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STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltungsmodul, eine elektrische Fahrradkomponente und ein Kommunikationssystem.
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Elektrische Komponenten, die an einem Fahrrad montiert sind, tauschen miteinander Information aus, beispielsweise über drahtlose serielle Kommunikation. Elektrische Komponenten, wie etwa eine Batterie, ein Fahrradcomputer und eine Antriebseinheit können miteinander durch drahtgebundene Energieleitungskommunikation verbunden sein. Patentschrift 1 offenbart ein Beispiel eines Fahrradkommunikationssystems des Standes der Technik.
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Patentschrift 1:
Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2016-88205
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Elektrische Komponenten können unterschiedliche Standards von seriellen Kommunikationsprotokollen nutzen. In diesem Fall müssen die Kommunikationsprotokolle für die Kommunikation zwischen den kommunizierenden elektrischen Komponenten aneinander angepasst sein. Die Aufgabe der Anpassung ist kompliziert.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltungsmodul, eine elektrische Fahrradkomponente und ein Kommunikationssystem bereitzustellen, die leicht an ein Kommunikationssystem angepasst werden, das Energieleitungskommunikation verwendet.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Schaltungsmodul, das ausgebildet ist, an einer elektrischen Fahrradkomponente montiert zu werden. Das Schaltungsmodul umfasst eine erste Schaltplatine, einen Kommunikationswandler, der ausgebildet ist, zwischen Information, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und Information, die für andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation geeignet ist, umzuwandeln, und an der ersten Schaltplatine montiert ist, und eine Mehrzahl von ersten Anschlüssen, die auf der ersten Schaltplatine gebildet sind. Die Mehrzahl von ersten Anschlüssen ist mit einer zweiten Schaltplatine verbunden, die in der elektrischen Komponente enthalten ist.
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Nach dem ersten Aspekt wird die elektrische Fahrradkomponente leicht an ein Kommunikationssystem angepasst, das Energieleitungskommunikation (Englisch: power line communication) verwendet.
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Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Schaltungsmodul nach dem ersten Aspekt des Weiteren ein elektronisches Teil, das an der ersten Schaltplatine montiert ist und sich von dem Kommunikationswandler unterscheidet.
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Nach dem zweiten Aspekt können der Kommunikationswandler und ein elektronisches Teil, das dazu benötigt wird, dass der Kommunikationswandler funktioniert, in einem Paket angeordnet werden. Dies erleichtert die Handhabung und Montage des Schaltungsmoduls.
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Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach dem zweiten Aspekt so ausgebildet, dass das elektronische Teil, das sich von dem Kommunikationswandler unterscheidet, eine Kristalloszillatorschaltung umfasst, die den Kommunikationswandler antreibt.
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Nach dem dritten Aspekt können der Kommunikationswandler und die Kristalloszillatorschaltung, die als ein elektronisches Teil dient, das dazu benötigt wird, dass der Kommunikationswandler funktioniert, in einem Paket angeordnet werden. Dies erleichtert die Handhabung und Montage des Schaltungsmoduls.
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Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach dem zweiten oder dritten Aspekt so ausgebildet, dass das elektronische Teil, das sich von dem Kommunikationswandler unterscheidet, eine Filterschaltung umfasst. Die Filterschaltung entfernt Rauschen aus einem Signal, das in das Schaltungsmodul eingegeben wird, und sendet das Signal, aus dem das Rauschen entfernt wurde, an den Kommunikationswandler.
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Nach dem vierten Aspekt können der Kommunikationswandler und die Filterschaltung, die als ein elektronisches Teil dient, das dazu benötigt wird, dass der Kommunikationswandler funktioniert, in einem Paket angeordnet werden. Dies erleichtert die Handhabung und Montage des Schaltungsmoduls.
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Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem zweiten bis vierten Aspekt so ausgebildet, dass das elektronische Teil, das sich von dem Kommunikationswandler unterscheidet, einen Pull-Up-Widerstand umfasst, der mit dem Kommunikationswandler verbunden ist.
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Nach dem fünften Aspekt können der Kommunikationswandler und der Pull-Up-Widerstand, der als ein elektronisches Teil dient, das dazu benötigt wird, dass der Kommunikationswandler funktioniert, in einem Paket angeordnet werden. Dies erleichtert die Handhabung und Montage des Schaltungsmoduls.
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Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem zweiten bis fünften Aspekt so ausgebildet, dass das elektronische Teil, das sich von dem Kommunikationswandler unterscheidet, einen Bypasskondensator (Englisch: bypass capacitor) umfasst, der mit dem Kommunikationswandler verbunden ist.
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Nach dem sechsten Aspekt können der Kommunikationswandler und der Bypasskondensator, der als ein elektronisches Teil dient, das dazu benötigt wird, dass der Kommunikationswandler funktioniert, in einem Paket angeordnet werden. Dies erleichtert die Handhabung und Montage des Schaltungsmoduls.
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Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem zweiten bis sechsten Aspekt so ausgebildet, dass die erste Schaltplatine einen ersten Bereich, in dem der Kommunikationswandler montiert ist, und einen zweiten Bereich umfasst, in dem das elektronische Teil, das sich von dem Kommunikationswandler unterscheidet, montiert ist.
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Nach dem siebten Aspekt sind der Kommunikationswandler und ein elektronisches Teil, das dazu benötigt wird, dass der Kommunikationswandler funktioniert, an der ersten Schaltplatine montiert. Somit können der Kommunikationswandler und das elektronische Teil, das dazu benötigt wird, dass der Kommunikationswandler funktioniert, in einem Paket angeordnet werden. Dies erleichtert die Handhabung und Montage des Schaltungsmoduls.
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Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach dem siebten Aspekt so ausgebildet, dass der zweite Bereich in der Oberfläche größer ist als der erste Bereich.
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Nach dem achten Aspekt ist ein elektronisches Teil, das dazu benötigt wird, dass der Kommunikationswandler funktioniert, auf einer großen Oberfläche montiert. Somit kann eine Mehrzahl von elektronischen Teilen montiert werden.
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Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis achten Aspekt so ausgebildet, dass die erste Schaltplatine mit der zweiten Schaltplatine durch die Mehrzahl von ersten Anschlüssen verbunden ist.
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Nach dem neunten Aspekt wird die elektrische Fahrradkomponente leicht an ein Kommunikationssystem angepasst, das Energieleitungskommunikation verwendet.
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Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis neunten Aspekt so ausgebildet, dass der Kommunikationswandler durch eine Zufuhr einer vorgegebenen konstanten Spannung von einer Reglerschaltung betrieben wird, die an der zweiten Schaltplatine montiert ist.
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Nach dem zehnten Aspekt umfasst ein Paket des Schaltungsmoduls keine elektronischen Teile, die möglicherweise durch ein anderes Teil als dem Kommunikationswandler verwendet werden, die etwa die Reglerschaltung. Dies vermeidet ein kompliziertes Design.
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Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis zehnten Aspekt so ausgebildet, dass die erste Schaltplatine eine erste Fläche, auf der der Kommunikationswandler montiert ist, und eine zweite Fläche umfasst, die der ersten Fläche gegenüberliegt, und die Mehrzahl von ersten Anschlüssen auf der zweiten Fläche ausgebildet ist.
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Nach dem elften Aspekt sind die Fläche, auf der das elektronische Teil montiert ist, und die Fläche, auf der die Verbindungsanschlüsse ausgebildet sind, in der ersten Schaltplatine getrennt. Somit kann das elektronische Teil ohne weiteres auf der ersten Schaltplatine montiert werden.
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Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis elften Aspekt so ausgebildet, dass der Kommunikationswandler eine Mehrzahl von zweiten Anschlüssen umfasst, die mit der ersten Schaltplatine verbunden sind, und sich die Mehrzahl von ersten Anschlüssen im Abstand von der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen unterscheidet.
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Nach dem zwölften Aspekt kann der Abstand der ersten Anschlüsse und der Abstand der zweiten Anschlüsse verändert werden. Dies erhöht den Freiheitsgrad des Designs, wie etwa das Layout des ersten elektronischen Teils auf der ersten Schaltplatine und die Verdrahtung der ersten Schaltplatine.
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Nach einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach dem zwölften Aspekt so ausgebildet, dass der Abstand der Mehrzahl von ersten Anschlüssen größer ist als der Abstand der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen.
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Nach dem dreizehnten Aspekt wird der Abstand der ersten Anschlüsse erhöht. Somit kann das Schaltungsmodul ohne weiteres auf der zweiten Schaltplatine montiert werden.
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Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach dem zwölften oder dreizehnten Aspekt so ausgebildet, dass der Abstand der Mehrzahl von ersten Anschlüssen größer oder gleich 0,60 mm und kleiner oder gleich 0,70 mm ist, und der Abstand der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen größer oder gleich 0,25 mm und kleiner oder gleich 0,35 mm ist.
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Nach dem vierzehnten Aspekt wird der Abstand der ersten Anschlüsse erhöht. Somit kann das Schaltungsmodul ohne weiteres auf der zweiten Schaltplatine montiert werden.
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Nach einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis elften Aspekt so ausgebildet, dass der Kommunikationswandler eine Mehrzahl von zweiten Anschlüssen umfasst, die mit der ersten Schaltplatine verbunden sind, und sich die ersten Anschlüsse in der Gesamtzahl von den zweiten Anschlüssen unterscheiden.
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Nach dem fünfzehnten Aspekt kann die Anzahl der ersten Anschlüsse und die Anzahl der zweiten Anschlüsse verändert werden. Dies erhöht den Freiheitsgrad des Designs, wie etwa das Layout des ersten elektronischen Teils auf der ersten Schaltplatine und die Verdrahtung der ersten Schaltplatine.
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Nach einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach dem fünfzehnten Aspekt so ausgebildet, dass die Gesamtzahl der ersten Anschlüsse kleiner als die Gesamtzahl der zweiten Anschlüsse ist.
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Nach dem sechzehnten Aspekt wird die Anzahl der ersten Anschlüsse verringert. Somit kann das Schaltungsmodul ohne weiteres auf der zweiten Schaltplatine montiert werden.
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Nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach dem fünfzehnten oder sechzehnten Aspekt so ausgebildet, dass die Gesamtzahl der ersten Anschlüsse größer oder gleich fünfundvierzig und kleiner oder gleich vierundfünfzig ist, und die Gesamtzahl der zweiten Anschlüsse größer oder gleich fünfundfünfzig und kleiner oder gleich vierundsechzig ist.
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Nach dem siebzehnten Aspekt wird eine geringere Anzahl der ersten Anschlüsse vorgesehen. Somit kann das Schaltungsmodul ohne weiteres auf der zweiten Schaltplatine montiert werden.
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Nach einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis siebzehnten Aspekt so ausgebildet, dass die erste Schaltplatine eine mehrschichtige Platine ist.
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Nach dem achtzehnten Aspekt wird die elektrische Fahrradkomponente leicht an ein Kommunikationssystem angepasst, das Energieleitungskommunikation verwendet.
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Nach einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis achtzehnten Aspekt des Weiteren ein Harzelement, das die erste Schaltplatine bedeckt.
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Nach dem neunzehnten Aspekt schützt das Harzelement das elektronische Teil, das in dem Schaltungsmodul enthalten ist. Dies verbessert die Haltbarkeit des Schaltungsmoduls und erleichtert die Handhabung des Schaltungsmoduls.
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Nach einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis neunzehnten Aspekt so ausgebildet, dass die erste Schaltplatine ein gleichwinkliges Viereck ist, und die erste Schaltplatine eine äußere Form aufweist, von der eine Seite größer oder gleich 4 mm und kleiner oder gleich 6 mm ist.
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Der zwanzigste Aspekt trägt zur Reduzierung der Größe der zweiten Schaltplatine und letztendlich der Größe der gesamten elektrischen Fahrradkomponente bei.
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Nach einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis zwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass das Schaltungsmodul eine Dicke aufweist, die kleiner oder gleich 1,3 mm ist.
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Der einundzwanzigste Aspekt trägt zur Reduzierung der Größe der gesamten elektrischen Fahrradkomponente bei.
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Nach einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis einundzwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation serielle Kommunikation ist.
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Nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt kann auch in einem Fall, in dem eine elektrische Fahrradkomponente, auf der das Schaltungsmodul montiert ist, serielle Kommunikation verwendet, eine Kommunikation mit einer elektrischen Fahrradkomponente hergestellt werden, die Energieleitungskommunikation verwendet. Dies verbessert die Vielseitigkeit der elektrischen Fahrradkomponente.
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Ein dreiundzwanzigster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Fahrradkomponente, die das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis zweiundzwanzigsten Aspekt umfasst.
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Nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt kann auch in einem Fall, in dem eine elektrische Fahrradkomponente, auf der das Schaltungsmodul montiert ist, eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation verwendet, eine Kommunikation mit einer elektrischen Fahrradkomponente hergestellt werden, die Energieleitungskommunikation verwendet. Dies verbessert die Vielseitigkeit der elektrischen Fahrradkomponente.
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Ein vierundzwanzigster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationssystem, in dem Energieleitungskommunikation zwischen einer Mehrzahl von elektrischen Komponenten durchgeführt wird, die an einem Fahrrad montiert sind. Zumindest eine von der Mehrzahl von elektrischen Komponenten umfasst das Schaltungsmodul nach einem von dem ersten bis zweiundzwanzigsten Aspekt.
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Nach dem vierundzwanzigsten Aspekt kann auch in einem Fall, in dem eine elektrische Fahrradkomponente, auf der das Schaltungsmodul montiert ist, eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation verwendet, eine Kommunikation mit einer elektrischen Fahrradkomponente hergestellt werden, die Energieleitungskommunikation verwendet. Dies verbessert die Vielseitigkeit der elektrischen Fahrradkomponente.
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Nach einem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Kommunikationssystem nach dem vierundzwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass die Mehrzahl von elektrischen Komponenten zumindest zwei von einer Energieversorgung, einer Antriebseinheit, die die Fahrt des Fahrrads unterstützt, einer elektrischen Schaltvorrichtung, einer elektrischen Federung, einer elektrischen justierbaren Sattelstütze, einer elektrischen Bremse, einer Beleuchtung und einer Anzeigevorrichtung umfasst.
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Nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt kann auch in einem Fall, in dem eine Mehrzahl von elektrischen Komponenten, auf denen das Schaltungsmodul montiert ist, eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation verwendet, eine Kommunikation mit einer elektrischen Fahrradkomponente hergestellt werden, die Energieleitungskommunikation verwendet. Dies verbessert die Vielseitigkeit der elektrischen Fahrradkomponente.
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Nach einem sechsundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Kommunikationssystem nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass die Mehrzahl von elektrischen Komponenten die Energieversorgung und die Anzeigevorrichtung umfasst, und die Energieleitungskommunikation zwischen der Energieversorgung und der Anzeigevorrichtung durchgeführt wird.
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Nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann auch in einem Fall, in dem zumindest eine von der Energieversorgung und die Anzeigevorrichtung andere Kommunikation als Energieleitungskommunikation verwendet, Energieleitungskommunikation zwischen der Energieversorgung und der Anzeigevorrichtung durchgeführt werden. Dies verbessert die Vielseitigkeit der Energieversorgung und der Anzeigevorrichtung.
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Ein siebenundzwanzigster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationssystem, in dem Energieleitungskommunikation zwischen einer Mehrzahl von elektrischen Komponenten durchgeführt wird, die ausgebildet sind, an einem beweglichen Körper montiert zu werden. Zumindest eine von der Mehrzahl von elektrischen Komponenten umfasst ein Schaltungsmodul und eine zweite Schaltplatine. Das Schaltungsmodul umfasst eine erste Schaltplatine, einen Kommunikationswandler, der ausgebildet ist, zwischen Information, die für die Energieleitungskommunikation geeignet ist, und Information, die für andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation geeignet ist, umzuwandeln, und an der ersten Schaltplatine montiert ist, und eine Mehrzahl von ersten Anschlüssen, die auf der ersten Schaltplatine gebildet sind. Die Mehrzahl von ersten Anschlüssen ist mit der zweiten Schaltplatine verbunden. Die Mehrzahl von elektrischen Komponenten umfasst eine Energieversorgung und eine Anzeigevorrichtung. Die Energieleitungskommunikation wird zwischen der Energieversorgung und der Anzeigevorrichtung durchgeführt.
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Nach dem siebenundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann auch in einem Fall, in dem zumindest eine von der Energieversorgung und die Anzeigevorrichtung, die als elektrische Komponenten für einen beweglichen Körper dienen und das Schaltungsmodul umfassen, andere Kommunikation als Energieleitungskommunikation verwendet, Energieleitungskommunikation zwischen der Energieversorgung und der Anzeigevorrichtung durchgeführt werden. Dies verbessert die Vielseitigkeit der Energieversorgung und der Anzeigevorrichtung.
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Das Schaltungsmodul, die elektrische Fahrradkomponente und das Kommunikationssystem, die oben beschrieben werden, können leicht an ein Kommunikationssystem angepasst werden, das Energieleitungskommunikation verwendet.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau einer ersten Ausführungsform eines Kommunikationssystems zeigt.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau eines Schaltungsmoduls und seiner peripheren Schaltungen zeigt.
- 3 ist eine Draufsicht auf ein Schaltungsmodul, die schematisch das Layout des Schaltungsmoduls zeigt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in 3.
- 5 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau einer zweiten Ausführungsform eines Kommunikationssystems zeigt.
- 6 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau eines abgewandelten Beispiels eines Kommunikationssystems zeigt.
- 7 ist ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau eines weiteren abgewandelten Beispiels eines Kommunikationssystems zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Erste Ausführungsform
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Wie in 1 gezeigt, führt eine erste Ausführungsform eines Kommunikationssystems 10 Energieleitungskommunikation zwischen einer Mehrzahl von elektrischen Komponenten 12 durch, die ausgebildet sind, an einem beweglichen Körper 1 montiert zu werden. Beispiele des beweglichen Körpers 1 umfassen ein selbstfahrendes Fahrzeug und ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug. Das selbstfahrende Fahrzeug schließt ein zweirädriges Kraftfahrzeug und ein vierrädriges Kraftfahrzeug ein. Das vom Menschen angetriebene Fahrzeug umfasst ein Fahrrad, einen Spielzeugtretroller, einen Rollstuhl, einen Schiebewagen, einen Kinderwagen und einen Zugwagen. 1 zeigt ein Fahrrad als ein Beispiel für den beweglichen Körper 1. Das Fahrrad schließt beispielsweise ein Mountainbike, ein Straßenfahrrad und ein Citybike ein.
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Jede der Mehrzahl von elektrischen Komponenten 12 ist eine elektrische Fahrradkomponente 12. Die Mehrzahl von elektrischen Komponenten 12 umfasst eine Energieversorgung 14 und eine Anzeigevorrichtung 16. Die Energieversorgung 14 und die Anzeigevorrichtung 16 sind miteinander durch eine Energieleitung 18 verbunden. Die Energieleitung 18 ist ein Draht, der elektrische Energie von der Energieversorgung 14 der Anzeigevorrichtung 16 zuführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird Energieleitungskommunikation zwischen der Energieversorgung 14 und der Anzeigevorrichtung 16 durch die Energieleitung 18 durchgeführt. Energieleitungskommunikation überlagert ein digitales Signal über Gleichstromenergie, die durch die Energieleitung 18 fließt, so dass beispielsweise die Energie und das Signal von der Energieversorgung 14 der Anzeigevorrichtung 16 geliefert werden.
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Die elektrischen Fahrradkomponenten 12 umfassen ein Schaltungsmodul 30. Genauer umfasst die Energieversorgung 14 eine Batteriezelle 20, einen Spannungsdetektor 22, eine Steuerschaltung 24 und ein Schaltungsmodul 30A. Die Batteriezelle 20, der Spannungsdetektor 22 und das Schaltungsmodul 30A sind mit der Steuerschaltung 24 elektrisch verbunden. Der Spannungsdetektor 22 detektiert Spannung der Batteriezelle 20. Der Spannungsdetektor 22 sendet ein Signal, das der Spannung der Batteriezelle 20 entspricht, an die Steuerschaltung 24. Ein Beispiel für den Spannungsdetektor 22 ist ein Spannungssensor. Die Steuerschaltung 24 berechnet das Ladeniveau der Batteriezelle 20 basierend auf dem Signal von dem Spannungsdetektor 22. Die Steuerschaltung 24 sendet Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, an das Schaltungsmodul 30A. Ein Beispiel für die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, ist das Ladeniveau der Batteriezelle 20. Eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation wird zwischen der Steuerschaltung 24 und dem Schaltungsmodul 30A durchgeführt. Ein Beispiel für die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. Beispiele für Kommunikationsprotokolle für serielle Kommunikation umfassen eine serielle Peripherieschnittstelle (serial peripheral interface, SPI) und eine Interintegrierte Schaltung (inter-integrated circuit, I2C). In 1 ist das Kommunikationsprotokoll für serielle Kommunikation ein SPI. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation kann sich von der seriellen Kommunikation unterscheiden und kann beispielsweise parallele Kommunikation sein.
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Die Anzeigevorrichtung 16 umfasst eine Anzeige 26, eine Steuerschaltung 28 und ein Schaltungsmodul 30B. Die Anzeige 26 und das Schaltungsmodul 30B sind mit der Steuerschaltung 28 elektrisch verbunden. Die Anzeige 26 zeigt Information, die sich auf den beweglichen Körper 1 bezieht. Die Information, die sich auf den beweglichen Körper 1 bezieht, umfasst beispielsweise eine Fahrtgeschwindigkeit und eine Schaltstufe des Fahrrads. Die Steuerschaltung 28 steuert einen Anzeigemodus der Anzeige 26. Eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation wird zwischen der Steuerschaltung 28 und dem Schaltungsmodul 30B durchgeführt. Ein Beispiel für die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. In 1 ist das Kommunikationsprotokoll für serielle Kommunikation ein SPI. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation kann sich von der seriellen Kommunikation unterscheiden und kann beispielsweise parallele Kommunikation sein.
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Das Schaltungsmodul 30A der Energieversorgung 14 und das Schaltungsmodul 30B der Anzeigevorrichtung 16 sind miteinander durch die Energieleitung 18 so verbunden, dass sie miteinander kommunizieren. Das Schaltungsmodul 30A und das Schaltungsmodul 30B weisen denselben Aufbau auf. Das Schaltungsmodul 30A und das Schaltungsmodul 30B wandeln miteinander zwischen Information, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und Information um, die für andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30A wandelt die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, die durch serielle Kommunikation als Information empfangen wird, die für andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation geeignet ist, in Information um, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und sendet die Information an das Schaltungsmodul 30B. Das Schaltungsmodul 30B wandelt die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht und für Energieleitungskommunikation geeignet ist, in Information um, die ausgebildet ist, durch serielle Kommunikation gesendet zu werden und für andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30B sendet die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht und ausgebildet ist, durch serielle Kommunikation gesendet zu werden, an die Steuerschaltung 28. Ferner kann das Schaltungsmodul 30B Information, die in der Anzeige 26 gezeigt wird, die Information ist, die ausgebildet ist, durch serielle Kommunikation als Information gesendet zu werden, die für andere Kommunikation als Energieleitungskommunikation geeignet ist, in Information umwandeln, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und die Information an das Schaltungsmodul 30A senden. Das Schaltungsmodul 30A kann Information, die in der Anzeige 26 gezeigt wird, die Information ist, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, in Information umwandeln, die ausgebildet ist, durch serielle Kommunikation als Information gesendet zu werden, die für andere Kommunikation als Energieleitungskommunikation geeignet ist, und die Information an die Steuerschaltung 24 senden.
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Die Ausbildung des Schaltungsmoduls 30, das an den elektrischen Fahrradkomponenten 12 montiert werden kann, und seiner peripheren Schaltungen wird nun beschrieben. 2 zeigt die Ausbildung des Schaltungsmoduls 30A und seiner peripheren Schaltungen in einem Fall, in dem die Energieversorgung 14 als ein Beispiel für die elektrischen Fahrradkomponenten 12 verwendet wird. Die Ausbildung des Schaltungsmoduls 30B und seiner peripheren Schaltungen in einem Fall, in dem die Anzeigevorrichtung 16 als ein Beispiel für die elektrischen Fahrradkomponenten 12 verwendet wird, ist dieselbe wie die, die in 2 gezeigt wird.
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Das Schaltungsmodul 30A umfasst eine erste Schaltplatine 32 und einen Kommunikationswandler 34. Das Schaltungsmodul 30A ist mit einer zweiten Schaltplatine 36 verbunden, die in der elektrischen Komponente 12 (Energieversorgung 14) enthalten ist. Genauer ist die erste Schaltplatine 32 elektrisch mit der zweiten Schaltplatine 36 verbunden.
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Der Kommunikationswandler 34 ist ausgebildet, zwischen Information, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und Information, die für andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation geeignet ist, umzuwandeln, und ist an der ersten Schaltplatine 32 montiert. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. Der Kommunikationswandler 34 umfasst einen Verarbeitungsabschnitt, der einen Basisbandprozess an der Energieleitungskommunikation durchführt; verschiedene Schnittstellen zur Kommunikation mit verschiedenen Sensoren (z.B. dem Spannungsdetektor 22) der elektrischen Komponente 12 (Energieversorgung 14), Peripherievorrichtungen, wie etwa ein LED-Treiber, und die Steuerschaltung 24; und einen Arithmetik-Prozessor, der die Schnittstellen steuert. Die Schnittstellen umfassen beispielsweise ein SPI und einen universellen asynchronen Sender-Empfänger (universal asynchronous receiver/transmitter, UART), die als Datenschnittstellen mit der Steuerschaltung 24 verwendet werden, einen I2C, der als eine Datenschnittstelle mit Peripherievorrichtungen verwendet wird, Pulsweitenmodulation (pulse width modulation, PWM), und Allzweckeingabe/-ausgabe (general purpose input/output, GPIO). Der Arithmetik-Prozessor umfasst beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU). Der Arithmetik-Prozessor kann ausgebildet sein, einen TCP/IP-Protokollprozess auszuführen.
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Das Schaltungsmodul 30A umfasst des Weiteren ein elektronisches Teil 38, das an der ersten Schaltplatine 32 montiert ist und sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet. Das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet, umfasst eine Kristalloszillatorschaltung 40. Das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet, umfasst eine Filterschaltung 42. Das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet, umfasst einen Pull-Up-Widerstand 44. Das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet, umfasst einen Bypasskondensator 46. Ferner kann das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet, zumindest zwei oder mehr elektronische Teile von der Kristalloszillatorschaltung 40, der Filterschaltung 42, dem Pull-Up-Widerstand 44 und dem Bypasskondensator 46 umfassen. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet, die Kristalloszillatorschaltung 40, die Filterschaltung 42, den Pull-Up-Widerstand 44 und den Bypasskondensator 46. Die Kristalloszillatorschaltung 40, die Filterschaltung 42, der Pull-Up-Widerstand 44 und der Bypasskondensator 46 sind mit dem Kommunikationswandler 34 verbunden. Die Kristalloszillatorschaltung 40, die Filterschaltung 42, der Pull-Up-Widerstand 44 und der Bypasskondensator 46 sind auf der ersten Schaltplatine 32 montiert.
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Die Kristalloszillatorschaltung 40 treibt den Kommunikationswandler 34 an. Die Kristalloszillatorschaltung 40 umfasst einen Kristalloszillator, die bei einer vorgegebenen Frequenz schwingt. Die Kristalloszillatorschaltung 40 wird in einem Bezugstaktgeber verwendet, der den Kommunikationswandler 34 antreibt.
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Die Filterschaltung 42 entfernt Rauschen aus einem Signal, das in das Schaltungsmodul 30A eingegeben wird, und sendet das rauschbereinigte Signal an den Kommunikationswandler 34. Es kann eine bekannte Ausbildung als Ausbildung der Filterschaltung 42 verwendet werden. Ein Beispiel der Filterschaltung 42 umfasst einen Kondensator und einen Widerstand. Die Filterschaltung 42 kann des Weiteren einen Operationsverstärker umfassen.
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Der Pull-Up-Widerstand 44 wird vorgesehen, um das Senden eines HI-Signals oder eines LOW-Signals an den Eingang des Kommunikationswandlers 34 sicherzustellen. Der Pull-Up-Widerstand 44 ist zwischen dem Kommunikationswandler 34 und der Leitung einer Energiezufuhrspannung (VDD) angeordnet, die in das Schaltungsmodul 30A eingeleitet wird. In einem Fall, in dem kein Signal in den Kommunikationswandler 34 eingegeben wird, legt der Pull-Up-Widerstand 44 eine Spannung an den Kommunikationswandler 34 an, so dass der Logikpegel des Kommunikationswandlers 34 hoch ist.
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Der Bypasskondensator 46 weist einen ersten Anschluss auf, der zwischen den Kommunikationswandler 34 und die Leitung einer Energiezufuhrspannung (VDD) geschaltet ist, die in das Schaltungsmodul 30A eingeleitet wird. Der Bypasskondensator 46 weist ebenso einen zweiten Anschluss auf, der mit einer Erdungsleitung (VSS) verbunden ist. Der Bypasskondensator 46 entfernt Rauschen, das der Energiezufuhrspannung überlagert ist.
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Wie in 2 gezeigt wird, umfasst die elektrische Komponente 12 des Weiteren eine Reglerschaltung 48 und einen Gleichstromtrennfilter 50. Die Reglerschaltung 48 und der Gleichstromtrennfilter 50 sind auf der zweiten Schaltplatine 36 montiert. Genauer sind Reglerschaltung 48 und der Gleichstromtrennfilter 50 in einem andern Bereich der zweiten Schaltplatine 36 als dem Bereich montiert, in dem das Schaltungsmodul 30A montiert ist.
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Die Reglerschaltung 48 ist mit der Energiezufuhrspannungsleitung (VDD) verbunden. Die Reglerschaltung 48 erzeugt eine vorgegebene konstante Spannung und sendet die Spannung an den Kommunikationswandler 34 des Schaltungsmoduls 30A. Der Kommunikationswandler 34 wird basierend auf der Spannung betrieben, die von der Reglerschaltung 48 gesendet wird. Mit anderen Worten wird der Kommunikationswandler 34 durch die Zufuhr der vorgegebenen konstanten Spannung von der Reglerschaltung 48 betrieben, die an der zweiten Schaltplatine 36 montiert ist.
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Der Gleichstromtrennfilter 50 ist elektrisch mit der Reglerschaltung 48 verbunden. Der Gleichstromtrennfilter 50 umfasst eine Induktionsspule und einen Kondensator. Der Gleichstromtrennfilter 50 trennt eine Gleichstromenergie, die der Energiezufuhrspannungsleitung (VDD) zugeführt wird, und ein Signal, das durch Energieleitungskommunikation gesendet wird. Die Gleichstromenergie wird der Reglerschaltung 48 zugeführt, und das getrennte Signal wird in die Filterschaltung 42 eingeleitet.
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3 zeigt schematisch das Layout des Kommunikationswandlers 34 und des elektronischen Teils 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet, einschließlich der Kristalloszillatorschaltung 40, der Filterschaltung 42, des Pull-Up-Widerstands 44 und des Bypasskondensators 46 in der ersten Schaltplatine 32 des Schaltungsmoduls 30A.
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Wie in 3 gezeigt, umfasst die erste Schaltplatine 32 einen ersten Bereich R1, in dem der Kommunikationswandler 34 montiert ist, und einen zweiten Bereich R2, in dem das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet, montiert ist. Der zweite Bereich R2 ist in der Oberfläche größer als der erste Bereich R1. Die Beziehung zwischen der Oberfläche des ersten Bereichs R1 und der Oberfläche des zweiten Bereichs R2 kann beispielsweise gemäß der Anzahl von elektronischen Teilen 38 verändert werden, die sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheiden. Bei einem Beispiel ist die Oberfläche des zweiten Bereichs R2 zweimal oder mehr größer als die Oberfläche des ersten Bereichs R1.
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Die erste Schaltplatine 32 ist ein gleichwinkliges Viereck. In 3 ist die erste Schaltplatine 32 in der Draufsicht quadratisch. Eine Seite der äußeren Form der ersten Schaltplatine 32 ist größer oder gleich 4 mm und kleiner oder gleich 6 mm. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Seite der äußeren Form der ersten Schaltplatine 32 5,1 mm lang. Die erste Schaltplatine 32 kann in der Draufsicht in jede Form verändert werden. Beispielsweise kann die erste Schaltplatine 32 in der Draufsicht rechteckig sein.
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Wie in 4 gezeigt, ist die erste Schaltplatine 32 eine mehrschichtige Platine. Die erste Schaltplatine 32 umfasst eine erste Fläche 32A, auf der der Kommunikationswandler 34 montiert ist, und eine zweite Fläche 32B, die der ersten Fläche 32A gegenüberliegt. Das Schaltungsmodul 30A umfasst eine Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52, die auf der ersten Schaltplatine 32 gebildet sind und mit der zweiten Schaltplatine 36 (siehe 2) verbunden sind, die in der elektrischen Komponente 12 enthalten ist. Die Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52 ist auf der zweiten Fläche 32B ausgebildet.
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Der Kommunikationswandler 34 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Anschlüssen 54, die mit der ersten Schaltplatine 32 verbunden sind. Es kann jede Beziehung zwischen einem Abstand P1 der Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52 und einem Abstand P2 der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen 54 festgelegt werden. Wie in 4 gezeigt, unterscheidet sich in der vorliegenden Ausführungsform der Abstand P1 der Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52 vom Abstand P2 der Mehrzahl von Anschlüssen 54. Der Abstand P1 der Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52 ist größer als der Abstand P2 der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen 54. Der Abstand P1 der Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52 kann gleich dem Abstand P2 der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen 54 sein. Der Abstand P1 der Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52 kann kleiner als der Abstand P2 der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen 54 sein.
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Die Gesamtzahl der ersten Anschlüsse 52 ist größer oder gleich fünfundvierzig und kleiner oder gleich vierundfünfzig. Die Gesamtzahl der zweiten Anschlüsse 54 ist größer oder gleich fünfundfünfzig und kleiner oder gleich vierundsechzig. Es wird bevorzugt, dass die Gesamtzahl der ersten Anschlüsse 52 sich von der Gesamtzahl der zweiten Anschlüsse 54 unterscheidet. Genauer wird bevorzugt, dass die Gesamtzahl der ersten Anschlüsse 52 kleiner als die Gesamtzahl der zweiten Anschlüsse 54 ist. Die Gesamtzahl der ersten Anschlüsse 52 kann gleich der Gesamtzahl der zweiten Anschlüsse 54 sein. Die Gesamtzahl der ersten Anschlüsse 52 kann größer als die Gesamtzahl der zweiten Anschlüsse 54 sein.
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Eine Mehrzahl von dritten Anschlüssen (nicht gezeigt) ist auf der ersten Fläche 32A der ersten Schaltplatine 32 an Stellen gebildet, an denen der Kommunikationswandler 34 montiert ist. Die Mehrzahl von dritten Anschlüssen ist mit der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen 54 elektrisch verbunden. Die Gesamtzahl der dritten Anschlüsse ist gleich der Gesamtzahl der zweiten Anschlüsse 54. Der Abstand der Mehrzahl von dritten Anschlüssen ist gleich dem Abstand P2 der Mehrzahl von zweiten Anschlüssen 54.
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Wie in 4 gezeigt, umfasst das Schaltungsmodul 30A des Weiteren ein Harzelement 58, dass die erste Schaltplatine 32 bedeckt. Das Harzelement 58 bedeckt den Kommunikationswandler 34 und das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet. Das Harzelement 58 der vorliegenden Ausführungsform bedeckt den Kommunikationswandler 34, die Kristalloszillatorschaltung 40, die Filterschaltung 42, den Pull-Up-Widerstand 44 und den Bypasskondensator 46. Ein Beispiel für das Harzmaterial 58 ist ein Epoxidharz. Das Schaltungsmodul 30A weist eine Dicke T auf, die kleiner oder gleich 1,3 mm ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke T des Schaltungsmoduls 30A 1,15 mm. Die Dicke T des Schaltungsmoduls 30A ist der Abstand zwischen einer oberen Fläche 58A des Harzelements 58 und einer Fläche 52A jedes ersten Anschlusses 52, an dem die zweite Schaltplatine 36 (siehe 2) montiert ist.
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Zweite Ausführungsform
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Es wird nun eine zweite Ausführungsform des Kommunikationssystems 10 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Das Kommunikationssystem 10 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kommunikationssystem 10 der ersten Ausführungsform in der Anzahl von elektrischen Fahrradkomponenten 12 und dem Verbindungsmodus der elektrischen Komponenten 12 mit der Energieleitung 18. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Bezugszeichen an die Elemente vergeben, die dieselben sind wie die entsprechenden Elemente der ersten Ausführungsform. Es kann sein, dass solche Elemente nicht detailliert beschrieben werden.
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Das Kommunikationssystem 10 umfasst die Energieversorgung 14, die Anzeigevorrichtung 16 und eine Antriebseinheit 60 als die elektrischen Fahrradkomponenten 12. Die Energieversorgung 14 und die Antriebseinheit 60 sind miteinander durch eine erste Energieleitung 18A verbunden. Die Antriebseinheit 60 und die Anzeigevorrichtung 16 sind miteinander durch eine zweite Energieleitung 18B verbunden.
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Die Antriebseinheit 60 unterstützt die Fahrt eines Fahrrads. Die Antriebseinheit 60 umfasst einen Unterstützungsmotor 62, eine Steuerschaltung 64 und ein Schaltungsmodul 30C. Der Unterstützungsmotor 62 legt ein Drehmoment, das den Vortrieb des Fahrrads unterstützt, gemäß der menschlichen Antriebskraft auf einen Antriebsstrang des Fahrrads. Die Steuerschaltung 64 steuert den Antrieb des Unterstützungsmotors 62. Das Schaltungsmodul 30C wandelt zwischen Information, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und Information um, die für andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation geeignet ist. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. Der Aufbau des Schaltungsmoduls 30C ist derselbe wie der Aufbau des Schaltungsmoduls 30A. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation kann sich von der seriellen Kommunikation unterscheiden und kann beispielsweise parallele Kommunikation sein.
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In einem Fall des Sendens von Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, an die Anzeigevorrichtung 16, sendet das Kommunikationssystem 10 die Information wie folgt.
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Die Steuerschaltung 24 sendet die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, an das Schaltungsmodul 30A durch serielle Kommunikation. Das Schaltungsmodul 30A wandelt die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht und durch serielle Kommunikation gesendet wird, in Information um, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30A sendet die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, über die erste Energieleitung 18A durch Energieleitungskommunikation an die Antriebseinheit 60. Das Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60 empfängt die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht und für Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30C sendet die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, über die zweite Energieleitung 18B durch Energieleitungskommunikation an die Anzeigevorrichtung 16. Das Schaltungsmodul 30B der Anzeigevorrichtung 16 empfängt die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht und für Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30B wandelt die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, in Information um, die für serielle Kommunikation geeignet ist, die die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist, und sendet die Information an die Schaltplatine 28. Die Steuerschaltung 28 zeigt die Information, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht, auf der Anzeige 26 basierend auf der Information an, die sich auf die Energieversorgung 14 bezieht und durch serielle Kommunikation gesendet wurde.
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Zusätzlich zu der Information, die sich auf Energieversorgung 14 bezieht, kann das Kommunikationssystem 10 Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, an die Anzeigevorrichtung 16 senden. Ein Beispiel für die Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, ist ein Unterstützungsverhältnis. Ein weiteres Beispiel für die Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, ist ein Unterstützungsmodus.
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Die Steuerschaltung 64 der Antriebseinheit 60 sendet die Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, an das Schaltungsmodul 30C durch serielle Kommunikation. Das Schaltungsmodul 30C wandelt die empfangene Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, in Information um, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30C sendet die Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, über die zweite Energieleitung 18B durch Energieleitungskommunikation an die Anzeigevorrichtung 16. Das Schaltungsmodul 30B der Anzeigevorrichtung 16 empfängt die Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, die Information ist, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30B wandelt die Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, in Information um, die für serielle Kommunikation geeignet ist, die die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist, und sendet die Information an die Schaltplatine 28. Die Steuerschaltung 28 zeigt die Information, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht, auf der Anzeige 26 basierend auf der Information an, die sich auf die Antriebseinheit 60 bezieht und durch serielle Kommunikation gesendet wurde.
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Das Kommunikationssystem 10 kann Information, die in der Anzeigevorrichtung 16 angezeigt wird, an die Antriebseinheit 60 senden. Ein Beispiel der Information, die in der Anzeigevorrichtung 16 angezeigt wird, ist eine Fahrtgeschwindigkeit und eine Schaltstufe des Fahrrads.
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Die Steuerschaltung 28 der Anzeigevorrichtung 16 sendet die Information, die in der Anzeigevorrichtung 16 gezeigt wird, an das Schaltungsmodul 30B durch serielle Kommunikation. Das Schaltungsmodul 30B wandelt die Information, die in der Anzeigevorrichtung 16 gezeigt wird und durch serielle Kommunikation gesendet wird, in Information um, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30B sendet die Information, die in der Anzeigevorrichtung 16 gezeigt wird, über die zweite Energieleitung 18B durch Energieleitungskommunikation an die Antriebseinheit 60. Das Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60 empfängt die Information, die in der Anzeigevorrichtung 16 gezeigt wird, die Information ist, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist. Das Schaltungsmodul 30C wandelt die Information, die in der Anzeigevorrichtung 16 gezeigt wird, in Information um, die für serielle Kommunikation geeignet ist, die die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist, und sendet die Information an die Schaltplatine 64. Die Steuerschaltung 64 steuert den Unterstützungsmotor 62 beispielsweise basierend auf der Information, die in der Anzeigevorrichtung 16 gezeigt wird.
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Abgewandelte Beispiele
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Die Beschreibung, die sich auf die obigen Ausführungsformen bezieht, stellt beispielhaft anwendbare Formen eines Schaltungsmoduls, einer elektrischen Fahrradkomponente und eines Kommunikationssystems nach der vorliegenden Erfindung dar, ohne jede Absicht der Einschränkung. Das Schaltungsmodul, die elektrische Fahrradkomponente und das Kommunikationssystem nach der vorliegenden Erfindung können beispielsweise auf abgewandelte Beispiele der obigen Ausführungsformen, die unten beschrieben werden, und auf Kombinationen von zumindest zwei der abgewandelten Beispiele angewendet werden, die einander nicht widersprechen.
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Bei dem Kommunikationssystem 10 kann die Mehrzahl elektrischer Komponenten 12 in jede Ausbildung geändert werden. Beispielsweise umfasst die Mehrzahl von elektrischen Komponenten 12 zumindest zwei von der Energieversorgung 14, der Antriebseinheit 60, die die Fahrt des Fahrrads unterstützt, einer elektrischen Schaltvorrichtung 66, einer elektrischen Federung 68, einer elektrischen justierbaren Sattelstütze 70, einer elektrischen Bremse 72, einer Beleuchtung 74 und der Anzeigevorrichtung 16. 6 zeigt das Kommunikationssystem 10, in dem alle von der Energieversorgung 14, der elektrischen Schaltvorrichtung 66, der elektrischen Federung 68, der elektrischen justierbaren Sattelstütze 70, der elektrischen Bremse 72, der Beleuchtung 74 und der Anzeigevorrichtung 16 durch Energieleitungen 76 mit der Antriebseinheit 60 verbunden sind. Genauer sind die Energieversorgung 14 und die Antriebseinheit 60 durch eine Energieleitung 76A verbunden, die Anzeigevorrichtung 16 und die Antriebseinheit 60 sind durch eine Energieleitung 76B verbunden, und die elektrische Schaltvorrichtung 66 und die Antriebseinheit 60 sind durch eine Energieleitung 76C verbunden. Die elektrische Federung 68 und die Antriebseinheit 60 sind durch eine Energieleitung 76D verbunden, die elektrische justierbare Sattelstütze 70 und die Antriebseinheit 60 sind durch eine Energieleitung 76E verbunden, die elektrische Bremse 72 und die Antriebseinheit 60 sind durch eine Energieleitung 76F verbunden, und die Beleuchtung 74 und die Antriebseinheit 60 sind durch eine Energieleitung 76G verbunden.
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Ein Beispiel der elektrischen Schaltvorrichtung 66 ist ein elektrischer hinterer Umwerfer. Die elektrische Schaltvorrichtung 66 umfasst einen Antriebsabschnitt 66A, eine Steuerschaltung 66B und ein Schaltungsmodul 30D. Die elektrische Schaltvorrichtung 66 treibt den Antriebsabschnitt 66A an, um die Kette zwischen hinteren Ritzeln zu bewegen und das Übersetzungsverhältnis des Fahrrads zu verändern. Die elektrische Schaltvorrichtung 66 kann ein elektrischer vorderer Umwerfer sein. Die Steuerschaltung 66B ist mit dem Antriebsabschnitt 66A und dem Schaltungsmodul 30D elektrisch verbunden. Die Steuerschaltung 66B steuert den Antrieb des Antriebsabschnitts 66A. Das Schaltungsmodul 30D und das Schaltungsmodul 30A weisen denselben Aufbau auf. Eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation wird zwischen der Steuerschaltung 66B und dem Schaltungsmodul 30D durchgeführt. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. Das Schaltungsmodul 30D führt Energieleitungskommunikation mit dem Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60 durch.
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Ein Beispiel für die elektrische Federung 68 ist eine elektrische vordere Federung, die an einer Vorderradgabel angeordnet ist, um einen Stoß, der auf eine Vorderradbaugruppe einwirkt, zu dämpfen. Die elektrische Federung 68 umfasst einen Antriebsabschnitt 68A, eine Steuerschaltung 68B und ein Schaltungsmodul 30E. Die elektrische Federung 68 ist so ausgebildet, dass ein Dämpfungsverhältnis, ein Hubbetrag und ein Sperrzustand als Betriebsparameter festgelegt werden können. Die elektrische Federung 68 ist ausgebildet, die Betriebsparameter durch Antreiben des Antriebsabschnitts 68A zu verändern. Die elektrische Federung 68 kann eine hintere Federung sein, die einen Stoß, der auf eine Hinterradbaugruppe einwirkt, dämpft. Die Steuerschaltung 68B steuert den Antrieb des Antriebsabschnitts 68A. Das Schaltungsmodul 30E und das Schaltungsmodul 30A weisen denselben Aufbau auf. Eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation wird zwischen der Steuerschaltung 68B und dem Schaltungsmodul 30E durchgeführt. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. Das Schaltungsmodul 30E führt Energieleitungskommunikation mit dem Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60 durch.
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Die elektrische justierbare Sattelstütze 70 verändert die Höhe eines Sattels, indem sie die Position einer Sattelstütze, die beweglich an einem Rahmen des Fahrrads befestigt ist, bezüglich des Rahmens verändert. Die elektrische justierbare Sattelstütze 70 umfasst einen Antriebsabschnitt 70A, eine Steuerschaltung 70B und ein Schaltungsmodul 30F. Der Antriebsabschnitt 70A verändert die Position eines Sattels bezüglich des Rahmens. Die Steuerschaltung 70B steuert den Antrieb des Antriebsabschnitts 70A. Das Schaltungsmodul 30F und das Schaltungsmodul 30A weisen denselben Aufbau auf. Eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation wird zwischen der Steuerschaltung 70B und dem Schaltungsmodul 30F durchgeführt. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. Das Schaltungsmodul 30F führt Energieleitungskommunikation mit dem Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60 durch.
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Die elektrische Bremse 72 steuert einen Drehkörper (nicht gezeigt), der an der Vorderradbaugruppe oder der Hinterradbaugruppe des Fahrrads angeordnet ist. Die elektrische Bremse 72 ist eine elektrische Scheibenbremsenvorrichtung, in der der Drehkörper ein Rotor ist, der an einem Rad des Fahrrads vorgesehen ist, oder eine elektrische Felgenbremse, in der der Drehkörper eine Felge eines Rades ist. Die elektrische Bremse 72 umfasst einen Antriebsabschnitt 72A, eine Steuerschaltung 72B und ein Schaltungsmodul 30G. Der Antriebsabschnitt 72A bewegt einen Bremsabschnitt (nicht gezeigt), so dass der Bremsabschnitt zwischen einer Bremsposition, an der der Bremsabschnitt gegen den Drehkörper gedrückt wird, und einer Löseposition verschoben wird, in der der Bremsabschnitt von dem Drehkörper getrennt ist. Die Steuerschaltung 72B steuert den Antrieb des Antriebsabschnitts 72A. Das Schaltungsmodul 30G und das Schaltungsmodul 30A weisen denselben Aufbau auf. Eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation wird zwischen der Steuerschaltung 72B und dem Schaltungsmodul 30G durchgeführt. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. Das Schaltungsmodul 30G führt Energieleitungskommunikation mit dem Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60 durch.
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Die Beleuchtung 74 umfasst einen Licht emittierenden Abschnitt 74A, eine Steuerschaltung 74B und ein Schaltungsmodul 30H. Ein Beispiel des Licht emittierenden Abschnitts 74A ist eine LED. Die Steuerschaltung 74B steuert einen leuchtenden Zustand des Licht emittierenden Abschnitts 74A. Der leuchtende Zustand umfasst einen beleuchteten Zustand, einen nicht beleuchteten Zustand und eine Helligkeitsjustierung im beleuchteten Zustand. Das Schaltungsmodul 30H und das Schaltungsmodul 30A weisen denselben Aufbau auf. Eine andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation wird zwischen der Steuerschaltung 74B und dem Schaltungsmodul 30H durchgeführt. Die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist serielle Kommunikation. Das Schaltungsmodul 30H führt Energieleitungskommunikation mit dem Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60 durch.
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Ein Beispiel für einen Kommunikationsmodus des Kommunikationssystems 10 wird nun beschrieben.
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Die Steuerschaltung 66B der elektrischen Schaltvorrichtung 66 sendet Information, die sich auf die elektrische Schaltvorrichtung 66 bezieht, an das Schaltungsmodul 30D durch serielle Kommunikation. Ein Beispiel der Information, die sich auf die elektrische Schaltvorrichtung 66 bezieht, ist die Schaltstufe. Das Schaltungsmodul 30D wandelt die Information, die sich auf die elektrische Schaltvorrichtung 66 bezieht und durch serielle Kommunikation gesendet wurde, in Information um, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und sendet die Information an das Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60. Die Steuerschaltung 68B der elektrischen Federung 68 sendet Information, die sich auf die elektrische Federung 68 bezieht, an das Schaltungsmodul 30E durch serielle Kommunikation. Ein Beispiel der Information, die sich auf die elektrische Federung 68 bezieht, ist das Dämpfungsverhältnis, der Hubbetrag und der Sperrzustand. Das Schaltungsmodul 30E wandelt die Information, die sich auf die elektrische Federung 68 bezieht und durch serielle Kommunikation gesendet wurde, in Information um, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und sendet die Information an das Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60. Die Steuerschaltung 70B der elektrischen justierbaren Sattelstütze 70 sendet Information, die sich auf die elektrische justierbare Sattelstütze 70 bezieht, an das Schaltungsmodul 30F durch serielle Kommunikation. Ein Beispiel der Information, die sich auf die elektrische justierbare Sattelstütze 70 bezieht, ist die Position der Sattelstütze bezüglich des Rahmens des Fahrrads. Das Schaltungsmodul 30F wandelt die Information, die sich auf die elektrische justierbare Sattelstütze 70 bezieht und durch serielle Kommunikation gesendet wurde, in Information um, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und sendet die Information an das Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60. Die Steuerschaltung 74B der Beleuchtung 74 sendet die Information, die sich auf die Beleuchtung 74 bezieht, an das Schaltungsmodul 30H durch serielle Kommunikation. Die Information, die sich auf die Beleuchtung 74 bezieht, ist der leuchtende Zustand der Beleuchtung 74. Das Schaltungsmodul 30H wandelt die Information, die sich auf die Beleuchtung 74 bezieht und durch serielle Kommunikation gesendet wurde, in Information um, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und sendet die Information an das Schaltungsmodul 30C der Antriebseinheit 60.
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In einem Fall, in dem das Schaltungsmodul 30C zumindest ein Stück der Information empfängt, die oben beschrieben wurde, führt das Schaltungsmodul 30C Energieleitungskommunikation mit dem Schaltungsmodul 30B der Anzeigevorrichtung 16 durch. Das Schaltungsmodul 30B wandelt die empfangene Information in Information um, die für serielle Kommunikation geeignet ist, die die andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation ist, und sendet die Information an die Schaltplatine 28. Die Steuerschaltung 28 zeigt die Information, die durch das Schaltungsmodul 30B empfangen wurde, in der Anzeige 26 an.
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Im Kommunikationssystem 10, das in 6 gezeigt wird, können zwei bis sieben von der Energieversorgung 14, der elektrischen Schaltvorrichtung 66, der elektrischen Federung 68, der elektrischen justierbaren Sattelstütze 70, der elektrischen Bremse 72, der Beleuchtung 74 und der Anzeigevorrichtung 16 durch die Energieleitungen 76 verbunden sein, ohne über die Antriebseinheit 60 verbunden zu sein.
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Im Kommunikationssystem 10, das in 6 gezeigt wird, können zwei bis sieben von der Antriebseinheit 60, der elektrischen Schaltvorrichtung 66, der elektrischen Federung 68, der elektrischen justierbaren Sattelstütze 70, der elektrischen Bremse 72, der Beleuchtung 74 und der Anzeigevorrichtung 16 durch Kommunikationsleitungen verbunden sein, durch die Signale ausgetauscht werden. Energieleitungskommunikation kann über die Kommunikationsleitungen durchgeführt werden. Genauer werden Energie und ein Signal auf den Kommunikationsleitungen überlagert und zwischen der Mehrzahl von elektrischen Komponenten 12 gesendet. Somit umfasst die Energieleitungskommunikation eine Form, in der Energie und Signale auf einer Energieleitung überlagert werden, und eine Form, in der Energie und Signale auf einer Signalleitung überlagert werden.
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Im Kommunikationssystem 10, das in 6 gezeigt wird, können zwei bis acht von der Energieversorgung 14, der Antriebseinheit 60, der elektrischen Schaltvorrichtung 66, der elektrischen Federung 68, der elektrischen justierbaren Sattelstütze 70, der elektrischen Bremse 72, der Beleuchtung 74 und der Anzeigevorrichtung 16 durch die Energieleitungen 76 verbunden sein. Mit anderen Worten kann es von der Energieversorgung 14, der Antriebseinheit 60, der elektrischen Schaltvorrichtung 66, der elektrischen Federung 68, der elektrischen justierbaren Sattelstütze 70, der elektrischen Bremse 72, der Beleuchtung 74 und der Anzeigevorrichtung 16 eine elektrische Komponente 12 geben, die durch die Energieleitungen 76 nicht verbunden ist. Somit müssen nur zumindest zwei elektrische Komponenten 12 von der Energieversorgung 14, der Antriebseinheit 60, der elektrischen Schaltvorrichtung 66, der elektrischen Federung 68, der elektrischen justierbaren Sattelstütze 70, der elektrischen Bremse 72, der Beleuchtung 74 und der Anzeigevorrichtung 16 durch die Energieleitungen 76 verbunden werden.
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Die elektronischen Teile der Schaltungsmodule 30A bis 30H können in jeden Aufbau geändert werden. Bei einem Beispiel umfasst zumindest eines von den Schaltungsmodulen 30A bis 30H nicht das elektronische Teil 38, das sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheidet. In einem zweiten Beispiel umfasst zumindest eines der Schaltungsmodule 30A bis 30H nicht eines bis drei von der Kristalloszillatorschaltung 40, der Filterschaltung 42, dem Pull-Up-Widerstand 44 und dem Bypasskondensator 46, die elektronische Teile sind, die sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheiden. Bei einem dritten Beispiel umfasst zumindest eines von den Schaltungsmodulen 30A bis 30H zumindest eines von der Reglerschaltung 48 und dem Gleichstromtrennfilter 50, die elektronische Teile sind, die sich von dem Kommunikationswandler 34 unterscheiden. Bei einem vierten Beispiel weist zumindest eines von den Schaltungsmodulen 30A bis 30H einen Aufbau auf, der den Aufbau des zweiten Beispiels und den Aufbau des dritten Beispiels kombiniert.
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Das Harzelement 58 kann aus zumindest einem von den Schaltungsmodulen 30A bis 30H weggelassen werden.
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Bei den Schaltungsmodulen 30A bis 30H kann die erste Schaltplatine 32 eine einschichtige Platine sein.
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Die Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52 der Schaltungsmodule 30A bis 30H kann in jeden Aufbau geändert werden. Bei einem Beispiel umfasst die Mehrzahl von ersten Anschlüsse 52 Leiterrahmen. Der Leiterrahmen weist eine erstes Ende, das beispielsweise mit einem äußeren Abschnitt der ersten Schaltplatine 32 verbunden ist, und ein zweites Ende auf, das von dem äußeren Abschnitt der ersten Schaltplatine 32 vorragt und mit der zweiten Schaltplatine 36 verbunden ist.
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In dem Kommunikationssystem 10 umfasst zumindest eine von der Mehrzahl von elektrischen Komponenten 12 das Schaltungsmodul 30 und die zweite Schaltplatine 36. Genauer kann das Schaltungsmodul 30 aus einer elektrischen Komponente 12 weggelassen werden, das mit einer anderen von der Mehrzahl von elektrischen Komponenten 12 kommuniziert. Wie in den 2 bis 4 gezeigt, ist das Schaltungsmodul 30 ausgebildet, zwischen Information, die für Energieleitungskommunikation geeignet ist, und Information, die für andere Kommunikation als die Energieleitungskommunikation geeignet ist, umzuwandeln, und umfasst den Kommunikationswandler 34, der an der ersten Schaltplatine 32 montiert ist, und die Mehrzahl von ersten Anschlüssen 52, die auf der ersten Schaltplatine 32 gebildet sind. Bei einem Beispiel umfasst, wie in 7 gezeigt wird, die Mehrzahl von elektrischen Komponenten 12 die Energieversorgung 14 und die Anzeigevorrichtung 16. Energieleitungskommunikation wird zwischen der Energieversorgung 14 und der Anzeigevorrichtung 16 durchgeführt. In 7 umfasst die Energieversorgung 14 das Schaltungsmodul 30 (Schaltungsmodul 30A), und die Anzeigevorrichtung 16 umfasst das Schaltungsmodul 30 (Schaltungsmodul 30B) nicht. Die Energieversorgung 14 und die Anzeigevorrichtung 16 sind miteinander durch die Energieleitung 18 verbunden. Die Steuerschaltung 28 der Anzeigevorrichtung 16 führt Energieleitungskommunikation mit dem Schaltungsmodul 30A der Energieversorgung 14 über die Energieleitung 18 durch.
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Bezugszeichenliste
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- 1)
- Beweglicher Körper (Fahrrad)
- 10)
- Kommunikationssystem
- 12)
- Elektrische Komponente
- 14)
- Energieversorgung
- 16)
- Anzeigeeinrichtung
- 18, 18A, 18B)
- Energieleitung
- 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F, 30G, 30H)
- Schaltungsmodul
- 32)
- Erste Schaltplatine
- 32A)
- Erste Fläche
- 32B)
- Zweite Fläche
- 34)
- Kommunikationswandler
- 36)
- Zweite Schaltplatine
- 38)
- Sich vom Kommunikationswandler unterscheidendes elektronisches Teil
- 40)
- Kristalloszillatorschaltung
- 42)
- Filterschaltung
- 44)
- Pull-Up-Widerstand
- 46)
- Bypasskondensator
- 48)
- Reglerschaltung
- 52)
- Erster Anschluss
- 54)
- Zweiter Anschluss
- 58)
- Harzelement
- 60)
- Antriebseinheit
- 66)
- Elektrische Schaltvorrichtung
- 68)
- Elektrische Federung
- 70)
- Elektrische justierbare Sattelstütze
- 72)
- Elektrische Bremse
- 74)
- Beleuchtung
- 76A bis 76G)
- Energieleitung
- R1)
- Erster Bereich
- R2)
- Zweiter Bereich
- P1)
- Erster Anschlussabstand
- P2)
- Zweiter Anschlussabstand
- T)
- Schaltungsmoduldicke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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