JP5211102B2 - 自転車用電装システム - Google Patents

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Description

本発明は、電装システム、特に、自転車に搭載可能な自転車用電装システムに関する。
近年、自転車には、複数の電装品が搭載されている。例えば、人力による駆動をモータにより補助するアシスト自転車には、モータ、トルクセンサ、および回転センサのユニット、前照灯、操作ユニット、及びアシスト制御部等の電装品が搭載されている。また、電動変速装置を搭載すると、電動変速装置用のモータ等の駆動部材および変速位置を検出する段数センサ等のユニット化した電装品が搭載されている。従来、このような多数の電装品の接続は、制御信号用の信号線を電装品毎に別々に配線している。
また、２つの電装品を電力通信線で接続した自転車用電装システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の自転車用電装システムは、フロントディレーラに設けられた制御ユニットと、ハンドルバーに設けられた制御ユニットとを電力線通信技術を用いて、電力線により接続している。制御ユニットとそれに接続される各電装品とは、信号線により接続している。
特開２００３−３１２７５０号公報
従来の電装システムでは、それぞれの制御ユニットに接続される電装品の数だけ制御信号を伝送する信号線が必要になり、特に電装品の数が増えると信号線の数が多くなる。また、電装品が制御ユニットから遠い位置に複数配置されると、信号線の長さが長くなる。しかも、電装品毎に異なる信号線を接続しなければならない。このため、配線作業が困難になる。
本発明の課題は、自転車用電装システムにおいて、配線作業を容易に行えるようにすることにある。
本発明の他の課題は、自転車用電装システムにおいて、電動機を含む電装品の配線作業を容易に行えるようにすることにある。
発明１に係る自転車用電装システムは、自転車に搭載可能なシステムである。自転車用電装システムは、電力線を介して通信可能である電力線通信部をそれぞれ備える第１電装品、第２電装品および第３電装品を備えている。第１電装品の電力線通信部と第２電装品の電力線通信部とが第１電力線によって接続される。第２電装品の電力線通信部と第３電装品の電力線通信部とが第２電力線によって接続される。第１電装品、第２電装品および第３電装品のうち少なくとも１つの電装品は、電源に接続可能である。第１電装品、第２電装品および第３電装品のうち少なくとも１つは、第１電力線および第２電力線の少なくとも一方を介して制御信号を伝送して残りの電装品を制御する制御部を有する。制御部は、残りの電装品の接続を認識する。
この電装システムでは、第１電装品と第２電装品と第３電装品とが、電力線を介して通信可能である電力線通信部をそれぞれ有している。このため、それぞれの電装品で制御信号を変調して電力に制御信号を重畳したり、制御信号が重畳された電力から制御信号を復号したりすることができる。
ここでは、第１電装品、第２電装品および第３電装品がそれぞれ電力線通信部を有しているので、いずれかの電装品に制御部を設ける、またはいずれかの電装品に制御部を接続すれば、電力線で３つの電装品の間を個別に接続するだけで、配線が完了し、複数の電装品を制御できる。このように、３つの電装品の間を２つの電力線で接続するだけでよいため、配線長さが短くなる。また、電力線は２芯の線であるので、制御信号の数だけ必要な信号線に比べて配線数が少なくなる。さらに、異なる機能の電装品であっても同じ２芯の電力線で接続できる。このため、配線作業を容易に行えるようになる。
また、電源に接続された電装品から残りの電装品に電力線を介して電力を供給できる。さらに、３つの電装品のうち、少なくとも一つが制御部を有しているので、制御部を有する電装品からの配線も容易になる。さらにまた、制御部が残りの電装品の接続を認識できるので、残りの電装品を着脱しても、電力線の取り付けまたは取り外しをおこなうだけで、容易に対応できる。
発明２に係る自転車用電装システムは、発明に１に記載の自転車用電装システムにおいて、残りの電装品は、識別情報をそれぞれ有する。制御部は、残りの電装品が接続されたとき、接続された第３電装品から識別情報を受け取る。この場合には、制御部は、接続の都度の識別情報を受け取って接続されている電装品を確実に認識できる。
発明３に係る自転車用電装システムは、発明１または２に記載のシステムにおいて、第１電装品は、制御部を有する。この場合には、端部にある第１電装品が制御部を有している。このため、このため、第１電装品をリアキャリア等の自転車の端部に配置することにより、電力線が錯綜することなく第２電装品および第３電装品を第１電装品に接続できる。このため、配線作業がさらに容易になる。
発明４に係る自転車用電装システムは、発明１から３のいずれかに記載のシステムにおいて、電力線通信部は、第１電力線及び第２電力線を接続する電力線接続部を有する。この場合には、電力線通信部が２本の電力線を接続可能であるので、例えば、第２電装品において、第１電力線により第１電装品からの制御信号の入力を行え、第２電力線により第３電装品への制御信号の出力を行える。
発明５に係る自転車用電装システムは、発明４に記載のシステムにおいて、第２電装品の電力線通信部は、少なくとも３つの電力線接続部を有する。この場合には、中間に位置にする第２電装品では、３つの電力線接続部を有しているので、３本の電力線を接続可能になる。このため、第１電装品と第３電装品に加えてさらに別の電装品を接続できる。
発明６に係る自転車用電装システムは、発明１に記載のシステムにおいて、第２電装品は、複数設けられる。この場合には、中間に配置される第２電装品が複数設けられるので、複数の第２電装品の少なくともいずれか一つを介して第１電装品と第３電装品とが通信可能になる。
発明７に係る自転車用電装システムは、発明６に記載のシステムにおいて、複数の第２電装品は、異なる機能を有している。この場合には、機能が異なる複数の第２電装品を第１電装品と第３電装品との間に配置したので、異なる機能を有する第２電装品を第１電力線で第１電装品と接続して機能させることができる。
発明８に係る自転車用電装システムは、発明１に記載のシステムにおいて、第３電装品は、複数設けられる。この場合には、末端に配置される第３電装品が複数設けられるので、第１電装品が、第２電装品を介して複数の第３電装品が通信可能になる。
発明９に係る自転車用電装システムは、発明８に記載のシステムにおいて、複数の第３電装品は、異なる機能を有している。この場合には、機能が異なる複数の第３電装品を末端に配置したので、異なる機能を有する第３電装品を複数の第２電力線で接続された第２電装品を介して第１電装品と接続して機能させることができる。
発明１０に係る自転車用電装システムは、発明１に記載のシステムにおいて、第２電装品は、制御部を有する。この場合に、中間に配置される第２電装品が制御部を有している。このため、第２電装品を自転車の例えばハンガー部等の中間部分に配置することにより、短い電力線で電力線が錯綜することなく、第１電装品および第３電装品を第２電装品に接続できる。このため、配線作業がさらに容易になる。
発明１１に係る自転車用電装システムは、発明３に記載のシステムにおいて、第２電装品は、１または複数設けられ、第３電装品は、１または複数設けられ、制御部は、第２電装品および第３電装品の接続を認識する。この場合には、制御部が第２電装品および第３電装品の接続を認識できるので、第２電装品または第３電装品を着脱しても、電力線の取り付けまたは取り外しをおこなうだけで、容易に対応できる。
発明１２に係る自転車用電装システムは、発明１０に記載のシステムにおいて、第２電装品および第３電装品は、識別情報をそれぞれ有し、制御部は、第２電装品または第３電装品が接続されたとき、接続された第２電装品または第３電装品から識別情報を受け取る。この場合には、制御部は、接続の都度の識別情報を受け取って接続されている電装品を確実に認識できる。
発明１３に係る自転車用電装システムは、発明１０に記載の自転車用電装システムであって、第２電装品は、電動機および電動機を制御する電動機制御部を含む。
この電装システムでは、電動機を含む第１電装品と第２電装品とが、電力線を介して通信可能である電力線通信部をそれぞれ有している。このため、それぞれの電装品で制御信号を変調して電力に制御信号を重畳したり、制御信号が重畳された電力から制御信号を復号したりすることができる。
電力線は２芯の線であるので、電動機を含む電装品を他の電装品に接続する場合であっても制御信号の数だけ必要な信号線に比べて配線数が少なくなる。このため、配線作業を容易に行えるようになる。
発明１４に係る自転車用電装システムは、発明１３に記載のシステムにおいて、電動機制御部は、インバータ装置を含むので、ブラシレスＤＣモータおよび交流モータなどの電動機を効率的に動作させることができる。
本発明によれば、第１電装品、第２電装品および第３電装品がそれぞれ電力線通信部を有しているので、いずれかの電装品に制御部を設ける、またはいずれかの電装品に制御部を接続すれば、電力線で３つの電装品の間を個別に接続するだけで、配線が完了し、複数の電装品を制御できる。このように、２つの電装品の間を電力線で接続するだけでよいため、配線長さが短くなる。また、電力線は２芯の線であるので、制御信号の数だけ必要な信号線に比べて配線数が少なくなる。さらに、異なる機能の電装品であっても同じ２芯の電力線で接続できる。このため、配線作業を容易に行えるようになる。
また本発明によれば、電動機を含む第１電装品と第２電装品とが、電力線を介して通信可能である電力線通信部を有しているので、電力線での電装品の間を個別に接続するだけで、配線が完了し、配線作業が容易となる。
本発明の第１実施形態が採用された自転車の側面部。 電装品としてのブレーキレバーおよび表示装置を示す平面図。 表示装置のモード画面の表示の一例を示す図。 表示装置のサイクルコンピュータ画面の一例を示す図。 本発明の第１実施形態による自転車用電装システムの電装品の配置を示す図。 本発明の第１実施形態による電装システムの構成を示すブロック図。 その接続形態を示すブロック図。 電力線通信部の構成を示すブロック図。 電力線により搬送される制御信号の波形の一例を示す図。 第２実施形態の図６に相当する図。 第３実施形態の図６に相当する図。 第４実施形態の図６に相当する図。 第５実施形態の図６に相当する図。 第６実施形態の図６に相当する図。
＜第１実施形態＞
図１において、本発明の第１実施形態を採用した自転車は人力よる駆動をモータユニット１０により補助するアシスト自転車である。自転車は、フレーム体１０２とフロントフォーク１０３とを有するフレーム１０１と、ハンドル部１０４と、駆動部１０５と、前輪１０６ｆと、後輪１０６ｒと、図示しないフロントブレーキ装置及びリアブレーキ装置と、前照灯２３と、尾灯２４と、を備えている。フロントフォーク１０３は、フレーム体１０２の前部に斜めの軸回りに揺動自在に装着されている。
フレーム１０１には、サドル１１１やハンドル部１０４を含む各部が取り付けられている。駆動部１０５は、フレーム体１０２のハンガー部１２２に回転自在に支持されたクランク軸１１６と、クランク軸１１６の両端に固定されたギアクランク１１８ａ及び左クランク１１８ｂと、ギアクランク１１８ａに掛け渡されたチェーン１１９と、チェーン１１９により駆動される内装変速ハブ１３０と、を有している。内装変速ハブ１３０は、後輪１０６ｒの中心に配置され、変速モータ２０により駆動される、例えば８段変速のハブである。内装変速ハブ１３０には、電動駆動するための変速ユニット１２０が連結されている。変速ユニット１２０には、図６に示すように、変速モータ２０と、変速位置を示す変速段数を検出するための、段数センサ２１とが設けられている。また、内装変速ハブ１３０には、例えば、ローラブレーキやバンドブレーキやディスクブレーキ等のリアブレーキ装置が連結されている。
フレーム体１０２の後上部には、リアキャリア１１２が取り付けられている。リアキャリア１１２には、制御部１２を含むリアキャリアユニット１３が装着されている。リアキャリアユニット１３は、後述するモータユニット１０、制御部１２及び前照灯２３等の電源となる、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等を用いた蓄電池１４を着脱可能に搭載している。蓄電池１４に尾灯２４が一体で取り付けられている。
前輪１０６ｆの中心には、前輪１０６ｆの駆動補助用のモータユニット１０が装着されている。モータユニット１０には、例えばローラブレーキやバンドブレーキやディスクブレーキ等のフロントブレーキ装置が連結されている。モータユニット１０に、ローラブレーキやバンドブレーキやディスクブレーキ等のフロントブレーキ装置が連結されない場合には、フロントフォーク１０３にＶブレーキ、カンチブレーキなどのブレーキ装置を設ければよい。モータユニット１０の内部には、図６に示すように、アシストモータ６０と、インバータ６１と、速度センサ６２とが設けられている。アシストモータ６０は、たとえば３相ブラシレスＤＣモータまたは交流モータである。インバータ６１は、蓄電池１４から直流出力された電流をアシストモータ６０の駆動に適した電流交流に変換する。速度センサ６２は、アシストモータ６０の回転速度つまり、自転車の速度を検出する。
また、ハンガー部１２２には、図６に示すように、クランク軸１１６に作用する踏力を検出するためのトルクセンサ１７およびクランク軸１１６の回転方向を検出する回転センサ１９を有する後述するハンガーユニット１２２ａが設けられている。
リアキャリアユニット１３は、制御部１２を内部に有している。制御部１２は、マイクロコンピュータを有し、接続された電装品を制御する。制御部１２は、アシストモードのとき、乗り手の踏力の最大で２倍のアシスト力が発生するようにモータユニット１０を制御可能である。制御部１２は、複数の回生制動モードと複数のアシストモードとでアシストモータ６０を制御する。具体的には、制御部１２は、アシストモードでは、踏力のＮ１倍のアシスト力で補助する強アシストモード、Ｎ２倍のアシスト力で補助する中アシストモード、およびＮ３倍のアシスト力で補助する弱アシストモードの３つのアシストモードを有している。Ｎ１、Ｎ２およびＮ３は、予め定める数字を表し、Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３に選ばれる。Ｎ１は例えば２に選ばれ、Ｎ２は例えば１．５に選ばれ、Ｎ３は例えば１に選ばれる。また、回生制動モードでは、予め定める第１の回生制動力で回生制動する強回生モードおよび予め定める第２の制動力で制動する弱回生モードとの２つの回生制動モードを有している。前記予め定める第２の制動力は、たとえば予め定める第１の制動力の半分に選ばれる。また、アシストおよび回生制動を両方とも行わないオフモードも有している。強回生モードまたは弱回生モードでは、制動開始までは後述する右ブレーキレバー１６ｆの移動位置に応じて回生制動による制動力を変化させ、制動開始すると第１の大制動力または第２の制動力で回生制動する。回生制動モードでは、後述する右ブレーキレバー１６ｆの移動位置（後述するレバー部材３１の移動位置）に応じて、発電機として機能させた後述するアシストモータ６０による前輪１０６ｆの制動力を制御する。回生制動モードでは、アシストモータ６０から発生する電力を蓄電池１４に蓄えつつ前輪１０６ｆを制動するようにしている。
ハンドル部１０４は、フロントフォーク１０３の上部に固定されたハンドルステム１１４と、ハンドルステム１１４に固定されたバーハンドル型のハンドルバー１１５とを有している。ハンドルバー１１５の両端には、自転車のハンドル部１０４を上方から見た図２に示すように、右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒと、グリップ１５と、が装着されている。ハンドルバーの中央部には、ハンドルステム１１４を跨いで表示装置１８が固定されている。表示装置１８は、液晶ディスプレイ画面１８ａを有している。液晶ディスプレイ画面１８ａは、例えば、図３に示すアシストおよび回生制動モードの選択画面等を表示するアシスト画面と、図４に示す自転車の速度、変速段数および走行距離等を表示するサイクルコンピュータ画面とに切り換え可能である。図３に示すアシスト画面では、例えば２つの回生制動モードと、３つのアシストモードを選択できるとともに、アシストおよび回生制動を行わないオフモードも選択できる。第１のモード選択スイッチ４４ｃまたは第２のモード選択スイッチ４４ｄを操作するとカーソルが上又は下に移動する。そして、移動先で数秒以上操作が停止するとそのモードが選択される。また、選択されたモードにカーソルが止まる。
ここで自転車の左右は、通常、自転車を後方から見たときに右にあるのを右とし、左にあるのを左と規定している。
＜ブレーキレバーの構成＞
右ブレーキレバー１６ｆは、フロントブレーキケーブルによりフロントブレーキ装置に接続されている。左ブレーキレバー１６ｒは、リアブレーキケーブルによりリアブレーキ装置に接続されている。
右ブレーキレバー１６ｆ及び左ブレーキレバー１６ｒは、ハンドルバー１１５に着脱自在に装着される取付ブラケット３０と、取付ブラケット３０に揺動自在に装着されたレバー部材３１と、をそれぞれ備えている。
取付ブラケット３０は、図２に示すように、ハンドルバー１１５に装着可能に図２下部に配置された装着部４１と、装着部４１に連結されたブラケット部４２と、を有している。装着部４１は、図示しない固定ボルトを締め付けることにより取付ブラケット３０をハンドルバー１１５に固定できる。右ブレーキレバー１６ｆのブラケット部４２には、変速ユニット１２０を変速操作するための変速操作部４３が着脱可能に取り付けられている。変速操作部４３は、例えば左右に並べて配置されたシフトアップスイッチ４３ａとシフトダウンスイッチ４３ｂとを有している。シフトアップスイッチ４３ａは、高速側の変速段に変速操作するためのスイッチであり、シフトダウンスイッチ４３ｂは、低速側の変速段に変速操作するためのスイッチである。
右ブレーキレバー１６ｆのブラケット部４２には、ライトスイッチ４４ａと、表示切換スイッチ４４ｂとが左右に並べて配置されている。表示切換スイッチ４４ｂは、表示装置１８の液晶ディスプレイ画面１８ａをアシスト画面とサイクルコンピュータ画面とに切り換えるためのスイッチである。ライトスイッチ４４ａを押圧操作する都度、前照灯２３がオンまたはオフする。また、表示切換スイッチ４４ｂを押圧操作する都度、表示装置１８の液晶ディスプレイ画面１８ａがアシスト画面とサイクルコンピュータ画面とで切り換わる。
左ブレーキレバー１６ｒのブラケット部４２には、第１モード選択スイッチ４４ｃと、第２モード選択スイッチ４４ｄと、電源スイッチ４４ｅとが配置されている。第１モード選択スイッチ４４ｃは、回生制動モードおよびアシストモードを図３に示す画面上方向に順に選択するスイッチである。第２モード選択スイッチ４４ｄは、複数の回生制動モード又は複数のアシストモードを図３に示す画面下方向に順に選択するスイッチである。電源スイッチ４４ｅは、図２において第２モード選択スイッチ４４ｄの上方に配置された円形の押しボタンスイッチであり、制御部１２の電源をオンまたはオフするスイッチである。第１モード選択スイッチ４４ｃを押圧する都度、回生制動モード又はアシストモードを選択するためのカーソルが画面上方向に順に移動する。カーソルの移動が停止するとそのモードが選択される。第２モード選択スイッチ４４ｄは、同様に下方向に順にカーソルが移動する。ここでは、表示画面に表示されている各モードが上下方向に並んでいるが、各モードは左右方向に並べて表示されてもよい。電源スイッチ４４ｅは、押圧操作の都度、制御部１２の電源がオンまたはオフされる。
ブラケット部４２には、レバー部材３１の初期位置を調整可能な調整ボルトを有する初期位置調整部５０が設けられている。また、ブラケット部４２の内部には、レバー部材３１との距離によりレバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出するリニアホール素子を用いたブレーキセンサ５３が設けられている。ブレーキセンサ５３は、レバー部材３１に埋め込まれ
た磁石５４からの距離により、レバー部材３１の初期位置からの移動位置を検出する。この移動位置に応じて制御部１２は、回生制動制御を行う。
＜電装システムの構成＞
本発明の第１実施形態による電装システム１００は、図５および図６に示すように、電装品としてのリアキャリアユニット１３と、モータユニット１０と、ハンガーユニット１２２ａと、後輪１０６ｒの内装変速ハブ１３０に付設される変速ユニット１２０と、前照灯２３と、表示装置１８と、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒとを備えている。これらの電装品が通信可能な電力線７０ａ〜７０ｆおよび電力線７１により接続されている。図５において電力線７０ａ〜７０ｆを実線で示し、電力線７１は前記電力線７０ａ〜７０ｆを示す線よりも太い線で示す。各電力線は、７０ａ〜７０ｆおよび７１は、２本の導線を含んで構成される。２本のうちの一方はグランドラインである。ここで、リアキャリアユニット１３は、電装システム１００の先端に配置された第１電装品に相当する。ハンガーユニット１２２ａ、前照灯２３、および表示装置１８は、電装システム１００の中間に配置された第２電装品に相当する。モータユニット１０、変速ユニット１２０、右ブレーキレバー１６ｆ、および左ブレーキレバー１６ｒは、電装システム１００の末端に配置された第３電装品に相当する。また、電力線７０ａおよび電力線７１は第１電力線に相当し、電力線７０ｃ，７０ｅ，７０ｆは、第２電力線に相当する。
リアキャリアユニット１３は、電装システム１００の電装品を制御する制御部１２と、蓄電池１４と、尾灯２４と、を有している。リアキャリアユニット１３はリアキャリア１１２に装着されている。制御部１２は、マイクロコンピュータを有するものである。制御部１２には、電装システム１００の電源としての蓄電池１４が着脱自在に装着されている。尾灯２４は、蓄電池１４に一体で取り付けられている。
リアキャリアユニット１３には、モータユニット１０が電力線７１を介して接続されている。電力線７１は、２４ボルトの電源電流を流せる電力線である。図５に示すように、電力線７１は、リアキャリアユニット１３からシートチューブ１０２ａおよびハンガー部１２２を通ってダウンチューブ１０２ｂに沿って前方にのび、さらにフロントフォーク１０３に沿ってフォーク先端に延び、前輪ハブ軸１０７ｆに固定された後述する電力線接続部９０ａ（図８参照）に接続されている。その他の電力線７０ａ〜７０ｆは、６ボルトの電源電流を流せる電力線である。したがって、第１実施形態では、二種類の電力線を用いて電装品を接続している。
各電力線には、図９に示すように、それぞれの電装品を制御する制御信号ＣＳが重畳された電源電流が流れている。制御信号ＣＳは、電装品の識別情報と制御内容とを含むシリアルデータである。
また、リアキャリアユニット１３には、ハンガーユニット１２２ａが電力線７０ａを介して接続されている。電力線７０ａは、図５に示すように、リアキャリアユニット１３からシートチューブ１０２ａに沿ってハンガーユニット１２２ａに延びている。
ハンガーユニット１２２ａは、ハンガー部１２２に装着されている。ハンガーユニット１２２ａは、前述したようにトルクセンサ１７と、角度センサ１９と、を有している。トルクセンサ１７は、アシスト制御に用いる踏力を検出するために用いられる。角度センサ１９は、アシスト動作をクランク軸１１６が正転方向（クランク軸が進行方向に回転している方向）に回転しているときに行うために設けられている。ハンガーユニット１２２ａには、前照灯２３および変速ユニット１２０が電力線７０ｂおよび電力線７０ｃを介して各別に接続されている。
前照灯２３は、例えばＬＥＤ（発光素子）を用いた省電力形のものであり、フロントフォーク１０３の前面に装着されている。変速ユニット１２０は、変速モータ２０と段数センサ２１とを有している。この段数センサ２１の出力により表示装置１８に内装変速ハブ１２０の段数が表示される。前照灯２３には、表示装置１８が電力線７０ｄを介して接続されている。
表示装置１８は、前述したように液晶ディスプレイ画面１８ａを有しており、図３に示すアシストモード画面と、図４に示すサイクルコンピュータ画面と、で表示切り換えが可能である。なお、いずれの画面にも蓄電池１４の残量が表示される。表示装置１８には、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒが電力線７０ｅおよび電力線７０ｆを介して各別に接続されている。
右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒについては、すでに詳細に説明しているので説明を省略する。
制御部１２が搭載された電装品を含む各電装品には、図８に示すように、電力線通信部９０と、電装品を制御する電装品制御部９２とが設けられている。電力線通信部９０は、ＰＬＣ（Power Line Communications）によって通信を行い、すなわち電力線を介して双方向の通信を行う。電力線通信部９０は、１または複数の電力線接続部９０ａを有している。なお、図６および後述する図１０から図１４のブロック図では、電力線が接続される電力線接続部９０ａを、符号を付けずに小さな矩形で表している。例えば、リアキャリアユニット１３には、２４ボルト用の電力線接続部９０ａと、６ボルト用の電力線接続部９０ａが設けられ、ハンガーユニット１２２ａおよび表示装置１８には、６ボルト用の３つの電力線接続部９０ａが設けられている。また、前照灯２３には、６ボルト用の２つの電力線接続部９０ａが設けられている。電装システム１００の末端に配置されるモータユニット１０、変速ユニット１２０、右ブレーキレバー１６ｆおよび左ブレーキレバー１６ｒには、１つの電力線接続部９０ａがそれぞれ設けられている。電力線接続部９０ａは、各電力線７０ａ〜７０ｆ，７１の両端に設けられたプラグ部７２が着脱可能な形状を有し、プラグ部７２を係止する。
電力線通信部９０は、電力に重畳された制御信号を復号および変調する信号処理部９０ｂを有している。信号処理部９０ｂは、例えば、ＯＦＤＭ方式（直交周波数分割多重方式）により制御信号を復号および変調する。
電装品制御部９２は、マイクロコンピュータを有し、個別の電装品（例えば、変速ユニット１２０、表示装置１８等）を制御するためのものである。電装品制御部９２には、電装品固有の識別情報が格納された識別情報記憶部が接続されている。制御部１２は、電装品が接続されると、この識別情報を電装品から受け取り、接続された電装品を認識する。これにより、制御部１２は、接続された電装品に向けて制御信号を送信する。また、接続された電装品から制御信号を受信する。なお、制御部１２は、リアキャリアユニット１３の電装品制御部９２の機能を有している。
図７に示すように、各電装品は、シリアルバス構造に接続されている。すなわち、図８に示す、電力線通信部９０の内部にもシリアルバスＳＢが設けられており、電力線通信部９０と電力線７０ａ〜７０ｆ，７１とでシリアルバスＳＢが構成される。これにより、制御部１２が搭載される電装品（例えば、リアキャリアユニット１３）を除いて、いずれの電装品を接続または離脱しても、電装システム１００は動作可能である。例えば、図６において、前照灯２３を外しても、電力線７０ｂを表示装置１８に接続することにより、電装システム１００は、動作する。また、内装変速ハブ１３０が通常の変速ケーブルで動作する場合は、電力線７０ｃを外せばよい。この場合にも、電装システム１００は動作する。
＜第２実施形態＞
図１０において、第２実施形態の電装システム２００では、すべての電装品を２４ボルトの電力線７１ａ〜７１ｇで接続している。このため、第１実施形態では、リアキャリアユニット１３に接続されていたモータユニット１０が、第２実施形態では、前照灯２３に電力線７１ｅを介して接続されている。その他の接続形態は第１実施形態と同様である。
前照灯２３は、リアキャリアユニット１３よりモータユニット１０に近い。このため、前照灯２３とモータユニット１０とを接続する電力線７１ｇの長さが電力線７１に比べて短くなる。また、前照灯２３は、フロントフォーク１０３に装着されているため、モータユニット１０の電力線接続部９０ａに対して移動しない。このため、配線がさらに容易になる。
＜第３実施形態＞
図１１に示す第３実施形態の電装システム３００では、リアキャリアユニット１１３において、制御部１２、蓄電池１４および尾灯２４が一つのバッテリユニット１１３ａに収納されている。これにより、リアキャリアユニット１１３の防水性能を高めることができる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
＜第４実施形態＞
図１２に示す第４実施形態の電装システム４００では、表示装置２１８がハンドルバー１１５の中央部に装着された台座ユニット９５と無線通信で接続可能である。表示装置２１８は、台座ユニット９５に着脱自在に装着される。台座ユニット９５には、表示装置２１８との無線通信を行うための無線通信部９５ａが設けられている。無線通信部９５ａはたとえば、特定小電力、ＩＥＥＥ ８０２．１５．１規格、ＥＥＥ ８０２．１５．４規格等の無線通信規格に沿って表示装置２１８と無線通信を行う。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
この場合には、表示装置２１８を着脱できるので、表示装置２１８を持ち歩くことができる。特に、表示装置２１８にナビゲーション機能またはテレビジョン放送およびラジオ放送などの放送電波を受信し再生する機能等の機能を付加した場合には、着脱により自転車から離れても使用できるので、さらに便利になる。
＜第５実施形態＞
上記第１から第４実施形態では、内装変速ハブ１３０を有する自転車について説明したが、図１３に示す、第５実施形態の電装システム５００では、電動駆動されるフロントディレーラ１２０ｆおよびリアディレーラ１２０ｒを有するスポーツタイプの自転車に本発明を適用している。
図１３において、ハンガーユニット１２２ａには、４つの電力線接続部９０ａが設けられている。リアディレーラ１２０ｒは、電力線７０ｃを介してハンガーユニット１２２ａに接続されている。フロントディレーラ１２０ｆは、電力線７０ｇを介してハンガーユニット１２２ａに接続されている。その他の構成は、第１実施形態と同様である。このように、電動駆動される外装変速装置を有する自転車にも本発明を適用できる。
＜第６実施形態＞
第６実施形態の電装システム６００では、制御部１２をリアキャリアユニット１３ではなく、第２電装品に相当するハンガーユニット１２２ａに設けている。リアキャリア１１２には尾灯２４だけが設けられている。この尾灯２４には電力線通信部９０が設けられている。したがって、尾灯も電力線７０ａによりハンガーユニット１２２ａに接続されている。なお、リアキャリアがない場合には、尾灯２４を泥よけまたはシートスティに設けてもよい。また、蓄電池１４は、制御部１２に着脱自在に装着してもよいが、シートスティに着脱自在に固定してもよい。
この場合には、リアキャリア１１２より前輪１０６ｆまでの距離が短くなるので、電力線７１の長さが短くなる。また、複数本の電力線の錯綜しにくくなる。このため、電力線の配線作業がさらに容易になる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（ａ）前記実施形態では、制御部を第１電装品または第２電装品に設けたが、制御部を第３電装品に設けてもよい。
（ｂ）前記実施形態では、第１電装品としてリアキャリアユニット１３を例示し、第２電装品として、ハンガーユニット１２２ａ、前照灯２３、および表示装置１８を例示し、第３電装品として、変速ユニット１２０、モータユニット１０，右ブレーキレバー１６ｆ、および左ブレーキレバー１６ｒを例示した。しかし、電装品は前述のものに限定されない。例えば電動駆動されるフロントおよびリアサスペンションユニット、電動駆動されるサドル等の自転車に搭載されるすべての電装品が含まれる。
（ｃ）前記実施形態では、前輪１０６ｆにモータユニット１０を有するアシスト自転車を例示したが、クランク軸配置部分にモータユニットが配置されたアシスト自転車および後輪１０６ｒにモータユニットが配置されたアシスト自転車にも本発明を適用できる。クランク軸配置部分にモータが配置されたアシスト自転車の場合、例えば後輪ハブのフリー機能を外してモータユニットが後輪の進行方向の回転に対しても回転できるようにすればよい。この場合、クランク軸とギアクランクの間にワンウェイクラッチを設けても良い。
（ｄ）前記実施形態では、電力線を介して供給される電圧は、２４Ｖまたは６Ｖであるが、電圧はこれに限らず、たとえば８Ｖから６Ｖの範囲であってもよい。
（ｅ）前記実施形態では、各電力線は、７０ａ〜７０ｆおよび７１は、一対の導線を含んで構成されるが、各電力線は、複数対の導線を含んで構成されてもよく、この場合には、信号をパラレルで伝送することができるので、信号の伝送速度を高めることができる。
（ｆ）前記実施形態において、一端部がメンテナンス用コンピュータのインタフェースに接続可能であり、他端部が電装品の電力線接続部に接続可能なケーブルを介して、各電装品のいずれかの電力線接続部にコンピュータを接続し、前記ケーブルおよび電力線を介して、各電装品に含まれる電装品制御部のマイクロコンピュータのソフトをバージョンアップしたり、電装品制御部の状態または識別情報を読み出したりしてもよい。この場合、どの電力線接続部に前記メンテナンス用コンピュータを接続しても、ソフトをバージョンアップしたり、電装品制御部の状態または識別情報を読み出したりすることができるので、作業者が接続しやすい電装品制御部にメンテナンス用コンピュータを接続することができ、作業が容易となる。
１０ モータユニット
１２ 制御部
１４ 蓄電池
１６ｆ 右ブレーキレバー
１６ｒ 左ブレーキレバー
１８ 表示装置
２３ 前照灯
２４ 尾灯
７０ａ 電力線
７０ｂ 電力線
７０ｃ 電力線
７０ｄ 電力線
７０ｅ 電力線
７０ｆ 電力線
７０ｇ 電力線
７１ 電力線
７１ａ 電力線
７１ｂ 電力線
７１ｃ 電力線
７１ｄ 電力線
７１ｅ 電力線
７１ｆ 電力線
７１ｇ 電力線
７２ プラグ部
９０ 電力線通信部
９０ａ 電力線接続部
１００ 電装システム
１２０ 変速ユニット
１２０ｆ フロントディレーラ
１２０ｒ リアディレーラ
１２２ａ ハンガーユニット
２００ 電装システム
２１８ 表示装置
３００ 電装システム
４００ 電装システム
５００ 電装システム
６００ 電装システム

Claims (14)

  1. 自転車に搭載可能な自転車用電装システムであって、
    電力線を介して通信可能である電力線通信部をそれぞれ備える第１電装品、第２電装品および第３電装品を備え、
    前記第１電装品の前記電力線通信部と前記第２電装品の前記電力線通信部とが第１電力線によって接続され、
    前記第２電装品の前記電力線通信部と前記第３電装品の前記電力線通信部とが第２電力線によって接続され、
    前記第１電装品、前記第２電装品および前記第３電装品のうち少なくとも１つの電装品は、電源に接続可能であり、
    前記第１電装品、前記第２電装品および前記第３電装品のうち少なくとも１つは、前記第１電力線および前記第２電力線の少なくとも一方を介して制御信号を伝送して残りの前記電装品を制御する制御部を有し、
    前記制御部は、残りの前記電装品の接続を認識する、自転車用電装システム。
  2. 残りの前記電装品は、識別情報をそれぞれ有し、
    前記制御部は、残りの前記電装品が接続されたとき、接続された残りの前記電装品から前記識別情報を受け取る、請求項１に記載の自転車用電装システム。
  3. 前記第１電装品は、前記制御部を有する、請求項１または２に記載の自転車用電装システム。
  4. 前記電力線通信部は、前記第１電力線及び前記第２電力線を接続する電力線接続部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用電装システム。
  5. 前記第２電装品の前記電力線通信部は、少なくとも３つの前記電力線接続部を有する、請求項４に記載の自転車用電装システム。
  6. 前記第２電装品は、複数設けられる、請求項１に記載の自転車用電装システム。
  7. 前記複数の第２電装品は、異なる機能を有している、請求項６に記載の自転車用電装システム。
  8. 前記第３電装品は、複数設けられる、請求項１に記載の自転車用電装システム。
  9. 前記複数の第３電装品は、異なる機能を有している、請求項８に記載の自転車用電装システム。
  10. 前記第２電装品は、前記制御部を有する、請求項１に記載の自転車用電装システム。
  11. 前記第２電装品は、１または複数設けられ、
    前記第３電装品は、１または複数設けられ、
    前記制御部は、前記第２電装品および前記第３電装品の接続を認識する、請求項３に記載の自転車用電装システム。
  12. 前記第２電装品および前記第３電装品は、識別情報をそれぞれ有し、
    前記制御部は、前記第２電装品または前記第３電装品が接続されたとき、接続された前記第２電装品または前記第３電装品から前記識別情報を受け取る、請求項１１に記載の自転車用電装システム。
  13. 前記第１電装品は、電動機および前記電動機を制御する電動機制御部を含む、請求項１０に記載の自転車用電装システム。
  14. 前記電動機制御部は、インバータ装置を含む、請求項１３に記載の自転車用電装システム。
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