專利名稱：自行車照明裝置的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明裝置的驅(qū)動裝置，特別是，以直流電壓波動的電源提供的電能對安裝在自行車上的液晶顯示裝置中所設(shè)置的照明裝置進行驅(qū)動的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
最近，人們在開發(fā)以馬達等執(zhí)行器使自行車的變速裝置工作的、對該執(zhí)行器進行控制以使變速裝置根據(jù)速度自動變速的自行車。對于這種自動變速自行車，為了顯示速度和變速位置等信息，有的安裝了被稱作所謂的循環(huán)計算機的液晶顯示裝置。液晶顯示裝置在夜晚等環(huán)境較暗的狀況下難以看清，因而有的安裝了背景燈。自行車用液晶顯示裝置的背景燈例如具有設(shè)置在液晶背面的反射板和朝向反射板照射光的發(fā)光二極管(LED)。以往，上述液晶顯示裝置、執(zhí)行器和變速控制裝置例如是靠二次電池等共用的直流電源提供的電能工作的。
按照上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，安裝有背景燈的液晶顯示裝置的電源與執(zhí)行器和變速控制裝置等其它負荷的電源是共用的。因此，當消耗電能較多的執(zhí)行器工作時，電源電壓有時會暫時降低。若電源電壓如上所述發(fā)生波動，則有可能導(dǎo)致流經(jīng)背景燈LED的電流波動，LED的光量發(fā)生波動。LED光量的波動，會使液晶畫面閃爍而辨識性變差?？梢哉f，電源電壓降低引起的光量波動不僅對于背景燈，而且對于所有使用LED的照明裝置和使用具有燈絲的燈泡的照明裝置來說都存在問題。
本發(fā)明的任務(wù)是，在自行車照明裝置的驅(qū)動裝置中，即使電源電壓波動也能夠使照明裝置光量的波動得到抑制。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明1所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是一種以電壓波動的電源所提供的電能對安裝在自行車上的照明裝置進行驅(qū)動的裝置，具有電流供給機構(gòu)和電流限制機構(gòu)。電流供給機構(gòu)是將來自電源的直流電流提供給照明裝置的機構(gòu)。電流限制機構(gòu)是在確保了波動電壓之最小值以上的電壓時，使用有源電阻電路對提供給照明裝置的電流進行限制的機構(gòu)。
作為該照明裝置的驅(qū)動裝置，在確保了波動電壓之最小值以上的電壓時，以使用有源電阻電路的電流限制電路將提供給照明裝置的電流限制在一定值上。因此，即使電壓波動，電流也不容易發(fā)生波動，能夠使照明裝置光量的波動得到抑制。
發(fā)明2所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明1所說的裝置中，照明裝置是使用發(fā)光二極管(LED)作為光源的。在這種場合，即使電源電壓發(fā)生波動，發(fā)光二極管的光量的波動也能夠得到抑制。
發(fā)明3所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明1所說的裝置中，照明裝置是使用具有燈絲的燈泡作為光源的。在這種場合，即使電源電壓發(fā)生波動，燈泡的光量的波動也能夠得到抑制。
發(fā)明4所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明1至3之一的發(fā)明所記載的裝置中，照明裝置是安裝在自行車上的液晶顯示裝置的背景燈。在這種場合，即使電源電壓發(fā)生波動，背景燈的光量也不容易波動，液晶顯示裝置不容易閃爍。
發(fā)明5所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明1至4之一的發(fā)明所記載的裝置中，照明裝置是安裝在自行車上的前照燈。在這種場合，即使電源電壓發(fā)生波動，前照燈的光量也不容易波動。
發(fā)明6所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明1至5之一的發(fā)明所記載的裝置中，照明裝置是安裝在自行車上的尾燈。在這種場合，即使電源電壓發(fā)生波動，尾燈的光量也不容易波動。
發(fā)明7所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明1至6之一的發(fā)明所記載的裝置中，電流供給機構(gòu)及電流限制機構(gòu)具有串聯(lián)連接于電源與照明裝置之間的、P或N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管，以及用來在所說場效應(yīng)晶體管的柵極與源極之間產(chǎn)生預(yù)定電壓降的電阻。在這種場合，利用了結(jié)型場效應(yīng)晶體管的這樣一種特性，即，柵極-源極之間的電位差為零時有最大電流流過，并能夠與柵極-源極之間的電位差相對應(yīng)地將電流設(shè)定為預(yù)定值。在這里，是利用設(shè)置于柵極與源極之間的電阻在柵極-源極之間產(chǎn)生預(yù)定的電位差而對流經(jīng)漏極-源極之間的電流進行限制的，因此，能夠抑制流入照明裝置的電流的波動。
發(fā)明8所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明1至6之一的發(fā)明所記載的裝置中，電流供給機構(gòu)具有設(shè)置在電源與照明裝置之間的第1雙極性晶體管，以及與第1雙極性晶體管基極和電源相連接的、使第1雙極性晶體管導(dǎo)通而提供電流的第1電阻。電流限制機構(gòu)具有在電源和照明裝置之間與第1雙極性晶體管并聯(lián)連接且集電極與第1電阻相連接的第2雙極性晶體管，以及與第2雙極性晶體管基極和雙極性晶體管發(fā)射極相連接的、使第2雙極性晶體管導(dǎo)通而對電流進行限制的第2電阻。
在這種場合，利用了雙極性晶體管在基極-發(fā)射極之間的電位差為0.6伏特左右時，雙極性晶體管導(dǎo)通這樣一種特性。即，當與第1雙極性晶體管的基極和電源相連接的第1電阻使得電源電壓降低從而第1雙極性晶體管的基極-發(fā)射極之間的電壓變成0.6伏特左右時，第1雙極性晶體管導(dǎo)通使電流流過。而且，當與第2雙極性晶體管的基極和發(fā)射極相連接的第2電阻使電壓降低從而第2雙極性晶體管的基極-發(fā)射極之間的電壓變成0.6伏特左右時，這次是第2雙極性晶體管導(dǎo)通，使得第1雙極性晶體管基極-發(fā)射極之間的電壓降低從而使第1雙極性晶體管關(guān)斷。于是，第2雙極性晶體管的基極-發(fā)射極之間的電壓降低，因而第2雙極性晶體管關(guān)斷。兩個晶體管的這種開關(guān)動作反復(fù)進行，可將流經(jīng)第1雙極性晶體管的電流限制在一定值上而與電源電壓的波動無關(guān)。在這里，使用雙極性晶體管，不僅能夠以較低成本實現(xiàn)恒流控制，而且與使用場效應(yīng)晶體管相比，可使電流限制值的離散性小且電流限制值大。
發(fā)明9所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明8所說的裝置中，還具有對照明裝置的光量進行多級切換的光量切換機構(gòu)。在這種場合，由于能夠?qū)φ彰餮b置的光量進行切換，因此，例如為了減少夜晚的電能消耗，可對夜晚的光量加以限制，只在進行某種操作時增加光量以減少電能消耗。
發(fā)明10所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明9所說的裝置中，光量切換機構(gòu)分為第1光量以及光量比第1光量大的第2光量兩級對照明裝置的光量進行切換。在這種場合，可通過光量的兩級變化減少電能消耗。
發(fā)明11所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明10所說的裝置中，光量切換機構(gòu)具有串聯(lián)設(shè)置在電源和第1雙極性晶體管發(fā)射極之間的第3和第4電阻，以及與電源和第3與第4電阻之中間節(jié)點相連接的第3雙極性晶體管。在這種場合，可使用價格低廉的雙極性晶體管實現(xiàn)光量的兩級切換。
發(fā)明12所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明10所說的裝置中，光量切換機構(gòu)具有并聯(lián)設(shè)置在電源與第1雙極性晶體管發(fā)射極之間的第3和第4電阻，以及與第4電阻串聯(lián)連接的第3雙極性晶體管。在這種場合，可使用價格低廉的雙極性晶體管實現(xiàn)光量的兩級切換。
發(fā)明13所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明8至12之一的發(fā)明所記載的裝置中，還具有控制照明裝置的開和關(guān)的開關(guān)控制機構(gòu)。在這種場合，由于能夠?qū)φ彰餮b置進行開關(guān)控制，因此，白天等不太需要使用照明裝置時可將照明裝置斷開，能夠進一步減少電能消耗。
發(fā)明14所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明13所說的裝置中，開關(guān)控制機構(gòu)具有設(shè)置在第1電阻和所說電源之間的第4雙極性晶體管。在這種場合，可以采用價格低廉的雙極性晶體管實現(xiàn)照明裝置的開關(guān)。
發(fā)明15所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明1至14之一的發(fā)明所記載的裝置中，電源是對安裝在自行車旋轉(zhuǎn)部上的發(fā)電器所提供的交流電源進行整流而得到的直流電源。在這種場合，相對于將發(fā)電器提供的交流整流為直流所得到的直流電源的電壓波動，能夠使照明裝置光量的波動得到抑制。
發(fā)明16所涉及的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置是在發(fā)明15所說的裝置中，交流電源是安裝在作為自行車旋轉(zhuǎn)部的自行車輪轂上的輪轂發(fā)電器。在這種場合，同與輪圈或輪胎接觸而發(fā)電的情況相比動力損失小，即使發(fā)電時也不會增加騎車人太多的負擔。
根據(jù)本發(fā)明，在確保了波動電壓之最小值以上的電壓時，依靠采用有源電阻電路的電流限制電路將提供給照明裝置的電流限制在一定值上。因此，即使電壓發(fā)生波動，電流也不容易波動，能夠使背景燈光量的波動得到抑制。


圖1是采用本發(fā)明一實施方式的自行車的側(cè)視圖。
圖2是展示內(nèi)裝變速輪轂與變速控制單元與發(fā)電器輪轂之間的連接關(guān)系的示意圖。
圖3是變速控制單元的剖視側(cè)視圖。
圖4是變速控制單元的剖視俯視圖。
圖5是變速操作部的立體圖。
圖6是變速控制單元的構(gòu)成框圖。
圖7是自動變速各模式下的變速時間表。
圖8是背景燈驅(qū)動電路之一例的電路圖。
圖9是變速控制部的主程序的控制流程圖。
圖10是顯示處理的控制流程圖。
圖11是自動變速1(A1)處理的控制流程圖。
圖12是手動變速(M)處理的控制流程圖。
圖13是其它實施方式的相當于圖8的流程圖。
圖14是其它實施方式的相當于圖8的流程圖。
圖15是其它實施方式的相當于圖8的流程圖。
圖16是其它實施方式的相當于圖8的流程圖。
圖17是其它實施方式的相當于圖8的流程圖。
圖18是其它實施方式的相當于圖8的流程圖。
具體實施例方式
〔結(jié)構(gòu)〕圖1中，采用本發(fā)明一實施方式的自行車是輕便車，包括具有雙封閉形車架體2和前叉3的車架1；車把部4；驅(qū)動部5；安裝有帶制動器的發(fā)電器輪轂8的前輪6；安裝有內(nèi)裝變速輪轂10的后輪7；置于手邊可對內(nèi)裝變速輪轂10進行操作的變速操作部20；根據(jù)變速操作部20的操作對內(nèi)裝變速輪轂10進行變速控制的變速控制單元12。
車架1的車架體2是由管材焊接成的。車架體2上安裝有包括車座11和驅(qū)動部5等在內(nèi)的各個部分。前叉3安裝在車架體2的前部，可圍繞傾斜的軸線自由搖動。在車架體2的后部安裝有尾燈18b。
車把部4具有固定在前叉3的上部的車把插管14、以及固定在車把插管14上的車把桿15。在車把桿15的兩端安裝有制動握把16和把手17。右側(cè)的制動握把16上有與之成一體形成的變速操作部20。
驅(qū)動部5具有設(shè)在車架體2的下部(軸承部)的帶曲柄輪盤37、繞掛在帶曲柄輪盤37上的鏈條38、以及內(nèi)裝變速輪轂10。內(nèi)裝變速輪轂10是具有低速檔(1速)、中速檔(2速)、高速檔(3速)3個變速檔的3檔變速內(nèi)裝變速輪轂，通過設(shè)在變速控制單元12上的馬達單元29(圖6)能夠得到3個變速位置。
固定在前叉3前端的前輪6的發(fā)電器輪轂8是能夠安裝滾柱型前制動器的輪轂，內(nèi)部有靠前輪6旋轉(zhuǎn)而發(fā)電的交流發(fā)電機19(圖6)。
如圖2所示，變速控制單元12經(jīng)電氣配線40與發(fā)電器輪轂8內(nèi)的交流發(fā)電機19在電氣上相連接。此外，變速控制單元12還經(jīng)電氣配線41與變速操作部20在電氣上相連接。再有，變速控制單元12經(jīng)變速拉線42與內(nèi)裝變速輪轂10在機械上相連接。如圖3和圖4所示，變速控制單元12具有安裝在位于前叉3的中途的燈支架3a上的燈外殼13、放在燈外殼13內(nèi)的馬達單元29、以及電路單元30。
如圖3和圖4所示，馬達單元29具有變速馬達45、靠變速馬達45的驅(qū)動在3個變速位置之間移動的拉線動作部46、以及對拉線動作部46的變速位置進行檢測的動作位置傳感器47(圖6)。變速拉線42的一端連接在該拉線動作部46上。
如圖6所示，電路單元30具有包括由CPU、RAM、ROM、I/O接口等構(gòu)成的微計算機的變速控制部25。另外，圖中的粗線表示例如1A左右的電流線，實線表示5mA左右的電流線，虛線表示信號線。
變速控制部25根據(jù)變速操作部20的操作對內(nèi)裝變速輪轂10進行自動變速控制使之相應(yīng)于速度的改變，并且對設(shè)在變速操作部20上的液晶顯示裝置24進行顯示控制。該顯示控制可在環(huán)境狀況為預(yù)定亮度(照度)以下時進行不同的控制。此外，還對燈進行控制，使得安裝在燈外殼13內(nèi)與之成為一體的燈18a在環(huán)境狀況為預(yù)定亮度(照度)以下時點亮、超過預(yù)定亮度時熄滅。變速控制部25中設(shè)有存儲變速時要使用的變速閾值的閾值存儲器25a。與變速控制部25相連接的有設(shè)在變速操作部20上的包括操作旋鈕23及操作按鈕21、22在內(nèi)的操作開關(guān)26；液晶顯示裝置24；作為對燈18a和內(nèi)裝變速輪轂10和液晶顯示裝置24等進行控制的光傳感器36；以及利用交流發(fā)電機19的輸出生成速度信號的發(fā)電器波形整形電路34。此外，充電控制電路33和蓄電元件32和自動照明電路35經(jīng)節(jié)電電路31與變速控制部25相連接。還有馬達驅(qū)動器28和馬達單元29的動作位置傳感器47和其它輸入輸出部與之相連接。
如圖5所示，變速操作部20具有在其下部左右排列設(shè)置的兩個操作按鈕21、22；設(shè)置在操作按鈕21、22上方的操作旋鈕23；以及設(shè)置在操作旋鈕23的左方的液晶顯示裝置24。
操作按鈕21、22是三角形形狀的按鈕。左側(cè)的操作按鈕21是用來進行從低速檔向中速檔、從中速檔向高速檔的手動變速的按鈕；右側(cè)的操作按鈕22是用來進行從高速檔向中速檔、從中速檔向低速檔的手動變速的按鈕。操作旋鈕23是用來在自動變速1(A1)模式至自動變速3(A3)模式的3種自動變速模式與手動(M)模式之間進行轉(zhuǎn)換的旋鈕，包括停駛(P)模式在內(nèi)共有5種模式停駛位置P、M、A1～A3。其中，自動變速1模式至自動變速3模式的3種自動變速模式是根據(jù)來自交流發(fā)電機19的車速信號使內(nèi)裝變速輪轂10自動變速的模式；手動變速模式是通過操作按鈕21、22的操作使內(nèi)裝變速輪轂10變速的模式。停駛模式是將內(nèi)裝變速輪轂10鎖定的模式。
在自動變速1～3三種模式下，進行上移(從低速側(cè)向高速側(cè)變速)以及下移(從高速側(cè)向低速側(cè)變速)時，是通過改變變速時間、具體地說是改變變速時的速度而進行自動變速的。此時的變速閾值是就每一種變速模式制成表格存儲在變速控制部25內(nèi)的閾值存儲器25a中的。變速閾值的一個例子示于圖7。在這里，從A1模式到A3模式，其上移及下移的變速時間逐漸提前。也就是說，A1模式是在最高速下而A3模式是在最低速下變速的。通常以A2模式進行變速為宜。此外，從A1模式到A3模式，各變速檔之間閾值的幅度(差)逐漸變小。上坡時，根據(jù)坡度選擇模式即可。
液晶顯示裝置24具有能夠顯示速度和變速檔等信息的液晶顯示部24a、與液晶顯示部正對的背景燈24b、以及驅(qū)動背景燈24b的背景燈驅(qū)動電路24c。在液晶顯示部24a上顯示當前行駛速度，并顯示操作后的變速檔。背景燈24b采用的是例如能夠以7種顏色照明的LED。背景燈24b在環(huán)境為預(yù)定亮度(例如15勒克司)以下時以第1光量L1接通，達到預(yù)定亮度(例如20勒克司)以上時斷開。此外，背景燈24b在操作按鈕21、22操作后其點亮時間例如為30秒。進行操作時，若為預(yù)定亮度以下則以光量大于第1光量L1的第2光量L2點亮，若為預(yù)定亮度以上則以第1光量L1點亮。這樣，在保證操作時的辨識性的情況下能夠減少電能消耗。
背景燈驅(qū)動電路24c靠作為直流電源的蓄電元件32經(jīng)節(jié)電電路31及變速控制部25所提供的5伏特的直流電能工作。電源提供的直流電壓在馬達45等負荷通斷和充放電等情況下有可能相對于5伏特產(chǎn)生上下0.5伏特大小的波動。如圖8所示，背景燈驅(qū)動電路24c具有將經(jīng)變速控制部25提供的直流電流提供給背景燈24b的電流供給電路50；在確保了波動電壓之最小值以上的電壓時(例如4.5伏特)時，利用有源電阻電路將提供給背景燈24b的電流限制在一定值上的電流限制電路51；對背景燈24b的光量進行兩級切換的光量切換電路52；以及控制背景燈24b的開和關(guān)的開關(guān)控制電路53。
電流供給電路50具有設(shè)置在電源和背景燈24b之間的第1雙極性晶體管Q1，以及與第1雙極性晶體管Q1的基極和電源相連接的、使第1雙極性晶體管Q1導(dǎo)通以提供電流的第1電阻R1。電流限制電路51具有在電源和背景燈之間與第1雙極性晶體管Q1并聯(lián)連接且集電極與第1電阻R1相連接的第2雙極性晶體管Q2，以及與第2雙極性晶體管Q2的基極和發(fā)射極相連接的、使第2雙極性晶體管Q2導(dǎo)通以提供電流的兩個第2電阻R2a、R2b。在第2電阻R2b和第2雙極性晶體管Q2的基極之間設(shè)置有第7電阻R7。插入第7電阻R7的目的在于，在第2電阻R2a、R2b之某一個電阻出現(xiàn)異常等情況時，防止因第2雙極性晶體管Q2的基極流出的基極電流過大而導(dǎo)致第2雙極性晶體管Q2損壞。光量切換電路52具有作為串聯(lián)設(shè)置在電源和第1雙極性晶體管Q1的發(fā)射極之間的第3及第4電阻的兩個第2電阻R2a、R2b，以及與電源和兩個第2電阻R2a、R2b之中間節(jié)點相連接的第3雙極性晶體管Q3。開關(guān)控制電路53具有設(shè)置在第1電阻R1和電源負極之間的第4雙極性晶體管Q4，以及設(shè)置在第1電阻R1和電源正極之間的第5電阻R5。第5電阻R5是為了在第4雙極性晶體管Q4關(guān)斷時使第1雙極性晶體管Q1完全關(guān)斷而設(shè)置的。
如上構(gòu)成的背景燈驅(qū)動電路24c中，利用了雙極性晶體管的這樣一種特性，即，在基極-發(fā)射極之間的電位差為0.6伏特左右時，雙極性晶體管便導(dǎo)通。也就是說，當電源電壓因與第1雙極性晶體管Q1的基極和電源相連接的第1電阻R1的存在而降低，使得第1雙極性晶體管Q1的基極-發(fā)射極之間的電壓變?yōu)?.6伏特左右時，第1雙極性晶體管Q1便導(dǎo)通而使電流流通。并且，當與第2雙極性晶體管Q2的基極和發(fā)射極相連接的第2電阻R2a及/或R2b使電壓降低，使得第2雙極性晶體管Q2的基極-發(fā)射極之間的電壓變?yōu)?.6伏特左右時，此次是第2雙極性晶體管Q2導(dǎo)通，使得第1雙極性晶體管Q1的基極-發(fā)射極之間的電壓降低，從而使第1雙極性晶體管Q1關(guān)斷。于是，第2雙極性晶體管Q2的基極-發(fā)射極之間的電壓降低，使得第2雙極性晶體管Q2關(guān)斷。兩個晶體管Q1、Q2的這種開關(guān)動作反復(fù)進行，將流入第1雙極性晶體管Q1的電流限制為一定大小而與電源電壓的波動無關(guān)。
此外，通過第4雙極性晶體管Q4的導(dǎo)通和關(guān)斷，可使背景燈24b點亮和熄滅(開和關(guān))。再有，點亮時，通過第3雙極性晶體管Q3的導(dǎo)通與關(guān)斷，可實現(xiàn)背景燈24b光量的兩級切換。即，當?shù)?雙極性晶體管Q3導(dǎo)通時，僅第2電阻R2b的電阻值起作用，使背景燈24b以第2光量L2點亮，關(guān)斷時，兩個第2電阻R2a、R2b之和的電阻值(R2a+R2b)起作用，故以小于第2光量L2的光量L1微弱點亮。
在這里，使用雙極性晶體管，能夠以較低成本實現(xiàn)恒流控制，而且與使用場效應(yīng)晶體管相比，不僅電流限制值的離散性減小還能夠增大電流限制值。
節(jié)電電路31是為了在自行車停駛時減少電能消耗而設(shè)置的。蓄電元件32所積蓄的電能提供給節(jié)電電路31。節(jié)電電路31與變速控制部25、馬達驅(qū)動器28、充電控制電路33、以及自動照明電路35相連接，向它們提供由蓄電元件32積蓄的工作電能，并且在自行車停駛時將向它們提供的電能切斷。來自交流發(fā)電機19的信號輸入節(jié)電電路31，通過該信號判斷自行車是否停駛。通過設(shè)置這種節(jié)電電路31，能夠防止蓄電元件32積蓄的電能被無謂消耗。
蓄電元件32例如由大容量電容器構(gòu)成，積蓄交流發(fā)電機19所輸出的、經(jīng)過充電控制電路33整流的直流電能。蓄電元件32積蓄的1mA的電流經(jīng)節(jié)電電路31提供給變速控制部25、馬達驅(qū)動器28、充電控制電路33以及自動照明電路35。對于馬達驅(qū)動器28，也將蓄電元件32積蓄的電能以1A電流直接提供。另外，蓄電元件32也可以由鎳鎘電池、鋰離子電池或鎳氫電池等二次電池構(gòu)成而替代電容器。
馬達驅(qū)動器28對變速馬達45進行定位控制。馬達驅(qū)動器28靠節(jié)電電路31提供的1mA電流工作，對蓄電元件32提供的1A電流進行控制而將其作為定位用電流提供給變速馬達45。
充電控制電路33例如由半波整流電路構(gòu)成，將交流發(fā)電機19輸出的交流電流整流為例如1A和5mA的直流電流。
發(fā)電器波形整形電路34由交流發(fā)電機19輸出的交流電流生成速度信號。即，從正弦曲線交流信號中例如取出半個周波，使之從施密特電路等適當?shù)牟ㄐ握坞娐分型ㄟ^，從而生成與速度相對應(yīng)的脈沖信號。
自動照明電路35是靠變速控制部25輸入光傳感器36所輸出的檢測信號后輸出的開關(guān)信號動作的，將交流發(fā)電機19輸出的1A電流提供給燈18a或?qū)⒃撾娏髑袛?。這樣，當照度為預(yù)定值以下時，燈18a自動點亮，超過預(yù)定照度則熄滅。
如上構(gòu)成的變速控制單元12中，在變速操作部20所選擇的自動變速模式或手動變速模式下，對內(nèi)裝變速輪轂10進行變速控制。具體地說，例如選擇的是自動變速模式的A2模式，則如圖7所示，當車速達到12.7km/h時，將從1速向上變速到2速。當進而達到17.1km/h時向上變速到3速。另一方面，當之后車速降低到15.6km/h時，向下變速到2速，若進一步降低到11.5km/h，則向下變速到1速。在這里，為了防止變速時發(fā)生振蕩，使得向上變速的時間與向下變速的時間相比，向下變速時的速度較低，由于在進行這種變速時，是利用來自交流發(fā)電機19的交流信號對車速進行檢測的，因此，車輪每旋轉(zhuǎn)一周期間可多次測得車速，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崟r跟蹤車速的變化而進行變速。
另一方面，當車輪旋轉(zhuǎn)時，節(jié)電電路31測知車輪旋轉(zhuǎn)后向變速控制部25和充電控制電路33等提供控制工作用電能。其結(jié)果，變速控制部25開始工作，使液晶顯示裝置24和馬達驅(qū)動器28和自動照明電路35和充電控制電路33等受到控制。并且，來自交流發(fā)電機19的電能向蓄電元件32充電。此外，發(fā)電器波形整形電路34提供車速信號給變速控制部25。當車輪停止轉(zhuǎn)動時，節(jié)電電路31測知車輪停止后切斷控制用電能的供給。這樣，可避免停駛時無謂地消耗電能。因此，停駛時蓄電元件32的電能不易損耗。
在這里，由于設(shè)置了蓄電元件32以積蓄來自交流發(fā)電機19的電能，利用該電能使包括變速控制部25在內(nèi)的各個部分工作，因此，不需要進行電池的更換和充電等作業(yè)。此外，不需要對電池剩余容量進行監(jiān)測或隨身攜帶備用電池，不必就電源進行煩瑣的作業(yè)便能夠?qū)崿F(xiàn)自動變速。
而且，是基于交流發(fā)電機19輸出的交流信號檢測車速，并通過該檢測到的車速進行變速控制的。交流發(fā)電機一般具有多個磁極，因而交流發(fā)電機輸出的是頻率與該磁極數(shù)和車速相關(guān)的交流信號。因此，與從自行車所通常使用的、例如對安裝在車輪上的磁鐵進行檢測的傳感器得到的速度信號相比，每轉(zhuǎn)一圈即可從交流信號得到多個脈沖信號。因此，在旋轉(zhuǎn)一圈的時間內(nèi)能夠精細地檢測車速，實現(xiàn)實時的、高精度的變速控制。此外，由于是基于來自交流發(fā)電機19的交流信號進行控制的，因此，不必像過去那樣將變速控制單元12設(shè)置在車輪附近，變速控制單元12的安裝位置不受限制。
此外，以往在白天不使用的交流發(fā)電機19的電能能夠有效地在變速控制單元12中加以利用。
而且，由于是根據(jù)光傳感器36的檢測輸出信號對背景燈24b的開和關(guān)以及光量進行控制的，因此，能夠減少電能消耗并在與環(huán)境狀況相適應(yīng)的最佳顯示條件下進行顯示控制。
下面，對變速控制部25的控制工作原理結(jié)合圖8～圖12所示的控制流程圖進行說明。
電源一接通，在圖9的步驟S1進行初始化。在這里，將計算速度用的周長數(shù)據(jù)例如按26英寸直徑設(shè)置，并使各種標志復(fù)位。
在步驟S2～步驟S7中，進行夜晚標志NF的ON/OFF處理。夜晚標志NF是用來區(qū)分白天與夜晚的標志，當環(huán)境照度IL為15勒克司以下時為ON，變?yōu)镺N之后若變?yōu)?0勒克司以上則變?yōu)镺FF。具體地說，在步驟S2中，從光傳感器36讀取照度IL。在步驟S3中，判斷夜晚標志NF是否已變?yōu)镺N(＝1)。當夜晚標志NF不為ON時，轉(zhuǎn)移到步驟S4，判斷照度IL是否在15勒克司以下。15勒克司以下時，轉(zhuǎn)移到步驟S5，使夜晚標志NF變?yōu)镺N。若超過15勒克司，則跳過本處理而轉(zhuǎn)移到步驟S8。
當夜晚標志NF已為ON時，從步驟S3轉(zhuǎn)移到步驟S6。在步驟S6中，判斷照度IL是否在20勒克司以上。照度IL為20勒克司以上時，轉(zhuǎn)移到步驟S7使夜晚標志NF變?yōu)镺FF。若照度IL不足20，則跳過步驟S7而轉(zhuǎn)移到步驟S8。
在步驟S8中，進行圖10所示的顯示處理。在步驟S9中，判斷操作旋鈕23是否設(shè)定在停駛(P)模式上。在步驟S10中，判斷操作旋鈕23是否設(shè)定在自動變速1(A1)模式上。在步驟S11中，判斷操作旋鈕23是否設(shè)定在自動變速2(A2)模式上。在步驟S12中，判斷操作旋鈕23是否設(shè)定在自動變速3(A3)模式上。在步驟S13中，判斷操作旋鈕23是否設(shè)定在手動變速(M)模式上。在步驟S14中，判斷是否選擇了輸入輪胎直徑等其它處理。
在操作旋鈕23轉(zhuǎn)動到P位置而設(shè)定為停駛(P)模式時，從步驟S9轉(zhuǎn)移到步驟S15。在步驟S10中，實施停駛(P)處理。在操作旋鈕23轉(zhuǎn)動到A1位置而設(shè)定為自動變速1模式時，從步驟S10轉(zhuǎn)移到步驟S16。在步驟S16中，實施圖11所示的自動變速1(A1)處理。在操作旋鈕23轉(zhuǎn)動到A2位置而設(shè)定為自動變速2模式時，從步驟S11轉(zhuǎn)移到步驟S17。在步驟S17中，實施與自動變速1(A1)處理同樣的自動變速2(A2)處理。在操作旋鈕23轉(zhuǎn)動到A3位置而設(shè)定為自動變速3模式時，從步驟S12轉(zhuǎn)移到步驟S18。在步驟S18中，實施與自動變速1(A1)處理同樣的自動變速3(A3)處理。在操作旋鈕23轉(zhuǎn)動到M位置而設(shè)定為手動變速模式時，從步驟S13轉(zhuǎn)移到步驟S19。在步驟S19中，實施圖12所示的手動變速(M)處理。在選擇了其它處理時，從步驟S14轉(zhuǎn)移到步驟S20，實施所選擇的處理。
進行步驟S8的顯示處理時，是在圖10的步驟S21判斷夜晚標志NF是否為ON(＝1)。當夜晚標志為ON、即夜晚時，轉(zhuǎn)移到步驟S22，判斷背景燈24b或燈18a是否點亮。若判斷為點亮，則轉(zhuǎn)移到步驟S23，進行各種顯示處理并返回主程序。若判斷為未點亮，則轉(zhuǎn)移到步驟S28、S29，將背景燈24b以第1光量L1點亮的同時將燈18a點亮，并轉(zhuǎn)移到步驟S23。在該光量為預(yù)定光量以下、夜晚標志NF為ON的情況下，背景燈24b是微弱點亮的。
當夜晚標志NF為OFF、即白天時，從步驟S21轉(zhuǎn)移到步驟S25。在步驟S25中，判斷背景燈24b或燈18a是否熄滅。若熄滅，則轉(zhuǎn)移到步驟S23。若未熄滅，則轉(zhuǎn)移到步驟S26、S27，使背景燈24b和燈18a熄滅，并轉(zhuǎn)移到步驟S23。
在這里，對于背景燈24b和燈18a，是根據(jù)環(huán)境照度使它們例如開和關(guān)的，因此，能夠適應(yīng)環(huán)境狀況使各種信息容易看清，在最佳顯示條件下將各種信息顯示在液晶顯示部24a上。而且，即使在夜晚，背景燈24b的光量也受到限制，因此能夠減少電能的無謂消耗。
進行步驟S15的停駛(P)處理時，或者使內(nèi)裝變速輪轂10處于鎖定狀態(tài)，或者根據(jù)操作按鈕21、22的操作，進行登錄內(nèi)裝變速輪轂10解鎖密碼的密碼登錄處理、和輸入解鎖密碼的輸入處理及核對密碼的密碼核對處理等處理。
步驟S16的自動變速1(A1)處理是將動作位置VP設(shè)定到與車速S對應(yīng)的變速檔上。并且，若與之相偏離，則向與之相靠近的檔位方向一檔一檔進行變速。在這里，在圖11的步驟S31中，讀取動作位置傳感器47的動作位置VP。在步驟S32中，從來自交流發(fā)電機19的速度信號讀取自行車的當前車速S。在步驟S33中，判斷所讀取的當前車速是否超過了圖7所示動作位置傳感器47的動作位置VP所對應(yīng)的上移閾值U(VP)。在步驟S34中，判斷所讀取的當前車速S是否低于動作位置傳感器47的動作位置VP所對應(yīng)的下移閾值D(VP)。
在當前車速S超過圖7所示當前變速檔所對應(yīng)的上移閾值U(VP)時，從步驟S33轉(zhuǎn)移到步驟S35。例如，變速檔為2速時(VP＝2)，若車速S高于22.6km/h，便判斷為“是”。在步驟S35中，判斷變速檔是否為3速。若為3速，則由于不能夠再加速，故不作任何處理而轉(zhuǎn)移到步驟S34。若低于3速，則轉(zhuǎn)移到步驟S36，為了使變速檔上移一檔，將動作位置VP抬高一檔，之后轉(zhuǎn)移到步驟S34。于是，變速馬達45動作，使內(nèi)裝變速輪轂10上移一檔。
在當前車速S低于圖7所示當前變速檔所對應(yīng)的下移閾值D(VP)時，從步驟S34轉(zhuǎn)移到步驟S37。例如，變速檔為2速時(VP＝2)，若車速S低于15.2km/h，便判斷為“是”，在步驟S37中，判斷變速檔是否為1速。若為1速，則不作任何處理而轉(zhuǎn)移到主程序。若為2速以上，則轉(zhuǎn)移到步驟S38，為了使變速檔下移一檔，將動作位置VP降低一檔，之后返回主程序。于是，變速馬達45動作，內(nèi)裝變速輪轂10下移一檔。
步驟S17、S18的自動變速2、3(A2、A3)處理與自動變速1(A1)處理相比，只是閾值不同而處理內(nèi)容相同，故將其說明省略。
進行步驟S19的手動變速(M)處理時，是按照操作按鈕21、22的操作一檔一檔進行變速的。在圖12的步驟S51中，讀取動作位置傳感器47的動作位置VP。在步驟S52中，判斷是否對操作按鈕21進行了操作。在步驟S53中，判斷是否對操作按鈕22進行了操作。若對操作按鈕21進行了操作，則從步驟S52轉(zhuǎn)移到步驟S54。在步驟S54中，判斷夜晚標志NF是否為ON、即是否為夜晚。若為白天，則轉(zhuǎn)移到步驟S55，使背景燈(BL)24b以第1光量(微弱光量)L1點亮。若為夜晚，則轉(zhuǎn)移到步驟S56，使背景燈(BL)24b以第2光量(明亮光量)L2點亮。點亮的背景燈24b在此之后持續(xù)點亮例30秒。具體地說，在步驟S55中，使起開關(guān)作用的第4雙極性晶體管Q4導(dǎo)通30秒，在步驟S56中，使起開關(guān)作用的第4雙極性晶體管Q4和起切換作用的第3雙極性晶體管Q3導(dǎo)通30秒。
在步驟S57中，根據(jù)當前動作位置VP判斷是否為3速。若當前變速檔不是3速，則轉(zhuǎn)移到步驟S58，將動作位置VP向高速檔側(cè)只移動一檔而上移一檔。若當前變速檔為3速，則跳過該處理。
若對操作按鈕22進行了操作，則從步驟S53轉(zhuǎn)移到步驟S60。在步驟S60～步驟S62中，進行與步驟S54～步驟S56同樣的背景燈控制處理。在步驟S63中，根據(jù)當前動作位置VP判斷是否為1速。若當前變速檔不是1速，則轉(zhuǎn)移到步驟S564，將動作位置VP向低速檔側(cè)只移動一檔而下移一檔。若當前變速檔為1速，則跳過該處理。
如上所述，在本實施方式中，根據(jù)晝夜的區(qū)別對背景燈24b進行開關(guān)控制，并且一插入鑰匙背景燈24b便點亮，因此，能夠與環(huán)境狀況相適應(yīng)地在最佳顯示條件下顯示各種信息，而且能夠切實對所輸入的內(nèi)容加以確認。
〔其它實施方式〕(a)在前述實施方式中，在背景燈驅(qū)動電路24c中，是將作為第3及第4電阻的第2電阻R2a、R2b串聯(lián)連接的，但也可以如圖13所示，在背景燈驅(qū)動電路124c中，將作為第3及第4電阻的第2電阻R2a、R2b并聯(lián)連接，將第3雙極性晶體管Q3串聯(lián)連接到第2電阻2b上。
(b)如圖14和圖15所示，背景燈驅(qū)動電路224c也可以由結(jié)型N或P溝道場效應(yīng)晶體管J1構(gòu)成。在這種場合，利用了結(jié)型場效應(yīng)晶體管的這樣一種特性，即，當柵極-源極之間的電位差為零時有最大電流流過，能夠與柵極-源極之間的電位差相應(yīng)地將電流設(shè)定在預(yù)定值上。在這里，是通過設(shè)置在柵極與源極之間的電阻R6，使得柵極-源極之間產(chǎn)生預(yù)定的電位差，從而對從漏極-源極之間流過的電流進行限制的。因此，電流供給電路及電流限制電路使用一個器件便可實現(xiàn)，對于從背景燈24b中流過的電流的波動，能夠以較少數(shù)量的元器件加以抑制。
(c)也可以如圖16和圖17所示，背景燈驅(qū)動電路324c由NPN或PNP雙極性晶體管Q1、Q2構(gòu)成，不進行開和關(guān)及光量切換的控制。這種構(gòu)成及其作用，與前述實施方式相同，故將其說明省略。
(d)在前述實施方式中，作為照明裝置的一個例子，以液晶顯示裝置24的背景燈24b為例進行了說明，但本發(fā)明的照明裝置，并不限于背景燈，例如還包括前照燈(燈18a)和自行車的尾燈18b等。
(e)在前述實施方式中，作為光源列舉了LED的例子，但光源也可以是具有燈絲的燈泡。在將燈泡作為光源使用的場合，只要如圖8的變型18所示，在驅(qū)動裝置424c中，以PWM電路向起開關(guān)作用的第4雙極性晶體管Q4的基極施加60赫茲左右的信號即可。這樣一來，雖然比始終接通而點亮的光源的光量減少，但與以圖8或圖13所示電路進行光量的調(diào)節(jié)相比，通過改變PWM電路的開關(guān)比(占空比)，能夠以較高的能源效率進行光量的調(diào)節(jié)。因此，圖18所示例子與圖8不同，未設(shè)置對光量進行兩級切換的光量切換電路。
(f)在前述實施方式中，作為交流電源列舉了輪轂發(fā)電器的例子，但也可以將通常的與車輪輪圈或輪胎接觸而旋轉(zhuǎn)的發(fā)電器作為交流電源。
權(quán)利要求
1.一種自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，以電壓波動的電源所提供的電能對安裝在自行車上的照明裝置進行驅(qū)動，其特征是，包括將來自所說電源的直流電流提供給所說照明裝置的電流供給機構(gòu)，在確保了所說波動的電壓之最小值以上的電壓時，使用有源電阻電路對提供給所說照明裝置的電流進行限制的電流限制機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說照明裝置使用發(fā)光二極管(LED)作為光源。
3.如權(quán)利要求1所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說照明裝置使用具有燈絲的燈泡作為光源。
4.如權(quán)利要求1至3之一的權(quán)利要求所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說照明裝置是安裝在所說自行車上的液晶顯示裝置的背景燈。
5.如權(quán)利要求1至4之一的權(quán)利要求所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說照明裝置是安裝在所說自行車上的前照燈。
6.如權(quán)利要求1至5之一的權(quán)利要求所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說照明裝置是安裝在所說自行車上的尾燈。
7.如權(quán)利要求1至6之一的權(quán)利要求所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說電流供給機構(gòu)及電流限制機構(gòu)具有串聯(lián)連接于所說電源與所說照明裝置之間的、P或N溝道結(jié)型場效應(yīng)晶體管，以及用來在所說場效應(yīng)晶體管的柵極與源極之間產(chǎn)生預(yù)定電壓降的電阻。
8.如權(quán)利要求1至6之一的權(quán)利要求所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說電流供給機構(gòu)具有設(shè)置在所說電源與所說照明裝置之間的第1雙極性晶體管，以及與所說第1雙極性晶體管的基極和所說電源相連接的、使所說第1雙極性晶體管導(dǎo)通而提供電流的第1電阻；所說電流限制機構(gòu)具有在所說電源和所說照明裝置之間與所說第1雙極性晶體管并聯(lián)連接且集電極與所說第1電阻相連接的第2雙極性晶體管，以及與所說第2雙極性晶體管的基極和雙極性晶體管的發(fā)射極相連接的、使所說第2雙極性晶體管導(dǎo)通而對電流進行限制的第2電阻。
9.如權(quán)利要求8所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，還具有對所說照明裝置的光量進行多級切換的光量切換機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說光量切換機構(gòu)分為第1光量以及光量比所說第1光量大的第2光量兩級對所說照明裝置的光量進行切換。
11.如權(quán)利要求10所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說光量切換機構(gòu)具有串聯(lián)設(shè)置在所說電源和所說第1雙極性晶體管的發(fā)射極之間的第3和第4電阻，以及與所說電源和所說第3與第4電阻之中間節(jié)點相連接的第3雙極性晶體管。
12.如權(quán)利要求10所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說光量切換機構(gòu)具有并聯(lián)設(shè)置在所說電源與所說第1雙極性晶體管的發(fā)射極之間的第3和第4電阻，以及與所說第3電阻串聯(lián)連接的第3雙極性晶體管。
13.如權(quán)利要求8至12之一的權(quán)利要求所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，還具有對所說照明裝置進行開和關(guān)的控制的開關(guān)控制機構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說開關(guān)控制機構(gòu)具有設(shè)置在所說第1電阻和所說電源之間的第4雙極性晶體管。
15.如權(quán)利要求1至14之一的權(quán)利要求所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說電源是對安裝在所說自行車的旋轉(zhuǎn)部上的發(fā)電器所提供的交流電源進行整流而得到的直流電源。
16.如權(quán)利要求15所說的自行車照明裝置的驅(qū)動裝置，其特征是，所說交流電源是安裝在作為所說自行車的旋轉(zhuǎn)部的自行車輪轂上的輪轂發(fā)電器。
全文摘要
在自行車用背景燈驅(qū)動電路中，即使電源電壓發(fā)生波動也能夠使背景燈的光量的波動得到抑制。背景燈驅(qū)動電路(24c)是靠電壓波動的電源所提供的電能，對安裝在自行車上的液晶顯示裝置的背景燈(24b)進行驅(qū)動的電路；具有電流供給電路(50)以及電流限制電路(51)。電流供給電路(50)是將來自電源的直流電流提供給背景燈(24b)的電路。電流限制電路(51)是在確保了波動電壓之最小值以上的電壓時，將提供給背景燈(24b)的電流大體限制為一定值的電路。
文檔編號B62J6/08GK1475391SQ0314760
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
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