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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad-Simulationssystem
zur Verkehrssicherheitsausbildung, für Spiele und für ein körperliches Training.
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Beschreibung der Hintergrund-Technik
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Für ein simuliertes
Erlebnis in Bezug auf das Fliegen von Flugzeugen, das Fahren von
Automobilen, Motorrädern,
Fahrrädern
und dergleichen sind Simulationssysteme entsprechend den betreffenden Fahrzeugen
vorgeschlagen worden. Einige dieser Vorrichtungen sind in praktischen
Gebrauch gelangt. Bei einem Fahrrad-Simulationssystem betätigt der Fahrer
(die Bedienperson) Pedale, während
er rittlings auf einem Sattel eines Attrappe- bzw. Dummy-Fahrrades
sitzt, um dadurch ein simuliertes Radfahren auszuführen. Dabei
werden eine simulierte Geschwindigkeit und dergleichen durch Ermitteln
der Drehung der Pedale mittels eines bestimmten Geschwindigkeits-
bzw. Drehzahlsensors erhalten, und ein Simulationsprozess wird ausgeführt.
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Das
in dem Fahrrad-Simulationssystem verwendete Dummy-Fahrrad kann mit
einem Schwungrad versehen sein, um eine geeignete Belastung für die Drehung
der Pedale zu liefern. Siehe bei spielsweise die japanische Patentveröffentlichung
JP 6-7873 B2 .
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Die
Form der Nutzung eines Fahrrad-Simulationssystems ist auf eine Nutzung
eines stationären Typs
nicht beschränkt.
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Darüber hinaus
ist in dem Fahrrad-Simulationssystem der Realismus hoch, falls die
Pedale, ein Bremshebel und ein Lenker in derselben Weise wie beim
Fahren auf einem richtigen Fahrrad betätigt werden können. Der
Realismus wird insbesondere in vorteilhafter Weise weiter verbessert,
wenn die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit durch Betätigen des Bremshebels
abgesenkt werden kann. Ferner wird bevorzugt, dass dieselbe Belastung
wie bei einem richtigen Fahrrad auf die Pedale entsprechend der Geschwindigkeit
und der Beschleunigung ausgeübt wird.
Es wird bevorzugt, dass der Eindruck der Betätigung des Bremshebels so nah
wie möglich
dem bei einem richtigen Fahrrad ist.
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Unter
einem solchen Gesichtspunkt ist ein Simulator vorgeschlagen worden,
bei dem ein Erschwerungs- bzw. Drosselungsteil, welches aus einem
elastischen Material, wie Gummi gebildet ist, an einem Endteil des
Bremshebels vorgesehen ist. Das Drosselungsteil wird unter einer
Betätigung
des Bremshebels derart verformt, dass dies einen Betätigungseindruck
liefert, der nahe dem während
des echten Radfahrens ist. Siehe beispielsweise das offengelegte
japanische Patent
JP
11-1749441 A .
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Bei
dem in dem offengelegten japanischen Patent
JP 11-174944 A beschriebenen Simulator wird
die auf die Pedale ausgeübte
Belastung entsprechend einem Bild auf einer Anzeigeeinrichtung einfach
so reguliert, dass die Wechselbeziehungen zwischen der Drehung der
Pedale, einer simulierten Geschwindigkeit oder einer durch die Drehung
erzielten Beschleunigung, der auf die Pedale ausgeübten Belastung
und den Bremshebelbetätigungen
nicht ausreichend berücksichtigt
werden. Damit werden mutmaßliche
folgende Schwierigkeiten hervorgerufen. Nach einer Bremshebelbetätigung und
vor Beginn einer Verlangsamung kann eine Verzögerung hervorgerufen werden,
oder es kann ein geeignetes Ausmaß einer Verlangsamung entsprechend
der Bremshebelbetätigungsgröße nicht
erreicht werden. Ferner ist es schwierig, die Situation genau zu
reproduzieren, bei der eine hohe Belastung in der Anfangsstufe auf
den Start hin ausgeübt
wird und bei der eine geringe Belastung während des Fahrens mit konstanter Geschwindigkeit
nach einer Beschleunigung ausgeübt
wird.
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Darüber hinaus
wird bei dem Bremsmechanismus in dem in dem offengelegten japanischen
Patent
JP 11-174944
A beschriebenen Simulator ein stationäres elastisches Material einfach
zusammengedrückt,
so dass eine schwache Vibration eines Drehkörpers, die auf den Bremshebel übertragen wird,
nicht reproduziert werden kann. Damit ist eine feine Geschwindigkeitssteuerung
durch eine geringe Bremshebelbetätigung
schwierig zu erreichen.
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Die
Druckschrift
JP 11174944
A zeigt ein Dummy-Fahrrad, bei welchem mittels Betätigung von Bremshebeln
die Bewegung des Fahrrads abgebremst wird. Des Weiteren ist ein
Detektionsgerät vorgesehen,
welches die Bewegung der Bremsleitung und somit die Bremskraft detektiert.
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Aus
der
DE 4226776 A1 ist
des Weiteren ein Zweiradtrainingsgerät mit Bildschirm bekannt. Das Trainingsgerät umfasst
zwei Bremshebel. Diese sind zur Detektion der Bremskraft mit zugehörigen Signalwertgebern
verbunden, sodass auf Basis der diversen gemessenen Signale wie
beispielsweise Auslenkung, Bremskraft und dergleichen eine entsprechende
Grafik auf einem Computer angezeigt werden kann.
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Zusammenfassung und Aufgaben
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen solchen
Fahrradsimulator bereitzustellen, dass Bremshebelbetätigungen
mit dem selben Gefühl
wie im Falle des richtigen Fahrrades ausgeführt werden können.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft dem gemäß einen Fahrrad-Simulator mit
einem Dummy-Fahrrad und einer Steuereinrichtung, wobei das Dummy-Fahrrad
ein Paar von linken und rechten Pedalen, die von einem Fahrer zu
betätigen
sind, einen Drehkörper,
der in Verbindung mit der Betätigung
der betreffenden Pedale gedreht wird, einen ersten manuell durch
den Fahrer betätigbaren
Bremshebel und einen zweiten manuell durch den Fahrer betätigbaren
Bremshebel, eine Bremse zur reibmäßigen Abbremsung der Drehung
des Drehkörpers
in Verbindung mit den Bremshebeln und eine Bremsbetätigungs-Detektiereinrichtung
zur Ermittlung der Größe der Betätigung der
Bremshebel aufweist und wobei die Steuereinrichtung eine vorbestimmte
Ausgabe auf der Grundlage der Größe der von
der Bremsbetätigungs-Detektiereinrichtung
gelieferten Operation erbringt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind hierbei die Bremshebel jeweils mit einem Bremsseil verbunden,
von denen zumindest eines in einer Gabelform verzweigt, sodass ein
erstes Bremsseil auf einer Seite mit der Bremse verbunden ist und
ein zweites Bremsseil auf der anderen Seite mit der Bremsbetätigungs-Detektiereinrichtung
verbunden ist.
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Durch
reibungsmäßiges Abbremsen
des Drehkörpers
auf der Grundlage der Bremshebelbetätigung kann somit der Bremshebel
mit demselben Gefühl
betätigt
werden, wie jener im Falle eines richtigen Fahrrades.
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Es
ist der Bremshebel mit Bremsseilen verbunden, die in einer Gabelform
verzweigen, wobei das Bremsseil auf einer Seite mit der Bremse verbunden
ist und wobei das Bremsseil auf der anderen Seite mit der Bremsbetätigungs-Detektiereinrichtung verbunden
ist. Dies ermöglicht
es, die Bremse und die Brems-Detektiereinrichtung gesondert und
unabhängig
vorzusehen. Darüber
hinaus ist eine Bremse entsprechend einem Bremsmechanismus bei einem richtigen
Fahrrad, bei dem ein Seil betätigt
wird, vorgesehen, so dass das Betätigungsgefühl und das Aussehen des Bremshebels
nahe jenem bei einem echten Fahrrad sind. Damit wird der Realismus
gefördert.
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Wenn
die Steuereinrichtung einen Alarm auf der Grundlage des Betätigungsbetrages
bzw. der Betätigungsgröße abgibt,
welche von der Bremsbetätigungs-Detektiereinrichtung
während
der Situation beim simulierten Radfahren geliefert wird, kann überdies
das Erlernen der Bremsbetätigungen
sicherer vorgenommen werden, was für die Ausbildung und das Training
besonders vorteilhaft ist.
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Ferner
ist ein Aufbau bzw. eine Konfiguration vorgesehen, bei dem bzw.
der der Bremshebel einen ersten Bremshebel und einen zweiten Bremshebel aufweist,
wobei der erste Bremshebel und der zweite Bremshebel mit einem Ende
der Bremsseile verbunden sind. Das andere Ende der Bremsseile ist
mit der Bremse verbunden. Dieser Aufbau ermöglicht es, eine Bremse durch
den ersten Bremshebel und den zweiten Bremshebel in einer kombinierten
Weise zu betätigen;
das Bremsen kann beispielsweise durch Betätigen entweder eines rechten
Bremshebels oder eines linken Bremshebels erfolgen. Das Bremsen kann
beispielsweise durch Betätigen
entweder eines rechten Bremshebels oder eines linken Bremshebels erfolgen.
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Entsprechend
dem Fahrrad-Simulationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
wird der Drehkörper
auf der Grundlage der Bremshebelbetätigung reibungsmäßig abgebremst,
wodurch der Bremshebel mit demselben Gefühl betätigt werden kann wie jener
im Falle eines richtigen Fahrrades. Darüber hinaus kann die Betätigung durch
den Fahrer auf der Grundlage der Betätigungsgröße bestimmt werden, die von
der Bremsbetätigungs-Detektiereinrichtung
geliefert wird. Auf der Grundlage dieser Bestimmung bzw. Entscheidung
dient somit ein bestimmtes Ausgangssignal für einen Alarm, eine Anleitung
oder dergleichen, wodurch eine Vielfalt von Simulationen erreicht
werden kann.
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Ferner
wird der Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung aus
der nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung ersichtlich
werden. Es dürfte
jedoch einzusehen sein, dass mit der detaillierten Beschreibung
und den spezifischen Beispielen zwar bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung angegeben werden, dass jedoch diese Beschreibung lediglich
zur Veranschaulichung gegeben ist, da verschiedene Änderungen
und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung aus
dieser detaillierten Beschreibung für Durchschnittsfachleute ersichtlich
werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der nachstehend gegebenen detaillierten
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen vollständig
verständlich
werden, die lediglich zur Veranschaulichung gegeben wird und die
somit die vorliegende Erfindung nicht beschränken. In den Zeichnungen zeigen
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1 eine
Perspektivansicht eines Fahrrad-Simulationssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 eine
Perspektivansicht einer Drehantriebs-Mechanismuseinheit in einem
Dummy-Fahrrad und die Umgebung davon,
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3 eine
Perspektivansicht eines Schwungrades in dem Dummy-Fahrrad und dessen Umgebung
von einer schrägen
Oberseite her betrachtet,
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4 eine
Vorderansicht des Dummy-Fahrrades,
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5 ein
Blockdiagramm von elektrischen Komponententeilen des Fahrrad-Simulationssystems,
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6 ein
Ablaufdiagramm einer Hauptroutine bei einem Verfahren zur Ausführung eines
simulierten Radfahrens durch Anwendung des Fahrrad-Simulationssystems,
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7 eine
vergrößerte Perspektivansicht
eines Verzweigungsmechanismus,
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8 eine
Trommelbremse, in der ein Arm mit zwei Bremsseilen vorgesehen ist,
die mit linken und rechten Bremshebeln verbunden sind,
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9 ein
Schwungrad, welches mit zwei Felgenbremsen versehen ist, und
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10 einen
Bremshebel, mit dem zwei Bremsseile verbunden sind.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 1 bis 6 das
Fahrrad-Simulationssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
der betreffenden Erfindung beschrieben. Das Fahrrad-Simulationssystem 10 gemäß dieser
Ausführungsform
wird beispielsweise in einem Verkehrssicherheits-Klassenzimmer für Kinder an verschiedenen Stellen
verwendet. Das Fahrrad-Simulationssystem 10 wird mittels
eines Transportfahrzeugs oder dergleichen jedes Mal transportiert,
wenn der betreffende Unterricht in einem Unterrichtsraum abgehalten
oder beendet wird.
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Wie
in 1 veranschaulicht, weist das Fahrrad-Simulationssystem 10 ein
Dummy-Fahrrad 12, einen Monitor 14 zur Anzeige
der Szenerie entsprechend der Betätigung bzw. des Betriebs des Dummy-Fahrrades 12 auf
einem Bildschirm 14a, einen Lautsprecher 15 zur
Abgabe von Imitatortönen bzw.
-geräuschen
und stimmlichen Befehlen an den Fahrer, einen Matten-Schalter 16,
der an einer Stelle vorgesehen ist, an der der Fahrer auf das Dummy-Fahrzeug 12 aufsteigt
und von diesem absteigt, und eine Hauptsteuereinheit 18 zur
Ausführung
der Gesamtsteuerung des Fahrrad-Simulationssystems 10 auf.
Die Hauptsteuereinheit 18 ist auf der Vorderseite des Dummy-Fahrrades 12 angeordnet.
Der Monitor 14 und der Lautsprecher 15 sind in
einem oberen Bereich der Hauptsteuereinheit 18 angeordnet sowie
an Positionen, die eine leichte visuelle Überprüfung durch den Fahrer auf dem
Dummy-Fahrrad 12 ermöglichen.
Die Hauptsteuereinheit 18, der Monitor 14 und
der Lautsprecher 15 sind durch vier Stützen 21 derart anhebbar
getragen, dass ihre Höhe
an die körperliche
Gestalt des Fahrers angepasst werden kann. Darüber hinaus verfügt die Hauptsteuereinheit 18 über die
Funktion der Anzeige eines Bildes auf dem Bildschirm 14a,
welches der Simulation entspricht, und außerdem über eine Funktion als Bildverarbeitungscomputer.
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Anschließend wird
das Dummy-Fahrrad 12 beschrieben. In der folgenden Beschreibung
wird bei einem Paar von linken und rechten Teilen eines Mechanismus
in dem Dummy-Fahrrad 12 ein „L” dem jeweiligen Bezugszeichen
für die
linke Seite angehängt,
und ein „R” wird dem
jeweiligen Bezugszeichen für
die rechte Seite angehängt.
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Das
Dummy-Fahrrad 12 weist einen Rahmen 20, einen
durch eine Sattelstütze
mit dem Rahmen 20 verbundenen Sattel 24, einen
um ein Kopfrohr 20a des Rahmens 20 schwenkbaren
Lenker 28, zwei vordere Gabeln 30R und 30L als
Ständer
zum festen Tragen des Kopfrohres 20a und ein Hinterrad (Rad) 32 auf,
welches von einer Sitzstrebe 20b und einer Kettenstrebe 20c des
Rahmens 20 drehbar getragen wird. Ein Rohr 31,
das in horizontaler Richtung verläuft, ist an den äußeren Enden
der vorderen Gabeln 30R und 30L vorgesehen. Das
Rohr 31 liegt auf einem Boden auf. Ein Schaft 28a des
Lenkers 28 weist einen Klappmechanismus 28b in
der Nähe
des Kopfrohres 20a auf und kann umgeklappt oder abmontiert
werden.
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Obwohl
die vorderen Gabeln 30R, 30L auf der Grundlage
des Aussehens in der Form einer vorderen Gabel eines Fahrrades (oder
Motorrades) ähnlich
sind, unterscheiden sie sich jedoch von einer richtigen vorderen
Gabel dadurch, dass sie nicht in Verbindung mit dem Lenker 28 gedreht
werden und dass sie nicht mit einem Vorderrad versehen sind.
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Das
Hinterrad 32 weist eine drehbare Nabe 32d, eine
Vielzahl von Speichen bzw. Sprossen 32b, die im wesentlichen
radial in Bezug auf die Nabe 32d vorgesehen sind, eine
von den Sprossen 32b getragene Felge 32c und einen
auf der Felge 32c montierten Reifen 32a auf. Die
Nabe 32d, die Sprossen 32b, die Felge 32c und
der Reifen 32a sind ähnlich
jenen Teilen, die generell bei richtigen Fahrrädern verwendet sind. Das Hinterrad 32 ist
von einem kleinen Durchmessertyp, welches unter der Wirkung der Nabe 32d relativ
zu dem Rahmen 20 gedreht werden kann.
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Obwohl
das Hinterrad 32 bezogen auf das Aussehen dasselbe ist
wie das Hinterrad bei einem richtigen Fahrrad, liegt jedoch ein
unabhängiger
Aufbau vor, der nicht in Verbindung mit einer Kurbelwelle 60 und
einem Schwungrad (Drehkörper) 74 betrieben
wird, und es wird während
des simulierten Radfahrens nicht gedreht. Genauer gesagt sitzt das
Hinterrad 32 auf einem Boden, so dass es als hinterer Ständer wirkt
und zusammen mit den vorderen Gabeln 30R und 30L den
Rahmen 20 trägt
und das Dummy-Fahrrad 12 aufrecht
hält. Zwischen
den vorderen Gabeln 30R, 30L und dem Rohr 31 ist
mittels eines Bügels
bzw. Trägers 33 eine
Steuereinrichtung befestigt.
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Darüber hinaus
weist das Dummy-Fahrrad 12 eine Drehantriebs-Mechanismuseinheit 40,
eine Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlermittlungs-Mechanismuseinheit 42,
eine Brems-Mechanismuseinheit 44, die Steuereinrichtung 46,
einen Lenkwinkelsensor 50 (siehe 4) zur Ermittlung
des Lenkwinkels des Lenkers 28, ein Mikrofon 52 zur
Eingabe der Stimme des Fahrers und einen Rückgang-Schalter 54 auf,
der in einem rückwärtigen Teil
des Sattels 24 vorgesehen ist. Der Rückgang-Schalter 54 ist
ein Schalter, der zu betätigen
ist, wenn der Fahrer von dem Dummy-Fahrrad 12 absteigt und eine
bestimmte simulierte Rückgehbewegung
ausführt.
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Die
Drehantriebs-Mechanismuseinheit 40 weist ein Paar von Kurbeln 62L und 62R,
die mit den linken bzw. rechten Teilen der Kurbelwelle (Drehwelle der
Pedale) 60 verbunden sind, welche innerhalb eines Kurbelrohres 20e vorgesehen
ist, Pedale 64L und 64R, die an den äußeren Enden
der Kurbeln 62L bzw. 62R vorgesehen sind, ein
an der Kurbel 62R vorgesehenes vorderes Kettenrad 66,
ein hinteres Kettenrad 70, welches durch das vordere Kettenrad 66 mittels
einer Kette 68 drehmäßig angetrieben wird,
und ein aus Eisen bestehendes Schwungrad 74 auf, welches
durch das hintere Kettenrad 70 mittels einer Einwegkupplung
(auch als Freilaufnabe bezeichnet) 72 drehmäßig angetrieben
wird. Die Position der Einwegkupplung 72 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung
befindet sich zwischen der Kurbelwelle 60 und der Nabe 32d,
wodurch sich das Schwungrad 74 auf der rückwärtigen Seite
in Bezug auf die Mitte des Dummy-Fahrrades 12 befindet,
genauer gesagt zwischen einem Sitzrohr 20f und dem Hinterrad 32.
Die Einwegkupplung 72 ist auf der oberen Seite in Bezug
auf die Nabe 32d des Hinterrades 32 vorgesehen.
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Obwohl
das Schwungrad 74 als Last während des simulierten Radfahrens
wirkt und daher ein schwerer Körper
ist, verfügt
es über
eine hohe Stabilität,
da es zwischen den vorderen und hinteren Ständern (nämlich den vorderen Gabeln 30R, 30L und dem
Hinterrad 32) vorgesehen ist. Darüber hinaus ist die Position,
an der das Schwungrad 74 vorgesehen ist, ein Totraum, der
nicht anderweitig genutzt ist, so dass der Freiheitsgrad hinsichtlich
der Anordnung von anderen Komponententeilen nicht eingeschränkt ist.
Darüber
hinaus behindert das Schwungrad nicht die Bewegungen der Fahrerfüße zur Zeit
einer Pedalbetätigung
während
des simulierten Radfahrens.
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Die
Einwegkupplung 72 überträgt durch
einen darin vorgesehenen Sperr- bzw. Ratschenmechanismus lediglich
eine Drehantriebskraft in der Vorwärtsrichtung des hinteren Kettenrades 70.
Wenn die Kurbelwelle 60 in die Rückwärtsrichtung gedreht wird oder
dann, wenn die Drehung der Kurbelwelle 60 während der
Vorwärtsdrehung
des Schwungrades 74 gestoppt wird, wird daher der Drehzustand
(die Vorwärtsdrehung
oder die Stillsetzung) des Schwungrades 74 zu dem betreffenden
Zeitpunkt unabhängig
von der Kurbelwelle 60 aufrechterhalten.
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Wie
in 2 und 3 veranschaulicht, weist die
Geschwindigkeitsermittelungs-Mechanismuseinheit 42 einen
Raddrehungs- Detektierteil 76 und
einen Kurbeldrehungs-Detektierteil 78 auf. Der Raddrehungs-Detektierteil 76 weist
einen Befestigungsbügel 80,
der über
den Bereich von der Sitzstrebe 20b auf der rechten Seite
bis zu einer Kettenstrebe 20c vorgesehen ist, und einen
ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 auf,
der an dem Befestigungsbügel 80 vorgesehen
ist. Der erste Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 ist
an einer Stelle dicht gegenüber
den drei Sprossen 74a des Schwungrades 74 angeordnet.
Wenn das Schwungrad 74 gedreht wird, gibt somit der erste
Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 ein für das Vorhandensein
oder Fehlen der Sprosse 74a kennzeichnendes Signal an die
Steuereinrichtung 46 ab.
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Der
Kurbeldrehungs-Detektierteil 78 weist einen Befestigungsbügel 84,
der an dem Kurbelrohr 20e befestigt ist, einen zweiten
Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86, der an dem
Befestigungsbügel 84 vorgesehen
ist, und einen Detektier-Rotor 88 auf, der an der Innenseite
des vorderen Kettenrades 66 befestigt ist. Der Detektier-Rotor 88 ist
eine etwa kreisbogenförmige
Platte von etwa 90°, die
nahe und gegenüber
dem zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86 angeordnet
ist. Wenn die Pedale 64L und 64R betätigt und
dadurch die Kurbelwelle 60 und das vordere Kettenrad 66 gedreht
werden, liefert der zweite Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86 an
die Steuereinrichtung 46 ein Signal, welches kennzeichnend
ist für
das Vorhandensein oder Fehlen des Detektier-Rotors bzw. des detektierten
Rotors 88. Der zweite Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86 und
der erste Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 sind austauschbar.
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Wie
in 4 veranschaulicht, weist die Bremsmechanismuseinheit 44 zwei
Bremshebel 100L und 100R, die an dem Lenker 28 vorgesehen sind,
Bremsseile 102 und 104, die mit den betreffenden
Bremshebeln 100L bzw. 100R verbunden sind, elastisch
drehbare Riemenscheiben 106L und 106R, Drehsensoren 108L und 108R und
eine Trommelbremse 110 (siehe 3) zum Abbremsen
des Schwungrades 74 auf.
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Wie
in 7 veranschaulicht, ist das Bremsseil 104 mittels
eines Verzweigungsmechanismus 111 in seinem Verlauf gegabelt;
ein Bremsseil 104a auf einer Seite verläuft zu den vorderen Gabeln 30R, 30L,
und ein Bremsseil 104b auf der anderen Seite ist mit der
Trommelbremse 110 verbunden. Von dem Verzweigungsteil des
Bremsseiles 104 ist ein Teil eines äußeren Seiles 112 abgelöst, und
ein Endteil davon wird von einem Ring 114 getragen. Ein
freigelegtes Innenseil 116 ist mit zwei Innenseilen durch
eine Pressverbindung, durch Abdichten, durch Verschweißen oder
dergleichen verbunden; eines der beiden Innenseile stellt das Bremsseil 104a dar,
und das andere der beiden Innenseile stellt das Bremsseil 104b dar.
Daher werden bei Betätigung
des Bremshebels 100R die beiden Bremsseile 104a und 104b gleichzeitig
gezogen.
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Das
Bremsseil 104a und das Bremsseil 102 kreuzen sich
in ihrem Verlauf, und ihre unteren Endteile sind mit den Riemenscheiben 106R, 106L verbunden.
Wenn keines der Bremsseile 100L und 100R gezogen
wird, sind die Riemenscheiben 106L und 106R durch
(nicht dargestellte) Federn derart elastisch vorgespannt, dass vorstehende
Teile 118L und 118R nach oben gerichtet sind.
In diesem Fall sind die Bremshebel 100L und 100R durch
die Riemenscheiben 106L und 106R derart elastisch
vorgespannt, dass sie von dem Lenker 28 abstehen.
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Bei
zu dem Lenker 28 hingezogenen Bremshebeln 100L, 100R werden
die Riemenscheiben 106L, 106R elastisch verdreht,
wodurch die vorstehenden Teile 118L und 118R nach
unten gerichtet sind. Die Riemenscheiben 106L, 106R können solange
gedreht werden, bis die vorstehenden Teile 118L, 118R an
Stoppern bzw. Stillsetzgliedern 120L, 120R anliegen.
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Die
Drehwinkel der Riemenscheiben 106L, 106R können durch
die Drehsensoren 108L, 108R ermittelt werden,
und die Signale der ermittelten Winkel werden an die Steuereinrichtung 46 abgegeben. Die
Steuereinrichtung 46 gibt an die Hauptsteuereinheit 18 ein
Signal entsprechend den Signalen der ermittelten Drehwinkel der
Riemenscheiben 106L und 106R, mit anderen Worten
entsprechend den Betätigungsausmaßen der
Bremshebel 100L und 100R ab.
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Wie
in 3 veranschaulicht, ist die Trommelbremse 110 konzentrisch
zu dem Schwungrad 74 angeordnet, und ein Arm 110a der
betreffenden Trommelbremse ist mit einem Endteil des Bremsseiles 104b verbunden.
Die Trommelbremse 110 ist im Innern mit einem Trommelkörper versehen,
der mit dem Schwungrad 74 verbunden und mit diesem als ein
Körper
gedreht wird. Wenn der Bremshebel 100R betätigt und
dadurch das Bremsseil 104b gezogen und der Arm 110a geneigt
werden, wird überdies
ein Bremsschuh im Innern weiter in Richtung des Außendurchmessers
geöffnet,
um einen Kontakt mit dem Trommelkörper herzustellen, wodurch
eine Reibungskraft erzeugt wird und wodurch das Schwungrad 74 abgebremst
wird. Die Bremse kann ein anderer Typ einer Friktionsbremse sein
(Felgenbremse, Scheibenbremse oder dergleichen), die in Verbindung
mit dem Bremshebel 100R betätigt wird. Die Friktionsbremse
bedeutet hier irgendeine mechanisch wirkende Bremse ausschließlich einer
elektromagnetisch wirkenden Bremse. Die Mittel bzw. Einrichtungen
zur Betätigungsübertragung
vom Bremshebel 100R auf die Bremse sind nicht auf den Seiltyp beschränkt, sondern
können
von einem Gelenktyp, einem hydraulischen Typ oder dergleichen sein.
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Darüber hinaus
ist, wie in 4 veranschaulicht, der Lenkwinkelsensor 50 an
einem unteren Endteil des Kopfrohres 20a vorgesehen, und
er ermittelt den Dreh- bzw. Schwenkwinkel des Schaftes 28a,
der den Lenker 28 trägt.
Das Mikrofon 52 ist an dem Lenker 28 vorgesehen
und befindet sich nahe des Gesichts des Fahrers, so dass die Stimme
des Fahrers deutlich eingegeben wird. Der Lenkwinkelsensor 50,
das Mikrofon 52 und der Rückgang-Schalter 54 sind
mit der Steuereinrichtung 46 verbunden und geben an die
Steuereinrichtung 46 ein Lenkwinkelsignal, ein Stimmensignal
bzw. ein Schaltbetätigungssignal
ab.
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Zurückkommend
auf 1 sei angemerkt, dass der Matten-Schalter 16 aus
einem linken Schalter 150L und einem rechten Schalter 150R besteht; diese
beiden Schalter sind unabhängig
und an solchen Stellen angeordnet, dass der Fahrer darauf mit seinen
Füßen treten
kann, während
er rittlings an dem Kopfrohr 20a des Rahmens 20 beim
Absteigen ist. Der linke Fuß tritt
nämlich
auf den linken Schalter 150L und der rechte Fuß tritt
auf den rechten Schalter 150R. Der linke Schalter 150L und
der rechte Schalter 150R werden bzw. sind eingeschaltet,
wenn auf sie getreten wird, und sie geben EIN-Signale an die Steuereinrichtung 46 ab.
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Der
linke Schalter 150L und der rechte Schalter 150R liegen
in einer dünnen
mattenartigen Form vor, weisen einen Gummirücken, längs verlaufende Elektrodendrähte und
quer verlaufende Elektrodendrähte,
die in einer Gitterform gegenüber
dem Gummirücken
angeordnet sind, und ein Isoliermaterial auf, welches zwischen dem
Rückengummi
und einem Frontgummi eingefügt
ist. Die Längs-Elektrodendrähte und
die Quer-Elektrodendrähte
sind mit zwei Ausgangsanschlüssen
(nicht dargestellt) verbunden. Wenn der Fahrer mit seinem Fuß auf die Gummi-Vorderseite
tritt, wird die betreffende Gummi-Vorderseite elastisch verformt,
während
das Isoliermaterial zusammengedrückt
wird; dabei stellen die Längs-Elektrodendrähte und
die Quer-Elektrodendrähte
an ihren Schnittstellen einen Kontakt miteinander her. Infolgedessen
sind die beiden Ausgangsanschlüsse
in den leitenden Zustand gebracht, und der Schalter ist eingeschaltet.
Wenn der Fuß von der
Gummivorderseite weggenommen wird, werden die Längs-Elektrodendrähte und
die Quer-Elektrodendrähte
voneinander getrennt, und der Schalter wird bzw. ist ausgeschaltet.
Darüber
hinaus braucht der Matten-Schalter 16 nicht notwendigerweise
vom linken und rechten unabhängigen
Typ zu sein; ein Matten-Schalter 16a mit
zwei integral gebildeten Schaltern kann angenommen werden, und er
kann beispielsweise auf der linken Seite des Dummy-Fahrrades 12 angeordnet
sein. Ist der Matten-Schalter 16a so angeordnet, dass dann,
wenn der Fahrer von dem Dum my-Fahrrad 12 zur linken Seite
absteigt und seinen Fuß auf
die Gummifläche
setzt, eine Fahrrad-Schiebe-Gehaktion in einem Gehmodus, der später beschrieben
wird, realistischer realisiert wird.
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Wie
in 5 veranschaulicht, weist die Steuereinheit 46 eine
Eingabe- bzw. Eingangs-Interfaceeinheit 170, eine CPU (zentrale
Verarbeitungseinheit) 172 und eine erste Kommunikationseinheit 174 auf.
Die erste Kommunikationseinheit 174 ist mit einer zweiten
Kommunikationseinheit 192 der Hauptsteuereinheit 18 verbunden,
um so eine Echtzeit-Kommunikation mit der Hauptsteuereinheit 18 auszuführen. Die
Eingangs-Interfaceeinheit 170 ist mit dem Lenkwinkel-Sensor 50,
dem Mikrofon 52, dem ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82,
dem zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86,
den Drehsensoren 108L, 108R, dem Rückgang-Schalter 54,
dem linken Schalter 150L und dem rechten Schalter 150R zur
Abgabe von analogen Signalen und digitalen Signalen verbunden.
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Die
CPU 172 nimmt eine Verarbeitung oder Umsetzung der Signale
von den oben erwähnten elektrischen
Komponententeilen vor und überträgt die verarbeiteten
oder umgesetzten Signale über
die erste Kommunikationseinheit 174 zu der Hauptsteuereinheit 18.
Die CPU 172 erhält
beispielsweise die Drehzahl N1 des Schwungrades 74 und
die Drehzahl N2 der Kurbelwelle 60 aus den Frequenzen der
Signale, die von dem ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 und
dem zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86 geliefert
werden, multipliziert die Drehzahl N1 mit einer bestimmten Konstanten,
um eine simulierte Arbeitsgeschwindigkeit V zu erhalten, und liefert
die simulierte Geschwindigkeit V an die Hauptsteuereinheit 18.
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Die
Hauptsteuereinheit 18 weist eine Situations-Einstelleinheit 180 zur
Einstellung einer simulierten Radfahrsituation, eine Rechenverarbeitungseinheit 182 zur
Ausführung
eines Rechenprozesses entsprechend den Betriebsbedingungen, eine
Anzeigesteuereinheit 184 zur Steuerung der Anzeige auf
dem Moni tor 14, einen Audiotreiber 186 für eine akustische
Abgabe an den Lautsprecher 15, eine Alarmeinheit 188 zur
Abgabe von bestimmten Alarmen an den Fahrer, eine Spracherkennungseinheit 190 zum
Erkennen der von dem Mikrofon 52 her eingegebenen Sprache,
eine zweite Kommunikationseinheit 192 zur Steuerung der
Kommunikation mit der ersten Kommunikationseinheit 174 und
eine wieder-beschreibbare Speichereinheit 194 auf.
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In
der Praxis weist die Hauptsteuereinheit 18 die CPU (zentrale
Verarbeitungseinheit) als Steuerungs-Hauptkörper sowie einen RAM-Speicher (Schreib-Lese-Speicher
mit wahlfreiem Zugriff), einen ROM-Speicher (Fest- bzw. Festwertspeicher), eine
Festplatte (HD) und dergleichen Speichereinheiten auf, und die funktionalen
Einheiten der in 5 dargestellten Hauptsteuereinheit 18 sind
so realisiert, dass die CPU ein auf der Festplatte aufgezeichnetes Programm
liest und das Programm im Zusammenwirken mit dem ROM-Speicher, dem
RAM-Speicher und bestimmter Hardware ausführt.
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Nunmehr
wird ein Verfahren zur Simulation der Handhabung eines Fahrrads
durch Anwendung des Fahrrad-Simulationssystems 10 beschrieben, welches
in der oben erläuterten
Weise aufgebaut ist.
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Beim
Schritt S1 gemäß 6 wird überprüft, ob der
Matten-Schalter 16 eingeschaltet
ist oder nicht. Genauer gesagt wird dann, wenn zumindest ein Schalter
des linken Schalters 150L und des rechten Schalters 150R des
Matten-Schalters 16 eingeschaltet ist, in den Schritt S2
eingetreten, während dann,
wenn beide Schalter ausgeschaltet sind, der Steuerprozess beim Schritt
S1 steht bzw. stehen bleibt. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass
dann, wenn der Fahrer auf dem Matten-Schalter 16 steht, automatisch
in den Schritt S2 eingetreten wird, und dass bis dahin der Steuerprozess
beim Schritt S1 steht bzw. stehen bleibt; ein bestimmter Energiesparmodus
(beispielsweise wird der Monitor 14 ausgeschaltet) kann
aufrechterhalten werden.
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Beim
Schritt S2 wird ein simuliertes Radfahren gestartet, und auf dem
Bildschirm 14a wird ein bestimmtes Anfangs- bzw. Ausgangsbild
angezeigt. In dem Ausgangsbild werden ein Bild eines Fahrrades in
einer Ruhestellung und ein Bild einer Person, wie die des Fahrers,
der bei dem Fahrrad steht, angezeigt. Darüber hinaus werden die Zeichen „Ein simuliertes
Radfahren wird begonnen. Bitte setzen Sie sich auf den Sattel und
betätigen
Sie die Pedale” auf dem
Bildschirm 14a angezeigt, oder es wird eine Audionachricht
mit denselben Worten von dem Lautsprecher 15 abgegeben.
Eine derartige Abgabe erfolgt entsprechend den durch die Dreh-Sensoren 108L, 108R ermittelten
Drehbeträgen,
wie dies später
beschrieben wird.
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Damit
kann das simulierte Radfahren automatisch dadurch begonnen werden,
dass auf den Matten-Schalter 16 getreten wird, und das
simulierte Radfahren kann ohne die Forderung nach einer komplizierten
Operation und ohne irgendeinen Eindruck von Inkompatibilität begonnen
werden. Überdies
genügt
es, dass der Fahrer die Operationen entsprechend den Befehlen ausführt, die
von dem Bildschirm 14a oder von dem Lautsprecher 15 abgegeben
werden, so dass ein Manual oder dergleichen nicht erforderlich ist.
Die Operationen sind einfach bzw. leicht auszuführen, und sogar Kinder können das
simulierte Radfahren durchführen.
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Beim
Schritt S3 wird überprüft, ob der
Matten-Schalter 16 ausgeschaltet ist oder nicht. Genauer gesagt
wird dann, wenn die beiden Schalter, nämlich der linke Schalter 150L und
der rechte Schalter 150R ausgeschaltet sind, in den Schritt
S4 eingetreten, während
dann, wenn zumindest einer der Schalter eingeschaltet ist, der Steuerungsprozess
beim Schritt S3 steht bzw. stehen bleibt.
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Genauer
gesagt wird dann, wenn der Fahrer auf dem Sattel 24 rittlings
sitzt und seinen Fuß von dem
Mattenschalter 16 wegnimmt, automatisch in den Schritt
S4 eingetreten, und ein tatsächlicher
Betrieb beim simulierten Radfahren kann begonnen werden. In diesem
Fall wird das Anfangs- bzw. Startbild beendet, und es werden ein
Bild des Fahrrades und ein Bild der auf dem Fahrrad fahrenden Person angezeigt.
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Beim
Schritt S4 wird überprüft, ob bestimmte Betriebsbedingungen
erfüllt
sind oder nicht. Wenn die Betriebsbedingungen erfüllt sind,
wird beim Schritt S5 in einen Betriebsmodus eingetreten, während in
dem Fall, dass die Betriebsbedingungen nicht erfüllt sind, in einen Schritt
S6 eingetreten wird. Der Betriebsmodus ist ein Modus, dem der Fahrer,
der auf dem Sattel 24 sitzt, die Pedale 64L und 64R betätigt und
den Lenker 28 lenkt, um so einen simulierten Betrieb auszuführen. In
diesem Fall wird eine Szene, die entsprechend einer simulierten
Betriebsgeschwindigkeit V und einem simulierten Lenkwinkel verändert wird,
welche auf der Grundlage des ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmers 82 und des
Lenkwinkelsensors 50 erhalten werden, auf dem Bildschirm 14a (siehe 1)
angezeigt. Bei dem Betriebsmodus ist es empfehlenswert, einen bestimmten
Alarm in einer Situation, in der die simulierte Betriebsgeschwindigkeit
V nicht kleiner ist als eine vorgeschriebene Geschwindigkeit, in
einer Situation, in der das virtuelle Fahrrad von einer virtuellen
Strasse weggefahren ist, oder in einer dergleichen Situation abzugeben.
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Genauer
gesagt beginnt das Schwungrad 74 zunächst von dem Zustand aus, in
welchem das Schwungrad 74 gestoppt ist, durch den Beginn
der Betätigung
der Pedale 64L und 64R gedreht zu werden; die
Drehung wird durch den dies begleitenden ersten Geschwindigkeits-
bzw. Drehzahlaufnehmer 82 ermittelt, und die simulierte
Betriebsgeschwindigkeit V beginnt von 0 aus anzusteigen. In diesem
Fall ist die von dem Fahrer wahrgenommene Belastung am Anfang entsprechend
dem Trägheitsmoment
des Schwungrades 74 hoch, und sie wird bzw. ist während des
Betriebs bei einer konstanten Geschwindigkeit nach einer Beschleunigung
niedrig, so dass ein Eindruck sehr nahe dem Betriebseindruck eines
richtigen Fahrrads erhalten wird. Darüber hinaus ist die Belastung,
die der Fahrer empfindet, auf die Bewegungen der Fahrerfüße hin frei
von einer Verzögerung,
und sie ist nahe jener beim Fahren eines richtigen Fahrrades.
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Darüber hinaus
werden beim Betriebsmodus entsprechend den Betätigungen der Bremshebel 100R und 100L das
Schwungrad 74 abgebremst und verschiedene Steuerungsprozesse
ausgeführt.
Diese Aktionen bezüglich
der Bremshebel 100R und 100L werden später beschrieben.
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Beim
Schritt S6 wird überprüft, ob die
Situation des simulierten Radfahrens gegeben ist durch einen Stopp,
eine Pause oder ein Rotlichtsignal oder nicht. In den Fällen eines
Stopps, einer Pause oder eines Rotlichtsignals wird bei dem Fuß-Absetzungsmodus
in den Schritt S7 eingetreten; in anderen Fällen wird in den Schritt S8
eingetreten. Beim Fuß-Absetzungsmodus
betätigt
der Fahrer die Bremshebel 100L, 100R, um eine
simulierte Betriebsgeschwindigkeit V auf 0 zu bringen, danach steigt
er von dem Dummy-Fahrrad ab und tritt auf den Matten-Schalter 16.
Infolgedessen wird auf dem Bildschirm 14a eine Szene angezeigt,
in der der Fahrer und das Fahrrad bei Vorhandensein eines Rotlichtsignals
im Ruhezustand sind. Der Fuß-Absetzmodus wird
aufgehoben, wenn das Verkehrssignal von Rot auf Grün geändert wird
oder wenn eine Bestätigung
der Sicherheit auf der linken und rechten Seite auf der Grundlage
der Situation beim simulierten Radfahren mit Sicherheit erfolgt
ist.
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Beim
Schritt S8 wird überprüft, ob die
Situation beim simulierten Radfahren der Fall des Passierens eines
vorrangig für
Fußgänger vorgesehenen Weges,
wie eines Zebrastreifens oder eines ausschließlich für Fußgänger vorgesehenen Weges wie eines
Fußweges
ist oder nicht. Im Falle des Passierens eines vorrangig für Fußgänger vorgesehenen Weges
oder eines ausschließlich
für Fußgänger vorgesehenen
Weges, wird beim Schritt S9 in einen Geh-Modus eingetreten; in anderen
Fällen
wird in den Schritt S10 eingetreten. Der Geh-Modus stellt einen
Modus für
den Fahrer dar, zu gehen, während
er das Fahrrad längs
eines ausschließlich
für die
Fußgängernutzung
vorgesehenen Weges oder dergleichen schiebt; bei dem betreffenden
Modus handelt es sich beispielsweise um einen Modus zum Erlernen des
Gehens, während
das Fahrrad geschoben wird, um nicht andere Fußgänger oder dergleichen in Schwierigkeiten
zu bringen. In diesem Fall steigt der Fahrer von dem Dummy-Fahrrad 12 ab
und tritt auf den Matten-Schalter 16, wodurch die Geh-Zustände reproduziert
werden, und auf dem Bildschirm 14a des Monitors 14 wird
eine entsprechende Szene angezeigt.
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Beim
Schritt S10 wird überprüft, ob die
Situation beim simulierten Radfahren eine Situation der Rückwärtsbewegung
des Fahrrades ist oder nicht. Im Falle einer Rückwärtsbewegung (Rückgang)
wird beim Schritt S11 in einen Rückgang-Modus
eingetreten; in anderen Fällen
wird in den Schritt S12 eingetreten. Der Rückgang-Modus ist ein Modus,
bei dem der von dem Fahrrad abgestiegene Fahrer zurückgeht,
während
er das Fahrrad schiebt. In diesem Fall steigt der Fahrer von dem
Dummy-Fahrrad 12 ab und tritt auf den Matten-Schalter 16,
während
er den Rückgang-Schalter 54 einschaltet.
Dadurch werden die Rückgang-Bedingungen wiedergegeben,
und eine entsprechende Szene wird auf dem Bildschirm 14a des
Monitors 14 angezeigt.
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Beim
Schritt S12 wird überprüft, ob bestimmte
Endbedingungen erfüllt
sind oder nicht. Wenn die Endbedingungen erfüllt sind, wird das simulierte Radfahren
beendet, während
dann, wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, der Steuerungsprozess
zum Schritt S4 zurückgeht
und das simulierte Radfahren fortgesetzt wird. Überdies kehrt der Steuerungsprozess
zum Schritt S4 zurück,
nachdem die Verarbeitung bei jedem der Schritte S5, S7, S9 und S11
abgeschlossen ist.
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Im
Falle der Beendigung des simulierten Radfahrens wird wie beim Schritt
S1 überprüft, ob der Matten-Schalter 16 eingeschaltet
ist oder nicht. In diesem Fall kann auf der Grundlage des Zustands, gemäß dem der
Matten-Schalter 16 eingeschaltet ist, ermittelt werden,
dass der Fahrer von dem Dummy-Fahrrad 12 abgestiegen ist,
wobei auf der Grundlage hiervon das simulierte Radfahren beendet
wird. Das System kehrt in einen Bereitschaftszustand, wie in einen
bestimmten Energiesparmodus zurück.
Darüber
hinaus wird in dem Fall, dass keine Betätigung bzw. kein Betrieb des
Dummy-Fahrrades 12 innerhalb einer bestimmten Zeitspanne
erfolgt ist, nachdem der Matten-Schalter 16 beim Schritt
S2 ausgeschaltet worden ist, berücksichtigt,
dass der Fahrer einmal auf den Matten-Schalter 16 getreten
hat, jedoch dann weggegangen ist, ohne auf dem Dummy-Fahrrad 12 zu
fahren; auch in diesem Fall ist es für das System empfehlenswert,
in den Bereitschaftszustand zurückzukehren.
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Es
kann das Dummy-Fahrrad 12 in dem Fahrrad-Simulationssystem 10 mit
einer geringen Kraft leicht transportiert werden, indem es auf dem frei
drehbaren Hinterrad 32 gerollt wird, und zwar ungeachtet
des Umstands, dass das Dummy-Fahrrad 12 mit dem schweren
Schwungrad 74 versehen ist, das zur Ausübung einer Belastung verwendet
wird. Da sich die Schwerpunktsmitte des Schwungrades 74 auf
der oberen Seite in Bezug auf die Nabe 32d des Hinterrades 32 befindet,
genügt überdies
ein geringer Arbeitsaufwand zur Zeit des Anhebens des Lenkers 28.
Daher kann das Fahrrad-Simulationssystem 10 für solche
Anwendungen angewandt werden, wie zur Nutzung in Verkehrssicherheits-Klassenzimmern,
die für
Kinder an verschiedenen Stellen bereitgehalten werden, wobei das
Fahrrad-Simulationssystem 10 häufig transportiert
wird.
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Das
Hinterrad 32 ist unabhängig
gestaltet, so dass es nicht mit dem Schwungrad 74, den
Pedalen 64R, 64L und dergleichen in Verbindung
steht. Dadurch wird das Hinterrad 32 nicht gedreht oder
gelenkt und es kann während
des simulierten Radfahrens mit der Bodenfläche in Kontakt gehalten werden.
Dies ermöglicht
dem Hinterrad 32, auch als hinterer Ständer zum Tragen des Rahmens 20 zusammen
mit den vorderen Gabeln 30R und 30L zu wirken.
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Obwohl
das Fahrrad-Simulationssystem 10 nicht mit einem Vorderrad
versehen ist, wäre
in dem Fall, dass ein Vorderrad vorgesehen ist, das betreffende
Vorderrad überdies
mit der Bodenfläche
in Reibkontakt gebracht, da es durch den Lenker 28 gelenkt
wird. Falls ein derartiges Vorderrad befestigt ist, kann der Reibkontakt
mit der Bodenfläche
vermieden werden; das betreffende Vorderrad wird indessen nicht
in Verbindung mit der Betätigung
des Lenkers 28 bewegt, was unnatürlich ist. Andererseits wird
das Hinterrad 32 nicht in Verbindung mit dem Lenker 28 benutzt.
Damit wird das Hinterrad 32 mit der Bodenfläche nicht
in Reibkontakt gebracht; dem betreffenden Hinterrad kann ein natürliches
Aussehen verliehen werden, und es ist bzw. dient vorteilhaft als
hinterer Ständer.
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Die
Nabe 32d, der Reifen 32c und dergleichen, die
das Hinterrad 32 bilden, sind allgemein gebräuchliche
Teile, so dass sie billig und im Aussehen jenen eines richtigen
Fahrrades ähnlich
sind, was den Realismus fördert. Überdies
kann ein Training auch hinsichtlich Luftdruckprüfungen für den Reifen 32a,
hinsichtlich der Abgabe von Luft in den Reifen 32a sowie
hinsichtlich eines Reifenwechsels, einer Reifenschadensreparatur
und dergleichen durchgeführt
werden.
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Nachstehend
werden Aktionen der Bremsbetätigungen
im Betriebsmodus beschrieben. Wenn der Bremshebel 100R vom
Fahrer betätigt
wird, zieht das Bremsseil 104b zunächst einen Arm 110a (siehe 2)
der Trommelbremse 110, wodurch eine Reibungskraft zwischen
einem Trommelkörper
und einem Bremsschuh im Innern hervorgerufen wird, und das Schwungrad 74 wird
abgebremst, was zu einer Verlangsamung führt. Außerdem wird die Drehung des
Schwungrades 74 durch den ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 ermittelt,
und die Drehung wird in der Steuereinrichtung 46 in eine simulierte
Betriebsgeschwindigkeit V umgesetzt. Die betreffende simulierte
Fahrgeschwindigkeit V wird der Hauptsteuereinheit 18 zugeführt. In
der Hauptsteuereinheit 18 wird die sich ändernde
Geschwindigkeit der Szene, die auf dem Bildschirm 14a angezeigt
wird, entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit V verringert.
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In
diesem Fall ist die Trommelbremse 110 derselbe Bremsmechanismus
wie jener eines Rades in einem richtigen Fahrrad, und die Zeitverzögerung vom
Geschwindigkeitsermittlungsprozess durch den ersten Geschwindigkeitsaufnehmer 82 bis
zur Abgabe der simulierten Betriebsgeschwindigkeit V an die Hauptsteuereinheit 18 ist
extrem kurz, so dass eine äußerst natürliche Verlangsamungsszene
ohne eine Ansprechverzögerung,
wie jener beim richtigen Radfahren, auf dem Bildschirm 14a angezeigt
wird.
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Außerdem bremst
die Trommelbremse 110 das Schwungrad 74 durch
mechanische Wirkung mittels der Gleitreibung ab. Daher wird eine
schwache Vibration auf den Bremshebel 100L übertragen, und
ein tatsächlicher
Bremsgleitton wird erzeugt, wie im Falle eines richtigen Fahrrades,
so dass der Fahrer einen realistischeren Eindruck erhalten kann.
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Ferner
wird der Steuereinrichtung 46 und in der Hauptsteuereinheit 18 die
Größe der Betätigung der
Bremshebel 100L, 100R durch den Fahrer auf der
Grundlage von Signalen von den Drehsensoren 108L und 108R ermittelt
werden, und der folgende Vorgang wird ausgeführt.
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Wenn
die Situation des simulierten Radfahrens die ist, dass man sich
einer Kreuzung mit einem Rotlichtsignal nähert und die Bremsbetätigung nicht vorgenommen
wird, wird ein Alarm „Bitte
betätigen Sie
die Bremse zum Stoppen” abgegeben.
Wenn die Betätigungsgröße zu gering
oder zu groß ist,
werden ferner Alarme „Das
Bremsen erfolgt zu langsam” oder „Das Bremsen
erfolgt zu schnell” abgegeben.
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Darüber hinaus
entsprechen die Drehsensoren 108R und 108L der
Bremsbetätigungsgröße für das Vorderrad
und das Hinterrad in einem richtigen Fahrrad, und sie können individuell
die Bremsbetätigungsgrößen für das Vorderrad
und das Hinterrad bestimmen. Durch Vergleichen der Situation des
simulierten Radfahrens und der ermittelten individuellen Signale
ist es daher beispielsweise empfehlenswert, einen Alarm „Bremsen
Sie bitte bei einer Gefällestrecke
nicht nur das Vorderrad” oder „Die Bremsbetätigung für das Hinterrad
ist in Bezug auf jene für das
Vorderrad zu stark” abzugeben.
In dem Fall, dass die simulierte Betriebsgeschwindigkeit V nicht
niedriger ist als eine vorgeschriebene Geschwindigkeit und die Bremsbetätigung fehlt,
ist es empfehlenswert, einen Alarm „Die Geschwindigkeit ist zu
hoch; bitte betätigen
Sie die Bremse” abzugeben.
Durch eine solche Alarmabgabe auf der Grundlage der Bremsbetätigungsgrößen und
der Situation des simulierten Radfahrens kann ein Erlernen der Bremsbetätigungen
mit größerer Sicherheit
erzielt werden, was für eine
Ausbildung und ein Training besonders vorteilhaft ist.
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Da
die Drehsensoren 108R und 108L verwendet werden,
kann die Betätigungen
auf die Bremshebel 100L und 100R individuell und
direkt ermittelt werden, womit es möglich ist, mit der Situation angemessener
und in einer verschiedenartigen Weise fertig zu werden. Außerdem können die
Betätigungen
der Bremshebel 100L und 100R sogar dann festgestellt
werden, wenn das Schwungrad 74 gestoppt ist.
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Überdies
kann zu der Zeit, zu der ein richtiges Fahrrad gestoppt wird, eine
Stellung mit einem Fuß auf
einem Pedal eingenommen werden, wie sie für ein Fahrrad charakteristisch
ist, bei dem die Bremse kontinuierlich genutzt ist, um die Vorwärtsdrehung der
Pedale (das heißt
in der Vorwärtsrichtung)
zu unterdrücken,
wobei ein Fuß auf
das Pedal gesetzt ist und wobei der andere Fuß auf den Boden gesetzt ist. Bei
dem Fahrrad-Simulationssystem 10 ist
das Schwungrad 74 durch die Bremshebel 100L und 100R festgelegt,
wodurch die Vorwärtsdrehung
der Pedale 64R, 64L unterdrückt werden kann. Dies stellt sicher,
dass eine Stellung mit einem Fuß auf
einem Pedal ähnlich
jener im Falle eines richtigen Fahrrades angenommen werden kann.
Somit ist ein Betrieb nahe jenem auf einem richtigen Fahrrad realisiert.
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Wie
oben beschrieben, wird das Schwungrad 74 gemäß dem Fahrrad-Simulationssystem 10 bei
der vorliegenden Ausführungsform
reibungsmäßig auf
der Grundlage der Betätigung
des Bremshebels 100R abgebremst, wodurch der Bremshebel 100R mit
demselben Gefühl
betätigt
werden kann wie jenem im Falle eines richtigen Fahrrades. Darüber hinaus
ist der Bremshebel 100R, wie oben erwähnt, mit den Bremsseilen 104a und 104b verbunden,
die in einer Gabelform verzweigen, wobei das Bremsseil 104b auf
einer Seite mit der Trommelbremse 110 verbunden ist und
wobei das Bremsseil 104a auf der anderen Seite mit dem
Drehsensor 108L verbunden ist. Dies ermöglicht ist, den Drehsensor 108L und
die Trommelbremse 110 gesondert und unabhängig vorzusehen.
Ferner können
die Trommelbremse 110, der Allzweck-Bremsmechanismus eines
richtigen Fahrrades, der seilbetätigt
ist, so angenommen werden, wie sie sind. Daher kann das Gefühl der Betätigung des
Bremshebels 100R nahe jenem bei einem richtigen Fahrrad
festgelegt sein, und der Bremshebel 100R ist preiswert
bzw. billig aufgebaut. Ferner kann ein Aussehen nahe jenem bei einem
richtigen Fahrrad erreicht werden, und der Fahrer kann sich wie
beim Fahren eines richtigen Fahrrades fühlen. Das Gefühl der Sicherheit
beim Betrieb ist weiter gesteigert. Das Schwungrad 74 als
Drehkörper
ist im Aufbau einfach und ermöglicht
ein hohes Maß an Freiheit
beim Aufbau.
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Ferner
kann die Betätigung
seitens des Fahrers auf der Grundlage der Betätigungsgröße des Bremshebels 100R bestimmt
werden, die von dem Drehsensor 108L geliefert wird, und
auf der Grundlage der Entscheidung können ein Alarm oder eine Anleitung
abgegeben werden, und eine Vielzahl von Simulationen kann erreicht
werden.
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Während ein
Beispiel beschrieben worden ist, bei dem die Trommelbremse 110 allein
durch das Bremsseil 104b gebremst wird, kann überdies
eine Konfiguration bzw. ein Aufbau angenommen werden, bei der bzw.
dem, wie in 8 veranschaulicht, ein weiteres
Bremsseil 200 mit dem Arm 110a zusammen mit dem
Bremsseil 104b verbunden ist. Dabei wird das Schwungrad 74 abgebremst,
wenn zumindest eines der beiden Bremsseile gezogen wird. In diesem
Fall besteht das Bremsseil 200 aus einem der Seile, die
durch einen Mechanismus ähnlich
einem Verzweigungsmechanismus 111 (siehe 7)
von dem Bremsseil 104 verzweigt sind, welches mit dem rechten
Bremshebel 100R verbunden ist. Dadurch kann der linke Bremshebel 100L auch
für die
Bremswirkung genutzt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies,
dass eine Trommelbremse 110 in einer kombinierten Weise
durch den Bremshebel 100R und den Bremshebel 100L betätigt werden kann
und dass ein Bremsen durch Betätigen
entweder eines oder beider der zwei Bremshebel durchgeführt werden
kann.
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Darüber hinaus
kann eine Anordnung angenommen werden, bei der die Bremsseile 102 und 104,
die mit den linken bzw. rechten Bremshebeln 100L bzw. 100R verbunden
sind, verzweigt sind, wobei die Bremsseile 104b und 200 auf
einer Seite der verzweigten Bremsseile mit zwei Felgenbremsen 202 und 204 verbunden
sind, wie dies in 7 gezeigt ist. Die Felgenbremsen 202 und 204 sind
Bremsen, die unabhängig
vorgesehen sind. Wenn die Bremsseile 104b und 200 gezogen
werden, werden somit die beiden Arme geschlossen, und die Bremsschuhe,
die an den vorderen Enden der Arme vorgesehen sind, werden mit einer
Felge 74b des Schwungrades 74 in Reibkontakt gebracht,
wodurch eine Bremswirkung hervorgerufen wird.
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Wie
in 9 veranschaulicht, ist bei so ausgebildeten linken
und rechten Bremshebeln 100L und 100R, dass sie
zur Abbremsung des Schwungrades 74 wirken, der Betrieb
nahe jenes bei einem richtigen Fahrrad gemacht, was bevorzugt wird.
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Ferner
ist die Einrichtung zur Bildung des Drehsensors 108L und
des Armes 110a, die als Bremshebel 100R wirkt,
nicht auf den Bremsmechanismus 111 beschränkt. So
kann beispielsweise eine Anordnung angenommen werden, bei der, wie
in 10 veranschaulicht, zwei Bremsseile 104a und 104b direkt
durch den Bremshebel 100R gezogen werden können. In
diesem Falle ist das Bremsseil 104b so gestaltet, um eine
stärkere
Kraft zu erzeugen, und es kann für
die Bremswirkung der Trommelbremse 110 verwendet werden.
Der andere Drehsensor 108L kann mit einer geringeren Kraft
betätigt
werden.
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Das
Fahrrad-Simulationssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auf die oben beschriebene Ausführungsform nicht beschränkt; verschiedene
Anordnungen können
natürlich
ohne Abweichung vom Wesen der Erfindung angenommen werden.