DE102023208247A1

DE102023208247A1 - Suspension system for a bicycle

Info

Publication number: DE102023208247A1
Application number: DE102023208247.0A
Authority: DE
Inventors: Lothar Kiltz; Felix Mesmer; Tomas Szabo
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-08-29
Filing date: 2023-08-29
Publication date: 2024-04-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerkssystem für ein Fahrrad (12). Das Fahrwerkssystem weist wenigstens einen Dämpfer (28) und eine mechatronische Verstellvorrichtung (32) auf. Die mechatronische Verstellvorrichtung (32) ist dazu ausgebildet, eine Dämpfercharakteristik des Dämpfers (28) in Abhängigkeit von einem empfangenen Steuersignal einzustellen. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrrad (12).The present invention relates to a chassis system for a bicycle (12). The chassis system has at least one damper (28) and a mechatronic adjustment device (32). The mechatronic adjustment device (32) is designed to adjust a damper characteristic of the damper (28) depending on a received control signal. The invention also relates to a bicycle (12).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrwerkssystem für ein Fahrrad. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrrad.The present invention relates to a chassis system for a bicycle. The invention also relates to a bicycle.

Stand der TechnikState of the art

Fahrräder, wie Stadträder, Mountainbikes oder Lastenräder, weisen üblicherweise mindestens zwei Laufräder auf. Bei sehr einfachen Fahrrädern sind die Achsen der Laufräder steif mit einem Fahrradrahmen verbunden. Zur Erhöhung eines Fahrkomforts und einer Geländegängigkeit kann aber auch mindestens eines der Laufräder gefedert an dem Fahrradrahmen gelagert sein. So kann sich beispielsweise eine Nabe eines Hinterrads oder eines Vorderrads relativ zu dem Fahrradrahmen und damit einem Sitz auf und ab bewegen. So können Unebenheiten in der Fahrbahn ausgeglichen werden.Bicycles, such as city bikes, mountain bikes or cargo bikes, usually have at least two wheels. On very simple bicycles, the axles of the wheels are rigidly connected to a bicycle frame. To increase riding comfort and off-road capability, at least one of the wheels can be mounted on the bicycle frame with a spring. For example, a hub of a rear wheel or a front wheel can move up and down relative to the bicycle frame and thus a seat. This can compensate for unevenness in the road.

Ein Fahrwerk eines solchen Fahrrads weist üblicherweise einen Dämpfer auf, mit welchem ein Teil einer Bewegungsenergie des gefedert gelagerten Laufrads in Wärmeenergie umgewandelt werden kann. Eine Schwingung des gefederten Laufrads, beispielsweise verursacht durch ein Überfahren eines Hindernisses, wird so gedämpft.The chassis of such a bicycle usually has a damper, with which part of the kinetic energy of the suspended wheel can be converted into thermal energy. Vibration of the suspended wheel, for example caused by driving over an obstacle, is thus dampened.

Bei hochwertigen Fahrradfahrwerken kann diese Dämpfung einstellbar sein. So kann ein Benutzer eine Dämpfercharakteristik an ein gewünschtes Fahrwerksverhalten, seine Fahrweise, den Untergrund und auch sein Körpergewicht sowie eine Fahrradgeometrie anpassen. Diese Einstellung kann jedoch für einen Benutzer mühsam sein. Beispielsweise muss der Benutzer bei einer Federgabel erst eine Kappe abschrauben, bevor die Einstellung des Dämpfers möglich ist. Ein Einstellelement kann zudem verschmutzt sein. Für eine gewünschte Einstellung des Dämpfers ist es zudem normalerweise notwendig, eine gewünschte Dämpfereinstellung iterativ mit Fahrversuchen und wiederholtem Verstellen zu ermitteln. Im Laufe der Zeit kann eine wiederholte Justierung dieser Einstellung erforderlich sein, beispielsweise aufgrund von Verschleiß und Leckagen. Zudem sind meist nur wenige diskrete Einstellungen möglich. In high-quality bicycle chassis, this damping can be adjustable. This allows a user to adapt a damper characteristic to a desired chassis behavior, their riding style, the surface, their body weight and the bicycle geometry. However, this adjustment can be tedious for a user. For example, with a suspension fork, the user must first unscrew a cap before the damper can be adjusted. An adjustment element can also be dirty. In order to achieve a desired damper setting, it is usually necessary to determine the desired damper setting iteratively with driving tests and repeated adjustments. Over time, repeated adjustment of this setting may be necessary, for example due to wear and leaks. In addition, only a few discrete settings are usually possible.

Bei einigen Fahrwerken von Fahrrädern kann die Dämpfung von dem Benutzer durch ein Bedienelement getrennt vom Dämpfer einstellbar sein. Beispielsweise kann das Bedienelement als Hebel an einem Lenker des Fahrrads ausgebildet sein. So kann das Einstellen des Dämpfers vereinfacht werden. Allerdings ist dann eine Verbindung von dem Bedienelement zu dem Dämpfer notwendig, beispielsweise eine mechanische oder hydraulische Verbindung. Das Verlegen einer solchen Verbindung an einem Fahrrad ist jedoch aufwendig. Zudem kann eine solche Verbindung verschleißen oder beschädigt werden. Beispielsweise kann die mechanische Verbindung als Bowdenzug ausgebildet sein. Ein Kabel des Bowdenzugs kann sich bei wiederholter Benutzung verlängern, sodass eine Einstellung nicht mehr richtig sein kann und gegebenenfalls ein Austausch notwendig wird.On some bicycle chassis, the damping can be adjusted by the user using a control element separate from the shock absorber. For example, the control element can be designed as a lever on the handlebars of the bicycle. This can simplify the adjustment of the shock absorber. However, a connection from the control element to the shock absorber is then necessary, for example a mechanical or hydraulic connection. However, laying such a connection on a bicycle is complex. In addition, such a connection can wear out or become damaged. For example, the mechanical connection can be designed as a Bowden cable. A cable of the Bowden cable can become longer with repeated use, meaning that an adjustment may no longer be correct and replacement may be necessary.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Ein erster Aspekt betrifft ein Fahrwerksystem für ein Fahrrad. Das Fahrwerk kann als Fahrradfahrwerk ausgebildet sein. Das Fahrwerk kann Teile umfassen, welche einen Fahrradrahmen mit einer Fahrbahn verbinden. Das Fahrwerkssystem kann beispielsweise ein Laufrad und eine Federung für dieses Laufrad aufweisen. Das Laufrad kann beispielsweise mittels einer Nabe drehbar an dem Fahrradrahmen gelagert sein. Die Federung kann eine zusätzliche Bewegung, beispielsweise eine Schwenkbewegung, des Laufrads relativ zu dem Fahrradrahmen quer zu einer Drehachse des Laufrads ermöglichen. Gegenüber starr gelagerten Laufrädern kann eine Federung also beispielsweise wenigstens einen weiteren Freiheitsgrad für eine Bewegung des Laufrads relativ zu anderen Teilen des Fahrrads ermöglichen. Beispielsweise kann ein Vorderrad mittels einer Federgabel gefedert an dem Fahrradrahmen gelagert sein. Das Vorderrad kann dann einfedern und ausfedern. Das Fahrrad kann beispielsweise zwei oder mehr Laufräder aufweisen. Das Fahrrad kann beispielsweise als Pedelec ausgebildet sein. Das Fahrrad kann beispielsweise als Mountainbike ausgebildet sein. Das Fahrrad kann einen Sattel aufweisen, auf welchem der Benutzer während des Fahrens sitzen kann. Der Sattel kann an dem Fahrradrahmen befestigt sein.A first aspect relates to a chassis system for a bicycle. The chassis can be designed as a bicycle chassis. The chassis can comprise parts that connect a bicycle frame to a roadway. The chassis system can, for example, have a wheel and a suspension for this wheel. The wheel can, for example, be rotatably mounted on the bicycle frame by means of a hub. The suspension can enable an additional movement, for example a pivoting movement, of the wheel relative to the bicycle frame transversely to a rotation axis of the wheel. Compared to rigidly mounted wheels, a suspension can therefore, for example, enable at least one further degree of freedom for a movement of the wheel relative to other parts of the bicycle. For example, a front wheel can be sprung on the bicycle frame by means of a suspension fork. The front wheel can then compress and rebound. The bicycle can, for example, have two or more wheels. The bicycle can, for example, be designed as a pedelec. The bicycle can, for example, be designed as a mountain bike. The bicycle can have a saddle on which the user can sit while riding. The saddle can be attached to the bicycle frame.

Das Fahrwerkssystem weist wenigstens einen Dämpfer auf. Der Dämpfer kann ein Teil des Fahrradfahrwerks sein. Der Dämpfer kann als Stoßdämpfer ausgebildet sein. Der Dämpfer kann beispielsweise Schwingungen des Fahrrads bzw. die Schwingungen der Laufräder, welche gefedert verbunden sein können, dämpfen. Ohne Dämpfung könnten beispielsweise Schwingungen im Bereich der Eigenfrequenzen zu groß werden. Der Dämpfer kann dazu ausgebildet sein, eine Schwingung eines gefedert gelagerten Laufrads zu dämpfen. Der Dämpfer kann beispielsweise als hydraulischer Dämpfer ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Dämpfer in einer Federgabel des Fahrrads integriert sein. Die Federung des Laufrads kann eine Stoßenergie absorbieren, beispielsweise durch ein Einfedern. Der Dämpfer kann ein Ausfedern kontrollieren und alternativ oder zusätzlich bremsen.The chassis system has at least one damper. The damper can be part of the bicycle chassis. The damper can be designed as a shock absorber. The damper can, for example, dampen vibrations of the bicycle or the vibrations of the wheels, which can be connected by springs. Without damping, vibrations in the range of the natural frequencies could become too large. The damper can be designed to dampen vibrations of a wheel mounted on springs. The damper can, for example, be designed as a hydraulic damper. For example, the damper can be integrated into a suspension fork of the bicycle. The suspension of the wheel can absorb impact energy, for example by compressing it. The damper can control rebound and, alternatively or additionally, brake it.

Eine Dämpfercharakteristik des Dämpfers kann einstellbar sein. Beispielsweise kann so eingestellt werden, wie schnell die Federung wieder ausfedert. Der Dämpfer kann beispielsweise als Öldämpfer ausgebildet sein, bei welchem ein Öl durch eine sehr kleine Durchgangsöffnung beim Einfedern und alternativ oder zusätzlich Ausfedern strömt. Durch eine Veränderung einer Größe der Durchgangsöffnung kann die Dämpfung einstellbar sein. Der Dämpfer kann aber beispielsweise auch als Reibdämpfer ausgebildet sein. Durch die Dämpfercharakteristik kann ein Fahrwerksverhalten des Fahrrads einstellbar sein. Eine derzeitige Dämpfercharakteristik kann eine Federcharakteristik des Fahrwerks beeinflussen. Ebenso kann auch eine Federcharakteristik des Fahrwerks die Dämpfercharakteristik beeinflussen. Die Dämpfercharakteristik kann beispielsweise durch eine Dämpferkennlinie im Sinne eines mathematischen Modells abgebildet werden. Diese Dämpferkennlinie kann wenigstens teilweise einstellbar sein.A damper's damper characteristic can be adjustable. For example, it can be used to adjust how quickly the suspension rebounds. The damper can, for example, be designed as an oil damper, in which oil flows through a very small opening during compression and alternatively or additionally during rebound. The damping can be adjustable by changing the size of the opening. The damper can also, for example, be designed as a friction damper. The bike's chassis behavior can be adjusted using the damper characteristic. A current damper characteristic can influence a spring characteristic of the chassis. A spring characteristic of the chassis can also influence the damper characteristic. The damper characteristic can, for example, be represented by a damper characteristic curve in the sense of a mathematical model. This damper characteristic curve can be at least partially adjustable.

Das Fahrwerkssystem weist eine Verstellvorrichtung auf, welche beispielsweise als mechatronische Verstellvorrichtung ausgebildet ist. Die Verstellvorrichtung ist dazu ausgebildet, die Dämpfercharakteristik des Dämpfers in Abhängigkeit von einem empfangenen Steuersignal einzustellen. Beispielsweise kann die mechatronische Verstellvorrichtung einen Elektromotor aufweisen. Beispielsweise kann die Verstellvorrichtung einen elektromagnetischen Aktuator aufweisen. Beispielsweise kann der elektromagnetische Aktuator als Hubmagnet ausgeführt sein. Beispielsweise kann der elektromagnetische Aktuator als Proportionalmagnet ausgeführt sein. Mittels der Verstellvorrichtung kann beispielsweise die Größe der Durchgangsöffnung des Dämpfers verstellbar sein. Dafür kann die Verstellvorrichtung beispielsweise ein Ventil aufweisen oder auf ein Ventil einwirken. Beispielsweise kann die Verstellvorrichtung ein Sitzventil aufweisen. Beispielsweise kann die Verstellvorrichtung ein Längsschieberventil umfassen. Beispielsweise kann die Verstellvorrichtung ein Drehschieberventil umfassen. Die Verstellvorrichtung und alternativ oder zusätzlich der Dämpfer können für ein kontinuierliches Einstellen der Dämpfercharakteristik innerhalb eines Einstellbereichs oder für ein Einstellen in diskreten Schritten ausgebildet sein. Die Verstellvorrichtung kann eine Stromversorgung aufweisen. Die Stromversorgung kann beispielsweise als ein Nabengenerator ausgebildet sein. Die Stromversorgung kann beispielsweise auch durch eine Batterie eines elektrischen Fahrantriebs eines Pedelecs bereitgestellt werden. Die Verstellvorrichtung kann eine Signalschnittstelle für das Empfangen des Steuersignals aufweisen. Das Steuersignal kann beispielsweise drahtgebunden, per Funk oder auch optisch übertragen werden. Das Steuersignal weist beispielsweise einen Sollwert für die Dämpfercharakteristik auf. Das Steuersignal kann beispielsweise ein elektrisches Signal sein. Die Verstellvorrichtung kann elektronisch steuerbar sein. Das Steuersignal kann beispielsweise die Einstellung der Dämpfercharakteristik durch die Verstellvorrichtung steuern. Eine mechanische Steuerbarkeit der Verstellvorrichtung kann dagegen nicht vorgesehen sein. Die Verstellvorrichtung kann in dem Fahrwerk integriert sein. Beispielsweise kann die Verstellvorrichtung als integrales Teil einer Federgabel ausgebildet sein.The chassis system has an adjustment device, which is designed, for example, as a mechatronic adjustment device. The adjustment device is designed to adjust the damper characteristics of the damper depending on a received control signal. For example, the mechatronic adjustment device can have an electric motor. For example, the adjustment device can have an electromagnetic actuator. For example, the electromagnetic actuator can be designed as a lifting magnet. For example, the electromagnetic actuator can be designed as a proportional magnet. The size of the through-opening of the damper can be adjusted by means of the adjustment device, for example. For this purpose, the adjustment device can have a valve, for example, or act on a valve. For example, the adjustment device can have a seat valve. For example, the adjustment device can comprise a longitudinal slide valve. For example, the adjustment device can comprise a rotary slide valve. The adjustment device and, alternatively or additionally, the damper can be designed for continuous adjustment of the damper characteristics within an adjustment range or for adjustment in discrete steps. The adjustment device can have a power supply. The power supply can be designed, for example, as a hub generator. The power supply can also be provided, for example, by a battery of an electric drive of a Pedelec. The adjustment device can have a signal interface for receiving the control signal. The control signal can be transmitted, for example, by wire, radio or optically. The control signal has, for example, a target value for the damper characteristics. The control signal can be an electrical signal, for example. The adjustment device can be electronically controllable. The control signal can, for example, control the setting of the damper characteristics by the adjustment device. However, mechanical controllability of the adjustment device cannot be provided. The adjustment device can be integrated in the chassis. For example, the adjustment device can be designed as an integral part of a suspension fork.

Pro Laufrad kann eine Federung, ein Dämpfer und eine Verstellvorrichtung vorgesehen sein. Die Verstellvorrichtung kann aber auch dazu ausgebildet sein, die Dämpfercharakteristik von mehreren Dämpfern einzustellen. Es kann auch nur ein gefedertes Laufrad vorgesehen sein, wobei der Dämpfer zugeordnet ist. Die Einstellung der Dämpfercharakteristik und damit des Dämpfers kann beispielsweise kontinuierlich bei der Benutzung des Fahrrads erfolgen, beispielsweise mit einer bestimmten Taktrate. Die Taktrate kann beispielsweise einer Taktrate eines Sensors entsprechen, welcher jeweilige bei der Einstellung des Dämpfers zu berücksichtigende Zustände erfasst. Die Einstellung kann aber beispielsweise auch einmalig zu Beginn jeder Benutzung des Fahrrads erfolgen oder nur auf eine entsprechende Einstellanforderung durch einen Benutzer.One suspension, one damper and one adjustment device can be provided for each wheel. The adjustment device can also be designed to adjust the damper characteristics of several dampers. Only one sprung wheel can also be provided, with the damper assigned to it. The adjustment of the damper characteristics and thus of the damper can, for example, be carried out continuously while the bicycle is being used, for example at a certain cycle rate. The cycle rate can, for example, correspond to a cycle rate of a sensor which records the respective conditions to be taken into account when adjusting the damper. The adjustment can, for example, also be made once at the beginning of each use of the bicycle or only in response to a corresponding adjustment request from a user.

Das Fahrwerkssystem erlaubt eine Einstellung der Dämpfercharakteristik ohne ein direktes Berühren des Dämpfers. Beispielsweise kann die Einstellung auch zentral an einem Server erfolgen. Die Einstellung kann auch in Abhängigkeit von Zustandsgrößen erfolgen, welche beispielsweise erfasst werden. Beispielsweise kann die Dämpfercharakteristik so automatisch an ein derzeitiges Fahrverhalten, an einen Untergrund oder eine Fahrradbewegung angepasst werden. Zudem kann so auch ein Verschleiß des Dämpfers sowie allgemein des Fahrwerks kompensiert werden. Auch Umwelteinflüsse können so automatisch kompensiert werden, wie beispielsweise ein verändertes Fahrwerksverhalten aufgrund einer veränderten Außentemperatur und alternativ oder zusätzlich eines veränderten Luftdrucks. Beispielsweise bei Bergfahrten können sich der Luftdruck und auch die Temperatur während einer Talfahrt erheblich ändern, sodass ein Fahrwerksverhalten im Tal nicht mehr dem Fahrwerksverhalten am Gipfel entspricht. Beispielsweise kann die Verstellvorrichtung die Dämpfercharakteristik regeln, sodass diese jederzeit im Wesentlichen einer Sollvorgabe entspricht.The chassis system allows the damper characteristics to be adjusted without directly touching the damper. For example, the adjustment can also be made centrally on a server. The adjustment can also be made depending on state variables that are recorded, for example. For example, the damper characteristics can be automatically adapted to current driving behavior, to a surface or to a bicycle movement. In addition, wear and tear on the damper and the chassis in general can be compensated for. Environmental influences can also be automatically compensated for, such as changed chassis behavior due to a change in outside temperature and, alternatively or additionally, a change in air pressure. For example, when driving uphill, the air pressure and also the temperature can change considerably during a descent, so that the chassis behavior in the valley no longer corresponds to the chassis behavior at the summit. For example, the adjustment device can regulate the damper characteristics so that they essentially correspond to a target specification at all times.

In einer weiteren Ausführungsform des Fahrwerkssystems kann es vorgesehen sein, dass die Verstellvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Dämpfercharakteristik des Dämpfers kontinuierlich einzustellen. Beispielsweise kann es einen kontinuierlichen Einstellbereich geben. Dadurch kann die Dämpfercharakteristik besonders gut angepasst werden. Beispielsweise können eine Kenngröße oder auch mehrere Kenngrößen des Dämpfers kontinuierlich einstellbar sein. Sofern das Fahrwerkssystem für eine selbsttätige Einstellung der Dämpfercharakteristik ausgebildet ist, beispielsweise wenn das Steuersignal ein Sensorsignal ist oder in Abhängigkeit von einem Sensorsignal erzeugt wurde, ist ein Benutzer trotzdem nicht mit einer unbegrenzten Anzahl an Einstellmöglichkeiten konfrontiert. Alternativ kann die Dämpfercharakteristik auch nur in diskreten Stufen einstellbar sein. Dann kann die Steuerung besonders einfach sein.In a further embodiment of the chassis system, it can be provided that the adjusting device is designed to continuously adjust the damping characteristics of the damper. For example, there can be a continuous adjustment range. This allows the damper characteristics to be adjusted particularly well. For example, one or more parameters of the damper can be continuously adjustable. If the chassis system is designed for automatic adjustment of the damper characteristics, for example if the control signal is a sensor signal or was generated depending on a sensor signal, a user is still not confronted with an unlimited number of adjustment options. Alternatively, the damper characteristics can also only be adjustable in discrete steps. In this case, control can be particularly simple.

In einer weiteren Ausführungsform des Fahrwerkssystems kann es vorgesehen sein, dass das Fahrwerkssystem eine Bedienvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer Benutzervorgabe das Steuersignal zu erzeugen. Die Bedienvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Steuersignal an die Verstellvorrichtung zu übermitteln. Beispielsweise kann der Benutzer an der Bedienvorrichtung die Dämpfercharakteristik vorgeben. Die Bedienvorrichtung kann an dem Lenker des Fahrrads befestigt sein. Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung einen Hebel, einen Taster oder einen Touchscreen aufweisen. Die Bedienvorrichtung kann auch als ein Smartphone oder Computer ausgebildet sein, welche über ein Mobilfunknetz das Steuersignal an die Verstellvorrichtung übermitteln. So kann die Einstellung des Dämpfers besonders einfach sein.In a further embodiment of the chassis system, it can be provided that the chassis system has an operating device which is designed to generate the control signal depending on a user specification. The operating device can be designed to transmit the control signal to the adjustment device. For example, the user can specify the damper characteristics on the operating device. The operating device can be attached to the handlebars of the bicycle. For example, the operating device can have a lever, a button or a touchscreen. The operating device can also be designed as a smartphone or computer, which transmits the control signal to the adjustment device via a mobile network. This makes adjusting the damper particularly easy.

In einer weiteren Ausführungsform des Fahrwerkssystems kann es vorgesehen sein, dass das Fahrwerkssystem eine Steuervorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem erfassten Zustand das Steuersignal zu erzeugen. Die Steuervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Steuersignal an die Verstellvorrichtung zu übermitteln. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise als ein Bordcomputer ausgebildet sein. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise durch einen Mikrocontroller in der Verstellvorrichtung gebildet sein. Die Steuervorrichtung kann an dem Fahrrad befestigt sein und alternativ oder zusätzlich als Teil der Verstellvorrichtung ausgebildet sein. Der Zustand kann beispielsweise ein Fahrradzustand oder ein Dämpferzustand sein. So kann die Dämpfercharakteristik automatisch angepasst werden.In a further embodiment of the chassis system, it can be provided that the chassis system has a control device which is designed to generate the control signal depending on a detected state. The control device can be designed to transmit the control signal to the adjustment device. The control device can be designed as an on-board computer, for example. The control device can be formed by a microcontroller in the adjustment device, for example. The control device can be attached to the bicycle and alternatively or additionally designed as part of the adjustment device. The state can be a bicycle state or a damper state, for example. The damper characteristics can thus be automatically adjusted.

Die Bedienvorrichtung und die Steuervorrichtung können als eine gemeinsame Vorrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Bedienvorrichtung dazu ausgebildet sein, einzustellen, wie die Steuervorrichtung das Steuersignal in Abhängigkeit von dem erfassten Zustand erzeugt. So kann eine automatische Einstellung der Dämpfercharakteristik durch den Benutzer konfiguriert werden. Die Steuervorrichtung und die Bedienvorrichtung können aber auch zwei unterschiedliche Steuersignale erzeugen, welche zum Steuern der Verstellvorrichtung fusioniert werden. Es kann aber auch eines der beiden Steuersignale Priorität haben. Beispielsweise kann auch das Steuersignal der Steuervorrichtung nur bei bestimmten erfassten Zuständen die Verstellvorrichtung steuern und bei anderen Zuständen das Steuersignal der Bedienvorrichtung.The operating device and the control device can be designed as a common device. For example, the operating device can be designed to set how the control device generates the control signal depending on the detected state. In this way, an automatic setting of the damper characteristics can be configured by the user. The control device and the operating device can also generate two different control signals, which are fused to control the adjustment device. However, one of the two control signals can also have priority. For example, the control signal of the control device can only control the adjustment device in certain detected states and the control signal of the operating device in other states.

In einer weiteren Ausführungsform des Fahrwerkssystems kann es vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung als eine zu dem Fahrrad und dessen Fahrwerk separate Vorrichtung ausgebildet ist. Dadurch kann das System sehr kostengünstig sein, da beispielsweise auf einen leistungsstarken Bordcomputer verzichtet werden kann. Beispielsweise kann so eine große Rechenkapazität eines Smartphones oder eines zentralen Servers zum Berechnen einer Einstellung und damit des Steuersignals in Abhängigkeit von dem erfassten Zustand genutzt werden. Zudem kann so leicht zentral eine automatische Einstellreaktion des Fahrwerkssystems vorgegeben und überarbeitet werden. Alternativ ist die Steuervorrichtung beispielsweise an dem Fahrrad befestigt.In a further embodiment of the chassis system, it can be provided that the control device is designed as a separate device from the bicycle and its chassis. This means that the system can be very cost-effective, since, for example, a powerful on-board computer can be dispensed with. For example, a large computing capacity of a smartphone or a central server can be used to calculate a setting and thus the control signal depending on the detected state. In addition, an automatic setting reaction of the chassis system can easily be specified and revised centrally. Alternatively, the control device can be attached to the bicycle, for example.

In einer weiteren Ausführungsform des Fahrwerkssystems kann es vorgesehen sein, dass der erfasste Zustand einen erfassten Dämpferzustand aufweist. Der Dämpferzustand kann eine derzeitige Dämpfercharakteristik aufweisen. Der Dämpferzustand kann eine derzeitige Einstellung des Dämpfers aufweisen. Der Dämpferzustand kann beispielsweise eine derzeitige Stellung von verstellbaren Elementen des Dämpfers aufweisen. Der Dämpferzustand kann eine Dämpfertemperatur, beispielsweise eine Öltemperatur des Dämpfers, aufweisen. So kann eine Regelung eines Dämpferverhaltens und speziell auch eines Dämpferzustands ermöglicht werden. Der Dämpfer kann dazu ausgebildet sein, den Dämpferzustand zu erfassen. Beispielsweise kann der Dämpfer einen Sensor aufweisen, mittels welchem der Dämpfer seinen Zustand überwachen kann.In a further embodiment of the chassis system, it can be provided that the detected state has a detected damper state. The damper state can have a current damper characteristic. The damper state can have a current setting of the damper. The damper state can, for example, have a current position of adjustable elements of the damper. The damper state can have a damper temperature, for example an oil temperature of the damper. This can enable control of a damper behavior and especially also of a damper state. The damper can be designed to detect the damper state. For example, the damper can have a sensor by means of which the damper can monitor its state.

In einer weiteren Ausführungsform des Fahrwerkssystems kann es vorgesehen sein, dass der Dämpferzustand als Kenngröße wenigstens eine derzeitige Dämpferscharakteristik des Dämpfers aufweist. Dadurch kann ein Abgleich mit einem Sollzustand erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann der Dämpferzustand als Kenngröße eine Position des Dämpfers aufweisen. Dadurch kann geprüft werden, ob die Verstellvorrichtung die Position des Dämpfers korrekt eingestellt hat und ob sich der Dämpfer verstellt hat. Alternativ oder zusätzlich kann der Dämpferzustand als Kenngröße eine Geschwindigkeit des Dämpfers aufweisen. Die Geschwindigkeit kann beispielsweise eine Ölflussgeschwindigkeit sein. Dadurch können auch verschleißbedingte Veränderungen einfach berücksichtigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Dämpferzustand als Kenngröße eine Kraft des Dämpfers aufweisen. Dadurch kann ein Dämpfungsgefühl des Dämpfers beim Fahrer zur Einstellung genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Dämpferzustand einen Druck des Dämpfers aufweisen. Beispielsweise kann es sich um einen Druck in einem Inneren des Dämpfers handeln. Alternativ oder zusätzlich kann der Dämpferzustand eine Druckdifferenz des Dämpfers aufweisen, beispielsweise zwischen einem Innendruck und einem Umgebungsdruck oder zwischen zwei Dämpferkammern. Zwischen den zwei Dämpferkammern kann beispielsweise Öl über die in deren Größe verstellbare Durchgangsöffnung strömen. Dadurch können weitere Regelungsfunktionen implementiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Dämpferzustand als Kenngröße eine Leistung des Dämpfers aufweisen. Dadurch kann direkt eine Wirkung des Dämpfers zu dessen Einstellung genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Dämpferzustand als Kenngröße eine Temperatur des Dämpfers aufweisen. Dadurch kann kompensiert werden, dass sich das Dämpfungsverhalten beim Benutzen des Fahrrads durch ein Erwärmen des Dämpfers verändert.In a further embodiment of the chassis system, it can be provided that the damper state has at least one current damper characteristic of the damper as a parameter. This allows a comparison with a target state. Alternatively or additionally, the damper state can have a position of the damper as a parameter. This makes it possible to check whether the adjustment device has set the position of the damper correctly and whether the damper has been adjusted. Alternatively or additionally, the damper state can have a speed of the damper as a parameter. The speed can be for example an oil flow rate. This means that changes due to wear can also be easily taken into account. Alternatively or additionally, the damper state can have a force of the damper as a parameter. This means that the rider's damping feeling of the damper can be used for adjustment. Alternatively or additionally, the damper state can have a pressure of the damper. For example, it can be a pressure inside the damper. Alternatively or additionally, the damper state can have a pressure difference of the damper, for example between an internal pressure and an ambient pressure or between two damper chambers. For example, oil can flow between the two damper chambers via the through opening, the size of which is adjustable. This means that further control functions can be implemented. Alternatively or additionally, the damper state can have a power of the damper as a parameter. This means that the effect of the damper can be used directly to adjust it. Alternatively or additionally, the damper state can have a temperature of the damper as a parameter. This can compensate for the fact that the damping behavior changes when the bike is used due to the damper heating up.

In einer weiteren Ausführungsform des Fahrwerkssystems kann es vorgesehen sein, dass der erfasste Zustand einen erfassten Fahrradzustand aufweist. Das Fahrwerkssystem kann eine Erfassungsvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, den Fahrradzustand zu erfassen. Beispielsweise kann die Erfassungsvorrichtung einen oder mehrere Beschleunigungssensoren aufweisen. Dadurch kann eine Bewegung des Fahrrads und auch ein Fahrverhalten berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine Beschleunigung und alternativ oder zusätzlich eine Neigung des Fahrrads und damit eine Hangneigung erfasst werden. Beispielsweise kann die Erfassungsvorrichtung einen GPS-Positionssensor aufweisen. Dadurch kann beispielsweise durch einen Abgleich mit einer Karte ermittelt werden, auf welchem Untergrund das Fahrrad fährt.In a further embodiment of the chassis system, it can be provided that the detected state comprises a detected bicycle state. The chassis system can have a detection device which is designed to detect the bicycle state. For example, the detection device can have one or more acceleration sensors. This allows a movement of the bicycle and also a driving behavior to be taken into account. For example, an acceleration and alternatively or additionally an inclination of the bicycle and thus a slope can be detected. For example, the detection device can have a GPS position sensor. This makes it possible to determine, for example, by comparing it with a map, on which surface the bicycle is traveling.

Ein zweiter Aspekt betrifft ein Fahrrad. Das Fahrrad weist einen Fahrradrahmen auf. An dem Fahrradrahmen ist wenigstens ein Laufrad gefedert gelagert. Das Laufrad kann so beispielsweise nicht nur rotieren, sondern sich auch relativ zu dem Fahrradrahmen auf und ab bewegen. Teile des Fahrradrahmens, wie ein Hinterbau, können sich dabei gegebenenfalls auch mit dem Laufrad mit auf und ab bewegen. Das Fahrrad weist das Fahrwerkssystem gemäß dem ersten Aspekt auf. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen. Umgekehrt stellen auch Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des zweiten Aspekts Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des ersten Aspekts dar. Der Dämpfer des Fahrwerkssystem ist dazu ausgebildet, Schwingungen des Laufrads zu dämpfen, beispielsweise bei einem Einfedern und einem Ausfedern der Federung des Laufrads. Die Federung kann beispielsweise als Metallfederung oder Luftfederung ausgebildet sein.A second aspect relates to a bicycle. The bicycle has a bicycle frame. At least one wheel is mounted on the bicycle frame with springs. The wheel can not only rotate, for example, but also move up and down relative to the bicycle frame. Parts of the bicycle frame, such as a rear frame, can also move up and down with the wheel if necessary. The bicycle has the chassis system according to the first aspect. Further features, embodiments and advantages can be found in the descriptions of the first aspect. Conversely, features, embodiments and advantages of the second aspect also represent features, embodiments and advantages of the first aspect. The damper of the chassis system is designed to dampen vibrations of the wheel, for example when the suspension of the wheel compresses and rebounds. The suspension can be designed, for example, as a metal suspension or air suspension.

Kurze Beschreibung der FigurShort description of the figure

1 shows a schematic view of a bicycle from above.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

1 veranschaulicht schematisch ein Fahrrad 12 in einer Draufsicht. Das Fahrrad 12 weist zwei Laufräder 14 auf. Ein vorderes Laufrad 14 ist an einem Fahrradrahmen 30 mittels einer Federgabel 26 gefedert gelagert. Dadurch kann das vordere Laufrad 14 Einfedern, wenn über ein Hindernis gefahren wird. Danach federt die Federgabel 26 wieder aus, wobei das Ausfedern des vorderen Laufrads 14 dabei durch einen in der Federgabel 26 integrierten Dämpfer 28 gedämpft wird. Beim Fahren mit dem Fahrrad 12 tritt der Benutzer gegen Pedale 16, um eine Tretkurbel 18 mit Muskelkraft anzutreiben. Zusätzlich kann das Antreiben des Fahrrads durch einen Elektromotor 10 unterstützt werden. Beim Fahren mit dem Fahrrad 12 sitzt der Fahrer üblicherweise auf einem Sattel 20. Der Fahrer kann dabei das Fahrrad mit einem Lenker 22, welcher beidseitig jeweils einen Griff 24 aufweist, steuern. Der Lenker 22 ist gemeinsam mit der Federgabel 26 mit dem Fahrradrahmen 30 über einen Steuersatz verbunden. 1 schematically illustrates a bicycle 12 in a top view. The bicycle 12 has two wheels 14. A front wheel 14 is suspended on a bicycle frame 30 by means of a suspension fork 26. This allows the front wheel 14 to compress when driving over an obstacle. The suspension fork 26 then rebounds again, with the rebound of the front wheel 14 being dampened by a damper 28 integrated in the suspension fork 26. When riding the bicycle 12, the user pedals 16 to drive a crank 18 with muscle power. In addition, the driving of the bicycle can be supported by an electric motor 10. When riding the bicycle 12, the rider usually sits on a saddle 20. The rider can steer the bicycle with a handlebar 22, which has a handle 24 on each side. The handlebar 22, together with the suspension fork 26, is connected to the bicycle frame 30 via a headset.

In der Federgabel 26 ist zudem eine mechatronische Verstellvorrichtung 32 integriert, welche dazu ausgebildet ist, eine Dämpfercharakteristik des Dämpfers 28 in Abhängigkeit von einem empfangenen Steuersignal einzustellen. Das Steuersignal wird dazu von einer Steuervorrichtung in Abhängigkeit von einem erfassten Zustand erzeugt, wobei die Steuervorrichtung hier als ein integraler Teil der Verstellvorrichtung ausgebildet ist. In einer alternativen Ausführungsform ist die Steuervorrichtung fahrzeugextern ausgebildet. In einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dabei als Smartphone ausgebildet. Der Zustand beinhaltet einen Dämpferzustand, welcher durch den Dämpfer 28 selbst erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich weist der Zustand einen Fahrradzustand auf, welcher durch einen Beschleunigungssensor erfasst wird. In einer Ausführungsform ist der Beschleunigungssensor in der Verstellvorrichtung 32 integriert. In einer anderen Ausführungsform wird dafür ein Beschleunigungssensor in dem Smartphone genutzt. Die Verstellvorrichtung 32, der Dämpfer 28 sowie die Steuervorrichtung und jeweilige Sensoren zum Erfassen des Zustands bilden dabei zusammen das Fahrwerkssystem.A mechatronic adjustment device 32 is also integrated in the suspension fork 26, which is designed to adjust a damper characteristic of the damper 28 depending on a received control signal. The control signal is generated by a control device depending on a detected state, the control device being designed here as an integral part of the adjustment device. In an alternative embodiment, the control device is designed externally to the vehicle. In one embodiment, the control device is designed as a smartphone. The state includes a damper state, which is detected by the damper 28 itself. Alternatively or additionally, the state has a bicycle state, which is detected by an acceleration sensor. In one embodiment, the acceleration sensor is integrated in the adjustment device 32. In another embodiment, an acceleration sensor in the smartphone is used for this purpose. The adjustment device 32, the damper 28 and the control device The suspension and the respective sensors for recording the condition together form the chassis system.

BezugszeichenReference symbols

1010: ElektromotorElectric motor
1212: FahrradBicycle
1414: LaufräderWheels
1616: PedalePedals
1818: TretkurbelCrank
2020: Sattelsaddle
2222: LenkerHandlebar
2424: GriffHandle
2626: FedergabelSuspension fork
2828: Dämpfermute
3030: FahrradrahmenBicycle frame
3232: mechatronische Verstellvorrichtungmechatronic adjustment device

Claims

Chassis system for a bicycle (12), wherein the chassis system has at least one damper (28) and a mechatronic adjusting device (32), wherein the mechatronic adjusting device (32) is designed to adjust a damper characteristic of the damper (28) depending on a received control signal.

Chassis system according to Claim 1 , characterized in that the adjusting device is designed to continuously adjust the damping characteristics of the damper (28).

Chassis system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the chassis system has an operating device which is designed to generate the control signal depending on a user specification.

Chassis system according to one of the preceding claims, characterized in that the chassis system has a control device which is designed to generate the control signal depending on a detected state.

Chassis system according to Claim 4 , characterized in that the control device is designed as a device separate from the bicycle (12) and its chassis.

Chassis system according to Claim 4 or 5 , characterized in that the detected state comprises a detected damper state and the damper (28) is designed to detect the damper state.

Chassis system according to Claim 6 , characterized in that the detected damper state has at least one of the following parameters: - a current damper characteristic of the damper (28); - a position of the damper (28); - a speed of the damper (28); - a force of the damper (28); - a pressure of the damper (28); - a pressure difference of the damper (28); - a power of the damper (28); and - a temperature of the damper (28).

Chassis system according to one of the Claims 4 until 7 , characterized in that the detected state comprises a detected bicycle state and the chassis system comprises a detection device which is designed to detect the bicycle state.

Bicycle (12) with a bicycle frame (30), a wheel (14) spring-mounted on the bicycle frame (30) and a chassis system according to one of the preceding claims, wherein the damper (28) of the chassis system is designed to dampen vibrations of the wheel (14).