DE60218186T2

DE60218186T2 - Elektronisch, servobetätigte Fahrradgangschaltung und zugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE60218186T2
Application number: DE60218186T
Authority: DE
Inventors: Gianfranco Guderzo; Giuseppe Dal Pra'
Original assignee: Campagnolo SRL
Current assignee: Campagnolo SRL
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-12-07
Also published as: ATE353814T1; TW200417493A; US6988739B2; JP4546722B2; EP1426284B1; US20050187049A1; CN1506265A; JP2004189222A; CN100439195C; US7159881B2; DE60218186D1; US20040108680A1; EP1426284A1; TWI315280B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrradgangschaltung mit elektronischer Servo-Unterstützung und ein Verfahren zur elektronischen Servo-Unterstützung für eine Fahrradgangschaltung sowie ein Programm und einen elektronischen Schaltkreis mit einer Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Eine Fahrradgangschaltung mit elektronischer Servo-Unterstützung umfasst allgemein:

– ein hinteres Stellglied und ein vorderes Stellglied mit jeweils einem Motor für das Versetzen einer Kette über ein Führungselement in axialer Richtung hinsichtlich einer jeweiligen Gangschaltungsgruppe, die mindestens zwei Kettenräder umfasst, die der Nabe des hinteren Rades eines Fahrrades zugeordnet sind (die Kettenräder werden auch Ritzel oder gezahnte Räder genannt, und das Kettenführungselement wird auch ein hinterer Umwerfer oder einfach ein Schaltwerk genannt), bzw. die der Achse des mit Pedalen ausgerüsteten Antriebskettenrades zugeordnet sind (die Zahnräder werden auch Kronenräder oder Kettenräder oder gezahnte Räder genannt, und das Führungselement wird auch vorderer Umwerfer oder einfach Umwerfer genannt), in einer ersten Richtung (z.B. von einem Kettenrad mit kleinerem Durchmesser zu einem Kettenrad mit größerem Durchmesser, oder „Aufwärtsschalten") oder in einer zweiten Richtung (z.B. von einem Kettenrad mit größerem Durchmesser zu einem Kettenrad mit kleinerem Durchmesser, oder „Abwärtsschalten").
– eine manuelle Eingabevorrichtung, die Einrichtungen zum Eingeben eines Anforderungssignals zur Versetzung des hinteren bzw. des vorderen Stellglieds in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung hat,
– eine elektronische Steuerungseinheit, die mit der Eingabevorrichtung, mit dem hinteren Stellglied und mit dem vorderen Stellglied verbunden ist, und in einem normalen Fahrbetriebsmode arbeitet, um das hintere Stellglied bzw. das vordere Stellglied auf der Basis des Versetzungsanforderungssignals anzutreiben, um die Kette von einem ersten Kettenrad zu einem zweiten, benachbarten Kettenrad der jeweiligen Gangschaltungsgruppe zu versetzen,
– einen hinteren Signalwandler und einen vorderen Signalwandler für das Erkennen der Position der Stellglieder (und deshalb der Umwerfer) und für das Anzeigen der Position der elektronischen Steuerungseinheit, so dass die Stellglieder angehalten werden, wenn die gewünschte Position erreicht worden ist.

Fahrradgangschaltungen mit elektronischer Servo-Unterstützung nach dem oben dargestellten Typ werden z.B. in den Patenten US 5,480,356 , US 5,470,277 und US 5,865,454 und in der europäischen Patentanmeldung EP 1 103 456 beschrieben, sämtlich vom Anmelder dieser Patentanmeldung; ferner in dem Patent US 6,047,230 von Spencer et al. und in der deutschen Patentanmeldung DE 39 38 454 A1 von Ellsäßer.
Insbesondere beschreibt EP 1 103 456 eine solche Gangschaltung, bei der die Positionssignalwandler vom absoluten Typ und in der Lage sind, ein elektrisches Signal zu liefern, das die absolute Position der Umwerfer anzeigt, so dass solche Signalwandler nach ihrem (erneuten) Einschalten die absolute Position der Umwerfer berücksichtigen, die aufgrund z.B. von den durch das Fahren des Fahrrads verursachten Vibrationen geringfügig versetzt sein kann.
Die Dokumente US 5,357,177 und US 5,213,548 legen ein Verfahren und eine Gangschaltung entsprechend den Präambeln von Anspruch 1 bzw. 28 offen.
Für den korrekten Betrieb der Gangschaltung im normalen Fahrbetriebsmode (d.h. in dem die Gangschaltung vom Fahrer manuell oder automatisch oder halbautomatisch durch die elektronische Steuerungseinheit betrieben wird) müssen das hintere und das vordere Stellglied zuvor in einer Startposition ausgerichtet werden, die als eine Bezugsposition (zusammen mit Information über die Position der verschiedenen Kettenräder und/oder des Abstands oder Hubs zwischen benachbarten Kettenräder) verwendet werden, um die Kette zwischen benachbarten Kettenrädern zu versetzen, um Gangschalten auszuführen. Der Start der Bezugsposition ist gewöhnlich derjenige, in dem die Kette auf dem Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser aufliegt.
In mechanisch betriebenen Gangschaltungen nach dem Stand der Technik wird die Ausrichtung in der Startposition mit manuellen Justiervorrichtungen ausgeführt, die für die Korrektur der Position eines Stahlkabels sorgen, das verwendet wird, um die Versetzung während eines Gangschaltens zu veranlassen.
In elektronischen Gangschaltungen mit Servo-Unterstützung treibt die elektronische Steuerungseinheit für die Ausführung der Versetzung der Kette zwischen zwei benachbarten Kettenrädern das Stellglied an und bezieht sich dabei auf logische Positionen (Logikwerte), die repräsentativ für die physischen Positionen der verschiedenen Kettenräder sind.
In diesen Typen von Gangschaltungen wird das Einstellen der Start- oder Bezugsposition gewöhnlich in einer Fabrik ausgeführt und bringt den Umwerfer bei Abwesenheit eines Steuerungssignals des Stellglieds dazu, auf dem Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser aufzuliegen.
Im Fall von Kollisionen oder einem Ersatz des Hinterrads kann es vorkommen, dass das neue Hinterrad hinsichtlich des alten Hinterrads eine geringfügig unterschiedliche Größe hat, insbesondere soweit die Nabe oder die Kettenräder oder Zahnkränze der hinteren Gangschaltungsgruppe betroffen sind.
Aufgrund der Versetzungen oder geringfügig unterschiedlichen Größen kann es vorkommen, dass die Kette und die Kettenräder, die von Zeit zu Zeit im Eingriff sind, nicht perfekt ausgerichtet sind, was zu einer Produktion von Geräuschen und vergrößertem Risiko eines Fehlbetriebs der Gangschaltung selbst führt.
Die vordere Gangschaltungsgruppe ist ebenfalls betroffen von einer Fehlausrichtung zwischen der Kette und dem von Zeit zu Zeit im Eingriff stehenden Kettenrad mit daraus folgender Geräuschentwicklung und einem Risiko eines Fehlbetriebs.
Insbesondere in dem Fall, in dem das Ersetzen des Hinterrads während eines Radrennens stattfindet, sind solche Nachteile kaum zu tolerieren.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, es zu ermöglichen, solche Fehlausrichtungen auf eine ausreichend schnelle Weise zu beseitigen, so dass es während einer Radrennens ausgeführt werden kann, insbesondere während der Bewegung, und ohne dass es notwendig ist, das Fahrrad auf einem Ständer zu montieren.
In seinem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur elektronischen Servo-Unterstützung für eine Fahrradgangschaltung, das folgende Schritte umfasst:

a) das Antreiben eines Stellglieds einer Fahrradgangschaltung, um eine Kette der Gangschaltung in einer axialer Richtung im Hinblick auf eine Gangschaltungsgruppe, die mindestens zwei Kettenräder umfasst, in einer ersten Richtung oder in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung zu versetzen,
b) das Empfangen von Information über die erfolgreiche Ausrichtung zwischen der Kette und einem vorbestimmten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe,
c) das Einstellen einer Verstellungsvariablen eines Logikwertes, der dem vom vorbestimmten Kettenrad abhängigen Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist, auf einen Wert, der mit der in Schritt a) ausgeführten Versetzung korrespondiert, mit der das Stellglied angetrieben wird.

Die Verstellungsvariable kann allen Übersetzungsverhältnissen der Gangschaltungsgruppe gemeinsam sein oder es können eine Vielzahl von Verstellungsvariablen vorgesehen sein, deren jede einem Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren den folgenden Schritt:

d) das Empfangen eines ersten Versetzungsanforderungssignals des Stellglieds in der ersten Richtung oder eines zweiten Versetzungsanforderungssignals des Stellglieds in der zweiten Richtung, wobei in Schritt a) des Antreibens des Stellglieds das Versetzen der Kette in der ersten oder zweiten Richtung in Übereinstimmung mit dem in Schritt d) empfangenen Versetzungsanforderungssignal durchgeführt wird.

Darüber hinaus umfasst das Verfahren stärker bevorzugt die Wiederholung von Schritt d) des Empfangens eines Versetzungsanforderungssignals und Schritt a) des Antreibens des Stellglieds, bis die Information über das erfolgreiche Ausrichten in Schritt b) empfangen wird.
Das Verfahren kann auch den folgenden Schritt umfassen:

e) das Unterordnen der Wiederholung von Schritt a) des Antreibens des Stellglieds unter eine Überprüfung, dass die in Schritt a) ausgeführte Versetzung nicht einen Höchstversetzungswert erreicht hat.

Vorteilhafter Weise ist der Höchstversetzungswert niedriger ist als die Hälfte des Abstandes zwischen zwei benachbarten Kettenrädern der Gangschaltungsgruppe, wenn das vorbestimmte Kettenrad das Kettenrad mit dem größten bzw. dem kleinsten Durchmesser der Gangschaltungsgruppe ist, und sonst ist der Höchstversetzungswert gleich der Hälfte des Abstandes zwischen zwei benachbarten Kettenrädern der Gangschaltungsgruppe.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren die folgenden Schritte umfassen:

f) das Empfangen eines Betriebsmode-Signals, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die mindestens einen normalen Fahrbetriebsmode und einen Justierbetriebsmode umfasst.
g) das Empfangen eines ersten bzw. eines zweiten Versetzungsanforderungssignals des Stellglieds, um die Kette in axialer Richtung mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe in der ersten Richtung bzw. in der zweiten Richtung zu versetzen,
h1) wobei dann, wenn das Betriebsmode-Signal mit dem Justierbetriebsmode übereinstimmt, mindestens die Schritte a) bis c) ausgeführt werden,
h2) wobei dann, wenn das Betriebsmode-Signal mit dem normalen Fahrbetriebsmode übereinstimmt, der Schritt des Antreibens des Stellglieds der Gangschaltung ausgeführt wird, um die Kette der Gangschaltung in axialer Richtung mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung zu versetzen, zwischen der physischen Position, die einem ersten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe entspricht, und der physischen Position, die einem zweiten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe entspricht, wobei die physischen Positionen durch die den Kettenrädern zugeordneten Logikwerte bestimmt werden, wie sie durch die Verstellungsvariablen angepasst wurden.

Vorteilhafter Weise umfasst der Schritt h2): das Antreiben des Stellglieds zum Versetzen der Kette in axialer Richtung mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe in der ersten Richtung bzw. in der zweiten Richtung um einen bestimmten Betrag durch Vergrößern bzw. Verkleinern des Wertes eines Zählers um einen Wert gleich der algebraischen Summe der gemeinsamen Verstellungsvariablen oder der algebraischen Summe der Verstellungsvariablen, die dem vom zweiten Kettenrad abhängigen Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist, und der Differenz zwischen den Logikwerten, die dem zweiten Kettenrad und dem ersten Kettenrad zugeordnet sind.
Die Differenz zwischen den Logikwerten, die dem zweiten Kettenrad und dem ersten Kettenrad zugeordnet sind, kann durch mindestens einen Differenzbetrag bezeichnet werden, die jedem Paar der benachbarten Kettenräder der Gangschaltungsgruppe im Voraus zugeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt f) das Betriebsmode-Signal aus der Gruppe ausgewählt, die auch einen Einstellungsbetriebsmode umfasst, und das Verfahren umfasst auch den Schritt:

h3) wenn das Betriebsmode-Signal mit dem Einstellungsbetriebsmode übereinstimmt, das Ausführen der folgenden Schritte:
h31) das Antreiben des Stellglieds, um die Kette der Gangschaltung in axialer Richtung mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung zu versetzen,
h32) das Empfangen von Information über die erfolgreiche Ausrichtung zwischen der Kette und einem vorbestimmten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe,
h33) das Einstellen einer eineindeutige Korrespondenz zwischen der physischen Position des Stellglieds in Schritt h32) und dem Logikwert, der dem vom vorbestimmten Kettenrad abhängigen Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist.
h34) das Einstellen der Verstellungsvariable(n) auf Null.

Das vorbestimmte Kettenrad in Schritt h3) ist vorteilhafter Weise das Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser der Gangschaltungsgruppe.
Der Schritt h33) des Einstellens einer eineindeutigen Korrespondenz kann das Einstellen des Wertes eines Zählers auf den dem vorbestimmten Kettenrad im Voraus zugeordneten Logikwert umfassen.
Wenn das vorbestimmte Kettenrad in Schritt h3) das Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser der Gangschaltungsgruppe ist, umfasst Schritt h33) des Einstellens einer eineindeutige Korrespondenz vorteilhafter Weise das Einstellen des Zählers auf Null.
Alternativ umfasst der Schritt h33) des Einstellens einer eineindeutige Korrespondenz das Speichern des gegenwärtigen Wertes eines Zählers als der dem vorbestimmten Kettenrad im Voraus zugeordnete Logikwert in einer Speichereinrichtung.
Vorteilhafter Weise kann Schritt h3) für jedes Kettenrad und einen korrespondierenden Logikwert wiederholt werden.
Schritt a) und/oder Schritt h3) werden vorzugsweise ausgeführt, während das Fahrrad stillsteht, wobei möglicherweise die Kette der Gangschaltung in Bewegung gehalten wird.
Das Verfahren kann darüber hinaus die folgenden Schritte umfassen:

i) das Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle, wobei in Schritt d) und/oder in Schritt g) das erste oder zweite Versetzungsanforderungssignal des Stellglieds über die Benutzerschnittstelle empfangen wird.

In dem Schritt b) und/oder in dem Schritt h32) kann die Information über die erfolgreiche Ausrichtung über die Benutzerschnittstelle empfangen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren den Schritt umfassen:

j) das Bereitstellen einer Einrichtung zum Erkennen der relativen Position zwischen der Kette und dem vorbestimmten Kettenrad und das Bereitstellen der Information über die erfolgreiche Ausrichtung in Schritt b) und/oder Schritt h32).

Die Einrichtung zum Erkennen der relativen Position zwischen der Kette und dem vorbestimmten Kettenrad kann auch geeignet sein, das erste oder zweite Versetzungsanforderungssignal des Stellglieds in Schritt d) und/oder in Schritt g) bereitzustellen.
Dies kann erreicht werden durch Zuordnen eines Elements zum Stellglied, das an ihm zur Gangschaltungsgruppe hin hängt und/oder durch Zuordnen einer gebündelten Lichtquelle und eines gebündelten Lichtsensors zum Stellglied bzw. dem vorbestimmten Kettenrad oder umgekehrt. Als eine Alternative kann auch Lichttriangulation ausgenutzt werden.
Es ist auch möglich, nach Schritt b) und/oder nach Schritt h32) des Empfangens von Information über das erfolgreiche Ausrichten die Schritte auszuführen:

k) das Antreiben des Stellglieds der Gangschaltung, um die Kette der Gangschaltung in axialer Richtung mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe von der gegenwärtigen Position in der ersten Richtung bzw. in der zweiten Richtung sequentiell zu jedem benachbarten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe zu versetzen,
l) das Antreiben des Stellglieds, um die Kette in axialer Richtung mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung zu versetzen,
m) das Empfangen einer zweiten Information über die erfolgreiche Ausrichtung zwischen der Kette und dem vorbestimmten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe.

Darüber hinaus kann das Verfahren den zwischen Schritt k) und Schritt l) auszuführenden Schritt umfassen:

k1) das Antreiben des Stellglieds der Gangschaltung, um die Kette der Gangschaltung in axialer Richtung mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe in der zweiten Richtung bzw. in der ersten Richtung sequentiell zu jedem benachbarten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe bis zum vorbestimmten Kettenrad zu versetzen.

Auf besonders bevorzugte Weise wird in Schritt a) und den Schritten h31) und/oder l), wo vorgesehen, das Stellglied angetrieben, um die Kette mit vergleichsweise niedriger Geschwindigkeit zu versetzen, und wird in den Schritten h2), k) und/oder k1), wo vorgesehen, das Stellglied angetrieben, um die Kette mit vergleichsweiser hoher Geschwindigkeit zu versetzen.
Alternativ oder zusätzlich wird in Schritt a) und in den Schritten h31) und/oder l), wo vorgesehen, ein Schrittmotor des Stellglieds angetrieben, um die Kette durch eine Bewegung von einem Schritt oder mit einer vergleichsweise geringen Anzahl an Schritten zu versetzen, und wird in den Schritten h2), k) und/oder k1), wo vorgesehen, der Motor des Stellglieds angetrieben wird, um die Kette durch eine Bewegung mit einer vergleichsweise hohen Anzahl an Schritten zu versetzen.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung betrifft die Erfindung ein Programm zur elektronischen Servo-Unterstützung für eine Fahrradgangschaltung, das eine Programm-Code-Einrichtung umfasst, die geeignet ist, die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm auf einem Rechner abläuft.
Das Programm ist vorzugsweise in mindestens einer Mikrosteuerung ausgeführt.
Alternativ kann das Programm in einem Computer-Speicher oder in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert sein.
In einem dritten Aspekt der Erfindung betrifft die Erfindung einen elektronischen Schaltkreis, der geeignet ist, die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen.
In einem vierten Aspekt der Erfindung betrifft die Erfindung eine Fahrradgangschaltung, die umfasst:

– ein hinteres Stellglied und ein vorderes Stellglied mit jeweils einem Motor zum Versetzen einer Kette in axialer Richtung durch ein Führungselement mit Hinblick auf eine jeweilige Gangschaltungsgruppe, die mindestens zwei Kettenräder umfasst, welche jeweils einer Radnabe des Hinterrades und der Achse der Pedalkurbeln eines Fahrrads zugeordnet sind, in einer ersten Richtung oder in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung,
– eine manuelle Eingabevorrichtung, die eine Einrichtung zum Eingeben eines Anforderungssignals zur Versetzung des hinteren oder des vorderen Stellglieds in der ersten Richtung bzw. in der zweiten Richtung umfasst,
– eine elektronische Steuerungseinheit, die mit der Eingabevorrichtung, mit dem hinteren Stellglied und mit dem vorderen Stellglied verbunden ist, und im normalen Fahrbetriebsmode das hintere Stellglied bzw. das vordere Stellglied auf der Basis des Versetzungsanforderungssignals antreibt, um die Kette von einem ersten Kettenrad zu einem zweiten, benachbarten Kettenrad der jeweiligen Gangschaltungsgruppe zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass
– die manuelle Eingabeeinrichtung eine Einrichtung umfasst zur Auswahl des Betriebsmode mindestens zwischen dem normalen Fahrbetriebsmode und einem Justierbetriebsmode,
– die elektronische Steuerungseinheit im normalen Fahrbetriebsmode das hintere bzw. vordere Stellglied zwischen einem dem ersten Kettenrad zugeordneten Logikwert und einem dem zweiten Kettenrad zugeordneten Logikwert antreibt, die durch den Wert einer Verstellungsvariablen abgeändert sind,
– die elektronische Steuerungseinheit im Justierbetriebsmode das hintere bzw. das vordere Stellglied auf der Basis des Versetzungsanforderungssignals antreibt, um die Kette in der ersten oder in der zweiten Richtung zu versetzen, und um den Wert der Verstellungsvariable zu verkleinern oder zu vergrößern, wobei die elektronische Steuerungseinheit auch eine Einrichtung hat zum Eingeben von Information über die erfolgreiche Ausrichtung zwischen der Kette und einem vorbestimmten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe, um vom Justierbetriebsmode zum normalen Fahrbetriebsmode umzuschalten.

Die Verstellungsvariable kann allen Übersetzungsverhältnissen der Gangschaltungsgruppe gemeinsam sein oder es kann Vielzahl von Verstellungsvariablen vorgesehen sein, deren jede einem Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die elektronische Steuerungseinheit einen hinteren Zähler und einen vorderen Zähler, eine Einrichtung zum Aktualisieren des Zählers während des Antreibens des hinteren bzw. des vorderen Stellglieds und eine Einrichtung zum Vergleichen des Wertes des hinteren bzw. des vorderen Zählers mit den Logikwerten.
Die Betriebsmodes, die durch die Betriebsmode-Auswahleinrichtung ausgewählt werden können, können darüber hinaus einen Einstellungsbetriebsmode umfassen, wobei die elektronische Steuerungseinheit im Einstellungsbetriebsmode dazu dient, das hintere bzw. das vordere Stellglied auf der Basis des Versetzungsanforderungssignals anzutreiben, um die Kette in der ersten oder in der zweiten Richtung zu versetzen, und wobei die elektronische Steuerungseinheit auch eine Einrichtung zum Eingeben von Information über die erfolgreiche Ausrichtung zwischen der Kette und einem vorbestimmten Kettenrad der Gangschaltungsgruppe hat, und wobei sie eine Einrichtung zum Einstellen einer eineindeutige Korrespondenz zwischen der physischen Position des hinteren bzw. des vorderen Stellglieds und dem dem vorbestimmten Kettenrad zugeordneten Logikwert hat, und diese Einrichtung auf die Einrichtung zum Eingeben von Information über die erfolgreiche Ausrichtung reagiert.
Die Einrichtung zum Einstellen einer eineindeutigen Korrespondenz kann eine Einrichtung zum Einstellen des Wertes des hinteren und des vorderen Zählers auf den im Voraus dem vorbestimmten Kettenrad zugeordneten Logikwert umfassen.
Wenn das vorbestimmte Kettenrad das Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser ist, kann die Einrichtung zum Einstellen einer eineindeutigen Korrespondenz insbesondere eine Einrichtung zum Einstellen des hinteren oder des vorderen Zählers auf Null umfassen.
Alternativ kann die Einrichtung zum Einstellen einer eineindeutigen Korrespondenz eine Einrichtung zum Speichern des gegenwärtigen Wertes des hinteren oder vorderen Zählers als der dem vorbestimmten Kettenrad im Voraus zugeordnete Logikwert in einer Speichereinrichtung umfassen.
In einer Ausführungsform kann die Gangschaltung eine Einrichtung zum Speichern eines jedem Paar benachbarter Kettenräder im Voraus zugeordneten Differenzbetrags umfassen, wobei im normalen Fahrbetriebsmode der dem zweiten Kettenrad zugeordnete Logikwert bestimmt wird durch Addieren bzw. Subtrahieren des Differenzbetrags, die dem aus dem ersten und dem zweiten Kettenrad gebildeten Paar im Voraus zugeordnet ist, zu dem bzw. von dem dem ersten Kettenrad zugeordneten Logikwert.
Die jedem Paar benachbarter Kettenräder der Gangschaltungsgruppe im Voraus zugeordneten Differenzbeträge können einander gleich sein.
Die Gangschaltung nach der Erfindung kann eine Einrichtung für das Erfassen der physischen Position des hinteren Stellglieds bzw. des vorderen Stellglieds, die einen hinteren Signalwandler und einen vorderen Signalwandler umfasst, und für die Bereitstellung dieser Position für die elektronischen Steuerungseinheit umfassen.
Im normalen Fahrbetriebsmode treibt dann die elektronische Steuerungseinheit das hintere bzw. das vordere Stellglied an, um die Kette zwischen dem ersten Kettenrad und dem zweiten Kettenrad unter Rückmeldungssteuerung mittels der physische Position zu versetzen, welche von der Einrichtung zum Erfassen der physischen Position erfasst wird.
Die Einrichtung zum Erfassen der physischen Position kann darüber hinaus eine Einrichtung für das Erfassen der relativen Position zwischen dem hinteren bzw. dem vorderen Stellglied und dem vorbestimmten Kettenrad und für das Erzeugen der Information über die erfolgreiche Ausrichtung im Justierbetriebsmode und/oder im Einstellungsbetriebsmode umfassen.
Die Einrichtung zum Erfassen der relativen Position kann darüber hinaus geeignet sein für das Erzeugen des ersten Versetzungsanforderungssignals des Stellglieds in der ersten Richtung oder des zweiten Versetzungsanforderungssignals des Stellglieds in der zweiten Richtung im Justierbetriebsmode und/oder im Einstellungsbetriebsmode.
Die Einrichtung für das Erkennen der relativen Position kann z.B. eine parallel ausgerichtete Lichtquelle und einen Sensor für parallel ausgerichtetes Licht, jeweils am Stellglied und am vorbestimmten Kettenrad oder umgekehrt, umfassen. Alternativ kann Lichttriangulation ausgenutzt werden.
Vorzugsweise sind die Motoren des hinteren und des vorderen Stellglieds Schrittmotoren, und ein Versetzen des hinteren oder des vorderen Stellglieds um einen Schritt oder um ein ganzzahliges Vielfaches von Schritten korrespondiert mit einer Zunahme oder Abnahme des hinteren oder des vorderen Zählers in Einheiten.
Alternativ können die Motoren des vorderen und des hinteres Stellglieds ausgewählt sein aus der Gruppe, die aus Gleichstrommotoren, bürstenlosen Motoren, asynchronen Motoren und hydraulischen Motoren besteht.
Vorzugsweise ist auch eine Ausgabeeinrichtung vorgesehen, die zusammen mit der manuellen Eingabeeinrichtung eine Benutzerschnittstelle für die elektronische Steuerungseinheit definiert.
Die Gangschaltung umfasst vorzugsweise eine Stromversorgung, die zwischen der elektronischen Steuerungseinheit und dem hinteren und dem vorderen Stellglied und, wo vorgesehen, dem vorderen und dem hinteren Signalwandler angeordnet ist.
Vorzugsweise umfasst die elektronische Steuerungseinheit mindestens eine in CMOS-Technologie gefertigte Mikrosteuerung.
Vorzugsweise ist die elektronische Steuerungseinheit darüber hinaus verteilt und umfasst viele Mikrosteuerungen in der Anzeigeeinheit und/oder in einer die manuelle Eingabeeinrichtung steuernden Einheit und/oder in der Stromversorgung.
Weitere Charakteristiken und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger ihrer bevorzugten Ausführungsformen deutlicher werden, die Bezüge auf die beigefügten Zeichnungen haben. In den Zeichnungen:
1 veranschaulicht schematisch eine Perspektivdarstellung eines Fahrrads, das mit einer elektronischen Gangschaltung mit Servo-Unterstützung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.
2 veranschaulicht ein Blockdiagramm der elektronischen Gangschaltung mit Servo-Unterstützung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 bis 5 veranschaulichen schematisch verschiedene Ausführungsformen einer Speichereinrichtung der Gangschaltung nach der Erfindung.
6 veranschaulicht ein Flussdiagramm, das eine Modeauswahl der Gangschaltung nach der Erfindung exemplarisch darstellt.
7 und 8 veranschaulichen zusammen ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Einstellbetriebsmodes der Gangschaltung nach der Erfindung.
9 veranschaulicht ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Justierbetriebsmodes der Gangschaltung nach der Erfindung.
Mit Bezug auf 1 umfasst ein Fahrrad 1, insbesondere ein Rennrad, einen Rahmen 2, der auf bekannte Weise aus Rohrelementen gebildet ist; die eine Tragestruktur 3 für ein Hinterrad 4 und eine Gabel 5 für ein Vorderrad 6 definieren. Eine Lenkstange 70 mit einer rohrförmigen Struktur ist mit der Gabel 5 betrieblich verbunden.
Der Rahmen 2 trägt an seinem unteren Abschnitt eine Achse der Pedale oder Pedaleinheit 7 von konventionellem Typ, um das Hinterrad 4 über eine allgemein mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnete Gangschaltung mit elektronischer Servo-Unterstützung nach der Erfindung anzutreiben.
Die Gangschaltung 8 wird im Wesentlichen gebildet durch eine hintere Gangschaltungsgruppe 9 und eine vordere Gangschaltungsgruppe 10. Die hintere Gangschaltungsgruppe 9 umfasst eine Vielzahl von Kettenrädern oder Ritzels 11 (zehn in dem veranschaulichten Beispiel, was aber auch neun, elf oder irgendeine andere Anzahl sein kann) mit unterschiedlichen Durchmessern, die koaxial (Achse A) zum Hinterrad 4 sind. Die vordere Gangschaltungsgruppe 10 umfasst eine Vielzahl von Kettenrädern oder Kronen oder Antriebsrädern 12 (zwei in dem veranschaulichten Beispiel, was aber auch drei oder irgendeine andere Anzahl sein kann) mit unterschiedlichen Durchmessern, die koaxial (Achse B) zur Achse der Pedalkurbeln 7 sind.
Die Kettenräder 11 der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 und die Kettenräder 12 der vorderen Gangschaltungsgruppe 10 sind selektiv mit einer Endloskette 13 im Eingriff, um mittels der Gangschaltung 8 mit elektronischer Servo-Unterstützung unterschiedliche verfügbare Übersetzungsverhältnisse bereitzustellen.
Die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse können durch Bewegen eines Kettenführungselements oder hinteren Umwerfers (oder auch einfach eines Schaltwerks) 14 der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 und/oder eines Kettenführungselements oder vorderen Umwerfers (oder auch einfach eines Umwerfers) 15 der vorderen Gangschaltungsgruppe 10 erreicht werden.
Der hintere Umwerfer 14 und der vordere Umwerfer 15 werden gesteuert durch ein jeweiliges Stellglied 16, 17 (2), das typisch einen Gelenk-Parallelogrammmechanismus und einen elektrischen Motor mit Untersetzung umfasst, um das Gelenk-Parallelogramm zu verformen.
Ein Positionssensor des hinteren Umwerfers oder hinterer Signalwandler 18 und ein Positionssensor des vorderen Umwerfers oder vorderer Signalwandler 19 (2) sind den Stellgliedern 16, 17 zugeordnet.
Die Details der Konstruktion der Umwerfer 14, 15 der jeweiligen Stellglieder 16, 17 und der jeweiligen Positionssensoren 18, 19 sind hier nicht veranschaulicht, weil die vorliegende Erfindung außerhalb ihrer spezifischen Konstruktion liegt. Für weitere Details sei Bezug genommen auf die Beschreibung der oben angeführten Patentanmeldungen und Patente.
Insbesondere sind die Signalwandler 18, 19 vorzugsweise von dem Typ, der in EP 1 103 456 A2 beschrieben ist, der geeignet ist, ein elektrisches Signal bereitzustellen, das die absolute Position der Umwerfer 14, 15 anzeigt.
Eine elektrische Stromversorgung 30, die mit einer Batterie ausgerüstet ist, liefert die elektrische Energie für die Motoren der Stellglieder 16, 17, für die Signalwandler 18, 19, für die elektronische Mikroprozessorsteuerungseinheit 40 und vorzugsweise für eine Anzeigeeinheit 60. Die Batterie ist vorzugsweise vom wieder aufladbaren Typ, und der hintere Umwerfer 14 kann auf an sich bekannter Weise eine dynamo-elektrische Einheit für das Aufladen der Batterie umfassen.
In der vorliegenden Beschreibung und in den angefügten Ansprüchen soll unter der elektronischen Steuerungseinheit 40 eine Logikeinheit gemeint sein, die wie auch immer aus vielen physischen Einheiten gebildet sein kann, insbesondere aus einem oder mehreren verteilten Mikroprozessoren, die in der Anzeigeeinheit 60 und/oder in der elektrischen Stromversorgung 30 und/oder in einer Kommandoeinheit untergebracht sind.
Die elektrische Stromversorgung 30 ist z.B. in einem der Rohre der Lenkstange 70, in einem der Rohre des Rahmens 2, z.B. an einem Träger für die Trinkflasche (nicht gezeigt) oder in der Anzeigeeinheit 60 untergebracht, welche vorzugsweise zentral an der Lenkstange 70 angebracht ist.
Die Informationsübertragung zwischen den verschiedenen Komponenten wird durch elektrische Kabel ausgeführt, die vorteilhafter Weise innerhalb der Rohre des Rahmens 2 untergebracht sind, oder sonst auf drahtlose Weise, z.B. mit dem Bluetooth-Protokoll.
Während der Fahrt werden der hintere und der vordere Umwerfer 14, 15 über die Stellglieder 16, 17 von der elektronischen Steuerungseinheit 40 auf der Basis von Aufwärts- oder Abwärtsgangschaltungsanforderungssignalen gesteuert, die über manuelle Kommandovorrichtungen oder halbautomatisch oder vollautomatisch von der elektronischen Steuerungseinheit 40 selbst erzeugt werden. Die manuelle Kommandovorrichtung kann z.B. die Hebel 43, 44 für das Aufwärts- bzw. das Abwärtsgangschaltungsanforderungssignal der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 umfassen, die dem Bremshebel 41 an einem Griff der Lenkstange 70 zugeordnet sind, und kann die Hebel 45, 46 (2) für das Aufwärts- bzw. das Abwärtsgangschaltungsanforderungssignal der vorderen Gangschaltungsgruppe 10 umfassen, die dem Bremshebel 41 an dem anderen Griff der Lenkstange 70 zugeordnet sind (die Hebel 45, 46 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in 1 gezeigt).
Als Alternative zu den Hebeln 43, 44 (45, 46) können zwei manuell betätigte Knöpfe vorgesehen werden, oder zwei Knöpfe, die über einen Wippenhebel betätigt werden.
Die elektronische Steuerungseinheit 40 ist auch den zwei Signalwandlern 18, 19 zugeordnet, um die Motoren der Stellglieder 16, 17 anzuhalten, wenn das gewünschte Übersetzungsverhältnis erreicht worden ist, d.h. wenn der Umwerfer 14 oder 15 das Kettenrad 11 oder 12 (mit einem größeren bzw. kleineren Durchmesser) neben demjenigen erreicht hat, bei dem er war, als das Gangschaltungskommando (aufwärts bzw. abwärts) durch die manuelle Kommandovorrichtung 43, 44, 45, 46 oder durch die elektronische Steuerungseinheit 40 erzeugt wurde.
In einer alternativen Ausführungsform sind die Motoren der Stellglieder 16, 17 Schrittmotoren, die mit einer geeigneten Anzahl von Schritten für jedes Aufwärts- oder Abwärtsgangschalten angetrieben und dann angehalten werden, wohingegen die Signalwandler 18, 19 verwendet werden, um ein Rückmeldungssignal an die elektronische Steuerungseinheit abzugeben, so dass sie möglicherweise vorsehen kann, die Motoren der Stellglieder 16, 17 einmal mehr zu aktivieren für den Fall, dass die mit den benachbarten Kettenrädern 11 oder 12 korrespondierende physische Position nicht erreicht worden ist. Dies kann z.B. vorkommen aufgrund der Tatsache, dass das von den Umwerfern 14, 15 ausgeübte Gegendrehmoment, das zu einem gewissen Grad davon abhängt, wie der Fahrer in die Pedale tritt, zu hoch war, und damit größer als das maximale Drehmoment, das von den Schrittmotoren abgegeben werden kann.
Genauer: nach der vorliegenden Erfindung umfasst die elektronische Steuerungseinheit 40 einen hinteren Zähler 47 und einen vorderen Zähler 48. Die Zähler 47, 48 können z.B. verwirklicht werden durch ein Register oder durch eine Variable, die in einer Speicherzelle gespeichert ist.
Die elektronische Steuerungseinheit 40 treibt im normalen Fahrbetriebsmode der Gangschaltung 8 die Stellglieder 16, 17 an und überwacht ihre Position, indem sie die Zähler 47, 48 erhöht oder vermindert z.B. durch eine Einheit für jeden Schritt, der von dem Schrittmotor ausgeführt wird und/oder auf der Basis der Auslesung der Signalwandler 18, 19.
Die elektronische Steuerungseinheit 40 umfasst auch eine hintere Speichereinrichtung 49 und eine vordere Speichereinrichtung 50, auf deren Basis – abseits von dem, was später mit Bezug auf einen Justierbetriebsmode der Gangschaltung 8 beschrieben wird – die elektronische Steuerungseinheit 40 die Logikwerte (auf eine später mit Bezug auf 3 bis 5 beschriebene Weise) bestimmt, welche die Zähler 47, 48 annehmen müssen, so dass die Umwerfer 14, 15 über den von Zeit zu Zeit gewünschten Kettenrädern 11, 12 liegen.
Mit anderen Worten: falls die Kette 13 auf einem ersten Kettenrad 11 (12) liegt und der Zähler 47 (48) einen ersten Logikwert hat, wenn der Fahrer das manuelle Aufwärtsgangschaltungsanforderungskommando 43 (45) betätigt (oder wenn solch eine Anforderung von der elektronischen Steuerungseinheit 40 selbst erzeugt wird), dann besorgt die elektronische Steuerungseinheit 40 den Antrieb des Stellglieds 16 (17), um die Kette entlang der Achse A (B) in einer ersten Richtung zu versetzen, bis der Zähler 47 (48) den Logikwert (direkt von der Speichereinrichtung 49 (50) ausgelesen oder von der von der Speichereinrichtung 49 (50) ausgelesenen Information abgeleitet) erreicht, der dem benachbarten Kettenrad 11 (12) mit dem nächst größeren Durchmesser zugeordnet ist. Die Kette 13 liegt dann auf dem benachbarten Kettenrad 11 (12) mit dem nächst größeren Durchmesser. Wenn der Fahrer das manuelle Abwärtsgangschaltungsanforderungskommando 44 (46) betätigt (oder wenn solch eine Anforderung von der elektronischen Steuerungseinheit 40 selbst erzeugt wird), dann besorgt die elektronische Steuerungseinheit 40 den Antrieb des Stellglieds 16 (17), um die Kette entlang der Achse A (B) in der zweiten Richtung zu versetzen, bis der Zähler 47 (48) den Logikwert (direkt von der Speichereinrichtung 49 (50) ausgelesen oder von der von der Speichereinrichtung 49 (50) ausgelesenen Information abgeleitet) erreicht, der dem benachbarten Kettenrad 11 (12) mit dem nächst kleineren Durchmesser zugeordnet ist. Die Kette 13 liegt dann auf dem benachbarten Kettenrad 11 (12) mit dem nächst kleineren Durchmesser.
In dem Fall, in dem die Stellglieder 16, 17 Schrittmotoren umfassen, korrespondiert vorteilhafter Weise eine Bewegung um einen Schritt oder eine ganzzahlige Vielzahl von Schritten des Schrittmotors in einer ersten oder zweiten Richtung der Drehung mit einer Einheitsvergrößerung oder Einheitsverkleinerung der Zähler 47, 48.
In einer Ausführungsform (3) sind die hintere und die vordere Speichereinrichtung 49 und 50 geeignet für die direkte Speicherung eines Logikwertes, der jedem Kettenrad 11, 12 der jeweiligen Gangschaltungsgruppe 9, 10 zugeordnet ist. In dem beispielhaften Fall der hinteren Gangschaltungsgruppe 9, die zehn Kettenräder oder Ritzel 11 umfasst, ist die hintere Speichereinrichtung 49 somit geeignet für die Speicherung eines Logikwertes R₁, der dem Rad mit dem kleinsten Durchmesser zugeordnet ist, eines Logikwertes R₂, der dem zweiten Kettenrad zugeordnet ist, eines Logikwertes R₃, der dem dritten Kettenrad zugeordnet ist, u.s.w. bis zu einem Logikwert R₁₀, der dem Kettenrad mit dem größten Durchmesser zugeordnet ist; in dem beispielhaften Fall der vorderen Gangschaltungsgruppe 10, die zwei Kettenräder oder Kronen 12 umfasst, ist die vordere Speichereinrichtung 50 somit geeignet für die Speicherung eines Logikwertes F₁, der dem Rad mit dem kleinsten Durchmesser zugeordnet ist, und eines Logikwertes F₂, der dem Kettenrad mit dem größten Durchmesser zugeordnet ist.
In solch einer Ausführungsform bestimmt die elektronische Steuerungseinheit 40 die Logikwerte, welche die Zähler 47, 48 annehmen müssen, so dass die Umwerfer 14, 15 über den von Zeit zu Zeit gewünschten Kettenrädern 11, 12 liegen durch Lesen der zugeordneten Logikwerte direkt aus dem Speicher 49, 50.
In einer alternativen Ausführungsform (4) ist die hintere Speichereinrichtung 49 geeignet für die Speicherung eines Differenzbetrags, der jedem Paar benachbarter Kettenräder 11 zugeordnet ist. In dem beispielhaften Fall der hinteren Gangschaltungsgruppe 9, die zehn Kettenräder oder Ritzel 11 umfasst, ist die hintere Speichereinrichtung 49 somit geeignet für die Speicherung eines Differenzbetrags ΔR_1-2, der dem Paar zugeordnet ist, das aus dem Kettenrad 11 mit dem kleinsten Durchmesser und dem zweiten Kettenrad 11 unmittelbar daneben (mit einem geringfügig größeren Durchmesser) besteht, für die Speicherung eines Differenzbetrags ΔR_2-3, der dem Paar zugeordnet ist, das aus dem zweiten Kettenrad und dem dritten Kettenrad besteht, u.s.w. bis zu einem Differenzbetrag ΔR_9-10, der dem Paar von Kettenrädern 11 mit den größten Durchmessern zugeordnet ist; in dem beispielhaften Fall der vorderen Gangschaltungsgruppe 10, die zwei Kettenräder oder Kronen 12 umfasst, ist die vordere Speichereinrichtung 50 geeignet für die Speicherung eines einzigen Differenzbetrags ΔF_1-2.
In solch einer Ausführungsform bestimmt die elektronische Steuerungseinheit 40 die Logikwerte, welche die Zähler 47, 48 annehmen müssen, so dass die Umwerfer 14, 15 über den von Zeit zu Zeit gewünschten Kettenrädern 11, 12 liegt, durch Addieren (oder Subtrahieren) der in dem Speicher 49, 50 gespeicherten Differenzbeträge, der mit dem Paar korrespondiert, das aus dem gegenwärtigen Kettenrad 11, 12 und dem Kettenrad 11, 12 mit nächst größerem (kleinerem) Durchmesser besteht, zu (oder von) dem gegenwärtigen Wert des Zählers.
Wenn die Gangschaltungsgruppe 9, 10 Kettenräder 11, 12 mit gleichem Abstand eines bestimmten Hubs umfasst, sind die hintere Speichereinrichtung 49 und die vordere Speichereinrichtung 50 geeignet für die Speicherung jeweils eines einzigen Differenzbetrags ΔR bzw. ΔF. Wenn der Hub zwischen benachbarten Kettenrädern 11 der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 gleich dem Hub zwischen benachbarten Kettenrädern 12 der vorderen Gangschaltungsgruppe 10 ist, dann kann auch nur eine einzige Speichereinrichtung, z.B. die vordere Speichereinrichtung 49, vorhanden sein.
Nach der Erfindung ist die Gangschaltung mit elektronischer Servo-Unterstützung und insbesondere ihre elektronische Steuerungseinheit 40 neben dem normalen Fahrbetriebsmode geeignet für einen Betrieb in anderen Betriebsmodes einschließlich einem Programmiermode des Mikroprozessors/der Mikroprozessoren der elektronischen Steuerungseinheit, einem Diagnosemode, einem „Wählbetriebsmode", in dem es möglich ist, zwischen manueller, automatischer oder halbautomatischer Steuerung der Gangschaltung zu wählen, wie z.B. im Dokument US 5,865,454 beschrieben, einem Justierbetriebsmode und nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einem Einstellbetriebsmode. Der Programmiermode, der Diagnosemode und der Wählbetriebsmode werden nicht im Detail beschrieben, da die Erfindung außerhalb dieser Betriebsmodes liegt.
Die verschiedenen Betriebsmodes werden durch eine manuelle Modeauswahlkommandoeinrichtung ausgewählt, die eine Benutzerschnittstelle zu der elektronischen Steuerungseinheit 40 bildet, vorzugsweise in Zusammenarbeit mit der Anzeigeeinheit 60. Die Modeauswahlkommandoeinrichtung umfasst vorzugsweise zwei Knöpfe 61, 62, die an der Anzeigeeinheit 60 angeordnet sind. Die Benutzerschnittstelle kann natürlich andere Knöpfe oder Hebel umfassen, wie den Knopf 63 an der Anzeigeeinheit 60 und/oder an den Griffen der Lenkstange 70, der in anderen Betriebsmodes verwendet wird.
Wenn der Fahrer z.B. den Knopf 61 drückt, der zentral unter der Anzeigeeinheit 60 angeordnet ist, kann die elektronische Steuerungseinheit 40 auf der Anzeigeeinheit 60 die verschiedenen Betriebsmodes in zyklischer Folge zeigen, und die Modeauswahleinrichtung kann denselben Knopf 61 für das Akzeptieren des gegenwärtig auf der Anzeigeeinheit 60 angezeigten Betriebsmodes und einen Knopf, z.B. den Knopf 62 rechts von der Anzeigeeinheit 60, umfassen, um ihn nicht zu akzeptieren und um die Anzeige des nächsten Betriebsmodes zu veranlassen.
Vorteilhafter Weise jedoch kann der Justierbetriebsmode der Gangschaltung statt zusammen mit den anderen Betriebsmodes angezeigt zu werden, unmittelbar aus dem normalen Fahrbetriebsmode erreicht werden, z.B. durch ein schnelles doppeltes Drücken und Niederhalten des Knopfes 61 oder durch Drücken eines weiteren, zugewiesenen Knopfes (nicht gezeigt).
Alternativ kann die elektronische Steuerungseinheit 40 auf der Anzeigeeinheit 60 ein Menü anzeigen, das die verschiedenen Betriebsmodes enthält, und die Betriebsmodeauswahlein richtung kann einen Knopf für das zyklische Vorrollen eines Auswahlzeigers in dem Menü oder zwei Knöpfe für das Vorrollen des Auswahlszeigers in zwei Richtungen sowie einen Knopf für das Akzeptieren des Betriebsmodes umfassen, auf den der Auswahlzeiger gegenwärtig verweist.
Die Knöpfe für das Akzeptieren und das Nicht-Akzeptieren des Betriebsmodes oder die Knöpfe für das Vorrollen des Zeigers können auch durch dieselben Aufwärts- und Abwärtsgangschaltungsanforderungskommandos 43, 44 oder 45, 46 verkörpert werden, wobei die elektronische Steuerungseinheit 40 das durch das Drücken der Knöpfe erzeugte Signal entsprechend dem Kontext interpretiert, z.B. durch Logikgatter oder Boolsche Funktionen.
In jedem Fall ist vorzuziehen, dass der Aktivierungsknopf des Justierbetriebsmodes physisch an der Anzeigeeinheit 60 (und nicht an einem der Griffe der Lenkstange 70) angeordnet ist, um eine unbeabsichtigte Aktivierung solch eines Betriebsmodes zu vermeiden.
Ein Flussdiagramm, das die Betriebsmodeauswahl der Gangschaltung 8 nach der Erfindung beispielhaft darstellt, ist in 6 dargestellt.
Nach dem Einschalten in Block 101 beginnt die elektronische Steuerungseinheit 40 mit einem Block 102 für die Steuerung des normalen Fahrbetriebsmodes, insbesondere bei manuellem Betrieb. Das System verbleibt in diesem Betriebsmode, in dem es auf Signale wartet und steuert, die von den Gangschaltungsanforderungskommandos 43–46 auf die oben beschriebene Weise kommen, und die Abfrage des Blocks 103 bezüglich eines Betriebsmodewechsels negativ reagiert. In dem Abfrageblock 103 wird ein Betriebsmodeauswahlanforderungssignal überwacht, das durch eine der manuellen Eingabekommandos insbesondere durch Drücken des Knopfes 61 erzeugt wird.
Parallel dazu wird in einem Block 116 ein Justierbetriebsmodeanforderungssignal, das z.B. auf die oben beschriebene Weise (durch Niederdrücken des Knopfes 61, u.s.w.) erzeugt wird, durch die elektronische Steuerungseinheit 40 überwacht. Nach Empfang des Justierbetriebsmodeanforderungssignals steuert die elektronische Steuerungseinheit 40 einen Justierbetriebsmode 117, der im Folgenden besser mit Bezug auf 9 beschrieben wird.
Falls das Betriebsmodeauswahlanforderungssignal aktiviert worden ist, Ausgang „Ja" aus dem Abfrageblock 103, fragt die elektronische Steuerungseinheit 40 in einem Block 104 ab, ob gewünscht wird, den Programmierbetriebsmode zu beginnen, und steuert nach Zustimmung solch einen Betriebsmode in einem Block 105 und verbleibt dort, bis sie eine negative Antwort in einem Block 106 empfängt, der einen Weiterführungswunsch abfragt, und kehrt dann zu dem Block 102 zur Steuerung des normalen Fahrbetriebsmodes zurück. Im Fall einer negativen Antwort im Block 104 fragt die elektronische Steuerungseinheit 40 in einem Block 107 ab, ob gewünscht wird, den Diagnosebetriebsmode zu beginnen, und steuert nach Zustimmung solch einen Betriebsmode in einem Block 108 und verbleibt dort, bis sie eine negative Antwort in einem Block 109 empfängt, der einen Weiterführungswunsch abfragt, und kehrt dann zu dem Block 102 zur Steuerung des normalen Fahrbetriebsmodes zurück. Im Fall einer negativen Antwort im Block 107 fragt die elektronische Steuerungseinheit 40 in einem Block 110 ab, ob gewünscht wird, den oben angeführten Betriebsauswahlmode zu beginnen, und steuert nach Zustimmung solch einen Betriebsmode in einem Block 111 und verbleibt dort, bis sie eine negative Antwort in einem Block 112 empfängt, der einen Weiterführungswunsch abfragt, und kehrt dann zu dem Block 102 zur Steuerung des normalen Fahrbetriebsmodes zurück, insbesondere im manuellen, halbautomatischen oder automatischen Betrieb, wie durch den Fahrer gewählt.
Eine Abfrage 113, ob gewünscht wird, einen Einstellmode zu beginnen, ist vorteilhafter Weise innerhalb des Blocks 111 eingebettet, so dass zwei Bestätigungen vom Benutzer verlangt werden, um zu vermeiden, dass solch ein Einstellmode aus Versehen ausgewählt wird. Im Fall einer negativen Antwort auf die Abfrage in Block 113 wird zu Block 111 zurückgekehrt, wohingegen im Fall einer zustimmenden Antwort die elektronische Steuerungseinheit 40 einen Einstellmode 114 steuert, der im Folgenden besser mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben wird, und verbleibt dort, bis sie eine negative Antwort in einem Block 115 empfängt, der einen Weiterführungswunsch abfragt, und kehrt dann zu dem Block 111 zurück.
7 und 8 veranschaulichen zusammen ein Flussdiagramm des Einstellbetriebsmodes 114. In diesen Zeichnungen und in der folgenden, dazugehörigen Beschreibung wird der hintere Umwerfer 14 einfach als „Schaltwerk" bezeichnet, während der vordere Umwerfer 15 einfach als „Umwerfer" bezeichnet wird.
Beginnend mit dem Anfangsblock 200, prüft die elektronische Steuerungseinheit 40, ob sie bereits im Einstellmode der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 ist und bezieht sich dabei auf einen Einstellmodemerker. Im negativen Fall wird in einem Block 202 abgefragt, ob gewünscht ist, den Einstellmode der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 zu aktivieren, und im negativen Fall wird der Einstellmode, soweit die hintere Gangschaltungsgruppe 9 betroffen ist, in einem Block 203 beendet. Der Block 203 korrespondiert mit dem Startblock 300 des Einstellbetriebsmodes, soweit die vordere Gangschaltungsgruppe 10 betroffen ist, der in 8 veranschaulicht ist und nicht beschrieben wird, da er unter Berücksichtigung notwendiger Modifikationen mit dem Einstellbetriebsmode korrespondiert, soweit die hintere Gangschaltungsgruppe 9 betroffen ist.
Im Fall einer zustimmenden Antwort auf Block 202 wird der Gangschaltungseinstellmodemerker gesetzt und der Fluss geht dementsprechend zu den Blöcken 203/300, 301 und 302 (die eine negative Antwort bekommen, da das Einstellen der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 ausgeführt wird), und kehrt dann (üben den Block 115 von 6) zu dem Anfangsblock 200 zurück.
In Block 201 wird geprüft, ob der Gangschaltungseinstellbetriebsmode bereits aktiv ist, und die elektronische Steuerungseinheit 40 fragt in einem Block 205 ab, ob gewünscht wird, den Gangschaltungseinstellbetriebsmode zu deaktivieren.
In dem negativen Fall, prüft die elektronische Steuerungseinheit 40 in einem Block 206, ob der Aufwärtsschaltanforderungshebel 43 betätigt wurde.
Im zustimmenden Fall treibt die elektronische Steuerungseinheit 40 in einem Block 207 das hintere Stellglied 16 an, so dass es die Kette in der Richtung zu einem Kettenrad mit größerem Durchmesser bewegt und somit fortfährt, das hintere Stellwerk 16 auf diese Weise so lange anzutreiben, wie der Aufwärtsschaltanforderungshebel 43 betätigt bleibt, was in Block 208 überprüft wird. Das hintere Stellglied 16 wird so angetrieben, dass es den hinteren Umwerfer 14 mit kleinen Hüben versetzt, jedenfalls mit kleineren Hüben als der Abstand zwischen zwei benachbarten Kettenrädern 11. Um eine präzisere Einstellung zu ermöglichen, wird das hintere Stellglied 16 mit niedriger Geschwindigkeit betrieben. Insbesondere in dem Fall, in dem das hintere Stellglied 16 einen Schrittmotor umfasst, wird dieser angetrieben, um sich um einen Schritt zu einem Zeitpunkt zu bewegen, oder bei Wunsch nach einer schnelleren Einstellung um eine bestimmte Anzahl von Schritten zu einem Zeitpunkt.
Wenn der Aufwärtsschaltanforderungshebel 43 nicht länger betätigt wird, wird in einem Block 209 das hintere Stellglied 16 angehalten und der Fluss kehrt zu Block 205 zurück, in dem die elektronische Steuerungseinheit 40 abfragt, ob gewünscht wird, den Gangschaltungseinstellbetriebsmode zu deaktivieren.
In dem Fall, in dem die elektronische Steuerungseinheit 40 in Block 206 erkennt, dass der Aufwärtsschaltanforderungshebel 43 nicht betätigt wird, prüft sie in einem Block 210, ob der Abwärtsschaltanforderungshebel 44 betätigt wurde.
Im zustimmenden Fall treibt die elektronische Steuerungseinheit 40 in einem Block 211 das hintere Stellglied 16 an (um so das hintere Stellglied 14 in kleinen Hüben, jedenfalls mit einem kleineren Hub als der Abstand zwischen zwei benachbarten Kettenrädern 11 und mit einer niedrigen Geschwindigkeit und um einen oder mehrere Schritte zu einem Zeitpunkt im Fall eines Schrittmotors zu versetzen), so dass es die Kette in der Richtung zu einem Kettenrad mit kleinerem Durchmesser bewegt und damit fortfährt, das hintere Stellwerk 16 auf diese Weise so lange anzutreiben, wie der Abwärtsschaltanforderungshebel 44 betätigt bleibt, was in Block 212 überprüft wird.
Wenn der Abwärtsschaltanforderungshebel 44 nicht länger betätigt wird, wird in einem Block 213 das hintere Stellglied 16 angehalten und der Fluss kehrt zu Block 205 zurück, in dem die elektronische Steuerungseinheit 40 abfragt, ob gewünscht wird, den Gangschaltungseinstellbetriebsmode zu deaktivieren.
Wenn die elektronische Steuerungseinheit 40 in Block 205 eine positive Antwort erhält, setzt sie in Block 214 den Gangschaltungseinstellmodemerker zurück und setzt in Block 215 eine eineindeutige Korrespondenz zwischen der gegenwärtigen physischen Position des hinteren Stellglieds 16, wie durch den Signalwandler 18 bestimmt, und den Logikwert, der dem Übersetzungsverhältnis relativ zum Kettenrad 11 zugeordnet ist, wodurch der Einstellmode ausgeführt worden ist.
In der bevorzugten Ausführungsform, in der die elektronische Steuerungseinheit 40 den hinteren Zähler 47 umfasst, wird das Setzen der eineindeutigen Korrespondenz erreicht durch Setzen des Wertes des hinteren Zählers 47 als der Logikwert, der dem Kettenrad zugeordnet ist, auf dem die Einstellung ausgeführt wird, wie von der Speichereinrichtung 49 gelesen oder bestimmt ist.
Das Kettenrad 11, auf dem die Einstellung ausgeführt wird, ist normaler Weise dasjenige mit dem kleinsten Durchmesser, aber es kann vorgesehen werden, das Kettenrad auszuwählen, auf dem der Einstellmode ausgeführt wird. In solch einem Fall soll die elektronische Steuerungseinheit 40 den Benutzer befragen, um das Kettenrad 11 zu spezifizieren, auf dem der Einstellmode ausgeführt wird oder wurde, z.B. vor dem Block 204 oder vor dem Block 215.
Deshalb soll in der Ausführungsform der in 3 veranschaulichten Speichereinrichtung der Wert des Zählers 47 auf den Wert R₁ oder auf einen der Werte R₁, R₂ ... oder R₁₀ gesetzt werden, entsprechend dem für das Einstellen ausgewählten Kettenrad.
In der Ausführungsform der in 4 veranschaulichten Speichereinrichtung soll der Wert des Zählers 47 auf Null gesetzt werden, wenn das für das Einstellen ausgewählte Kettenrad 11 dasjenige mit dem kleinsten Durchmesser ist. Falls das für das Einstellen ausgewählte Kettenrad das i-te Rad der Gangschaltungsgruppe ist, soll der Wert des Zählers 47 auf den Wert gesetzt werden, der durch den Differenzbetrag ΔR_(i-1)-i bestimmt ist, der dem Paar zugeordnet ist, das aus dem für das Einstehen ausgewählten Kettenrad 11 und dem Kettenrad 11 mit nächst kleinerem Durchmesser besteht, addiert zu allen Differenzbeträgen, die einem jeden Paar von Kettenrädern mit kleinerem Durchmesser zugeordnet sind. Mit anderen Worten: In dem Fall, in dem die Einstellung auf dem zweiten Kettenrad 11 ausgeführt wird, soll der Wert des Zählers 47 auf ΔR_1-2 gesetzt werden, in dem Fall, in dem die Einstellung auf dem dritten Kettenrad 11 ausgeführt wird, soll der Wert des Zählers 47 auf ΔR_1-2 + ΔR_2-3 gesetzt werden, u.s.w.
In der Ausführungsform der in 5 veranschaulichten Speichereinrichtung soll der Wert des Zählers 47 auf Null gesetzt werden, wenn das für das Einstellen ausgewählte Kettenrad 11 dasjenige mit dem kleinsten Durchmesser ist. Falls das für das Einstellen ausgewählte Kettenrad das i-te Rad der Gangschaltungsgruppe ist, soll der Wert des Zählers 47 auf den Wert gesetzt werden, der durch den Differenzbetrag ΔR multipliziert mit (i-1) bestimmt ist, mit anderen Worten: multipliziert mit der Zahl, welche die Position des für das Einstellen ausgewählten Kettenrads der Gangschaltungsgruppe 9 bezeichnet, minus 1. Mit anderen Worten: In dem Fall, in dem die Einstellung auf dem zweiten Kettenrad 11 ausgeführt wird, soll der Wert des Zählers 47 auf ΔR gesetzt werden, in dem Fall, in dem die Einstellung auf dem dritten Kettenrad 11 ausgeführt wird, soll der Wert des Zählers 47 auf ΔR × 2 gesetzt werden, u.s.w.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Setzen der eineindeutigen Korrespondenz erreicht werden durch Modifizieren des Logikwertes R₁, R₂, R₁₀, F₁, F₂ (oder, mit geeigneten Berechnungen, der Differenzbeträge ΔR_x, ΔF_y) der Speichereinrichtung 49, die dem Kettenrad zugeordnet ist, auf dem die Einstellung ausgeführt wird, auf der Basis des Wertes des hinteren Zählers. Sollte erlaubt sein, die den Kettenräder zugeordneten Logikwerte auf diese Weise zu modifizieren, dann sollte es angemessen sein, die Möglichkeit zu bieten, zu den Ersatzwerten der Logikwerte zurückzukehren (in Korrespondenz zu Nennwerten oder Durchschnittswerten), die geeigneter Weise in einer Nur-Lese-Speichereinrichtung gespeichert sind.
Der Einstellmode 114 wird gewöhnlich ausgeführt in einer Werkstatt, wobei das Fahrrad auf einem Ständer eingespannt ist.
Eine erste Prozedur ist diejenige, das Fahrrad still zu halten und ausschließlich das Stellglied 16 auf und ab zu bewegen und anzuhalten, mit anderen Worten: den Einstellbetriebsmode zu beenden, wenn erkannt wird, dass die optimale Ausrichtung „nach Augenmaß" erreicht wurde.
Die Ausrichtung nach Augenmaß kann verbessert werden mit verschiedenen Vorkehrungen, sowohl mechanisch als auch elektronisch. Z.B. kann eine Platte auf einer der kleinen unbelegten Kettenräder des hinteren Umwerfers 14 (und/oder auf den vorderen Umwerfer 15) montiert werden, so dass eine Ausrichtung erfolgt, wenn sie das Kettenrad 11 (12) mit dem kleinsten Durchmesser oder jedenfalls demjenigen berührt, das für die Ausrichtung vorgesehen ist. Oder es kann auf dem kleinen Kettenrad eine Laserdiode und auf dem Kettenrad 11 (12) ein Laserlichtempfänger montiert werden, oder umgekehrt. Um die Ausrichtung weiter zu verbessern, kann „Lichttriangulation" u.s.w. ausgenutzt werden.
Eine zweite Prozedur ist die Bewegung der Kette durch die Pedalkurbeleinheit 7 und das Verifizieren der Ausrichtung „nach Gehör". Ein erfahrener Benutzer versteht natürlich, dass die beste Ausrichtung auch die geringste Geräuschentwicklung ergibt.
Die zwei Prozeduren können auch miteinander kombiniert werden, und die Ausrichtung kann unter Verwendung sowohl nach Augenmaß als auch nach Gehör beendet werden.
Es ist möglich, einen Schritt einzufügen, in dem (bei Betrieb im normalen Fahrbetriebsmode) die Gangschaltung 8 dazu gebracht wird, ein vollständiges Hochschalten (und/oder ein vollständiges Herunterschalten) durchzuführen, wobei dabei eine Überprüfung sowohl nach Augenmaß als auch nach Gehör durchgeführt wird. Am Ende des vollständigen Hochschaltens wird die Einstellung (nach Rückkehr zum Einstellmode) „erneut definiert". Solche vollständigen Durchschaltungen können manuell durch den Bediener ausgeführt werden oder sonst automatisch durch die elektronische Steuerungseinheit 40. Falls nur ein vollständiges Durchschalten ausgeführt wird, soll die Einstellung dann natürlich auf einem anderen Kettenrad als demjenigen, auf dem anfangs die Einstellung ausgeführt wurde, „erneut definiert" werden.
Es ist auch möglich, eine automatische oder halbautomatische Einstellung auszuführen, wobei für Sensoren (nicht gezeigt) der relativen Position zwischen den Umwerfern 14, 15 und den für die Einstellung vorgesehenen Kettenrädern 11, 12 gesorgt sein muss. Solche Sensoren der relativen Position können z.B. eine gebündelte Lichtquelle bzw. einen Fotodetektorumfassen, die den Umwerfern 14, 15 bzw. den Kettenrädern 11, 12 zugeordnet sind. Wenn der Fotodetektor Licht erkennt, das von der gebündelten Lichtquelle ausgestrahlt wird, überträgt er Information an die elektronische Steuerungseinheit 40 über die erfolgreiche Ausrichtung, in Korrespondenz zu dem positiven Ausgang von Block 205 (305) mit der Abfrage, ob gewünscht wird, den Gangschaltungseinstellbetriebsmode zu deaktivieren. In dem Fall, in dem der Fotodetektor eine gewisse Ausdehnung in axialer Richtung der Kettenräder 11, 12 hat, wie z.B. im Fall eines linearen CCD-Sensors, kann er auch entsprechend dem Punkt, an dem er das von der gebündelten Lichtquelle kommende Licht emp fängt, identifizieren, welches die Versetzungsrichtung ist, die für das Erreichen einer Ausrichtung notwendig ist, und kann korrespondierende Signale an die elektronische Steuerungseinheit 40 senden. Solche Signale korrespondieren mit dem positiven Ausgang der Blöcke 206, 208, 210, 212 (306, 308, 310, 312) der Prüfung, ob der Aufwärts- oder Abwärtsgangschaltungsanforderungshebel betätigt wurde.
9 veranschaulicht ein Flussdiagramm, das den Justierbetriebsmode 117 nach der Erfindung exemplarisch darstellt.
Beginnend mit einem Anfangsblock 400 fragt die elektronische Steuerungseinheit 40 in einem Block 401 ab, ob mit dem Justieren der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 (in den Zeichnungen einfach als „Schaltwerk" angezeigt) oder mit der Justieren der vorderen Gangschaltungsgruppe 10 (in den Zeichnungen einfach als „Umwerfer" angezeigt) fortgefahren werden soll.
In dem Fall, in dem der Benutzer die Fortsetzung des Justierens der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 wünscht (linker Ausgang des Blocks 401), wartet die automatische Steuerungseinheit 40 in einem Block 402 darauf, ein Aufwärtsversetzungsanforderungssignal oder ein Abwärtsversetzungsanforderungssignal zu empfangen. Solche Signale werden vorteilhafter Weise von den Hebeln 43, 44 bereitgestellt, die für die Aufwärts- und Abwärtsschaltanforderungen während des normalen Fahrbetriebsmodes verwendet werden.
In dem Fall, in dem der Fahrer den Hebel 43 betätigt, empfängt die automatische Steuerungseinheit 40 das Aufwärtsversetzungsanforderungssignal (linker Ausgang „+" von Block 402). Die elektronische Steuerungseinheit 40 prüft dann in einem Block 403, ob eine maximale Aufwärtsversetzung erreicht worden ist. In dem negativen Fall besorgt das System in einem Block 404 ein Vergrößern des Wertes der hinteren Justiervariablen R-OFFSET, die in einem geeigneten Speicher gespeichert ist, und in einem Block 405 das Antreiben des Motors des hinteren Stellglieds 16, um eine Versetzung des hinteren Umwerfers 14 auszuführen, die klein genug ist, jedenfalls kleiner als der Abstand zwischen zwei benachbarten Kettenrädern 11.
In dem Fall, in dem die Prüfung von Block 403 ein positives Ergebnis liefert, d.h. falls die maximale Aufwärtsversetzung erreicht worden ist, werden der Schritt 404 der Vergrößerung der hinteren Justiervariablen R-OFFSET und der Schritt 405 des Antreibens des Stellglieds 16 nicht ausgeführt.
Die elektronische Steuerungseinheit 40 prüft dann in einem Block 406, ob gewünscht wird, den Justierbetriebsmode zu deaktivieren, der als abgeschlossen angesehen wird, z.B. durch Überwachen des Drückens des Knopfes 61 der Anzeigeeinheit 60. Im positiven Fall wird der Justierbetriebsmode in einem Block 407 beendet. Bei Abwesenheit eines solchen Justierbetriebsmodedeaktivierungssignals wird zu Block 402 zurückgekehrt und das Betätigen der Hebel 43, 44 überwacht.
Falls analog ein Betätigen des Hebels 44 erkannt wird, d.h. wenn die elektronische Steuerungseinheit 40 ein Abwärtsversetzungsanforderungssignal (linker Ausgang „–" von Block 402) empfängt, prüft die elektronische Steuerungseinheit 40 in einem Block 408, ob eine maximale Abwärtsversetzung erreicht worden ist. In dem negativen Fall besorgt das System in einem Block 409 ein Verkleinern des Wertes der hinteren Justiervariablen R-OFFSET, die in einem geeigneten Speicher gespeichert ist, und in einem Block 405 das Antreiben des Motors des hinteren Stellglieds 16. In dem Fall, in dem die Prüfung von Block 409 ein positives Ergebnis liefert, d.h. falls die maximale Abwärtsversetzung erreicht worden ist, werden der Schritt 409 der Verkleinerung der hinteren Justiervariablen R-OFFSET und der Schritt 405 des Antreibens des Stellglieds 16 nicht ausgeführt.
Die Ausführung wird dann in Block 406 mit der Prüfung fortgesetzt, ob gewünscht wird, den oben beschriebenen Justierbetriebsmode zu deaktivieren.
In dem Fall, in dem der Benutzer wünscht, mit dem Justieren der vorderen Gangschaltungsgruppe 10 fortzufahren (rechter Ausgang von Block 401), werden die durch die Blöcke 410–416 repräsentierten Schritte ausgeführt, auf die nach Berücksichtigung der notwendigen Modifikationen die Beschreibung der Blöcke 402–409 passt. Insbesondere soll in den Blöcken 412 und 416 der Wert einer vorderen Justiervariablen F-OFFSET aktualisiert (vergrößert oder verkleinert) werden.
Die vordere Justiervariable F-OFFSET und die hintere Justiervariable R-OFFSET haben ersatzweise einen Wert gleich Null, und werden am Ende des Einstellbetriebsmodes wieder auf einen solchen Wert gleich Null gebracht, wo dafür vorgesehen oder durch ein geeignetes Kommando, das durch den Benutzer vorgesehen wird.
Der Wert der vorderen Justiervariable F-OFFSET und der Wert der hinteren Justiervariable R-OFFSET, die in dem oben beschriebenen Justierbetriebsmode eingestellt wurden, konditionieren die elektronische Steuerungseinheit 40 während des normalen Fahrbetriebsmodes auf die folgende Weise:
In dem Fall, in dem die vordere Justiervariable F-OFFSET und die hintere Justiervariable R-OFFSET von Null unterschiedlich sind, werden die Logikwerte, welche die Zähler 47, 48 annehmen müssen, so dass die Umwerfer 14, 15 auf Wunsch von Zeit zu Zeit auf den Kettenrädern 11, 12 liegen, (die in der Ausführungsform von 3 direkt aus dem Speicher 49, 50 ausgelesen oder in den Ausführungsformen von 4 und 5 von den Differenzbeträgen auf der oben beschriebenen Weise abgeleitet werden), algebraisch modifiziert, wobei zu ihnen der Wert der hinteren Justiervariable R-OFFSET bzw. der Wert der vorderen Justiervariable F-OFFSET summiert (d.h. addiert oder subtrahiert) wird.
Beispielsweise im Fall der Ausführungsform von 3 soll die elektronische Steuerungseinheit 40 für ein Aufwärtsschalten der hinteren Gangschaltungsgruppe 9 von dem zweiten Kettenrad 11 zu dem dritten Kettenrad 11 den Motor des hinteren Stellglieds 16 antreiben, bis der hintere Zähler 47 den Wert R₃ + R-OFFSET erreicht (wo R-OFFSET einen negativen Wert haben kann). Im Fall der Ausführungsform von 4 soll Steuerungseinheit 40 den Motor des hinteren Stellglieds 16 antreiben, bis der hintere Zähler 47 den Wert ΔR_1-2 + ΔR_2-3 + R-OFFSET erreicht (wo R-OFFSET einen negativen Wert haben kann), und im Fall der Ausführungsform von 5, bis der hintere Zähler 47 den Wert ΔR × 2 + R-OFFSET erreicht.
Der Justierbetriebsmode kann unabhängig vom gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis aktiviert werden, mit anderen Worten: bei welchem Kettenrad 11 oder 12 auch immer, und die Suche nach Ausrichtung durch den Fahrer wird hauptsächlich „nach Gehör" ausgeführt, insbesondere wenn sie ausgeführt wird, während das Fahrrad in Bewegung ist. Es sind nichts destoweniger trotz auf eine vollständig analoge Weise wie der oben beschriebenen Weise möglich, visuelle Hilfsinstrumente vorzusehen (wie die an dem Umwerfer montierte Platte), wie auch Instrumente für die automatische Ausrichtungsüberprüfung und/oder selbstausrichtende Instrumente (wie das Laserdiode-Fotodetektor-Paar).
Da kleine Fehlausrichtungen zwischen dem Umwerfer 14 oder 15 und dem Kettenrad 11 oder 12 zu kompensieren sind, korrespondieren die maximalen Aufwärts- und Abwärtsversetzungswerte, deren Erreichen in den Blöcken 403, 408, 411, 415 überprüft wird, vorzugsweise mit dem halben Abstand zwischen zwei benachbarten Kettenräder 11 oder 12 (Abstand in der Richtung der Achse A oder B). Im Fall, in dem das Kettenrad 11 oder 12, auf dem das Justieren ausgeführt wird, das Kettenrad mit dem kleinsten oder größten Durchmesser der jeweiligen Gangschaltungsgruppe 9, 10 ist, ist die maximale Versetzung vorzugsweise kleiner als der halbe Abstand, um einen Anschlag der Motoren der Stellglieder 16, 17 und/oder der Umwerfer 14, 15 gegen mechanische Begrenzungen des Hubs oder gefährliche Annäherung an die Speichen des Hinterrads 4 zu vermeiden.
Die Versetzung der Umwerfer 14, 15 in dem Justierbetriebsmode wird vorzugsweise bei niedriger Geschwindigkeit ausgeführt und insbesondere durch eine Bewegung von einem Schritt oder stärker bevorzugt durch eine bestimmte Anzahl von Schritten in dem Fall eines Schrittmotors. Falls z.B. die Versetzung zwischen zwei benachbarten Kettenrädern (Gangschalten) 100 Schritte des Schrittmotors benötigt, kann der Schrittmotor des Stellglieds 16, 17 mit 5 bis 8 Schritten zu einem Zeitpunkt angetrieben werden, so dass 10–6 Aufwärts-(Abwärts-)versetzungsanforderungssignale notwendig sind, um die Kette um die oben angeführte maximale Versetzung (halber Abstand zwischen zwei benachbarten Rädern) zu versetzen.
Andererseits kann in dem Einstellbetriebsmode 114 der Schrittmotor des Stellglieds 16, 17, wo vorgesehen, um gerade mal einen oder zwei Schritte zu jedem Zeitpunkt angetrieben werden.
Auf solch eine Weise soll der Einstellbetriebsmode 114 vorteilhafter Weise hin und wieder in einer Werkstatt ausgeführt werden, wobei alle notwendige Zeit aufzuwenden ist und ein sehr genaues Ergebnis erreicht wird, d.h. eine Feinabstimmung. Der Justierbetriebsmode 117 soll ausgeführt werden, wenn weniger Zeit verfügbar ist, insbesondere während eines Radrennens und selbst während der Fahrt, wodurch ein schnelleres Justieren erreicht wird.
Analog zu dem, was mit Bezug auf den Einstellbetriebsmode beschrieben wurde, ist es möglich, einen Schritt hinzuzufügen, in dem (bei Fahrt in dem normalen Fahrbetriebsmode) die Gangschaltung 8 dazu gebracht wird, ein vollständiges Aufwärts- und/oder Abwärtsdurchschalten auszuführen, wobei während dieser Operation eine Prüfung nach Augenmaß und/oder nach Gehör ausgeführt wird. Am Ende des vollständigen Durchschaltens (und Rückkehr zu dem Justierbetriebsmode) ist das Justieren weiter „verfeinert". Solch ein Schritt kann manuell durch den Bediener ausgeführt werden oder andernfalls automatisch durch die Steuerungseinheit 40.
Es ist auch möglich, statt einer einzigen Justiervariablen für jede Gangschaltungsgruppe 9, 10 eine Justiervariable für jedes Kettenrad 11, 12 einer jeden Gangschaltungsgruppe 9, 10 vorzusehen (z.B. R-OFFSET_-1, R-OFFSET_-2, ..., R-OFFSET_-10; F-OFFSET_-1, F-OFFSET_-2).
Die elektronische Mikroprozessorsteuerungseinheit 40 kann z.B. in CMOS-Technologie hergestellt sein, was den Vorteil geringen Stromverbrauchs hat.
Als eine Alternative zur einer Verwirklichung durch dedizierte Hardware können die Funktionalitäten der oben beschriebenen elektronischen Steuerungseinheit 40 erreicht werden durch ein Softwareprogramm, das in einen kleinen Computer ladbar ist.
In einer anderen Alternative kann der oben beschriebenen Justierbetriebsmode 117 und möglicher Weise der Einstellbetriebsmode 114 verwirklicht werden durch eine elektronische Platine, die von einer elektronischen Steuerungsplatine getrennt ist, welche für den Antrieb der Gangschaltung in dem normalen Fahrbetriebsmode 102 und möglicher Weise in den anderen Betriebsmodes vorgesehen ist, oder durch ein Softwareprogramm getrennt von einem Steuerungsprogramm, das vorgesehen ist, um die Gangschaltung in dem normalen Fahrbetriebsmode und möglicherweise in den anderen Betriebsmodes zu steuern. In solchen Fällen kann der Justierbetriebsmode 117 und möglicher Weise der Einstellbetriebsmode 114 vorgesehen werden als eine Aktualisierung existierender Gangschaltungen mit Servo-Unterstützung.

Claims

Verfahren zur elektronischen Servo-Hilfe für eine Fahrradgangschaltung (8), das folgende Schritte umfasst: a) das Antreiben (405, 413) eines Stellglieds (16, 17) einer Fahrradgangschaltung (8), um eine Kette (13) der Gangschaltung in axialer Richtung (A, B) im Hinblick auf eine Gangschaltungsgruppe (9, 10), die mindestens zwei Kettenräder (11, 12) umfasst, in einer ersten Richtung oder in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung zu versetzen, b) das Empfangen von Information über die erfolgreiche Ausrichtung (406, 414) zwischen der Kette (13) und einem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10), dadurch gekennzeichnet, dass es ferner den folgenden Schritt umfasst: c) das Einstellen (404, 409, 412, 416) einer Verstellungsvariablen (R-OFFSETx, F-OFFSETy) eines logischen Wertes, der dem vom vorbestimmten Kettenrad (11, 12) abhängigen Untersetzungsverhältnis assoziiert ist, auf einen Wert, der mit der in Schritt a) ausgeführten Versetzung korrespondiert, mit der das Stellglied (16, 17) angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verstellungsvariable (R-OFFSET, F-OFFSET) allen Untersetzungsverhältnissen der Gangschaltungsgruppe (9, 10) gemeinsam ist
Verfahren nach Anspruch 1, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verstellungsvariable (R-OFFSETx, F-OFFSETy) eine von einer Vielzahl an Verstellungsvariablen (R-OFFSETx, F-OFFSETy) ist, deren jede einem Untersetzungsverhältnis assoziiert ist.
Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es den folgenden Schritt umfasst: d) das Empfangen (402, 410) eines ersten Versetzungsaufforderungssignals des Stellglieds (16, 17) in der ersten Richtung oder eines zweiten Versetzungsaufforderungssignals des Stellglieds (16, 17) in der zweiten Richtung, wobei in Schritt a) des Antreibens des Stellglieds (16, 17) das Versetzen der Kette (13) in der ersten oder zweiten Richtung in Übereinstimmung mit dem in Schritt d) empfangenen Versetzungsaufforderungssignal (402, 410) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt d) des Empfangens (402, 410) eines Versetzungsaufforderungssignals und Schritt a) des Antreibens des Stellglieds (16, 17) wiederholt werden, bis die Information über das erfolgreiche Ausrichten (406, 414) in Schritt b) empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es den folgenden Schritt umfasst: e) das Unterordnen der Wiederholung von Schritt a) des Antreibens des Stellglieds (16, 17) unter eine Überprüfung (403, 408, 411, 415), dass die in Schritt a) ausgeführte Versetzung nicht einen Höchstversetzungswert erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 6, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Höchstversetzungswert niedriger ist als die Hälfte des Abstandes zwischen zwei benachbarten Kettenrädern (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10), wenn das vorbestimmte Kettenrad (11, 12) das Kettenrad (11, 12) mit dem größten bzw. dem kleinsten Durchmesser der Gangschaltungsgruppe (9, 10) ist, und sonst der Höchstversetzungswert gleich der Hälfte des Abstandes zwischen zwei benachbarten Kettenrädern (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10) ist.
Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, das die folgenden Schritte umfasst: f) das Empfangen eines Betriebsmodus-Signals, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die mindestens einen Normalfahr-Betriebsmodus (102) und einen Anpassungs-Betriebsmodus (117) umfasst. g) das Empfangen eines ersten (43, 45) bzw. eines zweiten (44, 46) Versetzungsaufforderungssignals des Stellglieds (16, 17), um die Kette (13) in axialer Richtung (A, B) mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe (9, 10) in der ersten Richtung bzw. in der zweiten Richtung zu versetzen, h1) wobei dann, wenn das Betriebsmodus-Signal mit dem Anpassungs-Betriebsmodus (117) übereinstimmt, mindestens die Schritte a) bis c) ausgeführt werden, h2) wobei dann, wenn das Betriebsmodus-Signal mit dem Normalfahr-Betriebsmodus (102) übereinstimmt, der Schritt des Antreibens des Stellglieds (16, 17) der Gangschaltung (8) ausgeführt wird, um die Kette (13) der Gangschaltung (8) in axialer Richtung (A, B) mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe (9, 10) in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung zu versetzen, zwischen der physischen Position, die einem ersten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10) entspricht, und der physischen Position, die einem zweiten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10) entspricht, wobei die physischen Positionen durch die den Kettenrädern assoziierten, logischen Werte bestimmt werden, wie sie durch die Verstellungsvariablen (R-OFFSETx, F-OFFSETy) angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 8, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt h2) umfasst: das Antreiben des Stellglieds (16, 17) zum Versetzen der Kette (13) in axialer Richtung (A, B) mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe (9, 10) in der ersten Richtung bzw. in der zweiten Richtung um einen bestimmten Betrag durch Vergrößern bzw. Verringern des Wertes eines Zählers (47, 48) um einen Wert, der gleich der algebraischen Summe der gemeinsamen Verstellungsvariablen (R-OFFSETx, F-OFFSETy) oder der algebraischen Summe der Verstellungsvariablen, die dem vom zweiten Kettenrad (11, 12) abhängigen Untersetzungsverhältnis assoziiert ist, und der Differenz (Fi+1-Fi, Rj+1-Rj, ΔRx, ΔFy) zwischen den logischen Werten ist, die dem zweiten Kettenrad (11, 12) und dem ersten Kettenrad (11, 12) assoziiert sind.
Verfahren nach Anspruch 9, das gekennzeichnet ist, dass die Differenz (Fi+1-Fi, Rj+1-Rj, ΔRx, ΔFy, ΔR, ΔF) zwischen den logischen Werten, die dem zweiten Kettenrad (11, 12) und dem ersten Kettenrad (11, 12) assoziiert sind, durch mindestens eine Differenzmenge (ΔRx, ΔFy, ΔR, ΔF) angezeigt wird, die jedem Paar der benachbarten Kettenräder (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10) im Voraus assoziiert ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in Schritt f) das Betriebsmodus-Signal aus der Gruppe ausgewählt wird, die auch einen Einstellungs-Betriebsmodus (114) umfasst, und dass es auch den folgenden Schritt umfasst: h3) wenn das Betriebsmodus-Signal mit dem Einstellungs-Betriebsmodus (114) übereinstimmt, das Ausführen der folgenden Schritte: h31) das Antreiben (207, 211, 307, 311) des Stellglieds (16, 17), um die Kette (13) der Gangschaltung in axialer Richtung (A, B) mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe (9, 10) in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung zu versetzen, h32) das Empfangen von Information über die erfolgreiche Ausrichtung (205, 305) zwischen der Kette (13) und einem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10), h33) das Einstellen (215, 315) einer eineindeutige Korrespondenz zwischen der physischen Position des Stellglieds (16, 17) in Schritt h32) und dem logischen Wert, der dem vom vorbestimmten Kettenrad abhängigen Untersetzungsverhältnis assoziiert ist. h34) das Einstellen der Verstellungsvariable(n) (R-OFFSETx, F-OFFSETy) auf Null.
Verfahren nach Anspruch 11, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das vorbestimmte Kettenrad (11, 12) in Schritt h3) das Kettenrad mit dem kleinsten Durchmesser der Gangschaltungsgruppe (9, 10) ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt h33) des Einstellens (215, 315) einer eineindeutigen Korrespondenz das Einstellen des Wertes eines Zählers (47, 48) auf den logischen, dem vorbestimmten Kettenrad im Voraus assoziierten Wert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13 bei Abhängigkeit von Anspruch 12, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt h33) des Einstellens (215, 315) einer eineindeutige Korrespondenz das Einstellen des Zählers (47, 48) auf Null umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt h33) des Einstellens (215, 315) einer eineindeutige Korrespondenz das Speichern des gegenwärtigen Wertes eines Zählers (47, 48) als logischen, dem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) im Voraus assoziierten Wert (Fx, Ry) in einer Speichereinrichtung (49, 50) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt h3) für jedes Kettenrad (11, 12) und einen korrespondierenden logischen Wert (Fx, Ry) wiederholt wird.
Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt a) und/oder Schritt h3) ausgeführt werden, während das Fahrrad stillsteht.
Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Schritt a) und/oder Schritt h3) ausgeführt werden, während die Kette (13) der Gangschaltung in Bewegung bleibt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 18, das darüber hinaus die folgenden Schritte umfasst: i) das Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle (43–46, 60–63), wobei in Schritt d) und/oder in Schritt g) das erste oder zweite Versetzungsaufforderungssignal (43–46) des Stellglieds (16, 17) durch die Benutzerschnittstelle (43–46, 60–63) empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 19, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in Schritt b) und/oder in Schritt h32) die Information über die erfolgreiche Ausrichtung durch die Benutzerschnittstelle (43–46, 60–63) empfangen wird.
Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es den folgenden Schritt umfasst: j) das Bereitstellen einer Einrichtung zum Erkennen der relativen Position zwischen der Kette (13) und dem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) und das Bereitstellen der Information über die erfolgreiche Ausrichtung in Schritt b) und/oder Schritt h32).
Verfahren nach Anspruch 21 bei Abhängigkeit von irgendeinem der Ansprüche 4 bis 20, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einrichtung zum Erkennen der relativen Position zwischen der Kette (13) und dem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) auch geeignet ist, das erste oder zweite Versetzungsaufforderungssignal des Stellglieds (16, 17) in Schritt d) und/oder in Schritt g) bereitzustellen.
Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es auch die folgenden Schritte umfasst, die nach Schritt b) und/oder nach Schritt h32) des Empfangens von Information über das erfolgreiche Ausrichten ausgeführt werden: k) das Antreiben des Stellglieds (16, 17) der Gangschaltung (8), um die Kette (13) der Gangschaltung in axialer Richtung (A, B) mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe (9, 10) von der gegenwärtigen Position in der ersten Richtung bzw. in der zweiten Richtung sequentiell zu jedem benachbarten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10) zu versetzen, l) das Antreiben des Stellglieds (16, 17), um die Kette (13) in axialer Richtung (A, B) mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe (9, 10) in der ersten Richtung oder in der zweiten Richtung zu versetzen, m) das Empfangen einer zweiten Information über die erfolgreiche Ausrichtung zwischen der Kette (13) und dem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10).
Verfahren nach Anspruch 23, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es den folgenden Schritt umfasst, der zwischen Schritt k) und Schritt l) ausgeführt wird: k1) das Antreiben des Stellglieds (16, 17) der Gangschaltung (8), um die Kette (13) der Gangschaltung in axialer Richtung mit Hinblick auf die Gangschaltungsgruppe (9, 10) in der zweiten Richtung bzw. in der ersten Richtung sequentiell zu jedem benachbarten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10) bis zum vorbestimmten Kettenrad (11, 12) zu versetzen.
Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in Schritt a) und den Schritten h31) und/oder l), wo vorgesehen, das Stellglied in vergleichsweise niedriger Geschwindigkeit fährt, um die Kette (13) zu versetzen, und dass in den Schritten h2), k) und/oder k1), wo vorgesehen, das Stellglied in vergleichsweiser hoher Geschwindigkeit fährt, um die Kette (13) zu versetzen.
Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Anspruche, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in Schritt a) und in den Schritten h31) und/oder 1), wo vorgesehen, ein Schrittmotor des Stellglieds (16, 17) angetrieben wird, um die Kette (13) durch eine Bewegung von einem Schritt oder von einer vergleichsweise geringen Anzahl an Schritten zu versetzen, und dass in den Schritten h2), k) und/oder k1), wo vorgesehen, der Motor des Stellglieds (16, 17) angetrieben wird, um die Kette durch eine Bewegung von einer vergleichsweise hohen Anzahl an Schritten zu versetzen.
Programm zur elektronischen Servo-Hilfe für eine Fahrradgangschaltung, das eine Programm-Code-Einrichtung umfasst, die geeignet ist, die Schritte des Verfahrens nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche auszuführen, wenn das Programm auf einem Rechner abläuft, der in mindestens einer Mikrosteuerung enthalten ist.
Fahrradgangschaltung (8), die umfasst: – ein hinteres Stellglied (16) und ein vorderes Stellglied (17) mit jeweils einem Motor zum Versetzen einer Kette (13) in axialer Richtung (A, B) durch ein Führungselement (14, 15) mit Hinblick auf eine jeweilige Gangschaltungsgruppe (9, 10), die mindestens zwei Kettenräder (11, 12) umfasst, welche jeweils einer Radnabe des Hinterrades (4) und der Achse der Pedalkurbeln (7) eines Fahrrads (1) assoziiert sind, in einer ersten Richtung oder in einer zweiten, der ersten entgegengesetzten Richtung, – eine manuelle Eingabevorrichtung (43–46, 60–63), die Einrichtungen (43–46) zum Eingeben eines Aufforderungssignals zur Versetzung des hinteren oder des vorderen Stellglieds (16, 17) in der ersten Richtung bzw. in der zweiten Richtung umfassen, – eine elektronische Steuerungseinheit (40), die mit der Eingabevorrichtung (43–46, 60–63), mit dem hinteren Stellglied (16) und mit dem vorderen Stellglied (17) verbunden ist, und in Normalfahr-Betriebsmodus (102) das hintere Stellglied bzw. das vordere Stellglied (16, 17) auf der Basis des Versetzungsaufforderungssignals antreibt, um die Kette (13) von einem ersten Kettenrad (11, 12) zu einem zweiten benachbarten Kettenrad (11, 12) der jeweiligen Gangschaltungsgruppe (9, 10) zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass – die manuelle Eingabeeinrichtung (43–46, 60–63) Einrichtungen umfasst zur Auswahl des Betriebsmodus zwischen mindestens dem Normalfahr-Betriebsmodus und einem Anpassungs-Betriebsmodus, – die elektronische Steuerungseinheit (40) im Normalfahr-Betriebsmodus das hintere bzw. vordere Stellglied (16, 17) zwischen einem dem ersten Kettenrad (11, 12) assoziierten, logischen Wert und einem dem zweiten Kettenrad (11, 12) assoziierten, logischen Wert antreibt, die durch den Wert einer Verstellungsvariablen (R-OFFSETx, F-OFFSETy) abgeändert sind, – die elektronische Steuerungseinheit (40) im Anpassungs-Betriebsmodus das hintere bzw. das vordere Stellglied (16, 17) auf der Basis des Versetzungsaufforderungssignals antreibt, um die Kette (13) in der ersten oder in der zweiten Richtung zu versetzen und um den Wert der Verstellungsvariable (R-OFFSETx, F-OFFSETy) zu verringern oder zu vergrößern, wobei die elektronische Steuerungseinheit (40) auch Einrichtungen (60–63, 406, 414) hat zum Eingeben von Information über die erfolgreiche Ausrichtung zwischen der Kette (13) und einem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10), um vom Anpassungs-Betriebsmodus zum Normalfahr-Betriebsmodus umzuschalten.
Gangschaltung nach Anspruch 28, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verstellungsvariable (R-OFFSET, F-OFFSET) allen Untersetzungsverhältnissen der Gangschaltungsgruppe (9, 10) gemeinsam ist.
Gangschaltung (8) nach Anspruch 28, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verstellungsvariable (R-OFFSETx, F-OFFSETy) eine von einer Vielzahl von Verstellungsvariablen (R-OFFSET, F-OFFSET) ist, deren jede einem Untersetzungsverhältnis assoziiert ist.
Gangschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 30, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die elektronische Steuerungseinheit (40) einen hinteren Zähler (47) und einen vorderen Zähler (48), eine Einrichtung zum Aktualisieren des Zählers während des Betreibens des hinteren bzw. des vorderen Stellglieds (16, 17) und eine Einrichtung zum Vergleichen des Wertes des hinteren bzw. des vorderen Zählers mit den logischen Werten umfasst.
Gangschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 31, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Betriebsmodi, die durch die Betriebsmodus-Auswahleinrichtung (60–63) ausgewählt werden können, darüber hinaus einen Einstellungs- Betriebsmodus umfassen, und dass die elektronische Steuerungseinheit (40) im Einstellungs-Betriebsmodus dazu dient, das hintere bzw. das vordere Stellglied (16, 17) auf der Basis des Versetzungsaufforderungssignals anzutreiben, um die Kette (13) in der ersten oder in der zweiten Richtung zu versetzen, wobei die elektronische Steuerungseinheit (40) auch Einrichtungen (43–46, 60–63) zum Eingeben von Information über die erfolgreiche Ausrichtung zwischen der Kette (13) und einem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10) hat, und wobei sie eine Einrichtung (215, 315) zum Einstellen einer eineindeutige Korrespondenz zwischen der physischen Position des hinteren bzw. des vorderen Stellglieds (16, 17) und dem dem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) assoziierten, logischen Wert hat, und diese Einrichtung auf die Einrichtungen (43–46, 60–63) zum Eingeben von Information über die erfolgreiche Ausrichtung reagiert.
Gangschaltung nach Anspruch 32 bei Abhängigkeit von Anspruch 31, die dadurch gekennzeichnet ist, dass – die Einrichtung (215, 315) zum Einstellen einer eineindeutige Korrespondenz eine Einrichtung (215, 315) zum Einstellen des Wertes des hinteren und des vorderen Zählers (47, 48) auf den im Voraus dem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) assoziierten, logischen Wert umfasst.
Gangschaltung nach Anspruch 33, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das vorbestimmte Kettenrad (11, 12) das Kettenrad (11, 12) mit dem geringsten Durchmesser ist und dass die Einrichtung (215, 315) zum Einstellen einer eineindeutige Korrespondenz eine Einrichtung zum Einstellen des hinteren oder des vorderen Zählers (47, 48) auf Null umfasst.
Gangschaltung nach Anspruch 32, die dadurch gekennzeichnet ist, dass: – die Einrichtung zum Einstellen einer eineindeutige Korrespondenz eine Einrichtung zum Speichern des gegenwärtigen Wertes des hinteren oder vorderen Zählers (47, 48) als logischem, dem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) im Voraus assoziierten Wert in einer Speichereinrichtung (49, 50) umfasst.
Gangschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 35, die eine Einrichtung zum Speichern einer mit jedem Paar benachbarter Kettenräder (11, 12) im Voraus assoziierten Differenzmenge (ΔRx, ΔFy) umfasst, wobei im Normalfahr-Betriebsmodus der dem zweiten Kettenrad (11, 12) assoziierte, logische Wert bestimmt wird durch Addieren bzw. Subtrahieren der Differenzmenge, die dem aus dem ersten und dem zweiten Kettenrad (11, 12) gebildeten Paar im Voraus assoziiert ist, zu dem bzw. von dem dem ersten Kettenrad (11, 12) assoziierten, logischen Wert.
Gangschaltung nach Anspruch 36, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die jedem Paar benachbarter Kettenräder (11, 12) der Gangschaltungsgruppe (9, 10) im Voraus assoziierten Differenzmengen (ΔRx, ΔFy) untereinander gleich sind.
Gangschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 37, die Einrichtungen (18, 19) zum Entdecken der physischen Position des hinteren Stellglieds (16) bzw. des vorderen Stellglieds (17) umfasst, und die diese Position der elektronischen Steuerungseinheit (40) zur Verfügung stellt, welche einen hinteren Signalumwandler (18) und einen vorderen Signalumwandler (19) umfasst.
Gangschaltung nach Anspruch 38, die dadurch gekennzeichnet ist, dass im Normalfahr-Betriebsmodus die elektronische Steuerungseinheit (40) das hintere bzw. das vordere Stellglied (16, 17) antreibt, um die Kette (13) zwischen dem ersten Kettenrad (11, 12) und dem zweiten Kettenrad (11, 12) unter Rückmeldungssteuerung über die physische Position, welche von den Einrichtungen zum Erkennen der physischen Position (18, 19) erkannt wird, zu versetzen.
Gangschaltung nach Anspruch 38 oder 39, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einrichtungen zum Erkennen der physischen Position (18, 19) darüber hinaus Einrichtungen zum Erkennen der relativen Position zwischen dem hinteren bzw. dem vorderen Stellglied (16, 17) und dem vorbestimmten Kettenrad (11, 12) und zum Erzeugen der Information über die erfolgreiche Ausrichtung im Anpassungs-Betriebsmodus und/oder im Einstellungs-Betriebsmodus umfassen.
Gangschaltung nach Anspruch 40, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einrichtungen zum Erkennen der relativen Position darüber hinaus geeignet sind zum Erzeugen des ersten Versetzungsaufforderungssignals des Stellglieds (16, 17) in der ersten Richtung oder des zweiten Versetzungsaufforderungssignals des Stellglieds (16, 17) in der zweiten Richtung im Anpassungs-Betriebsmodus und/oder im Einstellungs-Betriebsmodus.
Gangschaltung nach Anspruch 40 oder 41, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einrichtungen zum Erkennen der relativen Position eine parallel ausgerichtete Lichtquelle und einen Sensor für parallel ausgerichtetes Licht, jeweils am Stellglied (16, 17) und am vorbestimmten Kettenrad (11, 12) oder umgekehrt umfassen.
Gangschaltung nach einer der Ansprüche 31 bis 42, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Motoren des hinteren und des vorderen Stellglieds (16, 17) Schrittmotoren sind und ein Versetzen des hinteren oder des vorderen Stellglieds (16, 17) um einen Schritt oder um eine ganzzahlige Mehrzahl von Schritten mit einer Zunahme oder Abnahme des hinteren oder des vorderen Zählers (47, 48) in Einheiten korrespondiert.
Gangschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 43, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Einrichtung (60) zum Ausgeben von Information umfasst, welche mit der manuellen Eingabeeinrichtung (43–46, 60–63) eine Benutzerschnittstelle mit einer elektronischen Steuerungseinheit (40) definiert.
Gangschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 44, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Leistungswandler (30) umfasst, die zwischen der elektronischen Steuerungseinheit (40) und dem hinteren und dem vorderen Stellglied (16, 17) angeordnet ist.
Gangschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 45, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die elektronische Steuerungseinheit (40) mindestens eine in CMOS-Technologie gefertigte Mikrosteuerung umfasst.
Gangschaltung nach irgendeinem der Ansprüche 28 bis 46, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die elektronische Steuerungseinheit (40) verteilt ist und viele Mikrosteuerungen in der Anzeigeeinheit (60) und/oder in einer die manuelle Eingabeeinrichtung (43–47, 61–63) steuernden Einheit und/oder in einem Leistungswandler (30) umfasst.