(57)【要約】      （修正有）【課題】低い気温における自転車の電子機器用のバッテリ電源ユニットのパフォーマンスを向上させる。【解決手段】温度検出回路により、バッテリ電源ユニット４の温度が下側温度しきい値以下であれば、バッテリ電源ユニットに熱的に結合された加熱エレメント５にバッテリ電源ユニットから電気エネルギが供給される。バッテリ電源ユニットはこれにより自己発熱し、適切な動作温度に保持される。またバッテリ電源ユニットの電気エネルギの一部は、同時に、電子機器３に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ電源ユニットから自転車の電子機器（３）に電気エネルギを供給する方法であって、
前記電源ユニット（４）の温度を示す少なくとも１つの温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）を検出する（６，１５）工程と、
前記電源ユニット（４）の動作状態をチェックする工程であって、前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）が下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ，Ｔｒｅｆ）以下であるか否かをチェックする（１０２，２０２，３０２，４０５，５０５，６０４，７０４）工程と、
前記チェックする工程が肯定結果を有する場合は、
前記電源ユニット（４）に熱的に結合された少なくとも１つの加熱エレメント（５）に前記電源ユニット（４）から電気エネルギを供給する（７，ＳＷ）工程（９０）とを備えた電気エネルギ供給方法。
【請求項２】
請求項１において、前記下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ）は前記電源ユニット（４）の最大公称容量の少なくとも５％の電源ユニット（４）容量を保証するように選択される電気エネルギ供給方法。
【請求項３】
請求項２において、前記下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ）は前記電源ユニット（４）の最大公称容量の４０％の電源ユニット（４）容量を保証するように選択される電気エネルギ供給方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、前記下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ）は−４℃である電気エネルギ供給方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記チェックする工程は、さらに、前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）が上側温度しきい値（Ｔｈｉｇｈ）よりも低いか否かをチェックする（２０４）電気エネルギ供給方法。
【請求項６】
請求項５において、前記上側温度しきい値（Ｔｈｉｇｈ）は前記電源ユニット（４）の最大公称容量の約７５％の電源ユニット（４）容量を保証するように選択される電気エネルギ供給方法。
【請求項７】
請求項５または６において、前記上側温度しきい値（Ｔｈｉｇｈ）は４℃である電気エネルギ供給方法。
【請求項８】
請求項１から３のいずれか一項において、前記電源ユニット（４）から前記少なくとも１つの加熱エレメント（５）への電気エネルギは、前記下側温度しきい値（Ｔｒｅｆ）と、前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ）に比例する温度（ＧＡＩＮ＊Ｔ）との差（ε）の関数として供給される（３０４）電気エネルギ供給方法。
【請求項９】
請求項８において、前記関数は比例、積分および／または微分型の関数である電気エネルギ供給方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項において、前記少なくとも１つの温度（Ｔｂａｔｔ）を検出する工程は、前記バッテリ電源ユニット（４）の複数のバッテリのそれぞれについての温度を検出する電気エネルギ供給方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項において、前記チェックする工程は、前記下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ，Ｔｒｅｆ）と前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）との差（ΔＴ）が最大温度差（ΔＴｍａｘ，ΔＴｍａｘ（Ｃｈ））以下であるか否かをチェックする（３０５，４０２，５０２，７０２）電気エネルギ供給方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記最大温度差（ΔＴｍａｘ）は一定値である電気エネルギ供給方法。
【請求項１３】
請求項１２において、前記最大温度差（ΔＴｍａｘ）は１５℃である電気エネルギ供給方法。
【請求項１４】
請求項１１において、前記最大温度差（ΔＴｍａｘ（Ｃｈ））は前記電源ユニット（４）の残留電荷（Ｃｈ）の非減少関数である電気エネルギ供給方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項において、さらに、
前記電源ユニット（４）の残留電荷（Ｃｈ）を検出する（１５）工程を備え、
前記チェックする工程は、さらに、前記残留電荷が最小残留電荷（Ｃｈｍｉｎ，Ｃｈｒｉｓ，Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ））よりも大きいか否かをチェックする（４０３，５０３，６０２）電気エネルギ供給方法。
【請求項１６】
請求項１５において、前記最小残留電荷（Ｃｈｍｉｎ）は前記電源ユニット（４）の最大電荷の一定の比率値である電気エネルギ供給方法。
【請求項１７】
請求項１６において、前記最小残留電荷（Ｃｈｍｉｎ）は前記電源ユニット（４）の最大電荷の７５％である電気エネルギ供給方法。
【請求項１８】
請求項１５において、前記最小残留電荷（Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ））は前記温度差（ΔＴ）の非減少関数である電気エネルギ供給方法。
【請求項１９】
請求項１８において、前記最小残留電荷（Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ））は、０℃から最大温度差（ΔＴｍａｘ，ΔＴｍａｘ（Ｃｈ））までの間に含まれる温度差範囲内では前記温度差（ΔＴ）の増加関数であり、温度差（ΔＴ）が０℃のときは残留予備電荷（Ｃｈｒｉｓ）に等しく、温度差（ΔＴ）が前記最大温度差（ΔＴｍａｘ，ΔＴｍａｘ（Ｃｈ））以上では前記電源ユニット（４）の最大電荷に等しい電気エネルギ供給方法。
【請求項２０】
請求項１９において、０℃から最大温度差（ΔＴｍａｘ，ΔＴｍａｘ（Ｃｈ））までの間の前記温度差範囲（ΔＴ）における温度差（ΔＴ）の前記増加関数は線形である電気エネルギ供給方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０において、前記最小残留電荷（Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ））は、０℃未満の温度差（ΔＴ）では残留予備電荷（Ｃｈｒｉｓ）に等しい電気エネルギ供給方法。
【請求項２２】
請求項１９から２１のいずれか一項において、前記残留予備電荷（Ｃｈｒｉｓ）は前記電源ユニット（４）の最大電荷の３０％である電気エネルギ供給方法。
【請求項２３】
請求項１１から２２のいずれか一項において、前記検出される温度は前記気温（Ｔａｔｍ）である電気エネルギ供給方法。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれか一項において、前記チェックする工程は、さらに、前記電子機器（３）がアクティブであるか否かをチェックする（１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１）電気エネルギ供給方法。
【請求項２５】
請求項１から２４のいずれか一項において、前記電源ユニット（４）からのエネルギの一部は、前記バッテリ電源ユニット（４）の複数のバッテリのそれぞれに熱的に結合された複数の加熱エレメント（５）に供給される電気エネルギ供給方法。
【請求項２６】
請求項１から２５のいずれか一項において、さらに、前記電子機器（３）に電気エネルギを供給する工程（９０）を備えた電気エネルギ供給方法。
【請求項２７】
請求項２６において、前記電気エネルギを前記電子機器（３）に供給する工程（９０）は、前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ）が前記下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ）よりも高い場合に実行される電気エネルギ供給方法。
【請求項２８】
自転車の電子機器（３）用の電源システムであって、
バッテリ電源ユニット（４）と、
前記電源ユニット（４）の温度を表示する少なくとも１つの温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）センサ（６，１５）と、
前記電源ユニット（４）に熱的に接続される少なくとも１つの加熱エレメント（５）と、
前記電源ユニット（４）から前記加熱エレメント（５）への選択的に作動可能な電気接続（７，ＳＷ）と、
前記システム（１）の動作状態をチェックして、前記システムがアクティブであれば、前記電気接続（７，ＳＷ）を作動させて電気エネルギを前記電源ユニット（４）から前記加熱エレメント（５）に供給させるコントローラ（８）とを備え、
前記動作状態のチェックは、前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）が下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ，Ｔｒｅｆ）以下であるか否かを含む電源システム。
【請求項２９】
請求項２８において、前記電源ユニット（４）から前記自転車の電子機器（３）への電気接続（１２）を備えるシステム。
【請求項３０】
請求項２８または２９において、さらに、前記自転車の電子機器（３）を備えたシステム。
【請求項３１】
請求項２８から３０のいずれか一項において、前記動作状態のチェックは、さらに、前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）が上側温度しきい値（Ｔｈｉｇｈ）よりも低いか否かを含むシステム。
【請求項３２】
請求項２８から３１のいずれか一項において、前記コントローラ（８）は前記電気接続部（７，ＳＷ）を、継電器および固体素子よりなるグループから選択される電力調整器（ＳＷ）を介して作動させるシステム。
【請求項３３】
請求項３２において、前記加熱エレメント（５）は抵抗型であり、前記加熱コントローラ（８）は、前記少なくとも１つの温度センサ（６）の出力信号（Ｔｂａｔｔ）を乗算する乗算器（２６）と、前記下側温度しきい値（Ｔｒｅｆ）から前記乗算器の出力（ＧＡＩＮ＊Ｔ）を減算してエラー信号（ε）を取得する減算器（２７）と、前記エラー信号（ε）に作用して前記電力調整器（ＳＷ）の駆動信号（Ｓ（ε））を出力するＰ．Ｉ．Ｄ．型の電力調整器ブロック（２８）とを備えるシステム。
【請求項３４】
請求項３３において、前記Ｐ．Ｉ．Ｄ．電力調整器ブロック（２８）の出力における前記駆動信号（Ｓ（ε））は、前記加熱エレメント（５）の両端間の電圧値（Ｖ（ｔ））または前記加熱エレメント（５）を流れる電流値（Ｉ（ｔ））を発生させ、この電圧値（Ｖ（ｔ））または電流値（Ｉ（ｔ））は、前記エラー信号（ε）の増加に伴って増加するシステム。
【請求項３５】
請求項３３において、前記Ｐ．Ｉ．Ｄ．電力調整器ブロック（２８）は、前記加熱エレメント（５）の両端間の変調電圧（Ｖ（ｔ））または前記加熱エレメントを流れる変調電流（Ｉ（ｔ））を発生させ、この変調電圧（Ｖ（ｔ））または変調電流（Ｉ（ｔ））のデューティサイクルは、前記エラー信号（ε）の増加に伴って増加するシステム。
【請求項３６】
請求項２８から３５のいずれか一項において、前記少なくとも１つの温度センサ（６）は、前記電源ユニット（４）に熱的に結合される少なくとも１つの温度センサを備えるシステム。
【請求項３７】
請求項３６において、前記電源ユニット（４）は少なくとも２つのバッテリを備え、前記少なくとも１つの温度センサ（６）は各バッテリに熱的に接続されるシステム。
【請求項３８】
請求項２８から３７のいずれか一項において、前記少なくとも１つの温度センサ（６）はサーミスタを備えるシステム。
【請求項３９】
請求項２８から３８のいずれか一項において、前記動作状態のチェックは、さらに、前記下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ，Ｔｒｅｆ）と前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ，６，１７）との差（ΔＴ）が最大温度差（ΔＴｍａｘ，ΔＴｍａｘ（Ｃｈ））以下であるか否かを含むシステム。
【請求項４０】
請求項２８から３９のいずれか一項において、さらに、残留電荷センサ（７）を備え、
前記動作状態のチェックは、さらに、前記残留電荷が最小残留電荷（Ｃｈｍｉｎ，Ｃｈｒｉｓ，Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ））よりも大きいか否かを含むシステム。
【請求項４１】
請求項３９または４０において、前記電源ユニット（４）の温度（Ｔｂａｔｔ）を表示する前記少なくとも１つの温度センサは、前記温度差（ΔＴ）を評価するために使用される前記検出される温度を供給する気温（Ｔａｔｍ）センサ（１７）を備えるシステム。
【請求項４２】
請求項２８から４１のいずれか一項において、前記少なくとも１つの加熱エレメント（５）は、前記電源ユニット（４）に貼付される少なくとも１つの抵抗シートを備えるシステム。
【請求項４３】
請求項２８から４２のいずれか一項において、前記電源ユニット（４）は少なくとも２つのバッテリを備え、少なくとも１つの加熱エレメント（５）が各バッテリに熱的に接続されるシステム。
【請求項４４】
請求項２８から４３のいずれか一項において、前記システムの構成要素は、自転車のフレームに固定されることができる単一のケーシング（１）内に収納されるシステム。
【請求項４５】
請求項２８から４３のいずれか一項において、前記電源ユニット（４）は第１のケーシング（２）内に収納され、前記電子機器（３）は第２のケーシング（３）内に収納され、前記第１および第２のケーシング（２，３）は取外し可能式な形態で機械的かつ電気的に接続可能であるシステム。
【請求項４６】
請求項４５において、前記コントローラ（８）は前記第１のケーシング（２）内に収納されるシステム。
【請求項４７】
請求項４５において、前記コントローラ（８）は前記第２のケーシング（３）内に収納されるシステム。
【請求項４８】
請求項４５において、前記電気接続（７）を選択的に作動させる電力調整器（ＳＷ）は前記第１のケーシング（２）内に収納されるシステム。
【請求項４９】
請求項４５において、前記電気接続（７）を選択的に作動させる電力調整器（ＳＷ）は前記第２のケーシング（３）内に収納されるシステム。
【請求項５０】
請求項２９において、前記電気接続（７）を選択的に作動させる電力調整器（ＳＷ）は前記第１のケーシング（２）内に収納され、前記選択的に作動可能な電気接続（７）は、前記電源ユニット（４）から前記電子機器（３）への間で電気接続（１４）から分路されるシステム。
【請求項５１】
請求項５０において、前記電源ユニットの残留電荷センサ（１５）は前記第１のケーシング（２）内に収納されるシステム。
【請求項５２】
請求項５０において、少なくとも１つの気温センサ（１７）が前記第１のケーシング（１）内に収納されるシステム。
【請求項５３】
請求項５０において、少なくとも１つの気温センサ（１７）が前記第２のケーシング（３）内に収納されるシステム。
【請求項５４】
請求項２８から５３のいずれか一項において、前記バッテリ電源ユニット（４）は充電型であるシステム。
【請求項５５】
自転車の電子機器（３）であって、
少なくとも１つの加熱エレメント（５）を備える電源ユニット（４）から電気エネルギを受け取るコネクタ（ＣＮ）と、
前記電源ユニット（４）の温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）を表示する信号（６）を入力において受信して、前記検出される温度（Ｔｂａｔｔ，Ｔａｔｍ）が下側温度しきい値（Ｔｌｏｗ，Ｔｒｅｆ）以下であれば、前記電源ユニット（４）の電気エネルギの一部を加熱エレメント（５）に向けて切り換えるための信号を供給するコントローラ（８）とを備えた自転車の電子機器。
【請求項５６】
請求項５５において、さらに、
前記電気エネルギの一部の切り換えを調整する電力調整器（ＳＷ）であって、前記コントローラ（８）によって供給される前記信号によって駆動される電力調整器（ＳＷ）を備えた自転車の電子機器。
【請求項５７】
請求項５５または５６において、さらに、
気温（Ｔａｔｍ）センサ（１７）を備え、この出力は前記コントローラ（８）に供給される自転車の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、詳細には自転車に取り付けられる電子機器に、バッテリ電源ユニットから電気エネルギを温度制御式に供給する方法およびそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子式ギヤシフトを制御し、さらに／あるいはライディング・パラメータおよび様々な関数を取得し、表示しかつ制御する、自転車に取り付けられる電子機器は、電源ユニットを使用する。
【０００３】
電源ユニットは、一般的には直列接続された１つまたは複数のバッテリからなり、バッテリ・パックとも呼ばれる。このような電子機器に使用されるバッテリは、一般的には再充電可能なタイプである。
【０００４】
バッテリの公称電圧と容量は、バッテリ温度の変化に伴って変化する関係性によって相関される。図２２に特性曲線の一例を示し、Ｖで表される公称電圧およびｍＡｈで表される容量の推移が、−２０℃、−１０℃、０℃、室温および６０℃の各温度で示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２２の特性曲線から分かるように、温度が低下すると、電圧および容量の値は下がる。すなわち、曲線はゼロ点に向かって移動する。したがって、特定の低温状態では、寒い季節に電子機器（詳細には自転車に取り付けられた電子機器）のバッテリ電源ユニットにおいてそうなることが経験されるように、バッテリが充電されているにも関わらず負荷に必要な電流を供給すること、または必要な電圧を維持することができない。これにより、システム性能が低下する。したがって、バッテリを最大限に活用するためには、低温で使用しないのが有利である。
【０００６】
本発明の基底にある技術的課題は、電源ユニットを低い気温でも使用できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、その第１の構成において、バッテリ電源ユニットから自転車の電子機器に電気エネルギを温度制御式に供給する方法に関し、
−  前記電源ユニットの温度を示す少なくとも１つの温度を検出する工程と、
−  前記バッテリ電源ユニットの動作状態を制御する工程であって、この検出された温度が下側温度しきい値以下であるか否かをチェックする工程と、
前記チェックする工程が肯定結果を有する場合は、
−  前記電源ユニットに熱的に結合される少なくとも１つの加熱エレメントに前記電源ユニットから電気エネルギを供給する工程とを備える。
【０００８】
電源ユニットの自己発熱によって、電源ユニットのパフォーマンスが満足のいくものになる温度値まで、電源ユニットの温度は上昇される。
【０００９】
下側温度しきい値は、有利には、前記電源ユニットの最大公称容量の少なくとも５％、好ましくは４０％の電源ユニット容量を保証するように選択される。
【００１０】
高分子電解質のリチウムイオン・バッテリを使用する場合、下側温度しきい値Ｔｌｏｗは、有利には、−４℃に選択される。
【００１１】
有利な実施形態においては、前記チェックする工程は、検出された温度が上側温度しきい値よりも低いか否かをチェックすることを含む。２つのしきい値を規定することによって、電源ユニットの温度が下側温度しきい値の周辺で急激に変化しても、電源ユニットのより継続的な加熱を達成することが可能である。具体的には、このように電源ユニットの温度が変化した場合には、加熱用のエレメントをオン、オフ切換する頻度が過度になってシステムが不安定になるおそれがあるが、その危険性が回避される。
【００１２】
上側温度しきい値は、電源ユニットのパフォーマンスとその消費電荷量との間で良好な妥協点を得るために選択されるものであり、好ましくは、前記電源ユニットの最大公称容量の少なくとも７５％の電源ユニット容量を保証するように選択される。
【００１３】
より好ましくは、上側温度しきい値は４℃である。一実施形態においては、電源ユニットから前記少なくとも１つの加熱エレメントへの電気エネルギは、下側温度しきい値と、検出された温度に比例する温度との差の関数として供給される。このようにして、閉ループのフィードバック制御が実装される。
【００１４】
前記関数は、好ましくは、比例、積分および／または微分型の関数である。
【００１５】
少なくとも１つの温度を検出する工程は、前記バッテリ電源ユニットの複数のバッテリのそれぞれについての温度を、例えば、平均温度または最低温度をチェックの基準に採用して、検出することを含む。
【００１６】
代わりにもしくはさらに、前記チェックする工程は、下側温度しきい値と検出された温度との差が最大温度差以下であるか否かをチェックすることを含む。
【００１７】
下側温度しきい値と検出された温度との最大温度差は、この最大温度差を超えると、電源ユニットが十分に、すなわち、下側温度しきい値に到達するかこれを超えるまで自己発熱することができず、同時に電子機器を妥当な時間にわたって動作させるほど十分な残留電荷を保つことができないようなものとして選択される。
【００１８】
好ましくは、高分子電解質のリチウムイオン・バッテリに対して、ΔＴｍａｘ＝１５℃である。
【００１９】
チェックを最大限に単純化するために、最大温度差は、実験を基礎として、かつ使用される電源ユニットおよび加熱エレメントの種類に基づいて選択された定数、例えば１５℃、に選択されてもよい。
【００２０】
代わりに、電源ユニットの自己発熱の実際の傾向をより大きく考慮して、電源ユニットの残留電荷の非減少関数として最大温度差を選択することも可能である。
【００２１】
これと同一の目的で、本発明による方法は、電源ユニットの残留電荷を検出する工程を含むことができ、前記チェックする工程は、残留電荷が最小残留電荷より大きいか否かをチェックすることを含む。
【００２２】
一実施形態では、最小残留電荷は一定の比率値であり、例えば電源ユニットの最大電荷の７５％である。
【００２３】
前記一定の比率値は、例えば、下側温度しきい値と検出された温度との差が、それを超えると電源ユニットが下側温度しきい値に達するための自己発熱が不可能である最大温度差に等しい場合に、電源ユニットの加熱と、および電子機器の少なくとも数時間にわたる、例えば少なくとも３時間にわたる容認できるパフォーマンスとを保証するように選択されてもよい。
【００２４】
電源ユニットの自己発熱の傾向および容認できるパフォーマンスをもたらすことをより大きく考慮するために、最小残留電荷は、温度差の非減少関数であってもよい。
【００２５】
好ましくは、最小残留電荷は、０℃から最大温度差の間に含まれる温度差範囲内では温度差の増加関数であり、温度差が０℃のときは残留予備電荷に等しく、温度差が最大温度差以上では電源ユニットの最大電荷（１００％）に等しい。
【００２６】
言い替えれば、本発明による自己発熱は、電子機器の動作の安全保護のために、温度差が極めて大きければ電源ユニットが完全に充電されている場合のみ実行され、電源ユニットがほとんど空であれば絶対に実行されない。このような両極端の状況では、電子機器のために電源ユニットのエネルギを残しておく必要性と、電源ユニットを加熱する必要性との間で妥協が図られる。
【００２７】
特に単純な実施形態では、０℃から最大温度差までの間の温度差範囲内において温度差の増加関数は線形である。
【００２８】
また、０℃未満の温度差では、最小残留電荷は残留予備電荷に等しくなるように選択される。
【００２９】
残留予備電荷は、好ましくは、電源ユニットの最大電荷の３０％に等しくなるように選択される。
【００３０】
好ましくは、これまでに述べた様々な実施形態において残留電荷のチェックと組み合わせて使用される、下側温度しきい値と検出された温度との温度差においては、気温が検出温度として使用される。
【００３１】
有利には、チェックする工程は、電子機器がアクティブであるか否かを予めチェックすることを含む。
【００３２】
アクティブなシステムとは、システムが、例えば自転車が長期にわたって静止している場合にシステムが至る状態であるスタンバイ状態ではないことを意味する。ボタン、センサ、バッテリ再充電などの起動後に、最小限の時間にわたって、システムはアクティブになる。これに対して、自転車が動いているか制御されている時、または自転車の電子部品が使用されている場合はいつでも、システムは常にアクティブである。最後に、周期的なウェイクアップが発生している場合、システムは所定の期間にわたってアクティブである。このように周期的なウェイクアップが発生している場合システムは、たとえスタンバイ状態であっても、考慮する必要のある緩やかな大きさの変化を制御することが必要とされる。
【００３３】
前記電源ユニットが複数のバッテリを備える場合、好ましくは、電源ユニットからのエネルギの一部は、各バッテリと熱的に結合された複数の加熱エレメントに供給される。これにより、各バッテリの温度を別個に制御することが可能であり、各バッテリのパフォーマンスが向上する。
【００３４】
これまでに概説した方法は、さらに、電子機器に電気エネルギを供給する工程を備えてもよい。
【００３５】
有利には、電気エネルギを電子機器に供給する工程は、検出された温度が下側温度しきい値よりも高い場合にのみ発生するようにされてもよい。これにより、非最適条件で動作している電源ユニットの電気エネルギは、専ら自己発熱に向けられる。
【００３６】
本発明は、その第２の構成において、自転車の電子機器用の電源システムに関し、
−  バッテリ電源ユニットと、
−  前記電源ユニットの温度を検出する少なくとも１つの温度センサと、
−  前記電源ユニットに熱的に接続される少なくとも１つの加熱エレメントと、
−  前記電源ユニットから前記加熱エレメントへの選択的に作動可能な電気接続と、
−  前記システムの動作状態をチェックして、前記システムが動作していれば、前記電気接続を作動させて電気エネルギを電源ユニットから前記加熱エレメントに供給させるコントローラとを備え、
前記動作状態は、検出される温度が下側温度しきい値以下であるか否かを含む。
【００３７】
自転車用電子機器は、一般的には、電子式ギヤシフトを制御し、さらに／あるいは自転車のライディング・パラメータおよび他の機能を獲得し、表示しかつ制御する。自転車用電子機器は、また、システムに外付けされたものでも、システムの一部であってもよい。
【００３８】
下側温度しきい値については、本発明方法に関して先に説明したことが同様に当てはまる。
【００３９】
動作状態は、さらに、検出された温度が上側温度しきい値よりも低いか否かを含んでもよい。
【００４０】
上側温度しきい値については、本発明方法に関して先に説明したことが同様に当てはまる。
【００４１】
好ましくは、コントローラは、継電器およびソリッド・ステート・スイッチよりなるグループから選択される電力調整器を、前記電気接続を介して作動させる。
【００４２】
一実施形態では、検出された温度に比例する温度と下側温度しきい値との差の関数である熱電力を電源ユニットに供給するように、前記コントローラは前記電力調整器を駆動する。
【００４３】
前記関数は、好ましくは、比例、積分、微分およびこれらの組合せよりなるグループから選択される。
【００４４】
より詳細には、前記加熱エレメントは抵抗型であり、前記コントローラは、前記少なくとも１つの温度センサの出力信号を乗算する乗算器と、前記下側温度しきい値から前記乗算器の出力を減算してエラー信号を取得する減算器と、前記エラー信号に作用して前記電力調整器の駆動信号を出力するＰ．Ｉ．Ｄ．型の電力調整器ブロックとを備える。前記駆動信号は、好ましくは、電流または電圧の駆動信号である
【００４５】
一実施形態においては、前記Ｐ．Ｉ．Ｄ．電力調整器ブロックは、前記加熱エレメントの両端間の電圧または前記加熱エレメントを流れる電流を発生させ、この電圧または電流は、エラー信号の増加に伴って増加する。
【００４６】
一実施形態においては、前記Ｐ．Ｉ．Ｄ．電力調整器ブロックは、前記加熱エレメントの両端間の変調電圧または前記加熱エレメントを流れる変調電流を発生させ、この変調電圧または変調電流のデューティサイクルは、エラー信号の増加に伴って増加する。
【００４７】
好ましくは、前記少なくとも１つの温度センサは、前記電源ユニットに熱的に結合される少なくとも１つの温度センサを含む。
【００４８】
前記電源ユニットが少なくとも２つのバッテリを備える場合、好ましくは、各バッテリの実際の温度をより良く制御するために、少なくとも１つの温度センサが各バッテリに熱的に接続される。これまでに説明した実施形態のうちの１つによる方法に使用される温度は、例えば、複数の検出された温度のうちの最低温度または平均温度であってもよい。
【００４９】
好ましくは、前記少なくとも１つの温度センサはサーミスタを備え、より好ましくは、負の温度係数を有するサーミスタすなわちＮＴＣを備える。
【００５０】
コントローラによってチェックされる動作状態は、さらに、下側温度しきい値と検出された温度との差が最大温度差以下であるか否かを含んでもよい。
【００５１】
本発明方法に関してこれまでに説明した内容と同様に、最大温度差は、一定値、例えば１５℃であってもよく、また、個々のセンサによって検出される電源ユニットの残留電荷の非減少関数であってもよい。
【００５２】
本システムが電源ユニットの残留電荷の少なくとも１つのセンサを備える場合、コントローラによってチェックされる動作状態は、残留電荷が最小残留電荷よりも大きいか否かを含んでもよい。前記最小残留電荷に関しては、本発明方法に関して先に述べた内容が同様に当てはまる。
【００５３】
この場合、本システムは、好ましくは、温度差を評価するために気温センサを備えて、気温を検出する。
【００５４】
本発明方法に関してこれまでに説明した内容と同様に、動作状態は、電子機器がアクティブであるか否かを含んでもよい。この目的に添って、本システムは、好ましくは、コントローラと電子機器との間に補助接続を備える。
【００５５】
好ましくは、前記加熱エレメントは抵抗型であり、より好ましくは、前記加熱エレメントは、前記電源ユニットの少なくとも１つのバッテリに貼付される少なくとも１つの抵抗シートを備え、さらに好ましくは、前記少なくとも１つの抵抗シートは、前記電源ユニットの隣接する２つのバッテリ間に介装される。
【００５６】
電源ユニットの各バッテリに温度センサおよび加熱エレメントが設けられる場合、本発明の方法は、有利には、各バッテリに対して個別に実行されてもよい。
【００５７】
本システムの構成要素は、自転車のフレームに固定されることができる単一のケーシング内に収納されてもよい。
【００５８】
別の実施形態では、電源ユニットは第１のケーシング内に収納され、かつ電子機器は第２のケーシング内に収納されて、前記第１および第２のケーシングは取り外しが可能な形態で機械的かつ電気的に接続可能である。このようにして、再充電のためおよび／または充電済みのものと交換するために、電源ユニットを自転車から取り外すことが可能である。
【００５９】
コントローラは、前記第１のケーシング内に収納されてもよい。この場合、自転車の電子機器は規格品であってもよく、特にシステムに外付けされたものでもよい。これにより、本システムは電源装置のみで構成され、既存の自転車の電子機器に取り換える際に容易に取り付けることができる。
【００６０】
代わりに、コントローラは前記第２のケーシング内に収納されてもよい。したがって、相互に交換可能な取外しのできる充電式電源装置が２つ以上提供されれば、この電源装置はより廉価で有利な構成となる。
【００６１】
電源ユニットからヒータへの前記電気接続を選択的に作動させる電力調整器は、前記第１のケーシング内に収納されてもよい。電力調整器が例えばＭＯＳＦＥＴ型であるソリッド・ステート型の場合、その作動と作動停止の間のスイッチング損失によって生じる加熱を電力調整器が受けることがら、この構成は有利である。このような損失によって生じる熱は、加熱エレメントによって生成される加熱に加えて、電源ユニットを加熱するのに有利に活用される。
【００６２】
代わりに、前記電気接続を選択的に作動させる電力調整器は、例えば、２つ以上の相互に交換可能な電源装置のコストをさらに低減するために、前記第２のケーシング内に収納されてもよい。
【００６３】
選択的に作動可能な電気接続は、電源ユニットから電子機器への間で、電気接続から分路されてもよい。すなわち、電源ユニットと電子機器との境界では統合された接続が分岐されるものであってもよい。このような構成は、電源装置と電子機器とがコネクタを介して取外しできるように接続可能である場合、接点の数が特に少なくなることから有利である。
【００６４】
好ましくは、電源ユニットの残留電荷センサは、前記第１のケーシング内に収納される。この残留電荷センサは電源ユニットに接続されていることから、電荷センサは、有利には、電源ユニットによって供給される電流の経時的積分の計算を活用することができる。
【００６５】
代わりに、電荷センサは、前記第２のケーシング内に収納されることもある。
【００６６】
気温センサが存在する場合、このセンサは、好ましくは、前記第２のケーシング内に収納されるが、第１のケーシング内、またはケーシング外の自転車の任意の位置に収納されることもある。
【００６７】
一般的に、バッテリ電源ユニットは充電型である。
【００６８】
本発明は、その第３の構成において、上述のシステム用の自転車の電子機器に関し、
−  少なくとも１つの加熱エレメントを備える電源ユニットから電気エネルギを受け取るコネクタと、
−  前記電源ユニットの温度を表示する信号を入力において受信して、この温度が下側温度しきい値以下であれば、前記電源ユニットの電気エネルギの一部を加熱エレメントに向けて切り換えるための信号を供給するコントローラとを備える。
【００６９】
好ましくは、本電子機器は、さらに、前記電気エネルギの一部の切換を調整する電力調整器であって、前記コントローラによって供給される前記信号によって駆動される電力調整器を備える。
【００７０】
好ましくは、本電子機器は、さらに、温度センサを備え、この出力は前記コントローラに供給される。
【００７１】
本発明のさらなる特徴および利点が、添付の図面を参照して行う本発明のいくつかの好ましい実施の形態についての以下の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
図１は、本発明の第１実施形態にかかるシステム１のブロック図を示す。
【００７３】
この実施形態において、２つの機能ブロック、すなわち、電源装置２と、例えば電子式ギヤシフトを制御し、さらに／あるいは自転車のライディング・パラメータおよび他の関数を取得し、表示しかつ制御する自転車の電子機器３とが区別される。
【００７４】
説明を簡単にするため、電子機器３の構成要素は、符号３ａで示した電子回路のみを概略的に示している。このような電子機器３は、実際には、ユーザ・インタフェース装置ならびにディレーラのアクチュエータの駆動ユニットをさらに含んでもよく、かつ一般的には、例えばセンサや傾斜計などの他のデバイスに接続されることは理解されるべきである。
【００７５】
自転車の電子機器３および電源装置２は、以後は同一参照符号２および３で表す別個のケーシング内に収納され、例えば多極コネクタＣＮが介在して取外し可能な形態で機械的かつ電気的に接続可能である。代わりに、自転車の電子機器３および電源装置２は、以後は同一参照符号１で表す単一ケーシング内に収納されてもよい。
【００７６】
電源装置２は、電源ユニット４と、電源ユニット４と熱的に結合される加熱エレメント５と、電源ユニット４と熱的に結合されてその温度Ｔｂａｔｔを検出する温度センサ６と、制御論理ユニットすなわちコントローラ８とを備える。
【００７７】
実際的な実施形態において、電源ユニット４は、例えば自転車の電子機器３にも電力を供給するのに十分な電圧を得るように、例えば直列接続された、多くのバッテリ素子からなる。電源ユニット４は充電型であり、例えば、高分子電解質のリチウムイオン型である。
【００７８】
加熱エレメント５は、好ましくは、電源ユニット４の外面に接触するようにされた抵抗シートからなる。
【００７９】
加熱エレメント５は電気接続部７を介して電源ユニット４に電気的に接続され、この電気接続部７には電力調整器ＳＷが配置されている。電力調整器ＳＷは、矢印９すなわちデータ接続によって概略的に示されるように、コントローラ８によって駆動されるものである。電力調整器ＳＷは、単なるＯＮ／ＯＦＦスイッチであってもよい。
【００８０】
電力調整器ＳＷは、好ましくは、ＭＯＳＦＥＴからなるが、別の実施形態では、このような電力調整器は、例えばトランジスタからなってもよい、さらには継電器からなってもよい。
【００８１】
温度センサ６は、電源ユニット４に近接して配置され、好ましくは加熱エレメント５と同様に電源ユニット４の外面に接触するようにされる。さらに、温度センサ６は、好ましくは、ＮＴＣ（負の温度係数）サーミスタのような受動素子からなる。別の実施形態では、このようなセンサは異なるタイプであってもよく、例えば、ＰＴＣサーミスタ、アクティブ（アナログまたはデジタル）センサなどであってもよい。温度センサ６の出力は、矢印１０すなわちデータ接続によって示されるように、コントローラ８の入力に供給される。
【００８２】
電源ユニット４は、電源線１１を介してコントローラ８に電力を供給する。電源ユニット４は、また、電源線１２を介して電子機器３、詳細にはその電子回路３ａに、電力を供給する。図示されている接続に加えて、便宜上図示されていない接地接続も存在することは理解されるであろう。
【００８３】
コントローラ８と電子機器３との間には、補助通信ライン１３がさらに設けられてもよい。
【００８４】
なお、コントローラ８が電源装置２の一部である図１の実施形態の場合、自転車の電子機器３は規格品であってもよく、特にシステム１に外付けされたものでもよい。これにより、システム１は電源装置２で構成され、既存の自転車の電子機器３に取り換える際に容易に取り付けることができる。
【００８５】
図１に示すシステムの動作については、図５〜図８を参照して後述する。
【００８６】
図２は、本発明の第２実施形態にかかるシステムを示す。図２の実施形態が図１の実施形態と異なる点は、コントローラ８が電子機器３の一部である点である。この場合、コントローラ８は、有利には、電子機器３の電子回路３ａが配置されるプリント回路に搭載される電子回路からなる。
【００８７】
代わりに、コントローラ８は、例えば自動または半自動ギヤシフトの管理のような他の自転車制御機能用の電子機器３のマイクロプロセッサに組み込まれてもよい。
【００８８】
コントローラ８を電子機器３の一部とすることにより、充電型の相互に交換可能な取外しのできる電源装置２が２つ以上提供される場合、電源装置２はより廉価で有利な構成となる。電力調整器ＳＷを電源装置２の一部としておくことにより、電力調整器ＳＷが例えばＭＯＳＦＥＴ型であるソリッド・ステート型の場合、その作動と作動停止の間のスイッチング損失によって生じる加熱を電力調整器ＳＷが受けることから、特に有利である。このような損失によって生じる熱は、加熱エレメント５によって生成される熱に加えて、電源ユニット４を加熱するのに有利に活用される。加熱エレメントによって生成される熱については後述する。
【００８９】
しかしながら、図３における本発明の第３実施形態にかかるシステムが示すように、例えば、電力調整器ＳＷも電子機器３の一部とすることにより、２つ以上の相互に交換できる電源ユニット４のコストをさらに低減することが可能である。この点を除けば、図３の実施形態は図２の実施形態と共通する。
【００９０】
図４は、本発明の第４実施形態にかかるシステムを示す。
【００９１】
図４の実施形態が図３の実施形態と異なる点は、電子機器３のコントローラ８と電子回路３ａの電源線１１、１２、および電力調整器ＳＷを設けた加熱エレメント５の電気接続７が、電源ユニット４側では単一の電源線１４からなる点である。電源装置２および電子機器３がコネクタを介して取外しができるように接続可能である場合、このような構成は、接点の数が特に少ないことから有利である。
【００９２】
次に、これまでに説明した実施形態のうちの１つのシステムを参照して、本発明による方法の第１実施形態について説明する。
【００９３】
本発明の第１実施形態にかかる方法では、下記のパラメータが使用される。
【００９４】
Ｔｌｏｗ＝下側温度しきい値。実験に基づいて、かつ使用されるバッテリ電源ユニット４の種類に基づいて、選択される値。この下側温度しきい値は、電源ユニット４の温度をこれ以上にして、維持することが望まれる温度であり、この温度では電源ユニット４は満足のいく動作をとることができる。
【００９５】
下側温度しきい値Ｔｌｏｗの値は、有利には、電源ユニット４の容量が電源ユニット４の最大公称容量の少なくとも５％であることを保証するものとして選択され、好ましくは、４０％であることを保証するものとして選択される。
【００９６】
Ｔｌｏｗの値はコントローラ８に格納され、電子機器３のユーザ・インタフェースを介して設定可能である。
【００９７】
高分子電解質のリチウムイオン・バッテリを使用する場合、Ｔｌｏｗの値は、有利には、−４℃に選択される。
【００９８】
本発明の第１実施形態にかかる方法では、コントローラ８に格納され、電子機器３のインタフェースが存在する場合にはこれを介して設定可能な下記のパラメータを使用することも可能である。
【００９９】
ΔＴｍａｘ＝最大温度差。実験を基礎として、かつ使用される電源ユニット４および加熱エレメント５の種類に基づいて、選択される。この温度差を超えると、電源ユニット４は下側温度しきい値Ｔｌｏｗまでも届かず、十分に自己発熱することができない、と見なされる。または電源ユニット４は自己発熱して同時に電子機器３が妥当な時間にわたって作動するための十分な残留電荷を保つことができない、と見なされる。例えば、高分子電解質のリチウムイオン・バッテリの場合、ΔＴｍａｘ＝１５℃である。
【０１００】
図５を参照して、任意のブロック１０１において、コントローラ８は、補助の通信ライン１３から入ってくる信号によって、システムがアクティブであるか否かをチェックする。
【０１０１】
アクティブなシステムとは、システムが、例えば自転車が長期にわたって静止している場合にシステムが至る状態であるスタンバイ状態ではないことを意味する。ボタン、センサ、電源ユニットの再充電などの起動後に、最小限の時間にわたって、システムはアクティブになる。これに対して、自転車が動いているか制御されている時、または自転車の電子部品が使用されている場合はいつでも、システムは常にアクティブである。最後に、周期的なウェイクアップが発生している場合、システムは所定の期間にわたってアクティブである。このように周期的なウェイクアップが発生している場合、システムは、たとえスタンバイ状態であっても、考慮する必要のある緩やかな大きさの変化をチェックすることが必要とされている。
【０１０２】
システムがアクティブであるか否かのチェック（ブロック１０１）の結果が肯定（ｙｅｓ）の場合、コントローラ８は、ブロック１０２において、温度センサ６によってバッテリ４の温度値Ｔｂａｔｔを検出する。
【０１０３】
検出されたＴｂａｔｔ値が予め選択された下側温度しきい値Ｔｌｏｗ以下であれば、すなわち、Ｔｂａｔｔ≦Ｔｌｏｗであれば、コントローラ８は、ブロック１０３において、データ接続９を介して加熱エレメント５を作動させる。すなわち、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ型の電力調整器ＳＷを閉にする。これにより、電気エネルギは、電源ユニット４から加熱エレメント５に供給される。したがって、電源ユニット４は自己発熱する。
【０１０４】
これに対して、ブロック１０２のチェックの結果が否（ｎｏ）であれば、すなわち、検出された値Ｔｂａｔｔが予め選択された下側温度しきい値Ｔｌｏｗよりも高く、Ｔ＞Ｔｌｏｗであれば、工程はブロック１０４に進み、ここで、制御論理ユニット８は加熱エレメント５を作動停止する。すなわち、電力調整器であるＯＮ／ＯＦＦスイッチＳＷを開にする。
【０１０５】
したがって、本実施形態に従って実行される自己発熱は、あるしきい値Ｔｌｏｗで実行される温度チェックをもたらす。
【０１０６】
なお、システムがアクティブであるか否かに関する任意のチェック１０１は、後続のチェックを可能にし、とりわけ、バッテリ４から電子機器３にエネルギを供給する必要がなく、よってバッテリ４を加熱する必要もない場合に、電源ユニット４の自己発熱がスタンバイ状態のシステムでて実行されることを防止できる。
【０１０７】
本発明の第２実施形態にかかる方法では、パラメータＴｌｏｗおよびおそらくは先に述べたパラメータΔＴの他に、下記のパラメータが使用される。
【０１０８】
Ｔｈｉｇｈ＝上側温度しきい値。実験を基礎として、かつ使用されるバッテリ電源ユニット４の種類およびヒータ５の電力に基づいて、選択される値。この上側温度しきい値は、この温度以上においては、電源ユニット４のパフォーマンスとその消費電荷量との間で良好な妥協点を得るために、電源ユニット４の加熱を中断することが望まれる温度である。
【０１０９】
上側温度しきい値Ｔｈｉｇｈの値は、有利には、電源ユニット４の容量が最大公称容量の約７５％であることを依然として保証するように選択される。
【０１１０】
高分子電解質のリチウムイオン・バッテリを使用する場合、Ｔｈｉｇｈの値は、有利には、−４℃に選択される。Ｔｈｉｇｈの値はコントローラ８に格納され、電子機器３のユーザ・インタフェースを介して設定可能であってもよい。
【０１１１】
図６を参照して、任意のブロック２０１において、制御論理ユニット８は、先に明記したように、システムがアクティブであるか否かをチェックする。
【０１１２】
結果が是（ｙｅｓ）である場合、ブロック２０２において、コントローラ８は、温度センサ６によって電源ユニット４の温度値Ｔｂａｔｔを検出する。
【０１１３】
検出された値Ｔｂａｔｔが下側温度しきい値Ｔｌｏｗ以下、すなわち、Ｔｂａｔｔ≦Ｔｌｏｗであれば、コントローラ８は、ブロック２０３において、加熱エレメント５を作動させる。すなわち、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ型の電力調整器ＳＷを、データ接続９を介して閉にする。これにより、電気エネルギは電源ユニット４から加熱エレメント５に供給される。したがって、電源ユニット４は自己発熱する。
【０１１４】
なお、これと同時に、電源ユニット４は、任意のブロック９０によって示されるように、電子機器３に電力を供給することができる。
【０１１５】
また、電源ユニット４は、電源ユニット４自体が下側温度しきい値Ｔｌｏｗよりも低い温度Ｔｂａｔｔにある間は、電子機器３に電力を供給（ブロック９０）しないようにしてもよい。このようにして、非最適状態で動作している電源ユニット４の電気エネルギは、専ら自己発熱に向けられる。
【０１１６】
これに対して、ブロック２０２において検出された値Ｔｂａｔｔが予め選択された下側温度しきい値Ｔｌｏｗよりも高ければ、すなわち、Ｔｂａｔｔ＞Ｔｌｏｗであれば、工程は２０４に進む。ここで、検出された温度値Ｔｂａｔｔは上側温度しきい値Ｔｈｉｇｈと比較される。検出された値Ｔｂａｔｔが上側温度しきい値Ｔｈｉｇｈよりも高ければ、すなわち、Ｔｂａｔｔ＞Ｔｈｉｇｈであれば、工程はブロック２０５に進む。ここで、制御論理ユニット８は加熱エレメント５を作動停止にする。すなわち、電力調整器であるスイッチＳＷを開にする。
【０１１７】
したがって、本実施形態に従って実行される自己発熱は、２つのしきい値ＴｈｉｇｈおよびＴｌｏｗで実行される温度制御をもたらす。
【０１１８】
２つのしきい値ＴｈｉｇｈおよびＴｌｏｗで実行される温度制御は、電力調整器であるスイッチＳＷの作動および作動停止の回数を減らすことができ、特に、このような電力調整器が例えばＭＯＳＦＥＴのようなソリッド・ステート・デバイスである場合にスイッチング損失を減らすことから、しきい値Ｔｌｏｗのみによる制御よりも好ましいことがある。さらに、２つのしきい値ＴｈｉｇｈおよびＴｌｏｗで実行されるこの制御は、システムが不安定になる可能性を回避できる。すなわち、図５による下側温度しきい値Ｔｌｏｗのみで実行される制御では、スイッチＳＷの連続的な切換を伴って、電源ユニット４の温度Ｔｂａｔｔが温度Ｔｌｏｗの周辺で急激に変化して、システムが不安定になることがあるからである。
【０１１９】
本発明の第３実施形態にかかる方法では、最大温度差である先述のパラメータΔＴｍａｘに加えて、下側温度しきい値は、ここではＴｒｅｆと表示されて使用される。
【０１２０】
図７を参照して、任意のブロック３０１において、制御論理ユニット８は、先に明記したように、システムがアクティブであるか否かをチェックする。
【０１２１】
結果が是（ｙｅｓ）である場合、ブロック３０２において、制御ユニット８は、温度センサ６によって電源ユニット４の温度値Ｔｂａｔｔを検出する。検出された値Ｔｂａｔｔが下側温度しきい値すなわち基準温度Ｔｒｅｆよりも高ければ、加熱エレメント５は作動停止される（ブロック３０３）。検出された値Ｔｂａｔｔが基準温度Ｔｒｅｆ以下であれば、電源ユニット４の温度Ｔｂａｔｔと下側温度しきい値Ｔｌｏｗとの差が先述の最大温度差ΔＴｍａｘよりも大きくない否か、というさらなるチェックが行われる（ブロック３０５）。言い替えれば、ブロック３０５において、Ｔｂａｔｔ≧Ｔｌｏｗ−ΔＴｍａｘであるか否かがチェックされ、電源ユニット４の自己発熱は、電源ユニット４の電荷を浪費しないように、結果が是（ｙｅｓ）である場合にのみ実行される。
【０１２２】
ブロック３０２のチェックおよびさらなるブロック３０５でのチェックの結果が是（ｙｅｓ）であれば、ブロック３０４において、制御ユニット８は、データ接続９を介して、図８に示される閉ループ・フィードバック制御システムで取得される信号によって加熱エレメント５を作動する。
【０１２３】
加熱エレメント５のための駆動信号は、Ｐ．Ｉ．Ｄ．調整器ブロックによって適切にフィルタリングされたエラー信号の処理から取得される。
【０１２４】
より詳細には、電源ユニット４の温度センサ６によって検出される温度値Ｔは、乗算器２６において、例えばユニタリである利得値ＧＡＩＮによって乗算される。乗算器の出力信号ＧＡＩＮ＊Ｔは、減算器ノード２７において値Ｔｒｅｆから減算される。減算器ノード２７の出力は、エラー信号ε＝Ｔｒｅｆ−ＧＡＩＮ＊Ｔで表される。
【０１２５】
エラー信号εは、比例Ｐ、微分Ｄおよび／または積分Ｉの伝達関数を有するＰ．Ｉ．Ｄ．型調整器ブロック２８に送られる。
【０１２６】
調整器ブロック２８の出力信号Ｓ（ε）が電力調整器ＳＷを駆動するために使用される。これにより、加熱エレメント５の両端の電圧Ｖ（ｔ）または加熱エレメント５を流れる電流Ｉ（ｔ）が所望される熱電力を供給するように所望の推移を有する。
【０１２７】
例えば、駆動信号Ｓ（ε）は加熱エレメント５の両端の電圧値Ｖ（ｔ）または加熱エレメント５を流れる電流値Ｉ（ｔ）を発生させ、加熱エレメント５が抵抗型である場合、図９の特性曲線が示すように、この電圧値Ｖ（ｔ）または電流値Ｉ（ｔ）はエラー信号εの増加に伴って増加する。
【０１２８】
さらなる例として、駆動信号Ｓ（ε）は加熱エレメント５の両端の電圧値Ｖ（ｔ）または加熱エレメント５を流れる電流値Ｉ（ｔ）を発生させ、加熱エレメント５が抵抗型である場合、図１０に示すように、この電圧値Ｖ（ｔ）または電流値Ｉ（ｔ）のパルス幅を変調された信号（ＰＷＭ信号）のデューティサイクルはエラー信号εの増加に伴って増加する。
【０１２９】
電源ユニット４の自己発熱と同時に電子機器３に電力を供給する任意のブロック９０（図６）が、本発明の第１および第３実施形態にかかる方法にも設けられてもよいことは明らかであろう。なお、この電源ユニット４の自己発熱は、電源ユニット４の温度Ｔｂａｔｔが下側温度しきい値すなわち基準温度Ｔｌｏｗ、Ｔｒｅｆ以下であるか否かのチェックの後にチェックの結果次第で実行されるものである。
【０１３０】
同様に、本発明の第１および第３実施形態にかかる方法にも、電源ユニット４の温度Ｔｂａｔｔと下側温度しきい値Ｔｌｏｗとの差が最大温度差ΔＴｍａｘ以下であるか否かをチェックするブロック３０５が設けられてもよい。
【０１３１】
図１１に、本発明の第５実施形態にかかるシステム１を示す。この実施形態が第１実施形態と異なる点は、電源装置２がさらに電源ユニット４の残留電荷Ｃｈの検出するセンサ１５と、気温Ｔａｔｍを検出するセンサ１７とを備える点である。センサ１５の出力は線１６を介してコントローラ８に供給され、センサ１７の出力は線１８を介してコントローラ８に供給される。
【０１３２】
電荷センサ１５は、好ましくは、電源ユニット４によって供給された電流の経時的な積分計算に基づいて残留電荷を求める。
【０１３３】
気温Ｔａｔｍのセンサ１７は、電源ユニット４の温度センサ５と同一タイプであってもよい。気温Ｔａｔｍのセンサ１７は、好ましくは、電源ユニット４のケーシング２内に収納され、好ましくは、加熱エレメント５から離れた場所に収納される。代わりに、気温Ｔａｔｍのセンサ１７は、電源ユニット４のケーシング２の外側で自転車の任意の位置に配置されてもよい。
【０１３４】
さらに代わりに、気温Ｔａｔｍのセンサ１７は省略されてもよい。実際に、システム１が使用され、詳細には電源装置２が自転車に取り付けられていることから、電源ユニット４がＯＮにされた時点の気温Ｔａｔｍと電源ユニット４の温度Ｔｂａｔｔとはほとんど差がない。いずれにしても、気温Ｔａｔｍで実行されるチェックは、後に論じるように、センサ６によって検出される、電源ユニット４の初期温度Ｔｂａｔｔで代わりに実行されてもよい。
【０１３５】
図１１のシステムの動作については、図１５〜図２０を参照して後述する。
【０１３６】
図１２に、本発明の第６実施形態にかかるシステムを示す。図１２の実施形態が図１１の実施形態と異なる点は、コントローラ８と、気温Ｔａｔｍのセンサであるセンサ１７が存在する場合はそのセンサ１７とが、電子機器３の一部である点である。この場合、図２〜図４の実施形態と同様に、コントローラ８は、有利には、電子機器３の電子回路が配置されるプリント回路に搭載される電子回路からなってもよく、または、電子機器３のマイクロプロセッサに組み込まれてもよい。
【０１３７】
コントローラ８を電子機器３の一部とすることにより、充電型の相互に交換可能な取外しできる電源装置２が２つ以上想定される場合、電源装置２はより廉価で有利な構成となる。電力調整器ＳＷは電源装置２の一部としておくことにより、電力調整器ＳＷが例えばＭＯＳＦＥＴ型のようなソリッド・ステート・デバイスである場合、その作動と作動停止の間にスイッチング損失によって生じる加熱を電力調整器ＳＷが受けることから、特に有利である。このような損失によって生じる熱は、加熱エレメント５によって生成される熱に加えて、電源ユニット４を加熱するのに有利に活用される。
【０１３８】
さらに、相互に交換可能な取外しできる電源装置２が２つ以上提供される場合に、気温Ｔａｔｍのセンサ１７を電子機器３に設けることで、センサ１７は１つで足りる。
【０１３９】
しかしながら、図１３に示す本発明の第７実施形態にかかるシステムが示すように、電力調整器ＳＷも電子機器３の一部とすることが可能である。図１３の実施形態は、この点を除けば、図１２の実施形態と共通する。
【０１４０】
図１４に、本発明の第８実施形態にかかるシステムを示す。
【０１４１】
図１４の実施形態が図１３の実施形態と異なる点は、電子機器３のコントローラ８と電子回路３ａの電源線１１および１２、および電力調整器ＳＷを設けた加熱エレメント５の電気接続７が、電源ユニット４側では単一の電源線１４からなる点である。電源装置２および電子機器３がコネクタＣＮ対を介して取外しができるように接続可能である場合、このような構成は、接点の数が特に少ないことから有利である。
【０１４２】
図示されていないが、図１１〜図１４の実施形態において、代わりに、電荷センサ１５は電子機器３の一部であってもよい。詳細には相互に交換できる取外し可能な電源装置２が２つ以上である場合、たとえこの場合は供給電流を追跡し続けることができないために、瞬間的な電荷検出を実行せざるを得なくなるとしても、電荷センサ１５は電子機器３の一部である。
【０１４３】
図１１〜図１４の実施形態のうちの１つにおけるシステムによって実行され得る本発明による方法の第４実施形態では、先に定義した下側温度しきい値Ｔｌｏｗおよび最大温度差ΔＴｍａｘパラメータに加えて下記のパラメータが使用される。これらパラメータは、コントローラ８に格納され、電子機器３のインタフェースが存在する場合にはこれを介して設定可能である。
【０１４４】
Ｃｈｍｉｎ＝バッテリの最小電荷値。実験に基づいて、かつ使用される電源ユニット４の種類に基づいて選択され、臨界動作大気条件、すなわち、ΔＴがΔＴｍａｘに等しいときに、十分な時間にわたって、例えば少なくとも３時間にわたってシステムの加熱および容認できるパフォーマンスを保証する。例えば、Ｃｈｍｉｎは電源ユニット４の最大電荷に対する比率として表され、好ましくは、電源ユニット４の最大電荷の７５％に等しい。
【０１４５】
また、コントローラ８によって計算される下記の変数も使用される。
【０１４６】
ΔＴ＝下側温度しきい値Ｔｌｏｗと温度センサ１５によって検出される気温Ｔａｔｍの値との温度差。ΔＴ＝Ｔｌｏｗ−Ｔａｔｍ。
【０１４７】
図１５を参照して、動作ブロック４０１において、制御論理ユニットすなわちコントローラ８は、先に述べた第１実施形態にかかる方法のブロック１０１と同様に、システムがアクティブであるか否かをチェックする。
【０１４８】
ブロック４０１においてシステムがアクティブであれば、検出された値Ｔｂａｔｔが下側温度しきい値ＴｌｏｗすなわちＴｒｅｆ以下であるか否かがチェックされる任意のブロック４０５が設けられる。アクティブでない場合は、電源ユニット４を加熱する必要がないことから、この後続チェックは省かれる。
【０１４９】
システムがアクティブであり、かつブロック４０５が存在する場合にそのチェックの結果が是（ｙｅｓ）であれば、工程はブロック４０２に進み、ここで、値ΔＴと値Δｔｍａｘとの比較が実行される。ΔＴの値がΔＴｍａｘよりも大きければ、システムおよび詳細には電源ユニット４は十分に自己発熱できないもの見なされ、よってサイクルは前進しない。
【０１５０】
反対に、ΔＴがΔＴｍａｘ以下であれば、工程はブロック４０３に移り、ここで、電荷センサ１５によって検出された残留電荷値Ｃｈと最小電荷値Ｃｈｍｉｎとの比較が実行される。残留電荷値ＣｈがＣｈｍｉｎよりも小さければ、システムおよび詳細には電源ユニット４は十分に自己発熱できないものと見なされ、よってサイクルは前進しない。
【０１５１】
これに対して、残留電荷値ＣｈがＣｈｍｉｎ以上であれば、工程はブロック４０４に進み、ここで、電源ユニット４の温度調整が実行される。ブロック４０４において実行される電源ユニット４の温度調整は、例えば、図５〜図８を参照して説明した方法のうちの１つに従って実行されてもよい。このような方法のうちの１つを使用する場合、図５、６および７のブロック１０１、２０１および３０１におけるシステムがアクティブであるか否かのチェックは、ブロック４０１において事前に実行されることから、それぞれ省略されてもよい。
【０１５２】
図１１〜図１４の実施形態のうちの１つにおけるシステムによって実行され得る本発明による方法の第５実施形態では、先に定義した下側温度しきい値Ｔｌｏｗパラメータおよび温度差ΔＴ変数が使用される。パラメータ関数が使用され、コントローラ８に格納され、電子機器３のインタフェースが存在する場合にはこれを介して設定可能である。
【０１５３】
Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）＝バッテリの最小残留電荷値。実験に基づいて、かつ使用される電源ユニット４の種類に基づいて選択され、下側温度しきい値Ｔｌｏｗと温度センサ１７によって検出された気温値Ｔａｔｍとの温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｌｏｗ−Ｔａｔｍ）の関数として、システムの加熱および容認できるパフォーマンスを保証する。
【０１５４】
図１７は、パラメータ関数Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）の一好適な推移を示し、この推移は下記のゾーンを包含する。
−  ０℃から例えば１５℃である最大値ΔＴｍａｘまでに含まれる温度差値ΔＴに対して、電源ユニット４の最大電荷の例えば３０％である予備の電荷値Ｃｈｒｉｓを起点として最終値１００％すなわち電源ユニット４の最大電荷に至るまでの線形的に推移するゾーンＡ。予備の電荷値Ｃｈｒｉｓは、この電荷値を下回ると電源ユニットの自己発熱はいずれにしても容認されない最小電荷しきい値を設定するように選択されるが、この値はゼロであってもよい。
−  最大温度差ΔＴｍａｘよりも大きい温度差値ΔＴに対して、Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）の推移が一定であって電源ユニット４の最大電荷１００％に等しいゾーンＢ。
【０１５５】
さらに代わりに、予備の電荷値Ｃｈｒｉｓは、例えば電源ユニット４の再充電よりも前の自転車の予測される使用時間に基づいて、ユーザによって電子機器３のインタフェースを介して設定可能なパラメータであってもよい。
【０１５６】
なお、先に定義したパラメータＴｌｏｗおよびパラメータΔＴｍａｘも暗黙的に使用される。実際に、パラメータＴｌｏｗはパラメータΔＴの計算に使用され、パラメータΔＴｍａｘはパラメータ関数Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）に使用される。代わりに、このようなパラメータが明示的に使用されてもよく、ユーザによって、例えば電子機器３のインタフェースを介して設定可能である。この場合、関数Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）は、Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）＝Ｃｈｒｉｓ＋（１００％−Ｃｈｒｉｓ）＊ΔＴ／ΔＴｍａｘのように計算される。
【０１５７】
図１６を参照して、任意のブロック５０１において、制御論理ユニット８は、先に述べた第１実施形態にかかる方法のブロック１０１と同様に、システムがアクティブであるか否かをチェックする。
【０１５８】
ブロック５０１においてシステムがアクティブであれば、検出された値Ｔｂａｔｔが下側温度しきい値ＴｌｏｗすなわちＴｒｅｆ以下であるか否かがチェックされる任意のブロック５０５が設けられる。アクティブでない場合は、電源ユニット４を加熱する必要がないことから、この後続チェックは省かれる。
【０１５９】
システムがアクティブであり、かつブロック５０５が存在する場合にそのチェックの結果が是（ｙｅｓ）であれば、工程はブロック５０２に進み、ここで、ΔＴの値が０以上であるか否かがチェックされる。
【０１６０】
結果が否（ｎｏ）の場合、気温Ｔａｔｍが予め選択された下側温度しきい値Ｔｌｏｗよりも高いことから、システム１は自己発熱する必要がない。
【０１６１】
ブロック５０２のチェックの結果が是（ｙｅｓ）である場合、すなわち、ΔＴが０以上であれば、工程はブロック５０３に進み、ここで、電荷センサ１５によって検出された残留電荷値Ｃｈと、温度差値ΔＴに依存する最小電荷値Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）との比較が実行される。残留電荷値Ｃｈが温度差値ΔＴに依存する最小電荷値Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）よりも小さければ、システムおよび詳細には電源ユニット４は自己発熱できないものと見なされ、よってサイクルは前進しない。
【０１６２】
これに対して、残留電荷値Ｃｈが温度差値ΔＴに依存する最小電荷値Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）以上であれば、工程はブロック５０４に進み、ここで、電源ユニット４の温度調整が実行される。ブロック５０４において実行される電源ユニット４の温度調整は、例えば、図５〜図８を参照して説明した方法のうちの１つに従って実行されてもよい。このような方法のうちの１つを使用する場合、図５、６および７のブロック１０１、２０１および３０１におけるシステムがアクティブであるか否かのチェックは、ブロック５０１において事前に実行されることから、それぞれ省略されてもよい。
【０１６３】
したがって、ブロック５０４の電源ユニット４の温度調整は、システムが図１７のハッチング領域にある場合に実行される。
【０１６４】
図１１〜図１４の実施形態のうちの１つにおけるシステムによって実行され得る本発明による第６実施形態にかかる方法では、先に定義したパラメータΔＴおよびパラメータ関数Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）が使用される。
【０１６５】
上述の第５実施形態にかかる方法とは異なり、図１９に示すパラメータ関数Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）の好適な推移は、ゾーンＡ，Ｂに加えて、さらに、下記のゾーンを包含する。
−  ０℃未満の温度差値ΔＴに対して、Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）の推移が一定であって、電源ユニット４の最大電荷の例えば３０％である予備の電荷値Ｃｈｒｉｓに等しいゾーンＣ。
【０１６６】
この場合もやはり、予備の電荷値Ｃｈｒｉｓは、例えば電源ユニット４の再充電よりも前の自転車の予測される使用時間に基づいて、ユーザによって電子機器３のインタフェースを介して設定可能なパラメータであってもよい。
【０１６７】
なお、この場合も、パラメータＴｌｏｗおよびパラメータΔＴｍａｘは、暗黙的に使用される。実際に、パラメータＴｌｏｗはパラメータΔＴの計算に使用され、パラメータΔＴｍａｘはパラメータ関数Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）に使用される。代わりに、このようなパラメータが明示的に使用されてもよく、ユーザによって、例えば電子機器３のインタフェースを介して設定可能である。この場合、関数Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）のゾーンＡは、Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）＝Ｃｈｒｉｓ＋（１００％−Ｃｈｒｉｓ）＊ΔＴ／ΔＴｍａｘのように計算される。
【０１６８】
図１８を参照して、任意のブロック６０１において、制御論理ユニット８は、先に述べた第１実施形態にかかる方法のブロック１０１と同様に、システムがアクティブであるか否かをチェックする。
【０１６９】
ブロック６０１においてシステムがアクティブであれば、検出された値Ｔｂａｔｔが下側温度しきい値ＴｌｏｗすなわちＴｒｅｆ以下であるか否かがチェックされる任意のブロック６０４が設けられる。アクティブでない場合は、電源ユニット４を加熱する必要がないことから、この後続チェックは省かれる。
【０１７０】
システムがアクティブであり、かつブロック６０４が存在する場合にそのチェックの結果が是（ｙｅｓ）であれば、工程はブロック６０２に進み、ここで、残留電荷値Ｃｈが温度差値ΔＴに依存する最小残留電荷Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）以上であるか否かがチェックされる。
【０１７１】
残留電荷値Ｃｈが温度差値ΔＴに依存する最小電荷値Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）よりも小さければ、システムおよび詳細には電源ユニット４は十分に自己発熱できないものと見なされ、よってサイクルは前進しない。
【０１７２】
これに対して、残留電荷値Ｃｈが温度差値ΔＴに依存する最小電荷値Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）以上であれば、工程はブロック６０３に進み、ここで、電源ユニット４の温度調整が実行される。ブロック６０３において実行される電源ユニット４の温度調整は、例えば、図５〜図８を参照して説明した方法のうちの１つに従って実行されてもよい。このような方法のうちの１つを使用する場合、図５、６および７のブロック１０１、２０１および３０１におけるシステムがアクティブであるか否かのチェックは、ブロック６０１において事前に実行されることから、それぞれ省略されてもよい。
【０１７３】
したがって、ブロック６０３の電源ユニット４の温度調整は、システムが図１９のハッチング領域にある場合に実行される。
【０１７４】
図１１〜図１４の実施形態のうちの１つにおけるシステムによって実行され得る本発明による第７実施形態にかかる方法では、先に定義した下側温度しきい値Ｔｌｏｗパラメータおよび温度差ΔＴ変数が使用される。パラメータ関数も使用され、コントローラ８に格納され、電子機器３のインタフェースが存在する場合にはそれを介して設定可能である。
【０１７５】
ΔＴｍａｘ（Ｃｈ）＝最大温度差値。実験に基づいて、かつ使用される電源ユニット４の種類に基づいて選択され、この温度差において、システムの加熱および容認できるパフォーマンスは、電荷センサ１５によって検出された残留電荷Ｃｈの関数として保証される。
【０１７６】
図２１に示すパラメータ関数ΔＴｍａｘ（Ｃｈ）の一好適な推移は、図１９の実施形態のパラメータ関数Ｃｈｍｉｎ（ΔＴ）の推移をほぼ反転したものである。電源ユニット４の最大電荷の例えば３０％である予備の電荷値Ｃｈｒｉｓから最終値１００％すなわち電源ユニット４の最大電荷までに含まれる残留電荷値に対して、０℃から例えば１５℃である最大値ΔＴｍａｘまで線形的に増加する。予備の電荷値Ｃｈｒｉｓは、この電荷値を下回ると電源ユニットの自己発熱はいずれにしても容認されない最小電荷しきい値を設定するように選択されるが、このような値はゼロであってもよい。
【０１７７】
当然ながら、最終値１００％すなわち電源ユニット４の最大電荷を超えると、パラメータ関数ΔＴｍａｘ（Ｃｈ）は定義されない。予備の電荷Ｃｈｒｉｓよりも小さい場合、パラメータ関数ΔＴｍａｘ（Ｃｈ）は無限大に設定される。
【０１７８】
この場合もやはり、予備の電荷値Ｃｈｒｉｓは、例えば電源ユニット４の再充電よりも前も自転車の予測される使用時間に基づいて、ユーザによって電子機器３のインタフェースを介して設定可能なパラメータであってもよい。
【０１７９】
図２０を参照して、任意のブロック７０１において、制御論理ユニット８は、先に述べた第１実施形態にかかる方法のブロック１０１と同様に、システムがアクティブであるか否かをチェックする。
【０１８０】
ブロック７０１においてシステムがアクティブであれば、検出された値Ｔｂａｔｔが下側温度しきい値ＴｌｏｗすなわちＴｒｅｆ以下であるか否かがチェックされる任意のブロック７０４が設けられる。アクティブでない場合は、電源ユニット４を加熱する必要がないことから、この後続チェックは省かれる。
【０１８１】
システムがアクティブであり、かつブロック７０４が存在する場合にそのチェックの結果が是（ｙｅｓ）であれば、工程はブロック７０２に進み、ここで、ΔＴの値が電荷センサ１５によって検出された残留電荷値Ｃｈに依存する最大温度差値以下であるか否か、すなわち、ΔＴ≦ΔＴｍａｘ（Ｃｈ）であるか否かがチェックされる。
【０１８２】
結果が否（ｎｏ）である場合、システムおよび詳細には電源ユニット４は十分に自己発熱できないものと見なされ、よってサイクルは前進しない。
【０１８３】
結果が是（ｙｅｓ）である場合、工程はブロック７０３に進み、ここで、電源ユニット４の温度調整が実行される。ブロック７０３において実行される電源ユニット４の温度調整は、例えば、図５〜図８を参照して説明した方法のうちの１つに従って実行されてもよい。このような方法のうちの１つを使用する場合、図５、６および７のブロック１０１、２０１および３０１におけるシステムがアクティブであるか否かのチェックは、ブロック７０１において事前に実行されることから、それぞれ省略されてもよい。
【０１８４】
したがって、ブロック７０３における電源ユニット４の温度調整は、システムが図２１のハッチング領域にある場合に実行される。
【０１８５】
これまでに述べたシステムの様々な実施形態では、電源ユニット４が複数のバッテリを備える場合、個々の温度を検出するために複数の温度センサ６が設けられてもよい。この場合、これまでに述べた本発明の方法の様々な実施形態は、複数の加熱エレメント５が設けられていれば個々の温度について実装されてもよく、または、電源ユニット４を構成する複数のバッテリの平均温度または最低温度について実装されてもよい。
【０１８６】
本発明の方法の第４、第５、第６および第７実施形態において、センサ６によって検出される電源ユニットの温度値Ｔｂａｔｔを、センサ１７によって検出される気温値Ｔａｔｍの代わりに使用してよい。したがって、センサ１７は省略されてもよい。この場合、このような単一の温度値でチェックが実行される時点、すなわち、ブロック４０４、５０４、６０３および７０３における電源ユニットの自己発熱が実行される前に、電源ユニット４はほぼ周囲温度であることが想定される。スタンバイ時間が比較的短い場合、電源ユニット４はまだ気温にまで冷却されていない可能性があるため、この想定通りではないこともある。いずれにしても、最も関連のあるのは電源ユニット４自体の温度であり、いずれの場合も、本発明方法による気温Ｔａｔｍについての様々なチェックの実行は、せいぜい、電源ユニット４の無駄な自己発熱の実行を意味するものでしかない。
【０１８７】
本発明の方法の第６実施形態のブロック６０３における電源ユニット４の温度調整に関する限り、センサ６によって検出される電源ユニット４の温度Ｔｂａｔｔが直接、センサ１７によって検出される気温Ｔａｔｍの代わりに使用される場合には、負の温度差値ΔＴのゾーンにおける調整は、図５〜図８の実施形態のブロック１０２、２０２および３０２に従う調整中に実行されるチェックによって、事実上防止される。
【０１８８】
当業者には、上述の種々の実施形態に対して、請求の範囲に限定されている本発明の保護範囲を逸脱することなく、幾つかの変更、追加、削除および置換を実行し得ることが理解されるであろう。具体的には、説明した様々な実施形態において実行される様々なチェックの順序および頻度は、指示される内容に応じて変更されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかるシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態にかかるシステムを示すブロック図である。
【図４】本発明の第４実施形態にかかるシステムを示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる方法の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる方法の処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる方法の処理を示すフローチャートである。
【図８】図７の調整処理をより詳細に示すブロック図である。
【図９】本発明によるヒータの電源信号の好適な一実施形態を示す図である。
【図１０】本発明によるヒータの電源信号の好適な別の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態にかかるシステムを示すブロック図である。
【図１２】本発明の第６実施形態にかかるシステムを示すブロック図である。
【図１３】本発明の第７実施形態にかかるシステムを示すブロック図である。
【図１４】本発明の第８実施形態にかかるシステムを示すブロック図である。
【図１５】本発明の第４実施形態にかかる方法の処理を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第５実施形態にかかる方法の処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第５実施形態にかかる方法において使用される関数を示す図である。
【図１８】本発明の第６実施形態にかかる方法の処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第６実施形態にかかる方法において使用される関数を示す図である。
【図２０】本発明の第７実施形態にかかる方法の処理を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第７実施形態にかかる方法において使用される関数を示す図である。
【図２２】バッテリ電源ユニットの特性曲線を示す図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【外国語明細書】
METHOD AND SYSTEM FOR SUPPLYING ELECTRICAL ENERGY FROM A BATTERY POWER SUPPLY UNIT
The present invention relates to a method and system for temperature-controlled supplying electrical energy from a battery power supply unit to an electronic device, in particular to an electronic device mounted on a bicycle.
Electronic devices mounted on bicycles, for example for controlling the electronic gearshift and/or for acquiring, displaying and controlling riding parameters and various functions, provide for the use of a power supply unit.
The power supply unit typically consists of one or more batteries typically series connected, also called battery pack. The batteries used for such electronic devices are typically of a rechargeable type. 
The nominal voltage and the capacity of a battery are correlated by a relationship that changes as the temperature of the battery changes. Figure 22 shows an example characteristic curve, wherein the progression of the nominal voltage, expressed in V, and the capacity, expressed in mAh, of a battery is shown at temperatures of -20°C, -10°C, 0°C, room temperature and 60°C.
As can be seen in the characteristic curve of figure 22, as the temperature decreases, the voltage and capacity values decrease, namely the curves move towards the zero point. In certain cold conditions, as can be experienced in the cold seasons by the battery power supply unit of an electronic device, in particular mounted on a bicycle, the battery despite being charged is not therefore able to supply the current required by the load, or to maintain the required voltage. This therefore causes a degradation of the system performance. In order to best exploit the battery, it is therefore advantageous not to use it at low temperatures.
The technical problem at the basis of the present invention is to allow the power supply unit to also be used at low atmospheric temperature.
In a first aspect thereof, the invention concerns a method for temperature-controlled supplying electrical energy from a battery power supply unit to a bicycle electronic device. The method comprises the steps of:
- detecting at least one temperature of the power supply unit,
- controlling the operative conditions of the battery power supply unit, comprising checking whether the detected temperature is less than or equal to a lower temperature threshold,
and, if said checking step has a positive outcome,
- supplying electrical energy from the power supply unit to at least one heating element thermally coupled with said power supply unit.
Through the self-heating of the power supply unit, its temperature is raised to temperature values at which the performance of the power supply unit is satisfactory.
The value of the lower temperature threshold is advantageously selected as that which ensures a capacity of the power supply unit of at least 5%, and preferably 40%, of the maximum nominal capacity of the power supply unit.
In the case of use of a lithium-ion battery with polymeric electrolyte, the value of Tlow is advantageously selected as equal to -4°C. 
Advantageously, the checking step can comprise checking whether the detected temperature is lower than an upper temperature threshold. Through the provision of the double threshold it is possible to obtain a more continuative heating of the power supply unit, avoiding in particular a too high frequency of switching on and off the element intended for heating, and the risk of instability of the system should the temperature of the power supply unit quickly change about the lower temperature threshold.
The value of the upper temperature threshold is selected so as to obtain a good compromise between the performance of the power supply unit and its charge consumption, and preferably is selected as that which ensures a capacity of the power supply unit of at least 75% of the maximum nominal capacity of the power supply unit.
More preferably, the upper temperature threshold is 4° C. In an embodiment, the electrical energy from the power supply unit to said at least one heating element is supplied as a function of a difference between the lower temperature threshold and a temperature proportional to the detected temperature, in this way implementing a closed loop feedback control.
Said function is preferably a function of the proportional, integrative and/or derivative type.
The step of detecting at least one temperature can comprise detecting the temperature of each of a plurality of batteries of said battery power supply unit, for example taking the average or the minimum temperature as a reference for the check.
Alternatively or additionally, the checking step can comprise checking whether a difference between the lower temperature threshold and the detected temperature is less than or equal to a maximum temperature difference. 
The maximum temperature difference between the lower temperature threshold and the detected temperature is selected as that beyond which the power supply unit is unable to self heat sufficiently, i.e. until it reaches or exceeds the lower temperature threshold value, at the same time preserving an adequate residual charge for the operation of the electronic device for an adequate time.
Preferably, ΔTmax=15°C, in particular for lithium-ion batteries with polymeric electrolyte.
In order to maximise the simplicity of the checking, the maximum temperature difference can be selected at a constant value, selected experimentally and based upon the type of power supply unit and heating element used, for example at 15°C.
Alternatively it is possible to take the actual possibility of the power supply unit self-heating into greater account, selecting the maximum temperature difference as a non-decreasing function of the residual charge of the power supply unit.
To the same purpose, the method according to the invention can comprise the step of detecting the residual charge of the power supply unit, and the checking step can comprise checking whether the residual charge is greater than a minimum residual charge.
In an embodiment, the minimum residual charge is a constant percentage value, for example 75% of the maximum charge of the power supply unit.
The constant percentage value can for example be selected so as to ensure the heating of the power supply unit and acceptable performance of the electronic device for at least a few hours, for example for at least three hours, when the difference between the lower temperature threshold and the detected temperature is equal to the maximum temperature difference beyond which the power supply unit is unable to self-heat to reach or exceed the lower temperature threshold value.
To take the actual possibility of the power supply unit self-heating and providing acceptable performance into greater account, the minimum residual charge can be a non-decreasing function of the temperature difference.
Preferably the minimum residual charge is an increasing function of the temperature difference in the temperature difference range comprised between 0° and a maximum temperature difference, is equal to a residual reserve charge for a temperature difference equal to 0°, and is equal to a maximum charge (100%) of the power supply unit for temperature differences greater than or equal to the maximum temperature difference.
In other words the self-heating according to the invention is only carried out when the power supply unit is totally charged in case of very high temperature differences, is never carried out when the power supply unit is almost empty, in order to safeguard the operation of the electronic device and, between such extreme conditions, a compromise is reached between the need to preserve energy of the power supply unit for the electronic device, and the need to heat the power supply unit.
In a particularly simple embodiment, the increasing function of the temperature difference in the temperature difference range comprised between 0° and a maximum temperature difference is linear.
The minimum residual charge can also be selected as equal to the residual reserve charge for temperature differences less than 0°. 
The residual reserve charge is preferably selected as equal to 30% of the maximum charge of the power supply unit.
Preferably, in the temperature difference between the lower temperature threshold and the detected temperature used in combination with the check upon the residual charge in the various aforementioned embodiments, atmospheric temperature is used as the detected temperature.
Advantageously, the checking step comprises checking in advance whether the electronic device is active.
By active system it is meant that the system is not on stand-by, a status into which the system goes when for example the bicycle is still for a long time. The system can be active for a minimum time following the activation of buttons, sensors, battery recharging, etc. On the other hand, the system is always active when the bicycle moves or is controlled or in any case when its electronic part is used. Lastly, the system can be active for a certain period when periodic awakening occurs, which is necessary to control slowly variable magnitudes that need to be taken into account even with the system on stand-by.
In case said power supply unit comprises a plurality of batteries, preferably the part of energy from the power supply unit is supplied to a plurality of heating elements thermally coupled with each battery. In this way it is possible to individually control the temperature of each battery, improving their performance.
The method outlined above can further comprise a step of supplying electrical energy to the electronic device.
Advantageously, it can be provided that the step of supplying electrical energy to the electronic device only occurs when the detected temperature is higher than the lower temperature threshold. In this way the electrical energy of the power supply unit, which is operating in non-optimal conditions, is dedicated exclusively to self-heating. 
In a second aspect thereof, the invention concerns a power supply system for a bicycle electronic device, comprising 
- a battery power supply unit, 
- at least one sensor of a temperature indicative of the temperature of the power supply unit,
- at least one heating element thermally associated with the power supply unit,
- a selectively actuable electrical connection from the power supply unit to the heating element, and
- a controller that checks the operative conditions of the system and, if the check has a positive outcome, actuates said electrical connection to supply electrical energy from the power supply unit to said heating element, wherein the operative conditions include whether the detected temperature is less than or equal to a lower temperature threshold.
The bicycle electronic device is typically provided for controlling an electronic gearshift and/or for acquiring, displaying and controlling bicycle riding parameters and other functions and can be external to the system or be part thereof.
As to the lower temperature threshold, what has been described above with reference to the method of the invention is still valid.
The operative conditions can further include whether the detected temperature is lower than an upper temperature threshold. 
As to the upper temperature threshold, what has been described above with reference to the method of the invention is still valid.
Preferably, the controller actuates said electrical connection through a power regulator selected from the group consisting of relays and solid-state switches.
In an embodiment, the controller drives said power regulator to supply a heat power to the power supply unit that is a function of a difference between the lower temperature threshold and a temperature proportional to the detected temperature.
The function is preferably selected from the group consisting of a proportional function, an integrative function, a derivative function and combinations thereof.
More specifically, said heating element is of the resistive type, and said controller comprises a multiplier of the output signal of said at least one temperature sensor, a subtractor to subtract the output of the multiplier from the lower temperature threshold and for obtaining an error signal, and a P.I.D. type power regulator block acting upon said error signal to output a driving signal, preferably a current or voltage driving signal, for said power regulator. 
In an embodiment, said P.I.D. power regulator block causes a voltage value at the ends of said heating element, or a current value through said heating element, which increases as the error signal increases.
In an embodiment, said P.I.D. power regulator block causes a modulated voltage at the ends of said heating element, or a modulated current through said heating element, the duty cycle of which increases as the error signal increases.
Preferably, said at least one temperature sensor comprises at least one temperature sensor thermally coupled with said power supply unit.
When said power supply unit comprises at least two batteries, preferably at least one temperature sensor is thermally associated with each battery, so as to better control the actual temperature of each battery. The temperature used in the method according to one of the embodiments described above can for example be the minimum or the average among the detected temperatures.
Preferably, said at least one temperature sensor comprises a thermistor, more preferably a negative temperature coefficient thermistor or NTC. 
The operative conditions checked by the controller can further include whether a difference between the lower temperature threshold and the detected temperature is less than or equal to a maximum temperature difference. 
Similarly to what has been described with reference to the method of the invention, the maximum temperature difference can be a constant value, for example equal to 15°C, or a non-decreasing function of the residual charge of the power supply unit, detected by a respective sensor.
When the system comprises at least one sensor of residual charge of the power supply unit, the operative conditions checked by the controller can include whether the residual charge is greater than a minimum residual charge, as to which what has been discussed above with reference to the method of the invention is still valid.
In this case, the system preferably comprises an atmospheric temperature sensor to provide the detected temperature used for evaluating the temperature difference.
Similarly to what has been described with reference to the method of the invention, the operative conditions can include whether the electronic device is active. For this purpose, the system preferably comprises an auxiliary connection between the controller and the electronic device.
Preferably said heating element is of the resistive type, more preferably said heating element comprises at least one resistive sheet applied to at least one battery of said power supply unit, and even more preferably said at least one resistive sheet is interposed between two adjacent batteries of said power supply unit. 
When a temperature sensor and a heating element for each battery of the power supply unit are provided, the method of the invention can advantageously be carried out individually for each battery.
The components of the system can be housed in a single casing, which can be fixed to the frame of the bicycle. 
In other embodiments, the power supply unit is housed in a first casing and the electronic device is housed in a second casing, the first and the second casing being mechanically and electrically removably connectable. In this way it is possible to detach the power supply unit from the bicycle, to recharge it and/or to replace it with a charged one.
The controller can be housed in the first casing. In this case the bicycle electronic device can be standard, in particular external to the system. The system is therefore made up of just the power supply device and is easy to install as upgrade of existing bicycle electronic devices. 
Alternatively, the controller is housed in the second casing. The power supply device is thus more cost-effective, an advantageous aspect when two or more interchangeable removable rechargeable power supply devices are provided.
A power regulator for the selective actuation of said electrical connection from the power supply unit to the heater can be housed in the first casing. This is advantageous when the power regulator is of the solid- state type, for example of the MOSFET type, since it undergoes heating caused by switching losses during its actuation and deactuation. The heat produced by such losses is advantageously exploited to heat the power supply unit, in addition to the heating produced by the heating element.
Alternatively, the power regulator for the selective actuation of said electrical connection can be housed in the second casing, for example to further reduce the costs of two or more interchangeable power supply devices.
The selectively actuable electrical connection can be shunted from the electrical connection from the power supply unit to the electronic device. Such a configuration is advantageous when the power supply device and the electronic device can be removably connected through a pair of connectors, since the number of contacts is particularly small.
Preferably, a sensor of residual charge of the power supply unit is housed in the first casing. Since it is associated with the power supply unit, the charge sensor can advantageously exploit the calculation of the integral over time of the current supplied by the power supply unit.
Alternatively, the charge sensor could be housed in the second casing.
The possible atmospheric temperature sensor is preferably housed in the second casing, but it could also be housed in the first casing or at any other location of the bicycle.
Typically, the battery power supply unit is of the rechargeable type.
In a third aspect thereof, the invention concerns a bicycle electronic device for the described system, comprising
- a connector for receiving electrical energy from a power supply unit comprising at least one heating element, and
- a controller that receives in input a signal indicative of a temperature of said power supply unit and provides a signal for switching part of the electrical energy of said power supply unit towards the heating element when the detected temperature is less than or equal to a lower temperature threshold.
Preferably, the device further comprises a power regulator for regulating the switching of said part of electrical energy, driven by said signal provided by the controller.
Preferably, the device further comprises a temperature sensor, the output of which is supplied to said controller.
The invention shall now be better described with reference to some embodiments thereof, illustrated namely as a non-limiting example in the attached drawings, wherein:
- fig. 1 is a block diagram of a first embodiment of the system of the invention;
- fig. 2 is a block diagram of a second embodiment of the system of the invention;
- fig. 3 is a block diagram of a third embodiment of the system of the invention;
- fig. 4 is a block diagram of a fourth embodiment of the system of the invention;
- fig. 5 is a block diagram of a first embodiment of the method of the invention;
- fig. 6 is a block diagram of a second embodiment of the method of the invention;
- fig. 7 is a block diagram of a third embodiment of the method of the invention; 
- fig. 8 shows a regulation block of fig. 7 in greater detail;
- figs. 9 and 10 show two preferred embodiments of power supply signals of a heater of the invention.
- fig. 11 is a block diagram of a fifth embodiment of the system of the invention;
- fig. 12 is a block diagram of a sixth embodiment of the system of the invention;
- fig. 13 is a block diagram of a seventh embodiment of the system of the invention;
- fig. 14 is a block diagram of an eighth embodiment of the system of the invention;
- fig. 15 is a block diagram of a fourth embodiment of the method of the invention;
- fig. 16 is a block diagram of a fifth embodiment of the method of the invention;
- fig. 17 illustrates a function used in the fifth embodiment of the method of the invention;
- fig. 18 is a block diagram of a sixth embodiment of the method of the invention; 
- fig. 19 illustrates a function used in the sixth embodiment of the method of the invention; 
- fig. 20 is a block diagram of a seventh embodiment of the method of the invention; 
- fig. 21 illustrates a function used in the sixth embodiment of the method of the invention; and
- fig. 22 shows characteristic curves of a battery power supply unit.
The block diagram of a first embodiment of the system 1 of the invention is shown in fig. 1.
In such an embodiment two functional blocks are identified, namely a power supply device 2 and a bicycle electronic device 3, for example for controlling an electronic gearshift and/or for acquiring, displaying and controlling bicycle riding parameters and other functions.
For the sake of simplicity, only the electronic circuits of the electronic device 3 are schematically illustrated, indicated with 3a. It should be understood that such an electronic device 3 can in practice further comprise user interface devices, as well as the driving units of the actuators of the derailleurs, and typically it shall be connected to other devices like for example sensors, an inclinometer and the like.
The bicycle electronic device 3 and the power supply device 2 can be housed in separate casings, indicated hereafter with the same reference numerals 2 and 3, be mechanically and electrically removably connectable, for example through the interposition of a pair of multipolar connectors CN. Alternatively, the bicycle electronic device 3 and the power supply device 2 can be housed inside a same casing, indicated hereafter with the same reference numeral 1.
The power supply device 2 comprises a power supply unit 4, a heating element 5 thermally coupled with the power supply unit 4, a temperature sensor 6 thermally coupled with the power supply unit 4 to detect its temperature Tbatt, and a control logic unit or controller 8. 
In a practical embodiment, the power supply unit 4 could consist of many battery elements for example series connected to obtain an adequate voltage for supplying power to the bicycle electronic device 3. The power supply unit 4 is of the rechargeable type, for example of the lithium-ion type with polymeric electrolyte. 
The heating element 5 preferably consists of a resistive sheet placed in contact with the outer surface of the power supply unit 4. 
The heating element 5 is electrically connected to the power supply unit 4 through an electrical connection 7 in which a power regulator SW is arranged, driven by the controller 8 as schematically indicated by the arrow or data connection 9. The power regulator 11 can also be a simple ON/OFF switch.
The power regulator SW preferably consists of a MOSFET, but in different embodiments such a power regulator could, for example, consist of a transistor or even a relay. 
The temperature sensor 6 is arranged in proximity to the power supply unit 4, also preferably in contact with the outer surface of the power supply unit 4, and it preferably consists of a passive element like an NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor. In different embodiments such a sensor could be of a different type, for example a PTC thermistor, an active (analogue or digital) sensor, etc. The output of the temperature sensor 6 is provided in input to the controller 8, as indicated by the arrow or data connection 10. 
The power supply unit 4 supplies power to the controller 8 through a power supply line 11 and supplies power to the electronic device 3, in particular to its electronic circuits 3a, through a power supply line 12. It should be understood that in addition to the connections shown there is also a ground connection, not shown for the sake of simplicity.
An auxiliary communication line 13 between the controller 8 and the electronic device 3 can be further provided.
It should be noted that in the case of the embodiment of figure 1, wherein the controller 8 is part of the power supply device 2, the bicycle electronic device 3 can be standard and in particular external to the system 1. The system 1 is thus made up of the power supply device 2 and is easy to install as upgrade to existing bicycle electronic devices 3. 
The operation of the system of figure 1 shall be described later on with reference to figures 5-8.
A second embodiment of the system according to the invention is illustrated in fig. 2. The embodiment of fig. 2 differs from the embodiment of fig. 1 in that the controller 8 is part of the electronic device 3. The controller 8 can in this case advantageously consist of an electronic circuit mounted on the same printed circuit where the electronic circuits 3a of the electronic device 3 are arranged.
Alternatively, the controller 8 can be embodied in a microprocessor of the electronic device 3, intended for other bicycle control functions, for example the management of an automatic or semiautomatic gearshift.
By providing that the controller 8 is part of the electronic device 3, the power supply device 2 is more cost-effective, an advantageous aspect when two or more interchangeable removable power supply devices 2 of the rechargeable type are provided. To provide that the power regulator SW remains part of the power supply device 2 can be advantageous when the power regulator SW is a solid-state device, for example of the MOSFET type, since during its actuation and deactuation it undergoes heating caused by switching losses. The heat produced by such losses is advantageously exploited to heat the power supply unit 4, in addition to the heating produced by the heating element 5, as better described hereafter.
It is however possible, for example to further reduce the costs of two or more interchangeable power supply devices 4, to provide also for the power regulator SW to be part of the electronic device 3, as illustrated in the third embodiment of the system according to the invention shown in fig. 3. The embodiment of fig. 3 is otherwise the same as the embodiment of fig. 2.
A fourth embodiment of the system according to the invention is illustrated in fig. 4.
The embodiment of fig. 4 differs from the embodiment of fig. 3 in that the power supply lines 11, 12 of the controller 8 and of the electronic circuits 3a of the electronic device 3, as well as the electrical connection 7 of the heating element 5, provided with the power regulator SW, consist, on the side of the power supply unit 4, of a single power supply line 14. Such a configuration is advantageous when the power supply device 2 and the electronic device 3 are removably connectable through the pair of connectors CN, since the number of contacts is particularly small.
A first embodiment of the method according to the invention shall be described with reference to the system of one of the embodiments described above.
According to such a first embodiment of the method according to the invention the following parameter is used
Tlow = lower temperature threshold, a value selected experimentally and based upon the type of battery power supply unit 4 used; this lower temperature threshold is the temperature at which or above which one wishes to bring or maintain the temperature of the power supply unit 4 so that it operates satisfactorily.
The value of the lower temperature threshold Tlow is advantageously selected as that which ensures a capacity of the power supply unit 4 of at least 5%, and preferably 40%, of the maximum nominal capacity of the power supply unit 4.
The value of Tlow is stored in the controller 8 and can be settable through the user interface of the electronic device 3. 
In the case of use of a lithium-ion battery with polymeric electrolyte, the value of Tlow is advantageously selected as equal to -4°C. 
In the first embodiment of the method according to the invention it is also possible to use the parameter, stored in the controller 8 and possibly settable through the interface of the electronic device 3: 
ΔTmax = maximum temperature difference, selected experimentally and based upon the type of power supply unit 4 and of the heating element 5 used, above which it is considered that the power supply unit 4 is unable to self-heat sufficiently, i.e. up to at least the lower temperature threshold value Tlow, or is unable to self-heat and at the same time preserving an adequate residual charge for the operation of the electronic device 3 for an adequate time; for example ΔTmax=15°C for lithium-ion batteries with polymeric electrolyte.
With reference to fig. 5, in an optional block 101 the controller 8 checks whether the system is active through the signals coming from the auxiliary communication line 13. 
By active system it is meant that the system is not on stand-by, a status into which the system goes when for example the bicycle is still for a long time. The system can be active for a minimum time following the activation of buttons, sensors, recharging of the power supply unit, etc. On the other hand, the system is always active when the bicycle is moving or is controlled or in any case when its electronic part is used. Lastly, the system can be active for a certain period when periodic awakening occurs, which is necessary to checking slowly variable magnitudes that need to be taken into account even with the system on stand-by.
In case the check of whether the system is active (block 101) has given a positive outcome, in block 102 the controller 8 detects the temperature value Tbatt of the battery 4 through the temperature sensor 6. 
If the detected value Tbatt is less than or equal to the preselected lower temperature threshold value Tlow, i.e. Tbatt <= Tlow, the controller 8, in block 103, actuates the heating element 5 driving the power regulator SW, of the ON/OFF switch type, close, through the line 9. Electrical energy is therefore supplied from the power supply unit 4 to the heating element 5. The power supply unit 4, therefore, self-heats. 
If, on the other hand, the check of block 102 has a negative outcome, i.e. if the detected value Tbatt is higher than the preselected lower limit temperature value Tlow, i.e. T > Tlow, one proceeds to block 104 wherein the control logic unit 8 deactuates the heating element 5 driving the power regulator or ON/OFF switch SW open. 
The self-heating carried out according to this embodiment therefore provides a temperature checking carried out on one threshold Tlow.
It should be noted that the optional check 101 of whether the system is active allows subsequent checks and above all the self-heating of the power supply unit 4 to be prevented from being carried out with the system on stand-by, when it would not be necessary to supply energy from the battery 4 to the electronic device 3 and thus neither to heat it up.
In a second embodiment of the method according to the invention, besides the parameter Tlow and possibly the parameter ΔT quoted above, the following parameter is used:
Thigh = upper temperature threshold, a value selected experimentally, based upon the type of battery power supply unit 4 used, as well as upon the power of the heater 5; this upper temperature threshold is the temperature at which or above which one wishes to interrupt the heating of the power supply unit 4 to obtain a good compromise between the performance of the power supply unit 4 and its charge consumption.
The value of the upper temperature threshold Thigh is advantageously selected as that which still ensures a capacity of the power supply unit 4 of about 75% of the maximum nominal capacity of the power supply unit 4.
In the case of use of a lithium-ion battery with polymeric electrolyte, the value of Thigh is advantageously selected as equal to -4°C. The value of Thigh is stored in the controller 8 and can be settable through the user interface of the electronic device 3.
With reference to fig. 6, in the optional block 201 the control logic unit 8 checks whether the system is active, as specified above.
In the affirmative case, in block 202 the controller 8 detects the temperature value Tbatt of the power supply unit 4 through the temperature sensor 6. 
If the detected value Tbatt is less than or equal to the lower temperature threshold value Tlow, i.e. Tbatt <= Tlow, the controller 8, in block 203, actuates the heating element 5 driving the power regulator SW, of the ON/OFF switch type, close, through the line 9. Electrical energy is therefore supplied from the power supply unit 4 to the heating element 5. The power supply unit 4, therefore, self-heats.
It should be noted that the power supply unit 4 can simultaneously supply power to the electronic device 3, as indicated by the optional block 90. 
It can also be provided that the power supply unit 4 does not supply power to the electronic device 3 (block 90) until the power supply unit 4 itself is at a temperature Tbatt below the lower temperature threshold Tlow. In this way the electrical energy of the power supply unit 4, which is operating in non-optimal conditions, is dedicated exclusively to self-heating. 
If, on the other hand, in block 202 the detected value Tbatt is higher than the preselected lower temperature threshold value Tlow, i.e. Tbatt > Tlow, one proceeds to block 204 where the detected temperature value Tbatt is compared with the upper temperature threshold Thigh. If the detected value Tbatt is higher than the upper temperature threshold Thigh, i.e. Tbatt > Thigh, one proceeds to block 205 wherein the control logic unit 8 deactuates the heating element 5 driving the power regulator or switch SW open. 
The self-heating carried out according to this embodiment therefore provides for a temperature control carried out on two thresholds Thigh and Tlow.
The temperature control carried out on two thresholds Thigh and Tlow can be preferable with respect to the control with just one threshold Tlow since it allows the number of actuations and deactuations of the power regulator or switch SW to be reduced, with a reduction of the switching losses, especially when such a power regulator is a solid-state device, for example a MOSFET. Moreover, this control carried out on two thresholds Thigh and Tlow allows possible instability of the system to be avoided should the temperature Tbatt of the power supply unit 4 quickly change about the temperature Tlow, which would involve continuous switching of the switch SW in case of control carried out on just the lower temperature threshold Tlow according to figure 5.
In a third embodiment of the method according to the invention the lower temperature threshold is used, indicated here with Tref, possibly in addition to the aforementioned parameter ΔTmax, maximum temperature difference.
With reference to figure 7, in the optional block 301 the control logic unit 8 checks whether the system is active, as specified above.
In the affirmative case, in block 302 the control unit 8 detects the temperature value Tbatt of the power supply unit 4 through the temperature sensor 6. If the detected value Tbatt is higher than the lower temperature threshold value or reference temperature Tref, the heating element 5 is deactuated - block 303. If the detected value Tbatt is less than or equal to the reference temperature Tref, the further check, block 305, of whether the difference between the temperature Tbatt of the power supply unit 4 and the lower temperature threshold Tlow is not greater than the aforementioned maximum temperature difference ΔTmax can be provided. In other words, in block 305 it is checked whether Tbatt>=Tlow-ΔTmax and the self-heating of the power supply unit 4 is only carried out in the affirmative case, so as not to waste the charge of the power supply unit 4. 
If the check of block 302 and the possible check of block 305 give(s) a positive outcome, in block 304 the control unit 8, through the line 9, actuates the heating element 5 through a signal obtained with a closed loop feedback control system shown in fig. 8, per se known. 
The driving signal for the heating element 5 is obtained as processing of an error signal suitably filtered by a P.I.D. regulator block, per se known. 
More specifically, the temperature value T detected by the temperature sensor 6 of the power supply unit 4 is multiplied in a multiplier 26 by a gain value GAIN, which can also be unitary. The output signal from the multiplier, GAIN*T, is subtracted from the value Tref in a subtractor node 27. The output of the subtractor node 27 is indicated as error signal ε = Tref-GAIN*T.
The error signal ε is sent to a P.I.D. type regulator block 28, which has a transfer function of the proportional P, derivative D and/or integrative I type. 
The output signal S(ε) of the regulator block 28 is used to drive the power regulator SW so that the voltage V(t) at the ends of the heating element 5 or the current I(t) flowing through the heating element 5, has the desired progression to provide the desired heat power. 
For example, the driving signal S(ε) can be a signal that causes a voltage value V(t) at the ends of the heating element 5, or a current value I(t) through the heating element 5, when of the resistive type, which increases as the error signal ε increases, as illustrated in the characteristic curve of figure 9. 
As a further example, the driving signal S(ε) can be a signal that causes a voltage value V(t) at the ends of the heating element 5, or a current value I(t) through the heating element 5, when of the resistive type, pulse width modulated (PWM signal), wherein the duty cycle of the modulated signal increases as the error signal ε increases, as illustrated in fig. 10.
It shall be manifest that the optional blocks 90 of power supplying the electronic device 3 simultaneously with the self-heating of the power supply unit 4, possibly subordinated to the check of whether the temperature Tbatt of the power supply unit 4 is less than or equal to the lower threshold or reference temperature Tlow, Tref, can also be provided in the first and third embodiment of the method of the invention.
Similarly, the possible check of block 305, of whether the difference between the temperature Tbatt of the power supply unit 4 and the lower temperature threshold Tlow is not greater than the maximum temperature difference ΔTmax, can also be provided in the first and second embodiment of the method of the invention.
A fifth embodiment of the system 1 of the invention is illustrated in figure 11. Such an embodiment differs from the first embodiment in that the power supply device 2 further comprises a sensor 15 of the residual charge Ch of the power supply unit 4, the output of which is supplied to the controller 8 through a line 16, and a sensor 17 of the atmospheric temperature Tatm, the output of which is supplied to the controller 8 through a line 18.
The charge sensor 15 is preferably based upon the calculation of the integral over time of the current supplied by the power supply unit 4.
The sensor 17 of atmospheric temperature Tatm can be of the same type as the temperature sensor 5 of the power supply unit 4. The sensor 17 of atmospheric temperature Tatm is preferably housed, within the casing 2 of the power supply device 4, at a position preferably far away from the heating element 5. Alternatively, the sensor 17 of atmospheric temperature Tatm can be arranged at any location of the bicycle, outside of the casing 2 of the power supply device 4.
Still alternatively, the sensor 17 of atmospheric temperature Tatm can be missing. Indeed, given that in use the system 1 and in particular the power supply device 2 are mounted on the bicycle, the atmospheric temperature Tatm does not substantially differ from the temperature Tbatt of the power supply unit 4 when the power supply unit 4 is switched on, and in any case the checks carried out on the atmospheric temperature Tatm, as discussed later on, can instead be carried out on the initial temperature Tbatt of the power supply unit 4, detected by the sensor 6.
The operation of the system of figure 11 shall be described later on with reference to figures 15-20.
A sixth embodiment of the system according to the invention is illustrated in fig. 12. The embodiment of fig. 12 differs from the embodiment of fig. 11 in that the controller 8 and the possible sensor 15 of the atmospheric temperature Tatm are part of the electronic device 3. Similarly to the embodiments of figures 2-4, the controller 8 can in such a case advantageously consist of an electronic circuit mounted on the same printed circuit where the electronic circuits of the electronic device 3 are arranged, or it can be embodied in a microprocessor of the electronic device 2.
By providing that the controller 8 is part of the electronic device 3, the power supply device 2 is more cost-effective, an advantageous aspect when two or more interchangeable removable power supply devices 2 of the rechargeable type are foreseen. To provide for the power regulator SW to be in any case part of the power supply device 2 can be advantageous when the power regulator SW is a solid-state device, for example of the MOSFET type, since during its actuation and deactuation it undergoes heating caused by switching losses. The heat produced by such losses is advantageously exploited to heat the power supply unit 4, in addition to the heating produced by the heating element 6.
Moreover, a single sensor 17 of the atmospheric temperature Tatm suffices in case two or more interchangeable removable power supply devices 2 are provided.
It is however possible to provide for also that the power regulator SW to be part of the electronic device 3, as illustrated in the seventh embodiment of the system according to the invention shown in fig. 13. The embodiment of fig. 13 is otherwise the same as the embodiment of fig. 12.
An eighth embodiment of the system according to the invention is illustrated in fig. 14.
The embodiment of fig. 14 differs from the embodiment of fig. 13 in that the power supply lines 11 and 12 for the controller 8 and for the electronic circuits 3a of the electronic device 3, as well as the electrical connection 7 to the heating element 5, provided with the power regulator SW, consist, on the side of the power supply unit 4, of a single power supply line 14. Such a configuration is advantageous when the power supply device 2 and the electronic device 3 are removably connectable through the pair of connectors CN, since the number of contacts is particularly small.
Although not shown, in the embodiments of figures 11 to 14, the charge sensor 15 could alternatively be part of the electronic device 3, in particular when two or more interchangeable removable power supply devices 2 are provided, even if in this case it would have to carry out an instantaneous detection of the charge as it would be unable to keep track of the supplied current. 
In a fourth embodiment of the method according to the invention, that can be carried out with the system of one of the embodiments of figures 11-14, in addition to the lower temperature threshold Tlow and maximum temperature difference ΔTmax parameters defined above, the following parameter is used, stored in the controller 8 and possibly settable through the interface of the electronic device 3:
Chmin = minimum charge value of the battery, selected experimentally and based upon the type of power supply unit 4 used, which ensures the heating and acceptable performance of the system in critical operating atmospheric conditions, i.e. when ΔT is equal to ΔTmax, for a sufficient time, for example for at least three hours; for example Chmin is expressed as a percentage of the maximum charge of the power supply unit 4 and is preferably equal to 75% of the maximum charge of the power supply unit 4.
The following variable, calculated by the controller 8, is also used:
ΔT = temperature difference between the lower threshold value Tlow and the value of the atmospheric temperature Tatm detected by the temperature sensor 15, ΔT=Tlow-Tatm.
With reference to figure 15, in the optional block 401 the control logic unit or controller 8 checks whether the system is active, similarly to the block 101 of the first embodiment of the method described above.
If in block 401 the system is active, an optional block 405 can be provided wherein it is checked whether the detected value Tbatt is less than or equal to the lower temperature threshold value Tlow or Tref. In the negative case, the subsequent checks are avoided since the power supply unit 4 does not need to be heated.
In case the system is active and the possible check of block 406 has a positive outcome, one goes on to block 402 where the comparison between value ΔT and value Δtmax is carried out. If the value of ΔT is greater than ΔTmax it is considered that the system, and in particular the power supply unit 4, is unable to self-heat sufficiently, and therefore one does not proceed in the cycle.
If, on the other hand, ΔT is less than or equal to ΔTmax, one passes to block 403 where the comparison between the residual charge value Ch detected by the charge sensor 15 and the minimum charge value Chmin is carried out. If the residual charge value Ch is less than Chmin it is considered that the system, and in particular the power supply unit 4, is unable to self-heat sufficiently, and therefore one does not proceed in the cycle.
If, on the other hand, the residual charge value Ch is greater than or equal to Chmin, one goes on to block 404 where the regulation of the temperature of the power supply unit 4 is carried out. The regulation of the temperature of the power supply unit 4 carried out in block 404 can be performed, for example, in accordance with one of the methods described with reference to figures 5 to 8. When using one of such methods, the check of whether the system is active of blocks 101, 201 and 301 of figures 5, 6 and 7, respectively, can be omitted since such a check is carried out beforehand in block 401.
In a fifth embodiment of the method according to the invention, that can be carried out with the system of one of figures 11-14, the lower temperature threshold Tlow parameter and the temperature difference ΔT variable defined above are used. A parameter function, stored in the controller 8 and possibly settable through the interface of the electronic device 3, is also used:
Chmin(ΔT) = minimum residual charge value of the battery, selected experimentally and based upon the type of power supply unit 4 used, which ensures the heating and acceptable performance of the system as a function of the temperature difference ΔT between the lower threshold value Tlow and the atmospheric temperature value Tatm detected by the temperature sensor 17, ΔT=Tlow-Tatm.
A preferred progression of the parameter function Chmin(ΔT) is illustrated in figure 17 and comprises:
- a zone A with linear progression starting from a reserve charge value Chris, for example 30% of the maximum charge of the power supply unit 4, to the final value of 100% or maximum charge of the power supply unit 4, for temperature difference values ΔT comprised between 0°C and a maximum value ΔTmax, for example 15°C; the reserve charge value Chris is selected in order to set a minimum charge threshold below which the self-heating of the power supply unit is in any case not allowed, but alternatively such a value could also be zero;
- a zone B with constant progression of Chmin(ΔT), equal to 100% of the maximum charge of the power supply unit 4, for temperature difference values ΔT greater than the maximum temperature difference ΔTmax.
Still alternatively, the reserve charge value Chris could be a parameter settable by the user through the interface of the electronic device 3, based for example upon the foreseen time of use of the bicycle before recharging the power supply unit 4.
It should be noted that the parameter Tlow and the parameter ΔTmaxdefined above are also implicitly used. The parameter Tlow is indeed used in the calculation of the parameter ΔT, and the parameter ΔTmax is used in the parameter function Chmin(ΔT). Alternatively, such parameters could be used explicitly and be settable by the user, for example through the interface of the electronic device 3. The zone A of the function Chmin(ΔT) would in this case be calculated as Chmin(ΔT)=Chris+(100%-Chris)*ΔT/ΔTmax.
With reference to figure 16, in the optional block 501 the control logic unit 8 checks whether the system is active, similarly to block 101 of the first embodiment of the method described above.
If in block 501 the system is active, an optional block 505 can be provided where it is checked whether the detected value Tbatt is less than or equal to the lower temperature threshold value Tlow or Tref. In the negative case, the subsequent checks are avoided since the power supply unit 4 does not need to be heated.
In case the system is active and the possible check of block 505 has a positive outcome, one goes on to block 502 where it is checked whether the value of ΔT is greater than or equal to zero.
In the negative case, the system 1 does not need to self-heat since the atmospheric temperature Tatm is higher than the preselected lower temperature threshold Tlow. 
If the check has a positive outcome, i.e. if ΔT is greater than or equal to zero, one goes on to block 503 where a comparison is carried out between the residual charge value Ch detected by the charge sensor 15 and the minimum charge value Chmin(ΔT) corresponding to the temperature difference value ΔT. If the residual charge value Ch is less than the minimum charge value Chgmin(ΔT) corresponding to the temperature difference value ΔT, it is considered that the system, and in particular the power supply unit 4, is unable to self-heat, and therefore one does not proceed in the cycle.
If, on the other hand, the residual charge value Ch is greater than or equal to the minimum charge value Chgmin(ΔT) corresponding to the temperature difference value ΔT, one goes on to block 504 where the regulation of the temperature of the power supply unit 4 is carried out. The regulation of the temperature of the power supply unit 4 carried out in block 504 can be performed, for example, in accordance with one of the methods described with reference to figures 5 to 8. When using one of such methods, the check of whether the system is active of blocks 101, 201 and 301 of figures 5, 6 and 7, respectively, can be omitted since such a check is performed beforehand in block 501.
The regulation of the temperature of the power supply unit 4 of block 504 can therefore be carried out when the system is in the hatched area of figure 17.
In a sixth embodiment of the method according to the invention, that can be carried out with the system of one of the embodiments of figures 11-14, the parameter ΔT defined above and the parameter function Chmin(ΔT) are used.
Unlike the fifth embodiment of the method described above, the preferred progression of the parameter function Chmin(ΔT), illustrated in figure 19, further comprises:
- a zone C with constant progression of Chmin(ΔT), equal to the reserve charge value Chris, for example equal to 30% of the maximum charge of the power supply unit 4, for temperature difference values ΔT less than 0°C.
Also in this case, the reserve charge value Chris could be a parameter settable by the user through the interface of the electronic device 3, based for example upon the foreseen time of use of the bicycle before recharging the power supply unit 4.
It should be noted that also in this case the parameter Tlow and the parameter ΔTmaxdefined above are also implicitly used. The parameter Tlow is indeed used in the calculation of the parameter ΔT, and the parameter ΔTmax is used in the parameter function Chmin(ΔT). Alternatively, such parameters could be used explicitly and be settable by the user, for example through the interface of the electronic device 3. The zone A of the function Chmin(ΔT) would in that case be calculated as Chmin(ΔT)=Chris+(100%-Chris)* ΔT/ ΔTmax.
With reference to figure 18, in the optional block 601 the control logic unit 8 checks whether the system is active, similarly to block 101 of the first embodiment of the method described above.
If in block 601 the system is active, an optional block 604 can be provided where it is checked whether the detected value Tbatt is less than or equal to the lower temperature threshold value Tlow or Tref. In the negative case, the subsequent checks are avoided since the power supply unit 4 does not need to be heated.
In case the system is active and the possible check of block 604 has a positive outcome, one goes on to block 602 where it is checked whether the residual charge value Ch is greater than or equal to the minimum residual charge Chmin(ΔT) corresponding to the temperature difference value ΔT.
If the residual charge value Ch is less than the minimum charge value Chmin(ΔT) corresponding to the temperature difference value ΔT, it is considered that the system, and in particular the power supply unit 4, is unable to self-heat sufficiently, and therefore one does not proceed in the cycle.
If, on the other hand, the residual charge value Ch is greater than or equal to the minimum charge value Chmin(ΔT) corresponding to the temperature difference value ΔT, one goes on to block 603 where the regulation of the temperature of the power supply unit 4 is carried out. The regulation of the temperature of the power supply unit 4 carried out in block 603 can be performed, for example, in accordance with one of the methods described with reference to figures 5 to 8. When using one of such methods, the check of whether the system is active of blocks 101, 201 and 301 of figures 5, 6 and 7, respectively, can be omitted since such a check is performed beforehand in block 601.
The regulation of the temperature of the power supply unit 4 of block 603 can therefore be carried out when the system is in the hatched area of figure 19. 
In a seventh embodiment of the method according to the invention, that can be carried out with the system of one of the embodiments of figures 11-14, the lower temperature threshold Tlow parameter and the temperature difference ΔT variable defined above are used. A parameter function is also used, stored in the controller 8 and possibly settable through the interface of the electronic device 3:
ΔTmax(Ch) = maximum temperature difference value, selected experimentally and based upon the type of power supply unit 4 used, at which the heating and acceptable performance of the system are ensured as a function of the residual charge Ch detected by the charge sensor 15.
A preferred progression of the parameter function ΔTmax(Ch), illustrated in figure 21, substantially mirrors the progression of the parameter function Chmin(ΔT) of the embodiment of figure 19, and it is linear and increasing from 0°C to a maximum value ΔTmax, for example 15°C, for residual charge values comprised between a reserve charge value Chris, for example 30% of the maximum charge of the power supply unit 4, and the final value of 100% or maximum charge of the power supply unit 4; the reserve charge value Chris is selected in order to set a minimum charge threshold below which the self-heating of the power supply unit is in any case not allowed, but alternatively such a value could also be zero. 
Above the final value of 100% or maximum charge of the power supply unit 4, the parameter function ΔTmax(Ch) is not defined, of course. Below the reserve charge Chris, the parameter function ΔTmax(Ch) is set at infinity.
Also in this case, the reserve charge value Chris could be a parameter settable by the user through the interface of the electronic device 3, based for example upon the foreseen time of use of the bicycle before recharging the power supply unit 4.
With reference to figure 20, in optional block 701 the control logic unit 8 checks whether the system is active, similarly to block 101 of the first embodiment of the method described above.
If in block 701 the system is active, an optional block 704 can be provided, where it is checked whether the detected value Tbatt is less than or equal to the lower temperature threshold value Tlow or Tref. In the negative case, the subsequent checks are avoided since the power supply unit 4 does not need to be heated.
In case the system is active and the possible check of block 704 has a positive outcome, one goes on to block 702 where it is checked whether the value of ΔT is less than or equal to the maximum temperature difference value corresponding to the residual charge value Ch detected by the charge sensor 15, i.e. whether ΔT<= ΔTmax(Ch).
In the negative case, it is considered that the system, and in particular the power supply unit 4, is unable to self-heat, and therefore one does not proceed in the cycle.
In the affirmative case, one goes on to block 704 where the regulation of the temperature of the power supply unit 4 is carried out. The regulation of the temperature of the power supply unit 4 carried out in block 704 can be performed, for example, in accordance with one of the methods described with reference to figures 5 to 8. When using one of such methods, the check of whether the system is active of blocks 101, 201 and 301 of figures 5, 6 and 7, respectively, can be omitted since such a check is carried out beforehand in block 701.
The regulation of the temperature of the power supply unit 4 of block 704 can therefore be carried out when the system is in the hatched area of figure 21.
In the various embodiments of the system described above, in case the power supply unit 4 comprises several batteries, a plurality of temperature sensors 6 can be provided, to detect the respective temperatures. The various embodiments of the method of the invention described above can in this case be implemented with respect to the individual temperatures should a plurality of heating elements 5 also be provided, or with respect to the average temperature or to the minimum temperature among those of the various batteries making up the power supply unit 4.
In the case of the fourth, fifth, sixth and seventh embodiment of the method of the invention, the temperature value of the power supply unit Tbatt detected by the sensor 6 can be used instead of the atmospheric temperature value Tatm detected by the sensor 17, which in this case can be missing. In this case it is assumed that at the time of the checks carried out on such a single temperature value, namely before carrying out the self-heating of the power supply unit in blocks 404, 504, 603, and 703, the power supply unit 4 is substantially at atmospheric temperature. In the case of a relatively brief time on stand-by, this could not be true since the power supply unit 4 may not yet have cooled down to the air temperature. In any case, what is most relevant is the temperature of the power supply unit 4 itself and in any case carrying out the various checks of the method according to the invention on the atmospheric temperature Tatm means at most carrying out a pointless self-heating of the power supply unit 4.
As far as the regulation of the temperature of the power supply unit 4 of block 603 of the sixth embodiment of the method of the invention is concerned, when the temperature Tbatt of the power supply unit 4 detected by the sensor 6 is directly used instead of the atmospheric temperature Tatm detected by the sensor 17, the regulation in the zone of the negative temperature difference values ΔT shall actually be prevented by the check carried out during the regulation itself, according to blocks 102, 202 and 302 of the embodiments of figures 5-8.
Those skilled in the art shall understand that several changes, additions, eliminations and replacements can be made to the embodiments described above without departing from the scope of protection of the invention defined by the attached claims. In particular, the order and the repetition of the various checks carried out in the various described embodiments can change with respect to what is indicated.
1. Method for supplying electrical energy from a battery power supply unit for a bicycle electronic device (3), comprising the steps of:
- detecting (6, 15) at least one temperature (Tbatt, Tatm) indicative of the temperature of the power supply unit (4), 
- checking the operative conditions of the power supply unit (4), comprising checking (102, 202, 302, 405, 505, 604, 704) whether the detected temperature (Tbatt, Tatm) is less than or equal to a lower temperature threshold (Tlow, Tref),
and, if said checking step has a positive outcome,
- supplying (90) electrical energy (7, SW) from the power supply unit (4) to at least one heating element (5) thermally coupled with said power supply unit (4).
2. Method according to claim 1, characterised in that the lower temperature threshold (Tlow) is selected so as to ensure a capacity of the power supply unit (4) of at least 5% of the maximum nominal capacity of the power supply unit (4).
3. Method according to claim 2, characterised in that the lower temperature threshold (Tlow) is selected so as to ensure a capacity of the power supply unit (4) of 40% of the maximum nominal capacity of the power supply unit (4).
4. Method according to any of the previous claims, characterised in that the lower temperature threshold (Tlow) is -4°C.
5. Method according to any of the previous claims, characterised in that said checking step comprises checking (204) whether the detected temperature (Tbatt, Tatm) is lower than an upper temperature threshold (Thigh). 
6. Method according to claim 5, characterised in that the upper temperature threshold (Thigh) is selected so as to ensure a capacity of the power supply unit (4) of about 75% of the maximum nominal capacity of the power supply unit (4).
7. Method according to claim 5 or 6, characterised in that the upper temperature threshold (Thigh) is 4° C.
8. Method according to any of claims 1 to 3, characterised in that the electrical energy from the power supply unit (4) to said at least one heating element (5) is supplied (304) as a function of a difference (ε) between the lower temperature threshold (Tref) and a temperature proportional to the detected temperature (Tbatt).
9. Method according to claim 8, characterised in that said function is a function of the proportional, integrative and/or derivative type.
10. Method according to any of the previous claims, characterised in that the step of detecting at least one temperature (Tbatt) comprises detecting the temperature of each of a plurality of batteries of said battery power supply unit (4).
11. Method according to any of the previous claims, characterised in that said checking step comprises checking (305, 402, 502, 702) whether a difference (ΔT) between the lower temperature threshold (Tlow, Tref) and the detected temperature (Tbatt, Tatm) is less than or equal to a maximum temperature difference (ΔTmax, ΔTmax(Ch)). 
12. Method according to claim 11, characterised in that the maximum temperature difference (ΔTmax) is a constant value.
13. Method according to claim 12, characterised in that the maximum temperature difference (ΔTmax) is equal to 15°C.
14. Method according to claim 12, characterised in that the maximum temperature difference (ΔTmax(Ch)) is a non-decreasing function of the residual charge (Ch) of the power supply unit (4). 
15. Method according to any of the previous claims, further comprising the step of detecting (15) the residual charge (Ch) of the power supply unit (4), wherein the checking step comprises checking (403, 503, 602) whether the residual charge is greater than a minimum residual charge (Chmin, Chris, Chmin(ΔT)). 
16. Method according to claim 15, characterised in that the minimum residual charge (Chmin) is a constant percentage value of the maximum charge of the power supply unit (4).
17. Method according to claim 16, characterised in that the minimum residual charge (Chmin) is equal to 75% of the maximum charge of the power supply unit (4).
18. Method according to claim 16, characterised in that the minimum residual charge (Chmin(ΔT)) is a non-decreasing function of the temperature difference (ΔT).
19. Method according to claim 18, characterised in that the minimum residual charge (Chmin(ΔT)) is an increasing function of the temperature difference (ΔT) in the temperature difference range (ΔT) comprised between 0° and a maximum temperature difference (ΔTmax, ΔTmax(Ch)), is equal to a residual reserve charge (Chris) for a temperature difference (ΔT) equal to 0°, and is equal to a maximum charge of the power supply unit (4) for temperature differences (ΔT) greater than or equal to the maximum temperature difference (ΔTmax, Δmax(Ch)). 
20. Method according to claim 19, characterised in that the increasing function of the temperature difference (ΔT) in the temperature difference range (ΔT) comprised between 0° and a maximum temperature difference (ΔTmax, ΔTmax(Ch)) is linear.
21. Method according to claim 19 or 20, characterised in that the minimum residual charge (Chmin(ΔT)) is equal to a residual reserve charge (Chris) for temperature differences (ΔT) less than 0°. 
22. Method according to any of claims 18-21, characterised in that the residual reserve charge (Cris) is equal to 30% of the maximum charge of the power supply unit (4).
23. Method according to any of claims 11-22, characterised in that the detected temperature is the atmospheric temperature (Tatm).
24. Method according to any of the previous claims, characterised in that the checking step comprises checking (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701) whether the electronic device (3) is active.
25. Method according to any of the previous claims, characterised in that the part of energy from the power supply unit (4) is supplied to a plurality of heating elements (5) thermally coupled with each of a plurality of batteries of said battery power supply unit (4).
26. Method according to any of the previous claims, characterised by comprising a step of supplying electrical energy (90) to the electronic device (3).
27. Method according to claim 26, characterised in that said step of supplying electrical energy (90) to the electronic device (3) occurs when the detected temperature (Tbatt) is higher than the lower temperature threshold (Tlow).
28. Power supply system for a bicycle electronic device (3), comprising 
- a battery power supply unit (4), 
- at least one sensor (6, 15) of a temperature (Tbatt, Tatm) indicative of the temperature of the power supply unit (4),
- at least one heating element (5) thermally associated with the power supply unit (4),
- a selectively actuable electrical connection (7, SW) from the power supply unit (4) to the heating element (5), and
- a controller (8) that checks the operative conditions of the system (1) and, if the check has a positive outcome, actuates said electrical connection (7, SW) to supply electrical energy from the power supply unit (4) to said heating element (5), wherein the operative conditions include whether the detected temperature (Tbatt, Tatm) is less than or equal to a lower temperature threshold (Tlow, Tref).
29. System according to claim 28, comprising an electrical connection (12) from the power supply unit (4) to the bicycle electronic device (3). 
30. System according to claim 28 or 29, further comprising the bicycle electronic device (3).
31. System according to one of claims 27-30, characterised in that said operative conditions further include whether the detected temperature (Tbatt, Tatm) is less than an upper temperature threshold (Thigh).
32. System according to any of claims 28-31, characterised in that said controller (8) actuates said electrical connection (7, SW) through a power regulator (SW) selected from the group consisting of relays and solid-state devices.
33. System according to claim 32, characterised in that said heating element (5) is of the resistive type and said heating controller (8) comprises a multiplier (26) of the output signal (Tbatt) of said at least one temperature sensor (6), a subtractor (27) for subtracting the output (GAIN*T) of the multiplier from the lower temperature threshold (Tref) and for obtaining an error signal (ε), and a P.I.D. type power regulator block (28) acting upon said error signal (ε) to output a driving signal (S(ε)) for said power regulator (SW). 
34. System according to claim 33, characterised in that said driving signal (S(ε)) at the output of the P.I.D. power regulator block (28) causes a voltage value (V(t)) at the ends of said heating element (5), or a current value (I(t)) through the heating element (5), that increases as the error signal (ε) increases.
35. System according to claim 33, characterised in that said P.I.D. power regulator block (28) causes a modulated voltage (V(t)) at the ends of said heating element (5), or a modulated current (I(t)) through said heating element (5), the duty cycle of which increases as the error signal (ε) increases.
36. System according to any of claims 28-35, characterised in that said at least one temperature sensor (6) comprises at least one temperature sensor thermally coupled with said power supply unit (4).
37. System according to claim 36, characterised in that said power supply unit (4) comprises at least two batteries, and at least one temperature sensor (6) is thermally associated with each battery.
38. System according to any of claims 28-37, characterised in that said at least one temperature sensor (6) comprises a thermistor. 
39. System according to any of claims 28-38, characterised in that said operative conditions further include whether a difference (ΔT) between the lower temperature threshold (Tlow, Tref) and the detected temperature (Tbatt, Tatm, 6, 17) is less than or equal to a maximum temperature difference (ΔTmax, ΔTmax(Ch)).
40. System according to any of claims 28-39, characterised by further comprising a residual charge sensor (7), and in that said operative conditions further include whether the residual charge is greater than a minimum residual charge (Chmin, Chris, Chmin(ΔT)). 
41. System according to any of claims 39-40, characterised in that said at least one sensor of a temperature indicative of the temperature (Tbatt) of the power supply unit (4) comprises a sensor (17) of atmospheric temperature (Tatm) to provide said detected temperature used to evaluate the temperature difference (ΔT).
42. System according to any of claims 28-41, characterised in that said at least one heating element (5) comprises at least one resistive sheet applied to said power supply unit (4). 
43. System according to any of claims 28-42, characterised in that said power supply unit (4) comprises at least two batteries, and at least one heating element (5) is thermally associated with each battery.
44. System according to any of claims 28-43, characterised in that its components are housed in a single casing (1), that can be fixed to the frame of the bicycle.
45. System according to any of claims 28-43, characterised in that the power supply unit (4) is housed in a first casing (2) and the electronic device (3) is housed in a second casing (3), the first and the second casing (2, 3) being mechanically and electrically removably connectable. 
46. System according to claim 45, characterised in that the controller (8) is housed in the first casing (2).
47. System according to claim 45, characterised in that the controller (8) is housed in the second casing (3).
48. System according to claim 45, characterised in that a power regulator (SW) for the selective actuation of said electrical connection (7) is housed in the first casing (2).
49. System according to claim 45, characterised in that a power regulator (SW) for the selective actuation of said electrical connection (7) is housed in the second casing (3).
50. System according to claims 29 and 48, characterised in that said selectively actuable electrical connection (7) is shunted from said electrical connection (14) from the power supply unit (4) to the electronic device (3).
51. System according to claim 50, characterised in that a residual charge sensor (15) of the power supply unit is housed in the first casing (2).
52. System according to claim 50, characterised in that at least one atmospheric temperature sensor (17) is housed in the first casing (1). 
53. System according to claim 50, characterised in that at least one atmospheric temperature sensor (17) is housed in the second casing (3).
54. System according to any of claims 28-53, characterised in that said battery power supply unit (4) is of a rechargeable type.
55. Bicycle electronic device of a (3), comprising
- a connector (CN) for receiving electrical energy from a power supply unit (4) comprising at least one heating element (5), and
- a controller (8) that receives in input a signal (6) indicative of a temperature (Tbatt, Tatm) of said power supply unit (4) and provides a signal for switching part of the electrical energy of said power supply unit (4) towards the heating element (5) when the detected temperature (Tbatt, Tatm) is less than or equal to a lower temperature threshold (Tlow, Tref).
56. Device according to claim 55, characterised by further comprising a power regulator (SW) for regulating the switching of said part of electrical energy, driven by said signal provided by the controller (8).
57. Device according to claim 55 or 56, characterised by further comprising a sensor (17) of atmospheric temperature (Tatm) the output of which is supplied to said controller (8).
In order to improve the performance of a battery power supply unit (4) for a bicycle electronic device (3) at low atmospheric temperature, when its temperature is less than or equal to a lower temperature threshold, electrical energy is supplied by the power supply unit (4) to a heating element (5) thermally coupled with the power supply unit (4) that, in this way, self-heats. Part of the electrical energy of the power supply unit (4) can be simultaneously supplied to the electronic device (3).
(Fig. 1)
【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】
2008071740.tif 000029
【図６】
2008071740.tif 000030
【図７】
2008071740.tif 000031
【図８】
2008071740.tif 000032
【図９】
2008071740.tif 000033
【図１０】
2008071740.tif 000034
【図１１】
2008071740.tif 000035
【図１２】
2008071740.tif 000036
【図１３】
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【図１４】
2008071740.tif 000038
【図１５】
2008071740.tif 000039
【図１６】
2008071740.tif 000040
【図１７】
2008071740.tif 000041
【図１８】
2008071740.tif 000042
【図１９】
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【図２０】
2008071740.tif 000044
【図２１】
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【図２２】
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