JP3088661B2 - 自転車における検出信号伝送方法および装置 - Google Patents
自転車における検出信号伝送方法および装置Info
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Description
出信号伝送方法および装置に関し、特に表示装置と種々
のセンサからの検出信号との接続性を改善する自転車に
おける検出信号伝送方法および装置に関するものであ
る。
自転車の速度、走行距離、ラップタイム、クランク軸に
負荷されたトルク、チェンジギヤ装置のシフト位置、運
転者の心拍数、血圧等のパラメータを測定もしくは演算
して表示する表示装置を取り付けることが広く行われて
いる。表示装置に対しては、種々のパラメータを検出す
るためのセンサから検出信号がそれぞれ送られてくる。
従来、表示装置には専用のセンサが付属しており、他の
任意の種類のセンサの検出信号を表示装置に接続するこ
とはできなかった。これは、表示装置とセンサとのイン
ターフェース回路や検出信号の授受のプロトコルが個別
に設定されており、標準となるインターフェース回路お
よびプロトコルが存在しなかったためである。
のセンサを必要とし、センサとして表示装置のメーカー
が提供するものを使用しなければならなかった。そのた
め、センサも自転車に後付で取り付けるようになり、外
観上もデザインの統一性が壊されて違和感が生じるよう
になったり、センサの取付強度や異物による破壊に対し
ても問題点が生じやすかった。センサを自転車メーカ
ー、自転車部品メーカーが自転車部品と組み合わせて設
計したり、自転車用部品に組み込む形で設計すれば、デ
ザイン、取付強度、破壊等に対する問題点を少なくする
ことができる。しかし、センサの検出信号を表示装置に
対して汎用的にかつ接続性良く伝送するための検出信号
伝送方法が存在せず、任意のセンサを表示装置に接続す
ることはできなかった。
いろいろな種類の検出信号の信号線を表示装置の所定の
端子に誤りなく接続することは面倒な作業であり、誤接
続が生じやすかった。
からの検出信号との接続性を改善することのできる自転
車における検出信号伝送方法および装置を提供すること
にある。
に、本発明の自転車における検出信号伝送方法は、自転
車の各部に設けられたセンサから、前記センサごとにそ
れぞれ一端が接続された伝送ケーブルの他端が接続可能
な複数のコネクタを備えた表示装置に、前記センサの検
出信号を伝送する方法であって、前記センサによる検出
値を数値化して、所定長ビットのシリアル検出信号と
し、前記シリアル検出信号の前または後ろに前記シリア
ル検出信号の種類を示す検出ID信号を付加して伝送信
号を形成し、前記伝送信号を、前記各センサごとの前記
伝送ケーブルを介して前記表示装置に伝送するようにし
たものである。
法において、前記伝送信号は、1ビットのスタートビッ
トの後に前記検出ID信号が続き、前記検出ID信号の
後に前記シリアル検出信号が続いていることが好まし
い。
法において、前記伝送信号は、前記スタートビットの後
に、前記検出ID信号および前記シリアル検出値信号の
ビット数を示す1ビットの信号長ビットが続き、前記信
号長ビットの後に前記検出ID信号が続き、前記検出I
D信号の後に前記シリアル検出信号が続いていることが
好ましい。
は、自転車の各部に設けられるセンサと、前記センサご
とにそれぞれ一端が接続された伝送ケーブルと、前記伝
送ケーブルの他端が接続可能な複数のコネクタを備えた
表示装置と、前記センサの検出値を数値化して、所定長
ビットのシリアル検出信号とする手段と、前記シリアル
検出信号の前または後ろに前記シリアル検出信号の種類
を示す検出ID信号を付加するID付加手段とを有する
ものである。
置において、前記ID付加手段は、前記シリアル検出信
号の前に1ビットのスタートビットおよび前記検出ID
信号を付加するものであることが好ましい。
置において、前記ID付加手段は、前記スタートビット
の後に、前記検出ID信号および前記シリアル検出値信
号のビット数を示す1ビットの信号長ビットを付加する
ものであることが好ましい。また、上記自転車における
検出信号伝送装置において、前記伝送ケーブルは、前記
センサから前記表示装置に信号を伝送するための信号線
と、前記表示装置から前記センサに電源電圧を供給する
ための電源線とを含むものであることが好ましい。
を参照して説明する。図1は、本発明の検出信号伝送方
法を実施するための、自転車における検出装置および表
示装置の接続状態を示す図である。表示装置1は、自転
車の速度、走行距離、ラップタイム、クランク軸に負荷
されたトルク、チェンジギヤ装置のシフト位置、運転者
の心拍数、血圧等の各種パラメータを測定もしくは演算
して、表示するものであり、自転車のハンドルバー等の
運転者に見やすい場所に設置されている。表示装置1に
は、液晶表示板等の表示器11が設けられており、各種
パラメータをデジタル表示、棒グラフ状表示等の適宜の
表示方法により表示する。
するための各種スイッチが設けられている。モード切換
スイッチ12は、表示器11に表示するパラメータを選
択したり、パラメータの表示形式を選択するためのもの
である。スタート/ストップスイッチ13は、走行距離
やラップタイムを計測するための計測開始、計測停止を
制御するためのスイッチである。設定スイッチ14は、
自転車の速度、走行距離等の表示および演算に必要な、
車輪の外径等の数値を設定するためのものである。
るセンサと検出信号を表示装置1に伝送するための信号
伝送回路が設けられている。磁気センサ21は、前輪等
の車輪の回転を検出するためのもので、車輪とともに回
転する1つ以上の磁石の近接を検出するリードスイッチ
等により構成され、車輪が所定角度回転するごとにパル
スを発生する。パルス信号伝送回路2は、磁気センサ2
1がパルスを発生すると、直ちにそのパルス信号を表示
装置1に伝送する。
るトルクすなわち運転者の踏力を検出するためのもので
ある。トルクセンサ31の出力はアナログ値であるの
で、トルク信号伝送回路3によりAD変換(アナログ・
デジタル変換)され、デジタル値のトルク信号として表
示装置1に伝送される。位置センサ41は、チェンジギ
ヤ装置のシフト位置を検出するためのものであり、シフ
トレバーやリヤディレーラ等の可動部の位置を検出する
ことによりシフト位置を検出するものである。位置セン
サ41は、アナログ出力のものとデジタル出力のものが
あるが、シフト位置信号伝送回路4は必要に応じてAD
変換を行い、デジタル値のシフト位置信号を表示装置1
に伝送する。チェンジギヤ装置が前後に設置されている
場合は、それぞれに対して位置センサおよび伝送回路が
設けられる。
ロック等の摩擦部材に働く押圧力を検出するためのもの
である。基本的にはアナログ出力であるが、所定値以上
の圧力に対してオンになるようなデジタル2値出力のも
のでもよい。ブレーキ信号伝送回路51は、必要に応じ
てAD変換を行い、デジタル値のブレーキ信号を表示装
置1に伝送する。ブレーキ信号を適宜の形態により表示
装置1に表示することにより、運転者は、ブレーキの作
動状態を確認したり、過度のブレーキ力により車輪をロ
ックさせてしまうことを防止したりすることができる。
前輪ブレーキと後輪ブレーキのそれぞれに対して力セン
サおよび伝送回路が設けられる。
サを設け、それらを表示装置1に表示するようにしても
よい。それぞれの信号伝送回路と表示装置1とは、3線
の信号電源ケーブル6によって互いに接続されている。
信号電源ケーブル6は、+5Vの電源電圧を供給する電
源線61と、信号を伝送する信号線62と、電源および
信号の共通の接地線63とから成る。各信号伝送回路に
は表示装置1から電源線61を介して電源電圧が供給さ
れ、また、各信号伝送回路から表示装置1には各種信号
が信号線62を介して伝送される。表示装置1は乾電池
や充電式乾電池等を電源として内蔵している。
送回路を接続するために複数個(たとえば、4〜10
個)のコネクタ71〜74(図8参照)を有している。
各信号伝送回路からの検出信号には、後述するようにそ
の検出信号の種類を示す検出ID信号が付加されてお
り、信号電源ケーブル6がどのコネクタに接続されて
も、表示装置1はその検出信号が何を表すかを正確に判
別することができる。したがって、各信号電源ケーブル
6を表示装置1の任意のコネクタに接続することがで
き、接続作業が簡単で誤りが生じることがない。
伝送される信号の波形を示す波形図である。信号はハイ
レベルが+5V、ローレベルが0Vの調歩同期ベースバ
ンド信号であり、1パルスのパルス幅、休止幅は所定の
値に決められており、たとえば、パルス幅が10μse
c、パルス休止幅が10μsecである。無信号状態は
ローレベルを保ち、信号の最初の1パルスがハイレベル
のスタートビット81を構成する。スタートビット81
の次の1ビットは信号長ビット82であり、検出信号全
体のビット数を表す。
ローレベルすなわち「0」の場合は、検出ID信号83
が4ビット、検出信号84が8ビットである。信号全体
のビット数は、スタートビット81、信号長ビット82
を含めて14ビットとなる。図2(b)のように、信号
長ビット82がハイレベルすなわち「1」の場合は、検
出ID信号83が8ビット、検出信号84が16ビット
の拡張データであることを意味する。拡張データの信号
全体のビット数は、スタートビット81、信号長ビット
82を含めて26ビットとなる。信号長ビット82に続
く4または8ビットの検出ID信号83は、検出信号8
4の種類、形式等を示すものであり、表示装置1に検出
信号84を正確に認識させるためのものである。次の8
ビットまたは16ビットの検出信号84は各センサの検
出値を表すデータ本体である。
にして表した図である。これは信号長ビットが「0」の
場合を示す。この場合、検出ID信号は「0〜15」ま
での範囲の値を取ることが可能であり、検出信号は「0
〜255」までの範囲の値を取ることが可能である。検
出ID信号が「0」であれば、検出信号は車輪回転によ
るパルス発生信号(1回転当たり1パルス)であること
を表し、検出信号の値は「255」である。検出ID信
号が「1」から「3」の場合も、同様に検出信号は車輪
回転によるパルス発生信号であるが、車輪1回転当たり
のパルス数がそれぞれ異なるものとなる。
が車輪1回転にかかる時間であることを表し、単位は1
0msecである。たとえば検出信号の値が「110」
であれば、車輪1回転に1.1秒かかったことを示す。
表示装置1は、検出ID信号が「0」の検出信号であっ
ても、検出ID信号が「4」の検出信号であっても、そ
の検出信号の意味を認識し、検出信号の種類に応じて適
切な演算を施し、自転車の速度、走行距離等を計算し、
表示することができる。
が前部チェンジギヤ装置のシフト位置であることを示
し、検出信号の値は低速側から「1」、「2」・・・と
なる。検出ID信号が「6」の場合は、「5」の場合と
同様で後部チェンジギヤ装置のシフト位置に関するもの
である。検出ID信号が「7」の場合は、検出信号がク
ランク軸に作用するトルクであることを示す。検出信号
の値は「0〜255」であり、単位は1N・m程度でよ
い。検出ID信号が「8」の場合は、検出信号が前ブレ
ーキに作用する力であることを示す。検出信号の値は
「0〜255」であり、単位は1N程度である。検出I
D信号が「9」の場合は、「8」の場合と同様で後ブレ
ーキに関するものである。
の検出信号にも適宜、検出ID信号の値を割り当てる。
検出信号の種類、形式、単位等を適切に標準化し、検出
IDを割り当てることにより、表示装置1は検出信号の
種類、形式、単位等を確実に判別でき、適切な演算およ
び表示処理を行うことができる。信号長ビットが「1」
の場合は、検出ID信号は「0〜255」までの範囲の
値を取ることが可能であり、検出信号は「0〜6553
5」までの範囲の値を取ることが可能である。したがっ
て、高精度の検出値を必要とする検出信号の場合は、信
号長ビットを「1」とした検出IDを割り当てればよ
い。
回路2の構成を示すブロック図である。磁気センサ21
は、前述のように前輪等の車輪の回転を検出するための
もので、車輪とともに回転する1つ以上の磁石の近接を
検出するリードスイッチ等により構成され、車輪が所定
角度回転するごとにパルスを発生する。発生したパルス
はパルス信号伝送回路2のシリアル出力回路22に入力
される。シリアル出力回路22は、パルスが入力される
とすぐに処理を開始し、スタートビット、信号長ビッ
ト、検出ID信号、検出信号を順次シリアル信号で出力
する。シリアル信号のパルス幅、パルス休止幅の時間は
クロック回路23からのクロック信号によって規定され
ている。
すフローチャートである。シリアル出力回路22は、入
力端子を常に監視し、判断221において磁気センサ2
1からパルスが入力されているかどうかを判断し、入力
されていなければ監視を続け、入力されていれば処理2
22に進む。処理222では、スタートビットの「1」
と信号長ビットの「0」を出力する。次に処理223
で、検出ID信号をシリアル信号で出力する。この検出
信号の場合は、検出IDが「0」であるから、4ビット
の「0」を続けて出力する。次に処理224で、検出信
号ををシリアル信号で出力する。この場合は、検出信号
の値が「255」であるから、8ビットの「1」を続け
て出力する。処理が終われば再び判断221に戻り、以
上の処理を繰り返す。
送回路3の構成を示すブロック図である。トルクセンサ
31は、前述のようにクランク軸に作用するトルクをア
ナログ値で出力する。アナログ値の出力はトルク信号伝
送回路3のAD変換回路32によりデジタル値に変換さ
れ、シリアル出力回路33に入力される。デジタル値の
トルク信号はシリアル出力回路33によりシリアル信号
として所定時間ごとに表示装置1に伝送される。その
際、スタートビット、信号長ビット、検出ID信号が付
加される。
すフローチャートである。シリアル出力回路33は、ク
ロック回路34のクロック信号を計数し、判断331に
おいて前回の信号伝送から所定時間が経過したかどうか
を判断する。所定時間が経過していなければ待機し、所
定時間が経過していれば処理332に進む。処理332
では、AD変換回路32にラッチ指令を出力してAD変
換出力をラッチする。次に処理333では、スタートビ
ットの「1」と信号長ビットの「0」を出力する。次に
処理334で、検出ID信号をシリアル信号で出力す
る。この検出信号の場合は、検出IDが「7」であるか
ら、「0,1,1,1」の4ビットを続けて出力する。
次に処理335で、検出信号ををシリアル信号で出力す
る。トルクの検出信号の値が「99」であれば、「0,
1,1,0,0,0,1,1」の8ビットを続けて出力
する。処理が終われば再び判断331に戻り、以上の処
理を繰り返す。
すブロック図である。表示装置1はCPU10によって
制御されている。CPU10は、受信回路191〜19
4によって受信された検出信号を検出ID信号によって
判別し、必要な演算を施して表示器11に表示する。C
PU10はROM17、RAM18中のプログラムおよ
びデータに従って、必要な処理を行っている。また、車
輪回転によるパルス信号のように発生タイミングを正確
に処理する必要があるものについては、受信回路191
〜194から割り込み制御回路16を介してCPU10
に割り込みが発生し、CPU10の割り込み処理により
即座に処理がなされる。
94の処理を示すフローチャートである。受信回路19
1は信号線61の電圧レベルを監視し、スタートビット
の受信を監視している。無信号状態は電圧レベルがロー
レベルであるから、ハイレベルのスタートビットが受信
されれば確実に弁別することができる。判断101でス
タートビットが受信されたかどうかを判断し、スタート
ビットが受信されれば次の判断102に進み、受信され
ていなければスタートビットの受信の監視を続ける。
み、その値が「0」かどうかを判断する。信号長ビット
が「0」の場合は、処理103に進み、信号長ビットに
続く検出ID信号の4ビットを読み、上位4ビットに
「0」を付加して1バイトデータとして受信回路191
内部のFIFOバッファ(先入れ先出しバッファ)に記
憶する。次に処理104で、検出ID信号に続く検出信
号の8ビットを読み、1バイトデータとしてFIFOバ
ッファに記憶する。次に判断108に進む。
の場合は、処理105に進み、検出信号が拡張データで
あることを示すフラグとして1バイトデータ「255」
をFIFOバッファに記憶する。次に処理106に進
み、信号長ビットに続く検出ID信号の8ビットを読
み、1バイトデータとしてFIFOバッファに記憶す
る。次に処理107で、検出ID信号に続く検出信号の
16ビットを読み、2バイトデータとしてFIFOバッ
ファに記憶する。次に判断108に進む。
PU10に割り込みを発生させるべきかどうかを判断し
る。割り込みを発生させるべきものであれば、処理10
9で受信回路191内部のフラグレジスタに割り込みフ
ラグを設定するとともに、割り込み制御回路16を介し
てCPU10に割り込みを発生する。判断108におい
て、検出ID信号が割り込みを発生させるべきものでな
ければ、処理110でフラグレジスタに受信フラグを設
定する。処理109、処理110の後は判断101に戻
り、以上の処理を繰り返す。
ト、信号長ビットに続いて検出ID信号、検出信号の順
にシリアル信号で伝送するようにしたが、検出ID信号
と検出信号の順番を逆にしてもよい。また、信号長ビッ
トは必ずしも必要ではなく、信号データ長を固定して、
スタートビット、検出ID信号、検出信号だけを伝送す
るようにしてもよい。さらに、この1群の伝送信号にパ
リティビット等の誤り検出符号や誤り訂正符号等を付加
するようにしてもよい。
ているので、以下のような効果を奏する。
り、センサ自体を予め自転車の部品に組み込んでおくこ
とが可能となる。そのため、自転車の外観上のデザイ
ン、センサの取付強度、破壊等に対する問題点を減少さ
せることができる。
であれば、任意の表示装置と任意のセンサとを組み合わ
せて接続することができ、ユーザーの商品選択の自由度
が増し、ユーザーの要求に合致した適切な商品を選択す
ることができる。
続する必要がなく、表示装置とセンサとの接続作業が簡
単になり、誤接続も生じ難くなる。
ための、自転車における検出装置および表示装置の接続
状態を示す図である。
される信号の波形を示す波形図である。
て表した図である。
2の構成を示すブロック図である。
ローチャートである。
路3の構成を示すブロック図である。
ローチャートである。
ロック図である。
トである。
Claims (7)
- 【請求項1】自転車の各部に設けられたセンサ(21,
31,41,51)から、前記センサ(21,31,4
1,51)ごとにそれぞれ一端が接続された伝送ケーブ
ル(6)の他端が接続可能な複数のコネクタ(71〜7
4)を備えた表示装置(1)に、前記センサ(21,3
1,41,51)の検出信号を伝送する方法であって、 前記センサ(21,31,41,51) による検出値を
数値化して、所定長ビットのシリアル検出信号(84)
とし、 前記シリアル検出信号(84)の前または後ろに前記シ
リアル検出信号(84)の種類を示す検出ID信号(8
3)を付加して伝送信号を形成し、 前記伝送信号を、前記各センサ(21,31,41,5
1)ごとの前記伝送ケーブル(6)を介して前記表示装
置(1)に 伝送するようにした自転車における検出信号
伝送方法。 - 【請求項2】請求項1に記載した自転車における検出信
号伝送方法において、前記伝送信号は、 1ビットのスタートビット(81)の
後に前記検出ID信号(83)が続き、前記検出ID信
号(83)の後に前記シリアル検出信号(84)が続い
ている自転車における検出信号伝送方法。 - 【請求項3】請求項1に記載した自転車における検出信
号伝送方法において、前記伝送信号は、前記スタートビ
ット(81)の後に、前記検出ID信号(83)および
前記シリアル検出値信号(84)のビット数を示す1ビ
ットの信号長ビット(82)が続き、前記信号長ビット
(82)の後に前記検出ID信号(83)が続き、前記
検出ID信号(83)の後に前記シリアル検出信号(8
4)が続いている自転車における検出信号伝送方法。 - 【請求項4】自転車の各部に設けられるセンサ(21,
31,41,51)と、前記センサ(21,31,4
1,51)ごとにそれぞれ一端が接続された伝送ケーブ
ル(6)と、 前記伝送ケーブル(6)の他端が接続可能な複数のコネ
クタ(71〜74)を備えた表示装置(1)と、 前記センサ(21,31,41,51)の検出値を数値
化して、所定長ビットのシリアル検出信号(84)とす
る手段(22,32,33)と、 前記シリアル検出信号(84)の前または後ろに前記シ
リアル検出信号(84)の種類を示す検出ID信号(8
3)を付加するID付加手段(22,33)とを有する
自転車における検出信号伝送装置。 - 【請求項5】請求項4に記載した自転車における検出信
号伝送装置において、 前記ID付加手段(22、33)は、前記シリアル検出
信号(84)の前に1ビットのスタートビット(81)
および前記検出ID信号(83)を付加するものである
自転車における検出信号伝送装置。 - 【請求項6】請求項5に記載した自転車における検出信
号伝送装置において、 前記ID付加手段(22、33)は、前記スタートビッ
ト(81)の後に、前記検出ID信号(83)および前
記シリアル検出値信号(84)のビット数を示す1ビッ
トの信号長ビット(82)を付加するものである自転車
における検出信号伝送装置。 - 【請求項7】請求項4〜6に記載した自転車における検
出信号伝送装置において、 前記伝送ケーブル(6)は、前記センサ(21,31,
41,51)から前記表示装置(1)に信号を伝送する
ための信号線(62)と、前記表示装置(1)から前記
センサ(21,31,41,51)に電源電圧を供給す
るための電源線(61)とを含むものである自転車にお
ける検出信号伝送装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP08211945A JP3088661B2 (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 自転車における検出信号伝送方法および装置 |
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