专利名称：自行车用电动单元的驱动控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动控制电路，特别是，接受来自自行车用发电器的电力对自行车用电动单元进行驱动控制的电路。
现有的这种装置，有特开平5-238447号公报和特开2000-62523号公报所公开的装置。前一公报所公开的装置，对电池的端子电压进行检测，根据该检测结果对发电器的激磁电流进行控制，以此减轻乘车人身体的疲劳并稳定前灯的亮度。而后一公报所公开的装置，设有充电用电容器，发电器的发电量较少时由充电用电容器向前灯供给电力。
发明要解决的问题最近的自行车中，作为靠发电器进行驱动的设备，除了前灯之外，还具有使电动变速器变速的执行器和用来对电动悬架装置的阻尼进行调整的执行器，或者自行车计算机控制的转向尾灯等(以下，将这些设备称作电动单元)。这些电动单元在驱动电压小于既定电压时，工作将变得不稳定。例如，以电动机作为执行器为例，驱动电压降低将导致旋转速度变慢，从而发生诸如，不能够以正常速度工作、电动变速器在变速过程中停止工作、电动悬架装置的执行器在中途无法动作，等不良现象。在电动单元中使用微计算机的场合，有时会导致误动作。而作为转向尾灯，会由于亮度不够而降低可识别性。
而前述的现有装置，并未将执行器等作为负载(受驱动设备)，因此，不能解决上述问题。
本发明的任务是，防止在充电电池的充电电压降低时发生电动单元误动作等现象。
本发明的另一个任务是，防止对充电电池过充电以防止电动单元误动作。实现发明任务的装置方案1所涉及的驱动控制电路，作为接受来自自行车用发电器的电力并对自行车用电动单元进行驱动控制的电路，具有，以自行车用发电器充电的充电电池，设置在所说充电电池与所说电动单元之间的第1开关装置，对充电电池的充电电压进行检测的充电电压检测装置，以及，控制装置。作为控制装置，只要充电电压检测装置所检测到的充电电压不大于第1基准电压便使第1开关装置关断而禁止向电动单元供给电力，而只要充电电压超过第1基准电压便使第1开关装置导通而允许向电动单元供给电力。
在该驱动控制电路中，靠发电器向诸如电容器等充电电池进行充电。并且，对电动单元以该充电电池所供给的电力进行驱动。此时，对充电电池的充电电压以充电电压检测装置进行检测。并且，只要充电电压不大于第1基准电压便使第1开关装置关断，禁止向电动单元供给电力。而只要充电电压超过第1基准电压便使第1开关装置导通，向电动单元供给电力。
在这里，由于只要充电电压不大于第1基准电压便禁止向电动单元供给电力，因此，能够防止电动单元误动作。
方案2所涉及的驱动控制电路，如方案1的电路，作为控制装置，在充电电压超过第1基准电压之后只要降低到比第1基准电压低的第2基准电压以下便使第1开关装置关断而禁止向电动单元供给电力。
在这里，在充电电压一旦超过了第1基准电压之后，是以不大于比第1基准电压低的第2基准电压的电压作为阈值进行通断的控制的，即，用来进行通断控制的阈值具有滞后性。也就是说，虽然对电动单元进行驱动时充电电压将降低，但是以比此时的电压足够低的电压作为第2基准电压的。因此，能够避免通断控制不稳定。
方案3所涉及的驱动控制电路，如方案1或2的电路，还具有，设置在发电器与充电电池之间的第2开关装置。并且，作为控制装置，只要充电电压不大于第1基准电压或第2基准电压便使第2开关装置导通以对充电电池进行充电，只要超过高于第1基准电压的第3基准电压便使第2开关装置关断而停止对充电电池充电。
在这里，只要充电电压不大于第1基准电压或第2基准电压便能够对充电电池充电，而只要充电电压超过高于第1充电电压的第3充电电压便停止充电。因此，能够防止充电电压太高而保护充电电池。还能够保护设置在充电电路和电动单元内的电路。还能够使电动单元工作稳定。
方案4所涉及的驱动控制电路，如方案1～3之一的电路，第1及第2开关装置是晶体管器件。此时，可做到体积小、重量轻、寿命长，开关速度也快。
方案5所涉及的驱动控制电路，如方案1～4之一的电路，充电电池是电容器元件。此时，与充电电池相比寿命长，具有超过电动单元寿命的10年左右的耐久性。
方案6所涉及的驱动控制电路，如方案1～5之一的电路，第1开关装置设置在电动单元的内部。
有的电动单元，其内部设有开关器件。因此，可将该开关器件作为第1开关器件加以利用。
图2是上述系统动作的说明用图。
发明的实施形式
图1是采用本发明一实施形式的自行车的电动驱动系统的示意图。
该系统具有，作为发电机的发电器1、整流电路2、电动单元3、以及、设置在整流电路2与电动单元3之间的驱动控制电路4。
发电器1是例如内装于自行车的前轮的轮毂中的轮毂发电器。整流电路2是用来对发电器1输出的交流电进行整流的电路，由二极管桥式电路和滤波电容等构成。电动单元3是前灯、电动变速装置和电动悬架装置的执行器等，以驱动控制电路4对它们进行驱动控制。
驱动控制电路4具有，充电用电容器10、设置在充电用电容器10与电动单元3之间的第1开关器件11、设置在整流电路2与充电用电容器10之间的第2开关器件12、以及、具有充电电压检测功能的控制电路13。第1开关器件11和第2开关器件12分别由场效应晶体管构成，当栅极上所施加的电平为高电平“H”时导通，为“L”时关断。
控制电路13具有，第1及第2比较器15、16，用来向各第1及第2比较器15、16提供基准电压的基准电压发生电路17，串联在第1比较器15的输出端上的倒相器18，以及，串联在第2比较器16的输出端上的缓冲器19。
第1及第2比较器15、16的反相端上施加有充电电压Vc，正相端上施加有来自基准电压发生电路17的基准电压。作为基准电压发生电路17，对第1比较器15通常施加第1基准电压VH，当充电电压Vc一旦超过第1基准电压VH则施加低于第1基准电压VH的第2基准电压VL。而且，该基准电压发生电路17，对第2比较器16施加比第1基准电压VH还高的第3基准电压VHH。
对如上构成的电路的工作原理，结合图2的流程图进行说明。该图2的流程图是用来说明工作原理的，未示出微计算机的控制处理。
在第1及第2比较器15、16的反相端上总是施加有充电用电容器10正在被充电时的电压Vc，将该充电电压Vc与基准电压VH(VL)、VHH分别进行比较。即，对充电电压Vc以这些第1及第2比较器15、16进行检测。
因长期放置而放电或驱动大负荷等原因导致充电电压Vc降低到第1基准电压VH以下的场合，进行图2中的步骤S1到步骤S2的动作。此时，第1比较器15的输出为高电平(以下记作“H”)，该信号经倒相器18倒相为低电平(以下记作“L”)而施加在第1开关器件11的栅极上。于是，第1开关器件11关断，充电电压不能向电动单元3供给。即，禁止电动单元3工作。
另一方面，由于第2比较器16的正相端上施加有高于第1基准电压VH的第3基准电压VHH，因此，当充电电压Vc低于第1基准电压VH时，第2比较器16的输出将为“H”。该“H”信号经由缓冲器19施加在第2开关器件12的栅极上。因此，第2开关器件12导通，处于发电器1可对充电用电容器10充电的状态。
之后，当充电用电容器10被充电而充电电压Vc超过第1基准电压VH时，进行步骤S1到步骤S3的动作。
此时，由于施加在第1比较器15的反相端上的充电电压Vc超过了第1基准电压VH，因此，第1比较器15的输出成为“L”，该“L”信号经倒相器18倒相而成为“H”施加在第1开关器件11的栅极上。于是，第1开关器件11导通，处于可向电动单元3供给充电电压的状态。即，允许电动单元3工作。
另一方面，充电电压Vc经第2比较器16与第3基准电压VHH进行比较，其输出在超过第3基准电压VHH之前一直与上述同样为“H”。因此，第2开关器件12仍保持导通，仍处于可对充电用电容器10进行充电的状态。
充电电压Vc一旦超过第1基准电压VH之后，第1比较器15的正相端上所施加的基准电压将变为第2基准电压VL。并且，当在该状态下充电电压Vc降低到第2基准电压VL以下时，进行步骤S4到步骤S5的动作。如前所述，第2基准电压VL的电压值低于第1基准电压VH。
此时，第1比较器15的输出变为“H”，经倒相器18倒相为“L”而施加在第1开关器件11的栅极上。因此，第1开关器件11关断，再次禁止电动单元3工作。
在这里，对于电动单元3，最好是，在向电动单元3供给电力被禁止之前，事先对电动单元3上的设备作好控制。例如，对于电动变速器，最好是使变速器移动到负荷最轻的变速级之后禁止电力的供给。而在这种情况下，作为电动单元3，也有必要监视充电电压，对驱动控制电路4的控制处理进行预测。
而当充电电压Vc超过第3基准电压VHH时，进行步骤S6到步骤S7的处理。第3基准电压VHH是电压值大于第1基准电压VH的电压。
此时，对于第1比较器15来说，由于充电电压Vc超过了第1基准电压VH，因此，第1比较器15的输出变成“L”，经倒相器18倒相为“H”而施加在第1开关器件11的栅极上。于是，第1开关器件11导通，允许电动单元3工作。
而对于第2比较器16，由于施加在反相端上的充电电压Vc超过了第3基准电压VHH，故其输出为“L”。因此，第2开关器件12关断，停止对充电用电容器10充电。
在这种实施形式中，在充电电压Vc超过第1基准电压VH之前一直停止向电动单元3供给电力而禁止其工作，因此，若将第1基准电压VH设定为例如6V，则能够防止电动单元3工作不稳定。此外，一旦允许电动单元3工作之后，是以低于第1基准电压VH的第2基准电压VL(例如4.5V)作为阈值来控制向电动单元3供给电力的，因此，能够防止第1开关器件11的通断控制不稳定。
此外，由于充电电压Vc超过第3基准电压VHH时可停止充电，因此，能够防止向电动单元3提供过大的电力，可使电动单元3工作稳定。另外，还可以利用第3基准电压的设定值对充电用电容器进行保护。〔其它实施形式〕(a)在前述实施形式中，相对于电动单元3单独设置了第1开关器件11，但也可以利用具有电动单元3的开关器件以替代第1开关器件。此时，有必要将电源线和第1比较器15的信号线连接到电动单元3上。
(b)在前述实施形式中，驱动控制电路由模拟电路构成，但也可以利用微计算机进行控制。
发明的效果以上所说明的本发明，在充电电池的充电电压降低时可禁止向电动单元供给电力，因此，能够防止电动单元误动作。
权利要求
1.一种自行车用电动单元的驱动控制电路，是接受来自自行车用发电器的电力并对自行车用电动单元进行驱动控制的电路，其特征是，具有，以自行车用发电器充电的充电电池，设置在所说充电电池与所说电动单元之间的第1开关装置，对充电电池的充电电压进行检测的充电电压检测装置，以及，控制装置；作为控制装置，只要所说充电电压检测装置所检测到的充电电压不大于第1基准电压便使所说第1开关装置关断而禁止向所说电动单元供给电力，而只要所说充电电压超过所说第1基准电压便使所说第1开关装置导通而允许向所说电动单元供给电力。
2.如权利要求1所说的自行车用电动单元的驱动控制电路，其特征是，所说控制装置，在所说充电电压超过所说第1基准电压之后只要降低到比所说第1基准电压低的第2基准电压以下便使所说第1开关装置关断而禁止向所说电动单元供给电力。
3.如权利要求1或2所说的自行车用电动单元的驱动控制电路，其特征是，还具有，设置在所说发电器与所说充电电池之间的第2开关装置，所说控制装置，只要所说充电电压不大于所说第1基准电压或第2基准电压便使所说第2开关装置导通以对所说充电电池进行充电，而只要超过高于所说第1基准电压的第3基准电压便使所说第2开关装置关断而停止对所说充电电池充电。
4.如权利要求1至3之一所说的自行车用电动单元的驱动控制电路，其特征是，所说第1及第2开关装置是晶体管器件。
5.如权利要求1至4之一所说的自行车用电动单元的驱动控制电路，其特征是，所说充电电池是电容器元件。
6.如权利要求1至5之一所说的自行车用电动单元的驱动控制电路，其特征是，所说第1开关装置设置在所说电动单元的内部。
全文摘要
防止电动单元在充电电池的充电电压降低时误动作。该驱动控制电路,是用来接受例子发电器1的电力并对电动单元3进行驱动控制的电路,具有,由发电器1进行充电的充电用电容器10,设置在充电用电容器10与电动单元3之间的第1开关器件11,具有对充电用电容器10的充电电压进行检测的功能的控制电路13。作为控制电路13,只要充电电压Vc不大于第1基准电压VH便使第1开关器件11关断而禁止向电动单元3供给电力,只要充电电压超过第1基准电压VH便使第1开关器件11导通而允许向电动单元3供给电力。
文档编号H02J7/00GK1360386SQ0114338
公开日2002年7月24日 申请日期2001年12月21日 优先权日2000年12月22日
发明者宇野公二 申请人:株式会社岛野