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DE102005052445B4 - Method for operating a training device - Google Patents

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DE102005052445B4
DE102005052445B4 DE200510052445 DE102005052445A DE102005052445B4 DE 102005052445 B4 DE102005052445 B4 DE 102005052445B4 DE 200510052445 DE200510052445 DE 200510052445 DE 102005052445 A DE102005052445 A DE 102005052445A DE 102005052445 B4 DE102005052445 B4 DE 102005052445B4
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calibration
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braking
brake unit
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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines stationären Trainingsgeräts (1),
wobei das Trainingsgerät (1)
– ein Bewegungsorgan (8) aufweist, auf welches von einer trainierenden Person Leistung (PT) aufgebracht wird, und
– eine Bremseinheit (11) aufweist, mittels welcher Leistung (PBR) von dem Bewegungsorgan (8) abgeleitet wird,
mit folgenden sich während des Trainings wiederholenden Verfahrensschritten:
a) Erfassung der aktuellen von der Bremseinheit (11) abgeleiteten Leistung (PBR),
b) Bestimmung einer Beschleunigungsleistung (PB) im Zuge einer Veränderung der Geschwindigkeit des Bewegungsorgans (8) durch die trainierende Person
c) Approximation der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung (PT) unter Berücksichtigung
– der erfassten von der Bremseinheit (11) abgeleiteten Leistung (PBR) und
– der bestimmten Beschleunigungsleistung (PB) in dem Trainingsgerät (1).
Method for operating a stationary training device (1),
the training device (1)
- Having a motor organ (8) on which by a person exercising power (P T ) is applied, and
A braking unit (11), by means of which power (P BR ) is derived from the movement member (8),
with the following procedural steps during training:
a) detection of the current power derived from the brake unit (11) (P BR ),
b) determining an acceleration power (P B ) in the course of a change in the speed of the movement organ (8) by the exercising person
c) Approximation of the power applied by the exercising person (P T ) taking into account
- The detected by the brake unit (11) derived power (P BR ) and
- The specific acceleration power (P B ) in the training device (1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Trainingsgeräts, bei dem die von einer trainierenden Person aufgebrachte Leistung approximiert wird, gemäß ausgewählten Merkmalen des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for operating a training device, in which approximates the power applied by an exercising person will, according to selected features of claim 1

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die Erfindung findet Einsatz zum Betrieb eines Trainingsgeräts, bei dem es sich beispielsweise um

  • – ein Ergometer, welches einer physischen Rehabilitierung oder zur Bestimmung der physiologischen Leistungsfähigkeit von Personen dient,
  • – ein stationäres Trainingsgerät für den Radsport (insbesondere ein Gerät mit Schwungscheibe und festem Rahmen oder ein Gerät mit einer Basis, in die ein für den Betrieb auf der Straße oder im Gelände geeignetes Fahrrad eingespannt werden kann, wobei als Bewegungsorgan eine Schwungscheibe oder das Hinterrad des Fahrrads Einsatz finden kann) oder
  • – ein stationäres Rudergerät zur Simulation einer Ruderbewegung mit alleiniger Armtätigkeit oder kombinierter Arm- und Beintätigkeit der trainierenden Person
handelt.The invention finds use for the operation of a training device, which, for example, at
  • - an ergometer used for physical rehabilitation or to determine the physiological capacity of persons,
  • - A stationary training device for cycling (especially a device with flywheel and a fixed frame or a device with a base in which a suitable for operation on the road or off-road bike can be clamped, with a flywheel or the rear wheel of the Bicycle use can find) or
  • - A stationary rowing machine for simulating a rowing movement with sole arm activity or combined arm and Bätätigkeit the exercising person
is.

Beispielhafte Ausgestaltungen derartiger Trainingsgeräte sind den Druckschriften US 2004 005 3751 A1 , DE 196 46 799 A1 , US 2005 008 992 A1 , WO 02/41952 A2 und EP 0 995 466 A1 zu entnehmen, für die die Erfindung einsetzbar ist. Die vorgenannten Trainingsgeräte besitzen üblicherweise ein Bewegungsorgan, bei dem es sich beispielsweise um eine rotierende Scheibe oder ein rotierendes Rad handelt, auf welches von einer trainierenden Person, insbesondere unter Zwischenschaltung einer mechanischen, elektrischen oder hydraulischen Wirkkette, Leistung aufgebracht wird. Zumindest ein Teil der auf das Bewegungsorgan aufgebrachten Leistung wird über eine Bremseinheit definiert abgeleitet, wodurch eine Belastung der trainierenden Person simuliert werden kann.Exemplary embodiments of such training devices are the publications US 2004 005 3751 A1 . DE 196 46 799 A1 . US 2005 008 992 A1 . WO 02/41952 A2 and EP 0 995 466 A1 for which the invention can be used. The abovementioned training devices usually have a movement organ, which is, for example, a rotating disc or a rotating wheel, to which power is applied by a person exercising, in particular with the interposition of a mechanical, electrical or hydraulic chain of action. At least part of the power applied to the movement organ is derived in a defined manner via a brake unit, whereby a load of the exercising person can be simulated.

Aufwendige Lösungen für eine Erfassung der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung beinhalten die Auswertung der Spannung in einer Kette, über die die von der trainierenden Person aufgebrachte Kraft ermittelt werden kann, die in Verbindung mit einer Winkelgeschwindigkeit auf die Leistung umgerechnet werden kann.costly solutions for one Recording the performance of the exercising person involve the evaluation of the tension in a chain over which the force applied by the exercising person is determined can, in conjunction with an angular speed on the performance can be converted.

Aus DE 37 22 728 C1 ist es bekannt, die von der trainierenden Person aufgebrachte Kraft über eine Erfassung einer Deformation im Bereich der Kurbel oder einer Kurbelscheibe zu erfassen und in eine Leistung umzurechnen.Out DE 37 22 728 C1 It is known to detect the force applied by the exercising person via a detection of a deformation in the region of the crank or a crank disk and convert it into a power.

Mit der Erfassung und Dokumentation der von der trainierenden Person während des Trainings aufgebrachten Leistung beschäftigt sich beispielsweise Druckschrift DE 196 11 470 A1 gemäß welcher eine über einen Zeitraum gemittelte Leistung aus

  • – an mehreren Zeitpunkten gewonnenen Geschwindigkeiten,
  • – dem Abstand der Zeitpunkte für die erfassten Geschwindigkeiten,
  • – der reduzierten Masse des Trainingsgeräts und
  • – einem Formfaktor, der sich aus der Kurvenform des von der trainierenden Person abgegebenen Drehmoments ergibt,
ermittelt wird.Documentation, for example, deals with the recording and documentation of the performance applied by the exercising person during the training DE 196 11 470 A1 according to which a power averaged over a period of time
  • - speeds obtained at several points in time,
  • The distance of the times for the detected speeds,
  • - the reduced mass of the training device and
  • A form factor resulting from the curve shape of the torque output by the exercising person,
is determined.

Da die vorgenannten Systeme üblicherweise infolge der eingesetzten Sensorik und der Abfuhr der Signale von den bewegten Bauelementen aufwendig sind, findet vorwiegend eine Auswertung im Bereich einer Bremseinheit des Trainingsgeräts abgeleiteten Leistung Einsatz.There the aforementioned systems usually due the sensors used and the removal of the signals from the moving Components are complex, finds mainly an evaluation in Range of a braking unit of the training device derived power use.

Aus US 2003/0181293 A1 ist ein Verfahren bekannt, mit dem vor einem Trainingsbeginn die ordnungsgemäße Funktion des Trainingsgeräts und dessen Leistungsvorgabe während des Trainings überprüft wird. Hierzu bringt die den Test durchführende Person ein Schwungrad auf eine definierte Winkelgeschwindigkeit. Ist diese Winkelgeschwindigkeit erreicht, wird die Antriebsleistung der den Test durchführenden Person eingestellt. Hieran anschließend wird in der Bremseinheit eine definierte Bremswirkung erzeugt. Der Zeitpunkt oder der zurückgelegte Weg des Schwungrads bis zum vollständigen Stillstand des Schwungsrads infolge der Bremswirkung wird erfasst und mit einer firmenseitig vorgegebenen Zeitdauer oder einem vorgegebenen Weg verglichen. Weicht die durch den Test ermittelte Zeitdauer oder der Weg von der firmenseitig vorgegebenen Zeit oder dem Weg ab, wird bei diesem bekannten Trainingsgerät eine Anzeige erzeugt, die indiziert, dass das Trainingsgerät nicht ordnungsgemäß funktioniert.Out US 2003/0181293 A1 a method is known, with the proper functioning of the training device and its performance target is checked during training before starting a workout. For this purpose, the person conducting the test brings a flywheel to a defined angular velocity. When this angular velocity is reached, the driving power of the test person is adjusted. Following this, a defined braking effect is generated in the brake unit. The time or distance covered by the flywheel until the flywheel is completely stopped due to the braking effect is detected and compared with a time period specified by the company or a predetermined path. If the time duration determined by the test or the path deviates from the time or the path specified by the company, a display is generated in the case of this known exercise device which indicates that the exercise device is not functioning properly.

Ein weiterer derartiger "Sicherheitstest" ist aus DE 41 37 526 A1 bekannt, wobei eine Überprüfung dahingehend erfolgen soll, ob die Ergometerleistung noch der herstellerseitig vorgenommenen, eingestellten Ergometerleistung entspricht oder ob eine erneute Kalibrierung des Ergometers erforderlich ist. Nachdem auch für dieses Überprüfungsverfahren durch die den Test durchführende Person ein Schwungrad auf eine definierte Winkelgeschwindigkeit gebracht wird, nimmt infolge eines Energieentzugs durch eine innere Reibung und ggf. durch ein gewolltes zusätzliches Bremsmoment die Drehzahl der Schwungscheibe ab. Sobald die Drehzahl auf eine definierte Start-Drehzahl n1 abgesunken ist, startet ein Zeitzähler. Sobald die Drehzahl des Schwungrads eine definierte niedrigere End-Drehzahl n2 erreicht hat, wird der Zeitzähler gestoppt. Der im Zeitzähler gemessene Zeitwert t ist ein Maß für die Leistung, welche den bewegten Teilen des Ergometers zwischen den definierten Drehzahlwerten n1 und n2 durch die Bremseinheit entzogen worden ist. Vorzugsweise können bei jedem Ergometer mehrere derartige Zeitwerte ermittelt werden, beispielsweise ein Zeitwert t für einen Leerlauf und Zeitwerte t für verschiedene eingestellte Bremsmomente. Stimmen die während des Tests erfassten Werte t mit den herstellerseitig gemessenen Sollwerten überein, dann ist das Ergometer in Ordnung und ein Training kann beginnen. Bei relevanten Abweichungen muss vor einem Beginn des Trainings eine Nachkalibrierung erfolgen.Another such "safety test" is off DE 41 37 526 A1 a check is to be made as to whether the ergometer performance still corresponds to the factory set, set ergometer performance or whether a recalibration of the ergometer is required. After a flywheel is brought to a defined angular velocity for this review process by the person performing the test, the speed of the flywheel decreases as a result of energy extraction by an internal friction and possibly by a desired additional braking torque. Once the speed has dropped to a defined starting speed n 1 , starts a time counter. As soon as the speed of the flywheel has reached a defined lower end speed n 2 , the time counter is stopped. The time value t measured in the time counter is a measure of the power which has been withdrawn from the moving parts of the ergometer between the defined speed values n 1 and n 2 by the brake unit. Preferably, several such time values can be determined in each ergometer, for example, a time value t for an idle and time values t for different set braking torques. If the values t acquired during the test match the setpoint values measured by the manufacturer, then the ergometer is in order and training can begin. In case of relevant deviations, a recalibration must be carried out before starting the training.

Weiterer Stand der Technik ist aus DE 25 40 492 C2 sowie DD 156 047 A3 bekannt.Further prior art is out DE 25 40 492 C2 such as DD 156 047 A3 known.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Approximation der tatsächlich von einer trainierenden Person auf ein Trainingsgerät aufgebrachten Leistung während des Trainingsbetriebs des Trainingsgeräts vorzuschlagen.Of the The present invention is based on the object, an improved Method for approximating the actual one exercising Person on a training device applied power during suggest the training operation of the training device.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösungen ergeben sich entsprechend den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 14.The The object of the invention according to the invention with the features of the independent claim 1 solved. Preferred embodiments of the solutions according to the invention arise accordingly the dependent claims 2 to 14.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Erfassung der in der Bremseinheit abgeführten Leistung nicht hinreichend genau die tatsächlich von der trainierenden Person aufgebrachte Leistung widerspiegelt.Of the The present invention is based on the finding that a Recording the power dissipated in the brake unit insufficient exactly that reflected by the exercising person.

Eine exakte Ermittlung der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung ist aus mehreren alternativen oder kumulativen Gründen von Bedeutung:

  • – Für Ergometer sollen beispielsweise Reaktionen der physiologischen Werte wie die Herzfrequenz oder ein Blutdruck der trainierenden Person für eine medizinische Diagnostik ausgewertet werden. Die gewünschte Erfassung der Abhängigkeit der Änderung der physiologischen Werte von der Leistung erfordert eine exakte Erfassung der von der Person aufgebrachten Leistung. Die Anforderungen an eine derartige Leistungserfassung sind in DIN 13 405 niedergelegt. Weiterhin erfordert u. U. ein deutsches Eichgesetz eine Bauartzulassung und eine turnusgemäße Überprüfung. Für den Fall, dass bei einem Ergometer, insbesondere im Zusammenhang mit einer Rehabilitierung, die tatsächlich an der Bremseinheit erzeugte Leistung und damit die von der trainierenden Person aufgebrachte Leistung fehlerhaft ist und über einer therapeutisch gebotenen Leistung liegt, kann es zu einer Störung des Gesundungsprozesses kommen bis hin zu einer Beeinträchtigung des Gesundheitszustands des Patienten.
  • – Von weiterer Bedeutung ist eine exakte Erfassung der Leistung im Sportbereich, bei der während einer Trainingseinheit eine temporär aufgebrachte Leistung und/oder eine aufgebrachte Gesamtleistung angezeigt oder dokumentiert werden soll. Weiterhin soll für ein wiederholtes Training eine Leistungsänderung der trainierenden Person dokumentiert werden, wobei auch geringfügige Leistungszuwächse von Interesse sind.
  • – Für eine Studie der Bewegungsabläufe einer trainierenden Person, insbesondere im Amateur- und Profisportbereich, ist auch eine exakte Erfassung der Leistungsverläufe über die Bewegungsverläufe von Interesse. Für ein Trainingsgerät für den Radsport bedeutet dies beispielsweise, dass u. U. die Leistung des Trainierenden als Funktion des Pedalwinkels erfasst werden soll, woraus Rückschlüsse über den Tretrhythmus der trainierenden Person gezogen werden sollen.
  • – Erhöhte Anforderungen an die Erfassung der Leistung sind auch dann zu stellen, wenn eine Bremseinheit, über die die Energie des Bewegungsorgans abgeführt werden soll, über eine Steuerung oder Regelung angesteuert wird, bei der eine fehlerhaft erfasste Leistung zu zusätzlichen Regelungsproblemen und Regelungsabweichungen führen kann. Ist die Steuerung oder Regelung auf das "Nachfahren" eines vorgegebenen Leistungsprofils ausgerichtet, kann dies u. U. erhöhte Anforderungen an die Erfassung der tatsächlich erbrachten Leistung bedingen.
  • – Ebenfalls möglich ist, dass eine Steuerung oder Regelung der Bremseinheit derart erfolgen soll, dass ein Zielpuls einer trainierenden Person erreicht werden soll oder ein definiertes Pulsprofil "nachgefahren" werden soll, wofür auch eine exakte Erfassung der Leistung der trainierenden Person erforderlich ist.
  • – Ein wesentlicher Aspekt beim stationären Training ist die Überwindung des so genannten oberen und unteren Totpunkts bei der Pedalbewegung. Infolge des gebildeten Kurbeltriebs und der Physiognomie der trainierenden Person ist eine kontinuierliche Kraftausübung auf das Pedalsystem nicht möglich. Die Beinmuskulatur wird zumeist nur zum "Drücken" und, in vermindertem Ausmaß, zum "Ziehen" am Pedal – nicht jedoch zu einem waagerechten "Schieben" im Bereich der vorgenannten Totpunkte eingesetzt. Beim Radfahren auf der Straße fällt dies nicht auf, da eine im Körper des Benutzers gespeicherte kinetische Schwungenergie eine Fortbewegung über den Totpunkt ermöglicht, ohne dass hierzu unmittelbare Muskelkraft erforderlich ist. Bei Betrieb von stationären Trainingsgeräten kann die Überwindung der Totpunkte allerdings als ungewöhnlich oder anstrengend empfunden werden. Das vorgenannte Problem kann durch den Einsatz von Schwungrädern gemindert werden, wobei in jedem Fall die Antriebsleistung der trainierenden Person nicht über die Verdrehung der Kurbel konstant ist, sondern oszilliert. Eine Erfassung derart oszillierender Leistungen kann ebenfalls von Bedeutung sein. Eine Erfassung der Abweichung zwischen der vom Benutzer abgegebenen und der am Bremssystem abgeführten Leistung ist insbesondere bei Rudergeräten, welche eine Schwungmasse verwenden, erheblich.
An exact determination of the performance applied by the exercising person is important for several alternative or cumulative reasons:
  • For ergometers, for example, reactions of the physiological values such as the heart rate or a blood pressure of the exercising person are to be evaluated for medical diagnostics. The desired detection of the dependence of the change of the physiological values on the power requires an exact detection of the power applied by the person. The requirements for such a performance recording are laid down in DIN 13 405. Furthermore, u. U. a German calibration law, a type approval and a regular review. In the event that in an ergometer, especially in connection with rehabilitation, the power actually generated at the brake unit and thus the power applied by the exercising person is faulty and is above a therapeutically required power, the recovery process may be disrupted up to an impairment of the health condition of the patient.
  • - Of further importance is an exact recording of performance in the sports sector, during which a temporarily applied performance and / or an applied total performance should be displayed or documented during a training session. Furthermore, a change in performance of the exercising person is to be documented for repeated training, whereby even slight increases in performance are of interest.
  • - For a study of the movements of an exercising person, especially in the amateur and professional sports, is also an exact recording of performance patterns on the movement patterns of interest. For a training device for cycling, this means, for example, that u. U. the performance of the exerciser is to be detected as a function of the pedal angle, from which conclusions about the pedaling rhythm of the exercising person to be drawn.
  • - Increased demands on the detection of the power are also to be made when a brake unit over which the energy of the motor organ is to be dissipated, is controlled by a controller or regulation in which a faulty detected performance can lead to additional control problems and control deviations. If the control or regulation is aimed at "following" a given power profile, this can u. U. increased requirements for the recording of the actual performance required.
  • - It is also possible that a control or regulation of the brake unit should be such that a target pulse of a person exercising is to be achieved or a defined Pulsprofil to be "nachgefahren", for which an exact detection of the performance of the exercising person is required.
  • - An essential aspect of stationary training is the overcoming of the so-called top and bottom dead center in the pedal movement. As a result of the crank mechanism formed and the physiognomy of the person exercising a continuous application of force to the pedal system is not possible. The leg muscles are usually only for "pushing" and, to a lesser extent, for "pulling" on the pedal - but not for a horizontal "pushing" in the area used the aforementioned dead centers. This does not occur when riding on the road, as kinetic momentum stored in the user's body allows it to travel past dead center without the need for immediate muscle power. When operating stationary training devices overcoming the dead centers, however, can be perceived as unusual or exhausting. The above problem can be alleviated by the use of flywheels, in each case the driving power of the exercising person is not constant over the rotation of the crank, but oscillates. Detecting such oscillating powers may also be important. Detecting the deviation between the power delivered by the user and the power dissipated by the brake system is particularly significant in rowing machines which use a flywheel mass.

Infolge der Bedeutung einer exakten Erfassung der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung hat die Erfindung Möglichkeiten von Fehlerquellen bei einer Erfassung der Leistung untersucht. Im Vorfeld der Erfindung ist hierbei festgestellt worden, dass infolge

  • – einer Beschleunigung des Bewegungsorgans (und u. U. der Wirkkette zwischen der trainierenden Person und dem Bewegungsorgan) und/oder
  • – einer Verlustleistung, beispielsweise infolge von Reibung in der Wirkkette bis zu der Bremseinheit
eine Leistung aufzubringen ist, die sich nicht in einer Bremsleistung einer Bremseinheit unmittelbar widerspiegelt. Beispielsweise bedeutet dies, dass für eine u. U. starke Beschleunigung eines Schwungrads hohen Massenträgheitsmoments die über die Bremseinheit erfasste Leistung der trainierenden Person zu niedrig ist, während beispielsweise für Einstellung der Leistungseinbringung durch die trainierende Person und einen Auslauf der Schwungmasse unter Ausnutzung eines Freilaufes und unter Erzeugung einer Bremswirkung eine Leistung der trainierenden Person vorgespiegelt wird, die tatsächlich nicht erbracht wird.Due to the importance of accurately detecting the power applied by the exercising person, the invention has investigated ways of detecting sources of error in performance. In the run-up to the invention, it has been found that as a result
  • An acceleration of the movement organ (and possibly the chain of action between the exercising person and the movement organ) and / or
  • - A power loss, for example due to friction in the chain of action to the brake unit
to apply a power that is not directly reflected in a braking performance of a brake unit. For example, this means that for a u. U. strong acceleration of a flywheel high moment of inertia detected by the braking unit performance of the exercising person is too low, while, for example, for adjusting the power input by the exercising person and an outlet of the flywheel using a freewheel and generating a braking performance of the exercising person is reflected, which is actually not provided.

Der Erfindung liegt damit die Erkenntnis zugrunde, dass die Verlustleistung und/oder die Beschleunigungsleistung je nach Betriebsart einen signifikanten Einfluss auf die von der Person zu erbringende Leistung haben, so dass die Vernachlässigung dieser Leistungsanteile gemäß den bekannten Lösungen nicht gerechtfertigt ist. Andererseits hat die Erfindung erkannt, dass eine Berücksichtigung der genannten Leistungsanteile möglich ist, u. U. unter Verwendung einfacher Erfassungsmethoden, Kalibrierverfahren und Berechnungsverfahren.Of the The invention is thus based on the finding that the power loss and / or the acceleration power depending on the operating mode a significant Influence on the performance to be provided by the person, so that neglect these power shares according to the known solutions not is justified. On the other hand, the invention has recognized that a consideration the mentioned performance shares possible is, u. U. using simple detection methods, calibration method and calculation methods.

Gemäß dem Vorschlag der Erfindung erfolgt die Approximation der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung unter Berücksichtigung der bestimmten Beschleunigungsleistung in dem Trainingsgerät zusätzlich zu der erfassten, von der Bremseinheit abgeleiteten Leistung.According to the proposal According to the invention, the approximation of the training takes place Person charged performance considering the specific Acceleration performance in the exerciser in addition to that detected by the brake unit derived power.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die von der trainierenden Person aufgebrachte Leistung nicht ausschließlich unter Berücksichtigung der erfassten, von der Bremseinheit abgeleiteten Leistung approximiert. Vielmehr wird zusätzlich für die Approximation eine bestimmte Verlustleistung in dem Trainingsgerät berücksichtigt. Diese Verlustleistung kann hierzu zeitgleich mit der Approximation bestimmt werden. Insbesondere wird die Verlustleistung aber zeitlich vor der Erfassung der von der Bremseinheit abgeleiteten Leistung erfasst und dann später bei der Approximation der Leistung wieder verwendet. Hierzu kann eine zuvor erfasste Verlustleistung in dem Trainingsgerät abgespeichert sein, beispielsweise als funktionale Abhängigkeit, Konstante oder in Form eines Kennfelds. Die Verlustleistung kann auch werkseitig mit der Herstellung auf einem Prüfstand exakt gemessen worden sein oder in weiterer Ausgestaltung der Erfindung von dem Benutzer des Trainingsgeräts vor einer Erstinbetriebnahme und/oder vor jedem Training erfasst werden.According to one Development of the invention is that of the exercising person Applied performance not exclusively taking into account the approximated power derived from the brake unit. Rather, in addition for the Approximation considered a certain power loss in the training device. This power loss can be done simultaneously with the approximation be determined. In particular, the power loss but in time prior to detecting the power derived from the brake unit captured and then later used again in the approximation of the power. For this purpose can stored a previously recorded power loss in the exercise device be, for example, as a functional dependence, constant or in Form of a map. The power loss can also be factory with the production on a test bench have been measured exactly or in a further embodiment of the invention by the user of the exerciser before initial startup and / or recorded before each workout.

Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine Erfassung oder Approximation der Beschleunigungsleistung. Diese Erfassung oder Approximation kann in Form eines Zeitsignals erfolgen, zu diskreten Zeitpunkten oder aber in Form eines integralen oder mittleren Wertes für die Beschleunigungsleistung, vorzugsweise für einen Zeitraum, der kürzer ist als eine gesamte Pedalumdrehung oder eine Umdrehung des Schwungrades.Corresponding a development of the invention is a detection or approximation the acceleration performance. This detection or approximation can be in the form of a time signal, at discrete times or in the form of an integral or average value for the acceleration power, preferably for a period shorter is as a whole pedal revolution or one turn of the flywheel.

Für eine hinsichtlich der Genauigkeit der Approximation der von der trainierenden Person erbrachten Leistung verbesserte Ausgestaltung wird sowohl die von der Bremseinheit abgeleitete Leistung als auch die Beschleunigungsleistung als auch die Verlustleistung berücksichtigt, so dass sämtliche wesentliche Leistungsanteile erfasst sind.For one regard the accuracy of the approximation of the person exercising Achieved performance is enhanced both by the the brake unit derived power as well as the acceleration performance as well as the power loss, so that all essential Performance shares are recorded.

Vorzugsweise wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest eine Betriebsgröße messtechnisch während des Trainingsbetriebs des Trainingsgeräts erfasst. Hierbei kann es sich um eine beliebige Betriebsgröße handeln, die einen Einfluss auf die interessierenden Leistungsanteile in dem Trainingsgerät hat, beispielsweise

  • – eine kinematische Größe wie ein zurückgelegter Weg oder Winkel, eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Winkelbeschleunigung,
  • – eine Änderung der vorgenannten kinematischen Größen mit der Zeit,
  • – eine Temperatur,
  • – eine Kraft oder ein Moment,
  • – eine Viskosität für den Fall eines Einsetzens einer hydraulischen Bremseinheit oder eine elektrische Größe für den Einsatz einer elektrischen Bremseinheit.
Preferably, in a method according to the invention, at least one operating variable is detected metrologically during the training operation of the training device. This can be any operating variable that has an influence on the power components of interest in the training device, for example
  • A kinematic variable such as a distance traveled or angle, an angular velocity or an angular acceleration,
  • A change of the aforementioned kinematic variables with time,
  • A temperature
  • - a force or a moment,
  • - A viscosity in the event of insertion of a hydraulic brake unit or an electrical variable for the use of an electric brake unit.

Auf Grundlage der erfassten Betriebsgröße kann über eine Funktion oder ein Kennfeld die Bremsleistung, die Beschleunigungsleistung und/oder die Verlustleistung zumindest approximiert werden. Beispielsweise kann werkseitig eine Funktion oder ein Kennfeld vorgegeben sein, wie eine Verlustleistung in Form von Reibung von einer Geschwindigkeit der Reibpartner abhängen kann. Andererseits korreliert eine Beschleunigungsleistung mit einer Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans oder die Bremsleistung von einem elektrischen Signal in einer elektrischen Bremse oder von einer Viskosität oder Strömungsgeschwindigkeit von einem Fluid in einer hydraulischen Bremse. Ebenfalls möglich ist die Verwendung eines magnetischen Signals einer Wirbelstrombremse, wobei dieses ein durch einen Magnetfeldwirbel hervorgerufener Strom oder auch direkt die Stärke des magnetischen Feldes sein kann. Mit der genannten Funktion oder einem Kennfeld kann die Abhängigkeit der Leistungsanteile von der Betriebsgröße besonders einfach abgebildet werden, wobei über die Wahl der Funktion bzw. des Kennfelds die Charakteristik des Leistungsanteils hinreichend genau approximiert werden kann. Andererseits wird eine Vielzahl von Betriebsgrößen bei herkömmlich bekannten Trainingsgeräten ohnehin erfasst. So findet beispielsweise üblicherweise eine Auswertung der Winkelgeschwindigkeit des angetriebenen Rads oder der hiermit korrelierenden Winkelgeschwindigkeit des Pedals und/oder der Trittfrequenz Einsatz.On Basis of the recorded company size can be via a function or a Map the braking power, the acceleration performance and / or the power loss are at least approximated. For example can factory default a function or a map be given like a power loss in the form of friction from a speed depend on the friction partner can. On the other hand, an acceleration performance correlates with a change the angular velocity of the motor or the braking power from an electrical signal in an electric brake or from a viscosity or flow velocity of a fluid in a hydraulic brake. Also possible the use of a magnetic signal of an eddy current brake, this being a current caused by a magnetic field vortex or directly the strength of the magnetic field. With the mentioned function or a map can be the dependency the performance shares of the farm size particularly easy being, being over the choice of function or characteristic diagram the characteristic of the power component can be approximated accurately enough. On the other hand, a Variety of farm sizes conventional known exercise equipment anyway recorded. For example, usually finds an evaluation the angular velocity of the driven wheel or the hereby correlating angular velocity of the pedal and / or the cadence Commitment.

Eine besonders individuelle Anpassung an die bei Trainingsbeginn, insbesondere mit einem Ersttraining oder mit jedem Training, vorgefundenen Bedingungen des Trainingsgeräts ist dadurch möglich, dass vor diesem Trainingsbeginn ein Kalibrierverfahren eingesetzt wird, welches der Gewinnung von Kenntnissen dient, die während des Trainings zur Erfassung der Bremsleistung, zur Bestimmung der Verlustleistung und/oder zur Bestimmung der Beschleunigungsleistung ausgenutzt werden können. Beispielsweise kann unter Anwendung der aus US 2003/0181293 A1 und/oder DE 41 37 526 A1 gewonnenen Erkenntnisse die mit der Kalibrierung gewonnene Charakteristik der Bremseinheit für den Trainingsbetrieb, u. U. abweichend zu einer werkseitig vorgegebenen Charakteristik, verwendet werden, ohne dass eine Rücksendung des Trainingsgeräts an den Hersteller erforderlich ist. Andererseits können beliebige Kenndaten für Kennfelder während einer Kalibrierung gewonnen werden, die im späteren Betrieb zur Ermittlung der Leistungsanteile herangezogen werden. Ebenfalls möglich ist die Anpassung von Parametern für den Fall, dass die Leistungsanteile in Form einer funktionalen Abhängigkeit modelliert werden.A particularly individual adaptation to the conditions of the training device found at the start of training, in particular with a first training or with each training, is possible by the fact that a calibration method is used before this start of training, which serves to gain knowledge during training for detecting the braking power , can be used to determine the power loss and / or to determine the acceleration power. For example, using the US 2003/0181293 A1 and or DE 41 37 526 A1 gained knowledge of the characteristics obtained with the calibration of the brake unit for the training operation, u. U. deviating to a factory default characteristics, be used without a return of the training device to the manufacturer is required. On the other hand, any characteristic data for characteristic maps can be obtained during a calibration, which are used in later operation to determine the power components. It is also possible to adjust parameters in the event that the performance components are modeled in the form of a functional dependency.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird im Zuge der zuvor erwähnten Kalibrierung zunächst Energie in das Bewegungsorgan eingebracht. Ein derartiges Einbringen von Energie erfolgt beispielsweise durch motorischen Antrieb des Bewegungsorgans. Im einfachsten Fall wird die Energie allerdings von der trainierenden Person in das Bewegungsorgan eingebracht. Hieran anschließend erfolgt ohne weitere Energieerzeugung durch die trainierende Person eine Dissipation der Energie infolge der Verlustleistung, wobei die Bremseinheit deaktiviert ist. Damit wird das Bewegungsorgan lediglich durch Verluste, beispielsweise infolge von Reibung in Lagern o. ä. oder Strömungsverluste abgebremst. Aus der Energieänderung mit der Zeit kann dann auf die Verlustleistung in dem Trainingsgerät geschlossen werden.According to one Another proposal of the invention will initially energy in the course of the aforementioned calibration introduced into the locomotor. Such introduction of Energy takes place for example by motor drive of the movement organ. In the simplest case, however, the energy is exercising Person introduced into the movement organ. Followed by this without further energy generation by the exercising person one Dissipation of energy due to power dissipation, the brake unit is disabled. Thus, the motor organ is only by losses, For example, due to friction in bearings o. Ä. Or slowed down flow losses. Out the energy change Over time, the power loss in the exerciser can then be deduced become.

Eine weitere Ausgestaltung dieses Kalibrierschritts nutzt die Erkenntnis aus, dass die Verlustleistung nicht zwingend konstant ist, sondern unter Umständen von der Geschwindigkeit abhängig sein kann. Weiterhin nutzt diese Ausgestaltung die Tatsache aus, dass für ein Abbremsen des Bewegungsorgans infolge der Verlustleistung ein breiter Geschwindigkeitsbereich überdeckt wird. Demgemäß kann die Verlustleistung für einzelne unterschiedliche Drehzahlen oder Drehzahlbereiche erfasst werden, wodurch auf einfache Weise ein Kennfeld oder eine funktionale Abhängigkeit erzeugt werden kann, welches abhängig ist von der Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans.A Another embodiment of this calibration step uses the knowledge from that the power loss is not necessarily constant, but in certain circumstances depending on the speed can be. Furthermore, this embodiment makes use of the fact that for a deceleration of the motor due to the power loss wide speed range covered becomes. Accordingly, the power loss for individual different speeds or speed ranges are detected, thereby easily creating a map or a functional dependency can be generated, which depends is from the angular velocity of the motor.

In alternativer Ausgestaltung wird für eine Kalibrierung zunächst ebenfalls Energie in das Bewegungsorgan eingebracht. Hieran anschließend wird die Energie des Bewegungsorgans ohne weitere Einbringung externer Energie durch die aktivierte Bremseinheit abgebaut, wobei die Bremseinheit definiert konstant oder entsprechend einem vorgegebenen Profil beaufschlagt werden kann. Mit der Zeit ergibt sich infolge der aktivierten Bremseinheit eine Veränderung der Energie des Bewegungsorgans, die die von der Bremseinheit abgeleitete Bremsleistung bestimmt. Somit kann in einem derartigen Kalibrierschritt die Abhängigkeit der Bremsleistung von der Beaufschlagung der Bremseinheit erfasst werden, wobei die Kalibrierung auch eine Detektion einer sich infolge eines dauerhaften Betriebs des Trainingsgeräts verändernde Charakteristik der Bremseinheit ermöglicht. Diese gewonnenen Erkenntnisse können anschließend in einem Trainingsbetriebgenutzt werden.In alternative embodiment is also initially for a calibration Energy introduced into the locomotor. Following this will be the energy of the motor organ without further introduction of external Energy dissipated by the activated brake unit, the brake unit defines constant or applied according to a given profile can be. Over time results as a result of the activated brake unit a change the energy of the motor, which is derived from the brake unit Braking power determined. Thus, in such a calibration step the dependence the braking power detected by the application of the brake unit The calibration also involves a detection of a a permanent operation of the training device changing characteristics of the Brake unit allows. These gained insights can subsequently be found in be used in a training operation.

Auch zur Erfassung der Bremsleistung durch den vorgenannten Kalibrierschritt kann eine Drehzahlabhängigkeit, beispielsweise in Form eines Kennfelds oder in Form einer funktionalen Abhängigkeit, modelliert werden. Ein mehrdimensionales Parameterfeld oder funktionales Feld kann sich ergeben, wenn sowohl eine Abhängigkeit der Bremsleistung von der Beaufschlagung der Bremse als auch von der Drehzahl modelliert wird. In diesem Fall ist u. U. eine mehrfache Wiederholung des Kalibrierschritts für unterschiedliche Beaufschlagungen der Bremseinheit erforderlich.Also for detecting the braking power by the aforementioned calibration step, a speed dependence, for example in the form of a Map or in the form of a functional dependency. A multi-dimensional parameter field or functional field can result if both a dependence of the braking power on the application of the brake and the speed is modeled. In this case u. U. a multiple repetition of the calibration step for different exposures of the brake unit required.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung hat erkannt, dass bei einer Erfassung der Bremsleistung in einem Kalibrierschritt ebenfalls die Verlustleistung in dem Trainingsgerät wirksam ist. Um diese Effekte für eine exakte Ermittlung der Leistungsanteile zu trennen, erfolgt zunächst ein erster Kalibrierschritt, in dem die Bremseinheit nicht aktiviert ist, so dass in dem ersten Kalibrierschritt die Verlustleistung erfasst wird. Hieran anschließend erfolgt in einem zweiten Kalibrierschritt die Erfassung der Bremsleistung, wobei in diesem Kalibrierschritt die Verlustleistung herausgerechnet werden kann. Der erste und zweite Kalibrierschritt können hierbei separat ausgeführt werden, so dass für jeden Kalibrierschritt Energie in das Bewegungsorgan eingebracht wird und ein Abbremsen des Bewegungsorgans auf eine untere Grenzgeschwindigkeit oder die Geschwindigkeit 0 erfolgt. Alternativ kann eine Durchführung beider Kalibrierschritte für ein einziges Abbremsen des Bewegungsorgans auf die Geschwindigkeit 0 erfolgen in jeweils voneinander getrennten Phasen unterschiedlicher Geschwindigkeitsbereiche. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Drehzahlabhängigkeit der Verluste durch eine Parameterfunktion approximiert wird. Andererseits erfolgt bei einer direkten Speicherung und Verwendung der tatsächlichen Messdaten die Messung bei gleichen Geschwingkeitsbereichen.A Another embodiment of the invention has recognized that in a Detecting the braking power in a calibration step as well the power loss is effective in the exerciser. To these effects for one The exact determination of the performance shares to be separated, is initially a first calibration step in which the brake unit is not activated is, so that recorded in the first calibration step, the power loss becomes. Following this in a second calibration step, the detection of the braking power, wherein in this calibration step, the power dissipated can be. The first and second calibration steps can here executed separately be so for each calibration step introduces energy into the motor is and a slowing down of the motor to a lower limit speed or the speed 0 occurs. Alternatively, an implementation of both Calibration steps for a single deceleration of the motor to speed 0 occur in each separate phases of different Speed ranges. This is possible in particular if the speed dependency of Losses are approximated by a parameter function. on the other hand takes place with a direct storage and use of the actual measurement data the measurement at the same speed ranges.

Für die vorgenannten Erfassungen der Leistungsanteile ist u. U. die Kenntnis des Massenträgheitsmoments des Schwungrads, eines Fahrzeugrads und/oder der Wirkkette zwischen der trainierenden Person und dem Bewegungsorgan erforderlich. Ein derartiges Massenträgheitsmoment kann werkseitig implementiert sein, von dem Benutzer eingegeben werden, beispielsweise anhand von separat ausgeführten Messungen oder anhand von Kenndaten, die das Trainingsgerät und ggf. das Fahrrad der trainierenden Person beschreiben. Für den Fall des Einsatzes eines Schwungrads mit großer Masse können u. U. übrige Teile der Wirkkette, die eine verhältnismäßig kleine Masse auch bei Umrechnung auf die Rotation des Schwungrads besitzen, vernachlässigt werden, so dass als Massenträgheitsmoment lediglich das Massenträgheitsmoment des Schwungrads berücksichtigt wird, welches sich üblicherweise auch bei dauerhaftem Betrieb nicht ändert. Zur Erhöhung der Genauigkeit, insbesondere für den Fall eines Bewegungsorgans in Form eines Fahrrad-Hinterrads, kann in einem alternativen oder zusätzlichen Kalibrierschritt das Massenträgheitsmoment des Bewegungsorgans einschließlich oder ausschließlich der Wirkkette erfasst werden. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass auf die Wirkkette und/oder das Bewegungsorgan eine definierte Kraft, ein definiertes Moment oder eine definierte Energie aufgebracht wird und die sich einstellende Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans erfasst wird, aus der dann das Massenträgheitsmoment errechnet werden kann. Beispielsweise kann bei einem Pedal eines Trainingsgeräts für den Radsport eine definierte Gewichtskraft in einer definierten Position des Pedals aufgebracht werden. Alternativ sind Rückschlüsse auf das Massenträgheitsmoment dadurch möglich, dass das Bewegungsorgan mit einem definierten Zusatz-Massenträgheitsmoment oder einer Zusatzmasse versehen wird und aus einem Vergleich des Bewegungsverhaltens des Bewegungsorgans mit und ohne Zusatz-Massenträgheitsmoment Rückschlüsse auf das Massenträgheitsmoment des Bewegungsorgans gezogen werden. Beispielsweise kann von einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit ein Abbremsen des Bewegungsorgans ohne Aktivierung der Bremseinheit einmal mit und einmal ohne Zusatz-Massenträgheitsmoment ausgewertet werden. Ebenfalls möglich ist eine definierte Energieeinbringung über ein Antriebsaggregat zur Ermittlung des Massenträgheitsmomentes.For the aforementioned Detections of the performance shares is u. U. the knowledge of the moment of inertia the flywheel, a vehicle wheel and / or the chain of action between the exercising person and the movement organ required. One such mass moment of inertia can be implemented at the factory, entered by the user be based on separately performed measurements or on the basis of of characteristics that the exerciser and possibly the bike of the exercising Describe person. For the case of using a flywheel with large mass u. U. remaining parts of the chain of action, the one relatively small Have mass even when converting to the rotation of the flywheel, be ignored, so that as mass moment of inertia only the moment of inertia considered the flywheel which is usually even with permanent operation does not change. To increase the Accuracy, especially for the case of a movement organ in the form of a bicycle rear wheel, can in an alternative or additional Calibration step is the mass moment of inertia of the locomotor including or exclusively the chain of action is detected. This is done, for example, by that on the chain of action and / or the movement organ a defined Force, a defined moment or a defined energy applied becomes and the adjusting angular velocity of the movement organ is detected, then from the mass moment of inertia are calculated can. For example, in a pedal of a training device for cycling a defined weight in a defined position of the Pedals are applied. Alternatively, conclusions are drawn to the moment of inertia thereby possible that the movement organ with a defined additional moment of inertia or an additional mass is provided and from a comparison of Movement behavior of the motor organ with and without additional mass moment of inertia Conclusions on the moment of inertia of the movement organ are pulled. For example, from a predetermined angular velocity, a deceleration of the movement organ without activating the brake unit once with and once without additional mass moment of inertia be evaluated. Also possible is a defined energy input via a drive unit for Determination of the mass moment of inertia.

Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird neben einer Erfassung der Bremsleistung der Bremseinheit zumindest in Teilbetriebsbereichen die Wirksamkeit eines Freilaufs in der Wirkkette zwischen der trainierenden Person und dem Bewegungsorgan überprüft. Ist ein derartiger Freilauf wirksam, so bedeutet dies, dass über die Wirkkette keine Leistung übertragen wird und somit die von der trainierenden Person erbrachte Leistung Null ist, konstant ist oder lediglich mit einer Leistung zur Bewegung der Wirkkette ("Leerbewegung") korreliert. Eine Überwachung des Freilaufs kann über eine Überwachung der Wirksamkeit oder Schaltstellungen der mechanischen Elemente des Freilaufs selber erfolgen. Eine besonders einfache Überwachung des Freilaufs ist durch einen Vergleich der Winkelgeschwindigkeit des Schwungrads und der Winkelgeschwindigkeit des Betätigungsorgans für die trainierende Person, beispielsweise der Winkelgeschwindigkeit eines Pedals oder einer Kurbel, gegeben, da die vorgenannten Winkelgeschwindigkeiten für nicht wirksamen Freilauf über die Übersetzungsverhältnisse der Wirkkette miteinander zusammenhängen, während sich für eine Aktivierung des Freilaufs das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans und der Winkelgeschwindigkeit des Betätigungsorgans ändert. Wird somit eine Aktivierung des Freilaufs detektiert, so wird erfindungsgemäß erkannt, dass die von der trainierenden Person aufgebrachte Leistung nicht mehr mit der in der Bremseinheit abgeleiteten Bremsleistung korreliert. In diesem Fall kann die Leistung auf 0 gesetzt werden, eine konstante, geringe Leistung angenommen werden oder auf eine andere Leistungsberechnung über die Erfassung der Vorgänge in der Wirkkette umgeschaltet werden. Beispielsweise kann nach einer derartigen Umschaltung eine Verlustleistung in der Wirkkette weiter Berücksichtigung finden.According to a further embodiment of the invention, in addition to detecting the braking power of the brake unit, the effectiveness of a freewheel in the chain of action between the exercising person and the movement organ is checked at least in partial operating areas. If such a freewheel is effective, this means that no power is transmitted via the chain of action and thus the power provided by the exercising person is zero, is constant or correlates only with a power to move the chain of action ("empty motion"). A monitoring of the freewheel can be done by monitoring the effectiveness or switching positions of the mechanical elements of the freewheel itself. A particularly simple monitoring of the freewheel is given by comparing the angular velocity of the flywheel and the angular velocity of the actuator for the person exercising, for example, the angular velocity of a pedal or a crank, since the aforementioned angular velocities for ineffective freewheel on the transmission ratios of the chain of action are related while for an activation of the freewheel the ratio of the angular velocity of the motor and the angular velocity of the actuator changes. Thus, if an activation of the freewheel is detected, it is recognized according to the invention that the power applied by the exercising person no longer corresponds to the power in the brake unit derived braking power correlated. In this case, the power can be set to 0, a constant, low power can be assumed or switched over to another power calculation via the detection of the processes in the action chain. For example, after such a switchover, a power loss in the chain of action can continue to be taken into account.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the claims, the Description and the drawings. The in the introduction to the description advantages of features and combinations of several Features are merely exemplary and may be alternative or cumulative come into effect, without the benefits of mandatory embodiments of the invention must be achieved. Other features are the drawings - in particular the illustrated Geometries and the relative dimensions of several components to each other as well as their relative arrangement and operative connection - can be seen. The combination of features of different embodiments the invention or features of different claims is also different from the ones chosen The antecedents of the claims possible and is hereby stimulated. This also applies to such features as in separate drawings are shown or in their description to be named. These features can be combined with features of different claims. As well can in the claims listed Features for more embodiments the invention omitted.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.in the The invention is described below with reference to the figures preferred embodiments further explained and described.

1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Trainingsgeräts mit Peripheriegeräten für einen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 shows a schematic structure of a training device with peripheral devices for use of the method according to the invention.

2 zeigt ein Kalibrierverfahren, welches für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Trainingsgeräts Einsatz finden kann. 2 shows a calibration method, which can be used for a method according to the invention for operating a training device.

3 zeigt ein alternatives oder kumulatives Kalibrierverfahren, welches für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Trainingsgeräts Einsatz finden kann. 3 shows an alternative or cumulative calibration method, which can be used for the inventive method for operating a training device.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Erfindung ist im Zusammenhang mit einem beliebigen stationären Trainingsgerät einsetzbar, welches ein Bewegungsorgan sowie eine Bremseinheit aufweist. Beispielsweise handelt es sich hierbei um einen Rudertrainer oder ein Trainingsgerät für den Radsport mit einer Schwungscheibe oder einem angetriebenen Hinterrad eines Rades. Beispielhaft ist in den Figuren die Anwendung der Erfindung auf ein Trainingsgerät für den Radsport dargestellt, ohne dass dieses den Einsatz der Erfindung für weitere Trainingsgeräte einschränken soll.The Invention is applicable in connection with any stationary exercise device, which has a movement organ and a brake unit. For example this is a rowing trainer or a training device for cycling with a flywheel or a powered rear wheel one Wheel. By way of example in the figures, the application of the invention on a training device for the Cycling without this being the use of the invention for more training equipment restrict should.

1 zeigt ein Trainingsgerät 1 für den Radsport, bei dem ein Fuß 2 auf ein Pedal 3 eine Kraft ausübt, wodurch im Zusammenhang mit der Rotation des Pedals 3 um eine Kurbelachse Arbeit verrichtet und Leistung erbracht wird. Das Pedal 3 ist über eine Kurbel in einem Tretlager gelagert, in dem Verlustleistung 4 erzeugt wird infolge von Reibung oder hydrodynamischer Verluste. Das Pedal 3 treibt über die Kurbel ein Antriebsrad 5 an, welches beispielsweise als Antriebskettenrad oder als Antriebsriemenrad ausgebildet ist. Über ein Zugmittel 6, beispielsweise eine Kette oder einen Riemen, wird die Antriebsleistung auf ein Abtriebsrad 7 übertragen, welches wiederum die Antriebsleistung, ggf. unter Zwischenschaltung eines Freilaufs, an ein Bewegungsorgan 8 weitergibt. Verlustleistung 9 wird im Bereich eines Lagers für das Abtriebsrad 7 und das Bewegungsorgan 8 und ggf. durch einen Freilauf erzeugt. Weitere Verlustleistung 10 kann im Bereich der Kette 6 erzeugt werden. Das Bewegungsorgan 8 steht in Wirkverbindung mit einer Bremseinheit 11, in der entsprechend einer Beaufschlagung 12 eine Bremse 13 betätigt wird. Möglicherweise wird in der Bremseinheit 11 weitere Verlustleistung 14 erzeugt. 1 shows a training device 1 for cycling, where a foot 2 on a pedal 3 exerts a force, causing in connection with the rotation of the pedal 3 to do a work on a crank axle and performance is provided. The pedal 3 is mounted on a crank in a bottom bracket, in the power loss 4 is generated due to friction or hydrodynamic losses. The pedal 3 drives a drive wheel via the crank 5 on, which is designed for example as a drive sprocket or as a drive pulley. About a traction device 6 For example, a chain or a belt, the drive power is a driven wheel 7 transferred, which in turn the drive power, possibly with the interposition of a freewheel, to a motor organ 8th passes. power loss 9 is in the range of a bearing for the output gear 7 and the motor organ 8th and possibly generated by a freewheel. Further power loss 10 can be in the range of the chain 6 be generated. The movement organ 8th is in operative connection with a brake unit 11 , in accordance with an imposition 12 a brake 13 is pressed. It may be in the brake unit 11 additional power loss 14 generated.

In dem Trainingsgerät 1 wird durch einen Sensor 15 im Bereich des Pedals 3 oder abweichend zu 1 im Bereich des Tretlagers 4 oder des Antriebsrads 5 die von der trainierenden Person aufgebrachte Kraft ermittelt und einer Steuerungs- oder Regelungseinheit 16 (im Folgenden Steuerungseinheit) zugeführt. Alternativ oder kumulativ erfolgt im Bereich des Zugmittels eine Erfassung der Kraft in dem Zugmittel über einen Sensor 17, die dann der Steuerungseinheit 16 zugeführt wird.In the training device 1 is through a sensor 15 in the area of the pedal 3 or contrary to 1 in the area of the bottom bracket 4 or the drive wheel 5 determines the force applied by the exercising person and a control or regulation unit 16 (hereinafter control unit) supplied. Alternatively or cumulatively takes place in the region of the traction means a detection of the force in the traction means via a sensor 17 then the control unit 16 is supplied.

Alternativ oder zusätzlich können der Sensor 15 und der Sensor 17 eine Geschwindigkeit oder Winkelgeschwindigkeit oder eine andere kinematische Größe erfassen. Ein Sensor 18 erfasst eine kinematische Größe des Bewegungsorgans 8, beispielsweise einen zurückgelegten Weg oder Winkel, eine Geschwindigkeit oder Winkelgeschwindigkeit oder eine Beschleunigung oder Winkelbeschleunigung, die der Steuerungseinheit 16 zugeführt wird. In der Bremseinheit 11 erfolgt über einen Sensor 19 eine Erfassung eines mit der erzielten Bremswirkung korrelierenden Signals, welches der Steuerungseinheit 16 zugeführt wird. Die Steuerungseinheit 16 steuert über eine Beaufschlagung 12 die Bremse 13 an.Alternatively or additionally, the sensor 15 and the sensor 17 detect a velocity or angular velocity or other kinematic magnitude. A sensor 18 detects a kinematic size of the motor 8th For example, a distance traveled or angle, a speed or angular velocity or an acceleration or angular acceleration, the control unit 16 is supplied. In the brake unit 11 via a sensor 19 a detection of a correlated with the achieved braking effect signal, which the control unit 16 is supplied. The control unit 16 controls via an admission 12 the brake 13 at.

Die Steuerungseinheit 16 kommuniziert mit einer Speichereinheit 20, in der beispielsweise von der Steuerungseinheit 16 erfasste und/oder berechnete Parameter, Funktionen oder Kennfelder abgespeichert werden können und abrufbar sind.The control unit 16 communicates with a storage unit 20 in the example of the control unit 16 captured and / or calculated parameters, functions or maps can be stored and retrieved.

Weiterhin beaufschlagt die Steuerungseinheit 16 eine Ausgabeeinheit 21, auf der der trainierenden Person Informationen während oder nach Abschluss des Trainings Informationen bereitgestellt werden können. Bei der Ausgabeeinheit handelt es sich beispielsweise um einen Monitor oder einen Drucker.Furthermore, the control unit acts on 16 an output unit 21 in which information can be provided to the exercising person during or after completion of the training. The output unit is, for example, a monitor or a printer.

Eine Kommunikation der trainierenden Person mit der Steuerungseinheit 16 ist über ein Nutzerinterface 22 vor, während und nach dem Training möglich.A communication of the exercising person with the control unit 16 is via a user interface 22 before, during and after training possible.

Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungsmöglichkeiten des Trainingsgeräts 1 und der Peripheriegeräte wird auf den eingangs genannten Stand der Technik verwiesen. Hinsichtlich der Peripheriegeräte und deren Vernetzung miteinander und der Gestaltung der Rechnerstruktur wird beispielsweise auf die in der Patentanmeldung US 2003/0181293 A1 enthaltene diesbezügliche Offenbarung verwiesen.With regard to further design possibilities of the training device 1 and the peripheral devices is referred to the above-mentioned prior art. With regard to the peripheral devices and their networking with each other and the design of the computer structure, reference is made, for example, to the relevant disclosure contained in the patent application US 2003/0181293 A1.

Bezeichnet

PT
die Leistung der von der trainierenden Person an dem Pedal 3 aufgebrachten Leistung,
PV
die in dem Trainingsgerät erzeugte Verlustleistung, beispielsweise die Verlustleistungen 4, 9, 10, 14, und
PB
die Leistung zur Herbeiführung einer Beschleunigung und PBR die von der Bremse 13 abgeleitete Leistung,
so stellt die folgende Gleichung eine gute Approximation der Bilanz der Leistungsanteile in dem Trainingsgerät 1 dar: PT = PBR + PB + PV Designated
P T
the performance of the person exercising on the pedal 3 applied power,
P V
the power loss generated in the training device, such as the power losses 4 . 9 . 10 . 14 , and
P B
the power to bring about acceleration and P BR the brake 13 derived power,
Thus, the following equation provides a good approximation of the balance of power components in the exerciser 1 represents: P T = P BR + P B + P V

2 zeigt ein Verfahren zur Approximation der Leistung PV in einem ersten Kalibrierverfahren, welches vor einem Training eingesetzt wird. Nach einem Start oder Reset der Steuerungseinheit 16 wird in einem Verfahrensschritt 23 dem Bewegungsorgan 8 Leistung zugeführt, bis dieses eine definierte Winkelgeschwindigkeit erreicht, was beispielsweise durch den Sensor 18 in Verbindung mit der Steuerungseinheit 16 überwacht wird und bei Erreichen der Zielgeschwindigkeit eine entsprechende Anzeige auf der Ausgabeeinheit 21 erzeugt. Die Leistungszufuhr wird beispielsweise durch eine Person an dem Pedal 3 aufgebracht oder durch eine externe Antriebseinrichtung. 2 shows a method for approximating the power P V in a first calibration method, which is used before training. After a start or reset of the control unit 16 is in a process step 23 the motor organ 8th Power supplied until this reaches a defined angular velocity, which, for example, by the sensor 18 in connection with the control unit 16 is monitored and upon reaching the target speed, a corresponding display on the output unit 21 generated. The power supply is for example by a person on the pedal 3 applied or by an external drive device.

Mit Erreichen der Zielgeschwindigkeit wird in einem Verfahrensschritt 24 die Leistungszufuhr deaktiviert und das eigentliche Kalibrierverfahren beginnt. Sowohl während des Verfahrensschritts 23 als auch für den folgenden Verfahrensschritt erfolgt eine Beaufschlagung 12 der Bremse 13 derart, dass eine minimale oder keine Bremswirkung erzeugt wird.When reaching the target speed is in one step 24 the power supply is disabled and the actual calibration procedure begins. Both during the process step 23 as well as for the following process step is an admission 12 the brake 13 such that a minimal or no braking effect is generated.

In einem Verfahrensschritt 25 wird die kinetische Energie des Bewegungsorgans 8, beispielsweise durch Erfassung der Winkelgeschwindigkeit durch den Sensor 19, die im Quadrat mit dem Massenträgheitsmoment J des Bewegungsorgans 8 in der Steuerungseinheit 16 zu einer Energie umgerechnet wird, mit der Verringerung der Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans 8 Ekin,8(t, ω, ...) in Abhängigkeit der Zeit, der Winkelgeschwindigkeit, ... erfasst mit Ekin,8 = 0.5 Jω2,woraus unmittelbar die Verlustleistung 14 und – je nach Ankopplung der weiteren Wirkkette – die Verlustleistungen 4, 9 und 10 ermittelt werden können. Hierzu erfolgt insbesondere eine Ableitung des erfassten Energiesignals oder errechneten Energiesignals nach der Zeit bzw. eine Erfassung der zeitlichen Änderung des Energiesignales. Es gilt: PV(t, ω, ...) = d/dt(Ekin,8(t, ω, ...)). In one process step 25 becomes the kinetic energy of the motor organ 8th For example, by detecting the angular velocity through the sensor 19 , squared with the mass moment of inertia J of the motor 8th in the control unit 16 is converted to an energy, with the reduction of the angular velocity of the motor organ 8th E kin, 8 (t, ω, ...) as a function of time, the angular velocity, ... recorded with e kin, 8 = 0.5 Jω 2 . from which immediately the power loss 14 and - depending on the coupling of the further chain of action - the power losses 4 . 9 and 10 can be determined. For this purpose, in particular, a derivative of the detected energy signal or calculated energy signal after the time or a detection of the time change of the energy signal. The following applies: P V (t, ω, ...) = d / dt (E kin, 8 (t, ω, ...)).

Ergebnis des Schritts 25 kann ein temporärer Wert, ein mittlerer Wert oder/oder ein Gesamtwert für die Verlustleistung sein. In alternativer Ausgestaltung erfolgt eine Auswertung jeweils für einzelne Geschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsintervalle, so dass die Verlustleistung in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans, die durch den Sensor 19 erfasst wird, ermittelbar ist.Result of the step 25 may be a temporary value, a mean value, or a total power loss value. In an alternative embodiment, an evaluation takes place in each case for individual velocities or speed intervals, so that the power loss as a function of the angular velocity of the movement organ, by the sensor 19 is detected, can be determined.

In einem Verfahrensschritt 26 erfolgt eine Speicherung der ermittelten Daten, beispielsweise der Verlustleistung als Funktion der Geschwindigkeit in einem Kennfeld, in der Speichereinheit 20. Aus der Speichereinheit 20 sind die gewonnenen Daten während der Durchführung des Trainings von der Steuerungseinheit 16 abrufbar, um die von der trainierenden Person aufgebrachte Leistung zu ermitteln.In one process step 26 the stored data, for example the power loss as a function of the speed in a map, is stored in the memory unit 20 , From the storage unit 20 are the data obtained during the training of the control unit 16 available to determine the performance applied by the exercising person.

In einem zweiten Kalibrierverfahren gemäß 3 erfolgt zunächst ein Start oder ein Reset der Steuerungseinheit 16 zur Durchführung des zweiten Kalibrierverfahrens. Hieran anschließend wird, entsprechend Verfahrensschritt 23, in einem Verfahrensschritt 27 das Bewegungsorgan 8 auf eine Anfangsenergie, insbesondere eine vordefinierte Geschwindigkeit gebracht.In a second calibration according to 3 Initially, a start or a reset of the control unit 16 for carrying out the second calibration method. Following this is, according to process step 23 in a procedural step 27 the organ of movement 8th brought to an initial energy, in particular a predefined speed.

In einem Verfahrensschritt 28 erfolgt der eigentliche Start des Kalibriervorgangs. Dieser erfolgt zunächst unter definierter Beaufschlagung der Bremse in einem Verfahrensschritt 29 durch die Steuerungseinrichtung 16. Infolge der Bremswirkung sowie der Verlustleistung verringert sich die Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans 8, wobei während dieser Änderung die Beaufschlagung der Bremse 13 in einem Verfahrensschritt 30 durch die Steuereinheit 16 konstant gehalten wird oder gemäß einem vorgegebenen Verlauf variiert werden kann. In dem Verfahrensschritt 31 wird in der Steuerungseinheit 16 eine Leistungsbilanz erstellt, wobei die Verlustleistung als Ergebnis des ersten Kalibrierverfahrens gemäß 2 erhalten werden kann, so dass PV bekannt ist. Es gilt damit: PBR = PV + d/dt(Ekin,8) In one process step 28 the actual start of the calibration process takes place. This takes place initially under defined loading of the brake se in one process step 29 by the control device 16 , Due to the braking effect and the power loss, the angular velocity of the motor organ is reduced 8th , wherein during this change the application of the brake 13 in a process step 30 through the control unit 16 is kept constant or can be varied according to a predetermined course. In the process step 31 is in the control unit 16 a power balance, the power loss as a result of the first calibration according to 2 can be obtained so that P V is known. It thus applies: P BR = P V + d / dt (E kin, 8 )

Wird die kinetische Energie Ekin,8 = 0.5 Jω2 aus der Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans 8 und dem Massenträgheitsmoment des Bewegungsorgans 8 ermittelt, so kann die Bremswirkung, beispielsweise in Abhängigkeit der Beaufschlagung der Bremse gemäß Verfahrensschritt 30 und/oder in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans 8, ermittelt werden und in der Speichereinheit 20 abgespeichert werden.Will the kinetic energy e kin, 8 = 0.5 Jω 2 from the angular velocity of the motor 8th and the moment of inertia of the motor 8th determined, the braking effect, for example, depending on the application of the brake according to method step 30 and / or in dependence on the angular velocity of the movement organ 8th , are determined and in the storage unit 20 be stored.

Erfolgt in einem späteren Training die Beaufschlagung des Pedals mit einer Leistung durch die trainierende Person, können aus der eingangs genannten Leistungsbilanz die von der trainierenden Person aufgebrachte Leistung ermittelt werden, wobei die Beschleunigungsleistung aus der zeitlichen Ableitung der kinetischen Energie des Bewegungsorgans 8 berechnet werden kann. Damit ergibt sich eine Ermittlung der von der trainierenden Person erbrachten Leistung mit erhöhter Genauigkeit gegenüber dem Stand der Technik.If, in a later training, the action on the pedal is performed by the exercising person, the power applied by the exercising person can be determined from the above-mentioned power balance, the acceleration power being derived from the time derivative of the kinetic energy of the movement organ 8th can be calculated. This results in a determination of the performance of the exercising person with increased accuracy over the prior art.

Für den Fall, dass in einem weiteren Kalibrierverfahren das Massenträgheitsmoment J des Bewegungsorgans 8, ggf. mit weiteren Bestandteilen der Wirkkette, ermittelt werden soll, kann dies beispielsweise durch Erzeugung einer definierten Kraft im Bereich des Pedals 3 erfolgen, wobei über die Höhe, die das Pedal betätigt wird, und die Kraft eine potentielle Energie ermittelt werden kann, die – unter Abzug der Verlustleistung – dem Bewegungsorgan 8 zugeführt wird, ohne dass die Bremse 13 wirksam ist. Über die Gleichung Ekin = Epot = F·h = 0,5 Jω2 kann mit einer Messung der Winkelgeschwindigkeit des Bewegungsorgans 8 das Massenträgheitsmoment bestimmt werden. Alternativ ist es möglich, das Kalibrierverfahren gemäß 2 einmal mit dem Bewegungsorgan 8 und einmal mit dem Bewegungsorgan 8 mit einem Zusatz-Massenträgheitsmoment durchzuführen, woraus zwei Bestimmungsgleichungen resultieren, die als Unbekannte die Verlustleistung sowie das Trägheitsmoment beinhalten und aus denen somit sowohl die Verlustleistung als auch das Massenträgheitsmoment in der Steuerungseinheit 16 berechnet werden können.In the event that in another calibration method, the moment of inertia J of the movement organ 8th , if necessary, with other components of the chain of action to be determined, this can for example by generating a defined force in the region of the pedal 3 take place, over the height of which the pedal is actuated, and the force a potential energy can be determined, which - deducting the power loss - the movement organ 8th is fed without the brake 13 is effective. About the equation e kin = E pot = F · h = 0.5 Jω 2 can with a measurement of the angular velocity of the motor organ 8th the mass moment of inertia can be determined. Alternatively, it is possible to use the calibration method according to 2 once with the movement organ 8th and once with the movement organ 8th perform with an additional moment of inertia, resulting in two determinations that include the power loss and the moment of inertia as unknown and thus from both the power loss and the moment of inertia in the control unit 16 can be calculated.

Für den Fall, dass Verluste in einem Kalibrierverfahren drehzahlabhängig erfasst werden, können diese in eine Winkelgeschwindigkeitsabhängigkeit umgerechnet werden, die dann für oszillierende oder veränderliche Winkelgeschwindigkeitsverläufe während des Trainings verwendet werden kann.In the case, that losses are recorded as a function of speed in a calibration procedure can, can these are converted into angular velocity dependence, then for oscillating or changeable Angular velocity gradients during the Training can be used.

Die erfindungsgemäßen Kalibrierverfahren können zu dem Vorteil führen, dass Sensoren für eine Erfassung der Bremsleistung in der Bremseinheit eingesetzt werden können, an die gegenüber den Sensoren in den an sich bekannten Trainingsgeräten verringerte Anforderungen gestellt werden müssen hinsichtlich der Streuung der Sensoren unterschiedlicher Trainingsgeräte und/oder der Nichtlinearität der Sensoren, da über die Kalibrierung die Streuung und/oder Nichtlinearität erfasst und geeignet berücksichtigt werden kann. Hierdurch können Sensoren und eine Bremseinheit mit deutlich verringerten Kosten Einsatz finden.The Calibration method according to the invention can lead to the advantage that sensors for a Detecting the braking power can be used in the brake unit can, to the opposite Sensors in the training devices known per se reduced requirements have to be asked with regard to the scattering of the sensors of different training devices and / or of nonlinearity the sensors, over there the calibration detects the scatter and / or nonlinearity and appropriately considered can be. This allows sensors and find a brake unit with significantly reduced costs.

Die angesprochene Berücksichtigung der Wirksamkeit eines Freilaufes ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung möglich, aber infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nicht zwingend erforderlich. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann infolge der Kalibrierung die Verlustleistung drehzahlabhängig ermittelt werden. Wird während eines Betriebes des Trainingsgerätes von einem Benutzer weniger oder keine Leistung erbracht, so kann dies aus der Differenz- oder Summenbildung der Gesamtleistung unter Berücksichtigung der an der Bremseinheit abgeführten Bremsleistung, der dem Schwungrad entnommenen Leistung sowie der Drehzahl abhängigen Verluste erfasst werden. Für den Fall einer Wirksamkeit eines Freilaufes führt eine derartige Berechnungsmethode zu einer vom Benutzer aufgebrachten Leistung, die ungefähr Null ist. Somit kann auch ohne Erfassung der Wirksamkeit eines Freilaufes die von dem Benutzer aufgebrachte Leistung gut approximiert werden. Messfehler können allerdings zusätzlich dadurch ausgeschlossen werden, dass für eine Besondere Ausgestaltung die Wirksamkeit des Freilaufes erfasst wird und der geringe Wert der ermittelten Leistung für eine Wirksamkeit des Freilaufes auf exakt Null gesetzt wird.The addressed consideration the effectiveness of a freewheel is according to a preferred embodiment the invention possible but due to the inventive design not mandatory. In the method according to the invention can be determined as a function of speed as a result of the calibration become. Will while an operation of the training device may be provided by a user less or no performance this from the difference or summation of the total power below consideration the discharged at the brake unit Braking power, the power taken from the flywheel and the Speed dependent Losses are recorded. For the case of an effectiveness of a freewheel leads to such a calculation method to a user-applied power that is about zero is. Thus, even without detection of the effectiveness of a freewheel the power applied by the user is well approximated. measurement error can however, in addition be excluded by that for a special embodiment the effectiveness of the freewheel is recorded and the low value the determined achievement for a Efficiency of the freewheel is set to exactly zero.

Eine Abweichung zur exakten, vom Benutzer erbrachten Leistung in der Höhe von Null ergibt sich für das erfindungsgemäße Verfahren unter Umständen dadurch, dass die Verlustleistung für die Wirksamkeit des Freilaufes erhöht ist. Derartige Abweichungen können durch eine Erfassung der Wirksamkeit des Freilaufes erfasst werden. Die vorgenannten Abweichungen treten nicht oder in einem verringerten Ausmaß auf, wenn die Kurbel eines Fahrrades teilweise oder vollständig mitbewegt wird.A deviation from the exact, performed by the user power in the amount of zero results for the inventive method under certain circumstances in that the power loss for the Wirk sity of the freewheel is increased. Such deviations can be detected by detecting the effectiveness of the freewheel. The aforementioned deviations do not occur or to a lesser extent when the crank of a bicycle is partially or completely moved.

Eine Erfassung der Freilaufaktivität ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterhin aus einer Summen- oder Differenzbildung möglich: Ist die an der Bremseinheit abgeführte Leistung größer als die Leistung, die aus der Schwungmasse entnommen wird, so ist der Freilauf nicht aktiv. Ist hingegen die an der Bremseinheit abgeführte Leistung geringer als die aus der Schwungmasse entnommene Leistung, vermindert um etwaige Drehzahl abhängige Verluste (ohne Berücksichtigung der Freilaufverluste), so ist der Freilauf aktiv.A Detection of free-wheeling activity is in the process of the invention still possible from a sum or difference: Is the discharged at the brake unit Power greater than the power that is taken from the flywheel, so is the Freewheel not active. On the other hand, is the power dissipated at the brake unit Less than the power taken from the flywheel, reduced dependent on any speed Losses (without consideration freewheeling losses), the freewheel is active.

11
Trainingsgerätexerciser
22
Fußfoot
33
Pedalpedal
44
Verlustleistungpower loss
55
Antriebsraddrive wheel
66
Zugmitteltraction means
77
Abtriebsradoutput gear
88th
Bewegungsorganmusculoskeletal
99
Verlustleistungpower loss
1010
Verlustleistungpower loss
1111
Bremseinheitbrake unit
1212
Beaufschlagungadmission
1313
Bremsebrake
1414
Verlustleistungpower loss
1515
Sensorsensor
1616
Steuerungseinheitcontrol unit
1717
Sensorsensor
1818
Sensorsensor
1919
Sensorsensor
2020
Speichereinheitstorage unit
2121
Ausgabeeinheitoutput unit
2222
Nutzerinterfaceuser interface
2323
Verfahrensschrittstep
2424
Verfahrensschrittstep
2525
Verfahrensschrittstep
2626
Verfahrensschrittstep
2727
Verfahrensschrittstep
2828
Verfahrensschrittstep
2929
Verfahrensschrittstep
3030
Verfahrensschrittstep
3131
Verfahrensschrittstep
3232
Verfahrensschrittstep

Claims (14)

Verfahren zum Betrieb eines stationären Trainingsgeräts (1), wobei das Trainingsgerät (1) – ein Bewegungsorgan (8) aufweist, auf welches von einer trainierenden Person Leistung (PT) aufgebracht wird, und – eine Bremseinheit (11) aufweist, mittels welcher Leistung (PBR) von dem Bewegungsorgan (8) abgeleitet wird, mit folgenden sich während des Trainings wiederholenden Verfahrensschritten: a) Erfassung der aktuellen von der Bremseinheit (11) abgeleiteten Leistung (PBR), b) Bestimmung einer Beschleunigungsleistung (PB) im Zuge einer Veränderung der Geschwindigkeit des Bewegungsorgans (8) durch die trainierende Person c) Approximation der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung (PT) unter Berücksichtigung – der erfassten von der Bremseinheit (11) abgeleiteten Leistung (PBR) und – der bestimmten Beschleunigungsleistung (PB) in dem Trainingsgerät (1).Method for operating a stationary training device ( 1 ), the training device ( 1 ) - a motor organ ( 8th ), to which power is applied (P T ) by a person exercising, and - a brake unit ( 11 ), by means of which power (P BR ) from the motor ( 8th ) is derived, with the following repetitive during the training process steps: a) detection of the current of the brake unit ( 11 ) derived power (P BR ), b) determination of an acceleration power (P B ) in the course of a change in the speed of the motor organ ( 8th ) by the exercising person c) approximation of the power applied by the exercising person (P T ) taking into account - the detected by the braking unit ( 11 ) derived power (P BR ) and - the specific acceleration power (P B ) in the training device ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassung der Verlustleistung (PV; 4, 9, 10, 14) in dem Trainingsgerät (1) erfolgt und eine Approximation der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung (PT) unter Berücksichtigung der bestimmten Verlustleistung (PV) in dem Trainingsgerät (1) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that a detection of the power loss (P V ; 4 . 9 . 10 . 14 ) in the training device ( 1 ) and an approximation of the power applied by the exercising person (P T ) taking into account the specific power loss (P V ) in the training device ( 1 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsleistung (PB) als Zeitsignal, für diskrete Zeitpunkte oder als integrale oder mittlere Beschleunigungsleistung für einen Zeitraum erfasst oder approximiert wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the acceleration power (P B ) is detected or approximated as a time signal, for discrete times or as integral or average acceleration power for a period. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Approximation der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung (PT) neben der erfassten von der Bremseinheit (11) abgeleiteten Leistung (PBR) sowohl die Beschleunigungsleistung (PB) als auch die Verlustleistung (PV) berücksichtig werden.Method according to claims 1, 2 and 3, characterized in that for an approximation of the power applied by the exercising person (P T ) in addition to the detected by the brake unit ( 11 ) derived power (P BR ) both the acceleration power (P B ) and the power loss (P V ) are taken into account. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Betriebsgröße messtechnisch erfasst wird und die Bremsleistung (PBR), die Beschleunigungsleistung (PB) und/oder die Verlustleistung (PV) als Funktion oder aus einem Kennfeld der mindestens einen Betriebsgröße zumindest approximiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one operating variable is detected metrologically and the braking power (P BR ), the acceleration power (P B ) and / or the power loss (P V ) as a function or from a map of the at least one operating variable is at least approximated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Trainingsbeginn eine Kalibrierung erfolgt zur Gewinnung von Kenntnissen, welche während des Trainings zur Erfassung der Bremsleistung (PBR), zur Bestimmung der Verlustleistung (PV) und/oder zur Bestimmung der Beschleunigungsleistung (PB) verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that prior to a training start a calibration is carried out to obtain knowledge, which during training for detecting the braking power (P BR ), for determining the power loss (P V ) and / or for determining the acceleration power (P B ) can be used. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Kalibrierung Energie in das Bewegungsorgan (8) eingebracht wird und eine Kalibrierung zur Ermittlung der Verlustleistung (PV) während einer Dissipation von Energie mit deaktivierter Bremseinheit (11) erfolgt.A method according to claim 6, characterized in that for a calibration energy in the Motor organ ( 8th ) and a calibration for determining the power loss (P V ) during a dissipation of energy with the brake unit deactivated ( 11 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlustleistung (PV) drehzahlabhängig oder winkelgeschwindigkeitsabhängig ermittelt wird.A method according to claim 7, characterized in that the power loss (P V ) is determined depending on the speed or angular velocity dependent. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Kalibrierung Energie in das Bewegungsorgan (8) eingebracht wird und während eines Abbaus von Energie durch die aktivierte Bremseinheit (11) eine Bremsleistung (PBR) erfasst wird.A method according to claim 6, characterized in that energy for a calibration in the motor organ ( 8th ) and during a degradation of energy by the activated brake unit ( 11 ) a braking power (P BR ) is detected. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsleistung (PBR) drehzahlabhängig oder winkelgeschwindigkeitsabhängig erfasst wird.A method according to claim 9, characterized in that the braking power (P BR ) is detected speed-dependent or angular speed-dependent. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass während der Kalibrierung mindestens eine Betriebsgröße (Beaufschlagung 12) der Bremseinheit (11) verändert wird.A method according to claim 9 or 10, characterized in that during the calibration at least one operating variable (admission 12 ) of the brake unit ( 11 ) is changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kalibrierschritt nach einem der Ansprüche 6 bis 8 eine Kalibrierung der Verlustleistung (PV) erfolgt (Verfahrensschritte 23 bis 26) und hieran anschließend in einem weiteren Kalibrierschritt eine Kalibrierung der Bremsleistung (PBR) erfolgt (Verfahrensschritte 27 bis 32), wobei zur Kalibrierung der Bremsleistung (PBR) die Ergebnisse der Kalibrierung der Verlustleistung (PV) berücksichtigt werden.Method according to one of claims 6 to 8 and one of claims 9 to 11, characterized in that in a calibration step according to one of claims 6 to 8, a calibration of the power loss (P V ) takes place (method steps 23 to 26 ) and then in a further calibration step, a calibration of the braking power (P BR ) takes place (method steps 27 to 32 ), wherein the calibration of the braking power (P BR ), the results of the calibration of the power loss (P V ) are taken into account. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kalibrierschritt das Massenträgheitsmoment des Bewegungsorgans (8) erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a calibration step, the mass moment of inertia of the movement organ ( 8th ) is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine Erfassung der Wirksamkeit eines Freilaufs in der Wirkkette zwischen der trainierenden Person und dem Bewegungsorgan (8) erfolgt und b) eine Approximation der von der trainierenden Person aufgebrachten Leistung (PT) erfolgt, wobei hierzu die von der Bremseinheit (11) abgeleitete Leistung (PBR) lediglich in solchen Teilbetriebsbereichen berücksichtigt wird, in denen der Freilauf nicht wirksam ist.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that a) a detection of the effectiveness of a freewheel in the chain of action between the exercising person and the movement organ ( 8th ) and b) an approximation of the power (P T ) applied by the exercising person takes place, for which purpose the power supplied by the braking unit ( 11 ) derived power (P BR ) is taken into account only in those sub-operating areas in which the freewheel is not effective.
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