskraft und einem Pedalbetätigungsdrehmoment, die auf die Fahrradkurbelanordnung ausgeübt werden; und Bestimmen des Winkels des Fahrradkurbelarms basierend auf zumindest einem von der Pedalbetätigungskraft und dem Pedalbetätigungsdrehmoment, ohne dass ein Winkeldetektor an der Fahrradkurbelanordnung installiert ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Messen ferner das Erfassen eines Signals von mindestens einem Belastungssensor umfasst, der eingerichtet ist, um an einer Fahrradkomponente des Fahrradkurbelarms angebracht zu sein/werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Bestimmen ferner das Vergleichen zumindest eines von der Pedalbetätigungskraft und des Pedalbetätigungsdrehmoments mit einer vorgespeicherten Beziehung in Bezug auf das Pedalbetätigungsdrehmoment und einen Kurbelwinkel des Fahrradkurbelarms umfasst.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das Bestimmen ferner das Berechnen des Kurbelwinkels durch Vergleichen der von dem Belastungssensor erfassten Pedalbetätigungskraft und/oder des Pedalbetätigungsdrehmoments mit der Information der vorab gespeicherten Beziehung umfasst.
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