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JP2013034038A - 自転車用通信アダプタ - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システムに管理システムから信号および電力を供給可能な通信アダプタを提供する。
【解決手段】通信アダプタ４０は、複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システム７と、自転車用電装システムを管理する管理システム５０と、を接続可能である。通信アダプタは、第２コントローラ４５と、昇圧回路４２と、を備える。第２コントローラ４５は、管理システム５０から出力される信号を電力線通信規格の信号に変換する。昇圧回路４２は、管理システム５０から供給される電圧を昇圧する。また、第２コントローラ４５は、昇圧回路４２で変換した電圧に、変換した信号を重畳する。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信アダプタ、特に、複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システムと、自転車用電装システムを管理する管理システムと、を接続可能な自転車用通信アダプタに関する。
車両に搭載された複数の電装品を有する電装システムにおいて、車両のバッテリに接続された電力線を介して複数の電装品が通信する技術が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−０６４４０５号公報
従来の技術には、車両内の電装品の状態のチェックや制御のための信号を外部の管理システムから電装システムに供給する通信アダプタは開示されていない。しかも電源を持たない電装品に管理システム側から電力を供給できない。
本発明の課題は、複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システムに管理システムから信号および電力を供給可能な通信アダプタを提供することにある。
発明１に係る自転車用通信アダプタは、複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システムと、自転車用電装システムを管理する管理システムと、を接続可能である。自転車用通信アダプタは、信号変換部と、電圧変換部と、重畳部と、を備える。信号変換部は、管理システムから出力される信号を電力線通信の規格の信号に変換する。電圧変換部は、管理システムから供給される電圧を変換する。重畳部は、電圧変換部で変換した電圧に、信号変換部で変換した信号を重畳する。
この通信アダプタでは、管理システムから例えば通信線を介して出力された信号が信号変換部により電力線通信規格の信号に変換される。また、管理システムから例えば電力線を介して出力された電力の電圧が電圧変換部により変換される。電圧変換部で変換された電圧には、信号変換部で変換された信号が重畳される。これにより、電装システムの電装品が電源を有していなくても、管理システムから電装システムに信号および電力を供給可能になる。また管理システムが出力可能な電圧と、電装品の動作に必要な電圧とが異なる場合であっても、電装品を動作させることができる。
発明２に係る自転車用通信アダプタは、発明１に記載の自転車用通信アダプタにおいて、管理システムから供給される電力を蓄える蓄電部をさらに備える。この場合には、管理システムから供給された電力を蓄えることができるので、安定した電力を電装システムに供給できる。
発明３に係る自転車用通信アダプタは、発明２に記載の自転車用通信アダプタにおいて、蓄電部は、電圧変換部と電装品との間に接続される。この場合には、電圧変換された電力を蓄えることができる。
発明４に係る自転車用通信アダプタは、発明１から３に記載の自転車用通信アダプタにおいて、自転車用電装システムの電源の状態に応じて、電圧変換部から電装品への電力の供給を選択的に行う電源選択部をさらに備える。この場合には、たとえば電源を有する自転車用電装システムで、本アダプタから電力を供給しなくても各電装品の動作可能な場合には、本アダプタからの電力の供給を停止し、電源を有さない自転車用電装システムでは、電圧変換部で電圧変換された電力を供給できる。
発明５に係る自転車用通信アダプタは、発明４に記載の自転車用通信アダプタにおいて、電源選択部は、電装品の電位および電流の少なくともいずれかを検出する検出部を有し、予め定める値以下のときに、電圧変換部から電装品へ電力を供給する。この場合には、電装品の電位または電流により、電力の供給の要否を容易に判断できる。
発明６に係る自転車用通信アダプタは、発明１から５に記載の自転車用通信アダプタにおいて、電圧変換部から出力される過電流を制限する過電流制限部をさらに備える。
発明７に係る自転車用通信アダプタは、発明１から６に記載の自転車用通信アダプタにおいて、自転車用電装システムと接続可能な２つの第１通信端子と、管理システムと接続可能な第２通信端子と、さらに備える。この場合には、電装システムと接続可能な２つの接続端子を有しているので、１つの接続端子のみを用いて本アダプタを自転車用電装システムと接続することもできるし、任意の２つの電装品の間に本アダプタを接続することもできる。
発明８に係る自転車用通信アダプタは、発明１から７に記載の自転車用通信アダプタにおいて、信号変換部は、管理システムからユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus：以下、ＵＳＢという）規格の信号を受信する。電力線と通信線と有し、汎用性を有するＵＳＢ規格により管理システムと接続できるので、管理システムをＵＳＢ規格が搭載されたパーソナルコンピュータにより実現できる。
本発明によれば、自転車用電装システムの電装品が電源を有していなくても、管理システムから自転車用電装システムに信号および電力を供給可能になり、管理システムによって自転車用電装システムを円滑に管理することができる。
本発明の第１実施形態による自転車用通信アダプタ、自転車用通信アダプタを介して接続される自転車用電装システムおよび管理システムを示すブロック図。 自転車用電装システムのバス接続構造を示すブロック図。 第１実施形態による自転車用通信アダプタの構成を示すブロック図。 第２実施形態の図２に相当するブロック図。 第３実施形態の図２に相当するブロック図。
図１において、本発明の第１実施形態による自転車用通信アダプタ（以下、通信アダプタという）４０を介して管理システム５０に接続される自転車用電装システム（以下、電装システムという）７は、電力線通信(Power Line Communication：以下、ＰＬＣと略す)規格により複数の電装品を接続可能なシステムである。電装システム７は、ＰＬＣ規格により接続される電装品としての、例えば、電動駆動可能なリアディレーラ１０ｒと、電動駆動可能なフロントディレーラ１０ｆと、バッテリユニット１２と、動作モード変更ユニット１４と、第１変速操作部１６ｒと、第２変速操作部１６ｆと、を備える。各電装品には、固有の識別情報が付与されている。
リアディレーラ１０ｒは、リア変速モータ２０ｒと、リア段数センサ２１ｒと、リア制御部２２ｒと、を有する。リア変速モータ２０ｒは、リアディレーラ１０ｒの図示しないチェーンガイドをシフトアップおよびシフトタウン方向に駆動する。リア段数センサ２１ｒは、チェーンガイドを複数の変速位置に位置決めするために使用される。リア制御部２２ｒは、第１変速操作部１６ｒの後述するスイッチＸおよびスイッチＹの操作に応じてリア変速モータ２０ｒを制御する。
フロントディレーラ１０ｆは、フロント変速モータ２０ｆと、フロント段数センサ２１ｆと、フロント制御部２２ｆと、を有する。フロント変速モータ２０ｆは、フロントディレーラ１０ｆの図示しないチェーンガイドをシフトアップおよびシフトタウン方向に駆動する。フロント段数センサ２１ｆは、チェーンガイドを複数の変速位置に位置決めするために使用される。フロント制御部２２ｆは、第２変速操作部１６ｆの後述するスイッチＸおよびスイッチＹの操作に応じてフロント変速モータ２０ｆを変速制御する。
バッテリユニット１２は、例えばリチウムイオンバッテリ等のバッテリ１２ａを着脱自在に保持する。モード変更ユニット１４は、フロントディレーラ１０ｆおよびリアディレーラ１０ｒの各変速段におけるチェーンガイドの位置を微調整するために、電装システム７の動作モードを選択するために設けられる。モード変更ユニット１４は、モード変更スイッチ１４ａを有する。モード変更スイッチ１４ａを操作することによって、電装システム７を調整モードで動作させるかを選択することができる。調整モードでは、たとえば第１変速操作部１６ｒの後述するスイッチＸまたはスイッチＹを操作することによって、リアディレーラ１０ｒのチェーンガイドの位置をシフトアップ側またはシフトダウン側に微調整することができる。また、調整モードでは、第２変速操作部１６ｆの後述するスイッチＸおよびスイッチＹの操作することによって、フロントディレーラ１０ｆのチェーンガイドの位置をシフトアップ側またはシフトダウン側に微調整することができる。
第１変速操作部１６ｒは、リアディレーラ１０ｒの変速操作に用いるスイッチＸおよびスイッチＹを有する。第２変速操作部１６ｆは、フロントディレーラ１０ｆの変速操作に用いるスイッチＸおよびスイッチＹを有する。第１変速操作部１６ｒのスイッチＸおよびスイッチＹは、たとえばフロントブレーキを制動するためのブレーキレバー、またはブレーキレバーのブラケットに設けられる。第２変速操作部１６ｆのスイッチＸおよびスイッチＹは、たとえばリアブレーキを制動するためのブレーキレバー、またはブレーキレバーのブラケットに設けられる。
これらの各電装品は、電力通信線２５により接続される。各電装品には、電力通信線２５の両端に設けられたコネクタが接続可能な通信端子２６が装着される。通信端子２６は、例えば、２芯のメスコネクタである。通信端子２６は、電装システム７の終端にある電装品（例えば、リアディレーラ１０ｒ）には、１つしか設けられないが、その他の電装品には２つ設けられる。なお、終端にある電装品に通信端子２６を２つ設けてもよい。例えば、この実施形態では、終端にある第２変速操作部１６ｆには、通信端子２６が２つ設けられる。さらに電装品として、たとえば第１及び第２変速操作部とは異なる形態の変速スイッチを取り付ける場合、第２変速操作部１６ｆにある使用していない通信端子２６に電力通信線２５を用いて追加して接続することができる。
なお、図１では、通信アダプタ４０をモード変更ユニット１４と第１変速操作部１６ｒとの間に接続している。しかし、通信アダプタ４０が取り外された状態の、通常の電装システム７では、ディレーラ調整ユニット１４と第１変速操作部１６ｒとが、電力通信線２５により接続される。
図２に示すように、各電装品は、シリアルバス構造に接続されている。すなわち、図２に示す、電装品の内部にもシリアルバスＳＢが設けられており、通信アダプタ４０を装着した場合、通信アダプタ４０と各電装品と電力通信線２５とでシリアルバスＳＢが構成される。これにより、いずれの電装品を接続または離脱しても、電力通信線２５で接続されていれば電装品は動作可能である。例えば、図１において、通信アダプタ４０と、モード変更ユニット１４と、を外しても、バッテリユニット１２と、第１変速操作部１６ｒと、を電力通信線２５で接続することにより、電装システム７は動作する。また、たとえばフロントディレーラ１０ｆが通常の変速ケーブルで動作する場合は、バッテリユニット１２とリアディレーラ１０ｒとを電力通信線２５で接続すればよい。この場合にも、電装システム７は動作する。
管理システム５０は、例えば、ＵＳＢ規格の入出力端子５０ａ（例えば、ＵＳＢメスＡコネクタ）を有するパーソナルコンピュータ(Personal Computer：以下、ＰＣという)で構成される。管理システム５０は、ＰＣ内に格納された管理ソフトウェアにより、各電装品の故障診断、各電装品の設定、各電装品のファームウエアの更新等の管理処理を実行可能である。
本発明の第１実施形態による通信アダプタ４０は、図１に示すように、管理システム５０と、２本の通信線および２本の電力線を有するＵＳＢケーブル２９を介して接続可能である。通信アダプタ４０は、電力線通信用の２つの第１通信端子２７と、管理システム５０と通信可能な第２通信端子２８と、を有する。第１通信端子２７は、電装品の通信端子２６と同じ仕様である。第２通信端子２８は、例えば、ＵＳＢメスＢコネクタで構成される。第１通信端子２７を２つ設けることにより、電装システム７のいずれにも、通信アダプタ４０を接続可能である。例えば、図１では、モード変更ユニット１４と第１変速操作部１６ｒとの間に通信アダプタ４０を接続したが、バッテリユニット１２とフロントディレーラ１０ｆの間等のいずれか２つの電装品の間に通信アダプタ４０を接続可能である。
通信アダプタ４０は、図３に示すように、第１コントローラ４１と、昇圧回路４２と、蓄電素子４３と、出力スイッチ４４と、第２コントローラ４５と、電圧判定回路４６と、を備える。第１コントローラ４１は、第２通信端子２８の信号線端子に接続される。第１コントローラ４１は、管理システム５０からＵＳＢケーブル２９の信号線を介して出力されたＰＣの通信方式で出力されたシリアルデータを受け取り、第２コントローラ４５に出力する。
昇圧回路４２は、第２通信端子２８の電力線端子に接続される。昇圧回路４２は、管理システム５０からＵＳＢケーブル２９の電力線を介して出力される電圧を電装システム７に応じた電圧に昇圧する。昇圧回路４２は、例えば、ＵＳＢケーブル２９を介して管理システム５０から出力される５Ｖの電圧をリア変速モータ２０ｒおよびフロント変速モータ２０ｆで使用する６Ｖ−９Ｖの電圧に上昇させる。昇圧回路４２は、電圧変換部の一例である。
蓄電素子４３は、昇圧回路４２に一端が接続され、他端が接地される。蓄電素子４３は、例えば、電気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサである。蓄電素子４３は、ＵＳＢ規格の制限電流より大電流が必要なリア変速モータ２０ｒやフロント変速モータ２０ｆ等の電動アクチュエータを動作させるために設けられる。蓄電素子４３は、昇圧回路４２の出力側に接続される。出力スイッチ４４は、昇圧回路４２および蓄電素子４３の出力側に接続される。蓄電素子４３は蓄電部の一例である。
出力スイッチ４４は、蓄電素子４３から電装システム７に供給される電力をオンオフする。
第２コントローラ４５は、ＰＣの通信方式で出力されたそれぞれの信号をＰＬＣ規格の信号に変換し、電装システム７に出力する。第２コントローラ４５は、信号変換部の一例である、また、第２コントローラ４５は、電圧判定回路４６の判定結果に応じて、出力スイッチ４４をオンオフする。さらに、第２コントローラ４５は、管理システム５０から電動アクチュエータを動作させる命令が出力されると、命令の実行前に蓄電素子４３の充電状態をチェックする。そして、充分な充電状態であることを確認してから、命令を示す信号を出力する。
電圧判定回路４６は、電装システム７に電力を供給すべきか否かを判定するために設けられる。電圧判定回路４６は、電源選択部の一例である。具体的には、電圧判定回路４６は、通信アダプタ４０を管理システム５０および電装システム７に接続したときに、電装システム７内の電力通信線の電圧が所定のしきい値より低いか否かにより、電源供給の要否を判定する。電圧判定回路４６において電装システム７の電圧が所定のしきい値よりも低いと判定すると、第２コントローラ４５は、蓄電素子４３の充電状態をチェックして、充分な蓄電状態であることを確認してから、出力スイッチ４４をオンする。出力スイッチ４４は、電装システム７の電圧が０または実質的に０のときにのみオンされるのが好ましい。
第２コントローラ４５は、出力スイッチ４４をオンしているときには、昇圧回路４２で昇圧された電圧にＰＬＣ規格の信号を重畳し、第１通信端子２７から出力する。第２コントローラ４５は、重畳部として機能する。また第２コントローラ４５は、出力スイッチ４４をオンしていないときであっても、電装品システム７の電源の電圧が充分であれば、電力通信線２５を介して第１通信端子２７に供給される電圧にＰＬＣ規格の信号を重畳する。
このような構成の通信アダプタ４０では、管理システム５０から、電動アクチュエータを動作させない命令（例えば、第２変速操作部１６ｆのスイッチＸまたはスイッチＹの動作チェックの命令）が出力されると、その命令をＰＬＣ規格の信号に変換し、電圧に重畳して電装システム７に出力する。
一方、管理システム５０から、電動アクチュエータを動作させる命令が出力されると、その命令を出力する前に、蓄電素子４３の充電状態をチェックし、充分な充電状態になると、命令に応じたＰＬＣ規格の信号を電圧に重畳して電装システム７に出力する。
この通信アダプタ４０では、管理システム５０から例えばＵＳＢケーブル２９を介して出力された信号が第２コントローラ４５によりＰＬＣ規格の信号に変換される。また、管理システム５０から例えば電力線を介して出力された電力の電圧が昇圧回路４２により、電装システム７で使用可能な電圧に昇圧される。昇圧回路４２で昇圧された電圧には、第２コントローラ４５で変換された信号が重畳される。これにより、電装システム７の電装品が電源を有していなくても、管理システム５０から電装システム７に信号および電力を供給可能になる。また管理システム５０が出力可能な電圧と、電装システム７の電装品の動作に必要な電圧とが異なる場合であっても、通信アダプタ４０を用いることによって各電装品を円滑に動作させることができる。
通信アダプタ４０では、蓄電素子４３を備えることによって、瞬間的に大電流を流すことができるので、たとえば電動アクチュエータなどの大電流が必要な電気部品を備える電装品であって、管理システム５０の出力電力を直接供給しても安定して動作させることができない電装品を、円滑に動作させることができる。
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、通信アダプタ４０が蓄電素子４３を有するが、第２実施形態では、図４に示すように、通信アダプタ１４０は、蓄電素子を有さない。通信アダプタ１４０のその他の構成は、通信アダプタ４０と同じである。瞬間的に大きな電流を流す必要のない電装品を接続する場合には、第２の実施形態のように構成を簡略化することができる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態の通信アダプタ２４０は、図５に示すように、昇圧回路４２と出力スイッチ４４との間に、過電流制限回路４８が接続されている。通信アダプタ２４０のその他の構成は、通信アダプタ４０と同じである。過電流制限回路４８は、蓄電素子４３から電装システム７に過度な電流が流れないように、電流を制限する。過電流制限回路４８を設けることによって、電装システム７が短絡故障している場合であっても、電装システム７に大電流が流れることを抑制することができる。過電流制限回路４８の制限電流値は、たとえば電力通信線の規格値または電動アクチュエータの規格値にあわせて設定される。
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（ａ）前記実施形態では、通信アダプタ４０に２つの第１通信端子２７を設けたが、第１通信端子２７は、少なくとも一つあればよい。通信端子が一つの場合、例えば、第２変速操作部１６ｆの使用していない通信端子に通信アダプタ４０を接続すればよい。
（ｂ）前記実施形態では、電力を供給可能なＵＳＢ規格の通信規格を例示したが、電力と信号とを別々の規格で管理システムから通信アダプタに出力してもよい。
（ｃ）前記実施形態では、電圧により、電装システム７の電装品の電源供給の要否を判定したが、電流により判定してもよい。
（ｄ）前記実施形態では、蓄電部として大容量コンデンサを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、二次電池でもよい。
７ 電装システム
１０ｆ フロントディレーラ
１０ｒ リアディレーラ
１２ バッテリユニット
１４ モード変更ユニット
１６ｆ 第１変速操作部
１６ｒ 第２変速操作部
２５ 電力通信線
２７ 第１通信端子
２８ 第２通信端子
４０ 通信アダプタ
４１ 第１コントローラ
４２ 昇圧回路
４３ 蓄電素子
４４ 出力スイッチ
４５ 第２コントローラ
４６ 電圧判定回路
４８ 過電流制限回路
５０ 管理システム
１４０ 通信アダプタ
２４０ 通信アダプタ
本発明は、通信アダプタ、特に、複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システムと、自転車用電装システムを管理する管理システムと、を接続可能な自転車用通信アダプタに関する。
車両に搭載された複数の電装品を有する電装システムにおいて、車両のバッテリに接続された電力線を介して複数の電装品が通信する技術が従来知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−０６４４０５号公報
従来の技術には、車両内の電装品の状態のチェックや制御のための信号を外部の管理システムから電装システムに供給する通信アダプタは開示されていない。しかも電源を持たない電装品に管理システム側から電力を供給できない。
本発明の課題は、複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システムに管理システムから信号および電力を供給可能な通信アダプタを提供することにある。
発明１に係る自転車用通信アダプタは、複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システムと、自転車用電装システムを管理する管理システムと、を接続可能である。自転車用通信アダプタは、昇圧回路と、コントローラと、電圧判定回路と、出力スイッチと、第１通信端子とを備える。昇圧回路は、管理システムから供給される電圧を自転車用電装システムに応じた電圧に昇圧する。コントローラは、管理システムから出力される信号を電力線通信の規格の信号に変換するとともに、昇圧回路で昇圧された電圧に、変換した信号を重畳する。電圧判定回路は、自転車用電装システムに電力を供給すべきか否かを判定する。出力スイッチは、自転車用電装システムに供給される電力をオンオフする。第１通信端子は、自転車用電装システムと接続可能に構成されている。また、コントローラは、電圧判定回路において自転車用電装システムの電圧が所定のしきい値よりも低いと判定された場合、出力スイッチをオンにして、昇圧回路において昇圧された電圧に変換した信号を重畳して自転車用電装システムに供給し、出力スイッチがオンしていない場合、第１通信端子に供給される電圧に変換した信号を重畳する。
この通信アダプタでは、管理システムから例えば通信線を介して出力された信号がコントローラにより電力線通信規格の信号に変換される。また、管理システムから例えば電力線を介して出力された電力の電圧が昇圧回路により昇圧される。昇圧回路で昇圧された電圧には、コントローラで変換された信号が重畳される。これにより、電装システムの電装品が電源を有していなくても、管理システムから電装システムに信号および電力を供給可能になる。また管理システムが出力可能な電圧と、電装品の動作に必要な電圧とが異なる場合であっても、電装品を動作させることができる。また、たとえば電源を有する自転車用電装システムで、本アダプタから電力を供給しなくても各電装品の動作可能な場合には、本アダプタからの電力の供給を停止し、電源を有さない自転車用電装システムでは、昇圧回路で昇圧された電力を供給できる。また、電装品の電位または電流により、電力の供給の要否を容易に判断できる。
発明２に係る自転車用通信アダプタは、発明１に記載の自転車用通信アダプタにおいて、管理システムから供給される電力を蓄える蓄電部をさらに備える。そして、コントローラは、出力スイッチをオンにしたときに、自転車用電装システムが有する電動アクチュエータを動作させる命令が管理システムから出力されると、その命令を電動アクチュエータに出力する前にこの場合には、管理システムから供給された電力を蓄えることができるので、安定した電力を電装システムに供給できる。
発明３に係る自転車用通信アダプタは、発明２に記載の自転車用通信アダプタにおいて、蓄電部は、昇圧回路と電装品との間に接続される。この場合には、電圧変換された電力を蓄えることができる。
発明４に係る自転車用通信アダプタは、発明１から３に記載の自転車用通信アダプタにおいて、昇圧回路から出力される過電流を制限する過電流制限部をさらに備える。
発明５に係る自転車用通信アダプタは、発明１から４に記載の自転車用通信アダプタにおいて、管理システムと接続可能な第２通信端子をさらに備え、第１通信端子を２つ備える。この場合には、電装システムと接続可能な２つの接続端子を有しているので、１つの接続端子のみを用いて本アダプタを自転車用電装システムと接続することもできるし、任意の２つの電装品の間に本アダプタを接続することもできる。
発明６に係る自転車用通信アダプタは、発明１から５に記載の自転車用通信アダプタにおいて、コントローラは、管理システムからユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus：以下、ＵＳＢという）規格の信号を受信する。電力線と通信線と有し、汎用性を有するＵＳＢ規格により管理システムと接続できるので、管理システムをＵＳＢ規格が搭載されたパーソナルコンピュータにより実現できる。
本発明によれば、自転車用電装システムの電装品が電源を有していなくても、管理システムから自転車用電装システムに信号および電力を供給可能になり、管理システムによって自転車用電装システムを円滑に管理することができる。
本発明の第１実施形態による自転車用通信アダプタ、自転車用通信アダプタを介して接続される自転車用電装システムおよび管理システムを示すブロック図。 自転車用電装システムのバス接続構造を示すブロック図。 第１実施形態による自転車用通信アダプタの構成を示すブロック図。 第２実施形態の図２に相当するブロック図。 第３実施形態の図２に相当するブロック図。
図１において、本発明の第１実施形態による自転車用通信アダプタ（以下、通信アダプタという）４０を介して管理システム５０に接続される自転車用電装システム（以下、電装システムという）７は、電力線通信(Power Line Communication：以下、ＰＬＣと略す)規格により複数の電装品を接続可能なシステムである。電装システム７は、ＰＬＣ規格により接続される電装品としての、例えば、電動駆動可能なリアディレーラ１０ｒと、電動駆動可能なフロントディレーラ１０ｆと、バッテリユニット１２と、動作モード変更ユニット１４と、第１変速操作部１６ｒと、第２変速操作部１６ｆと、を備える。各電装品には、固有の識別情報が付与されている。
リアディレーラ１０ｒは、リア変速モータ２０ｒと、リア段数センサ２１ｒと、リア制御部２２ｒと、を有する。リア変速モータ２０ｒは、リアディレーラ１０ｒの図示しないチェーンガイドをシフトアップおよびシフトタウン方向に駆動する。リア段数センサ２１ｒは、チェーンガイドを複数の変速位置に位置決めするために使用される。リア制御部２２ｒは、第１変速操作部１６ｒの後述するスイッチＸおよびスイッチＹの操作に応じてリア変速モータ２０ｒを制御する。
フロントディレーラ１０ｆは、フロント変速モータ２０ｆと、フロント段数センサ２１ｆと、フロント制御部２２ｆと、を有する。フロント変速モータ２０ｆは、フロントディレーラ１０ｆの図示しないチェーンガイドをシフトアップおよびシフトタウン方向に駆動する。フロント段数センサ２１ｆは、チェーンガイドを複数の変速位置に位置決めするために使用される。フロント制御部２２ｆは、第２変速操作部１６ｆの後述するスイッチＸおよびスイッチＹの操作に応じてフロント変速モータ２０ｆを変速制御する。
バッテリユニット１２は、例えばリチウムイオンバッテリ等のバッテリ１２ａを着脱自在に保持する。モード変更ユニット１４は、フロントディレーラ１０ｆおよびリアディレーラ１０ｒの各変速段におけるチェーンガイドの位置を微調整するために、電装システム７の動作モードを選択するために設けられる。モード変更ユニット１４は、モード変更スイッチ１４ａを有する。モード変更スイッチ１４ａを操作することによって、電装システム７を調整モードで動作させるかを選択することができる。調整モードでは、たとえば第１変速操作部１６ｒの後述するスイッチＸまたはスイッチＹを操作することによって、リアディレーラ１０ｒのチェーンガイドの位置をシフトアップ側またはシフトダウン側に微調整することができる。また、調整モードでは、第２変速操作部１６ｆの後述するスイッチＸおよびスイッチＹの操作することによって、フロントディレーラ１０ｆのチェーンガイドの位置をシフトアップ側またはシフトダウン側に微調整することができる。
第１変速操作部１６ｒは、リアディレーラ１０ｒの変速操作に用いるスイッチＸおよびスイッチＹを有する。第２変速操作部１６ｆは、フロントディレーラ１０ｆの変速操作に用いるスイッチＸおよびスイッチＹを有する。第１変速操作部１６ｒのスイッチＸおよびスイッチＹは、たとえばフロントブレーキを制動するためのブレーキレバー、またはブレーキレバーのブラケットに設けられる。第２変速操作部１６ｆのスイッチＸおよびスイッチＹは、たとえばリアブレーキを制動するためのブレーキレバー、またはブレーキレバーのブラケットに設けられる。
これらの各電装品は、電力通信線２５により接続される。各電装品には、電力通信線２５の両端に設けられたコネクタが接続可能な通信端子２６が装着される。通信端子２６は、例えば、２芯のメスコネクタである。通信端子２６は、電装システム７の終端にある電装品（例えば、リアディレーラ１０ｒ）には、１つしか設けられないが、その他の電装品には２つ設けられる。なお、終端にある電装品に通信端子２６を２つ設けてもよい。例えば、この実施形態では、終端にある第２変速操作部１６ｆには、通信端子２６が２つ設けられる。さらに電装品として、たとえば第１及び第２変速操作部とは異なる形態の変速スイッチを取り付ける場合、第２変速操作部１６ｆにある使用していない通信端子２６に電力通信線２５を用いて追加して接続することができる。
なお、図１では、通信アダプタ４０をモード変更ユニット１４と第１変速操作部１６ｒとの間に接続している。しかし、通信アダプタ４０が取り外された状態の、通常の電装システム７では、モード変更ユニット１４と第１変速操作部１６ｒとが、電力通信線２５により接続される。
図２に示すように、各電装品は、シリアルバス構造に接続されている。すなわち、図２に示す、電装品の内部にもシリアルバスＳＢが設けられており、通信アダプタ４０を装着した場合、通信アダプタ４０と各電装品と電力通信線２５とでシリアルバスＳＢが構成される。これにより、いずれの電装品を接続または離脱しても、電力通信線２５で接続されていれば電装品は動作可能である。例えば、図１において、通信アダプタ４０と、モード変更ユニット１４と、を外しても、バッテリユニット１２と、第１変速操作部１６ｒと、を電力通信線２５で接続することにより、電装システム７は動作する。また、たとえばフロントディレーラ１０ｆが通常の変速ケーブルで動作する場合は、バッテリユニット１２とリアディレーラ１０ｒとを電力通信線２５で接続すればよい。この場合にも、電装システム７は動作する。
管理システム５０は、例えば、ＵＳＢ規格の入出力端子５０ａ（例えば、ＵＳＢメスＡコネクタ）を有するパーソナルコンピュータ(Personal Computer：以下、ＰＣという)で構成される。管理システム５０は、ＰＣ内に格納された管理ソフトウェアにより、各電装品の故障診断、各電装品の設定、各電装品のファームウエアの更新等の管理処理を実行可能である。
本発明の第１実施形態による通信アダプタ４０は、図１に示すように、管理システム５０と、２本の通信線および２本の電力線を有するＵＳＢケーブル２９を介して接続可能である。通信アダプタ４０は、電力線通信用の２つの第１通信端子２７と、管理システム５０と通信可能な第２通信端子２８と、を有する。第１通信端子２７は、電装品の通信端子２６と同じ仕様である。第２通信端子２８は、例えば、ＵＳＢメスＢコネクタで構成される。第１通信端子２７を２つ設けることにより、電装システム７のいずれにも、通信アダプタ４０を接続可能である。例えば、図１では、モード変更ユニット１４と第１変速操作部１６ｒとの間に通信アダプタ４０を接続したが、バッテリユニット１２とフロントディレーラ１０ｆの間等のいずれか２つの電装品の間に通信アダプタ４０を接続可能である。
通信アダプタ４０は、図３に示すように、第１コントローラ４１と、昇圧回路４２と、蓄電素子４３と、出力スイッチ４４と、第２コントローラ４５と、電圧判定回路４６と、を備える。第１コントローラ４１は、第２通信端子２８の信号線端子に接続される。第１コントローラ４１は、管理システム５０からＵＳＢケーブル２９の信号線を介して出力されたＰＣの通信方式で出力されたシリアルデータを受け取り、第２コントローラ４５に出力する。なお、この第２コントローラ４５が本発明のコントローラに相当する。
昇圧回路４２は、第２通信端子２８の電力線端子に接続される。昇圧回路４２は、管理システム５０からＵＳＢケーブル２９の電力線を介して出力される電圧を電装システム７に応じた電圧に昇圧する。昇圧回路４２は、例えば、ＵＳＢケーブル２９を介して管理システム５０から出力される５Ｖの電圧をリア変速モータ２０ｒおよびフロント変速モータ２０ｆで使用する６Ｖ−９Ｖの電圧に上昇させる。
蓄電素子４３は、昇圧回路４２に一端が接続され、他端が接地される。蓄電素子４３は、例えば、電気二重層コンデンサ等の大容量コンデンサである。蓄電素子４３は、ＵＳＢ規格の制限電流より大電流が必要なリア変速モータ２０ｒやフロント変速モータ２０ｆ等の電動アクチュエータを動作させるために設けられる。蓄電素子４３は、昇圧回路４２の出力側に接続される。出力スイッチ４４は、昇圧回路４２および蓄電素子４３の出力側に接続される。蓄電素子４３は蓄電部の一例である。
出力スイッチ４４は、蓄電素子４３から電装システム７に供給される電力をオンオフする。
第２コントローラ４５は、ＰＣの通信方式で出力されたそれぞれの信号をＰＬＣ規格の信号に変換し、電装システム７に出力する。また、第２コントローラ４５は、電圧判定回路４６の判定結果に応じて、出力スイッチ４４をオンオフする。さらに、第２コントローラ４５は、管理システム５０から電動アクチュエータを動作させる命令が出力されると、命令の実行前に蓄電素子４３の充電状態をチェックする。そして、充分な充電状態であることを確認してから、命令を示す信号を出力する。
電圧判定回路４６は、電装システム７に電力を供給すべきか否かを判定するために設けられる。電圧判定回路４６は、電源選択部の一例である。具体的には、電圧判定回路４６は、通信アダプタ４０を管理システム５０および電装システム７に接続したときに、電装システム７内の電力通信線の電圧が所定のしきい値より低いか否かにより、電源供給の要否を判定する。電圧判定回路４６において電装システム７の電圧が所定のしきい値よりも低いと判定すると、第２コントローラ４５は、蓄電素子４３の充電状態をチェックして、充分な蓄電状態であることを確認してから、出力スイッチ４４をオンする。出力スイッチ４４は、電装システム７の電圧が０または実質的に０のときにのみオンされるのが好ましい。
第２コントローラ４５は、出力スイッチ４４をオンしているときには、昇圧回路４２で昇圧された電圧にＰＬＣ規格の信号を重畳し、第１通信端子２７から出力する。第２コントローラ４５は、重畳部として機能する。また第２コントローラ４５は、出力スイッチ４４をオンしていないときであっても、電装品システム７の電源の電圧が充分であれば、電力通信線２５を介して第１通信端子２７に供給される電圧にＰＬＣ規格の信号を重畳する。
このような構成の通信アダプタ４０では、管理システム５０から、電動アクチュエータを動作させない命令（例えば、第２変速操作部１６ｆのスイッチＸまたはスイッチＹの動作チェックの命令）が出力されると、その命令をＰＬＣ規格の信号に変換し、電圧に重畳して電装システム７に出力する。
一方、管理システム５０から、電動アクチュエータを動作させる命令が出力されると、その命令を出力する前に、蓄電素子４３の充電状態をチェックし、充分な充電状態になると、命令に応じたＰＬＣ規格の信号を電圧に重畳して電装システム７に出力する。
この通信アダプタ４０では、管理システム５０から例えばＵＳＢケーブル２９を介して出力された信号が第２コントローラ４５によりＰＬＣ規格の信号に変換される。また、管理システム５０から例えば電力線を介して出力された電力の電圧が昇圧回路４２により、電装システム７で使用可能な電圧に昇圧される。昇圧回路４２で昇圧された電圧には、第２コントローラ４５で変換された信号が重畳される。これにより、電装システム７の電装品が電源を有していなくても、管理システム５０から電装システム７に信号および電力を供給可能になる。また管理システム５０が出力可能な電圧と、電装システム７の電装品の動作に必要な電圧とが異なる場合であっても、通信アダプタ４０を用いることによって各電装品を円滑に動作させることができる。
通信アダプタ４０では、蓄電素子４３を備えることによって、瞬間的に大電流を流すことができるので、たとえば電動アクチュエータなどの大電流が必要な電気部品を備える電装品であって、管理システム５０の出力電力を直接供給しても安定して動作させることができない電装品を、円滑に動作させることができる。
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、通信アダプタ４０が蓄電素子４３を有するが、第２実施形態では、図４に示すように、通信アダプタ１４０は、蓄電素子を有さない。通信アダプタ１４０のその他の構成は、通信アダプタ４０と同じである。瞬間的に大きな電流を流す必要のない電装品を接続する場合には、第２の実施形態のように構成を簡略化することができる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態の通信アダプタ２４０は、図５に示すように、昇圧回路４２と出力スイッチ４４との間に、過電流制限回路４８が接続されている。通信アダプタ２４０のその他の構成は、通信アダプタ４０と同じである。過電流制限回路４８は、蓄電素子４３から電装システム７に過度な電流が流れないように、電流を制限する。過電流制限回路４８を設けることによって、電装システム７が短絡故障している場合であっても、電装システム７に大電流が流れることを抑制することができる。過電流制限回路４８の制限電流値は、たとえば電力通信線の規格値または電動アクチュエータの規格値にあわせて設定される。
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（ａ）前記実施形態では、通信アダプタ４０に２つの第１通信端子２７を設けたが、第１通信端子２７は、少なくとも一つあればよい。通信端子が一つの場合、例えば、第２変速操作部１６ｆの使用していない通信端子に通信アダプタ４０を接続すればよい。
（ｂ）前記実施形態では、電力を供給可能なＵＳＢ規格の通信規格を例示したが、電力と信号とを別々の規格で管理システムから通信アダプタに出力してもよい。
（ｃ）前記実施形態では、電圧により、電装システム７の電装品の電源供給の要否を判定したが、電流により判定してもよい。
（ｄ）前記実施形態では、蓄電部として大容量コンデンサを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、二次電池でもよい。
７ 電装システム
１０ｆ フロントディレーラ
１０ｒ リアディレーラ
１２ バッテリユニット
１４ モード変更ユニット
１６ｆ 第１変速操作部
１６ｒ 第２変速操作部
２５ 電力通信線
２７ 第１通信端子
２８ 第２通信端子
４０ 通信アダプタ
４１ 第１コントローラ
４２ 昇圧回路
４３ 蓄電素子
４４ 出力スイッチ
４５ 第２コントローラ
４６ 電圧判定回路
４８ 過電流制限回路
５０ 管理システム
１４０ 通信アダプタ
２４０ 通信アダプタ

Claims (8)

  1. 複数の電装品を電力線通信により接続可能な自転車用電装システムと、前記自転車用電装システムを管理する管理システムと、を接続可能な自転車用通信アダプタであって、
    前記管理システムから出力される信号を前記電力線通信の規格の信号に変換する信号変換部と、
    前記管理システムから供給される電圧を変換する電圧変換部と、
    電圧変換部で変換した電圧に、前記信号変換部で変換した信号を重畳する重畳部と、
    を備える自転車用通信アダプタ。
  2. 前記管理システムから供給される電力を蓄える蓄電部をさらに備える、請求項１に記載の自転車用通信アダプタ。
  3. 前記蓄電部は、前記電圧変換部と前記電装品との間に接続される、請求項２に記載の自転車用通信アダプタ。
  4. 前記自転車用電装システムの電源の状態に応じて、前記電圧変換部から前記電装品への電力の供給を選択的に行う電源選択部をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用通信アダプタ。
  5. 前記電源選択部は、前記電装品の電位および電流の少なくともいずれかを検出する検出部を有し、
    予め定める値以下のときに、前記電圧変換部から前記電装品に電力を供給する、請求項４項に記載の自転車用通信アダプタ。
  6. 前記電圧変換部から出力される過電流を制限する過電流制限部をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の自転車用通信アダプタ。
  7. 前記自転車用電装システムと接続可能な２つの第１通信端子と、
    前記管理システムと接続可能な第２通信端子と、さらに備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の自転車通信アダプタ。
  8. 前記信号変換部は、前記管理システムからユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus）規格の信号を受信する、請求項１から７のいずれか１項に記載の自転車。
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