(57)【要約】【課題】分散型アーキテクチャを有する自転車用電子システムを提供する。【解決手段】自転車用電子システム（１）は、バッテリユニット（１２）と、手動指令管理ユニット（１４）と、ディレイラ管理ユニット（１６）と、各ユニット（１２，１４，１６）が接続されている給電用及び通信用のバス（１８）とを備えている。手動指令管理ユニット（１４）およびディレイラ管理ユニット（１６）は、それぞれ、プロセッサ（４０）と、プロセッサ（４０）とバス（１８）との間に配置された電圧レギュレータ（４２）とを含む。【選択図】図３
2014234155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車用電子システム（１）であって、
−バッテリユニット（１２）と、
−手動指令管理ユニット（１４）と、
−ディレイラ管理ユニット（１６）と、
−前記ユニット（１２，１４，１６）の各ユニットが接続されている給電用及び通信用のバス（１８）と、を備えており、
前記手動指令管理ユニット（１４）および前記ディレイラ管理ユニット（１６）の各々が、プロセッサ（４０）と、前記プロセッサ（４０）と前記バス（１８）との間に配置された電圧レギュレータ（４２）とを含む、自転車用電子システム（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の自転車用電子システム（１）において、前記給電用及び通信用のバス（１８）が、接地線（３０）、給電線（３２）および単一のシリアル通信線（３４）を含む、自転車用電子システム（１）。
【請求項３】
請求項２に記載の自転車用電子システム（１）において、前記手動指令管理ユニット（１４）および前記ディレイラ管理ユニット（１６）が、それぞれ、前記プロセッサ（４０）内に組み込まれているか若しくは前記プロセッサ（４０）の外部に配置された受信部（５０）、および／または、送信部（４８）を含む、自転車用電子システム（１）。
【請求項４】
請求項３に記載の自転車用電子システム（１）において、前記送信部（４８）および前記受信部（５０）が、前記シリアル通信線（３４）に接続されている、自転車用電子システム（１）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の自転車用電子システム（１）において、前記手動指令管理ユニット（１４）および前記ディレイラ管理ユニット（１６）の各々が、さらに、前記レギュレータ（４２）と前記バス（１８）の給電線（３２）及び接地線（３０）との間に配置された容量性素子（４６）を含む、自転車用電子システム（１）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の自転車用電子システム（１）において、前記手動指令管理ユニット（１４）、前記ディレイラ管理ユニット（１６）およびオプションとして前記バッテリユニット（１２）が、それぞれ、前記バス（１８）の給電線（３２）と通信線（３４）との間に配置されたポラライザ（５２，３８）、好ましくは抵抗器（５２，３８）を含む、自転車用電子システム（１）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の自転車用電子システム（１）において、さらに、第２の手動指令管理ユニット（１５）と、
第２のディレイラ管理ユニット（１７）と、
を備え、これら第２の手動指令管理ユニット（１５）および第２のディレイラ管理ユニット（１７）の各々が、プロセッサ（４０）と、前記プロセッサ（４０）と前記バス（１８）の接地線（３０）及び給電線（３２）との間に配置された電圧レギュレータ（４２）を含む、自転車用電子システム（１）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の自転車用電子システム（１）において、さらに、サイクルコンピュータ（２０）、センサユニット（２２）、ロギングユニット（２４）およびペリフェラルユニット（２６）からなる群から選択される少なくとも１つのさらなるユニット、を備え、
この少なくとも１つのさらなるユニットは、それぞれ、プロセッサ（４０）および前記プロセッサ（４０）と前記バス（１８）の接地線（３０）及び給電線（３２）との間に配置された電圧レギュレータ（４２）を含む、自転車用電子システム（１）。
【請求項９】
請求項３に記載の自転車用電子システム（１）において、前記送信部（４８）が、前記バス（１８）の前記通信線（３４）と前記接地線（３０）との間に互いに直列接続されたＭＯＳＦＥＴ（５４）および抵抗器（５６）を有しており、前記プロセッサ（４０）により、そのＭＯＳＦＥＴ（５４）のゲートが駆動される、自転車用電子システム（１）。
【請求項１０】
請求項３に記載の自転車用電子システム（１）において、前記受信部（５０）が、閾値比較器、好ましくはシュミットトリガを有する、自転車用電子システム（１）。
【請求項１１】
請求項３に記載の自転車用電子システム（１）において、前記プロセッサ（４０）が、前記受信部（５０）を介して、前記通信線（３４）上の電圧（Ｖｂｕｓ）が最低限の期間（Ｔｑ）のあいだ休止状態値（Ｖｑ）に等しいか否かをチェック（１００）し、これが肯定的である場合にのみ、前記送信部（４８）を介してメッセージを送信（１０２，１０４，１０６）する、自転車用電子システム（１）。
【請求項１２】
請求項３に記載の自転車用電子システム（１）において、前記プロセッサ（４０）が、前記受信部（５０）を介して、前記送信部（４８）を介して送信する各ビットをチェック（１０８）し、このチェックの結果が否定的である場合、メッセージ全体および／または送信した１つのビットを再送信する、自転車用電子システム（１）。
【請求項１３】
請求項３に記載の自転車用電子システム（１）において、前記プロセッサ（４０）が、前記受信部（５０）を介して、前記通信線（３４）上の電圧（Ｖｂｕｓ）が最低限の期間（Ｔｑ）のあいだ休止状態値（Ｖｑ）に等しいか否かをモニター（１２０）し、これが否定的である場合にはメッセージを受信（１２２）し、自身のユニットが宛先のユニットであるか否かをチェック（１２４）し、これが肯定的である場合には前記送信部（４８）を介して受理通知信号を送信（１２６）し、前記メッセージに応じて場合によってアクションを実行（１２８）し、前記送信部（４８）を介してさらなる受理通知信号を送信（１３０）する、自転車用電子システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用電子システム、特に、自転車用電子式ギアシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車のトランスミッションシステム（motion transmission system）は、ペダルクランク軸に結合した歯車と後輪のハブに結合した歯車との間に延在するチェーンを含む。前記ペダルクランク軸の歯車および前記後輪のハブの歯車のうち、少なくとも一方が複数の歯車からなる場合には、前記トランスミッションシステムに、フロントディレイラおよび／またはリアディレイラを具備したギアシフト装置が設けられる。このギアシフト装置が電子的サーボ支援型のギアシフト装置である場合、各ディレイラは、前記チェーンを歯車間で移動させてギア比を変更するように運動可能なチェーンガイド要素（ケージとも称される）、およびこのチェーンガイド要素を運動させるための電気機械的なアクチュエータを備える。典型的に、このアクチュエータは、前記チェーンガイド要素に対して関節接続型の平行四辺形機構、ラックシステム、ウォームねじシステムなどのリンク機構を介して接続されるモータ（典型的には、電気モータ）と、ロータ又は当該ロータの下流から前記チェーンガイド要素に至るまでの任意の可動部品についての、位置および／または速度および／または加速度のセンサとを含む。なお、この文脈で用いた技術用語とやや異なる技術用語も用いられているので注意されたい。
【０００３】
ギア比の変更の方法には、制御用の電子機器により、例えば、走行速度、ペダルクランクの回転ケイデンス(cadence of rotation) 、ペダルクランクに加わるトルク、走行地形の傾斜、運転者の心拍数など、少なくとも１つの検出変数に基づいて自動的に行う方法、および／または、運転者が適切な制御部材、例えば、レバーやボタンなどを用いて入力した指令（commands）に基づいて手動で行う方法がある。
【０００４】
通常、フロントディレイラ及びリアディレイラを制御する制御装置（あるいは、単純なギアシフト装置の場合には、それらの一方のみを制御する制御装置）は、運転者が操作し易いように、ハンドルバーのうち、前輪ブレーキおよび／または後輪ブレーキを制御するブレーキレバーが配置されたハンドグリップ近傍の箇所に装着又は搭載される。一般的に、ディレイラの双方向駆動及びブレーキの駆動の両方を可能にする制御装置は、統合型制御装置(integrated controls)と称される。
【０００５】
なお、フロントディレイラ及び前輪のブレーキレバーを制御する制御装置を左側のハンドグリップ近傍に設置し、リアディレイラ及び後輪のブレーキレバーを制御する制御装置を右側のハンドグリップ近傍に設置するのが通例である。
【０００６】
以上の構成要素は自転車に車載されるが、その際、互いに通信可能でなければならない。さらに、以上の構成要素には電力を供給しなければならない。
【０００７】
特許文献１には、自転車部品制御ユニットとコンピュータ制御ユニットと通信経路とを備えた自転車制御装置であって、前記自転車部品制御ユニットは制御送信機及び制御受信機の一方を有し、前記コンピュータ制御ユニットは制御送信機及び制御受信機の他方を有し、前記通信経路は前記自転車部品制御ユニットと前記コンピュータ制御ユニットとに連結されており、前記制御送信機が電力及びデータの双方を前記通信経路を介して前記制御受信機に伝達する、自転車制御装置が開示されている。
【０００８】
特許文献２には、自転車に取り付けられたセンサ・セットとアクチュエータ・セットと制御要素・セットとに接続可能な電子制御システムであって、情報の処理及び表示用ユニットとして機能することができる第１のプロセッサ・ユニットと、通信を制御し、前記制御要素・セットのインターフェースのユニットとして機能することができる第２のプロセッサ・ユニットと、前記センサ・セットと前記アクチュエータ・セットとのインターフェースのユニットとして機能することができる第３のプロセッサ・ユニットとを含み、前記第１のプロセッサ・ユニット、前記第２のプロセッサ・ユニット、前記第３のプロセッサ・ユニットが非同期式双方向通信チャンネルにより相互につながれている、電子制御システムが開示されている。
【０００９】
特許文献３には、自転車用電子装置であって、適切な通信プロトコルにしたがい通信チャネルによって互いに通信する、電子制御ユニット、表示ユニット、駆動ユニットおよび第２の電子制御ユニット（すなわちセンサユニット）を備え、さらに、各構成要素に電力を供給するためのラインが設けられた、自転車用電子装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６７４１０４５号明細書
【特許文献２】米国特許第６７５７５６７号明細書
【特許文献３】欧州特許第２０７２０９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
出願人は、上記の文献に記載されたアーキテクチャ全般がメインプロセッサを採用したものであり、メインプロセッサが動作不良に陥ると、システム全体が動作不良に陥ってしまうことに気付いた。
【００１２】
以上を踏まえて、本発明の根底をなす課題は、前述した問題点を回避すること、特に、分散型アーキテクチャ（distributed architechtures）を有する自転車用電子システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一つのアスペクトは、自転車用電子システムである。この自転車用電子システムは、
−バッテリユニットと、
−手動指令管理（manual command management）ユニットと、
−ディレイラ管理ユニットと、
−前記ユニットの各ユニットが接続されている給電用及び通信用のバスと、を備えている。
【００１４】
さらに、前記手動指令管理ユニットおよび前記ディレイラ管理ユニットの各々は、プロセッサと、当該プロセッサと前記バスとの間に配置された電圧レギュレータ（voltage regulator）とを含む。
【００１５】
このような分散型アーキテクチャにより、中央処理装置（central processing unit）を設けずに済むだけでなく、前記自転車用電子システムの拡張も容易に行うことができる。また、有利なことに、給電手段を前記ユニットの全ユニットで共有しており、かつ、前記ユニットの各ユニットには電圧レギュレータが設けられているので、各ユニットのプロセッサがそのユニットに特化している場合であっても、各ユニットのプロセッサに合った電力を供給することができる。前記手動指令管理ユニットは、前記バスを介して前記ディレイラ管理ユニットと通信することにより、当該ディレイラ管理ユニットにギアシフト指令を伝達することができる。その逆も同様の方法により、前記ディレイラ管理ユニットは、自身の状態に関するメッセージを、前記手動指令管理ユニットに直接通信することができる。
【００１６】
上記の自転車用電子システムの実施形態は、下記の構成を追加することによってさらに改良可能である。また、それらの付加的構成を適宜互いに組み合わせることも可能である。
【００１７】
好ましくは、前記給電用及び通信用のバスは、接地線（ground cable）、給電線（power supply cable）および単一のシリアル通信線（single serial communication cable）を含む。
【００１８】
このように３種類の電線（wire）を具備したバスを前記自転車用電子システム全体に行き渡せることにより、異なる前記ユニット同士の接続を簡単に行うことができる。
【００１９】
好ましくは、前記手動指令管理ユニットおよび前記ディレイラ管理ユニットは、それぞれ、前記プロセッサ内に組み込まれているか若しくは前記プロセッサの外部に配置された受信部(receiver)、および／または、送信部（transmitter）を含む。
【００２０】
前記ユニットの各ユニットに送信部と受信部の両方を設けることにより、前記自転車用電子システムの能力が向上する。
【００２１】
好ましくは、前記送信部および前記受信部は、前記シリアル通信線に接続されている。
【００２２】
好ましくは、前記手動指令管理ユニットおよび前記ディレイラ管理ユニットは、それぞれ、さらに、前記レギュレータと前記バスの給電線及び接地線との間に配置された容量性素子（capacitive device）を含む。
【００２３】
有利なことに、そのような容量性素子は、電力供給が欠けた場合に、前記プロセッサがデータを保存できるように、短時間だけ当該プロセッサに給電を行う機能を有している。
【００２４】
好ましくは、前記手動指令管理ユニット、前記ディレイラ管理ユニットおよびオプションとしての前記バッテリユニットの各々は、前記バスの給電線と通信線との間に配置されたポラライザ（polarizer）、より好ましくは抵抗器を含む。
【００２５】
好ましくは、前記自転車用電子システムは、さらに、第２の手動指令管理ユニットと、第２のディレイラ管理ユニットとを備え、これら第２の手動指令管理ユニットおよび第２のディレイラ管理ユニットは、それぞれ、プロセッサと、当該プロセッサと前記バスの接地線及び給電線との間に配置された電圧レギュレータとを含む。
【００２６】
好ましくは、前記自転車用電子システムは、さらに、サイクルコンピュータ（computer cycle）、センサユニット、ロギングユニットおよびペリフェラルユニット（周辺ユニット）からなる群から選択される少なくとも１つのさらなるユニットを備え、この少なくとも１つのさらなるユニットは、それぞれ、プロセッサと、当該プロセッサと前記バスの接地線及び給電線との間に配置された電圧レギュレータとを含む。
【００２７】
好ましくは、前記送信部は、前記バスの前記通信線及び前記接地線との間に互いに直列接続されたＭＯＳＦＥＴおよび抵抗器を有しており、前記プロセッサにより、そのＭＯＳＦＥＴのゲートが駆動される。
【００２８】
好ましくは、前記受信部は、閾値比較器、より好ましくはシュミットトリガ(Schmitt trigger)を有する。
【００２９】
好ましくは、前記プロセッサは、前記受信部を介して、前記通信線上の電圧が最低限の期間のあいだ休止状態値（quiescence value）に等しいか否かをチェックし、これが肯定的である場合にのみ、前記送信部を介してメッセージを送信する。
【００３０】
好ましくは、前記プロセッサは、前記受信部を介して、前記送信部を介して送信する各ビットをチェックし、このチェックの結果が否定的である場合、メッセージ全体および／または送信した１つのビットを再送信する。
【００３１】
好ましくは、前記プロセッサは、前記受信部を介して、前記通信線上の電圧が最低限の期間のあいだ休止状態値に等しいか否かをモニターし、これが否定的である場合にはメッセージを受信し、自身のユニットが宛先のユニットであるか否かをチェックし、これが肯定的である場合には前記送信部を介して受理通知信号を送信し、前記メッセージに応じて場合によってアクションを実行し、前記送信部を介してさらなる受理通知信号を送信する。
【００３２】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しながら行う、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。異なる形態では構成も異なり得るが、異なる形態間の異なる構成同士も、適宜組み合わせ可能であることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態の自転車用電子システムを示すブロック図である。
【図２】同自転車用電子システムのバッテリユニットを示すブロック図である。
【図３】同自転車用電子システムのその他の各ユニットを示すブロック図である。
【図４】同自転車用電子システムのバッテリユニットの基本配線図である。
【図５】同自転車用電子システムのその他の各ユニットの基本配線図である。
【図６】送信に関する通信プロトコルのフローチャートである。
【図７】受信に関する通信プロトコルのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下の説明において、図面における同一のまたは類似した符号は、同一のまたは類似した機能を有する構成要素を指すものとする。
【００３５】
図１を参照する。自転車用電子システム１は、バッテリユニット１２、手動指令管理ユニット１４、ディレイラ管理ユニット１６、およびバス１８（すなわち、給電用及び通信用のバス）を備えている。バス１８に、それらユニット１２，１４，１６の各ユニットが接続されている。
【００３６】
一例として、手動指令管理ユニット１４は右手で作動される手動指令管理ユニットとされ、ディレイラ管理ユニット１６は後輪に対応したディレイラ管理ユニットとされる。
【００３７】
必須ではないが、好ましくは、自転車用電子システム１は、バス１８に接続されたさらなるユニットを備えている。
【００３８】
そのような場合として、同図には、第２の手動指令管理ユニット１５および第２のディレイラ管理ユニット１７も示されている。上記の例にならうと、第２の手動指令管理ユニット１５は左手で作動される手動指令管理ユニットとされ、第２のディレイラ管理ユニット１７はペダルクランク軸に対応したディレイラ管理ユニットとされる。
【００３９】
変形例として、フロントディレイラの管理ユニットおよびこれに対応する指令部（典型的には、左手で作動される指令部）だけを設けるようにしてもよい。
【００４０】
自転車用電子システム１のバス１８に接続可能なその他のユニットとして、サイクルコンピュータ２０、センサユニット２２、ロギングユニット２４、およびペリフェラルユニット２６全般が挙げられる。ペリフェラルユニットの例としては、ペダル負荷（pedalling effort）を検出／処理するユニットや、離れた位置に設けられた指令ユニット、すなわち、ハンドルバーの相異なる位置に設けられているか又は全く別の位置に設けられた少なくとも１つの重複する指令ユニットなどが挙げられる。
【００４１】
図２及び図３に示すように、バス１８は、接地線３０、給電線３２および単一のシリアル通信線３４の３種類の電線（cable）を含んでいる。接地線３０は、自転車用電子システム１のあらゆる電位差の基準となる。給電線３２は、自転車用電子システム１内に接続された全てのユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６に対して給電する。シリアル通信線３４は、自転車用電子システム１内に接続された全てのユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６がサービスやエラーメッセージや指令を通信するのに使用される。
【００４２】
図２は、バッテリユニット１２を示すブロック図であり、図３は、その他の各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６を示すブロック図である。
【００４３】
バッテリユニット１２は、動力電池(power cell) 、蓄電池（accumulator）またはバッテリを含む。バッテリ３６は、複数のセル（好ましくは、充電可能なセル）で構成されたものであってもよく、典型的には、当該複数のセルを直列接続したものとされ得る。バッテリ３６は、接地線３０と給電線３２との間に接続されており、これにより、それら２種類の電線の間に電圧差を生成し、その電圧差を自転車用システム１の他の構成要素がバス１８を介して利用できるようにしている。バッテリユニット１２は、オプションとして、給電線３２と通信線３４との間に接続されたポラライザ３８（例えば、抵抗器など）を含み、これにより、通信線３４上に既知電圧を生成することができる。
【００４４】
図３に示すように、その他の各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６は、プロセッサ４０および電圧レギュレータ４２を含む。電圧レギュレータ４２は、プロセッサ４０とバス１８との間、より具体的には、バス１８の接地線３０と給電線３２との間に配置されている。
【００４５】
プロセッサ４０は、包括的な機能ブロック４４で表された各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６に固有な装置を制御し、および／または、その固有な装置によって制御される。例えば、手動指令管理ユニット１４，１５の場合、典型的に、機能ブロック４４は、少なくとも２つのスイッチを含み、場合によっては、当該スイッチの作動レバーまたは作動ボタンも含む。そのようなスイッチは、自身の状態の変化に応じて、シフトアップ要求信号またはシフトダウン要求信号を伝達させる。ディレイラ管理ユニット１６，１７の場合、機能ブロック４４は、例えば、ディレイラのチェーンガイド要素を運動させる電気モータおよび／またはそのような電気モータの駆動回路を含む。サイクルコンピュータ２０の場合、機能ブロック４４は、例えば、ディスプレイ、制御スイッチ、およびデータ・プログラムメモリを含む。センサユニット２２の場合、機能ブロック４４は、走行速度、ペダルクランクの回転ケイデンス、ペダルクランクに加わるトルク、走行地形の傾斜、運転者の心拍数などの変数の、少なくとも１つのセンサを含む。ロギングユニット２４の場合、機能ブロック４４は、例えば、イベントおよびそのようなイベントが発生した各時刻を記憶するための、クロックおよびメモリを含む。一般的なペリフェラルユニット２６の場合、機能ブロック４４は、プロセッサ４０によって制御されるか又はプロセッサ４０を制御する少なくとも１つの電子装置を含む。また、ペリフェラルユニット２６として、機能ブロック４４を有さずに処理機能だけを備えたペリフェラルユニット２６が設けられてもよい。
【００４６】
上記のように各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６のプロセッサ４０の機能は互いに大きく異なり得るが、電圧レギュレータ４２を設けることにより、各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６のプロセッサ４０として、それら各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６の固有の機能に最も適したプロセッサを採用することができる。実際に、電圧レギュレータ４２は、バッテリユニット１２からバス１８を介して電力を受け取り、プロセッサ４０にとって最も適した電圧値を当該プロセッサ４０に供給することができる。
【００４７】
図示していないが、機能ブロック４４によって概略表示されている少なくとも１つの電子装置・電気機械的装置を、接地線３０と給電線３２とに直接接続することにより、バッテリユニット１２からバス１８を介して給電を受けるものとしてもよい。
【００４８】
好ましくは、電圧レギュレータ４２とバス１８との間、より具体的には、バス１８の接地線３０と給電線３２との間に、容量性素子４６（例えば、低容量コンデンサなど）が配置されている。このような容量性素子により、バス１８からの電力供給が欠けた場合に、短時間（例えば、数ミリ秒）だけプロセッサ４０に給電を行うことが可能になるので、プロセッサ４０の電源が落ちるのを遅らせることができる。これにより、プロセッサ４０は、電力供給が欠けても、あらゆるデータおよびあらゆる変数の最新値を不揮発性メモリに保存することができる。
【００４９】
好ましくは、各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６は、通信線３４上の電圧の変調部(modulator)、すなわち、送信部４８、および通信線３４上の電圧の復調部(demodulator) 、すなわち、受信部５０を含む。
【００５０】
受信部５０は、図面では独立したブロックとして示されているが、後で詳述するように、プロセッサ４０内に組み込まれてもよい。
【００５１】
自転車用電子システム１内に接続される各ユニットに、送信部（又は変調部）４８と受信部（又は復調部）５０とを設けることにより、異なるユニット間の直接通信が可能になる。具体的に説明すると、手動指令管理ユニット１４，１５および／またはセンサユニット２２とディレイラ管理ユニット１６，１７とが互いに直接通信することにより、ディレイラのシフトアップ指令やシフトダウン指令を直接伝達したり、ディレイラの状態に関するメッセージを直接受け取ったりすることができる。自転車用電子システム１に特に適した通信プロトコルについては、後で詳述する。
【００５２】
一部のユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６では、送信部４８および／または受信部５０が省略されてもよい。そのようなユニットについては、当然ながら、その省略分の通信機能（あるいは、通信機能そのもの）を放棄することとなり、場合によっては、後述する通信プロトコルも変更される。
【００５３】
バッテリユニット１２と同様に、その他の各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６も、オプションとして、給電線３２と通信線３４との間に接続されたポラライザ５２（例えば、抵抗器など）を含み、これにより、通信線３４上に既知電圧を生成することができる。
【００５４】
図４は、バッテリユニット１２の基本配線図である。同図には、複数のセルを直列接続して構成されたバッテリ３６又は蓄電池(accumulator)が、バス１８の接地線３０に繋がる電線３１と給電線３２に繋がる電線３３との間に接続されている様子と、オプションの構成品であるポラライザ３８（図示の例では、抵抗器３８）が、バス１８の給電線３０に繋がる電線３３と通信線３４に繋がる電線３５との間に接続されている様子とが示されている。
【００５５】
図５は、自転車用電子システム１のその他の各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６の基本配線図である。バス１８の接地線３０に繋がる電線３１ａと給電線３２に繋がる電線３３ａとの間には、保護用容量（protection capacity）４６が接続されている。その下流側では、バス１８の接地線３０に繋がる電線３１ａと給電線３２に繋がる電線３３ａとの間に、電圧レギュレータ４２が接続されている。プロセッサ４０は、電圧レギュレータ４２と接地線３０に繋がる電線３１ａとの間に接続されており、これにより、当該プロセッサ４０には調整された電力が供給される。さらに、プロセッサ４０は、受信部５０を当該プロセッサ４０内に組み込んでいる（すなわち、受信部５０を当該プロセッサ４０に実装している）ので、通信線３４に繋がる電線３５ａにも直接接続されている。これにより、プロセッサ４０は、通信線３４上の電圧レベルを検出し、その電圧レベルを後述する通信プロトコルにしたがって解釈(interpret)することができる。
【００５６】
変形例として、前記復調器は、独立した構成要素とされてもよく、例えば閾値比較器であり、好ましくはシュミットトリガである。
【００５７】
前記変調器（すなわち、送信部４８）は、バス１８の接地線３０に繋がる電線３１ａと通信線３４に繋がる電線３５ａとの間に互いに直列接続された、ＭＯＳＦＥＴ５４および抵抗器５６を有する。具体的に説明すると、ＭＯＳＦＥＴ５４のドレインが通信線３４に繋がる電線３５ａに接続され、ＭＯＳＦＥＴ５４のソースが抵抗器５６の端部に接続され、さらに、抵抗器５６の他方の端部が接地線３０に繋がる電線３１ａに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ５４のゲートは、プロセッサ４０により、指令ライン５８を介して駆動される。
【００５８】
同図には、さらに、ポラライザ５２（図示の例では、抵抗器５２）が、ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６の全構成要素の上流側で、給電線に繋がる電線３３ａと通信線３４に繋がる電線３５ａとの間に接続されている様子が示されている。
【００５９】
プロセッサ４０がＭＯＳＦＥＴ５４のゲートに電圧を印加していないとき、当該ＭＯＳＦＥＴ５４のドレインとソースとが実質上互いに隔絶されるので、通信線３４上の電圧は、ポラライザ５２によって決まる。プロセッサ４０がＭＯＳＦＥＴ５４のゲートに当該ゲートの閾値電圧（threshold voltage）よりも高い電圧を印加すると、当該ＭＯＳＦＥＴ５４に電流が流れるので、抵抗器５６により、通信線３４上の電圧が低下する。
【００６０】
その結果、バス１８の通信線３４上の電圧Ｖｂｕｓは、任意のユニットのＭＯＳＦＥＴ５４のゲートに電圧が印加されていないときの電圧、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ５４のゲート電圧が第１のロジックレベル（例えば、ロジック０）に相当するときの電圧である、休止状態電圧Ｖｑと称される一定値から、所与のユニットのＭＯＳＦＥＴ５４のゲートに電圧が印加されているときの電圧、すなわち、ＭＯＳＦＥＴ５４のゲート電圧が第２のロジックレベル（例えば、ロジック１）に相当するときの電圧である、前記Ｖｑよりも低い数値Ｖｔｘに移行する。バス１８の通信線３４上の電圧Ｖｂｕｓの数値は、前記復調器（すなわち、受信部５０）によって検出され、ロジックレベル０または１に解釈される。このようにして、プロセッサ４０は、ＭＯＳＦＥＴ５４のゲートに印加する電圧を経時的に制御することにより、送信部４８を介して通信線３４に対してバイナリ信号（二値の信号）を送信することができる。
【００６１】
なお、図２及び図３に示すブロックの一部、ならびに図４及び図５に示す構成品の一部は省略されてもよい。
【００６２】
図６は、本発明にかかる送信に関する通信プロトコルのフローチャートであり、図７は、受信に関する同通信プロトコルのフローチャートである。この通信プロトコルでは、送信側のユニットが１回の送信時につき１つだけであり、自身が宛先であるか否かを判断するために、全ユニットが常に耳を傾けている。
【００６３】
送信に関して言えば、図６に示すように、メッセージを送信するユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６のプロセッサ４０が、まず、ブロック１００において、受信部５０を介して、通信線３４上の電圧Ｖｂｕｓが最低限の期間Ｔｑのあいだ休止状態値Ｖｑに等しいか否かをチェックする。この最低限の期間Ｔｑは、どの装置もバス１８を使用していない平均的な時間として設定される。最低限の期間Ｔｑは、メッセージが確実に邪魔されることのない最低限の期間であり、一定値、ゼロまたは変数であり、使用のモード（modes of use）に適合している。
【００６４】
上記のチェックの結果が否定的である場合、すなわち、電圧Ｖｂｕｓの数値が前記Ｖｑよりも低い前記Ｖｔｘに低下している場合、これは、（メッセージを送信しようとしている自身のユニットも含め）ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６からの送信が既に進行中であることを意味する。そのため、本過程の実行は、「チェック」ブロック１００で留まる。
【００６５】
上記のチェックの結果が肯定的である場合、すなわち、電圧Ｖｂｕｓの数値が前記期間Ｔｑのあいだ前記Ｖｑに等しい場合、これは、どのユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６も送信を行っておらず、通信線３４が利用可能であることを意味する。
【００６６】
この場合、プロセッサ４０は、ブロック１０２において、送信するメッセージを送信バッファにロードする。ただし、このロード過程は、ブロック１００の「チェック」過程よりも前に実行されてもよい。
【００６７】
その後、プロセッサ４０は、ブロック１０４において、送信部４８を介して、前記送信バッファにロードしたメッセージを１ビット毎送信する。プロセッサ４０は、ブロック１０６において、受信部５０を介して、送信したビットが通信線３４上に適切にロードされたか否かをチェックする。その後、プロセッサ４０は、ブロック１０８において、最新ビットの送信が適切に行われたか否かをチェックすると共に、メッセージの送信が完了したか否かについてもチェックする。これが否定的である場合、プロセッサ４０は、ブロック１０４に戻り、別のビットを送信するか、あるいは、エラーの場合には同じビットを再送信するか又はメッセージの送信自体をやり直す。逆に肯定的である場合には、送信プロトコルの実行を終了する。
【００６８】
受信に関して言えば、図７に示すように、自転車電子システム１内に接続された全てのユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６のプロセッサ４０が、ブロック１２０において、受信部５０を介して、通信線３４上の電圧Ｖｂｕｓが最低限の期間Ｔｑのあいだ休止状態値Ｖｑに等しいか否かをチェックする。この条件がその通り(true)である場合、どのユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６も送信を行っていないということであり、プロセッサ４０は電圧Ｖｂｕｓのチェックを引き続き行う。しかしながら、この受信・チェック過程は省略されてもよい。
【００６９】
電圧Ｖｂｕｓが前記Ｖｑと異なる数値になり、前記Ｖｔｘに等しくなると、所与のユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６が送信を行っているということであり、自転車用電子装置１内に接続された全てのユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６のプロセッサ４０が、ブロック１２２において、受信部５０を介して、メッセージ全体を１ビット毎、例えば受信バッファに記憶して受信する。
【００７０】
次に、自転車用電子装置１内に接続された全てのユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６のプロセッサ４０は、ブロック１２４において、前記メッセージの宛先が自身のユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６であるか否かをチェックし、これが否定的である場合にはブロック１２０に戻り、電圧Ｖｂｕｓのチェックを再開する。
【００７１】
前記ブロック１２４のチェックの結果が肯定的である場合、前記メッセージの受取りユニットのプロセッサ４０は、ブロック１２６において、前述した送信プロトコルにより、あるいは、改良送信プロトコル（modified protocol）においてブロック１００でバス１８が空くのを待たずに、メッセージ受理通知を送信する。
【００７２】
前記メッセージの宛先であるユニットのプロセッサ４０は、ブロック１２８において、オプションとして、受理したメッセージに応じてアクションを実行する。例えば、手動指令管理ユニット１４からのシフトアップ要求メッセージの場合には、それに対応したディレイラ管理ユニット１６が、前記電気モータを適宜駆動させてディレイラのチェーンガイド要素を運動させることにより、シフトアップ動作を実行する。
【００７３】
その後、前記メッセージの宛先であるユニットのプロセッサ４０は、ブロック１３０において、前述した送信プロトコルにより、アクションを実行したことのコンファメーション（確認通知）を送信する。
【００７４】
以上のように、自転車用電子システム１は、好都合なことに中央処理装置を持たない、分散型アーキテクチャを有している。各ユニット１４〜１７，２０，２２，２４，２６は、いずれも同一のレベルにあり、スレーブもマスタも存在しない。また、自転車用電子システム１は、ユニットの追加、除去、交換によって簡単に再構成することができる。また、３種類の電線を具備したバス１８が自転車用電子システム１全体にわたって設けられているので、システム内の様々な場所に存在する様々な装置を複数の電線で相互接続するという組立作業を、簡単に行うことができる。
【００７５】
以上の説明から、本発明にかかる自転車用電子システムの様々な特徴だけでなく、それら特徴間の相対的な利点も明らかである。
【００７６】
これまでに説明した実施形態の変形例についても、本発明の教示内容を逸脱しない範囲で、様々なものが実施可能である。
【００７７】
また、既述した自転車用電子システムについて、様々な変更及び変形が可能であるが、いずれも本発明の範疇である。さらに、細部についても、技術的に等価な構成要素によって置き換え可能である。事実、使用する材料や寸法などは、その時々の技術的要件に応じて任意に選定されてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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