专利名称：自行车的动力控制装置的制作方法
〔技术领域〕本发明涉及一种自行车，更具体地说，本发明涉及一种自行车的动力控制装置。
〔背景技术〕目前人们已开发了很多的自行车信号处理系统。典型的系统通常可搜集和显示有关自行车的速度、步调、骑行距离等方面的信息。这种系统通常包括一个固定在轮辐上的磁铁、一个固定在其中一个踏板曲柄上的磁铁和固定到自行车车架上的用于检测车轮和曲柄转动时磁铁运动路径的磁铁传感器。磁铁每次通过其相应的传感器，就会产生电脉冲(例如，车轮或曲柄每转动一周产生一次)。根据每单位时间从车轮传感器接收到的脉冲数目和车轮的周长，就可计算出自行车的速度。类似地，根据在一段时间内所接收到的脉冲的数目和车轮的周长，就可计算出骑行的距离。根据每单位时间从曲柄传感器所接收到的脉冲数目，就可计算出骑行的步调。通常设有一个或多个开关，用于输入工作参数(例如车轮的周长)，用于选择为骑行者所显示的信息以及用于启动和停止计算所需信息的各个计时器。
更为复杂的系统具有显示与自行车传动系统状态有关的信息。例如，有些自行车具有多个与踏板曲柄一起转动的前链轮、多个与后轮一起转动的后链轮和与其中一个前链轮和其中一个后链轮相啮合的链条。前拨链器安装在自行车车架上，用于使链条在多个前链轮之间进行换位，后拨链器安装在自行车车架上，用于使链条在多个后链轮之间进行换位。手动操纵的转换器或杆可控制前和后拨链器。位置传感器(例如电位计或接触传感器)安装在转换器或杆上，从而当前与链条啮合的前和后链轮可由相应的转换器或杆的位置来进行确定。这些信息可显示给骑行者，以便骑行者可操纵传动机构。更为复杂的系统利用小型马达来控制传动机构。可通过前述的转换器或杆来手动控马达，或者根据自行车的速度和/或步调来进行自动控制。
信号处理系统的开关、传感器和其它电子元件需要电源来操纵。该电源可由简单的电池或通过一个自行车车轮转动而产生电能的发电机来提供。电池的缺点是信号处理系统工作会消耗电能，因此必须进行充电或进行更换。可采用大电池来满足耗电多的需求，但是，这种电池使自行车额外增加了重量。发电机的缺点是当自行车停止运动时就会停止产生电能，且因此而使信号处理系统发生故障。
〔发明内容〕本发明涉及一种自行车动力控制装置，该控制装置可与多个电源一起使用，从而获得通过利用单个电源所不能获得的优点或获得除了利用单个电源所获得的那些优点之外的优点。在本发明的一个实施例中，自行车设有一个动力控制装置，其采用一个第一电源和一个第二电源。动力控制装置包括一个用于从第一电源检测电压的电压传感器。控制单元与电压传感器相连，并被连接用于接收来自第一电源和第二电源的电能。当电压传感器所检测的电压低于规定值时，控制单元从第二电源输出电能，当电压传感器所检测的电压高于规定值时，控制单元从第一电源输出电能。
〔
〕图1是装有本发明的一个特定实施例的信号处理装置的自行车的侧视图；图2是信号处理装置的把手固定部件的斜视图；图3是本发明一个特定实施例的信号处理装置的详细方框图；图4是现有技术的信号处理装置的设计方案示意图；图5是本发明的一个特定实施例的阻抗转换电路的设计方案示意图；图6是本发明的一个特定实施例的信号处理元件和阻抗转换电路的示意图；图7(A)和7(B)是用于将电能和数据从第一信号处理元件传递给第二信号处理元件的电路的示意图；图8(A)-8(F)是图7(A)和7(B)所示电路的各个点处的信号波形图；图9是用于将电能和数据从第一信号处理元件传递给第二信号处理元件的装置的另一个实施例的方框图；图10是本发明的一个特定实施例的动力控制装置的示意图。
〔具体实施方式
〕
图1是装有本发明的一个特定实施例的信号处理装置12(图3)的自行车10的侧视图。自行车10具有车架14、可转动地支承在车架14的前端管22上的前叉18、由前叉18可转动支承的前轮26、用于在所需的方向转动前叉18(并因此而使前轮26转动)的把手30和可转动地支承在车架14后部的后轮34。一对曲柄38安装在可转动地支承在车架14下部的轴46上，每个曲柄支承着一个踏板42。多个前链轮50固定在右侧曲柄38上，以便与右侧曲柄38一起转动，多个后链轮54固定在后轮34上，以便与后轮34一起转动。链条58与一个前链轮50和一个后链轮54相啮合。前拨链器62在紧靠多个前链轮50的位置处固定到车架14上，以便使链条58在多个前链轮50之间移动，后拨链器66在靠近多个后链轮54的位置处固定在车架14上，以便使链条58在多个后链轮54之间移动。前刹车装置70固定在前叉18上，用于使前轮26制动，后刹车装置74固定在车架14的后部，用于使后轮34制动。前刹车装置70与Bowden型控制索缆78相连，如图2所示，索缆78与固定在把手30右侧的刹车杆组件82相连。类似地，后刹车装置74与Bowden型控制索缆88相连，索缆88与固定在把手30左侧的刹车杆组件92相连。
如图1-3所示，具有LCD显示器104的显示器罩100与固定在把手30上的固定托架108相连。如图3所示，显示器罩100内装有用于显示器104的背光灯112、用于控制显示器104工作的处理器116、用于提供计时信息的实时时钟(RTC)电路120、用于为存储在处理器116中的数据提供备选电能的电池124、用于以下面所描述的方式接收数据的接收电路128、用于以下面所描述的方式接收电能的供电电路132、与处理器116相连的电阻(例如电阻器)R8和用于选择在显示器104上所显示信息的开关138，开关138具有与电阻R8和处理器116之间的节点144相连的端子142。开关138的另一个端子146接地。
固定托架108内装有串联电阻(例如电阻器)R1和R2、具有与电阻R1和R2之间的节点156相连的输入端子154的缓冲放大器150、用于向缓冲放大器150提供稳定电压的电压调节器158、用于向电阻R1提供稳定电压的电压调节器162和连接器166。连接器166包括与缓冲放大器150的输出端子174相连的外输出端子170、用于将电能传递给固定托架108中的电压调节器158和162以及显示器罩100中的供电电路132并用于将数据传递给显示器罩100中的接收电路128的电能/数据输入端子178、以及用于为固定托架108和显示器罩100中的元件提供接地电势的接地端子182。外输出端子170、电能/数据输入端子178和接地端子182分别具有裸露接触表面170a、178a和182a。
在该实施例中，显示器罩100内的相关信号处理元件直接与固定托架108内的相关信号处理元件相连。在其它实施例中，显示器罩100以公知的方式可拆卸地安装到固定托架108上，其中，显示器罩100上的裸露电触点(与显示器罩100中的相关元件电连接)与固定托架108上的裸露电触点(与固定托架108中的相关元件电连接)接触。
右开关罩190固定在把手30的右侧，其内含有模式开关194、后拨链器加速开关198、后拨链器减速开关202和串联电阻(例如电阻器)R3和R4。右开关罩190内的相关信号处理元件与中间连接通路206相连，在该实施例中，中间连接通路206包括接地电势连接通路210、电阻连接通路214和电阻连接通路218。更具体地说，接地电势连接通路210与模式开关194的端子222、后拨链器加速开关198的端子226和后拨链器减速开关202的端子230相连。模式开关194的另一个端子234与电阻R3附近的电阻连接通路214的节点236相连，后拨链器加速开关198的另一个端子238与电阻R3和R4之间的节点240相连，后拨链器减速开关202的另一个端子242与电阻R4附近的电阻连接通路218的节点244相连。
左开关罩250固定在把手30的左侧，其内含有模式开关254、前拨链器加速开关258、前拨链器减速开关262和串联电阻(例如电阻器)R5、R6和R7。左开关罩250内的相关信号处理元件与中间连接通路266相连，在该实施例中，中间连接通路266包括接地电势连接通路270、电阻连接通路274和电阻连接通路278。更具体地说，接地电势连接通路270与模式开关254的端子282、前拨链器加速开关258的端子286和前拨链器减速开关262的端子290相连。模式开关254的另一个端子294与电阻R5和R6之间的节点296相连，前拨链器加速开关258的另一个端子298与电阻R6和R7之间的节点300相连，前拨链器减速开关262的另一个端子302与电阻R7附近的电阻连接通路278的节点304相连。电阻连接通路274与电阻R5相连。
如图1所示，前拨链器控制箱310固定在车架14上，并通过中间连接通路314与固定托架108相连。后拨链器控制箱315固定在后拨链器66上，并通过中间连接通路316与前拨链器控制箱310电连接。如图3所示，前拨链器控制箱310包括处理器318、用于经连接通路330接收来自固定在后轮34上的轮毂发电机326(未示出)的电流并将电能经连接通路330提供给处理器318的整流充电控制电路322、经连接通路338与整流充电控制电路322相连且用于储存电能供整流充电控制电路322使用的电容(例如电容器)334以及用于储存处理器318的编程的可编程存储器342。经连接通路344与处理器318相连的曲柄传感器343用于检测来自与左侧曲柄38相连的磁铁(未示出)的信号。可选择的马达驱动装置346经连接通路350与处理器318相连，用于经连接通路362控制马达354的工作，以便调节一个可选择的前悬架358，可选择的马达驱动装置364经连接通路368与处理器318相连，用于经连接通路380控制马达372的工作，以便调节一个可选择的后悬架376。表示为触点384a、384b和384c的接触传感器通过连接通路388与处理器318相连，以便提供指示用于使前拨链器62定位的前拨链器马达400的位置信号。马达驱动装置392经连接通路396与处理器318相连，用于经连接通路404控制前拨链器马达400的工作。马达驱动装置392还通过作为中间连接通路316的一部分的连接通路408来提供信号，以便控制容纳在后拨链器控制箱315中的后拨链器马达412的工作。容纳在后拨链器控制箱315中的电位计416通过连接通路420与处理器318相连，以便提供用于指示马达412的位置从而指示后拨链器66的位置的信号，连接通路420是中间连接通路316的一部分。
电能/数据传输器430经连接通路434与处理器318相连，用于经连接通路442向具有接触表面438a的外部电能/数据输出端子438提供电能和数据信号。具有接触表面446a的外部开关信号输入端子446经连接通路450与处理器318相连，具有接触表面454a的接地端子454用于使前拨链器控制箱310内的元件与接地电势相连接。端子438、446和454构成连接器456的一部分。
如上所述，前拨链器控制箱310通过中间连接通路314与固定托架108电连接。中间连接通路314包括与固定托架108上的连接器166相连的连接器460、与前拨链器控制箱310上的连接器456相连的连接器464、中间接地电势连接通路468、中间电能/数据连接通路472和中间开关信号连接通路476。在该实施例中，每个连接通路468、472和476包括导线，当然，这些连接通路中的一条或多条可以是光通信元件或由无线通信方式来代替。在该实施例中，连接器460包括具有接触表面480a、484a和488a的连接器端子480、484和488，以便分别与外部输出端子170、电能/数据输入端子178和接地端子182的接触表面170a、178a和182a相接触。类似地，连接器464包括具有接触表面492a、496a和498a的端子492、496和498，以便分别与开关信号输入端子446、电能/数据输出端子438和接地端子454的相应接触表面446a、438a和454a相接触。
在继续对信号处理装置12进行描述之前，来了解一下图4所示的现有技术的信号处理装置500是有帮助的。如图4所示，信号处理装置500包括箱体504、箱体520和中间连接通路526，箱体504包含有经连接通路516与处理器512相连的信号处理元件508(开关、传感器等)，箱体520包含有处理器524。处理器512与具有相应接触表面528a、532a和536a的外部端子528、532和536相连。类似地，处理器524与具有相应接触表面540a、544a和548a的外部端子540、544和548相连。端子528、532和536构成连接器538的一部分，端子540、544和548构成连接器550的一部分。中间连接通路526包括用于与箱体504上的连接器538相连的连接器580、用于与箱体520上的连接器550相连的连接器584、中间接地电势连接通路588、中间电能连接通路592和中间数据信号连接通路596。中间接地电势连接通路588被示出与接地电势相连接，因为在处理器512或处理器524中不必形成接地电势。这种接地电势可存在于电源的端子上、构成箱体504和/或520的金属或其它导电元件上、或者甚至是自行车车架或其它与自行车相连的导电部件上。每个连接通路588、592和596通常包括导线。连接通路592和596上的信号通常是高阻抗信号，且只有极小的电流流经。连接器580包括具有接触表面600a、604a和608a的连接器端子600、604和608，以便与端子528、532和536的相应接触表面528a、532a和536a相接触。类似地，连接器584包括具有接触表面612a、616a和620a的端子612、616和620，以便与外部端子540、544和548的相应接触表面540a、544a和548a相接触。
如果水进入到连接器580和连接器538之间，水会略微导电，因此水就可能在连接通路592和/或596与接地电势之间形成导电通路。其效果就好像是电流经例如1K欧姆的电阻被虹吸到接地电势。由于中间连接通路592和596上的信号是高阻抗信号，且由于流经中间连接通路592和596的电流很小，因此，即使流经导电通路的电流损失很小，出现在处理器524上的电压的变化也很大。实际上，这可能导致完全短路。在任何情况下，这种电压变化会使处理器524出现故障。为了避免出现这种故障，必须在连接器580和584上设置防水密封装置。这不仅增加了装置的初始成本，而且时间一长连接器就会失去其防水作用，因此就需要更换连接器，要不就是更换整个装置。
图5是根据本发明原理如何对图4所示电路进行改进的设计方案示意图。在此情况下，信号处理元件508不经过处理器512进行连接(图中省去了处理器512，但仍可以如图4中所示地连接处理器512，以便与中间连接通路588和592进行连接)。代之以信号处理元件508经阻抗转换电路630与中间数据信号连接通路596相连，阻抗转换电路630可将连接通路516’上的高阻抗开关信号转换成可在中间数据信号连接通路596上进行传输的低阻抗开关信号。在该实施例中，阻抗转换电路630可以是一个运算放大器632，该运算放大器具有与连接通路516’相连的输入端子634、与外部端子528相连的输出端子638和与反馈通路643相连的输入端子642，反馈通路643与输出端子638和外部输出端子528之间的节点644相连。
图6是表示本发明原理是如何应用到图3所示装置中的示意图。缓冲存储装置150用作阻抗转换电路，且在该实施例中，其包括运算放大器650、与外部输出端子170相连的输出端子174和与反馈通路654相连的输入端子652，运算放大器650具有与电阻R1和R2之间的节点156相连的输入端子154，反馈通路654与输出端子174和外部输出端子170之间的节点656相连。本领域普通技术人员很容易地意识到，在该实施例中，运算放大器650被构造为一个同相单位增益放大器。缓冲存储装置150将输入端子154处的高阻抗信号转换成输出端子174处的低阻抗信号。输出端子174处的信号的阻抗大致为0。
电阻R1-R8串联在一起，开关194、198、202、254、258和262中每一个都具有一个分别与相邻对电阻之间的节点236、240、244、296、300和304相连的端子。开关194、198、202、254、258和262的另外一个端子与接地电势连接通路210和270上的接地电势相连。因此，电阻R1-R8可用作分压器，从而运算放大器650的输入端子154处(因而运算放大器的输出端子174处)的模拟电压将根据哪一个开关194、198、202、254、258和262闭合而发生变化。在该实施例中，电阻R1-R8分别为10k、2.2k、2.2k、2.2k、3.3k、5.6k、8.2k和18k欧姆。
由开关194、198、202、254、258和262设定且位于运算放大器650输出端子174处的可变电压信号是低阻抗信号，因此，它基本上不会受到进入连接器166与460和/或连接器456与464之间的水的影响。而且，开关信号可直接传递给前拨链器控制箱310中的处理器318。因此，不必象现有技术那样需要花费钱来利用单独的处理器处理开关信号。运算放大器650还稳定了处理器318所用的电压(例如不管怎样都是10毫伏)。
如上所述，在讨论图4所示的现有技术装置时，传统装置具有用于将电能和数据从一个信号处理元件传递给另一个信号处理元件的单独的电能和数据连接通路。图3所示的本发明装置省去了这种单独的连接通路，并在一个连接通路上传输电能和数据。具体地说，图3所示的装置包括前拨链器控制箱310中的电能/数据传输器430，其用于在连接通路442上传输电能和数据，然后传输到中间电能/数据连接通路472，最后传输到显示器罩100中的接收电路128和供电电路132。
图7(A)和7(B)是传输器430、接收电路128和供电电路132的相关元件的详细示意图。传输器430包括开关电路700、栅极驱动电路704和信号整形电路708。开关电路700包括场效应晶体管712，场效应晶体管712具有栅极端子716、用于从电容334(图4)接收电压Vcc并与之相连的源极端子720和与连接通路442相连的漏极端子724。
栅极同步驱动电路704控制开关电路700的工作，其包括NPN双极晶体管Q3、Q6、Q7和Q8、电阻(例如电阻器)R9、R10和R11以及二极管D1。晶体管Q3具有用于接收电压Vcc的集电极端子728、与电阻R9的接线端736和晶体管Q6的集电极端子740之间的节点734相连的基极端子732以及与二极管D1的正极端748相连的发射极端子744。电阻R9的另一个接线端750用于接收电压Vcc。晶体管Q6也包括与处理器318的连接通路434a上的节点754相连的基极端子752、与晶体管Q7的基极端子764和电阻R10的接线端768之间的节点765相连的发射极端子760。电阻R10的另一个接线端与接地电势相连。晶体管Q7还具有与栅极端子716和二极管D1的负极端776之间的节点774相连的集电极端子772和与接地电势相连的发射极端子780。晶体管Q8还具有与电阻R11的接线端788相连的基极端子784和与接地电势相连的发射极端子792。电阻R11的另一个接线端796与处理器318的连接通路434b和电阻R12的接线端799之间的节点798相连。
信号整形电路708对开关电路700的晶体管712的漏极端子724处的信号进行整形处理，其包括NPN双极晶体管Q4和Q5。晶体管Q4包括与晶体管712的漏极端子724和晶体管Q5的集电极端子804之间的节点802相连的集电极端子800、与电阻R12的另一个接线端812相连的基极端子808以及与晶体管Q5的基极端子820相连的发射极端子816。晶体管Q5的发射极端子824与接地电势相连。
通过图8(A)-8(D)所示的信号可以更好地对传输器430的工作过程进行了解。图8(A)所示的低电压开关信号(大约为3.0伏)由连接通路434(A)(图7(A)中的点(A))上的处理器318产生，这种信号使栅极驱动电路704在晶体管712的栅极端子716(点(B))处产生图8(B)所示的高电压栅极驱动信号(大约为4.5伏)，以便来控制开关电路700。作为响应，开关电路700在漏极端子724(点(C))处产生图8(C)和8(D)所示的信号。处理器318在连接通路434b上产生信号来控制信号整形电路708。连接通路434b上的信号与连接通路434a上所产生的信号(图8(A))类似，并基本上是连接通路434a上所产生信号的互补(相反)信号(考虑传输延迟和必需的时限)。这些信号通过晶体管Q8的工作确保了栅极驱动电路704快速地切断晶体管712。连接通路434b上的信号还使信号整形电路708迅速从晶体管712的漏极端子724吸收电流，从而在连接通路442(点(D))上产生非常类似于图8(E)所示的方波的信号。图示的信号仅仅是示意性的。事实上，信号将具有可变的脉冲宽度。而且，在该实施例中，脉冲应当具有大于20Hz的频率，以避免在显示器和其它物品上出现闪烁，但在其它实施例中则不是必需的。
如图7(B)所示，接收电路128包括晶体管Q1和Q2以及电阻(例如电阻器)R13、R14、R15和R16。晶体管Q1具有与电源线858和电阻R14的接线端862之间的节点854相连的集电极端子850、与电阻R13的接线端870相连的基极端子866以及与电阻R15的接线端882和电阻R16的接线端886之间的节点878相连的发射极端子874。电阻R13的另一个接线端886经固定托架108与电能/数据输入端子178相连，电阻R16的另一个接线端890与接地电势相连。晶体管Q2具有与电阻R14的另一个接线端902和到处理器116的连接通路906之间的节点898相连的集电极端子894、与电阻R15的另一个接线端912相连的基极端子910以及与接地电势相连的发射极端子916。
供电电路132包括可从市场上购买到的电压调节器920、电容(例如电容器)C1-C3和二极管D2。二极管D2具有经固定托架108与电能/数据输入端子178相连的正极端924以及同电容C1和C3的接线端936和940与电压调节器920的输入端子944之间的节点932相连的负极端928。电容C1和C3的另一个接线端948和952与接地电势相连。电压调节器920具有与电源线858相连用于向处理器116和接收电路128提供工作电压的输出端子956和与接地电势相连的接地端子960。电容C2具有与输出端子956和电源线858之间的节点966相连的接线端964和与接地电势相连的接线端968。
通过图8(C)-8(F)所示的信号可以对接收电路128和供电电路132的工作过程有更深的了解。由开关电路700(图8(C))输出并由信号整形电路708(图8(D))整形的脉冲信号在单个中间电能/数据连接通路472上进行传输，并经固定托架108传输到接收电路128和供电电路132。二极管D2对输入的信号进行整流并对电容C1和C3进行充电，从而在输入端子(点(E))上产生图8(E)所示的输入信号。然后，电压调节器920和电容C2在输出端子956上产生稳定信号(大约为3伏)。电源信号经电源线858传输到处理器116和接收电路128。接收电路128对输入的信号进行解调并在连接通路906(点(F))上产生图8(F)所示的数据信号(大约为3伏)。
图9是用于将电能和数据从第一信号处理元件传递到第二信号处理元件的传输器970的另一种实施方式的方框图，其中，采用了调频方式。在该实施例中，处理器972通过连接通路976来控制正弦波(或其它波)发生器974。所产生的波形通过连接通路980传输给混频电路978。混频器978经连接通路982从电源980接收电能，将电能和波形信号混合，并在连接通路984上传输该混合信号。在该实施例中，波形频率应小于500KHz，以避免无线电或其它设备的干扰，但在其它实施例中可以不是必需的。
图10是本发明供电电路132的另一个实施例990的示意图。基本上与图7(B)所示实施例类似，该实施例包括相互连接的可从市场上购买到的开关电压调节器1000的第一电源开关、电容C1-C3和二极管D2。也就是，二极管D2具有连接用于从前拨链器控制箱310中的电容334(由发电机326充电)接收电能的正极端924以及同电容C1和C3的接线端936和940和电压调节器1000的输入端子944的接合位置处的节点932相连的负极端928。电容C1和C3的另一个接线端948和952与电压调节器1000的接地端子960和电容C2的接线端968一起与接地电势相连。电压调节器1000具有与电源线858相连用于向处理器116、接收电路128和其它任何所需的元件提供工作电压的输出端子956。电容C2的接线端964与电源线858上的节点966相连。
供电电路990还包括电压传感器1004、第二电源开关例如开关电路1008、NPN双极晶体管Q9-Q10和电阻(例如电阻器)R17-R20。电压传感器1004具有与节点932相连的输入端子1012、与电阻R18和R19的接线端1024和1028之间的节点1020相连的输出端子1016和与接地电势相连的接地端子1032。电阻R18的另一个接线端1036与开关电路1008的控制端子1040和晶体管Q10的集电极端子1042之间的节点1038相连，电阻R19的另一个接线端1043与电压调节器1000的芯片启动端子1048和晶体管Q9的集电极端子1049之间的节点1044相连。晶体管Q9和Q10的发射极端子1050和1051分别与接地电势相连。
在该实施例中，开关电路1008包括场效应晶体管1052和二极管D3。控制端子1040是晶体管1052的栅极端子。晶体管1052还具有与二极管D3的负极端1065和电源线858之间的节点1057相连的源极端子1056和与电阻R17的接线端1064和二极管D3的正极端1066之间的节点1062相连的漏极端子1060。
电阻R17的另一个接线端1068与电池124的接线端1076和电阻R20的接线端1080之间的节点1072相连。电阻R20的另一个接线端1077与电容C4的接线端1084和第二电源电压传感器的电池监测端子1088之间的节点1081相连，例如，第二电源电压传感器是一个电池电压传感器1090，在该实施例中，它是一个CPU116内的程序模块。电容C4的另一个接线端1092与接地电势相连。开关电路1008可从电池124接收电能，电阻R20和电容C4允许CPU116来监测电池124的电压。CPU116包括与电阻R21的接线端1100相连的第一电源开关超控接线端1096。电阻21的另一个接线端1101与晶体管Q9的基极端子1102相连。CPU116还包括与晶体管Q10的基极端子1108相连的第二电源开关超控接线端1104。
在工作时，电压传感器1004检测节点932处的电压(由前拨链器控制箱310中的电容334产生的)，并控制开关电压调节器1000和开关电路1008(它们一起作为控制装置)来向电源线858供电。具体地说，无论何时所检测到的电压超过规定的值(例如3.5伏)，电压传感器1004就发出信号来接通开关电压调节器1000并切断开关电路1008，以便由电容334来向电源线858供电。最好是在电容334由发电机326进行充分充电的时候。相反，无论何时所检测到的电压低于规定的值，电压传感器1004就发出信号切断开关电压调节器1000并接通开关电路1008，以便由电池124向电源线858供电。这通常是在自行车骑得很慢或已停止且发电机326没有充分地对电容334充电时发生。
在该实施例中，CPU116可超控电压传感器1004、电压调节器1000和开关电路1008的正常工作状态。例如，假定前拨链器控制箱310中的CPU318向显示器罩100中的CPU116发出信号使其以特定的模式进行工作，其中，在以该模式工作时，CPU116通常使用由电池124提供的电能。如果CPU116中的电池电压传感器1090确定电池124的电压超过了规定的值(例如，3.5伏)，CPU116就在第一电源开关超控端子1096和第二电源开关超控端子1104上发出信号来切断开关电压调节器1000并接通开关电路装置1008。甚至在节点932处的电压通常会导致电能由电容334来提供的时候也是如此。因此，电能是由电池124来提供给电源线858的，而不是由电容334来提供。如果CPU116中的电池电压传感器1090确定电池124的电压低于规定的值，就不考虑来自前拨链器控制箱310的指令，且电压传感器1004可继续其正常工作。
尽管上面已对本发明特征的各种实施方式进行了描述，但在不脱离本发明特征宗旨和范围的情况下还可做出多种的变型。根据需要，可改变各元件的尺寸、形状、位置或取向。直接连接或相互接触的元件可具有设置在它们之间的中间结构。一个元件的功能也可由两个元件来执行，反之亦然。开关、晶体管、电阻和电容的数目将取决于其用途和所赋予的功能。电能和数据的传输可以是双向的。电能可直接由发电机326来提供，各种电源可进行组合或由其它的电源例如太阳能或各种燃料电池来代替。本领域技术人员可很容易地实现其硬件、固件和软件。不必在一个特定实施例中同时拥有所有的优点。与现有技术不同的每一个特征，其单独或与其它特征结合也应当被认为是对包括由这些特征组成的结构和/或功能概念的本申请人的另外发明所进行的单独描述。因此，本发明的范围不应当被限制在所描述的特定结构中或基于特定的结构或特征的明显的初始着眼点。
权利要求
1.一种自行车动力控制装置，其利用一个第一电源和一个第二电源来提供电能，该动力控制装置包括一个用于从第一电源检测电压的电压传感器；一个与电压传感器相连的控制单元，其用于接收来自第一电源和第二电源的电能；其中，当电压传感器所检测的电压高于规定值时，控制单元从第一电源输出电能，当电压传感器所检测的电压低于规定值时，控制单元从第二电源输出电能。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，当电压传感器所检测的电压低于规定值时，控制单元只从第二电源输出电能。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，当电压传感器所检测的电压高于规定值时，控制单元只从第一电源输出电能。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，控制单元包括连接用于从第一电源输出电能的第一电源开关。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，电压传感器切换第一电源开关。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，第一电源开关包括一个开关电压调节器。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，控制单元包括连接用于从第二电源输出电能的第二电源开关。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，电压传感器切换第二电源开关。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，第二电源开关包括一个晶体管。
10.根据权利要求1所述的装置，其还包括一个用于从第二电源检测电压的第二电源电压传感器，其中，控制单元与第二电源电压传感器相连，其中，当第二电源电压传感器所检测的电压低于规定值时，控制单元从第一电源输出电能，当第二电源电压传感器所检测的电压高于规定值时，控制单元从第二电源输出电能。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，控制单元包括一个连接用于从第一电源输出电能的第一电源开关；一个连接用于从第二电源输出电能的第二电源开关。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，电压传感器可切换第一电源开关和第二电源开关。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，控制单元包括一个与第一电源开关和第二电源开关相连的处理器，其中，第一电源开关和第二电源开关至少部分地由该处理器进行控制。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，电压传感器切换第一电源开关和第二电源开关。
15.根据权利要求13所述的装置，其还包括一个用于从第二电源检测电压的第二电源电压传感器，其中，处理器与第二电源电压传感器相连，其中，处理器根据第二电源电压传感器所检测的电压来控制第一电源开关和第二电源开关。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，当第二电源电压传感器所检测的电压低于规定值时，处理器控制第一电源开关以便从第一电源输出电能，当第二电源电压传感器所检测的电压高于规定值时，处理器控制第二电源开关以便从第二电源输出电能。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，电压传感器切换第一电源开关。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，电压传感器切换第二电源开关。
19.根据权利要求16所述的装置，其中，电压传感器切换第一电源开关和第二电源开关。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，第一电源开关包括开关电压调节器，第二电源开关包括晶体管。
21.根据权利要求1所述的装置，其还包括一箱体，其中，电压传感器和控制单元都设置在该箱体中。
全文摘要
一种自行车动力控制装置，其利用一个第一电源和一个第二电源来提供电能，该动力控制装置包括一个用于从第一电源检测电压的电压传感器。一个控制单元与该电压传感器相连，并联接用于接收来自第一电源和第二电源的电能。当电压传感器所检测的电压低于规定值时，控制单元从第二电源输出电能，当电压传感器所检测的电压高于规定值时，控制单元从第一电源输出电能。
文档编号B62M9/123GK1485239SQ0315466
公开日2004年3月31日 申请日期2003年8月22日 优先权日2002年8月23日
发明者大原引嗣 申请人:株式会社岛野