DE102022113488A1

DE102022113488A1 - Fahrradsteuersystem

Info

Publication number: DE102022113488A1
Application number: DE102022113488.1A
Authority: DE
Inventors: Sage Hahn
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2022-12-08
Also published as: US20220388603A1; TW202300393A; US12005994B2; EP4098533A1; CN115432105A

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern der elektronischen Schaltung eines Fahrrads umfasst das Identifizieren eines Schaltbefehls durch einen Prozessor. Der Prozessor stellt ein Trittfrequenzband auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls ein. Das Trittfrequenzband weist eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze auf. Das Einstellen des Trittfrequenzbandes umfasst das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze, das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze oder das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze und das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze. Die elektronische Schaltung des Fahrrads wird auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes gesteuert.

Description

Hintergrund
1. Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen die Schaltsteuerung von Fahrrädern und insbesondere die Schaltsteuerung von Fahrrädern nach Ausführen eines Schaltvorgangs.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein Fahrrad mit elektronischer Schaltung kann Kurbeldrehzahlsensoren umfassen, die Daten erzeugen, aus denen die Trittfrequenz bestimmt werden kann. Die erzeugten Daten und/oder die bestimmte Trittfrequenz können als Eingabe für automatische Schaltalgorithmen für ein Getriebe des Fahrrads verwendet werden. Ein automatischer Schaltalgorithmus vergleicht die bestimmte Trittfrequenz mit einem Trittfrequenzband und kann auf der Grundlage dieses Vergleichs einen Schaltvorgang einleiten.
Ein Fahrradgetriebe mit wenigen Gängen (z. B. drei Gängen) kann eine große und stabile Hysterese zwischen den Schaltpunkten aufweisen. Die Gänge eines Getriebes mit vielen Gängen (z. B. zwölf Gängen) liegen jedoch näher beieinander, und das Trittfrequenzband für die Automatikschaltung ist im Vergleich zu einem Getriebe mit wenigen Gängen kleiner.
Zusammenfassung
In einem Beispiel umfasst ein Verfahren zum Steuern der elektronischen Schaltung eines Fahrrads das Identifizieren eines Schaltbefehls durch einen Prozessor. Der Prozessor stellt ein Trittfrequenzband auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls ein. Das Trittfrequenzband weist eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze auf. Das Einstellen des Trittfrequenzbandes umfasst das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze, das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze oder das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze und das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze. Die elektronische Schaltung des Fahrrads wird auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes gesteuert.
In einem Beispiel umfasst das Einstellen des Trittfrequenzbandes das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze von einer ersten oberen Trittfrequenzgrenze auf eine zweite obere Trittfrequenzgrenze und nach dem Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während eines ersten Zeitraums, das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze von einer ersten unteren Trittfrequenzgrenze auf eine zweite untere Trittfrequenzgrenze und nach dem Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während eines zweiten Zeitraums oder eine Kombination davon.
In einem Beispiel umfasst das Einstellen des Trittfrequenzbandes die Kombination davon. Das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums umfasst das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf eine dritte obere Trittfrequenzgrenze während eines dritten Zeitraums. Der dritte Zeitraum ist kürzer als der erste Zeitraum. Die dritte obere Trittfrequenzgrenze liegt zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze. Das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums umfasst das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf eine dritte untere Trittfrequenzgrenze während des dritten Zeitraums. Die dritte untere Trittfrequenzgrenze liegt zwischen der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze und der ersten unteren Trittfrequenzgrenze.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Identifizieren eines Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze, eines Modifikators für die untere Trittfrequenzgrenze, eines ersten Abklingfaktors, eines zweiten Abklingfaktors oder einer beliebigen Kombination davon durch den Prozessor. Der erste Abklingfaktor ist für das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums. Der zweite Abklingfaktor ist für das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums. Das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze umfasst das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze von der ersten oberen Trittfrequenzgrenze auf die zweite obere Trittfrequenzgrenze auf der Grundlage des Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze, und das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze umfasst das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums auf der Grundlage des ersten Abklingfaktors. Das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze umfasst das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze von der ersten unteren Trittfrequenzgrenze auf die zweite untere Trittfrequenzgrenze auf der Grundlage des Modifikators für die untere Trittfrequenzgrenze, und das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze umfasst das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums auf der Grundlage des zweiten Abklingfaktors.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Speichern von historischen Daten zu Trittfrequenzänderungen nach Schaltvorgängen in einem Speicher. Das Identifizieren des Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze, des Modifikators für die untere Trittfrequenzgrenze, des ersten Abklingfaktors, des zweiten Abklingfaktors oder der jeweiligen Kombination davon umfasst das Bestimmen des Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze, des Modifikators für die untere Trittfrequenzgrenze, des ersten Abklingfaktors, des zweiten Abklingfaktors oder der jeweiligen Kombination davon auf der Grundlage der historischen Daten.
In einem Beispiel umfasst das Einstellen des Trittfrequenzbandes die Kombination davon. Das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums umfasst ein exponentielles oder lineares Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums. Das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums umfasst ein exponentielles oder lineares Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Bestimmen eines Schaltbefehltyps und das Festlegen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze, des ersten Zeitraums, der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, des zweiten Zeitraums oder einer beliebigen Kombination davon auf der Grundlage des bestimmten Schaltbefehltyps.
In einem Beispiel umfasst das Bestimmen des Schaltbefehltyps das Bestimmen einer Schaltrichtung auf der Grundlage des Schaltbefehls, das Bestimmen einer Anzahl von Schaltvorgängen auf der Grundlage des Schaltbefehls und das Bestimmen einer Quelle des Schaltbefehls. Die Quelle des Schaltbefehls ist eine Schaltvorrichtung des Fahrrads oder der Prozessor.
Ist die bestimmte Schaltrichtung nach außen, ist in einem Beispiel eine Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze größer als eine Differenz zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze und ist der zweite Zeitraum länger als der erste Zeitraum.
Ist die bestimmte Schaltrichtung nach außen, sind in einem Beispiel der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Anzahl der Schaltvorgänge zwei oder mehr beträgt, länger bzw. größer als der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Anzahl der Schaltvorgänge eins beträgt.
Ist die bestimmte Schaltrichtung nach außen, sind in einem Beispiel der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Quelle des Schaltbefehls die Schaltvorrichtung ist, länger bzw. größer als der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Quelle des Schaltbefehls der Prozessor ist.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren ferner das Identifizieren einer Trittfrequenz eines Kurbelarms des Fahrrads durch den Prozessor. Das Steuern der elektronischen Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes umfasst das Betätigen eines Motors eines hinteren Umwerfers des Fahrrads für die elektronische Schaltung des Fahrrads, wenn die identifizierte Trittfrequenz außerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes liegt.
In einem Beispiel umfasst das Verfahren das Bestimmen einer Trittfrequenz des Fahrrads durch einen Sensor und das Vergleichen der bestimmten Trittfrequenz des Fahrrads mit dem Trittfrequenzband durch den Prozessor. Das Identifizieren des Schaltbefehls umfasst das Erzeugen des Schaltbefehls durch den Prozessor auf der Grundlage des Vergleichs, wenn die bestimmte Trittfrequenz des Fahrrads außerhalb des Trittfrequenzbandes liegt.
In einem Beispiel umfasst das Einstellen des Trittfrequenzbandes auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls das Bestimmen einer Gangnummer, aus der das Fahrrad für den Schaltbefehl geschaltet wird, und das Einstellen des Trittfrequenzbandes um ein vorbestimmtes Maß, das der bestimmten Gangnummer entspricht.
In einem Beispiel umfasst ein Steuergerät für ein Fahrrad einen Speicher, der dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Parameter für einen vorbestimmten Trittfrequenzbereich zu speichern. Der vorbestimmte Trittfrequenzbereich entspricht einem Schaltvorgang von einem ersten Gang in einen zweiten Gang. Das Steuergerät umfasst ferner einen Prozessor, der mit dem Speicher kommuniziert. Der Prozessor ist dazu eingerichtet, einen Schaltbefehl für den Schaltvorgang von dem ersten Gang in den zweiten Gang zu identifizieren. Der Prozessor ist ferner dazu eingerichtet, auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls ein Trittfrequenzband zum Steuern der elektronischen Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des einen oder der mehreren Parameter einzustellen. Der Trittfrequenzbereich umfasst eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze. Der Prozessor ist dazu eingerichtet, die elektronische Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbereichs zu steuern. Die Einstellung des Trittfrequenzbereichs umfasst eine Erhöhung der oberen Trittfrequenzgrenze von einer ersten oberen Trittfrequenzgrenze auf eine zweite obere Trittfrequenzgrenze und nach der Erhöhung der oberen Trittfrequenzgrenze eine Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während eines ersten Zeitraums. Die Einstellung des Trittfrequenzbereichs umfasst ferner eine Verringerung der unteren Trittfrequenzgrenze von einer ersten unteren Trittfrequenzgrenze auf eine zweite untere Trittfrequenzgrenze und nach der Verringerung der unteren Trittfrequenzgrenze eine Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während eines zweiten Zeitraums.
In einem Beispiel umfasst die Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums eine exponentielle oder lineare Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums. Die Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums umfasst eine exponentielle oder lineare Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze.
In einem Beispiel umfassen der eine oder die mehreren Parameter einen ersten Modifikationswert für die Erhöhung der oberen Trittfrequenzgrenze, einen zweiten Modifikationswert für die Verringerung der unteren Trittfrequenzgrenze, eine erste Abklingrate für die Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze, eine zweite Abklingrate für die Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze oder eine beliebige Kombination davon.
In einem Beispiel ist der Prozessor ferner dazu eingerichtet, einen Schaltbefehltyp zu bestimmen. Die Bestimmung des Schaltbefehltyps umfasst eine Bestimmung einer Schaltrichtung auf der Grundlage des Schaltbefehls. Der Prozessor ist ferner dazu eingerichtet, die zweite obere Trittfrequenzgrenze, den ersten Zeitraum, die zweite untere Trittfrequenzgrenze, den zweiten Zeitraum oder eine beliebige Kombination davon auf der Grundlage des bestimmten Schaltbefehltyps festzulegen.
Ist die bestimmte Schaltrichtung nach links, ist in einem Beispiel eine Differenz zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze größer als eine Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze und ist der erste Zeitraum länger als der zweite Zeitraum.
In einem Beispiel umfassen die Befehle in einem nicht-transitorischen, computerlesbaren Speichermedium, das Befehle speichert, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, um die elektronische Schaltung eines Fahrrads zu steuern, das Identifizieren eines Schaltbefehls. Die Befehle umfassen ferner das Einstellen eines Trittfrequenzbandes auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls. Das Trittfrequenzband weist eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze auf. Das Einstellen des Trittfrequenzbandes umfasst das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze, das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze oder das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze und das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze. Die Befehle umfassen das Steuern der elektronischen Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes.
Figurenliste
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den folgenden Figuren:

1 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Fahrrads mit Automatikschaltung, die gemäß den Lehren dieser Offenbarung gesteuert werden kann;
2 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften hinteren Umwerfers;
3 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern eines Fahrrads;
4 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Ändern eines automatischen Schaltmodus;
5 ist ein Diagramm einer Trittfrequenz im Laufe der Zeit für beispielhafte Schaltvorgänge nach außen;
6 ist ein Diagramm einer Trittfrequenz im Laufe der Zeit für einen beispielhaften Schaltvorgang nach innen;
7 ist ein Diagramm einer Trittfrequenz im Laufe der Zeit für einen beispielhaften manuellen Schaltvorgang nach außen;
8 ist ein Diagramm einer Trittfrequenz im Laufe der Zeit für einen beispielhaften manuellen Schaltvorgang nach innen;
9 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrradsteuersystems zur Implementierung von Verfahren zum Steuern eines Fahrrads; und
10 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Steuervorrichtung, die zur Implementierung von Verfahren zum Steuern eines Fahrrads zur Anwendung kommt.

Weitere Aspekte und Vorteile der hier offenbarten Ausführungsformen erschließen sich beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung, in der ähnliche oder identische Strukturen ähnliche Bezugszeichen aufweisen.
Ausführliche Beschreibung der Offenbarung
Bei einem Fahrradgetriebe mit elektronischer Schaltung leitet ein Steuergerät mit einem automatischen Schaltalgorithmus bei steigender Trittfrequenz einen Schaltvorgang von einem ersten in einen zweiten Gang ein, wenn die Trittfrequenz außerhalb eines Trittfrequenzbandes liegt. Bei einem Schaltvorgang nach außen sinkt die Trittfrequenz beim Schalten schnell, wenn der Fahrer auf den Schaltvorgang reagiert. Diese schnelle Abnahme der Trittfrequenz kann dazu führen, dass der automatische Schaltalgorithmus einen Schaltvorgang zurück in den ersten Gang einleitet. Dies kann zu einem Hin- und Herschalten zwischen den beiden Gängen führen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine automatische Einstellung des Trittfrequenzbandes vorgesehen, um zu verhindern, dass während des automatischen Schaltvorgangs zwischen den Gängen hin- und hergesprungen wird. Erhöht sich die Trittfrequenz und erfolgt beispielsweise ein Schaltvorgang nach außen, verringert sich ein unteres Trittfrequenz-Hystereseband, um ein sofortiges Schalten in die entgegengesetzte Richtung zu verhindern, wenn der Fahrer auf den Schaltvorgang reagiert. Die Änderung des unteren Trittfrequenz-Hysteresebandes klingt über einen gewissen Zeitraum wieder auf den ursprünglichen Wert vor dem Schaltvorgang ab, damit sich der Fahrer auf den neuen Gang einstellen kann. Bei einem Schaltvorgang nach innen erhöht sich das obere Trittfrequenz-Hystereseband, um ein sofortiges Schalten in die entgegengesetzte Richtung zu verhindern, und die Änderung des oberen Trittfrequenz-Hysteresebandes klingt über einen gewissen Zeitraum wieder auf den ursprünglichen Wert vor dem Schaltvorgang ab.
Das Maß der Änderung im Trittfrequenz-Hystereseband und/oder die Abklingzeit bis zum ursprünglichen Wert vor dem Schaltvorgang können von der Art des Schaltvorgangs abhängen. Die Art des Schaltvorgangs kann durch die Schaltrichtung, den Gang, aus dem geschaltet wird, den Gang, in den geschaltet wird, die Anzahl der Schaltvorgänge und/oder die Quelle des Schaltbefehls definiert sein. Der Wert des Trittfrequenz-Hysteresebandes kann je nach Gang, in dem sich der Fahrer befindet, variieren und/oder vom Fahrer individuell festgelegt oder automatisch bestimmt werden, nachdem einige Schaltvorgänge rauf und runter erfolgen und in Abhängigkeit von Hin- und Herschalten erfasst werden.
Beim Fahren, z. B. wenn der Fahrer bergab zurückschaltet, wenn er sich auf einen Anstieg vorbereitet oder bei Wheelies, kann ein manueller Übersteuerungsschaltvorgang außerhalb des automatischen Schaltalgorithmus ausgeführt werden. Bei einem solchen manuellen Schaltvorgang kann die Trittfrequenzhysterese in die entgegengesetzte Richtung des Schaltvorgangs erhöht werden und während eines gewissen Zeitraums wieder auf den ursprünglichen Wert vor dem Schaltvorgang abfallen. Dies verhindert, dass der automatische Schaltalgorithmus in den Gang zurückschaltet, in dem sich der Fahrer gerade befand, und gibt dem Fahrer Zeit, mit einer nicht standardmäßigen Trittfrequenz zu fahren und langsam zu seiner bevorzugten Trittfrequenz zurückzukehren.
Wird über mehrere Gänge gleichzeitig geschaltet, ist die Zunahme oder Abnahme der Trittfrequenz je nach Schaltrichtung größer als beim Schalten in den unmittelbar folgenden Gang. Die Zunahme und/oder Abnahme des Trittfrequenz-Hysteresebandes nach dem Schalten über mehrere Gänge kann größer sein als beim Schalten in den unmittelbar folgenden Gang, um dieser größeren Trittfrequenzänderung Rechnung zu tragen. Ferner kann die Abklingzeit bis zur Rückkehr zum ursprünglichen Wert vor dem Schaltvorgang beim Schalten über mehrere Gänge länger sein als beim Schalten in den unmittelbar folgenden Gang.
Im Gegensatz zu Automatikschaltungen des Standes der Technik, bei denen automatisches Schalten eine Änderung der Trittfrequenz bewirken kann, die zu einem sofortigen Schalten in die entgegengesetzte Richtung führt, wird in der vorliegenden Offenbarung das Trittfrequenz-Hystereseband nach einem Schaltvorgang geändert, damit der Fahrer die Möglichkeit hat, sich auf den neuen Gang einzustellen. Dies vermeidet ein Hin- und Herschalten zwischen zwei verschiedenen Gängen und verbessert das Fahrgefühl für den Fahrer.
Eine Systemsteuervorrichtung kann dazu eingerichtet sein, in ein Fahrrad integriert oder mit diesem gekoppelt zu werden, um Fahrradkomponenten zu steuern. Die Systemsteuervorrichtung kann eine Schnittstelle mit elektromechanisch gesteuerten Fahrradkomponenten bilden, um eine Aktion auszulösen, wie z. B. das Schalten eines hinteren Zahnrads. Die Systemsteuervorrichtung kann Befehle umfassen, die derart konfiguriert sind, dass sie die elektromechanisch gesteuerten Fahrradkomponenten veranlassen, automatisch (d. h. ohne konkrete Eingabe oder Aufforderung durch einen Fahrradfahrer) zwischen den Zahnrädern zu schalten, und zwar auf der Grundlage von vom Fahrer festgelegten oder anderweitig bestimmten Schwellenwerten, Werten, Parametern und/oder Messwerten eines oder mehrerer Sensoren des Fahrrads, die dazu eingerichtet sind, Charakteristika des Fahrrads zu erfassen.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden hier unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Selbstverständlich dienen die Zeichnungen und die Beschreibung nur zur Veranschaulichung und schränken die durch die beigefügten Ansprüche und alle ihre Äquivalente definierte Erfindung nicht ein. So werden beispielsweise die Begriffe „erste/r“ und „zweite/r“, „vorne“ und „hinten“, „links“ und „rechts“ nur der Klarheit halber und nicht einschränkend verwendet. Darüber hinaus beziehen sich die Begriffe auf Fahrradmechanismen, die üblicherweise an einem Fahrrad angebracht sind und bei denen das Fahrrad, sofern nicht anders angegeben, in einer Standardausrichtung verwendet wird.
Selbstverständlich sind die konkrete Anordnung und die dargestellten Komponenten des Rahmens, des Vorderrads, des Hinterrads, des Antriebsstrangs, der Vorderbremse, der Hinterbremse und des Sattels für die offenbarten Ausführungsformen nicht einschränkend. Während beispielsweise die Vorder- und Hinterbremse als hydraulische Felgenbremsen dargestellt sind, werden auch hydraulische Scheibenbremsen in Betracht gezogen und fallen in den Anwendungsbereich der Offenbarung. Darüber hinaus werden mechanische Systeme, einschließlich mechanischer Felgenbremsen und mechanischer Scheibenbremsen, sowie andere elektronische, hydraulische, pneumatische und mechanische Systeme oder Kombinationen davon, wie z. B. Federungssysteme, in Betracht gezogen und fallen in den Anwendungsbereich vorliegender Offenbarung.
1 zeigt allgemein ein Fahrrad 100, bei dem eine oder mehrere Systemsteuervorrichtungen 150 zum Einsatz kommen können, um ein Fahrradsteuersystem unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren zu implementieren. Das Fahrrad 100 umfasst einen Rahmen 102, ein Vorderrad 108 und ein Hinterrad 106, die drehbar an dem Rahmen 102 angebracht sind, und einen Antriebsstrang 110. Eine Vorderbremse 130 ist zum Bremsen des Vorderrads 108 vorgesehen, und eine Hinterbremse 135 ist zum Bremsen des Hinterrads 106 vorgesehen. Der Antriebsstrang 110 umfasst eine Kette 112, eine vordere Kurbelbaugruppe 114 mit einer Kurbel 116, ein oder mehrere Kettenringe 118, einen vorderen Umwerfer 120, der an einem Sitzrohr 104 oder einem anderen Abschnitt des Rahmens 102 angebracht sein kann, eine hintere Kettenradbaugruppe 122, die koaxial an dem Hinterrad 106 angebracht ist, und einen hinteren Umwerfer 124. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Antriebsstrang 110 eine elektromechanische Betätigung des vorderen Umwerfers 120 und/oder des hinteren Umwerfers 124. In einer Ausführungsform kann der Antriebsstrang 110 nur einen einzigen vorderen Kettenring 118 umfassen und somit keinen vorderen Umwerfer 120.
Eine Lenkerbaugruppe 140 ist an dem Rahmen 102 angebracht und dient der Steuerung des Fahrrads 100 durch den Benutzer bzw. den Fahrer. Die Lenkerbaugruppe kann eine manuelle Schaltsteuervorrichtung 142 umfassen. An dem Fahrrad können eine oder mehrere manuelle Schaltsteuervorrichtungen 142 (z. B. Tasten oder Hebel) zum Einsatz kommen. Die manuellen Schaltsteuervorrichtungen 142 sind dazu eingerichtet, die Komponenten des Fahrrads 100 zu betätigen oder anderweitig zu steuern. Beispielsweise kann die manuelle Schaltsteuervorrichtung dazu eingerichtet sein, den Schaltvorgang des vorderen Umwerfers 120 und/oder des hinteren Umwerfers 124 zu steuern. Die manuellen Steuervorrichtungen können ferner dazu eingerichtet sein, die Charakteristika eines Federungssystems (nicht dargestellt) zu steuern. Die Lenkerbaugruppe 140 kann ferner einen Bremshebel 144 umfassen, der zum Betätigen der Vorderbremse 130 eingerichtet ist. Die Hinterbremse 135 wird durch einen Bremshebel (nicht dargestellt) betätigt, der ebenfalls an der Lenkerbaugruppe 140 angeordnet ist.
Das Fahrrad 100 kann ferner einen oder mehrere Trittfrequenzsensoren und/oder Leistungsmesser umfassen. Wie im Beispiel von 1 gezeigt, umfasst eine Vorrichtung 190 einen in einen Leistungsmesser integrierten Trittfrequenzsensor. In anderen Ausführungsformen sind der Trittfrequenzsensor und der Leistungsmesser separate Vorrichtungen. Die Trittfrequenz kann direkt an der Kurbel gemessen und/oder anhand des bekannten Gangs, der Radgröße, der Geschwindigkeit des Fahrrads beim Treten oder mit anderen Verfahren bestimmt werden. Ein separater Leistungsmesser kann auf einer Kurbel, einem Spider, einer Nabe oder einer anderen Art von Leistungsmesser basieren, der die Leistungsaufnahme und/oder -abgabe des Fahrrads anzeigt. Ein Geschwindigkeitssensor kann ebenfalls vorhanden sein. Bei dem Geschwindigkeitssensor kann es sich um einen Raddrehzahlsensor, eine Vorrichtung für ein globales Positionsbestimmungssystem oder eine andere Art von Sensor handeln.
Die manuellen Schaltsteuervorrichtungen 142 sind Teil eines Fahrradsteuersystems oder eines Steuersystems, das eine Systemsteuervorrichtung 150 umfasst, die dazu eingerichtet ist, den hinteren 124 und/oder den vorderen Umwerfer 120 zu veranlassen, zwischen den Zahnradkombinationen des Fahrrads 100 zu schalten, und zwar mit Hilfe der oben beschriebenen manuellen Steuerung oder durch eine automatische Steuerung auf der Grundlage von benutzerdefinierten Werten und/oder von Fahrradsensor-Messwerten der Fahrradcharakteristik. Wie in 1 dargestellt, ist die Systemsteuervorrichtung 150 in den hinteren Umwerfer 124 integriert. Die Systemsteuervorrichtung 150 kann jedoch mit anderen Komponenten, wie z. B. der/den manuellen Steuervorrichtung(en) 142, als eigenständige Vorrichtung oder in Kombinationen davon unter Verwendung paralleler und/oder gemeinsamer Verarbeitungsverfahren integriert sein. Beispielsweise kann die Systemsteuervorrichtung 150 in eine oder mehrere Nabenschaltung(en) des Antriebsstrangs eines Fahrrads integriert oder dazu eingerichtet sein, diese zu steuern.
Gemäß 2 ist der hintere Umwerfer 124 in diesen Beispielen als ein drahtloser, elektrisch betätigter hinterer Umwerfer dargestellt, der an dem Rahmen 102 des Fahrrads 100 anbringbar ist. Der elektrische hintere Umwerfer 124 umfasst ein Basiselement 200 (z. B. ein B-Gelenk), das an dem Fahrradrahmen 102 anbringbar ist. Ein Gestänge 201 weist zwei Glieder auf, ein Außenglied 202 und ein Innenglied 204, die schwenkbar mit dem Basiselement 200 verbunden sind. Ein bewegliches Element 206 (z. B. ein P-Gelenk) ist mit dem Gestänge 201 verbunden. Eine Kettenführungsbaugruppe 208 (z. B. ein Käfig) umfasst eine Käfigplatte 210 mit einem proximalen Ende 212, das schwenkbar mit einem Teil des beweglichen Elements 206 verbunden ist, wie weiter unten beschrieben.
An dem elektrischen hinteren Umwerfer 124 ist ein Motormodul 214 mit einer Batterie 216 angebracht. Die Batterie 216 versorgt das Motormodul 214 mit Strom. In einem Beispiel, wie in 2 dargestellt, ist das Motormodul 214 in dem Basiselement 200 angeordnet. Das Motormodul 214 kann auch an anderer Stelle angeordnet sein, beispielsweise in dem Außenglied 202 oder in dem Innenglied 204 oder in dem beweglichen Element 206. Das Motormodul 214 kann einen Getriebemechanismus oder ein Getriebe umfassen (hier nicht dargestellt). Wie aus dem Stand der Technik bekannt, können das Motormodul 214 und der Getriebemechanismus mit dem Gestänge 201 gekoppelt sein, um die Käfigplatte 210 seitlich zu bewegen und auf diese Weise die Kette 112 zwischen den hinteren Kettenrädern der hinteren Kettenradbaugruppe 122 zu schalten.
Die Käfigplatte 210 weist ferner ein distales Ende 218 auf, das ein Spannzahnrad oder Rad 220 (z. B. ein Spannrad) trägt. Das Spannrad 220 weist ferner Zähne 222 entlang eines Umfangs auf. Die Käfigplatte 210 ist in eine Kettenspannrichtung vorgespannt, um die Spannung in der Kette 112 aufrechtzuerhalten. Die Kettenführungsbaugruppe 208 kann ferner ein zweites Zahnrad oder Rad aufweisen, z. B. ein Führungsrad 224, das näher an dem proximalen Ende 212 der Käfigbaugruppe 210 und dem beweglichen Element 206 angeordnet ist. Im Betrieb wird die Kette 112 um eines der hinteren Kettenräder geführt. Ein oberes Segment der Kette 112 erstreckt sich nach vorne zu dem Kettenring 118 oder einer vorderen Kettenradbaugruppe und wird um eines oder das vordere Kettenrad geführt. Ein unteres Segment der Kette 112 kehrt von dem Kettenring 118 oder der vorderen Kettenradbaugruppe zu dem Spannrad 220 zurück und wird dann nach vorne zu dem Führungsrad 224 geführt. Das Führungsrad 224 leitet die Kette 112 zu den hinteren Kettenrädern. Die seitliche Bewegung der Käfigplatte 210, des Spannrads 220 und des Führungsrads 224 kann die seitliche Position der Kette 112 zur Ausrichtung mit einem ausgewählten hinteren Kettenrad bestimmen.
Gemäß 1 kann eine Steuereinheit 152 an der Lenkerbaugruppe 140 zum Betätigen des Motormoduls 214 und zum Betätigen des hinteren Umwerfers 124 zwecks Gangwechsel und Gangwahl angebracht sein. Die Steuereinheit 152 kann jedoch an jeder beliebigen Stelle des Fahrrads 100 angeordnet oder alternativ auf verschiedene Komponenten des Fahrrads 100 verteilt sein, wobei die erforderlichen Signal- und Strompfade über eine Kommunikationsverbindung geführt werden. Die Steuereinheit 152 kann auch an einer anderen Stelle als an dem Fahrrad 100 angeordnet sein, z. B. am Handgelenk des Fahrers oder in einer Trikottasche. Die Kommunikationsverbindung kann drahtgebunden, drahtlos oder eine Kombination davon sein. In einem Beispiel kann die Steuereinheit 152 in den hinteren Umwerfer 124 integriert sein, um Steuerbefehle zwischen den Komponenten zu übertragen. Die Steuereinheit 152 kann einen Prozessor, einen Speicher und eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen umfassen.
Die Batterie 216 kann stattdessen eine alternative Stromversorgung oder Stromquelle sein und kann andere elektrische Komponenten des Fahrrads 100 in einem vernetzten System betreiben. Die Batterie 216 oder eine andere Stromversorgung kann auch an anderen Stellen angeordnet sein, z. B. an dem Rahmen 102 angebracht sein. Ferner können mehrere Stromversorgungen vorgesehen sein, die gemeinsam oder einzeln die elektrischen Komponenten des Systems, einschließlich des hinteren Umwerfers 124, versorgen können, wie z. B. ein Antriebsmotor für eine Ausführungsform mit einem elektrisch angetriebenen Fahrrad. In diesem Beispiel ist die Batterie 216 jedoch derart konfiguriert, dass sie direkt an dem hinteren Umwerfer 124 angebracht ist und nur die Komponenten des hinteren Umwerfers 124 mit Strom versorgt.
Obwohl es sich bei dem dargestellten Fahrrad 100 um ein Rennrad handelt, kann die vorliegende Erfindung auf Fahrräder jeder Art angewendet werden, einschließlich voll- oder teilgefederter Mountainbikes u. a, sowie Fahrräder mit mechanischen (z. B. Kabel, Hydraulik, Pneumatik) und nicht-mechanischen (z. B. drahtgebunden, drahtlosen) Antriebssystemen. Bei der abgebildeten Lenkerbaugruppe 140 handelt es sich beispielsweise um einen Rennlenker; die Schaltsteuervorrichtung 142 und/oder das Fahrradsteuersystem können jedoch auch mit Lenkerbaugruppen anderer Art verwendet werden, z. B. mit Aero-Lenkern, Bullhorn-Lenkern, Riser-Lenkern oder jeder anderen Art von Fahrradlenkern. Zum Beispiel kann die Schaltsteuervorrichtung 142 eine Taste sein, die in eine Aero-Lenker-Konfiguration integriert ist. Auch wenn die hier beschriebenen Ausführungsformen am Lenker angebrachte manuelle Steuervorrichtungen beschreiben, würde eine Person mit einschlägiger Erfahrung erkennen, dass Steuervorrichtungen in anderen Bereichen eines Fahrrads angeordnet werden können, wie z. B. am Rahmen 102 oder an anderen Stellen.
3 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 300 zum Steuern eines Fahrrads, insbesondere in Bezug auf einen automatischen oder automatischen Schaltmodus eines Fahrrads und/oder einer Fahrradkomponente(n). 4 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 400 zum Steuern eines automatischen Schaltmodus eines Fahrrads. Wie im Folgenden dargestellt, können Schritte unter Verwendung einer beliebigen Kombination der in 1, 2, 9 und/oder 10 angegebenen Komponenten durchgeführt werden. Zum Beispiel können die folgenden Schritte von einem Prozessor ausgeführt werden, der in eine Systemsteuervorrichtung 150 integriert ist, die in eine oder mehrere Fahrradkomponenten 124 und/oder 102 integriert sein kann. Es können zusätzliche, andere oder weniger Schritte vorgesehen sein. Die Schritte erfolgen in der dargestellten oder in einer anderen Reihenfolge. Die Schritte können auch wiederholt und/oder zu mehreren Zeitpunkten während des Verfahrens ausgeführt werden. Zum Beispiel kann ein Trittfrequenzband zum Steuern der elektronischen Schaltung jedes Mal eingestellt werden, wenn ein neuer Schaltbefehl erkannt wird.
Ein automatisches Schaltsystem kann dazu eingerichtet sein, z. B. mit geeigneten Sensoren oder anderen Vorrichtungen, um Systemparameter zu überwachen und/oder zu erfassen, die für die Systemsteuerung verwendet werden. Zum Beispiel kann das automatische Schaltsystem eine oder mehrere Trittfrequenz-, Leistungs- und/oder Geschwindigkeitsmessungen verwenden, um das Schalten des Getriebes zu steuern.
Einige Ausgangsparameter, die beispielsweise festgelegt werden können, umfassen eine beliebige Kombination der folgenden Parameter. Die Trittfrequenz ist eine Umdrehung der Kurbeln, gemessen z. B. in Umdrehungen pro Minute (revolutions per minute, RPM). Die Standard-Trittfrequenz oder Nenn-Trittfrequenz ist eine bevorzugte Trittfrequenz, die z. B. vom Fahrer festgelegt wird. Die Standard-Trittfrequenz kann vom Fahrer während oder vor der Fahrt festgelegt werden. Ein Trittfrequenzband ist ein festgelegter Trittfrequenzbereich, in dem das System in einem bestimmten Gang bleibt. Das Trittfrequenzband kann eine obere Trittfrequenzgrenze und/oder eine untere Trittfrequenzgrenze aufweisen. Das System kann nach außen schalten (z. B. in einen schwierigeren Gang), wenn die gemessene Trittfrequenz höher ist als die obere Trittfrequenzgrenze, und nach innen schalten (z. B. in einen leichteren Gang), wenn die gemessene Trittfrequenz niedriger ist als die untere Trittfrequenzgrenze. Der Innen-Modifikator oder Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze ist ein Modifikator, der auf die untere Trittfrequenzgrenze angewendet wird, wenn ein Schaltvorgang erkannt wird. Der Außen-Modifikator oder Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze ist ein Modifikator, der auf die obere Trittfrequenzgrenze angewendet wird, wenn ein Schaltvorgang erkannt wird. Der Abklingfaktor gibt an, wie schnell die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze auf einen ursprünglichen Wert zurückkehrt, nachdem der entsprechende Modifikator auf die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze angewendet wurde. Der Aktualisierungszeitraum gibt die Häufigkeit an, mit der die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze während der Rückkehr zum ursprünglichen Wert nach der Änderung aktualisiert wird.
Die Parameter werden von der Systemsteuervorrichtung entweder unabhängig oder in Kombination verwendet, um das automatische Schaltsystem des Fahrrads zu steuern, wie beispielsweise in den Flussdiagrammen in 3 und 4 dargestellt.
In Schritt 302 bestimmt die Systemsteuervorrichtung, ob eine oder mehrere Bedingungen für den Eintritt in den Automatikmodus erfüllt sind. Bei den Bedingungen für den Eintritt in den Automatikmodus kann es sich um beliebige Kriterien handeln, die die Absicht anzeigen, eine Fahrradkomponente in einen Automatikmodus zu versetzen. In einer Ausführungsform können eine oder mehrere Tasten für einen bestimmten Zeitraum bedient (z. B. gedrückt oder betätigt) werden. Bei den Tasten kann es sich um Mehrzwecktasten handeln, wie z. B. elektronische Schaltvorrichtungen, die als Hebel, Drucktasten, Wipptasten oder eine beliebige andere elektronische Betätigungsvorrichtung konfiguriert sind. Beispielsweise können die Tasten normalerweise verwendet werden, um anzuzeigen, dass eine Komponente, wie ein oder mehrere Fahrradumwerfer, eine Fahrradkette in einen anderen Gang schalten soll, doch wenn sie zusammen wenigstens drei Sekunden lang betätigt werden, versetzt die Systemsteuervorrichtung die Komponente in den Automatikmodus. Es können auch andere Zeiträume für die Betätigung und/oder andere auf Mehrzwecktasten basierende Auslöseverfahren zum Einsatz kommen. So können beispielsweise mehrere Systemsteuertasten vorgesehen sein, wie manuelle Schaltsteuervorrichtungen für elektronische Umwerfer.
In einer Ausführungsform können einzelne Tasten der Mehrzwecktasten drei oder mehr Betätigungseffekte haben. In einer Ausführungsform ist wenigstens eine Taste zum Steuern eines hinteren Umwerfers eines Fahrrads vorgesehen. Eine erste Taste, die (z. B. in einer ersten Richtung) betätigt wird, veranlasst einen hinteren Umwerfer, die Fahrradkette auf ein größeres Kettenrad zu schalten. Die erste Taste, die in einer zweiten Richtung betätigt wird, oder eine zweite Taste, die unabhängig davon betätigt wird, veranlasst den hinteren Umwerfer, die Fahrradkette auf ein kleineres Kettenrad zu schalten. Die erste Taste und/oder die zweite Taste, die für eine bestimmte Zeitdauer betätigt werden, versetzen die Systemsteuervorrichtung in einen automatischen Schaltmodus. Die Zeitdauer kann zum Beispiel drei Sekunden betragen. In einer Ausführungsform können die erste Taste und/oder die zweite Taste ein Tastenfreigabesignal liefern, wenn ein Benutzer die jeweilige Taste loslässt, und kann das Fehlen eines Tastenfreigabesignals innerhalb eines Zeitraums den Eintritt in einen automatischen Schaltmodus der Systemsteuervorrichtung auslösen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Systemsteuervorrichtung die Geschwindigkeit des Fahrrads mithilfe einer Vorrichtung zum Bestimmen der Geschwindigkeit, z. B. einem Raddrehzahlsensor, überwachen. Stellt die Systemsteuervorrichtung fest, dass die Geschwindigkeit des Fahrrads, wie in diesem Beispiel durch die Raddrehzahl angezeigt, über einem Mindestwert liegt, versetzt die Systemsteuervorrichtung die Komponente in den Automatikmodus.
In Schritt 304 werden Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparameter festgelegt. Die Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparameter können mit jedem beliebigen Verfahren ermittelt werden. Die Systemsteuervorrichtung nutzt die Geschwindigkeits- und/oder Trittfrequenzparameter, um zu bestimmen, wann eine automatische Einstellung, wie z. B. ein Schaltvorgang mittels Umwerfers, erfolgen soll. In einer Ausführungsform werden ein oder mehrere Trittfrequenzparameter von der Systemsteuervorrichtung mithilfe eines Trittfrequenzsensors und/oder eines Raddrehzahlsensors bestimmt. Die Systemsteuervorrichtung misst oder schätzt eine Trittfrequenz des Fahrrads für einen bestimmten Zeitraum und legt einen aus der gemessenen oder geschätzten Trittfrequenz für diesen Zeitraum abgeleiteten Wert als Trittfrequenzparameter fest. Bei dem abgeleiteten Wert kann es sich um einen beliebigen Wert handeln, der für die Trittfrequenz während des Zeitraums charakteristisch ist. Beispielsweise kann der abgeleitete Wert ein Durchschnitts-, Modus- oder Mittelwert für die Trittfrequenz für den Zeitraum sein. Der Zeitraum kann auch ein festgelegter oder Referenzzeitraum sein. In einer Ausführungsform entspricht der Zeitraum dem Zeitraum, in dem eine Taste betätigt wird. Werden beispielsweise zwei Tasten drei Sekunden lang betätigt, um die Systemsteuervorrichtung in einen Automatikmodus zu versetzen, zeichnet die Systemsteuervorrichtung während der Zeit, in der die beiden Tasten betätigt werden, mithilfe des Trittfrequenzsensors Werte auf, um Daten für die Ableitung des Trittfrequenzwerts zu ermitteln.
In einer Ausführungsform sammelt die Systemsteuervorrichtung Trittfrequenzdaten für einen bestimmten Zeitraum und bestimmt mehrere Werte, wie z. B. einen Mittelwert und eine Standardabweichung der Trittfrequenz für diesen Zeitraum. Der Mittelwert und die Standardabweichung können verwendet werden, um einen Betriebsbereich des Automatikmodus festzulegen. Beispielsweise können die obere Trittfrequenzgrenze und die untere Trittfrequenzgrenze aus dem Mittelwert und dem Standardabweichungswert ermittelt werden, um die Charakteristika der Schaltvorgänge im automatischen Schaltmodus zu bestimmen. Die obere Trittfrequenzgrenze und die untere Trittfrequenzgrenze können auch mit anderen Verfahren bestimmt werden. So kann beispielsweise eine durchschnittliche Trittfrequenz für einen bestimmten Zeitraum bestimmt werden; die obere Trittfrequenzgrenze kann als ein voreingestellter Trittfrequenzwert festgelegt werden, der höher ist als die durchschnittliche Trittfrequenz, und die untere Trittfrequenzgrenze kann als ein voreingestellter Trittfrequenzwert festgelegt werden, der niedriger ist als die durchschnittliche Trittfrequenz. Die voreingestellten Werte können für die Festlegung der oberen Trittfrequenzgrenze und der unteren Trittfrequenzgrenze gleich oder unterschiedlich sein.
In einer weiteren Ausführungsform werden ein oder mehrere vorbestimmte Trittfrequenzparameter in einem Speicher der Systemsteuervorrichtung gespeichert und werden die ein oder mehreren vorbestimmten Trittfrequenzparameter als Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparameter festgelegt. Beispielsweise können eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze vor der Fahrt manuell in den Speicher eingegeben werden oder während der Fahrt (z. B. einer vorherigen Fahrradfahrt) der Systemsteuervorrichtung im Speicher gespeichert werden.
In Schritt 306 vergleicht die Systemsteuervorrichtung die aktiven Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparameter mit den in Schritt 304 festgelegten Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparametern. Der Vergleich kann mit jedem Verfahren durchgeführt werden, das eine aktive Trittfrequenz und/oder Geschwindigkeit des Fahrrads mit den festgelegten Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparametern vergleichen kann. In einer Ausführungsform wird ein aktuell gemessener Geschwindigkeits- und/oder Trittfrequenzwert mit der in Schritt 304 festgelegten oberen und unteren Trittfrequenzgrenze verglichen. Beispielsweise können die obere Trittfrequenzgrenze und die untere Trittfrequenzgrenze in Schritt 304 festgelegt werden und kann ein nachfolgender zeitlicher Durchschnitt von Trittfrequenzwerten, die während eines Zeitraums (z. B. der letzten Sekunde) aufgezeichnet wurden, mit der oberen Trittfrequenzgrenze und der unteren Trittfrequenzgrenze verglichen werden. Mit anderen Worten: Die Systemsteuervorrichtung kann bestimmen, ob der nachfolgende zeitliche Durchschnitt der Trittfrequenzwerte innerhalb eines vorbestimmten Trittfrequenzbandes liegt, das durch die obere Trittfrequenzgrenze und die untere Trittfrequenzgrenze definiert ist, und, liegt der nachfolgende zeitliche Durchschnitt der Trittfrequenzwerte außerhalb des vorbestimmten Trittfrequenzbandes, bestimmen, ob der nachfolgende zeitliche Durchschnitt der Trittfrequenzwerte höher ist als die obere Trittfrequenzgrenze oder niedriger als die untere Trittfrequenzgrenze. Dieser Vergleich kann von der Systemsteuervorrichtung während des Betriebs im Automatikmodus regelmäßig wiederholt oder kontinuierlich durchgeführt werden.
In Schritt 308 stellt die Systemsteuervorrichtung eine Komponente auf der Grundlage des in Schritt 306 durchgeführten Vergleichs ein. In einer Ausführungsform veranlasst die Systemsteuervorrichtung den hinteren Umwerfer, einen Gang des Fahrrads auf der Grundlage des in Schritt 306 durchgeführten Vergleichs zu wechseln. Beispielsweise schaltet die Systemsteuervorrichtung in einen leichteren Gang, wenn eine erfasste Trittfrequenz die untere Trittfrequenzgrenze erreicht und/oder unterschreitet, und/oder schaltet die Systemsteuervorrichtung in einen schwierigeren Gang, wenn die erfasste Trittfrequenz die obere Trittfrequenzgrenze erreicht und/oder überschreitet.
In Schritt 310 bestimmt die Systemsteuervorrichtung, ob eine oder mehrere Bedingungen für die Änderung des Automatikmodus (z. B. Identifizieren eines Schaltbefehls) erfüllt sind. Bedingungen für die Änderung des Automatikmodus sind Bedingungen, die, wenn sie erfüllt sind, eine Änderung oder Umstellung eines Betriebsparameters des Automatikmodus auslösen. In einer Ausführungsform sind die Bedingungen für die Änderung des Automatikmodus Bedingungen, die, wenn sie nach der Festlegung von Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparametern in Schritt 304 erfüllt sind, eine Änderung oder Umstellung der Betriebsparameter des Automatikmodus auslösen. In einer Ausführungsform werden mehrere Bedingungen für die Änderung des Automatikmodus herangezogen, um die Betriebsparameter des Automatikmodus zu ändern oder umzustellen. Ferner können das Erfassen und/oder Bestimmen der mehreren Änderungsbedingungen (Schritt 310) und die anschließende Änderung des Automatikmodus (Schritt 312), wie weiter unten beschrieben, an verschiedenen Stellen der angegebenen Reihenfolge erfolgen. So können das Bestimmen und/oder Ändern beispielsweise nach dem Festlegen der Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparameter (Schritt 304), aber vor dem Vergleichen der aktiven Trittfrequenz und/oder Geschwindigkeit (Schritt 306) erfolgen.
Unterschiedliche Handlungen und/oder Messwerte können eine Bedingung für die Änderung des Automatikmodus sein. In einer Ausführungsform kann das für den Automatikmodus nicht erforderliche Betätigen einer manuellen Steuerung eine Änderung des Automatikmodus darstellen. Beispielsweise kann ein Tastendruck, wie der oben beschriebene Druck auf eine Schalt-Mehrfachtaste, eine Bedingung für eine Änderung des Automatikmodus sein. Während die Systemsteuervorrichtung im Automatikmodus arbeitet (z. B. indem sie wenigstens eine Fahrradschaltkomponente veranlasst, auf der Grundlage von Trittfrequenz- und/oder Geschwindigkeitsparametern zu schalten), besteht keine Notwendigkeit, eine Schalttaste manuell zu betätigen, um einen Schaltvorgang anzuzeigen. Wird eine Schalttaste im Automatikmodus manuell betätigt, kann dies als Absicht interpretiert werden, einen Parameter des Automatikmodus zu ändern, z. B. dass die Systemsteuervorrichtung den Automatikmodus ausschaltet oder unterbricht.
Andere Handlungen und/oder Messwerte können Bedingungen für die Änderung des Automatikmodus sein. In einer Ausführungsform stellen ein oder mehrere Trittfrequenzwerte Bedingungen für die Änderung des Automatikmodus dar. Beispielsweise kann ein Trittfrequenzsensor, wie ein Kurbel- oder Kurbelarmsensor, zum Einsatz kommen, um eine Fahrradtrittfrequenz an die Systemsteuervorrichtung zu liefern, und kann dieser Messwert oder die ausgelöste Handlung (z. B. Gangwechsel) eine Bedingung für die Änderung des Automatikmodus sein, wenn der vom Trittfrequenzsensor angezeigte Trittfrequenzwert unter die untere Trittfrequenzgrenze fällt oder die obere Trittfrequenzgrenze übersteigt (z. B. Auslösen eines Gangwechsels im Automatikmodus).
In Schritt 312 ändert die Steuervorrichtung den Automatikmodus der Komponente auf der Grundlage der Bestimmung in Schritt 310. Die Änderung kann jeden Betriebsparameter des Automatikmodus betreffen. Zum Beispiel kann die Änderung die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze oder andere Betriebsparameter betreffen. In einer Ausführungsform kann eine Änderungsbedingung, die das Drücken einer Schalttaste während des Betriebs im Automatikmodus umfasst, die Systemsteuervorrichtung veranlassen, die obere Trittfrequenzgrenze zu erhöhen und/oder die untere Trittfrequenzgrenze zu verringern.
In einer Ausführungsform kann eine Änderungsbedingung, die eine niedrige Geschwindigkeit im Betrieb im Automatikmodus umfasst, die Systemsteuervorrichtung veranlassen, den Betrieb im Automatikmodus zu unterbrechen oder zu beenden. In einer Ausführungsform kann eine Änderungsbedingung, die eine niedrige Trittfrequenz im Betrieb im Automatikmodus umfasst, die Systemsteuervorrichtung veranlassen, den Betrieb im Automatikmodus zu unterbrechen oder zu beenden. Jeder hier beschriebene Parameter kann auf der Grundlage der Bestimmung und/oder Erfassung einer bestimmten hier beschriebenen Änderungsbedingung geändert werden.
In einer Ausführungsform arbeitet die Systemsteuervorrichtung nach oder gleichzeitig mit der Änderung eines Parameters des Automatikmodus (z. B. Änderung der unteren Trittfrequenzgrenze und/oder der oberen Trittfrequenzgrenze) (Schritt 312) mit den geänderten Parametern weiterhin im Automatikmodus.
Die vorgesehenen Funktionen, Parameter für den Automatikmodus, Änderungsbedingungen und andere Ausführungsforme des Steuersystems sind nachstehend beschrieben. Diese Funktionen, Parameter für den Automatikmodus und Änderungsbedingungen können in einer Ausführungsform beliebig kombiniert oder wie hier konkret beschrieben umgesetzt werden.
4 ist ein Flussdiagramm für eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Ändern eines automatischen Schaltmodus. In der in 4 dargestellten Ausführungsform kann beim Starten oder Auslösen des Automatikmodus eine sofortige Trittfrequenz eingestellt oder festgelegt werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Automatikschaltung ausgelöst, indem eine Hochschalttaste und/oder eine Runterschalttaste für einen bestimmten Zeitraum, beispielsweise drei Sekunden, gedrückt oder anderweitig betätigt werden. Dieser Zeitraum ist variabel und kann länger dauern als eine normale Schaltzeit. Die Systemsteuervorrichtung zeichnet beispielsweise die Trittfrequenz des Fahrers in den drei Sekunden auf. Die Systemsteuervorrichtung legt die obere Trittfrequenzgrenze und die untere Trittfrequenzgrenze (z. B. ein Trittfrequenzband und einen Trittfrequenzbereich) fest. Die Trittfrequenz wird gemessen und mit dem Trittfrequenzbereich verglichen, und die Systemsteuervorrichtung kann auf der Grundlage des Vergleichs einen Schaltvorgang durchführen (z. B. wenn die gemessene Trittfrequenz außerhalb des Trittfrequenzbereichs liegt). Wird eine Schalttaste manuell gedrückt oder anderweitig betätigt oder schaltet die Vorrichtung für die Systemsteuervorrichtung auf der Grundlage des Vergleichs (z. B. Änderungsbedingungen), werden ein oder mehrere Parameter für den Automatikmodus geändert.
In Schritt 402 identifiziert die Systemsteuervorrichtung (z. B. die Systemsteuervorrichtung 150) einen Schaltbefehl. In einer Ausführungsform umfasst das Identifizieren des Schaltbefehls das Erzeugen eines Schaltbefehls auf der Grundlage der gemessenen Trittfrequenz, die außerhalb des Trittfrequenzbandes liegt, oder das Empfangen eines Steuersignals von einem Steuermechanismus einer manuellen Schaltvorrichtung (z. B. Schalttaste, manuelle Schaltsteuervorrichtung 142 von 1) durch die Systemsteuervorrichtung. Mit anderen Worten: Die Systemsteuervorrichtung kann den identifizierten Schaltbefehl als Reaktion darauf erzeugen, dass der Fahrer des Fahrrads im Automatikmodus außerhalb des Trittfrequenzbandes unterwegs ist, oder vom Fahrer des Fahrrads empfangen, der z. B. mit einer Schalttaste oder einem Schalthebel interagiert.
In einer Ausführungsform bestimmt die Systemsteuervorrichtung einen Schaltbefehltyp. Beispielsweise bestimmt die Systemsteuervorrichtung auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls (z. B. Daten in dem identifizierten Schaltbefehl) eine Schaltrichtung (z. B. eine Richtung, in die sich ein Motor zum Schalten drehen soll), eine Anzahl von Schaltvorgängen (z. B. eine Zeitspanne, in der der Motor eingeschaltet ist), eine Quelle des Schaltbefehls oder eine beliebige Kombination davon. Die bestimmte Quelle des Schaltbefehls kann z. B. der Steuermechanismus der manuellen Schaltsteuervorrichtung oder die Systemsteuervorrichtung selbst sein (z. B. Erzeugen des Schaltbefehls als Reaktion darauf, dass die gemessene Trittfrequenz außerhalb des Trittfrequenzbandes liegt).
In Schritt 404 stellt die Systemsteuervorrichtung ein Trittfrequenzband für die Automatikschaltung des Fahrrads auf der Grundlage des in Schritt 402 identifizierten Schaltbefehls ein. Das Trittfrequenzband umfasst eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze. Das Einstellen des Trittfrequenzbandes umfasst das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze und/oder das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze. Die Systemsteuervorrichtung bestimmt anhand der Schaltrichtung, ob die obere Trittfrequenzgrenze erhöht und/oder die untere Trittfrequenzgrenze verringert werden soll.
Beispielsweise ändert die Systemsteuervorrichtung wenigstens die Trittfrequenzgrenze in einer zur Schaltrichtung entgegengesetzten Richtung: Die Systemsteuervorrichtung senkt wenigstens die untere Trittfrequenzgrenze, wenn nach außen geschaltet wird, und die Systemsteuervorrichtung erhöht wenigstens die obere Trittfrequenzgrenze, wenn nach innen geschaltet wird. Mit anderen Worten: Erfolgt ein Schaltvorgang nach außen, kann die gemessene Trittfrequenz schnell abnehmen, wenn der Fahrer auf das Schalten in einen schwierigeren Gang reagiert. Die gesenkte untere Trittfrequenzgrenze als Reaktion auf das Schalten in einen schwierigeren Gang verhindert, dass der Automatikmodus sofort in die entgegengesetzte Richtung schaltet (z. B. zurück in den vor dem Schaltvorgang eingelegten Gang). Erfolgt ein Schaltvorgang nach innen, kann die gemessene Trittfrequenz schnell steigen, da der Fahrer auf das Schalten in einen leichteren Gang reagiert. Die erhöhte Trittfrequenzgrenze als Reaktion auf das Schalten in einen leichteren Gang verhindert, dass der Automatikmodus sofort in die entgegengesetzte Richtung schaltet (z. B. zurück in den vor dem Schaltvorgang eingelegten Gang).
Wie nachstehend unter Bezugnahme auf Schritt 404 und 406 erörtert, erhöht die Systemsteuervorrichtung die obere Trittfrequenzgrenze von einer ersten oberen Trittfrequenzgrenze (z. B. der oberen Trittfrequenzgrenze vor dem Schaltvorgang) auf eine zweite obere Trittfrequenzgrenze und/oder verringert sie die untere Trittfrequenzgrenze von einer ersten unteren Trittfrequenzgrenze (z. B. der unteren Trittfrequenzgrenze vor dem Schaltvorgang) auf eine zweite untere Trittfrequenzgrenze. Nach der anfänglichen Erhöhung und/oder Verringerung senkt die Systemsteuervorrichtung dann während eines ersten Zeitraums die obere Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze hin zu der ersten oberen Trittfrequenzgrenze (z. B. auf die erste obere Trittfrequenzgrenze) und/oder erhöht sie während eines zweiten Zeitraums die untere Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze hin zu der ersten unteren Trittfrequenzgrenze (z. B. auf die erste untere Trittfrequenzgrenze). Mit anderen Worten: Die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze kehren zu dem jeweiligen Ausgangswert vor dem Schaltvorgang zurück.
In einer Ausführungsform identifiziert die Systemsteuervorrichtung einen Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, einen Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, einen ersten Abklingfaktor (z. B. einen Abklingfaktor für die obere Trittfrequenzgrenze), einen zweiten Abklingfaktor (z. B. einen Abklingfaktor für die untere Trittfrequenzgrenze) oder eine beliebige Kombination davon auf der Grundlage des in Schritt 402 identifizierten Schaltbefehls. Der erste Abklingfaktor ist für die Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums. Der zweite Abklingfaktor ist für die Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums.
Zum Beispiel legt die Systemsteuervorrichtung nach Identifizieren des Schaltbefehls in Schritt 402 die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze auf der Grundlage des Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze, des Modifikators für die untere Trittfrequenzgrenze, des ersten Abklingfaktors, des zweiten Abklingfaktors oder einer beliebigen Kombination davon fest. Die Systemsteuervorrichtung aktualisiert die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze in einem Aktualisierungszeitraum (z. B. einem vorbestimmten Aktualisierungszeitraum). Der vorbestimmte Aktualisierungszeitraum kann bei der Herstellung des Fahrrads festgelegt werden, bei der Herstellung der Systemsteuervorrichtung festgelegt werden und/oder vom Fahrer definiert werden. In einer Ausführungsform beträgt der vorbestimmte Aktualisierungszeitraum 500 ms, es können jedoch auch andere vorbestimmte Aktualisierungszeiträume verwendet werden.
Für einen Schaltvorgang nach außen (z. B. in einen schwierigeren Gang) kann die Systemsteuervorrichtung beispielsweise die folgende Gleichung verwenden, um die untere Trittfrequenzgrenze für den Automatikmodus zu bestimmen und festzulegen: $S_{i} = C_{t} + H_{n} * (m_{i} * {nT}_{Is})$
Dabei gilt: Si ist der Innensollwert (z. B. die untere Trittfrequenzgrenze), C_t ist die Zieltrittfrequenz (z. B. eine Nenntrittfrequenz), H_n ist die Nennhysterese (z. B. entsprechend der ersten unteren Trittfrequenzgrenze), m_i ist der Innenmodifikator, n ist ein Skalar (z. B. ein Abklingfaktor), und T_Is ist eine Anzahl von Zeiträumen seit dem letzten Schaltvorgang.
In einer Ausführungsform basiert die Bestimmung der unteren Trittfrequenzgrenze nicht auf einer Exponentialgleichung, wie oben in Gleichung (1) gezeigt, sondern auf einer linearen Gleichung. Mit anderen Worten: Hat die Systemsteuervorrichtung die untere Trittfrequenzgrenze von der ersten unteren Trittfrequenzgrenze auf die zweite untere Trittfrequenzgrenze verringert, nachdem der Schaltvorgang in Schritt 402 identifiziert wurde, erhöht die Systemsteuervorrichtung während des zweiten Zeitraums die untere Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze.
Die Systemsteuervorrichtung kann einen Zeitraum seit dem letzten Schaltvorgang nach jedem Aktualisierungszeitraum (z. B. 500 ms) und/oder eine Anzahl von Aktualisierungszeiträumen seit dem letzten Schaltvorgang aktualisieren und speichern. Die Systemsteuervorrichtung kann den Zeitraum seit dem letzten Schaltvorgang und/oder die Anzahl der Aktualisierungszeiträume seit dem letzten Schaltvorgang zurücksetzen, wenn ein neuer Schaltvorgang in Schritt 402 identifiziert wird.
In einer Ausführungsform kann die Systemsteuervorrichtung auch die obere Trittfrequenzgrenze für den Automatikmodus einstellen, wenn in Schritt 402 ein Schaltvorgang nach außen festgestellt wird. Beispielsweise kann die Systemsteuervorrichtung die folgende Gleichung verwenden, um die obere Trittfrequenzgrenze für den Automatikmodus zu bestimmen und einzustellen, wenn in Schritt 402 ein automatischer Schaltvorgang nach außen festgestellt wird: $S_{o} = C_{t} + H_{n} * (m_{o} * {nT}_{Is})$
Dabei gilt: S_o ist der Außensollwert (z. B. die obere Trittfrequenzgrenze), und m_o ist der Außenmodifikator. Der Außenmodifikator kann niedriger sein als der Innenmodifikator, wenn in Schritt 402 ein Schaltvorgang nach außen festgestellt wird.
In einer Ausführungsform basiert die Bestimmung der oberen Trittfrequenzgrenze nicht auf einer Exponentialgleichung, wie oben in Gleichung (2) gezeigt, sondern auf einer linearen Gleichung. Mit anderen Worten: Hat die Systemsteuervorrichtung die obere Trittfrequenzgrenze von der ersten oberen Trittfrequenzgrenze auf die zweite obere Trittfrequenzgrenze erhöht, nachdem der Schaltvorgang in Schritt 402 identifiziert wurde, verringert die Systemsteuervorrichtung während des ersten Zeitraums die obere Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze.
In einer Ausführungsform kann die Systemsteuervorrichtung, nachdem der Schaltvorgang nach außen in Schritt 402 identifiziert wurde, den Innensollwert Si (z. B. die untere Trittfrequenzgrenze) und den Außensollwert S_o (z. B. die obere Trittfrequenzgrenze) für den Automatikmodus unter Verwendung der obigen Gleichungen, einer Nenntrittfrequenz von 75 oder 80, eines Innenmodifikators von 3, eines Außenmodifikators von 1,5, eines Abklingfaktors von 0,8 und eines Aktualisierungszeitraums von 500 ms einstellen. Es können auch andere Werte für eine oder mehrere Variablen in den obigen Gleichungen verwendet werden.
5 ist eine beispielhafte Darstellung der Trittfrequenz im Laufe der Zeit mit Anpassungen des Außensollwerts (z. B. obere Trittfrequenzgrenze) und des Innensollwerts (z. B. untere Trittfrequenzgrenze) bei zwei verschiedenen Schaltvorgängen nach außen. Das Anpassen der unteren Trittfrequenzgrenze verhindert einen Schaltvorgang zurück in den Gang, aus dem das Fahrrad geschaltet wurde. Wie in 5 dargestellt, sind bei einem Schaltvorgang nach außen der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze länger bzw. größer als der erste Zeitraum und die Differenz zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze. Mit anderen Worten: Die untere Trittfrequenzgrenze ändert sich stärker und braucht länger, um wieder auf den ursprünglichen Wert abzufallen, als die obere Trittfrequenzgrenze, wenn nach außen geschaltet wird.
Wird in Schritt 402 ein Schaltvorgang nach innen festgestellt, können die gleichen Gleichungen, aber unterschiedliche Modifikationswert e verwendet werden. Wird beispielsweise in Schritt 402 ein Schaltvorgang nach innen festgestellt, können der Außenmodifikator 3,0 und der Innenmodifikator 1,5 betragen. Es können auch andere Werte verwendet werden.
6 ist eine beispielhafte Darstellung der Trittfrequenz im Laufe der Zeit mit Einstellen des Außensollwerts und des Innensollwerts bei einem einzigen Schaltvorgang nach innen. Das Einstellen der oberen Trittfrequenzgrenze verhindert einen Schaltvorgang zurück in den Gang, aus dem das Fahrrad geschaltet wurde. Wie in 6 dargestellt, sind bei einem Schaltvorgang nach innen der erste Zeitraum und die Differenz zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze länger bzw. größer als der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze.
In einem Speicher der Systemsteuervorrichtung können Werte für die obere Trittfrequenzgrenze, die untere Trittfrequenzgrenze, den ersten Abklingfaktor, den zweiten Abklingfaktor oder eine beliebige Kombination davon gespeichert werden, und die Systemsteuervorrichtung kann die Werte auf der Grundlage des in Schritt 402 identifizierten Schaltbefehls abrufen. Die Werte können auf verschieden Weise in dem Speicher gespeichert werden, z. B. in einer Nachschlagetabelle. Die Werte können auch auf andere Weise in dem Speicher gespeichert werden.
Die Werte für den Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, den Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, den ersten Abklingfaktor, den zweiten Abklingfaktor oder eine beliebige Kombination davon können sich beispielsweise in der Nachschlagetabelle auf der Grundlage eines Gangs, aus dem das Fahrrad geschaltet wird, eines Gangs, in den das Fahrrad geschaltet wird, einer Anzahl von Gängen, die gleichzeitig geschaltet werden, einer Richtung des Schaltvorgangs (z. B. innen oder außen) und/oder anderer Parameter oder Arten von Schaltvorgängen unterscheiden. So können beispielsweise die obere Trittfrequenzgrenze und die untere Trittfrequenzgrenze für jeden Gang, in den das Fahrrad geschaltet wird, unterschiedlich sein. Mit anderen Worten: Die Systemsteuervorrichtung kann die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze auf der Grundlage der Gänge, in die das Fahrrad geschaltet wird, um ein unterschiedliches vorbestimmtes Maß einstellen (z. B. auf der Grundlage von Parameterwerten, die in der Nachschlagetabelle im Speicher gespeichert sind).
Die Werte für die obere Trittfrequenzgrenze, die untere Trittfrequenzgrenze, den ersten Abklingfaktor, den zweiten Abklingfaktor oder die jeweilige Kombination davon, z. B. in der Nachschlagetabelle, können benutzerdefiniert sein, bei der Herstellung festgelegt werden und/oder von der Systemsteuervorrichtung gelernt werden, wenn der Fahrer fährt und schaltet. In einer Ausführungsform speichert der Prozessor der Systemsteuervorrichtung historische Daten zur Reaktion des Fahrers auf Gangwechsel in dem Speicher der Systemsteuervorrichtung. Beispielsweise kann der hintere Umwerfer im Automatikmodus zwischen den Gängen hin- und herschalten (z. B. kann er zwischen den Gängen hin- und herschalten, wenn der Fahrer auf Schaltvorgänge reagiert) und speichert der Speicher Daten zu den Trittfrequenzänderungen des Fahrers nach verschiedenen Schaltvorgängen. Der Prozessor kann den Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, den Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, den ersten Abklingfaktor, den zweiten Abklingfaktor oder eine beliebige Kombination davon bestimmen, die z. B. in der Nachschlagetabelle auf der Grundlage der gespeicherten historischen Daten zu speichern sind. Der Prozessor kann einen einzigen Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, einen einzigen Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, einen einzigen ersten Abklingfaktor und einen einzigen zweiten Abklingfaktor für alle Schaltvorgänge bestimmen, oder er kann einen Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, einen Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, einen ersten Abklingfaktor und einen zweiten Abklingfaktor für jeden möglichen Schaltvorgang oder eine Anzahl möglicher Schaltvorgänge bestimmen.
In einer Ausführungsform kann der Prozessor nach einer vorbestimmten Anzahl von Schaltvorgängen und unter Verwendung entsprechender gespeicherter historischer Daten die Werte für den Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, den Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, den ersten Abklingfaktor, den zweiten Abklingfaktor oder eine beliebige Kombination davon z. B. in der Nachschlagetabelle festlegen. Beispielsweise kann der Prozessor für einen ersten Schaltvorgang nach außen von einem ersten Gang in einen zweiten Gang den Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze für den ersten Schaltvorgang nach außen derart einstellen, dass jegliches Hin- und Herschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Gang in den gespeicherten historischen Daten verhindert worden wäre. Enthalten die historischen Daten beispielsweise Trittfrequenzdaten für zehn Schaltvorgänge nach außen vom ersten in den zweiten Gang und beträgt der größte Trittfrequenzabfall als Reaktion auf den ersten Schaltvorgang nach außen zwanzig (20) Umdrehungen pro Minute, kann der Prozessor den Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze derart einstellen, dass ein Hin- und Herschalten bei einem solchen Trittfrequenzabfall (z. B. 22 Umdrehungen pro Minute) vermieden wird. Die anderen Werte (z. B. der Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, der erste Abklingfaktor und/oder der zweiten Abklingfaktor) können in ähnlicher Weise bestimmt werden.
In einer Ausführungsform kann die Systemsteuervorrichtung anhand des identifizierten Schaltbefehls bestimmen, dass die Anzahl der Schaltvorgänge zu einem Zeitpunkt zwei oder mehr beträgt. Zum Beispiel kann der identifizierte Schaltbefehl den hinteren Umwerfer anweisen, vom ersten Gang in einen dritten Gang zu schalten. Der zweite Gang kann außen unmittelbar neben dem ersten Gang angeordnet sein, und der dritte Gang kann außen unmittelbar neben dem zweiten Gang angeordnet sein. Eine stärkere Verringerung der unteren Trittfrequenzgrenze kann erforderlich sein, um ein Hin- und Herschalten zwischen den Gängen zu verhindern, da der Gangwechsel über zwei Gänge eine größere Auswirkung auf die Trittfrequenz des Fahrers haben kann. Ist die bestimmte Schaltrichtung beispielsweise nach außen, können der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Anzahl der Schaltvorgänge zwei oder mehr beträgt, länger bzw. größer sein als der zweite Zeitraum bzw. die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Anzahl der Schaltvorgänge eins beträgt. Mit anderen Worten: Der Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze kann bei dem Schaltvorgang über zwei oder mehr Gängen größer sein als bei dem Schaltvorgang über einen Gang. In einer Ausführungsform kann der zweite Abklingfaktor für den Schaltvorgang über zwei oder mehr Gänge höher sein als für den Schaltvorgang über einen Gang. Dies gilt auch für die obere Trittfrequenzgrenze und den ersten Zeitraum bei Schaltvorgängen nach innen über zwei oder mehr Gänge. Die Nachschlagetabelle kann beispielsweise Werte für den Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, den Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, den ersten Abklingfaktor, den zweiten Abklingfaktor oder eine beliebige Kombination davon für Schaltvorgänge über mehrere Gänge enthalten.
In einer Ausführungsform kann die Systemsteuervorrichtung auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls feststellen, dass die Quelle des Schaltbefehls der Steuermechanismus der manuellen Steuervorrichtung (z. B. ein Schalthebel oder eine Schalteinrichtung) ist. Der Fahrer kann beispielsweise einen manuellen Schaltvorgang anfordern, und die Systemsteuervorrichtung verhindert ein Zurückschalten in den Gang, aus dem das Fahrrad geschaltet wurde, indem sie die untere Trittfrequenzgrenze und/oder die obere Trittfrequenzgrenze anpasst. Auf diese Weise hat der Fahrer Zeit, in einer vom Standard abweichenden Trittfrequenz zu fahren und dann zu einer bevorzugten Trittfrequenz (z. B. der Zieltrittfrequenz) zurückzukehren. So kann der Fahrer beispielsweise einen Schaltvorgang außerhalb des Automatikmodus einleiten, um aufzustehen und sich zu strecken, bevor er seine Fahrt fortsetzt, um vor einer Abfahrt einen Gang zurückzuschalten, um sich auf eine Steigung vorzubereiten oder um einen Wheelie vorzubereiten.
In einer Ausführungsform können die Werte für den Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, den Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, den ersten Abklingfaktor, den zweiten Abklingfaktor oder eine beliebige Kombination davon für einen vom Prozessor (z. B. als Teil des Automatikmodus) erzeugten Schaltbefehl und einen vom Fahrer durch Betätigung des Steuermechanismus der manuellen Steuervorrichtung erzeugten Schaltbefehl gleich sein. In einer weiteren Ausführungsform, wenn die bestimmte Schaltrichtung zum Beispiel nach außen ist, sind der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze länger bzw. größer, wenn die bestimmte Quelle des Schaltbefehls der Steuermechanismus der manuellen Steuervorrichtung ist, als wenn die bestimmte Quelle des Schaltbefehls der Prozessor ist. Mit anderen Worten: Ist die Quelle des Schaltbefehls der Steuermechanismus der manuellen Steuervorrichtung, wird die untere Trittfrequenzgrenze beispielsweise mehr und länger eingestellt, als wenn die Quelle des Schaltbefehls der Prozessor der Systemsteuervorrichtung im Automatikmodus ist. Dies gilt auch für die obere Trittfrequenzgrenze und den ersten Zeitraum bei Schaltvorgängen nach innen, die vom Fahrer über den Steuermechanismus der manuellen Steuervorrichtung eingeleitet werden. Die Nachschlagetabelle kann beispielsweise Werte für den Modifikator für die obere Trittfrequenzgrenze, den Modifikator für die untere Trittfrequenzgrenze, den ersten Abklingfaktor, den zweiten Abklingfaktor oder eine beliebige Kombination davon enthalten, und zwar sowohl für prozessorgesteuerte Schaltvorgänge im Automatikmodus als auch für fahrergesteuerte Schaltvorgänge außerhalb des Automatikmodus.
7 ist eine beispielhafte Darstellung der Trittfrequenz im Laufe der Zeit mit Anpassungen des Außensollwerts (z. B. untere Trittfrequenzgrenze) und des Innensollwerts (z. B. obere Trittfrequenzgrenze) bei einem einzelnen Schaltvorgang nach außen, der vom Fahrer nicht im Automatikmodus eingeleitet wird. Das Anpassen der unteren Trittfrequenzgrenze verhindert einen Schaltvorgang zurück in den Gang, aus dem das Fahrrad geschaltet wurde.
8 ist eine beispielhafte Darstellung der Trittfrequenz im Laufe der Zeit mit Anpassungen des Innensollwerts und des Außensollwerts bei einem einzelnen Schaltvorgang nach innen, der vom Fahrer nicht im Automatikmodus eingeleitet wird. Das Anpassen der oberen Trittfrequenzgrenze verhindert einen Schaltvorgang zurück in den Gang, aus dem das Fahrrad geschaltet wurde.
In Schritt 406 bestimmt der Prozessor der Systemsteuervorrichtung, ob ein Schaltbefehl auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes aus Schritt 404 erzeugt werden soll. Der Prozessor kann eine Trittfrequenz (z. B. eine durchschnittliche Trittfrequenz über einen bestimmten Zeitraum, wie den Aktualisierungszeitraum) eines Kurbelarms des Fahrrads auf der Grundlage von Daten von einem oder mehreren Sensoren bestimmen.
Beispielsweise kann die Systemsteuervorrichtung die Trittfrequenz des Kurbelarms des Fahrrads anhand von Radgeschwindigkeitsdaten, die von einem oder mehreren Radgeschwindigkeitssensoren des Fahrrads empfangen werden, und/oder von Trittfrequenzdaten, die beispielsweise von einem oder mehreren Trittfrequenzsensoren des Fahrrads empfangen werden, bestimmen. In einer Ausführungsform schätzt die Systemsteuervorrichtung die Trittfrequenz des Kurbelarms des Fahrrads auf der Grundlage einer anhand der Radgeschwindigkeitsdaten bestimmten Radgeschwindigkeit und eines aktuellen Übersetzungsverhältnis. Die Systemsteuervorrichtung vergleicht die bestimmte Trittfrequenz des Kurbelarms des Fahrrads mit dem eingestellten Trittfrequenzband aus Schritt 404. Mit anderen Worten: Der Prozessor kann bestimmen, ob die bestimmte Trittfrequenz des Kurbelarms des Fahrrads innerhalb oder außerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes aus Schritt 404 liegt.
Bestimmt der Prozessor, dass ein Schaltvorgang erforderlich ist, z. B. aufgrund des Vergleichs der bestimmten Trittfrequenz des Kurbelarms des Fahrrads mit dem eingestellten Trittfrequenzband (z. B. liegt die bestimmte Trittfrequenz außerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes), geht das Verfahren 400 zu Schritt 408 über. Bestimmt der Prozessor, dass kein Schaltvorgang erforderlich ist, z. B. aufgrund des Vergleichs (z. B. liegt die bestimmte Trittfrequenz innerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes), kann das Verfahren 400 zu Schritt 404 zurückkehren.
In einer Ausführungsform kann das Verfahren 400, während es sich in einer Aktualisierungsschleife zwischen Schritt 404 und 406 befindet (z. B. wenn die bestimmte Trittfrequenz innerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes liegt), die Schritte 404 und 406 einmal pro Aktualisierungszeitraum (z. B. 500 ms) ausführen. In einer weiteren Ausführungsform kann, während sich das Verfahren in der Aktualisierungsschleife befindet, der Vergleich der bestimmten Trittfrequenz mit dem eingestellten Trittfrequenzband mehrmals (z. B. fünfmal) zwischen den Einstellungen in Schritt 404 durchgeführt werden. Mit anderen Worten: Der Vergleich der bestimmten Trittfrequenz mit dem eingestellten Trittfrequenzband in Schritt 406 wird mehrmals wiederholt, und wenn die bestimmte Trittfrequenz bei jedem Vergleich innerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes liegt, kehrt das Verfahren 400 zu Schritt 404 zurück.
In einer Ausführungsform bleibt das Verfahren 400 in der Aktualisierungsschleife zwischen Schritt 404 und 406, bis beim Vergleich in Schritt 406 bestimmt wird, dass die bestimmte Trittfrequenz außerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes liegt, oder ein manueller Schaltvorgang außerhalb des Automatikmodus festgestellt wird, wodurch das Verfahren 400 neu gestartet werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren 400 unter der Annahme, dass die bestimmte Trittfrequenz innerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes bleibt, für eine vorbestimmte Anzahl von Aktualisierungszeiträumen (z. B. 20, 50 oder 100) in der Aktualisierungsschleife zwischen Schritt 404 und 406 bleiben, bevor der Ausstieg aus dem Verfahren 400 erfolgt.
Da das Verfahren in der Aktualisierungsschleife zwischen Schritt 404 und Schritt 406 wechselt, kehren die obere Trittfrequenzgrenze und/oder die untere Trittfrequenzgrenze mit jedem Aktualisierungszeitraum zu einem ursprünglichen Wert zurück. Beispielsweise kann die obere Trittfrequenzgrenze nach einem Zeitraum, der kürzer ist als der erste Zeitraum, auf einen Zwischenwert (z. B. eine dritte obere Trittfrequenzgrenze) zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze sinken (z. B. ein dritter Zeitraum). Alternativ (z. B. je nach Richtung des Schaltvorgangs) oder zusätzlich kann die untere Trittfrequenzgrenze nach demselben Zeitraum (z. B. dem dritten Zeitraum) auf einen Zwischenwert (z. B. eine dritte untere Trittfrequenzgrenze) zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze steigen.
Wie in 5 gezeigt, ist der zweite Zeitraum länger als der erste Zeitraum, wenn in Schritt 402 ein Schaltvorgang nach außen festgestellt wird. Wie in 6 gezeigt, ist der erste Zeitraum länger als der zweite Zeitraum, wenn in Schritt 402 ein Schaltvorgang nach innen festgestellt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Anpassung der unteren Trittfrequenzgrenze größer ist als die Anpassung der obere Trittfrequenzgrenze, wenn in Schritt 402 ein Schaltvorgang nach außen festgestellt wird, und dass die Anpassung der oberen Trittfrequenzgrenze größer ist als die Anpassung der unteren Trittfrequenzgrenze, wenn in Schritt 402 ein Schaltvorgang nach innen festgestellt wird. Bei einer größeren Anpassung einer Trittfrequenzgrenze (z. B. die untere Trittfrequenzgrenze wie in 5) dauert es länger, bis die Trittfrequenzgrenze wieder zu einem ursprünglichen Wert zurückkehrt (siehe z. B. Gleichung (1) und (2)).
In Schritt 408 erzeugt die Systemsteuervorrichtung einen Schaltbefehl auf der Grundlage des Vergleichs in Schritt 406 (z. B. wenn die bestimmte Trittfrequenz außerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes liegt). Ist basierend auf dem Vergleich die bestimmte Trittfrequenz niedriger als die untere Trittfrequenzgrenze des eingestellten Trittfrequenzbandes, kann die Systemsteuervorrichtung einen Schaltbefehl für einen Schaltvorgang nach innen (z. B. in einen leichteren Gang) erzeugen; ist basierend auf dem Vergleich die bestimmte Trittfrequenz höher als die obere Trittfrequenzgrenze des eingestellten Trittfrequenzbandes, kann die Systemsteuervorrichtung einen Schaltbefehl für einen Schaltvorgang nach außen (z. B. in einen schwierigeren Gang) erzeugen. Der Schaltbefehl kann eine beliebige Anzahl verschiedener Datentypen enthalten, z. B. Befehle zum Einschalten eines Motors des hinteren Umwerfers, Drehrichtung des Motors, Zeitspanne, die der Motor eingeschaltet bleiben soll, und/oder andere Daten.
In einer Ausführungsform wird ein Motor des Fahrrads auf der Grundlage des in Schritt 408 erzeugten Schaltbefehls betätigt. Zum Beispiel betätigt die Systemsteuervorrichtung einen Motor des hinteren Umwerfers des Fahrrads, um den hinteren Umwerfer und eine vom hinteren Umwerfer getragene Kette zu bewegen und den Schaltvorgang auszuführen, der in dem in Schritt 408 erzeugten Schaltbefehl identifiziert wurde.
Wurde der in Schritt 408 eingeleitete Schaltvorgang ausgeführt, kehrt das Verfahren 400 zu Schritt 402 zurück. In Schritt 402 identifiziert die Systemsteuervorrichtung den in Schritt 408 erzeugten Schaltbefehl, und das Verfahren 400 wird erneut ausgeführt.
9 zeigt ein Fahrradsteuersystem 900, das mehrere manuelle Steuervorrichtungen 142A-D, eine Systemsteuervorrichtung 150, wenigstens einen Sensor 902, wie die Vorrichtung 190, einen Trittfrequenzsensor 904 und/oder einen Geschwindigkeitssensor 906, die in Bezug auf 1 beschrieben sind, und Fahrradkomponenten 908A-B, wie einen hinteren Umwerfer und/oder einen vorderen Umwerfer, oder eine oder mehrere Nabenschaltungen umfasst. Die manuellen Steuervorrichtungen 142A-D sind mit der Systemsteuervorrichtung 150 kommunikativ gekoppelt, z. B. über ein Kabel oder drahtlos, um Steuersignale an die Systemsteuervorrichtung(en) 142 zu übertragen. Die Systemsteuervorrichtung 150 ist dazu eingerichtet, Steuersignale, die auf die empfangenen Signale der Steuervorrichtungen reagieren oder aus automatischen Schaltbestimmungen resultieren, an die Komponente(n) 908A-B zu übertragen. In einer Ausführungsform ist die Systemsteuervorrichtung 150 dazu eingerichtet, die Steuersignale drahtlos an eine oder mehrere Fahrradkomponenten 908A-B zu übertragen. Die Steuersignale können drahtlos unter Verwendung einer beliebigen Technik, eines Protokolls oder eines Standards übertragen werden. Beispielsweise können die Standards des Institute of Electrical and Electronics Engineers („IEEE“) 802.11, IEEE 802.15.1 oder BLUETOOTH ®-Standards, ANT ™- oder ANT+ ™-Standards und/oder AIREA™-Standards verwendet werden. Bei den Fahrradkomponenten 908A-B kann es sich um beliebige Fahrradkomponenten handeln. Bei den Komponenten 908A-B kann es sich zum Beispiel um Antriebsstrang- und/oder Federungskomponenten handeln. In einer Ausführungsform können die Komponente 908A ein hinterer Umwerfer und die Komponente 908B ein vorderer Umwerfer sein. Es können auch andere Komponenten vorhanden sein. Beispielsweise kann die Systemsteuervorrichtung 150 mit drei oder mehr Komponenten, wie einem vorderen Umwerfer, einem hinteren Umwerfer und einem vorderen Federungssystem, in Verbindung stehen oder Steuersignale für diese liefern. Alternativ kann die Systemsteuervorrichtung 150 auch nur Steuersignale für eine einzige Komponente 908A liefern. In einer Ausführungsform kann der Empfänger Steuersignale drahtlos mit einer Komponente 908A übertragen, und diese eine Komponente 908A kann die Steuersignale an eine andere Komponente 908B übertragen.
In einer Ausführungsform umfasst das Fahrradsteuersystem 900 wenigstens eine manuelle Steuervorrichtung 142 mit einem Steuermechanismus zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern wenigstens einer Fahrradkomponente 908A. Die Systemsteuervorrichtung 150 kann eine eigenständige Vorrichtung oder mit einer oder mehreren Komponenten 908A-B verflochten sein.
10 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems 1000 für ein Fahrrad, das zur Implementierung einer Systemsteuervorrichtung 150 verwendet werden kann. Das Steuersystem 1000 kann allein verwendet werden, um mit Fahrradkomponenten zu kommunizieren und diese zu steuern, oder das Steuersystem 1000 kann zusammen mit wenigstens einem anderen Steuersystem für Komponenten des Fahrrads verwendet werden, wie z. B. einem primären Steuersystem, das alternative Steuervorrichtungen, wie z. B. in das Bremshebelgehäuse integrierte Schaltvorrichtungen, umfassen kann. Das Steuersystem 1000 umfasst eine Systemsteuervorrichtung 150, eine oder mehrere Steuervorrichtungen 142 und/oder einen oder mehrere Sensoren 902. Die Systemsteuervorrichtung 150 umfasst einen Prozessor 1002, einen Speicher 1004, eine Sensorkommunikationsschnittstelle 1006, eine Stromversorgung 1008 und eine Schnittstelle für die Steuervorrichtung 1010. Optional kann die Systemsteuervorrichtung 150 auch eine Benutzerschnittstelle 1012 umfassten. Für die Systemsteuervorrichtung 150 sind zusätzliche, andere oder weniger Komponenten möglich.
Der Prozessor 1002 kann ein allgemeiner Prozessor, ein digitaler Signalprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, Kombinationen davon oder ein anderer jetzt bekannter oder später entwickelter Prozessor sein. Bei dem Prozessor 1002 kann es sich um eine einzelne Vorrichtung oder um Kombinationen von Vorrichtungen handeln, z. B. durch gemeinsame oder parallele Verarbeitung. In einer Ausführungsform kann eine CPU 1002 beispielsweise ein Atmel® ATmega324PA-Mikrocontroller mit einem internen EEPROM-Speicher sein und können ein Sender und ein Empfänger ein Atmel® AT86RF231 2,4-GHz-Transceiver sein, der AES-Verschlüsselung und DSS-Spreizspektrum-Technologie verwendet und 16 Kanäle sowie das IEEE 802.15.4-Kommunikationsprotokoll unterstützt.
Der Speicher 1004 kann ein flüchtiger Speicher oder ein nichtflüchtiger Speicher sein. Der Speicher 1004 kann einen oder mehrere Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Flash-Speicher, einen elektronisch löschbaren Festwertspeicher (EEPROM) oder einen anderen Speichertyp umfassen. Der Speicher 1004 kann aus der Systemsteuervorrichtung 150 entnehmbar sein, wie z. B. eine Secure Digital (SD)-Speicherkarte. In einer bestimmten, nicht einschränkenden, beispielhaften Ausführungsform kann ein computerlesbares Medium einen Festkörperspeicher wie eine Speicherkarte oder ein anderes Paket umfassen, das einen oder mehrere nichtflüchtige Festwertspeicher aufweist. Ferner kann das computerlesbare Medium ein Direktzugriffsspeicher oder ein anderer flüchtiger, wiederbeschreibbarer Speicher sein. Darüber hinaus kann das computerlesbare Medium ein magnetooptisches oder optisches Medium sein, wie z. B. eine Diskette oder ein Band oder eine andere Speichervorrichtung. Dementsprechend wird davon ausgegangen, dass die Offenbarung ein oder mehrere computerlesbare Medien und andere Äquivalente und Nachfolgemedien umfasst, auf denen Daten oder Befehle gespeichert werden können.
Der Speicher 1004 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 z. B. eine zentrale oder verteilte Speicherstruktur und/oder zugehörige Caches, die zum Speichern eines oder mehrerer Sätze von Befehlen und anderer Daten verwendet werden können. Der Begriff „computerlesbares Medium“ schließt auch jedes Medium ein, das einen Satz Befehle zur Ausführung durch einen Prozessor speichern, kodieren oder tragen kann oder ein Computersystem veranlasst, eine oder mehrere der hier offenbarten Verfahren oder Vorgänge durchzuführen.
In einer alternativen Ausführungsform können spezielle Hardware-Implementierungen, wie anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, programmierbare Logik-Arrays und andere Hardware-Vorrichtungen, konstruiert werden, um eine oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren zu implementieren. Zu den Anwendungen, die die Vorrichtungen und Systeme der verschiedenen Ausführungsformen umfassen können, gehören im Großen und Ganzen eine Vielzahl elektronischer und Computersysteme. Eine oder mehrere hier beschriebene Ausführungsformen können Funktionen unter Verwendung von zwei oder mehreren spezifischen, miteinander verbundenen Hardware-Modulen oder -Vorrichtungen mit zugehörigen Steuer- und Datensignalen implementieren, die zwischen und durch die Module oder als Teile einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung kommuniziert werden können. Dementsprechend umfasst das vorliegende System Software-, Firmware- und Hardware-Implementierungen.
Bei der Stromversorgung 1008 handelt es sich um eine tragbare Stromversorgung, die in der Systemsteuervorrichtung 150 oder außerhalb der Systemsteuervorrichtung 150 untergebracht sein kann und über ein stromführendes Kabel mit der Systemsteuervorrichtung 150 verbunden ist. Die Stromversorgung 1008 kann die Erzeugung elektrischer Energie umfassen, z. B. durch einen mechanischen Stromgenerator, eine Brennstoffzellenvorrichtung, Photovoltaikzellen oder andere stromerzeugende Vorrichtungen. Die Stromversorgung 1008 kann eine Batterie umfassen, beispielsweise eine Vorrichtung, die zwei oder mehr elektrochemische Zellen aufweist, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Stromversorgung 1008 kann eine Kombination aus mehreren Batterien oder anderen stromerzeugenden Vorrichtungen umfassen. Es können eigens angepasste oder konfigurierte Batterietypen oder Standardbatterietypen wie CR 2012, CR 2016 und/oder CR 2032 verwendet werden.
Die Steuervorrichtungsschnittstelle 1010 sorgt für die Datenkommunikation von den Steuervorrichtungen 142 zu der Systemsteuervorrichtung 150. Die Steuervorrichtungsschnittstelle 1010 umfasst drahtgebundene leitende Signal- und/oder Datenkommunikationsschaltungen, die Signale interpretieren können, die von verschiedenen Steuervorrichtungen 142 geliefert werden. Beispielsweise kann die Steuervorrichtungsschnittstelle 1010 eine Reihe von Anschlüssen zur Aufnahme von Eingangskabeln der Steuervorrichtungen umfassen. Jeder Anschluss kann vom Prozessor 1002 durch Gruppierungstabellen oder -anordnungen oder durch physische Schaltungen oder andere Schaltungen, die für die Gruppierung der Eingaben der Steuervorrichtungen sorgen, unterschieden werden. Alternativ können verschiedene Steuervorrichtungen 142 wie hier beschrieben mit der Systemsteuervorrichtung 150 drahtlos kommunizieren.
Bei der Benutzerschnittstelle 1012 kann es sich um eine oder mehrere Tasten, ein Tastenfeld, eine Tastatur, eine Maus, einen Eingabestift, einen Trackball, einen Wippschalter, ein Touchpad, eine Spracherkennungsschaltung oder eine andere Vorrichtung oder Komponente zur Datenübertragung zwischen einem Benutzer und der Systemsteuervorrichtung 150 handeln. Die Benutzerschnittstelle 1012 kann ein Touchscreen sein, der kapazitiv oder resistiv sein kann. Die Benutzerschnittstelle 1012 kann eine Flüssigkristallanzeige („LCD“), eine Leuchtdiode (LED), einen LED-Bildschirm, einen Dünnschichttransistor-Bildschirm oder eine andere Art von Anzeige umfassen. Die Benutzerschnittstelle 1012 kann ferner Audiofunktionen oder Lautsprecher aufweisen. In einer Ausführungsform ist die Benutzerschnittstelle dazu eingerichtet, dem Benutzer mitzuteilen, dass die Systemsteuervorrichtung 150 in den Automatikmodus eingetreten ist, den Automatikmodus unterbrochen hat, den Automatikmodus verlassen hat und/oder einen Parameter des Automatikmodus geändert hat. Die Mitteilung kann akustisch, optisch und/oder haptisch erfolgen. Zum Beispiel kann ein akustischer Signalton zum Einsatz kommen. In einer Ausführungsform ist ein LCD-Display dazu eingerichtet, eine visuelle Mitteilung anzuzeigen.
In einer Ausführungsform umfasst die Benutzerschnittstelle 1012 mehrere Tasten und eine LED-Anzeige. Die mehreren Tasten werden verwendet, um Befehle an die Systemsteuervorrichtung 150 zu übertragen, und die LED-Anzeige leuchtet, um die Eingabe der Befehle anzuzeigen.
Die Sensorkommunikationsschnittstelle 1006 ist dazu eingerichtet, Daten wie z. B. Sensorwerte mit wenigstem einem Sensor 902 zu übertragen. Die Sensorkommunikationsschnittstelle 1006 überträgt die Daten über eine beliebige funktionsfähige Verbindung. Eine funktionsfähige Verbindung kann eine Verbindung sein, über die Signale, physikalische Kommunikation und/oder logische Kommunikation gesendet und/oder empfangen werden können. Eine funktionsfähige Verbindung kann eine physikalische Schnittstelle, eine elektrische Schnittstelle und/oder eine Datenschnittstelle umfassen. Die Sensorkommunikationsschnittstelle 80 ermöglicht die drahtlose Kommunikation in jedem derzeit bekannten oder später entwickelten Format.
Es wird drahtlose Kommunikation zwischen Komponenten beschrieben. Obwohl die vorliegende Beschreibung Komponenten und Funktionen beschreibt, die in bestimmten Ausführungsformen drahtloser Kommunikation unter Bezugnahme auf bestimmte Standards und Protokolle implementiert werden können, ist die Erfindung nicht auf solche Standards und Protokolle beschränkt. So stellen beispielsweise die Standards für die Übertragung über das Internet und andere paketvermittelte Netzwerke (z. B. TCP/IP, UDP/IP, HTML, HTTP, HTTPS) Beispiele für den Stand der Technik dar. Diese Standards werden in regelmäßigen Abständen von schnelleren oder effizienteren Äquivalenten mit im Wesentlichen denselben Funktionen abgelöst. Dementsprechend gelten Ersatzstandards und -protokolle, die die gleichen oder ähnliche Funktionen wie die hier offenbarten haben, als Äquivalente.
In einer Ausführungsform kommunizieren die Komponenten des hier beschriebenen Fahrrads miteinander. Bei drahtloser Kommunikation werden die Komponenten zunächst gekoppelt, um eine sichere Kommunikation zwischen den Komponenten des Fahrrads ohne Störungen durch Vorrichtungen, die nicht mit dem System verbunden sind, zu ermöglichen. Anschließend können eine oder mehrere Komponenten mit einer separaten Vorrichtung wie einem Computer, Tablet oder Telefon gekoppelt werden. Diese gekoppelte Vorrichtung kann die Benutzerschnittstelle bilden, durch die der Benutzer mit den Komponenten des Fahrrads kommunizieren kann, z. B. mit der Systemsteuervorrichtung 150. Beispiele für die Kommunikation sind die Aktualisierung von Firmware, die Festlegung von Variablen, der Einsatz von Diagnosetools und die Durchführung von Analysen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die hier beschriebenen Verfahren mit Softwareprogrammen implementiert werden, die von einem Computersystem, wie der Systemsteuervorrichtung 150, ausgeführt werden können. In einer beispielhaften, nicht begrenzten Ausführungsform können die Implementierungen verteilte Verarbeitung, komponenten-/objektverteilte Verarbeitung und Parallelverarbeitung umfassen. Alternativ kann eine virtuelle Computersystemverarbeitung aufgebaut werden, um eine oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren oder Funktionen zu implementieren.
Die hier beschriebenen Verfahren und Techniken können unter Verwendung der hier beschriebenen Hardwarekonfigurationen und eines oder mehrerer Computerprogramme, die Befehle für die Hardware bereitstellen, implementiert werden. Ein Computerprogramm (auch als Programm, Software, Softwareanwendung, Skript oder Code bezeichnet) kann in jeder beliebigen Programmiersprache geschrieben werden, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, und es kann in jeder beliebigen Form bereitgestellt werden, einschließlich als eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Unterprogramm oder andere 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, die auch andere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere Skripte, die in einem Auszeichnungssprachendokument gespeichert sind), in einer einzelnen Datei, die dem betreffenden Programm gewidmet ist, oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, die ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Teile von Code speichern). Ein Computerprogramm kann zur Ausführung auf einem Computer oder auf mehreren Computern bereitgestellt werden, die sich an einem Standort befinden oder über mehrere Standorte verteilt und über ein Kommunikationsnetz miteinander verbunden sind.
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Prozesse und logischen Abläufe können von einem oder mehreren programmierbaren Prozessoren ausgeführt werden, die ein oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Funktionen auszuführen, indem sie auf Eingabedaten reagieren und Ausgaben erzeugen. Die Prozesse und logischen Abläufe können auch von speziellen Logikschaltkreisen ausgeführt werden, z. B. einem FPGA (feldprogrammierbaren Gate-Array) oder einer ASIC (anwendungsspezifischen integrierten Schaltung), und die Vorrichtung kann auch als solche implementiert werden.
Im Sinne dieser Anmeldung bezieht sich der Begriff „Schaltkreis“ oder „Schaltung“ auf alle folgenden Elemente: (a) reine Hardware-Schaltkreisimplementierungen (z. B. Implementierungen in nur analogen und/oder digitalen Schaltkreisen) und (b) Kombinationen von Schaltungen und Software (und/oder Firmware) wie z. B. (falls zutreffend): (i) eine Kombination aus Prozessor(en) oder (ii) Teilen eines Prozessors/von Prozessoren/Software (einschließlich digitaler Signalprozessor(en)), Software und Speicher(n), die zusammenarbeiten, um ein Gerät wie z. B. ein Mobiltelefon oder einen Server zur Ausführung verschiedener Funktionen zu veranlassen) und (c) Schaltungen wie z. B. Mikroprozessor(en) oder ein Teil eines Mikroprozessors/von Mikroprozessoren, die für den Betrieb Software oder Firmware benötigen, selbst wenn die Software oder Firmware nicht physisch vorhanden ist.
Diese Definition von „Schaltkreis“ gilt für alle Verwendungen dieses Begriffs in dieser Anmeldung, einschließlich aller Ansprüche. Als weiteres Beispiel würde der Begriff „Schaltkreis“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, auch eine Implementierung lediglich eines Prozessors (oder mehrerer Prozessoren) oder eines Teils eines Prozessors und seiner (oder ihrer) begleitenden Software und/oder Firmware umfassen. Der Begriff „Schaltkreis“ würde, beispielsweise und falls für das jeweilige Anspruchselement zutreffend, auch eine integrierte Basisbandschaltung oder eine integrierte Anwendungsprozessorschaltung für ein mobiles Computergerät oder eine ähnliche integrierte Schaltung in einem Server, einem Mobilfunkgerät oder einem anderen Netzwerkgerät umfassen.
Zu den für die Ausführung eines Computerprogramms geeigneten Prozessoren gehören beispielsweise sowohl allgemeine als auch spezielle Mikroprozessoren sowie ein oder mehrere Prozessoren aller Arten von Digitalcomputern. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor Befehle und Daten aus einem Festwertspeicher oder einem Direktzugriffsspeicher oder aus beiden. Die wesentlichen Elemente eines Computers sind ein Prozessor zur Ausführung von Befehlen und ein oder mehrere Speichergeräte zur Speicherung von Befehlen und Daten. Im Allgemeinen umfasst ein Computer auch ein oder mehrere Massenspeichergeräte zum Speichern von Daten, z. B. magnetische, magnetooptische oder optische Platten, oder ist operativ gekoppelt, um Daten von diesen zu empfangen oder an diese zu übertragen oder beides. Ein Computer muss jedoch nicht über solche Geräte verfügen. Darüber hinaus kann ein Computer in ein anderes Gerät eingebettet sein, z. B. in ein Mobiltelefon, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einen mobilen Audio-Player, einen GPS-Empfänger (Global Positioning System) oder eine Systemsteuervorrichtung 150, um nur einige zu nennen. Zu den computerlesbaren Medien, die zur Speicherung von Computerprogrammbefehlen und -daten geeignet sind, gehören alle Formen von nichtflüchtigen Speichern, Medien und Speichergeräten, z. B. Halbleiterspeicher wie EPROM, EEPROM und Flash-Speicher, Magnetplatten, z. B. interne Festplatten oder Wechselplatten, magnetooptische Platten sowie CD-ROMs und DVD-ROMs. Der Prozessor und der Speicher können durch spezielle Logikschaltkreise ergänzt werden oder in diese integriert sein. In einer Ausführungsform ist eine Systemsteuervorrichtung 150 in ein Mobiltelefon, einen PDA, einen mobilen Audio-Player und einen GPS-Empfänger integriert und kommuniziert drahtlos mit den Fahrradkomponenten, um eine automatische Steuerung zu ermöglichen.
Die Abbildungen der hier beschriebenen Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis für die Struktur der verschiedenen Ausführungsformen vermitteln. Die Abbildungen sind keine vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Geräten und Systemen, die die hier beschriebenen Strukturen oder Verfahren verwenden. Viele andere Ausführungsformen sind für den Fachmann bei der Durchsicht der Offenbarung offensichtlich. Andere Ausführungsformen können verwendet und von der Offenbarung abgeleitet werden, sodass strukturelle und logische Ersetzung und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus sind die Abbildungen lediglich repräsentativ und möglicherweise nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Bestimmte Proportionen innerhalb der Abbildungen können übertrieben sein, während andere Proportionen verkleinert sein können. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren eher als illustrativ denn als einschränkend zu betrachten.
Diese Beschreibung enthält zwar viele Einzelheiten, diese sollten jedoch nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung oder des beanspruchten Gegenstands verstanden werden, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform realisiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die in Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können, obwohl Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben und sogar ursprünglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
Auch wenn in den Zeichnungen Vorgänge und/oder Handlungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt und beschrieben werden, ist dies nicht so zu verstehen, dass diese Vorgänge in der dargestellten Reihenfolge oder in aufeinanderfolgender Reihenfolge ausgeführt werden müssen oder dass alle dargestellten Vorgänge ausgeführt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus ist die Trennung verschiedener Systemkomponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht so zu verstehen, dass eine solche Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es ist davon auszugehen, dass alle beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen in ein einziges Softwareprodukt integriert oder in mehrere Softwareprodukte verpackt werden können.
Auf eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung kann hier einzeln und/oder gemeinsam mit dem Begriff „Erfindung“ Bezug genommen werden, ohne dass damit beabsichtigt wird, den Anwendungsbereich dieser Anmeldung auf eine bestimmte Erfindung oder ein erfinderisches Konzept zu beschränken. Auch wenn hier bestimmte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben sind, kann jede beliebige Anordnung, die den gleichen oder einen ähnlichen Zweck erfüllt, die gezeigten Ausführungsformen ersetzen. Diese Offenbarung soll alle späteren Anpassungen oder Variationen der verschiedenen Ausführungsformen abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungsformen und andere, hier nicht speziell beschriebene Ausführungsformen sind für den Fachmann bei Durchsicht der Beschreibung offensichtlich.
Die Zusammenfassung der Offenbarung wird in Übereinstimmung mit 37 C.F.R. § 1.72(b) zur Verfügung gestellt und wird mit der Maßgabe eingereicht, dass sie nicht zur Auslegung oder Einschränkung des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Darüber hinaus können in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale zusammengefasst oder in einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, um die Offenbarung zu vereinfachen. Diese Offenbarung ist nicht so zu verstehen, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern als in den einzelnen Ansprüchen ausdrücklich aufgeführt. Wie aus den folgenden Ansprüchen hervorgeht, kann der Erfindungsgegenstand vielmehr auf weniger als alle Merkmale einer der offenbarten Ausführungsformen gerichtet sein. Daher werden die folgenden Ansprüche in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich steht und den beanspruchten Gegenstand separat definiert.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung soll eher als erläuternd und nicht als einschränkend angesehen werden, und die folgenden Ansprüche einschließlich aller Äquivalente sollen den Umfang der Erfindung definieren. Die Ansprüche sind nicht so zu verstehen, dass sie sich auf die beschriebene Reihenfolge oder Elemente beziehen, es sei denn, es wird darauf hingewiesen. Daher werden alle Ausführungsformen, die in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente fallen und in deren Schutzbereich sind, als Erfindung beansprucht.

Claims

Verfahren zum Steuern der elektronischen Schaltung eines Fahrrads, wobei das Verfahren umfasst: Identifizieren eines Schaltbefehls durch einen Prozessor; Einstellen eines Trittfrequenzbandes durch den Prozessor auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls, wobei das Trittfrequenzband eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze aufweist, wobei das Einstellen des Trittfrequenzbandes das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze, das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze oder das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze und das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze umfasst; und Steuern der elektronischen Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des Trittfrequenzbandes umfasst: Erhöhen der oberen Tretfrequenzgrenze von einer ersten oberen Tretfrequenzgrenze auf eine zweite obere Tretfrequenzgrenze und nach dem Erhöhen der oberen Tretfrequenzgrenze Verringern der oberen Tretfrequenzgrenze von der zweiten oberen Tretfrequenzgrenze auf die erste obere Tretfrequenzgrenze während eines ersten Zeitraums; Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze von einer ersten unteren Trittfrequenzgrenze auf eine zweite untere Trittfrequenzgrenze und nach dem Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während eines zweiten Zeitraums; oder eine Kombination davon.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Einstellen des Trittfrequenzbandes die Kombination davon umfasst, wobei das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf eine dritte obere Trittfrequenzgrenze während eines dritten Zeitraums umfasst, wobei der dritte Zeitraum kürzer ist als der erste Zeitraum, wobei die dritte obere Trittfrequenzgrenze zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze liegt, und wobei das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf eine dritte untere Trittfrequenzgrenze während des dritten Zeitraums umfasst, wobei die dritte untere Trittfrequenzgrenze zwischen der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze und der ersten unteren Trittfrequenzgrenze liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend das Identifizieren eines Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze, eines Modifikators für die untere Trittfrequenzgrenze, eines ersten Abklingfaktors, eines zweiten Abklingfaktors oder einer beliebigen Kombination davon durch den Prozessor, wobei der erste Abklingfaktor für die Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums ist und der zweite Abklingfaktor für die Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums ist, wobei das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze von der ersten oberen Trittfrequenzgrenze auf die zweite obere Trittfrequenzgrenze auf der Grundlage des Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze umfasst und das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums auf der Grundlage des ersten Abklingfaktors umfasst, und wobei das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze von der ersten unteren Trittfrequenzgrenze auf die zweite untere Trittfrequenzgrenze auf der Grundlage des Modifikators für die untere Trittfrequenzgrenze umfasst und das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums auf der Grundlage des zweiten Abklingfaktors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend das Speichern von historischen Daten zu Trittfrequenzänderungen nach Schaltvorgängen in einem Speicher, wobei das Identifizieren des Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze, des Modifikators für die untere Trittfrequenz, des ersten Abklingfaktors, des zweiten Abklingfaktors oder der jeweiligen Kombination davon das Bestimmen des Modifikators für die obere Trittfrequenzgrenze, des Modifikators für die untere Trittfrequenz, des ersten Abklingfaktors, des zweiten Abklingfaktors oder der jeweiligen Kombination davon auf der Grundlage der historischen Daten umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einstellen des Trittfrequenzbandes die Kombination davon umfasst, wobei das Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums ein exponentielles oder lineares Verringern der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums umfasst, und wobei das Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums ein exponentielles oder lineares Erhöhen der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Bestimmen eines Schaltbefehltyps; und Festlegen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze, des ersten Zeitraums, der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, des zweiten Zeitraums oder einer beliebigen Kombination davon auf der Grundlage des bestimmten Schaltbefehltyps.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Bestimmen des Schaltbefehltyps umfasst: Bestimmen einer Schaltrichtung auf der Grundlage des Schaltbefehls; Bestimmen einer Anzahl von Schaltvorgängen auf der Grundlage des Schaltbefehls; und Bestimmen einer Quelle des Schaltbefehls, wobei die Quelle des Schaltbefehls eine Schaltvorrichtung des Fahrrads oder der Prozessor ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei bei einer bestimmten Schaltrichtung nach außen: eine Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze größer ist als eine Differenz zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze; und der zweite Zeitraum länger ist als der erste Zeitraum.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei bei einer bestimmten Schaltrichtung nach außen der zweite Zeitraum und eine Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Anzahl von Schaltvorgängen zwei oder mehr beträgt, länger bzw. größer sind als der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Anzahl von Schaltvorgängen eins beträgt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei bei einer bestimmten Schaltrichtung nach außen der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Quelle des Schaltbefehls die Schaltvorrichtung ist, länger bzw. größer sind als der zweite Zeitraum und die Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, wenn die bestimmte Quelle des Schaltbefehls der Prozessor ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend das Identifizieren einer Trittfrequenz eines Kurbelarms des Fahrrads durch den Prozessor, wobei das Steuern der elektronischen Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes das Betätigen eines Motors eines hinteren Umwerfers des Fahrrads für die elektronische Schaltung des Fahrrads umfasst, wenn die identifizierte Trittfrequenz außerhalb des eingestellten Trittfrequenzbandes liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bestimmen einer Trittfrequenz des Fahrrads durch einen Sensor; und Vergleichen der bestimmten Trittfrequenz des Fahrrads mit dem Trittfrequenzband durch den Prozessor, wobei das Identifizieren des Schaltbefehls das Erzeugen des Schaltbefehls durch den Prozessor auf der Grundlage des Vergleichs umfasst, wenn die bestimmte Trittfrequenz des Fahrrads außerhalb des Trittfrequenzbandes liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einstellen des Trittfrequenzbandes auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls umfasst: Bestimmen einer Gangnummer, aus der das Fahrrad für den Schaltbefehl geschaltet wird; und Einstellen des Trittfrequenzbandes um ein vorbestimmtes Maß, das der bestimmten Gangnummer entspricht.
Steuergerät für ein Fahrrad, wobei das Steuergerät umfasst: einen Speicher, der dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Parameter für ein vorbestimmtes Trittfrequenzband zu speichern, wobei das vorbestimmte Trittfrequenzband einem Schaltvorgang von einem ersten Gang in einen zweiten Gang entspricht; und einen Prozessor, der mit dem Speicher kommuniziert, wobei der Prozessor eingerichtet ist zum: Identifizieren eines Schaltbefehls für den Schaltvorgang von dem ersten Gang in den zweiten Gang; auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls Einstellen eines Trittfrequenzbandes zum Steuern der elektronischen Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des einen oder der mehreren Parameter, wobei das Trittfrequenzband eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze aufweist; und Steuern der elektronischen Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes, wobei die Einstellung des Trittfrequenzbandes umfasst: eine Erhöhung der oberen Trittfrequenzgrenze von einer ersten oberen Trittfrequenzgrenze auf eine zweite obere Trittfrequenzgrenze und nach der Erhöhung der oberen Trittfrequenzgrenze eine Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während eines ersten Zeitraums; und eine Verringerung der unteren Trittfrequenzgrenze von einer ersten unteren Trittfrequenzgrenze auf eine zweite untere Trittfrequenzgrenze und nach der Verringerung der unteren Trittfrequenzgrenze eine Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während eines zweiten Zeitraums.
Steuergerät nach Anspruch 15, wobei die Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums eine exponentielle oder lineare Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze von der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze auf die erste obere Trittfrequenzgrenze während des ersten Zeitraums umfasst, und wobei die Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze während des zweiten Zeitraums eine exponentielle oder lineare Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze von der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze auf die erste untere Trittfrequenzgrenze umfasst.
Steuergerät nach Anspruch 15 oder 16, wobei der eine oder die mehreren Parameter einen ersten Modifikationswert für die Erhöhung der oberen Trittfrequenzgrenze, einen zweiten Modifikationswert für die Verringerung der unteren Trittfrequenzgrenze, eine erste Abklingrate für die Verringerung der oberen Trittfrequenzgrenze, eine zweite Abklingrate für die Erhöhung der unteren Trittfrequenzgrenze oder eine beliebige Kombination davon umfassen.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Prozessor ferner eingerichtet ist zum: Bestimmen eines Schaltbefehltyps, wobei die Bestimmung des Schaltbefehltyps eine Bestimmung einer Schaltrichtung auf der Grundlage des Schaltbefehls umfasst; und Festlegen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze, des ersten Zeitraums, der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze, des zweiten Zeitraums oder einer beliebigen Kombination davon auf der Grundlage des bestimmten Schaltbefehltyps.
Steuergerät nach Anspruch 18, wobei bei einer bestimmten Schaltrichtung nach innen: eine Differenz zwischen der zweiten oberen Trittfrequenzgrenze und der ersten oberen Trittfrequenzgrenze größer ist als eine Differenz zwischen der ersten unteren Trittfrequenzgrenze und der zweiten unteren Trittfrequenzgrenze; und der erste Zeitraum länger ist als der zweite Zeitraum.
In einem nicht-transitorischen, computerlesbaren Speichermedium, das Befehle speichert, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, um die elektronische Schaltung eines Fahrrads zu steuern, Befehle, die umfassen: Identifizieren eines Schaltbefehls durch einen Prozessor; Einstellen eines Trittfrequenzbandes durch den Prozessor auf der Grundlage des identifizierten Schaltbefehls, wobei das Trittfrequenzband eine obere Trittfrequenzgrenze und eine untere Trittfrequenzgrenze aufweist, wobei das Einstellen des Trittfrequenzbandes das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze, das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze oder das Erhöhen der oberen Trittfrequenzgrenze und das Verringern der unteren Trittfrequenzgrenze umfasst; und Steuern der elektronischen Schaltung des Fahrrads auf der Grundlage des eingestellten Trittfrequenzbandes.