Patentpatrol: Shimano elektronisk fjädringskontroll justerar automatiskt slaglängden

0 2


Dagens Patent Patrol tar återigen en närmare titt på en Shimano-uppfinning. Shimano lämnar in fler patent än kanske något annat företag inom cykelindustrin. Den här gången har de lämnat in ett patent gällande en elektronisk fjädringskontroll som enligt patentspråk “kommer att förbättra användbarheten hos det mänskliga fordonet.”

Medan Shimano förbannas med svagt beröm här, är det faktiskt ganska coolt. Patentet beskriver ett system som elektroniskt kan justera din upphängnings slaglängd och dess hängning, baserat på data som systemet registrerar. Det betyder att din gaffelslag och sag kan ändras för att klara klättring och justera sedan automatiskt igen för nedstigningen.

Patentillustrationerna visar att anordningen appliceras på en e-cykel. Det verkar också som att fjädringskontrollen som beskrivs i patentet är avsedd för e-cykelbruk. Det finns dock inget som tyder på att systemet inte kunde fungera på andra typer av cyklar som har fjädring.

Vad gör den elektroniska fjädringskontrollen?

Elektronisk upphängningskontroll, FIG 4
Figur 4 skisserar ett dämpningssystem med två kammare med en elektroniskt styrd ventil däremellan för att reglera flödet av vätska mellan de två kamrarna. Detta justerar stroke och sag.

Enkelt uttryckt justerar den elektroniska fjädringskontrollen automatiskt din upphängning för att ge bästa möjliga slag- och hänginställningar hela tiden. Vi har redan sett automatiska upphängningsenheter på marknaden. Fox Live Valve använder sensorer för att automatiskt justera dina upphängningsinställningar för att svara på terrängen. Shimanos fjädringskontrollsystem är dock ganska annorlunda.

Shimanos system verkar bestå av två olika funktioner. Först känner kontrollen av relativ positionsinformation (dvs. vad din gaffel gör just nu). Det betyder att sensorn vet när din upphängning är inaktiv och de hydrauliska kamrarna är i princip i jämvikt.

För det andra samlar den elektroniska upphängningskontrollen data om hur upphängningen har rört sig efter att den har aktiverats. Föraren kommer sannolikt att behöva göra detta manuellt genom att komprimera gaffeln.

Elektroniskt flödesschema
Detta flödesschema visar den allmänna funktionen hos systemets elektroniska “hjärna”.

Datorn lagrar sedan den informationen. Enligt patentet har denna information formen av “tabelldata som indikerar ett motsvarande förhållande mellan den förutbestämda relativa positionsinformationen och den förutbestämda relativa rörliga mängden.” Så datorn refererar till en befintlig tabell med information för att hitta de optimala inställningarna baserat på upphängningsrörelsen.

Med andra ord vet din dator hur mycket din upphängning rörde sig. Och den vet hur mycket din upphängning kan röra sig totalt sett. Det hjälper den elektroniska upphängningskontrollen att bestämma de optimala inställningarna för framtida rörelser.

När uppgifterna har fastställts ställs din avstängning automatiskt in för körförhållandet. Sänkningen och slaget kan förändras till exempel för att optimera för klättring. Sedan, när systemet känner att stigningen är över eller om en nedstigning har börjat, kommer din upphängning att justeras därefter.

Muttrar och bultar

Shimano Electronic Suspension Control, FIG 5
Fig. 5 visar ett bakre upphängningssystem med tre luftkammare. Två ventiler styr luftflödet från en kammare till en annan och justerar därmed chockens slag.

Den elektroniska fjädringskontrollen har naturligtvis en dator. Eftersom detta verkar vara en enhet designad för e-cyklar är det troligt att kontrollen kan integreras med en befintlig huvudenhet som styr själva e-cykeln. Men det beskrivs inte specifikt i patentet. Så det är möjligt att det här också är en oberoende dator. Det vore vettigt att använda på “analoga” cyklar.

Det finns också en detektor som används för att upptäcka din fjädrings relativa position. Inuti själva upphängningen innehåller den elektroniska upphängningskontrollen en ventil som öppnas och stängs för att styra flödet av hydraulvätska mellan kamrarna i din upphängning. Detta är den fysiska anordningen som antingen tillåter upphängningen att röra sig eller begränsa dess rörelse.

Elektronisk schematisk
Figur 2 visar ett annat elektroniskt schema. Detta verkar beskriva några av de data som datorsystemet registrerar för att göra justeringar av upphängningen (vänster kolumn).

Det betyder att systemet automatiskt kan låsa ut din upphängning när du inte behöver den och aktivera den när du gör det. Det betyder också att gaffelns slag kan förkortas eller förlängas beroende på situationen.

Som patentet säger “är den elektroniska styrenheten konfigurerad för att styra ventilen i enlighet med den relativa positionsinformationen.” Så den elektroniska upphängningskontrollen lär sig i huvudsak av den relativa positionsinformation som skickas från sensorn som spårar din upphängnings rörelser.

Detta beskriver funktionen på spjällsidan. Shimano har också lämnat in ett patent för att anpassa det elektroniska fjädringskontrollsystemet på luftsidan.

Luftsidan

Luftsidan fungerar på liknande sätt. En styranordning aktiverar en ventil för att möjliggöra överföring av luft från en kammare till en annan. Således ändras slaglängden.

Det finns tre luftkamrar i denna konfiguration, med två separata ventiler. Det är inte helt klart vad den lilla tredje kammaren är för (märkt 44c2 i FIG.5), men det kan vara en botten-ut-kammare. Det skulle ge viss rörelse om systemet i huvudsak skulle vara “låst” medan systemet stöter på en påverkan.

Sensorerna i det elektroniska fjädringskontrollsystemet avgör helt enkelt om du åker uppför, nedförsbacke eller på ett plant spår. Det refererar sedan till datatabellerna för att ändra din upphängningssänk och stroke baserat på dessa förhållanden.

Hur skiljer sig den elektroniska fjädringskontrollen från Live Valve?

Foxs Live Valve-system känner av när din upphängning stöter på ett hinder. Sedan, inom 3 millisekunder, öppnar den automatiskt ventilen så att upphängningen kan röra sig. Det är blixtsnabbt. Det betyder att din upphängning kan fastna när du inte stöter på hinder och sedan omedelbart blir smidig när du behöver det.

Shimanos elektroniska fjädringskontroll verkar göra en analys av upphängningsrörelsen innan du ens börjar köra. Datorn vet när din upphängning inte rör sig. Sedan, när upphängningen rör sig, samlar systemet in data om hur fjädringen specifikt rörde sig. Därifrån kan den elektroniska upphängningskontrollen göra justeringar därefter.

Till skillnad från Fox-systemet handlar inte Shimano elektroniska fjädringskontroll om blixtsnabba reaktioner på stötar. I stället handlar det om att ändra din faktiska upphängning så att klättringspositionen och den fallande positionen passar. Det ändrar den faktiska slaglängden och hängningen på din upphängning, medan Fox-systemet inte ändrar slaglängden eller -sänkningen; det reagerar helt enkelt på effekter i realtid.

Är det lugnt?

Cykelupphängning
Denna bild beskriver fjädringssystemets routing och komponenter. Det är inte exakt lätt att dechiffrera, men visar den allmänna platsen för viktiga komponenter.

Ja definitivt! XC-förare kan förmodligen upptäcka varför redan. Tänk dig att du har en lång stigning framför dig. Att kunna minska gaffelns slag ger dig en bättre position för att klara den klättringen och minskar upphängningsrörelsen. Sedan, när du behöver mer körning, gör den elektroniska fjädringskontrollen automatiskt dessa justeringar så att du kan dra nytta av din upphängnings färd i nedförsbackarna.

Frågan är om vi någonsin faktiskt kommer att se det på cyklar och på vilka cyklar det är mest vettigt. Det verkar inte vara en tillfällighet att patentet visar en e-cykelillustration. Detta system skulle säkert vara vettigt på sådana cyklar som ofta är exceptionellt tunga och ibland svåra att kontrollera på grund av vikten på fjädringssystem. Och extra vridmoment från pedalassistentsystem har en extra stor effekt på upphängningen under de bästa förhållandena.

Tiden får avgöra. Men e-cyklar och XC-cyklar verkar som den mest uppenbara publiken här. Det är naturligtvis om systemet kan fungera tillräckligt snabbt för att tävlande ska hitta det fördelaktigt.

Patentforskningsstöd från Wheelbased.com. Kolla in dem för djupare dyk på några av dessa patent och mer.



Source link

Lämna en kommentar

Mailadressen kommer inte att visas.