NL1016294C2 - Werkwijze en inrichting voor het meten van de spankracht in een fietsketting. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het meten van de spankracht in een fietsketting

In algemene zin heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een systeem voor het meten van een aandrijfkracht in een transmissiestelsel, in het bijzonder een transmissiestelsel van het type dat twee transmissiewielen omvat die met elkaar 5 gekoppeld zijn door een in zich zelf gesloten en die twee transmissiewielen omspannend, in hoofdzaak lusvormig kracht-overdrachtorgaan. Die transmissiewielen kunnen bij voorbeeld zijn uitgevoerd als poelie of tandwiel. Het krachtoverdracht-orgaan kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als al dan niet getande 10 riem of band of snaar, of bijvoorbeeld als ketting.

Een dergelijk systeem is in het bijzonder van toepassing in een door menskracht aangedreven voertuig, waar het gewenst kan zijn om te beschikken over middelen voor het meten van de in het transmissiestelsel heersende aandrijfkracht, als maat 15 voor de door de bestuurder geleverde inspanning. Deze behoefte speelt in het bijzonder, maar niet uitsluitend, op het gebied van elektrisch ondersteunde voertuigen, dat wil zeggen voertuigen die zijn voorzien van een elektrische aandrijfmotor, waarbij de door die elektrische aandrijfmotor geleverde 20 aandrijfkracht evenredig is met de door de bestuurder geleverde inspanning.

De onderhavige uitvinding zal in het hiernavolgende specifiek worden uitgelegd voor het toepassingsvoorbeeld van een elektrisch ondersteunde fiets, dat wil zeggen een fiets die 25 is voorzien van een elektrische aandrijfmotor, waarbij de door die elektrische aandrijfmotor geleverde aandrijfkracht evenredig is met de door de fietser geleverde inspanning. Met nadruk wordt echter opgemerkt, dat de uitvinding ook op andere gebieden kan worden toegepast, bijvoorbeeld bij rolstoelen, 30 handmatig aangedreven voertuigen, etc. In een andere toepassing kan het gewenst zijn om het door de fietser geleverde vermogen te berekenen, bij voorbeeld in een hometrainer-achtige situatie, of bij op de weg fietsende sportfietsers; in beide 2 gevallen zal geen elektrische aandrijfmotor aanwezig zijn. In weer een andere toepassing kan het gewenst zijn om een transmissiestelsel van een voertuig zoals een fiets automatisch te controleren op basis van de door de bestuurder geleverde 5 kracht: als die kracht toeneemt, kan er automatisch worden teruggeschakeld.

In het hierna te bespreken toepassingsvoorbeeld van een elektrisch ondersteunde fiets wordt er van uitgegaan dat de fiets wordt aangedreven door middel van een fietsketting die is 10 opgespannen rond twee tandwielen, waarvan er één gemonteerd is op een trapas terwijl de andere gemonteerd is aan het achterwiel. De uitvinding is echter ook van toepassing op voertuigen, inclusief fietsen, waarbij het krachtoverdracht-orgaan is uitgevoerd als riem, band, snaar, etc.

15 Er zijn reeds systemen voorgesteld, waarbij de spankracht in de ketting inwerkt op een door een veer voorgespannen hefboom. De stand van de hefboom is daarbij een maat voor de kracht in de ketting. Een nadeel hierbij is, dat het systeem kwetsbaar is, gevoelig voor schade, onderhevig aan slijtage en 20 vervuiling, en niet gebruikt kan worden in combinatie met een derailleursysteem.

De onderhavige uitvinding beoogt een vereenvoudigd meetsysteem te verschaffen, waarbij de kettingkracht wordt gemeten met behulp van een sensor die vast gemonteerd is aan het 25 fietsframe of aan een aan dat fietsframe gefixeerd onderdeel.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de door een fietser op de trappers uitgeoefende kracht leidt tot een in de ketting heersende spankracht, en dat die spankracht leidt tot reactiekrachten in de stationaire componenten 30 van een fiets, en dat vervolgens die reactiekrachten leiden tot vervormingen van het frame respectievelijk tot vervorming van één of meerdere vast aan dat frame bevestigde componenten.

Gebaseerd op dit inzicht stelt de onderhavige uitvinding daarom voor om dergelijke vervormingen te meten om daaruit de 35 kettingkracht respectievelijk de trapkracht af te leiden.

In een uitvoeringsvorm stelt de onderhavige uitvinding voor om de vervorming te meten van de achteras als gevolg van de daarop uitgeoefende trapkracht.

3

In een alternatieve uitvoeringsvorm stelt de onderhavige uitvinding voor om krachten te meten in één of meerdere lagers van de achteras of van de trapas.

5 Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende beschrijving onder verwijzing naar de tekening, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, en waarin: 10 figuur 1 schematisch enkele componenten toont van een aandrijfstelsel van een fiets; figuur 2 een schematisch bovenaanzicht toont van een van een naafmotor en een geïnstrumenteerd rotatielager voorziene achteras van een fiets; 15 figuur 3A schematisch een doorsnede toont van een geïnstrumenteerd rotatielager; figuur 3B schematisch een voorbeeld toont van een gedeelte van het door een dergelijk geïnstrumenteerd rotatielager gegenereerd meetsignaal; 20 figuur 4A schematisch een met figuur 3A vergelijkbare doorsnede toont van een volgens de onderhavige uitvinding gemodificeerd rotatielager; figuur 4B schematisch een met figuur 3B vergelijkbaar voorbeeld toont van een gedeelte van het door een dergelijk gemodificeerd 25 rotatielager gegenereerd meetsignaal; figuur 5 schematisch een met figuur 2 vergelijkbaar bovenaanzicht toont van een van een naafmotor en een verbuigings-sensor voorziene achteras van een fiets; figuur 6 schematisch een met figuur 4B vergelijkbaar voorbeeld 30 toont van een gedeelte van het door een dergelijke verbuigings-sensor gegenereerd meetsignaal.

Figuur 1 toont schematisch enkele componenten van het aandrijfstelsel van een fiets. Een fiets heeft een frame 11, 35 met daarin gemonteerd een achterwiel 4 dat door middel van pedalen 1 wordt aangedreven met een ketting 3. De ketting 3 is enerzijds in aangrijping met een tandwiel 5 dat is gemonteerd op een buisvormige naaf 13 van het achterwiel 4, die gelagerd is op een achteras 10. De ketting 3 is ook in aangrijping op 4 een kettingwiel 2, dat is gemonteerd op een trapas 60, en dat wordt geroteerd door middel van de pedalen 1. De door een fietser op een pedaal 1 uitgeoefende trapkracht is in figuur 1 aangeduid als Fp, en is voornamelijk verticaal gericht; de in 5 de ketting 3 heersende spankracht is aangeduid als Fk, en is voornamelijk horizontaal gericht. Deze kettingkracht Fk heeft de neiging om de achteras 10 en de trapas 60 naar elkaar toe te trekken, hetgeen wordt verhinderd door het frame 11, zodat het frame 11 op de achteras 10 een kracht Flr uitoefent terwijl het 10 frame 11 op de trapas 60 een kracht Flta uitoefent. De wrijvingskracht tussen achterwiel 4 en wegdek is in figuur 1 aangeduid bij Fw.

Bij een elektrisch ondersteunde fiets zijn er verschillende posities waar de elektrische aandrijfmotor kan zijn 15 geplaatst, en kan aangrijpen op de aandrijfcomponenten van de fiets. De belangrijkste varianten in dit verband zijn: - aangrijping op de achteras; - aangrijping op de trapas; - aangrijping op de ketting; 20 - aangrijping op het voorwiel; - aangrijping op het achterwiel.

In het hiernavolgende zal de onderhavige uitvinding uitgebreider worden uitgelegd aan de hand van een voorbeeld met een op de achteras aangrijpende motor. Het moge duidelijk zijn, 25 dat deze beschrijving niet mag worden opgevat als een beperking van de uitvinding tot elektrisch ondersteunde fietsen met een op de achteras aangrijpende motor; integendeel, de in het hiernavolgende beschreven principes zijn, mutatis mutandis, evengoed van toepassing op elektrisch ondersteunde fietsen met 30 een motor die aangrijpt op de trapas, of de ketting, of het voorwiel, of het achterwiel, etc.

Figuur 2 toont een schematisch bovenaanzicht van de achteras 10 van een fiets, voor de situatie dat een elektrische motor 20 is geassocieerd met de achteras; die motor zal in het 35 hiernavolgende worden aangeduid als naafmotor. De uiteinden van de achteras 10 zijn door middel van moeren 15 gefixeerd aan het frame 11 van de fiets. Door middel van twee rotatielagers 12R en 12L is de buisvormige naaf 13 roteerbaar gelagerd aan de achteras 10. Het door de genoemde ketting 3 aangedreven 5 tandwiel 5 is gemonteerd bij een uiteinde van de naaf 13, doorgaans het rechteruiteinde. Wielspaken zijn in figuur 2 schematisch aangeduid bij 14.

Binnen de naaf 13 is voorts opgesteld de slechts schema-5 tisch weergegeven naafmotor 20. Elektrische naafmotoren zijn op zich bekend, zodat het hier niet nodig is de constructie daarvan gedetailleerd weer te geven en gedetailleerd uit te leggen. Volstaan wordt met op te merken, dat de naafmotor 20 een op de achteras 10 gefixeerde eerste uitgang 21 heeft en een 10 aan de naaf 13 gefixeerde tweede uitgang 22, welke uitgangen 21 en 22 ten opzichte van elkaar voor rotatie kunnen worden aangedreven. De naafmotor 20 behoeft daartoe een bron van elektrische energie, zoals een accu, die op een geschikte plaats aan het frame 11 van de fiets gemonteerd zal zijn, en 15 die met ten opzichte van het frame 11 en ten opzichte van de achteras 10 gefixeerde elektrische geleiders zal zijn verbonden met de naafmotor 20, een en ander zoals op zich bekend en ter wille van de eenvoud niet in de figuur weergegeven.

Wanneer de naafmotor 20 wordt bekrachtigd, levert deze een 20 stuwende kracht aan de naaf 13 ter voortstuwing van het wiel 4 ten opzichte van het frame 11, en aldus ter voortstuwing van de fiets ten opzichte van de weg waar deze op rijdt. In principe zou de door de naafmotor 20 geleverde stuwkracht (of stuwmoment) 100% van de voortstuwkracht van de fiets kunnen 25 leveren, en door de berijder van de fiets kunnen worden gekozen en aangestuurd, zodat de naafmotor 20 zich gedraagt als een gewone aandrijfmotor en de fiets zich gedraagt als een elektrische bromfiets. De onderhavige uitvinding heeft echter specifiek betrekking op een elektrisch ondersteunde fiets, 30 waarmee wordt bedoeld, dat de door de naafmotor 20 geleverde stuwkracht (of stuwmoment) alleen maar dient om de fietser behulpzaam te zijn bij het fietsen door de voor het fietsen benodigde trapkracht ten dele over te nemen. Dit houdt in, dat de fietser zelf ook moet trappen en trapkracht moet leveren; de 35 naafmotor 20 levert dan een stuwkracht die evenredig is met de door de fietser geleverde kracht. Indien de fietser de pedalen stilhoudt, of de pedalen roteert zonder kracht te leveren, levert de naafmotor 20 geen stuwkracht. De mate van de door de naafmotor 20 geboden hulp kan instelbaar zijn; doorgaans is de 6 naafmotor 20 zodanig afgesteld, dat deze ongeveer evenveel stuwkracht levert als de pedaalkracht van de fietser, althans bij relatief lage snelheden. Bij relatief hoge snelheden neemt de bijdrage progressief af. Dergelijke elektrisch, ondersteunde 5 fietsen zijn op zich bekend.

De naafmotor 20 van een elektrisch ondersteunde fiets wordt derhalve bekrachtigd onder aansturing van een besturings-orgaan 30, bijvoorbeeld een geschikt geprogrammeerde microprocessor of dergelijke, die gemonteerd is op een vast 10 onderdeel van de fiets, welk vaste onderdeel met voordeel de achteras 10 zelf is, zoals in figuur 2 geschetst. Het moge duidelijk zijn dat voor uitvoeringsvormen met een trapasmotor, het besturingsorgaan bij voorkeur gemonteerd zal zijn aan een trapashuis.

15 Dat besturingsorgaan 30 is ingericht om de elektrische motor te bekrachtigen op basis van de kettingkracht Fk en een gewenste, vooraf geprogrammeerde ondersteunings-karakteristiek.

Die ondersteunings-karakteristiek kan een snelheidsafhankelijke component bevatten. Een voorbeeld van een 20 ondersteunings-karakteristiek met een snelheids-afhankelijke component is: a) bij snelheden lager dan 22 km/h bedraagt het door de elektrische motor geleverde voortstuwingskoppel 50% van het door de fietser geleverde voortstuwings- 25 koppel; b) bij snelheden hoger dan 25 km/h is het door de elektrische motor geleverde voortstuwingskoppel nul; c) bij snelheden tussen 22 km/h en 25 km/h neemt het door de elektrische motor geleverde voortstuwings- 30 koppel lineair af van 50% naar nul.

Een en ander kan worden aangepast om in overeenstemming te zijn met geldende wettelijke voorschriften.

Om de naafmotor 20 op de gewenste wijze te kunnen aansturen in afhankelijkheid van de door de fietser geleverde 35 kracht en, bij voorkeur, mede in afhankelijkheid van de fiets-snelheid, dient het besturingsorgaan 30 signalen te ontvangen die representatief zijn voor genoemde grootheden. In de stand der techniek zijn diverse sensoren bekend voor het leveren van dergelijke meetsignalen, van welke bekende sensoren de werking 7 gebaseerd is op het meten aan minstens één ten opzichte van het frame bewegend onderdeel. De onderhavige uitvinding stelt een verbetering voor door gebruik te maken van een sensor waarvan de werking gebaseerd is op het meten aan een ten opzichte van 5 het frame gefixeerd onderdeel. Meer in het bijzonder stelt de onderhavige uitvinding voor gebruik te maken van een sensor die een door de aandrijfkracht (kettingkracht) veroorzaakte vervorming in een dergelijk gefixeerd onderdeel kan meten.

In het hiernavolgende zullen twee uitvoeringsvoorbeelden 10 nader worden uitgewerkt. Een eerste voorbeeld betreft een vervorming in een stationaire lagercomponent. Een tweede betreft een verbuiging van een stationaire as.

Wanneer de fietser een trapkracht Fp uitoefent en er in de 15 ketting 3 een kettingkracht Fk heerst, wordt daardoor een kracht Fk uitgeoefend op de omtrek van het tandwiel 5. De richting van die kettingkracht Fk valt samen met de richting van het bovenste deel van de ketting 3 ter plaatse van het tandwiel 5, hetgeen in het algemeen in hoofdzaak horizontaal 20 is. Deze kettingkracht Fk steunt via respectievelijk de naaf 13, de lagers 12R en 12L, en de as 10 af op het frame 11. Aldus heerst er dan in de lagers 12R en 12L een in hoofdzaak horizontaal gerichte, en met betrekking tot de achteras 10 in hoofdzaak radiaal gerichte, kracht waarvan de grootte evenredig 25 is met de kettingkracht Fk. Het moge duidelijk zijn, dat de grootte van de kracht in de lagers afhankelijk is van hun afstand tot het tandwiel 5; in het weergegeven voorbeeld zal de kracht in het rechterlager 12R groter zijn dan in het linkerlager 12L.

30 Evenzo wordt door de kettingkracht Fk een in hoofdzaak horizontaal gerichte kracht Fk uitgeoefend op de omtrek van het kettingwiel 2, welke kracht via respectievelijk de trapas 60 en de schematisch met 62 aangeduide trapaslagers afsteunt op een aan het frame 11 gefixeerd trapashuis 61, zodat er dan in de 35 trapaslagers 62 een in hoofdzaak horizontaal gerichte, en met betrekking tot de trapas 60 in hoofdzaak radiaal gerichte, kracht heerst waarvan de grootte evenredig is met de kettingkracht Fk.

8

In een eerste door de onderhavige uitvinding voorgesteld uitvoeringsvoorbeeld worden de in ten minste één van genoemde lagers optredende krachten gemeten. Indien een fiets een van een naafmotor voorziene achteras heeft, is het het handigst om 5 daarvoor één van de achteraslagers 12 te gebruiken, waarbij dan het rechterlager 12R doorgaans een sterker signaal kan geven. Bij de in figuur 2 geïllustreerde uitvoeringsvariant is het rechterlager 12R voorzien van een geïntegreerde vervormings-sensor, zoals later uitgebreider zal worden uitgelegd, welke 10 sensor een meetsignaal SI verschaft aan het besturingsorgaan 30. Als alternatief kan het linkerlager 12L zijn voorzien van een geïntegreerde vervormingssensor, of zowel het rechterlager 12R als het linkerlager 12L kunnen zijn voorzien van een geïntegreerde vervormingssensor. Van geïntegreerde interne 15 sensoren voorziene rotatielagers, in het hiernavolgende ook aangeduid als geïnstrumenteerde rotatielagers, zijn in de techniek reeds bekend en zijn als standaardproduct commercieel verkrijgbaar. Bij wijze van voorbeeld wordt in dit verband gewezen op het Amerikaanse octrooischrift 4.203.319.

20 Figuur 3A toont schematisch een doorsnede van een geïnstrumenteerd rotatielager 40, en figuur 3B toont schematisch een voorbeeld van een gedeelte van het door een dergelijk geïnstrumenteerd rotatielager 40 gegenereerd meetsignaal SI. Een dergelijk rotatielager 40 heeft een 25 binnenring 41, een buitenring 42, en daar tussenin opgestelde kogels of rollen 43. Voorts is het lager 40 voorzien van een vervormingssensor 44, bijvoorbeeld op basis van rekstrookjes, die een vervorming in een lagerring als gevolg van het passeren van de kogels/rollen detecteert. Die sensor kan zijn aange-30 bracht in of op de binnenring 41, in figuur 3A aangeduid als 44A, dan wel in of op de buitenring 42, in figuur 3A aangeduid als 44A. In het hiernavolgende zullen beide varianten zonder onderscheid worden aangeduid als vervormingssensor 44.

Tijdens gebruik zullen de binnenring 41 en de buitenring 35 42 ten opzichte van elkaar roteren, waarbij de kogels/rollen 43 zullen afrollen over het buitenoppervlak van de binnenring 41 en over het binnenoppervlak van de buitenring 42. Daarbij zullen de kracht-overdragende kogels/rollen 43 de vervormingssensor 44 passeren, zodat een door de kogels/rollen 43 veroor- 9 zaakte vervorming ter plaatse van de vervormingssensor 44 zal fluctueren en de vervormingssensor 44 een wisselspannings-signaal SI (figuur 3B) zal genereren waarvan de toppen S1T corresponderen met het passeren van een kogel/rol 43 en waarvan 5 de dalen S1B corresponderen met het passeren van een tussenruimte tussen twee kogels/rollen 43. De amplitude van dat wisselspanningssignaal SI zal afhangen van, en doorgaans evenredig zijn met, de grootte van een door de buitenring 42 en de binnenring 41 op elkaar uitgeoefende kracht in een radiale 10 richting die samenvalt met het gevoeligheidscentrum van de sensor 44. Deze richting zal in het hiernavolgende ook worden aangeduid als de gevoeligheidsrichting 45 van het lager 40. Bij de in figuur 3A getoonde oriëntatie, waarbij de sensor 44 zich bevindt in een verticaal vlak door het hart van het lager 40, 15 is de sensor 44 voornamelijk gevoelig voor verticale krachten en vrijwel ongevoelig voor horizontale krachten; de gevoeligheidsrichting 45 van het lager 40 is dan verticaal gericht. Bij toepassing als achteraslager 12 of trapaslager 62, bedoeld om de kettingkracht Fk te kunnen meten, dient het lager 40 dan 20 zodanig gemonteerd te worden, dat de gevoeligheidsrichting 45 van het lager 40 zo goed mogelijk samenvalt met de richting van de kettingkracht Fk, hetgeen in het algemeen in hoofdzaak horizontaal zal zijn.

De hierboven gegeven uitleg is van toepassing in een 25 situatie dat de grootte van de door de buitenring 42 en de binnenring 41 in de gevoeligheidsrichting 45 van het lager 40 op elkaar uitgeoefende kracht constant is, althans op een tijdschaal die aanmerkelijk langer duurt dan de tijd tussen twee opeenvolgende kogel-passages. Meer in het bijzonder moet 30 worden opgemerkt, dat de minima S1B van het wisselspanningssignaal vrijwel onafhankelijk zijn van de grootte van de kracht, en dat de maxima SIT van dat signaal steeds afhankelijk zijn van de grootte van de te meten kracht op dat specifieke moment. In feite vormen de maxima S1T monsterwaarden, dat wil 35 zeggen momentopnamen van de kracht in het lager 40. Dit kan in de praktijk voor toepassing als sensor voor het meten van een kettingkracht in een fiets tot problemen leiden, om twee redenen. In de eerste plaats is de door kogel-passages bepaalde monsterfrequentie in een fietsaandrijfsysteem vrij laag: voor 10 een achteraslager, onder normale omstandigheden, typisch 0-15 Hz, voor een trapaslager typisch 0-6 Hz. In de tweede plaats is de te meten trapkracht Fk niet constant, maar deze fluctueert met een frequentie die twee keer zo groot is als de 5 trapfrequentie, typisch in het gebied van 0-4 Hz. Meer in het bijzonder zijn genoemde frequenties in vaste verhoudingen aan elkaar gerelateerd: typisch is de door kogel-passages bepaalde monsterfrequentie voor een trapaslager drie maal zo groot als de trapfrequentie, terwijl die monsterfrequentie voor een 10 achteraslager typisch vijf maal zo groot is als de trapfrequentie. Omdat de monsterfrequentie zo dicht in de buurt ligt van de fluctuatie-frequentie in de te meten grootheid (i.c. de kettingkracht Fk), is het bijzonder moeilijk om uit dat signaal op betrouwbare wijze een stuursignaal voor de 15 elektromotor af te leiden, zodanig dat de elektromotor een kracht levert die steeds op comfortabele wijze de kettingkracht volgt.

De onderhavige uitvinding biedt ook voor dit probleem een oplossing, door een standaard geïnstrumenteerd lager zodanig te 20 modificeren, dat het gegenereerde uitgangssignaal in hoofdzaak onafhankelijk is van de onderlinge rotatiestand van de lager-ringen en dus onafhankelijk is van de exacte tangentiële posities van de kogels/rollen. Een dergelijk gemodificeerd lager 140 is in figuur 4A schematisch geïllustreerd; daarbij 25 zijn onderdelen die corresponderen met onderdelen van het in figuur 3A geïllustreerde standaardlager, aangeduid door verwijzingscijfers die met 100 zijn verhoogd.

Bij het in figuur 4A geïllustreerde lager 140 wordt een meetsignaal S3 (figuur 4B) opgewekt dat niet afhankelijk is van 30 de door één enkele kogel/rol 143 op één enkele locatie veroorzaakte vervorming, maar dat afhankelijk is van een combinatie van de door meerdere kogels/rollen 143 op meerdere locaties veroorzaakte vervormingen. Het lager 140 zou daartoe meerdere sensoren naast elkaar opgesteld kunnen hebben; bij de 35 in figuur 4A geïllustreerde uitvoeringsvorm heeft een vervormingssensor 144 een langgerekte of cirkelsegment-vormige vorm, zodat de sensor 144 gevoelig is voor de vervorming in een zone van het lager 140 met een relatief grote hoekafmeting, en wel zodanig, dat die zone steeds correspondeert met minstens 11 twee kogels/rollen 143. Bij voorkeur correspondeert de hoekafmeting van die zone met een geheel aantal malen van de· hoekafstand tussen opeenvolgende kogels/rollen 143, zodat het aantal kogels/rollen 143 dat correspondeert met de vervormings-5 sensor 144 steeds constant is. In het weergegeven voorbeeld is dat aantal gelijk aan twee, maar dat aantal kan ook groter of kleiner zijn.

Als genoemd aantal gelijk is aan één, wordt reeds het voordeel geboden dat de grote schommelingen in de signaalwaarde 10 zijn gereduceerd. Als genoemd aantal groter is dan één, kan het meetsignaal S3 nu op elk moment worden beschouwd als een middeling van de vervormingsbijdragen van twee of meer kogels/rollen 143, waarbij het meetsignaal S3 een vrijwel constante waarde kan hebben, die louter nog afhangt van de 15 kracht in het lager 140 en niet meer van de toevallige oriëntatie van de kogels/rollen 143 ten opzichte van de sensor 144. Als de kracht in het lager 140 varieert, zoals bijvoorbeeld als gevolg van trapkrachtvariaties tijdens een pedaal-omwenteling, heeft het meetsignaal S3 op elk moment een waarde 20 die althans in goede benadering evenredig is met de momentane trapkracht.

Doordat de sensor 144 nu een vrij grote hoekafmeting heeft, is de sensor 144 nu ook gevoelig voor krachten waarvan de richting een vrij grote spreiding kan hebben. De hoofd-25 gevoeligheidsrichting 145 van het lager 140 komt overeen met een radiaal vlak door het midden van de sensor 144; voor krachtcomponenten loodrecht op die hoofdgevoeligheidsrichting 145 is de gevoeligheid van het lager 140 veel minder of zelfs nul. Daarbij verdient het aanbeveling als de hoekafmeting van 30 de sensor 144 niet groter is dan 90°.

In de situatie dat het rotatielager 40; 140 gebruikt wordt voor lagering van de achteras 10, bijvoorbeeld omdat de aandrijfmotor zich bevindt in de wielnaaf 13 van het achterwiel 35 4, staat de binnenring 41 stil ten opzichte van het fietsframe 11; in dat geval is het praktisch om gebruik te maken van een geïnstrumenteerd rotatielager 40; 140 waarvan de binnenring 41 is voorzien van een vervormingssensor 44A. In de situatie dat het rotatielager 40; 140 gebruikt wordt voor lagering van de 12 trapas 60, bijvoorbeeld omdat de aandrijfmotor aangrijpt op de trapas, staat de buitenring 42 stil ten opzichte van het fietsframe 11; in dat geval is het praktisch om gebruik te maken van een geïnstrumenteerd rotatielager 40; 140 waarvan de 5 buitenring 42 is voorzien van een sensor 44B.

In een uitvoeringsvoorbeeld waarbij de fiets is voorzien van een dergelijk geïnstrumenteerd rotatielager 40; 140 voor de achteras of voor de trapas, en waarbij genoemd besturingsorgaan 10 30 het genoemde meetsignaal SI; S3 ontvangt, is het besturings orgaan 30 ingericht om de kettingkracht Fk te berekenen op basis van de topwaarde SIT van het wisselspanningssignaal SI en/of op basis van de amplitude |S1T-S1B| van het wisselspanningssignaal SI (bemonsterd), respectievelijk op 15 basis van het momentane signaalniveau van het meetsignaal S3, rekening houdend met fiets-specifieke omreken-factoren, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn. Voorts is het besturingsorgaan 30 ingericht om de elektrische motor te bekrachtigen op basis van de aldus berekende kettingkracht Fk. 20 Voor het implementeren van een snelheids-afhankelijke karakteristiek dient het besturingsorgaan 30 te beschikken over informatie met betrekking tot de fietssnelheid, hetgeen, op een voorafbekende omrekenfactor na, equivalent is met de rotatie-snelheid van het achterwiel 4 en dus de naaf 13 ten opzichte 25 van de achteras 10. Indien het genoemde eerste rotatielager 40 gebruikt wordt voor lagering van de achteras 10, kan uit het daardoor gegenereerde wisselspanningssignaal SI dergelijke snelheids-informatie worden afgeleid, en wel in de vorm van de frequentie van dat wisselspanningssignaal SI. Dit voordeel kan 30 ook worden geboden bij het genoemde tweede rotatielager 140 indien dat is voorzien van een voor een enkele kogel/rol 143 gevoelige vervormingssensor 146, zoals eveneens getoond in figuur 4A. Deze vervormingssensor 146 levert een meetsignaal S4 dat gelijk kan zijn aan het reeds besproken signaal SI, en dat 35 dus snelheidsinformatie bevat.

Aldus kan het besturingsorgaan 30 in dit eerste uitvoeringsvoorbeeld zijn ingericht om de fietssnelheid te berekenen op basis van de frequentie van het wisselspanningssignaal SI, S4, rekening houdend met fiets-specifieke omreken- 13 factoren, zoals onder meer het aantal kogels/rollen 43 per lager en de omtrek van het achterwiel 4, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

In een variant kan hetzelfde resultaat op directere wijze 5 bereikt worden zonder de kettingkracht Fk en de fietssnelheid daadwerkelijk als tussenresultaat te berekenen, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

De bovenstaande uitleg geldt in hoofdlijnen ook voor de 10 situatie dat het geïnstrumenteerde rotatielager 40 is gemonteerd bij de trapas 60. Voor het berekenen van de fietssnelheid kan ook dan, indien althans de pedalen worden geroteerd, gebruik worden gemaakt van de frequentie van het wisselspanningssignaal SI, S4, rekening houdend met de 15 overbrengingsverhouding tussen de trapas en het achterwiel.

Wanneer de fietser een trapkracht Fp uitoefent en er in de ketting 3 een kettingkracht Fk heerst, wordt er, zoals reeds vermeld, daardoor een in hoofdzaak horizontaal gerichte kracht 20 uitgeoefend op de omtrek van het tandwiel 5, welke kracht via respectievelijk de naaf 13, de lagers 12R en 12L, en de as 10 afsteunt op het frame 11. Aldus heerst er dan in de achteras 10 een buigend moment, die een verbuiging van de achteras 10 tot gevolg zal hebben, waarbij de neutrale lijn van de achteras 10 25 zal zijn gelegen in een in hoofdzaak horizontaal gericht vlak. De grootte van dat buigend moment, en dus de grootte van de in de achteras 10 optredende verbuiging, is in hoofdzaak recht evenredig met de momentane kettingkracht Fk.

In een tweede door de onderhavige uitvinding voorgesteld 30 uitvoeringsvoorbeeld wordt die verbuiging gemeten. Bij het in figuur 5 getoonde uitvoeringsvoorbeeld is de achteras 10 voorzien van een verbuigingssensor 50, die een meetsignaal S2 (figuur 6) verschaft aan het besturingsorgaan 30, welk meetsignaal S2 representatief is voor de in de as 10 optredende 35 verbuiging, en bij voorkeur lineair afhangt van die verbuiging. Die buigingssensor 50 is dan zodanig aangebracht, dat deze in hoofdzaak uitsluitend gevoelig is voor verbuiging in horizontale richting. Het ontwerp van een dergelijke verbuigingssensor 50 kan een op zich bekend ontwerp zijn, 14 gebaseerd op één of meerdere rekstrookjes, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn. De verbuigingssensor 50 kan gemonteerd zijn aan de door de verbuiging langer wordende zijde van de achteras 10, of juist aan de door de verbuiging korter 5 wordende zijde van de achteras 10.

In dit tweede uitvoeringsvoorbeeld waarbij de achteras 10 is voorzien van een dergelijke verbuigingssensor 50, en waarbij genoemd besturingsorgaan 30 het genoemde meetsignaal 52 ontvangt, is het besturingsorgaan 30 ingericht om de momentane 10 kettingkracht Fk te berekenen op basis van de momentane waarde van het genoemde meetsignaal S2, rekening houdend met fiets-specifieke omreken-factoren, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn. Voorts is het besturingsorgaan 30 ingericht om de naafmotor 20 te bekrachtigen op basis van de aldus 15 berekende kettingkracht Fk en een gewenste, vooraf geprogrammeerde ondersteunings-karakteristiek, op vergelijkbare wijze als hierboven beschreven in verband met het eerste uitvoeringsvoorbeeld.

Bij voorkeur omvat de verbuigingssensor 50 zowel een aan 20 de voorzijde van de achteras 10 gemonteerde sensorcomponent als een aan de achterzijde van de achteras 10 gemonteerde sensorcomponent, van welke sensorcomponenten de signalen worden gecombineeerd. Enerzijds biedt dit het voordeel, dat het meetsignaal sterker wordt. Anderzijds biedt dit het voordeel, 25 dat stoorinvloeden die niet gerelateerd zijn aan de horizontale verbuiging, in hoofdzaak worden geëlimineerd. In dit verband kan bijvoorbeeld worden gedacht aan in de lengterichting van de achteras gerichte spanningen als gevolg van het vastdraaien van de op de uiteinden van de achteras 10 geschroefde moeren 15 30 voor de bevestiging aan het frame 11.

Opgemerkt wordt, dat zowel het van de geïnstrumenteerde wiellagers 12 afkomstige meetsignaal SI; S3; S4 als het van de verbuigingssensor 50 afkomstige meetsignaal S2 een signaal-35 component bevat die de trapfrequentie weerspiegelt, althans, indien de fietser daadwerkelijk de pedalen laat roteren. De trapfrequentie komt tot uiting door een met de trapfrequentie periodieke fluctuatie van de grootte van de kettingkracht Fk.

In het geval van bijvoorbeeld een op de achteras 10 gemonteerde 15 verbuigingssensor heeft het daardoor gegenereerde meetsignaal S2 in principe een gelijkspanningswaarde corresponderend met de kettingkracht Fk, terwijl de waarde van die gelijkspanning fluctueert met de trapkrachtfluctuaties, en dus met een 5 frequentie die twee keer zo groot is als de trapfrequentie.

Het besturingsorgaan 30 kan ingericht zijn om de fietssnelheid te berekenen op basis van de trapfrequentie, rekening houdend met fiets-specifieke omreken-factoren, zoals overbrengingsverhouding en omtrek van het achterwiel, zoals 10 voor een deskundige duidelijk zal zijn.

Voorts kan het besturingsorgaan 30 zijn ingericht om de bekrachtiging van de elektromotor uit te voeren op basis van de momentane waarde van de kettingkracht, zodat de motorkracht fluctueert in fase met de trapkracht. Het besturingsorgaan 30 15 kan echter ook zijn ingericht om de bekrachtiging van de elektromotor uit te voeren op basis van een bewerkte waarde van de kettingkracht, om voor de gebruiker een verbeterd comfort-gevoel te bieden. Bijvoorbeeld kan de bekrachtiging van de elektromotor worden uitgevoerd op basis van een gemiddelde 20 waarde van de kettingkracht, zodat de motorkracht in hoofdzaak constant is. Het is echter ook mogelijk om bij de fluctuerende kettingkracht een constante waarde op te tellen, zodat de bekrachtiging weliswaar fluctueert in fase met de kettingkracht, maar nu gelijkmatiger verloopt; meer in het bijzonder 25 zal er dan ook bij de "dode punten" in de pedaalslag nog steeds aandrijving zijn.

Normaliter wordt een achteras zodanig ontworpen, dat deze zo stijf mogelijk is. Een verdere uitwerking van de 30 uitvindingsgedachte is daarentegen gelegen in het zodanig construeren van de achteras 10, dat deze bij een bepaalde belasting een relatief grotere doorbuiging vertoont, althans ter plaatse van de sensor 50. Daartoe heeft een achteras 10 volgens de onderhavige uitvinding bij voorkeur een sensor-35 draagdeel 16 waarvan, bij een bepaalde belasting, de vervorming groter is dan de vervorming van naburige asgedeelten, en is de sensor 50 gemonteerd op dat vervormingsgevoeliger sensor-draagdeel 16. De grotere vervormingsgevoeligheid kan geïntroduceerd worden door het sensordraagdeel 16 een 16 aangepaste doorsnede te geven, of door het sensordraagdeel 16 te vervaardigen van een aangepast materiaal, of op andere geschikte manieren. Geschikte aangepaste materialen zouden materialen met een lagere E-modulus kunnen zijn.

5 Bij voorkeur heeft het sensordraagdeel 16 een grotere vervormingsgevoeligheid in de horizontale richting bij een gelijkblijvende of zelfs verminderde vervormingsgevoeligheid in de verticale richting. Dit kan bij voorbeeld tot stand worden gebracht door het sensordraagdeel 16 een rechthoekige doorsnede 10 te geven, waarbij de afmeting in horizontale richting kleiner is dan de afmeting in verticale richting. De afmeting in horizontale richting kan kleiner zijn dan de diameter van naburige asgedeelten, en de afmeting in verticale richting kan groter zijn dan de diameter van naburige asgedeelten.

15

In beide hierboven beschreven uitvoeringsvoorbeelden is de sensor 44; 144; 50 in hoofdzaak uitsluitend gevoelig voor horizontaal gerichte krachten, zodat de sensor vrijwel uitsluitend gevoelig is voor de aandrijfkrachten. Meer in het 20 bijzonder is de sensor vrijwel ongevoelig voor in verticale richting werkende krachten, zoals de door het gewicht van de berijder veroorzaakte krachten, de door de fietser uitgeoefende trapkracht Fp, of verticale krachten die veroorzaakt worden door het rijden zelf, zoals bij het passeren van een oneffen-25 heid in het wegdek of bij het nemen van een bocht.

De aandrijving door de motor veroorzaakt een reactiekracht op het wegdek, die uiteindelijk zorgt voor het voortstuwen van de fiets. Deze wegdekreactiekracht heeft een horizontale richting, en veroorzaakt in de achteras een verbuiging in 30 dezelfde richting als de door de kettingkracht Fk direct veroorzaakte verbuiging. De invloed van dit versterkende effect kan worden gecompenseerd in de voorgeprogrammeerde karakteristiek van het besturingsorgaan 30.

In het voorgaande is de uitvinding uitgelegd voor normale 35 omstandigheden, waarbij er stilzwijgend vanuit is gegaan dat het voertuig (fiets) met constante snelheid beweegt op een horizontaal wegdek. Bij een meer geavanceerde aandrijving is het besturingsorgaan 30 ingericht om factoren als snelheids- 17 verandering en/of hellingshoek van het wegdek in de aansturing van de elektromotor te betrekken.

Een snelheidsvermindering kan gewenst zijn, bijvoorbeeld indien de fietser remt. In dat geval zal hij doorgaans de 5 pedalen stilhouden, zodat er geen elektrische ondersteuning is. Daarenboven kan de motor tijdens het remmen worden aangedreven door de fiets om aldus de accu op te laden. Daartoe kan het besturingsorgaan 30 zijn ingericht om op opeenvolgende tijdstippen de momentane fietssnelheid V te berekenen, om daaruit 10 de snelheidsverandering dV/dt te berekenen, en om, indien dV/dt negatief wordt, de motor als remlast te schakelen.

Een snelheidsvermindering kan ongewenst zijn, bijvoorbeeld indien de fietser tegen een helling op fietst. In dat geval is bij een negatieve dV/dt juist een geïntensiveerde ondersteuning 15 gewenst. Anderzijds kan, indien de fietser een helling af fietst, de ondersteuning worden verminderd, en in die omstandigheden kan zelfs de motor als remlast worden geschakeld bij een constante snelheid.

Daartoe is het gewenst dat het besturingsorgaan 30 20 beschikt over een signaal dat indicatief is voor de hellingshoek. Volgens een belangrijk voordeel van de onderhavige uitvinding bevatten de in het voorgaande beschreven signalen SI t/m S4 een component die indicatief is voor de hellingshoek. In een verdere voorkeursvariant van de onderhavige uitvinding is 25 het besturingsorgaan 30 ingericht om die signaal-component te gebruiken voor een ondersteunings-karakteristiek zoals hierboven beschreven.

Indien de fiets zich bevindt op een helling, maakt de gevoeligheidsrichting 45 (de "horizontaal" van de fiets) een 30 hoek met de werkelijke horizontaal. De zwaartekracht heeft dan een component in de richting van die gevoeligheidsrichting 45, hetgeen zich uit in een verschuiving van de meetsignalen. Die verschuiving is detecteerbaar, bijvoorbeeld door de verschuiving van de middelwaarde van het fluctuerende 35 kettingkracht-signaal te detecteren.

In beide hierboven beschreven uitvoeringsvoorbeelden wordt een betrouwbare manier geboden om de door een fietser geleverde kettingkracht (Fk) en/of het aandrijfkoppel te meten, en om een 18 naafmotor 20 aan te sturen op basis van de door de fietser geleverde trapkracht. Daarbij wordt steeds het belangrijke voordeel geboden, dat een enkele sensor (44; 144; 50) volstaat, en dat die sensor gemonteerd kan zijn aan hetzelfde fiets-5 onderdeel waaraan het besturingsorgaan 30 bevestigd is, namelijk de achteras 10 zelf respectievelijk de aan de achteras 10 gefixeerde binnenring 41 van het wiellager 12. Een aan de achteras gemonteerde verbuigingssensor 50 meet de in de achteras zelf optredende verbuiging als gevolg van de trap-10 kracht. Een in het wiellager 12 gemonteerde druksensor 44 meet de in het wiellager door de kettingkracht veroorzaakte krachten.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de omvang 15 van de onderhavige uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken voorbeelden, maar dat diverse wijzigingen en modificaties daarvan mogelijk zijn zonder af te wijken van de omvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies. Zo is het als variant bijvoorbeeld 20 mogelijk dat, in plaats van de achteras, de trapas is voorzien van een geïnstrumenteerd rotatielager. Voorts is het als variant mogelijk, dat het aangedreven wiel het voorwiel van de fiets is.

In het voorgaande is de uitvinding beschreven voor een 25 voertuig (fiets) voorzien van elektrische ondersteuning. De onderhavige uitvinding wordt echter ook belichaamd in een modulair systeem dat geschikt is voor het leveren van een signaal dat een afspiegeling is van de kettingkracht, en dat door een processor of dergelijke voor willekeurige doelen kan 30 worden gebruikt. Een mogelijk doel kan zijn de besturing van een versnellingssysteem.

Claims (40)

1. Werkwijze voor het meten van een kracht (Fk) in een in hoofdzaak lijnvormig, twee roterende transmissieorganen (2, 5) van een door menskracht aangedreven voertuig zoals een fiets omspannend overbrengingsorgaan (3), omvattende het meten van de 5 in een vaste as (10) optredende verbuiging in een vlak dat in hoofdzaak evenwijdig is aan genoemde kracht (Fk).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij een door het overbrengingsorgaan (3) aangedreven transmissieorgaan (5) is 10 gelagerd op een vaste as (10), waarbij op die vaste as (10) een buigingssensor (50) is gemonteerd, en waarbij de in het overbrengingsorgaan (3) heersende kracht (Fk) wordt afgeleid van de momentane waarde van het door genoemde sensor (50) gegenereerde meetsignaal (S2). 15

3. Werkwijze voor het meten van een kracht (Fk) in een in hoofdzaak lijnvormig, twee roterende transmissieorganen (2, 5) van een door menskracht aangedreven voertuig zoals een fiets omspannend overbrengingsorgaan (3), omvattende het meten van de 20 in een lager (62; 12) optredende krachten in een vlak dat in hoofdzaak evenwijdig is aan genoemde kracht (Fk).

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij ten minste één van die transmissieorganen (2, 5) door middel van lagers (62; 12) 25 roteerbaar is gelagerd ten opzichte van een frame (11), waarbij ten minste één van die lagers (62; 12) is voorzien van een geïntegreerde sensor (44; 144), en waarbij de in het overbrengingsorgaan (3) heersende kracht (Fk) wordt afgeleid van het door genoemde sensor (44; 144) gegenereerde meetsignaal 30 (SI; S4) .

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij een door menskracht aangedreven transmissieorgaan (2) dat het overbrengingsorgaan (3) aandrijft, is bevestigd aan een as (60) die door middel van 35 lagers (62) is gelagerd ten opzichte van een frame (11), en waarbij ten minste één van die lagers (62; 40; 140) is voorzien van een geïntegreerde sensor (44; 144).

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij genoemde as (60) is 5 gelagerd in een ten opzichte van genoemd frame (11) gefixeerd huis (61), en waarbij genoemde geïntegreerde sensor (44B; 144B) is geassocieerd met een buitenring (42; 142) van genoemd lager.

7. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij een door het 10 overbrengingsorgaan (3) aangedreven transmissieorgaan (5) door middel van lagers (12) is gelagerd ten opzichte van een frame (11), waarbij ten minste één van die lagers (12; 40; 140) is voorzien van een geïntegreerde sensor (44; 144).

8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij genoemd trans missieorgaan (5) is gelagerd op een ten opzichte van genoemd frame (11) gefixeerde as (10), en waarbij genoemde geïntegreerde sensor (44A; 144A) is geassocieerd met een binnenring (41; 141) van genoemd lager.

9. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de transmissieorganen (2, 5) en het overbrengingsorgaan (3) deel uitmaken van een aandrijfstelsel van een door menskracht aangedreven voertuig, en waarbij tevens 25 de voertuigsnelheid wordt afgeleid uit een component van het door genoemde sensor (44; 144) gegenereerde meetsignaal.

10. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de transmissieorganen (2, 5) en het 30 overbrengingsorgaan (3) deel uitmaken van een aandrijfstelsel van een door menskracht aangedreven voertuig, en waarbij tevens de trapsnelheid wordt afgeleid uit een component van het door genoemde sensor (50; 44; 144) gegenereerde meetsignaal.

11. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij het overbrengingsorgaan (3) een fiets-ketting is, en waarbij het aangedreven transmissieorgaan (5) een met een aangedreven fietswiel (4) geassocieerd kettingwiel is.

12. Werkwijze voor het aansturen van een motor (20) en/of een transmissiestelsel van een door menskracht aangedreven voertuig zoals een fiets in afhankelijkheid van de door een bestuurder 5 uitgeoefende kracht (Fk) , waarbij die kracht (Fk) wordt gemeten door middel van een werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, en waarbij de bekrachtiging van de motor (20) respectievelijk het transmissiestelsel wordt geregeld in afhankelijkheid van het aldus verschafte meetsignaal. 10

13. Door menskracht aangedreven voertuig, bij voorbeeld een fiets, omvattende: een frame (11); een aangedreven wiel (4), omvattende een wielnaaf (13) die door 15 middel van wiellagers (12R, 12L) is gelagerd op een aan het frame (11) gefixeerde as (10), waarbij op genoemde wielnaaf (13) een roteerbaar transmissieorgaan zoals een kettingwiel (5) is bevestigd; een in hoofdzaak lijnvormig, in zich zelf gesloten, het 20 genoemde transmissieorgaan (5) althans ten dele omspannend overbrengingsorgaan (3) zoals een ketting; waarbij genoemde as (10) is voorzien van een buigingssensor (50) die een meetsignaal (S2) genereert dat representatief is voor een verbuiging van de as (10) . 25

14. Voertuig volgens conclusies 13, waarbij de as (10) met de daarop gemonteerde sensor (50) zodanig is gemonteerd ten opzichte van het frame (11), dat die sensor (50) gevoelig is voor evenwijdig aan de aandrijfkracht (Fk) in het over- 30 brengingsorgaan (3) gerichte krachten en in hoofdzaak ongevoelig is voor loodrecht daarop gerichte krachtcomponenten.

15. Voertuig volgens conclusie 14, waarbij de as (10) is voorzien van een sensordraagdeel (16) waarvan de buigings- 35 sterkte lager is dan de buigingssterkte van naburige asgedeelten, en waarbij de sensor (50) is gemonteerd op dat vervormingsgevoeliger sensordraagdeel (16).

16. Voertuig volgens conclusie 15, waarbij het sensordraagdeel 40 (16) een asdoorsnede heeft die afwijkt van die van genoemde naburige asgedeelten, en/of waarbij het sensordraagdeel (16) is vervaardigd van een materiaal dat afwij kt van dat van genoemde naburige asgedeelten.

17. Voertuig volgens conclusie 16, waarbij de asdikte van het sensordraagdeel (16) in de gevoeligheidsrichting kleiner is dan in de richting loodrecht daarop.

18. Voertuig volgens conclusie 16, waarbij de asdikte van het 10 sensordraagdeel (16) in de gevoeligheidsrichting kleiner is dan de diameter van genoemde naburige asgedeelten, en waarbij de asdikte van het sensordraagdeel (16) in de richting loodrecht daarop groter is dan de diameter van genoemde naburige asgedeelten. 15

19. Voertuig volgens een willekeurige der conclusies 13-18, waarbij het wiel (4) is voorzien van een naafmotor (20) waarvan de bekrachtiging wordt bestuurd door een bij voorkeur op de as (10) gemonteerd besturingsorgaan (30), waarvan een signaal- 20 ingang is verbonden met de genoemde buigingssensor (50) om het daardoor gegenereerde meetsignaal (S2) te ontvangen; en waarbij het besturingsorgaan (30) is ingericht om de bekrachtiging van de naafmotor (20) te besturen op basis van het van genoemde sensor (50) ontvangen meetsignaal (S2). 25

20. Door menskracht aangedreven voertuig, bij voorbeeld een fiets, omvattende: een frame (11) ; een wiel (4) dat wordt aangedreven door een in hoofdzaak 30 lijnvormig, in zich zelf gesloten overbrengingsorgaan (3) zoals een ketting; waarbij het overbrengingsorgaan (3) wordt aangedreven door een op een trapas (60) gemonteerd transmissieorgaan zoals een kettingwiel (2), waarbij het overbrengingsorgaan (3) het 35 genoemde transmissieorgaan (2) althans ten dele omspant; waarbij de trapas (60) door middel van trapaslagers (62) is gelagerd in een aan het frame (11) gefixeerd traphuis (61); waarbij ten minste één van die trapaslagers (62) is voorzien van een geïntegreerde sensor (44; 144) die een meetsignaal (Sl) genereert dat representatief is voor een in het betreffende trapaslager (62) optredende kracht.

21. Voertuig volgens conclusie 20, waarbij het trapaslager 5 (62) met geïntegreerde sensor (44; 144) zodanig is gemonteerd ten opzichte van het frame (11), dat die sensor (44; 144) gevoelig is voor evenwijdig aan de aandrijfkracht (Fk) in over-brengingsorgaan (3) gerichte krachten en in hoofdzaak ongevoelig voor loodrecht daarop gerichte krachtcomponenten. 10

22. Voertuig volgens conclusie 20 of 21, waarbij de sensor (44; 144) is geassocieerd met een buitenring (42) van het betreffende trapaslager.

23. Voertuig volgens een willekeurige der conclusies 20-22, waarbij de trapas (60) is voorzien van een trapasmotor waarvan de bekrachtiging wordt bestuurd door een ten opzichte van het trapashuis gefixeerd besturingsorgaan (30), waarvan een signaalingang is verbonden met de genoemde sensor (44; 144) om 20 het daardoor gegenereerde meetsignaal (SI) te ontvangen; en waarbij het besturingsorgaan (30) is ingericht om de bekrachtiging van de trapasmotor te besturen op basis van het van genoemde sensor (44; 144) ontvangen meetsignaal (SI).

24. Door menskracht aangedreven voertuig, bij voorbeeld een fiets, omvattende: een frame (11); een wiel (4) dat wordt aangedreven door een in hoofdzaak lijnvormig, in zich zelf gesloten overbrengingsorgaan (3) zoals 30 een ketting; waarbij het wiel (4) een wielnaaf (13) omvat die door middel van wiellagers (12R, 12L) is gelagerd op een aan het frame (11) gefixeerde achteras (10), waarbij op genoemde wielnaaf (13) een transmissieorgaan zoals een kettingwiel (5) is bevestigd, 35 waarbij het overbrengingsorgaan (3) het genoemde transmissieorgaan (5) althans ten dele omspant; waarbij ten minste één van die wiellagers (12R, 12L) is voorzien van een geïntegreerde sensor (44; 144) die een meetsignaal (SI) genereert dat representatief is voor een in het 40 betreffende wiellager optredende kracht.

25. Voertuig volgens conclusie 24, waarbij het wiellager met geïntegreerde sensor (44; 144) zodanig is gemonteerd ten opzichte van het frame (11), dat die sensor (44; 144) gevoelig 5 is voor evenwijdig aan de aandrijfkracht (Fk) in het over-brengingsorgaan (3) gerichte krachten en in hoofdzaak ongevoelig voor loodrecht daarop gerichte krachtcomponenten.

26. Voertuig volgens conclusie 24 of 25, waarbij de sensor 10 (44; 144) is geassocieerd met een binnenring (41) van het betreffende wiellager.

27. Voertuig volgens een willekeurige der conclusies 24-26, waarbij de as (10) is voorzien van een naafmotor (20) waarvan 15 de bekrachtiging wordt bestuurd door een op de as (10) gemonteerd besturingsorgaan (30), waarvan een signaalingang is verbonden met de genoemde sensor (44; 144) om het daardoor gegenereerde meetsignaal (SI) te ontvangen; en waarbij het besturingsorgaan (30) is ingericht om de 20 bekrachtiging van de naafmotor (20) te besturen op basis van het van genoemde sensor (44; 144) ontvangen meetsignaal (SI).

29. Voertuig volgens conclusie 19, 23, of 27, waarbij het besturingsorgaan (30) is ingericht om uit het meetsignaal 25 informatie af te leiden die indicatief is voor de trap- frequentie, en om de bekrachtiging van de motor te besturen op basis van die informatie.

30. Voertuig volgens conclusie 19, 23, 27, of 29, waarbij het 30 besturingsorgaan (30) is ingericht om uit het meetsignaal informatie af te leiden die indicatief is voor de helling van het voertuig, en om de bekrachtiging van de motor te besturen op basis van die informatie.

31. Rotatielager (144), omvattende; twee ten opzichte van elkaar roteerbare lagerringen (141, 142) met daartussen opgestelde kogels/rollen of dergelijke (143); waarbij ten minste één van genoemde lagerringen (141, 142) is voorzien van een vervormingssensor (144); 40 waarbij die vervormingssensor (144) steeds door ten minste één van genoemde kogels/rollen of dergelijke (143) wordt beïnvloed.

32. Rotatielager volgens conclusie 31, waarbij die vervor-mingssensor (144) is ingericht om een signaal te genereren dat representatief is voor een combinatie van door meerdere van 5 genoemde kogels/rollen of dergelijke (143) veroorzaakte vervorming.

33. Rotatielager volgens conclusie 31 of 32, waarbij die vervormingssensor (144) een dusdanige hoekafmeting heeft, dat 10 die vervormingssensor (144) steeds door een constant aantal van genoemde kogels/rollen of dergelijke (143) wordt beïnvloed.

34. Modulair systeem voor het meten van een aandrijfkracht in een in hoofdzaak lijnvormig, in zich zelf gesloten over- 15 brengingsorgaan (3) zoals een ketting van een door menskracht aangedreven voertuig, bij voorbeeld een fiets, welk systeem is ingericht voor het leveren van een elektrisch signaal dat representatief is voor genoemde aandrijfkracht, welk elektrisch signaal bruikbaar is voor een besturingsorgaan (30) van een 20 ondersteuningsmotor en/of een transmissiestelsel van het genoemde voertuig; waarbij genoemd systeem omvat: een van een buigingssensor (50) voorziene as (10), welke buigingssensor (50) een meetsignaal (S2) genereert dat 25 representatief is voor een verbuiging van de as (10); waarbij bij voorkeur de as (10) is voorzien van een sensor-draagdeel (16) waarvan de buigingssterkte lager is dan de buigingssterkte van naburige asgedeelten, en de sensor (50) is gemonteerd op dat vervormingsgevoelige sensordraagdeel (16). 30

35. Systeem volgens conclusie 34, waarbij op genoemde as (10) tevens is gemonteerd een besturingsorgaan (30) voor een naafmotor (20), van welk besturingsorgaan (30) een signaal-ingang is verbonden met de genoemde buigingssensor (50) om het 35 daardoor gegenereerde meetsignaal (S2) te ontvangen; en waarbij het besturingsorgaan (30) is ingericht om de bekrachtiging van de naafmotor (20) te besturen op basis van het van genoemde sensor (50) ontvangen meetsignaal (S2).

36. Systeem volgens conclusie 35, waarbij op genoemde as (10) een naaf (13) roteerbaar is gemonteerd, en waarbij genoemde as (10) is voorzien van een naafmotor (20) waarvan de bekrachtiging wordt bestuurd door het genoemde besturingsorgaan (30) .

37. Modulair systeem voor het meten van een aandrijfkracht in 5 een in hoofdzaak lijnvormig, in zich zelf gesloten over- brengingsorgaan (3) zoals een ketting van een door menskracht aangedreven voertuig, bij voorbeeld een fiets, welk systeem is ingericht voor het leveren van een elektrisch signaal dat representatief is voor genoemde aandrijfkracht, welk elektrisch 10 signaal bruikbaar is voor een besturingsorgaan (30) van een ondersteuningsmotor en/of een transmissiestelsel van het genoemde voertuig; waarbij genoemd systeem omvat: een van een geïntegreerde sensor (44; 144) voorzien trapaslager 15 (62), welke sensor (44; 144) een meetsignaal (SI) genereert dat representatief is voor een in het betreffende trapaslager (62) optredende kracht.

38. Systeem volgens conclusie 37, tevens omvattende: 20 een besturingsorgaan (30), waarvan een signaalingang is verbonden met de genoemde sensor (44; 144) om het daardoor gegenereerde meetsignaal (SI) te ontvangen; en een trapasmotor waarvan de bekrachtiging wordt bestuurd door genoemd besturingsorgaan (30) op basis van het van genoemde 25 sensor (44; 144) ontvangen meetsignaal (SI).

39. Modulair systeem voor het meten van een aandrijfkracht in een in hoofdzaak lijnvormig, in zich zelf gesloten over-brengingsorgaan (3) zoals een ketting van een door menskracht 30 aangedreven voertuig, bij voorbeeld een fiets, welk systeem is ingericht voor het leveren van een elektrisch signaal dat representatief is voor genoemde aandrijfkracht, welk elektrisch signaal bruikbaar is voor een besturingsorgaan (30) van een ondersteuningsmotor en/of een transmissiestelsel van het 35 genoemde voertuig; waarbij genoemd systeem omvat: een van een geïntegreerde sensor (44; 144) voorzien wiellager (12R), welke sensor (44; 144) een meetsignaal (SI) genereert dat representatief is voor een in het betreffende wiellager 40 (12R) optredende kracht.

40. Systeem volgens conclusie 39, tevens omvattende een besturingsorgaan (30) waarvan een signaalingang is verbonden met de genoemde sensor (44; 144) om het daardoor gegenereerde 5 meetsignaal (Sl) te ontvangen; en een naafmotor (20) waarvan de bekrachtiging wordt bestuurd door genoemd besturingsorgaan (30) op basis van het van genoemde sensor (44; 144) ontvangen meetsignaal (S2).

41. Door menskracht aangedreven voertuig, bij voorbeeld een fiets, omvattende: een frame (11); een wiel (4) dat wordt aangedreven door een in hoofdzaak lijnvormig, in zich zelf gesloten overbrengingsorgaan (3) zoals 15 een ketting; waarbij het overbrengingsorgaan (3) wordt aangedreven door een op een trapas (60) gemonteerd transmissieorgaan zoals een kettingwiel (2), waarbij het overbrengingsorgaan (3) het genoemde transmissieorgaan (2) althans ten dele omspant; 20 waarbij een automatisch versnellingssysteem wordt bestuurd op basis van de door de bestuurder geleverde aandrijfkracht (Fk) middels een modulair systeem volgens conclusie 34, 37 of 39.