Feature #99
Von Julius Haman vor 2 Tagen aktualisiert
## Ist-Stand Standard-Gangschaltung hat 14 Gänge mit Entfaltung in m. Aus der Trittfrequenz und der Entfaltung wird eine "Sollgeschwindigkeit" berechnet. Daraus wiederum wird die Leistung berechnet, die aufgebracht werden müsste, um diese Geschwindigkeit im jeweiligen Gelände zu erreichen. Das führt zu Sprüngen in der Leistung (unruhiges Fahren) und auch dazu, dass bei einem Gefälle schnell auf die Minimalleistung (25 Watt) heruntergeregelt wird. Auch im höchsten Gang, wenn die Maximalgeschwindigkeit noch nicht erreicht ist. (Vorherige Lösungsversuche dazu: Ticket #95 - Beschleunigungsformel, verworfen wegen Leistungs-Oszillation bei normalem Trittfrequenz-Rauschen. Ticket #97 - linearer Differenz-Zuschlag, verworfen wegen Wirkungslosigkeit bei starkem Gefälle. Ticket #98 - feste Referenz-Kadenz + Gefälle-bis-Sollgeschwindigkeit-als-eben, funktionierte im Regelfall, aber Freilauf-Ausstieg in einen härteren Gang erzeugte weiterhin einen unrealistischen Leistungssprung, siehe unten.) ## Soll-Stand (beschlossenes Konzept) (Idee) Statt einer Entfaltung je Gang gibt man künftig eine Wattleistung (bei 0% Steigung) direkt an - konfigurierbar über eine Basisleistung (Gang 1 bei 0%) und eine Schrittweite zwischen den Gängen. Beispielrechnung mit Basisleistung 80 W und Schrittweite 10 W (Nutzergewicht 75 kg, Standard-Cr/CwA): an. Beispiel: | Gang | Leistung bei <br>bei 0% | Geschwindigkeit bei Steigung| Endgeschw.<br>bei 0% Steigung<br>Annahme | Watt bei gleicher Geschw. bei gleiche Geschw.<br>bei 1% Steigung<br>Annahme! | Watt bei gleicher Geschw. bei gleiche Geschw.<br>bei 5% Steigung<br>Annahme! | | ----: | ----: ----------------: | ----: | ----: ---: | ----: ---: | | 1 | 80 W | 24,3 20 km/h | 136 120 W | 361 400 W | | 2 | 90 W | 25,6 km/h | 149 W | 387 W | | 3 | 100 W | 26,9 km/h | 162 W | 411 W | .. | 4 .. | 110 W | 28,0 km/h | 175 W | 434 W | | 5 | 120 W | 29,1 km/h | 187 W | 457 W | | 6 | 130 W | 30,1 km/h | 200 W | 478 W | | 7 | 140 W | 31,1 km/h | 212 W | 499 W | | 8 | 150 W | 32,0 km/h | 224 W | 520 W | | 9 | 160 W | 32,8 km/h | 236 W | 540 W | | 10 | 170 W | 33,7 km/h | 248 W | 559 W | | 11 | 180 W | 34,5 km/h | 260 W | 579 W | | 12 | 190 W | 35,2 km/h | 272 W | 597 W | | 13 | 200 W | 36,0 km/h | 283 W | 616 W | | 14 | 210 W | 36,7 km/h | 295 W | 634 W | Aus dem eingelegten Gang und der Steigung im Profil kann dann berechnet werden, welche Leistung erbracht werden müsste. müsste (im 1. Gang bei 1% Steigung wären es 120 W). Zusammen mit einem konfigurierten Realitätsfaktor (10 % (10% - 100 % 100% einstellbar in 5 %-Schritten) 5%-Schritten) kann dann die tatsächlich aufgeschaltete Leistung berechnet werden: werden. Leistung = P0(Gang) + (P_Steigung(Gang) - P0(Gang)) * Realitätsfaktor Beispiel: Beispiel 1: Bei einem Realitätsfaktor von 50 %, 50%, Gang 1, Steigung von 1 % 1% ergäbe sich eine Leistung von 80 W + (136 (120 W - 80 W) * 50 % 50% = 108 W. 100 W Beispiel 2: Bei 5 % Steigung: einem Realitätsfaktor von 50%, Gang 1, Steigung von 5% ergäbe sich eine Leistung von 80 W + (361 (400 W - 80 W) * 50 % 50% = 220,5 W, gerundet 220 W. 240 W Wichtig (Julius' Punkt 2, bestätigt): Die Rohwerte (P_Steigung) werden VOR der Realitätsfaktor-Verrechnung nicht auf Minimum/Maximum geklemmt - sonst würde die Information verzerrt, bevor überhaupt interpoliert wird. Geklemmt wird erst das fertige Mischergebnis. Hinweis: Negative Gänge bleiben sollten natürlich weiterhin möglich (Basisleistung minus n * Schrittweite, nach unten durch sein! Hinweis: Diese Berechnung gilt ausschließlich für Steigungen. Für 0% ergibt sich der Wert immer direkt aus der Tabelle. Hinweis: Statt die Leistung einzeln anzugeben, wäre es ggf. sinnvoll eine Startleistung des 1. Ganges anzugeben sowie eine Schrittweite (hier 10 W). Ggf. kann man auf einen höchsten Gang sogar ganz verzichten und so lange das Geräte-Minimum begrenzt). Heraufschalten ermöglichen, bis die Maximalleistung des Trainers erreicht ist. ## Gefälle und Rollen (Freilauf) Bei Gefälle wird IMMER Hier sollte immer die Standardleistung des eingelegten Gangs bei 0% (P0) Ganges in der Ebene aufgeschaltet - keine Realitätsfaktor-Verrechnung bei Gefälle, nur bei Steigungen. werden, bis die Maximalgeschwindigkeit des Fahrrades (muss künftig ebenfalls eingestellt werden können, z. B. 70 km/h) erreicht ist (dann Rückfall auf 25W = Minimum). ### Rollen Rollen (Freilauf) greift, sobald Immer dann, wenn die tatsächlich für die aktuelle Situation nötige (ungeklemmte) Leistung negativ würde - Beschleunigung durch das ist gleichbedeutend mit "die Beschleunigung durchs Gefälle höher ist größer als die Beschleunigung, Beschleunigung durch die die aufgelegte Leistung liefern würde" (Julius' Formulierung) - oder sobald wenn die Rollgeschwindigkeit höher ist als die konfigurierte Maximalgeschwindigkeit des Fahrrades erreicht. Fahrrades. ## Neue, nutzerbezogene Einstellungen (alle auch während eines laufenden Trainings änderbar) Was verändert der Realitätsgrad - Basisleistung Gang 1 bei 0 % Steigung - Schrittweite zwischen den Gängen - Realitätsfaktor (10 % - 100 %, 5 %-Schritte) - Maximalgeschwindigkeit des Fahrrades (z. B. 70 km/h) ## Verifikation durchgeführt (Nachsimulation gegen echte Trainingsdaten, Training #14) Mit den Beispielwerten oben (Basisleistung 80 W, Schrittweite 10 W, Realitätsfaktor 50 %) gegen Er verändert lediglich wie "bissig" Steigungen sind. Auf das Fahren in der Ebene oder Gefälle hat er **keine Auswirkung**. Und: die echten, tickweise rekonstruierten Gangwechsel Geschwindigkeit wird weiterhin immer aus Training #14 durchgerechnet: - Bergauf (Gänge 3-5, Steigung ~4,1 %): der aufgeschalteten Leistung steigt stabil und gangabhängig (240-270 W in diesem Beispiel), keine Sprünge zwischen den Ticks. - Übergang ins Gefälle: Leistung sinkt sauber, Freilauf greift genau dann, wenn der Topographie berechnet! Daher beeinflusst der Realitätsgrad _nicht_ die ungeklemmte Soll-Leistung negativ wird (~Steigung -2,6 %) - kein künstliches Kleben am Minimum vorher. - Steile Abfahrt (-8,2 %), Gang schaltet automatisch bis auf 14 hoch: Freilauf bleibt durchgehend aktiv (0 W), Geschwindigkeit steigt rein physikalisch übers Rollen (30,9 auf 42,7 km/h) - komplett glatt, kein einziger Leistungssprung, obwohl korrekte Berechnung der Gang sich mehrfach ändert. - Bodenanstieg am Ende: Leistung nimmt wieder sauber zu (210 auf 400 W, am Maximum geklemmt), passend zur Geschwindigkeit, er verändert nur das Schaltverhalten der Gangschaltung innerhalb einer Steigung. ## Fragen Insbesondere das am Beispiel von Ticket #98 aufgefallene Problem (Freilauf in einem 1. Macht es überhaupt Sinn, dass man im 1. Gang verlassen, in einen härteren Gang schalten, eine Leistung springt sofort auf ~370 W) tritt > als die Minimalleistung des Trainers angibt? Wenn nicht: dann würde es sogar reichen, wenn man _nur eine Schrittweite_ zwischen den Gängen in dieser Simulation nicht mehr auf - da die Leistung pro der Ebene angibt (hier 10 W). Gang eine feste, moderate Konstante ist (nicht mehr aus einer physikalisch berechneten, oft extremen Zielgeschwindigkeit rückgerechnet), bleibt auch ein Gangwechsel während des Rollens unauffällig, solange die ungeklemmte Soll-Leistung weiterhin negativ ist. 1 wäre dann Minimum (25 W), Gang 2 35 W usw. ## Umbau In diesem Zug wird 2. Bei der gesamte Bereich Berechnung der (Entfaltung-basierten) Gangschaltungs-Konfiguration zurückgebaut (Gearshifter/Gear-Entities, Konfigurationsoberfläche, Prefs.Gearshifter) - ersetzt durch die vier neuen Einstellungen oben. ## Verzögerte Leistungsänderung (asymmetrische Rampe) Beschlossen: Leistungsänderungen "Soll-Leistung" abhängig von der Steigung: genaugenommen müssten hier auch Werte > Maximalleistung (400 W) berechnet werden nur bei einem ANSTIEG verzögert (z. B. maximal +80 können. Zusammen mit dem Realitätsgrad und der Differenz können sich ja durchaus dann Leistungen < 400 W pro Sekunde) - ein Rückgang (auch der Einstieg in ergeben. 3. Zusammen mit den Freilauf) wirkt weiterhin sofort. Begründung: Vorüberlegungen könnte man auf eine plötzliche Entlastung fühlt sich nie falsch an, ein plötzlicher Kraftanstieg (z. B. Freilauf verlassen, in einen härteren Gang schalten) dagegen schon - das war das verbleibende Problem aus Ticket #98. ## Zielleistung in Konfiguration der Live-Anzeige Beschlossen: Zusätzlich zur aktuell aufgeschalteten (ggf. noch hochlaufenden) Leistung wird in der Live-Werte-Leiste Gangschaltungen verzichten und nur eine Konfiguration annehmen, die "Zielleistung" (das ungebremste Rechenergebnis, wohin die Rampe unterwegs ist) angezeigt, damit erkennbar ist, wohin sich die Leistung durch Steigungsänderung oder Schalten gerade entwickelt. ## Offene, im Plan zu klärende Detailfragen - Anzahl der Gänge weiterhin fest (14, wie bisher) oder ebenfalls konfigurierbar/unbegrenzt (Hochschalten bis Geräte-Maximum erreicht ist)? - Genaue Rampen-Geschwindigkeit (Watt pro Sekunde) - Startwert versus fest codierte Konstante oder eigene Einstellung. man natürlich auch während eines Trainings ändern können sollte.