TW201529414A - 自行車電子系統 - Google Patents

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M25/00—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles
    • B62M25/08—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with electrical or fluid transmitting systems

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Abstract

本發明涉及一種自行車電子系統(1)，該系統(1)包括電池單元(20)、至少一個操作單元(21-28)以及電源和通訊匯流排(29)，所述單元(20、21-28)之每一者均連接到所述匯流排(29)。該系統(1)包括能夠由用戶啟動/停用的第一關斷/(再)接通裝置(11)，且包括第二關斷/(再)接通裝置(12)，所述第二關斷/(再)接通裝置(12)適於回應於所述第一關斷/(再)接通裝置的啟動/停用而將所述電池單元(20)與所述電源和通訊匯流排(29)斷開/連接。另外描述了電池單元(20)和用於關斷/(再)接通自行車電子系統(1)的方法。

Description

自行車電子系統
本發明涉及一種自行車電子系統，具體地涉及一種自行車電子變速器。具體地，本發明涉及一種具有遠端關斷/(再)接通裝置的自行車電子系統。本發明還涉及一種用於插入到自行車電子系統中的電池單元。本發明也涉及一種用於遠端關斷/(再)接通自行車電子系統的方法。
自行車中的運動傳遞系統包括在與踏板曲柄的軸和與後輪的輪轂關聯的齒輪之間延伸的鏈條。當在踏板曲柄的軸和後輪的輪轂中的至少之一處存在超過一個齒輪時，並且因此運動傳遞系統設有變速器時，提供有前撥鏈器及/或後撥鏈器。在電子伺服變速器的情況下，每個撥鏈器均包括：鏈條引導元件，也稱為拔鏈片，其可移動以使鏈條在齒輪之間移動，從而改變齒數比；和機電致動器，用以移動鏈條引導元件。致動器又通常包括：馬達，通常是電動馬達，其通過連桿，諸如鉸接的平行四邊形環鏈、齒條系統或蝸桿系統與鏈條引導元件聯接；及轉子的或轉子下游的直至鏈條引導元件本身的任何移動部件的位置、速度及/或加速度的感測器。 值得注意的是，與本文中所用術語稍不同的術語同樣也可使用。
控制電子裝置例如基於一或多個下列檢測變數自動地改變齒數比，諸如行進速度、踏板曲柄的旋轉節奏、施加到踏板曲柄的扭矩、行駛地形的坡度、自行車手的心率等等，及/或齒數比基於由自行車手經適當的控制構件(例如桿及/或按鈕)手動地輸入的指令來改變。
用於控制前撥鏈器的裝置和用於控制後撥鏈器的裝置，或者在簡單變速器的情況下該兩種裝置中的僅一種，被安裝成易於由自行車手操縱，通常安裝在車把上，靠近其把手處，在該處還佈置有刹車桿以分別控制前輪刹車和後輪刹車。允許在兩個方向上驅動撥鏈器以及刹車的控制裝置通常被稱為集成控制器。
作為慣例，用於控制前撥鏈器的裝置以及前輪的刹車桿被佈置為靠近車把的左把手，並且反之，用於控制後撥鏈器的裝置以及後輪的刹車桿被佈置為靠近右把手。
前述部件以車載方式佈置到自行車上，並且必須彼此連通。此外，必須對前述部件供電。
在本發明的提交日仍保密的義大利專利申請MI2013A000895揭示一種自行車電子系統，其典型地包括電池單元、手動指令管理單元、撥鏈器管理單元以及電源和通訊匯流排，每個所述單元均被連接到所述匯流排。自行車電子系統可以包括從由均與電源和通訊匯流排連接的電腦迴路、感測器單元、記錄單元、週邊單元組成的組選取的不同類型 的其它管理單元。
在這樣的已知的自行車電子系統中，除電池單元之外的每個單元均包括處理器，並且適於經由電源和通訊匯流排根據通訊協定發射和接收訊息。這樣的通訊協議例如允許：在一個時刻有單個單元發射訊息，而全部單元能夠不斷地接收訊息。
這樣的分散式架構使得可以避免中央處理單元，並且能夠容易地擴展系統。此外，電源有利地由所有單元共用。
然而，申請人現在已認識到，當自行車保持很長一段時間不動的時候，通常在冬天，前述電子系統保持在所謂的「休眠」或「備用」狀態下。在這樣的狀態下，與電源和通訊匯流排相連的各種單元，例如各個處理器，繼續從電池單元吸收電流，電池因此趨於耗盡。隨著自行車電子系統的單元數目增大，該問題愈發嚴重。在各單元中均無處理器的情況下，也遇到同樣缺陷，因為各種單元的其它部件吸收電流。
本發明基於的問題因此是避免前述缺陷，特別是通過提供用戶易於使用且同時確保高的操作可靠性的具有關斷/(再)接通裝置的自行車電子系統和關斷/(再)接通方法來避免前述缺陷。
因此，本發明涉及根據獨立請求項1和13述及之自行車電子系統和用於關斷/(再)接通該自行車電子系統的方法 ，以及根據獨立請求項12述及之電池單元；自行車電子系統的優選特徵和用於遠端關斷/(再)接通的方法的優選特徵在從屬請求項中提供。
更特別地，在本發明的一個方面，本發明涉及自行車電子系統，該系統包括電池單元、至少一個操作單元以及電源和通訊匯流排，所述單元中的每一個均被連接到所述匯流排。
有利地，該系統包括使用者啟動/停用的第一關斷/(再)接通裝置，且包括第二關斷/(再)接通裝置，該第二關斷/(再)接通裝置適於回應於所述第一關斷/(再)接通裝置的啟動/停用而將所述電池單元且特別地其電源從所述電源和通訊匯流排斷開/將所述電池單元且特別地其電源連接到所述電源和通訊匯流排。
在本說明書及在所附請求項中，在電氣意義上使用「連接」和「斷開」及派生形式。
在本說明書及在所附請求項中，在使用「操作單元」時，意指系統中除電池單元之外的每個單元。
具有該用於遠端關斷/(再)接通的裝置的系統有利地允許使用者在自行車長時間不動期間以簡單且有效的方式關斷/(再)接通自行車電子系統，從而防止自行車電子系統在這樣的長時間不動期間保持處於備用狀態，且因此防止電池單元耗盡，這些均不用物理接觸電池單元。由於電池單元且更具體地其電源被從電源和通訊匯流排斷開，電源在實際上對於系統的所有操作單元是被移除的，因此系統被有效地 關斷。
有利地，所述電源和通訊匯流排包括接地線纜、電源線纜和通訊線纜，優選地單個通訊線纜，更優選地單個串列通訊線纜。
在實施例中，第一關斷/(再)接通裝置從自行車電子系統的其餘部分可移除。這有利地防止了它們的意外啟動。
在一個實施例中，可移除的第一關斷/(再)接通裝置包括雙端子電連接器，該雙端子電連接器被構造成在電源和通訊匯流排的任何位置處連接到自行車電子系統/從自行車電子系統斷開。這增大了系統的多功能性。
該雙端子電連接器可以簡單地由導線構成，但是在優選實施例中，它是剛性連接器，一種跨接線。
在一個實施例中，該雙端子電連接器被構造成連接到自行車電子系統/從自行車電子系統斷開以代替先前從電源和通訊匯流排斷開的任何所述操作單元。
這樣的實施例有利地使得對於電源和通訊匯流排的接近位置最小化。
在實施例中，在系統中設有至少一個埠，該至少一個埠構造成用於所述雙端子電連接器的可移除連接。
優選地，埠設置在所述操作單元中的至少一個處。
這樣的實施例有利地避免了使用者在系統關斷情況下從電源和通訊匯流排斷開操作單元用於連接連接器，並且避免了使用者在系統(再)接通情況下當連接器被斷開時將 操作單元再連接到電源和通訊匯流排。
在其它實施例中，第一關斷/(再)接通裝置集成在自行車電子系統中，並且優選地包括雙穩態開關，更優選地被設置在所述操作單元中的一個處。
優選地，在啟動狀態下，第一關斷/(再)接通裝置與電源和通訊匯流排的接地線纜和通訊線纜彼此連接。
通過這樣的設置，有利地獲得了用戶啟動的關斷/(再)接通裝置，該裝置非常簡單且能夠被設置在系統中的任何位置。此外，通過選擇以將接地線纜和通訊線纜連接在一起，能夠避免損壞系統的電氣部件和電子部件，相反，如果涉及電源和通訊匯流排的電源線纜，該損壞可能發生。
優選地，第二關斷/(再)接通裝置設置在電池單元處。
在一個實施例中，第二關斷/(再)接通裝置包括受控開關以及第一驅動器和第二驅動器，該第一驅動器和第二驅動器分別控制受控開關的接通狀態和斷開狀態。
優選地，第二關斷/(再)接通裝置連接在電池單元與電源和通訊匯流排的電源線纜之間。
更優選地，受控開關構造成將電池單元的電源的正極從電源和通訊匯流排的電源線纜斷開/將電池單元的電源的正極與電源和通訊匯流排的電源線纜連接。
優選地，受控開關通過MOSFET技術實施，更優選地受控開關包括n-溝道MOSFET和p-溝道MOSFET。
優選地，第一驅動器和第二驅動器包括電阻器。
在一個實施例中，受控開關包括n-溝道MOSFET和p-溝道MOSFET，n-溝道MOSFET的漏極連接到p-溝道MOSFET的柵極，第一驅動器設置p-溝道MOSFET的柵源電壓，並且第二驅動器設置n-溝道MOSFET的柵源電壓。
優選地，該系統包括在第二驅動器與電源和通訊匯流排的通訊線纜之間的隔離裝置。
優選地，所述至少一個操作單元包括手動指令管理單元和撥鏈器管理單元，這兩者均更優選地包括處理器和佈置在處理器與所述電源和通訊匯流排之間的電壓調節器。
有利地，該系統進一步包括第二手動指令管理單元和第二撥鏈器管理單元，這兩者均包括處理器和佈置在處理器與所述電源和通訊匯流排之間的電壓調節器。
有利地，該系統進一步包括從由每個均優選地包括處理器和佈置在處理器與所述電源和通訊匯流排之間的電壓調節器的電腦迴路、感測器單元、記錄單元、週邊單元構成的組中選取的至少一個其它單元。
在一個方面，本發明涉及一種用於自行車電子系統的電池單元，該自行車電子系統包括關斷/(再)接通裝置，該裝置適於回應於關斷/(再)接通自行車電子系統的第一裝置的啟動/停用而將所述電池單元從電源和通訊匯流排斷開/將所述電池單元連接到電源和通訊匯流排。
這樣的電池單元能夠獨立於自行車電子系統被商業化。
這樣的電池單元可以包括以上參考自行車電子系統 述及之特徵中的一或多個。
在一個方面，本發明涉及用於關斷/(再)接通自行車電子系統的方法，該方法包括：當關閉系統時：- 由用戶啟動第一關斷/(再)接通裝置；並且- 回應於所述啟動，借助於第二關斷/(再)接通裝置將電池單元從電源和通訊匯流排斷開；當(再)開啟該系統時：- 由用戶停用第一關斷/(再)接通裝置；並且- 回應於所述停用，借助於第二關斷/(再)接通裝置將電池單元連接到電源和通訊匯流排。
優選地，啟動所述第一關斷/(再)接通裝置包括將所述自行車電子系統的電源和通訊匯流排的接地線纜和通訊線纜連接在一起。
1‧‧‧自行車電子系統
10‧‧‧關斷/(再)接通裝置
11‧‧‧第一關斷/(再)接通裝置
11a‧‧‧端子
11b‧‧‧端子
12‧‧‧第二關斷/(再)接通裝置
13‧‧‧受控開關
14‧‧‧第一驅動器
15‧‧‧第二驅動器
16‧‧‧隔離裝置
17‧‧‧n-溝道MOSFET
18‧‧‧p-溝道MOSFET
20‧‧‧電池單元
21‧‧‧操作單元
22‧‧‧操作單元
23‧‧‧操作單元
24‧‧‧操作單元
25‧‧‧操作單元
26‧‧‧操作單元
27‧‧‧操作單元
28‧‧‧操作單元
29‧‧‧匯流排
30‧‧‧線纜
31‧‧‧線纜
32‧‧‧電源線纜
34‧‧‧通訊線纜
35‧‧‧線纜
36‧‧‧電源
37a‧‧‧電阻器R3
37b‧‧‧電阻器R4
38‧‧‧電阻器R1
39‧‧‧電阻器R2
40‧‧‧處理器
42‧‧‧調節器
44‧‧‧功能方塊
46‧‧‧電容裝置
48‧‧‧調制器/發射器
50‧‧‧解調器/接收器
52‧‧‧起偏器
60‧‧‧埠
通過下文參考附圖對本發明一些優選實施例的詳細說明，本發明的其它特徵和優點將更明顯。視需要，各個構造中的不同特徵可以被組合在一起。在附圖中：- 圖1是根據本發明的自行車電子系統的方塊圖；- 圖2是圖1的自行車電子系統的示意性操作單元的方塊圖；- 圖3是根據本發明的電池單元和遠端關斷/(再)接通裝置的方塊圖，處於圖1的自行車電子系統的關斷狀態；- 圖4是與圖3的方塊圖類似的方塊圖，處於圖1的自行車 電子系統的(再)接通狀態；和- 圖5是電池單元和用於遠端關斷/(再)接通自行車電子系統的裝置的電路圖。
在下文說明書中，為了例示附圖，使用相同或類似的識別符指示具有相同或相似功能的構造元件。
參考圖1，自行車電子系統1包括與電源和通訊匯流排29或匯流排相連的電池單元20和一或多個操作單元21-28。
優選地，操作單元包括：手動指令管理單元21，例如通過右手致動的手動指令管理單元；和撥鏈器管理單元23，例如與後輪關聯的撥鏈器管理單元。
優選但非必要地，自行車電子系統1還包括被連接至匯流排29的其它單元。
因而圖示第二手動指令管理單元22和第二撥鏈器管理單元24，在上述示例中，分別為通過左手致動的單元和與踏板曲柄的軸關聯的單元。
在可替換實施例中，可以僅存在前撥鏈器和相應指令的管理單元，該管理單元通常通過左手致動。
在可以與自行車電子系統1中的匯流排29相連的其它操作單元中，有電腦迴路25、感測器單元26、記錄單元27和一般週邊單元28，例如用於檢測/處理蹬踏效果的單元、遠端定位的指令單元，即設置在車把上或其它部位上的不同位置中的一或多個複製指令單元，等等。
如圖2至5中所示，匯流排29優選地包括三根線纜： 接地線纜30，電源線纜32和單個串列通訊線纜34。接地線纜30是系統1的所有電勢差的基準，電源電纜32對連接至自行車電子系統1的所有操作單元21-28供電，並且串列通訊電纜34由連接至自行車電子系統1的所有單元21-28用以通訊服務或錯誤訊息或指令。
如圖2中所示，操作單元21-28中的每一個均優選地包括處理器40和被佈置在處理器40和匯流排29之間的電壓調節器42，更具體地被佈置在其接地線纜30和電源線纜32之間的電壓調節器42。
處理器40控制專用於操作單元21-28本身的裝置及/或被這些裝置控制，該裝置由普通功能方塊44指示。例如，在手動指令管理單元21、22的情況下，功能方塊44通常包括至少一個或兩個開關，該開關在它們的狀態改變時相應地發出升檔要求信號及/或降檔要求信號，並且包括可能的開關致動連桿或按鈕；在撥鏈器管理單元23、24的情況下，功能方塊44例如包括電動馬達的驅動電路及/或用於移動撥鏈器的鏈條引導元件的電動馬達；在電腦迴路25的情況下，功能方塊44例如包括顯示器、控制開關、資料和程式記憶體；在感測器單元26的情況下，功能方塊44包括下列變數的一或多個感測器，諸如行駛速度、踏板曲柄的旋轉節奏、施加給踏板曲柄的扭矩、行駛地形的坡度、自行車手的心率等等；在記錄單元27的情況下，功能方塊44例如包括時鐘和在事件發生時儲存事件和相應時間的記憶體；最後，在一般週邊單元28的情況下，功能方塊44包括受處理器40控制或用於控制處理器 40的一或多個電子裝置；也可以存在具有僅僅處理功能的週邊單元28，而無功能方塊44。
電壓調節器42的提供使得可以將每個操作單元21-28都設計有最適於該單元本身的具體功能的處理器40，如從上述內容能夠明白的，這可以是高度可變的。實際上，電壓調節器42獲取由電池20從匯流排29提供的電力，並且為處理器40提供最適合的電壓值。
雖然未示出，由功能方塊44圖示的一或多個電子裝置和機電裝置能夠被直接連接至接地線纜30和電源線纜32，以由電池單元20經匯流排29供電。
電容裝置46，諸如小容量電容器優選地佈置在電壓調節器42和匯流排29之間，更特別地佈置在其接地線纜30和電源線纜32之間。這種裝置具有如下功能：允許處理器40的供電在短的時間段上，例如幾毫秒，足以允許在匯流排29上無供電的情況下延遲處理器40的關斷，以便在無供電的情況下，處理器40能夠負責將所有資料和所有變數的當前值儲存在非揮發性記憶體中。
每個操作單元21-28還優選地且有利地包括通訊線纜上的電壓的調制器或發射器48，以及通訊線纜上的電壓的解調器或接收器50。接收器50示出為獨立塊，但其可以被集成到處理器40中。
在與自行車電子系統1相連的每個單元中提供發射器或調制器48以及接收器或解調器50允許各種單元之間的直接通訊。特別地，手動指令管理單元21、22及/或感測器單元 26能夠與撥鏈器管理單元23、24直接通訊，從而直接施加升檔和降檔指令，並且接收撥鏈器的狀態訊息。
在一些操作單元21-28中，可以不存在發射器48及/或接收器50，這當然放棄了這些單元的通訊能力(或全能力)。
每個操作單元21-28也任選地包括連接在電源線纜32和通訊線纜34之間的起偏器52，例如電阻器，以在通訊線纜34上產生已知電壓。
參考圖3-5，電池單元20包括電源36，諸如原電池(cell)或電池或蓄能器，其也可由許多優選地可充電以及通常串聯連接的原電池形成。電池36連接在接地線纜30和電源線纜32之間(受控開關13介於其間，如稍後更好地描述的)，以提供可經匯流排29用於自行車電子系統1的其餘部分的在兩個線纜之間的電壓差。
電池單元20也優選地包括連接在電源36和通訊線纜34之間的起偏器38、39，以在通訊線纜34上產生已知電壓。
參考圖1和3-5，根據本發明的自行車電子系統1包括用於遠端關斷/(再)接通的裝置10。
用於遠端關斷/(再)接通的裝置10包括第一關斷/(再)接通裝置11和回應於第一關斷/(再)接通裝置11的第二關斷/(再)接通裝置12。
第一關斷/(再)接通裝置11能夠由使用者啟動/停用。
有利地，第一關斷/(再)接通裝置11可位於電源和 通訊匯流排29中的任何位置處。圖1中所示的在單元24和25之間的位置僅是指示性的。
在未示出的實施例中，第一關斷/(再)接通裝置11構造成連接到自行車電子系統1/從自行車電子系統1斷開以代替先前從電源和通訊匯流排29斷開的任何操作單元21-28。
在有利的實施例中，如在圖3-4中所示，第一關斷/(再)接通裝置11包括帶有兩個端子11a、11b的連接器11，連接器11適於由用戶連接在設置於電源和通訊匯流排29中的適當埠60處。帶有兩個端子11a、11b的連接器11是優選地剛性的，一種「跨接線」。
埠60設置在自行車的適當位置中，並且優選地它設置在操作單元21-28中的至少一個中。
替代地，可以省略埠60；在該情況下，連接器11直接連接到電源和通訊匯流排29的線纜。在該情況下，第一關斷/(再)接通裝置11可以簡單地包括導線，該導線的端部連接到電源和通訊匯流排29的線纜。
作為另一個替代，埠60可以是允許操作單元21-28在自行車電子系統1中的可移除連接的埠。
優選地且如所示的，第一關斷/(再)接通裝置11構造成由使用者連接在匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34之間。
更具體地，在所示實施例中，埠60優選地連接在匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34之間。應該理解，如果埠60是如下埠，即該埠設置成用於操作單元21-28在自行車電子 系統1中的可移除連接，則埠60將具有與匯流排29的所有三個線纜的三個連接並且具有三個相應的輸入，僅其中兩個將用於第一關斷/(再)接通裝置11。
特別地，在圖3中所示的第一關斷/(再)接通裝置11的連接或啟動位置中，如稍後將理解的，這是自行車電子系統1的關斷狀態，通訊線纜34借助於第一關斷/(再)接通裝置11而被連接到接地線纜30；而在圖4中所示的第一關斷/(再)接通裝置11的非連接位置中，如稍後將理解的，這是自行車電子系統1的(再)接通狀態，通訊線纜34從接地線纜30斷開。
在所示的實施例中，第一關斷/(再)接通裝置11可以從自行車電子系統1的其餘部分移除。這有利地避免第一關斷/(再)接通裝置11的意外啟動，並且因此避免該系統的意外關閉。
替代地，第一關斷/(再)接通裝置11可以被集成在系統1中，例如以雙穩態開關的形式，有利地連接在電源和通訊匯流排29的通訊線纜34和接地線纜30之間。
這樣的雙穩態開關優選地設置在系統1的操作單元21-28的至少一個中。
再次參考圖1、3-5，第二關斷/(再)接通裝置12位於電池單元20處，優選地位於電池單元20內，並且該第二裝置12構造成，回應於用戶將第一關斷/(再)接通裝置11連接到系統1/將其從系統1斷開，換句話說，回應於用戶對第一關斷/(再)接通裝置11的啟動/停用，而將從電池36且特別地其 電源36從電源和通訊匯流排29尤其從電源線纜32斷開/將電池36尤其是電源36連接到電源和通訊匯流排29尤其是連接到電源線纜32。
優選地，第二關斷/(再)接通裝置12包括受控開關13以及相應的第一驅動器14及第二驅動器15。第一驅動器14和第二驅動器15用於分別控制受控開關13的接通狀態和開啟狀態。
受控開關13構造成：將電池單元20的電源36優選其正極與電源和通訊匯流排29的電源線纜32連接/將電池單元20的電源36優選其正極從電源和通訊匯流排29的電源線纜32斷開。
第一驅動器14連接在電池36和受控開關13之間，並且當連接器11沒有連接到系統1且因此自行車電子系統1被接通時(圖4)，保持受控開關13接通，將電源36連接到匯流排29的電源線纜32。
第二驅動器15連接在受控開關13和通訊線纜34之間(以間接方式，如將簡短解釋的)，並且當連接器11被連接時(圖3)，其將受控開關13斷開，從而將電源36從電源線纜32斷開。因此，自行車電子系統1關斷。
應注意，第二關斷/(再)接通裝置12整體佈置在通訊線纜34和接地線纜30之間，使得它們回應於兩個線纜30、34之間存在的電壓差，如通過第一關斷/(再)接通裝置11設置的。
特別地，第二驅動器15整體佈置在通訊線纜34(以 間接方式，如將簡短解釋的)和接地線纜30之間，使得它回應於兩個線纜30、34之間的電壓差，如通過第一關斷/(再)接通裝置11設置的。
隔離裝置16優選地佈置在第二驅動器15和匯流排29、具體地其通訊線纜34之間。這樣的隔離裝置16具有在系統1的接通狀態下將第二驅動器15從通訊線纜34上傳遞的資訊隔離開的功能，以避免第二關斷/(再)接通裝置12的不期望轉換。
圖5是電池單元20和關斷/(再)接通裝置10的實施例的電路圖。
電源36(電池或蓄能器，可由串聯連接的許多原電池形成)連接在引導到匯流排29的接地線纜30的線纜31和引導到匯流排29的電源線纜32的線纜33之間，其中受控開關13的p-溝道MOSFET 18部分介於其間(參見稍後描述)。在電源36的正極和p-溝道MOSFET 18的源極S之間的連接節點標示為節點E。
電池單元20的起偏器38、39優選地由一對電阻器R1 38和R2 39實施，該一對電阻器R1 38和R2 39串聯地連接在電源36的電極之間以及連接在線纜31、35之間，線纜31、35引導到匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34。在電阻器R1 38和R2 39之間的連接節點標示為節點C。
起偏器的電阻器R1 38和R2 39實現電壓分配器，並且在系統1的接通狀態下(借助於關斷/(再)接通裝置10)在節點C處建立預定電壓-以下也成為靜止電壓)，如以下更清 楚地描述的。
第二驅動器15優選地由一對電阻器R3 37a、R4 37b實施，該一對電阻器R3 37a、R4 37b串聯地連接在電源36的電極之間。在電阻器R3 37a、R4 37b之間的連接節點標示為節點A。
第二驅動器15的電阻器R3 37a、R4 37b實施電壓分配器，並且在系統1的接通狀態(借助於關斷/(再)接通裝置10)在節點A處建立預定電壓，如以下更清楚地描述的。
受控開關13優選地由n-溝道MOSFET 17和前述p-溝道MOSFET 18實施，n-溝道MOSFET 17和前述p-溝道MOSFET 18連接在電源36、節點A和線纜31、33之間，線纜31、33引導到匯流排29的接地線纜30且引導到電源線纜32。
特別地，n-溝道MOSFET 17具有：源極S，該源極S連接到電源36的負極和引導到接地線纜30的線纜31；漏極D，該漏極D在標示為B的節點處連接到p-溝道MOSFET 18的柵極G；和柵極G，該柵極G連接到第二驅動器15的節點A。n-溝道MOSFET 17因此由第二驅動器15驅動，如在以下更清晰的描述。
p-溝道MOSFET 18具有：源極S，該源極S在標示為E的節點處連接到電池36的正極；柵極G，該柵極G在上述節點B處連接到n-溝道MOSFET 17的漏極D；和漏極D，該漏極D連接到引導到匯流排29的電源線纜32的線纜33。
第一驅動器14優選地由電阻器R5 14實施，該電阻器R5 14連接在p-溝道MOSFET 18的柵極G和源極S之間，即在前 述節點B和E之間。p-溝道MOSFET 18因此由第一驅動器14驅動，如以下更清晰描述的。
優選地，隔離裝置16由肖特基(Schottky)二極體16實施，該肖特基二極體16佈置在前述節點A和C之間，即線纜35和第二驅動器15之間，線纜35引導到匯流排29的通訊線纜34。
現在將參考圖5的電路圖更清晰的說明自行車電子系統的操作。
假設由於冬天存放自行車，使用者希望使用根據本發明的關斷/(再)接通裝置10來斷開自行車電子系統1。這是為了避免使系統1處於備用狀態，備用狀態是可導致電池耗盡的狀態，對使用者有明顯的缺陷。
為該目的，使用者簡單地將連接器11連接到自行車電子系統1的埠60，如果需要，斷開/移除可能被連接到該埠60的操作單元21-28或埠60的輸入的可能保護蓋。以此方式，匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34彼此連接(箭頭F1)。
如上所述，使用者能夠通過在匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34之間施加導線負責將匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34彼此連接，而無需設置用於專用連接器11的專用埠60，或者無需改變集成在自行車電子系統1中的雙穩態開關的狀態。
在匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34彼此連接之後，在引導到通訊線纜34的線纜35上的電壓變成零，並且特別地在節點C處的電壓VC變成零(VC=0)。在節點A處的電壓 VA呈現與肖特基二極體16的正向電壓對應的值，例如等於約0.2伏(VA=0.2伏)。因此，在n-溝道MOSFET 17的柵極G處的電壓VG=VA，充分地小例如0.2伏，使得n-溝道MOSFET 17的柵極G和源極S之間的電壓是VGS<Vt1，Vt1是n-溝道MOSFET 17的臨界導通電壓。n-溝道MOSFET 17因此被斷開或切斷。接下來，在第一驅動器14的電阻R5中，電流不流動，並且在節點E處的電壓等於在節點B處的電壓(VE=VB)。作為結果，在p-溝道MOSFET 18的柵極G和源極S之間的電壓等於零(VGS=0)，即大於其臨界導通電壓。因此，p-溝道MOSFET 18斷開或切斷。因此，電池單元20的電源36實際上從匯流排29的電源線纜32斷開。因此，其它操作單元21-28不被供電，並且系統1實際上關斷。
現在假定，使用者希望使用根據本發明的關斷/(再)接通裝置10來接通自行車電子系統1。
為該目的，使用者簡單地從自行車電子系統的埠60斷開連接器11，如果需要，將操作單元21-28(再)連接到該埠60，因此將匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34彼此斷開(箭頭F2)。替代地，該斷開能夠由使用者通過移除上述導線或通過轉換集成在自行車電子系統1中的雙穩態開關來進行。
在將通訊線纜34從接地線纜30斷開之後，在引導到通訊線纜34的線纜35上的電壓和特別地在節點C處的電壓於是從值VC=0變成等於在匯流排29的通訊線纜34上的靜止電壓Vq的恒定值。靜止電壓Vq由電池單元20的起偏器的電阻器R1 38、R2 39設置。當系統1的操作單元21-28中均沒有調制器或發射器48被啟動時，術語靜止電壓Vq也指示在通訊線纜34上測量的電壓。靜止電壓Vq被設置成大於在節點A處的電壓VA，電壓VA由第二驅動器15的電阻器R3 37a和R4 37b設置。
應指出，在該狀態下由節點C佔據的靜止電壓Vq被設置為大於在節點A處的電壓VA的事實意味著隔離裝置16的肖特基二極體被開路或切斷，使得第二驅動器15的節點A被從匯流排29的通訊線纜34有效隔離。因此，防止通訊線纜34上的意外干擾導致n-溝道MOSFET 17的意外轉換。
因此，由第二驅動器15的電阻器R3 37a和R4 37b在節點A處設置的電壓VA也被設置成如下值，使得在n-溝道MOSFET 17的柵極G和源極S之間的電壓是VGS>Vt2，Vt2是n-溝道MOSFET 17的臨界導通電壓。因此，n-溝道MOSFET 17被接通或處於通路狀態下。因此，節點B處的電壓VB變成零(VB=0)。由於在節點E處的電壓VE等於電源36的電壓，在p-溝道MOSFET 18的柵極G和源極S之間的電壓是負的，p-溝道MOSFET 18接通或處於通路狀態下，並且在引導到電源和通訊匯流排29的電源線纜32的線纜33上的電壓與節點E的電壓一致，即與電池單元20提供的電壓一致。因此，電池單元20的電源36實際上連接到匯流排29的電源線纜32。因此，其它操作單元21-28被供給電力，且系統1實際上被接通。
上述系統1代表根據本發明的用於遠端關斷/(再)接通自行車電子系統1的方法的有利實施方式。
這樣的方法包括： 當關斷系統1時：a)由用戶啟動第一關斷/(再)接通裝置11；並且b)回應於所述啟動，借助於第二關斷/(再)接通裝置12來將電池單元20從電源和通訊匯流排29斷開；當(再)接通系統時：a)由用戶停用第一關斷/(再)接通裝置11；並且b)回應於所述停用，借助於第二關斷/(再)接通裝置12來將電池單元20連接到電源和通訊匯流排。
優選地，啟動第一關斷/(再)接通裝置11包括將自行車電子系統1的電源和通訊匯流排29的接地線纜30和通訊線纜34連接在一起。
從已提供的說明，用於關斷/(再)接通自行車電子系統的裝置和方法的特徵及本發明目的是清楚的，正如相關優點也是清楚的。
在不偏離本發明的教義的情況下，上述實施例的另外變型是可能的。
例如，電源和通訊匯流排可以包括許多通訊線纜。
替代地或另外地，一或多個操作單元可以沒有調節器及/或處理器，以及如已經陳述的，沒有發射器和接收器中的一個及/或另一個。
在替代的實施例中，代替由第一驅動器和由第二驅動器接通和斷開的受控開關，可以存在單穩態受控開關和單驅動器，該單穩態受控開關分別是常開或常閉類型的，該單驅動器分別控制受控開關的接通狀態或斷開狀態。
最後清楚的是，如此構思的關斷/(再)接通裝置和方法可以經歷多種改型和變型，所有的改型和變型均涵蓋在本發明中；此外，所有的細節可以由技術上等同的元件替代。實踐中，使用的材料以及尺寸可以是根據技術要求的任何情況。
1‧‧‧自行車電子系統
10‧‧‧關斷/(再)接通裝置
11‧‧‧第一關斷/(再)接通裝置
12‧‧‧第二關斷/(再)接通裝置
20‧‧‧電池單元
21‧‧‧操作單元
22‧‧‧操作單元
23‧‧‧操作單元
24‧‧‧操作單元
25‧‧‧操作單元
26‧‧‧操作單元
27‧‧‧操作單元
28‧‧‧操作單元
29‧‧‧匯流排

Claims (14)

  1. 自行車電子系統(1)，該系統(1)包括一電池單元(20)、至少一個操作單元(21-28)以及一電源和通訊匯流排(29)，該等單元(20、21-28)均連接到該匯流排(29)，其中該系統包括使用者啟動/停用的第一關斷/(再)接通裝置(11)，並且包括第二關斷/(再)接通裝置(12)，該第二關斷/(再)接通裝置(12)適於回應於該第一關斷/(再)接通裝置(11)的啟動/停用而將該電池單元(20)與該電源和通訊匯流排(29)斷開/連接。
  2. 根據請求項1述及之系統(1)，其中該第一關斷/(再)接通裝置(11)能夠從該自行車電子系統(1)的其餘部分移除。
  3. 根據請求項2述及之系統(1)，其中可移除的該第一關斷/(再)接通裝置(11)包括具有兩個端子(11a、11b)的一電連接器(11)，該電連接器(11)構造成在該電源和通訊匯流排(29)的任何位置處連接到該自行車電子系統(1)/從該自行車電子系統(1)斷開。
  4. 根據請求項3述及之系統(1)，其中具有兩個端子(11a、11b)的該電連接器(11)構造成連接到該自行車電子系統(1)/從該自行車電子系統(1)斷開以代替任何該等操作單元(21-28)。
  5. 根據請求項3述及之系統(1)，包括至少一個埠(60)，該埠(60)構造成用於該具有兩個端子(11a、11b)的電連接器(11)的可移除連接，該埠(60)優選地被設置在該等操作單元(21-28)中的至少一個處。
  6. 根據請求項1述及之系統(1)，其中該第一關斷/(再)接通裝置(11)被集成在該自行車電子系統(1)中，並且優選地它們包括雙穩態開關，更優選地在該等操作單元(21-28)中的一個處。
  7. 根據前述請求項中的任一項述及之系統(1)，其中在該啟動狀態下，該第一關斷/(再)接通第一裝置(11)與該電源和通訊匯流排(29)的一接地線纜(30)和一通訊線纜(34)彼此連接。
  8. 根據請求項1述及之系統(1)，其中該第二關斷/(再)接通裝置(12)被設置在該電池單元(20)處。
  9. 根據請求項1述及之系統(1)，其中該第二關斷/(再)接通裝置(12)包括一受控開關(13)以及一第一驅動器(14)和一第二驅動器(15)，該第一驅動器(14)和該第二驅動器(15)分別控制該受控開關(13)的一接通狀態和一斷開狀態。
  10. 根據請求項9述及之系統(1)，其中該受控開關(13)構造成將該電池單元(20)的一電源(36)的一正極與該電源和通訊匯流排(29)的一電源線纜(32)斷開/連接。
  11. 根據請求項9或10述及之系統(1)，其中該受控開關(13)包括一n-溝道MOSFET(17)和一p-溝道MOSFET(18)，該n-溝道MOSFET(17)的漏極連接到該p-溝道MOSFET(18)的柵極，該第一驅動器(14)設置該p-溝道MOSFET(18)的柵源電壓，而該第二驅動器(15)設置該n-溝道MOSFET(17)的柵源電壓。
  12. 用於一自行車電子系統(1)的電池單元(20)，該自行車電子系統(1)包括關斷/(再)接通裝置(12)，該關斷/(再)接通裝置(12)適於回應於用於關斷/(再)接通該自行車電子系統(1)的第一裝置(11)的啟動/停用而將該電池單元(20)與一電源和通訊匯流排(29)斷開/連接。
  13. 用於關斷/(再)接通一自行車電子系統(1)的方法，包括以下步驟：當關斷該系統(1)時：-由一用戶啟動第一關斷/(再)接通裝置(11)；並且-回應於該啟動，借助於第二關斷/(再)接通裝置(12)將一電池單元(20)從一電源和通訊匯流排(29)斷開； 當(再)接通該系統時：-由一用戶停用該第一關斷/(再)接通裝置(11)；並且-回應於該停用，借助於該第二關斷/(再)接通裝置(12)將該電池單元(20)連接到該電源和通訊匯流排。
  14. 根據請求項13述及之方法，其中啟動該第一關斷/(再)接通裝置(11)之步驟包括以下步驟：將該自行車電子系統(1)的該電源和通訊匯流排(29)的一接地線纜(30)和一通訊線纜(34)連接在一起。
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