TWI237607B - Bicycle power supply with discharge function - Google Patents

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TWI237607B
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Description

1237607 ⑴ 玖、發明說明 [發明所屬的技術領域】 本發明關於一種電源裝置，特別是蓄積可安裝在自行 車上的直流或交流電源的電力，用以向可安裝在自行車上 的電機配件供給的自行車用電源裝置。 【先前技術】 在最近的自行車中，使用了變速裝置、懸吊裝置及顯 示裝置等可電控的電機配件及其控制裝置等電機配件。例 如’已知一種設置速度感應器，以使自行車的變速裝置根 據速度自動變速的技術。 在使用這種電機配件的自行車中，需要向顯示裝置、 控制裝置及變速裝置供給電力的電源裝置。作爲這種以往 的自行車用的電源裝置，使用了電池，藉由來自電池的電 力使電機配件動作。但是，在使用電池的情況下，由於電 力消耗需要更換，存在著更換麻煩並在電源突然消耗時電 機配件不能動作的問題。 爲此’已知一種將來自交流發電機的電力整流爲直流 ’將得到的電力蓄積在電容器等蓄電部，利用蓄積在蓄電 部中的電力使用電機配件的電源裝置的技術（例如參照專 利文獻1 ) Θ作爲蓄電部，使用了容量比較大的電解電容 器或大容量的雙電荷層電容器。 【專利文獻1】 曰本特開200 1-245475號（第5圖） 1237607 (2) 【發明內容】 【發明欲解決的課題】 在將電容器作爲蓄電部使用的以往的電流裝置中，基 於自行車在室外使用的特性上，當直射的日光照射的室外 停車時，蓄電部的溫度有上升的可能。在蓄電部的溫度上 升時，蓄電部的性能降低，有可能降低蓄電部的使用壽命 。爲了防止這種情況，如果採取用隔熱材料覆蓋蓄電部的 防熱措施，會使裝置體積增大，難以緊湊地將裝置安裝在 自行車上。 本發明的目的是在使用蓄電部的自行車用電源裝置中 ，在結構緊湊的狀態下，即使溫度上升，也能夠盡可能地 抑制蓄電部的使用壽命的降低。 【用以解決課題的手段】 第1發明的自行車用電源裝置，爲蓄積可安裝在自行 車內的電源的電力，以向可安裝在自行車內的電機配件供 給的自行車用電源裝置，具備有：蓄電部、停止狀態檢測 部、電壓下降手段。蓄電部，是用來蓄積來自電源的電力 。停止狀態檢測部，是用來檢測出自行車是否爲停止預定 時間以上的停止狀態。電壓下降手段，爲在停止狀態檢測 部檢測出停止狀態時，將蓄電部的電壓下降的手段。 在該電源裝置中，在將來自電源的電力蓄積在蓄電部 中時，將該電力向電機配件供給。並且，在檢測出停車等 預定時間以上的停止狀態時，由電壓下降裝置將蓄電部的 -5- 1237607 (3) 電壓下降。
一般在電容器這樣的蓄電部中，隨著溫度的上升，使 用壽命指數性地縮短。此外，隨著蓄積的電力的電壓的提 局，使用壽命也會縮短。例如在蓄積6.5 V的電力的雙電 荷層電容器的情況，相對於溫度8 5 °C時、使用壽命爲4 5 0 小時左右，溫度7 0 °C時、爲2 0 0 0小時左右，溫度6 0 °C時 、5 0 0 0小時左右，溫度 5 0 °C時、2 0 0 0 0小時左右。此外 ，在電壓爲5 V的情況，溫度8 5 °C時、使用壽命爲1 2 0 0 小時左右，溫度7 0 °C時、爲5 0 0 0小時左右，溫度6 0 °C時 、1 5 0 0 0小時左右、溫度5 0 °C時、5 5 0 0 0小時左右。再者 ，在電壓爲3 . 5 V的情況，溫度8 5 °C時、使用壽命爲4 0 0 〇 小時左右，溫度7 0 °C時、爲1 5 0 〇 〇小時左右，溫度6 0 °C 時、4 5 0 0 0小時左右、溫度 5 0 °C時、1 8 0 0 0 0小時左右。 這樣，在電容器的情況，如前所述，蓄電部的使用壽命隨 著溫度指數性地縮短，在電壓上成比例地縮短。爲此可知 ，在預定時間以上的停止狀態的停車時、在蓄電部的溫度 上升，特別是電壓高的狀態下使用壽命會降低。在此’檢 測出預定時間以上的停止狀態時’將蓄電部的電壓下降。 因此，無需施行隔熱材料等防熱對策，即使在緊湊的結構 中，在停車時等自行車停止預定時間以上的停止狀態下、 蓄電部成爲高溫，也能夠抑制蓄電部的使用壽命的降低。 第2發明的自行車用電源裝置，在第1發明所述的裝 置中，電源爲直流電源，蓄電部的與直流電源並聯連接且 其中一端接地，電壓下降手段，是具有：連接在直流電源 -6- 1237607 (4) 與蓄電部之間’以通斷向蓄電部供給的電力的第1開關部 、以及在停止狀態檢測部檢測出停止狀態時，將第1開關 部斷開的開關控制部。在此情況，在檢測出停車等預定時 間以上的停止狀態時、第1開關部斷開。藉此將與電源線 的連接斷開’畜電部自身放電，蓄電部的電壓下降。這裡 ’檢測出預定時間以上的停止狀態時，藉由第1開關部將 電源線與蓄電部切斷，蓄電部的電壓通過自身放電而強制 性地下降。 第3發明的自行車用電源裝置，在第2發明所述的裝 置中，電壓下降手段，還具有與蓄電部並聯連接，並消耗 從直流電源所供給的電力的第1負載部。在此情況，由於 能夠藉由第1負載部縮短放電時間，能夠使電壓迅速下降 ，即使是大容量的蓄電部也能抑制使用壽命的降低。 第4發明的自行車用電源裝置，在第2發明所述的裝 置中，電壓下降手段，還具有與蓄電部並聯連接以通斷從 直流電源所供給的電力的第2開關部，開關控制部，在停 止狀態檢測部檢測出停止狀態時、將第2開關部接通。在 此情況，在檢測出停止狀態時，並聯連接在蓄電部上的第 2開關部接通，能夠縮短放電時間。並且，在不是停止狀 態時，藉由斷開，能夠抑制由於第2開關部引起的負載的 增大’能夠抑止停止狀態以外的消耗電流的增加，抑制直 流電源的消耗。 第5發明的自行車用電源裝置，在第4發明所述的裝 置中’電壓下降手段，還具有與第2開關部串聯連接的第 1237607 (5) 2負載部。在此情況，能抑制直流電源的消耗，並且能夠 由第2負載部進一步縮短放電時間，即使是大容量的蓄電 部也能抑制使用壽命的降低。 第6發明的自行車用電源裝置，在第1發明所述的裝 置中，電源，爲可安裝在自行車內的交流發電裝置，還具 備有：將交流發電裝置的電力整流爲直流的整流電路，蓄 電部，連接在整流電路上，並向電機配件供給電力，電壓 下降手段，具備有：在停止狀態檢測部檢測出停止狀態時 、使電機配件動作的控制部。在此情況，來自交流發電裝 置的電力被蓄積到蓄電部中時，該電力被供給到電機配件 。並且，在檢測出停車等的預定時間以上的停止狀態時、 使電機配件動作。藉此，蓄積在蓄電部中的電力會藉由電 機配件積極地消耗，使蓄電部的蓄電電壓下降。在此，藉 由使通常在停止狀態下不需要動作的電機配件在停止狀態 時動作，使蓄電部的電壓下降。因此，不實行隔熱構件等 防熱措施，即使在緊湊的結構中，在停車時等自行車停止 預定時間以上的停止狀態下、蓄電部成爲高溫，也能夠抑 制蓄電部的使用壽命的降低。 第7發明的自行車用電源裝置，在第6發明所述的裝 置中，還具備有··檢測出蓄電部電壓的電壓檢測部，控制 部，以第1控制模式和與第1控制模式相比消耗電力更少 的第2控制模式，來控制電機配件，在停止狀態檢測部檢 測出停止狀態時，在由電壓檢測部檢測出的蓄電電壓達到 預定電壓爲止，以第1控制模式動作，在達到預定電壓時 1237607 (6)
以第2控制模式動作。在此情況，在檢測出停止狀態時， 以消耗電力多的第1控制模式控制電機配件，積極地消耗 蓄積在蓄電部中的電力，使蓄電部的電壓下降。並且下降 後的電壓爲例如使用壽命的降低較少的預定電壓時，以消 耗電力較少的第2控制模式控制電機配件來抑制電壓的降 低，以在行駛開始時盡早向蓄電部蓄積所希望的電力。藉 此，能夠抑制蓄電部的使用壽命的降低，加快裝置的啓動 時間。
第8發明的自行車用電源裝置，在第1發明所述的裝 置中’電機配件，具有驅動用的第1電機配件、和與第1 電機配件相比電氣容量更小的第2電機配件，電源爲可安 裝在自行車上的交流發電裝置，又具備有：將交流發電裝 置的電力整流爲直流的整流電路，蓄電部，是連接在整流 電路上並向第1及第2電機配件供給電力，電壓下降手段 ，具備：在停止狀態檢測部檢測出停止狀態時，使第1電 機配件動作的控制部。在此情況，來自交流發電機裝置的 電力被蓄積到蓄電部時，該電力會被供給到第1及第2電 機配件。並且，在檢測出停車等預定時間以上的停止狀態 狀態時’使電氣容量較大的第1電機配件動作。藉此，蓄 積在蓄電部中的電力會藉由第1電機配件被積極地消耗， 使蓄電部的電壓下降。在此，在藉由使通常在停止狀態下 不需要動作的電氣容量較大的第1電機配件在停止狀態時 動作，使蓄電部的電壓下降。因此，在停車時等自行車停 止預定時間的以上的停止狀態下、即使蓄電部成爲高溫， -9- 1237607 (7) 也能夠抑制蓄電部的使用壽命的降低。 第9發明的自行車用電源裝置，在第8發明所述的裝 置中，還具備有：檢測出蓄電部的蓄電電壓的電壓檢測部 ，控制部，以第1控制模式、和與第1控制模式相比消耗 電力較少的第2控制模式，來控制第1及第2電機配件， 在停止狀態檢測部檢測出停止狀態時，在由電壓檢測部檢 測出的蓄電電壓達到預定電壓爲止，以第1控制模式動作 ，並控制第1電機配件，在達到預定電壓時以第2控制模 式動作，並控制第1及第2電機配件的至少任意一個。在 此情況，在檢測出停止狀態時，以消耗電力較多的第1控 制模式控制第1電機配件，積極地消耗蓄積在蓄電部中的 電力，使蓄電部的電壓下降。並且下降後的電壓爲例如使 用壽命的降低較少的預定電壓時，以消耗電力較少的第2 控制模式控制第1及第2電機配件的至少一個來抑制電壓 的降低，以在行駛開始時盡早向蓄電部中蓄積所希望的電 力。由此，能夠抑制蓄電部的使用壽命的降低，加快裝置 的啓動時間。 第1 〇發明的自行車用電源裝置，在第1至9任一項 發明所述的裝置中，停止狀態檢測部，具有判斷根據自行 車的行駛發生訊號的訊號發生部是否在預定時間以上沒有 發生訊號的訊號判定部。在此情況，藉由來自由車輪等隨 著自行車的行駛而回轉的回轉構件的回轉發生訊號的例如 車速感應器及交流發電裝置等的訊號發生部的訊號，能夠 可靠地檢測出自行車的停止狀態。 -10- 1237607 (8) 第l 1發明的自行車用電源裝置’在第1至1 0任一項 發明所述的裝置中，預定時間爲15分鐘。在此情況，在 夏季等超過等1 5分鐘左右的短停車時間時，能夠抑制溫 度容易上升的蓄電部的使用壽命的降低。 第1 2發明的自行車用電源裝置’在第1至1 1任一項 發明所述的裝置中，蓄電部爲雙電荷層電容器。在此情況 ，與充電電池相比減少了由於過分充放電引起的使用壽命 降低，與電容器相比能夠實現小型及大容量。 【實施方式】 【第一實施方式】
在第1圖中，採用了本發明的一實施例的自行車爲休 閒式腳踏車，是具備有：具備雙環形的車架體2和前叉3 的車架1、把手部4、驅動部5、安裝有帶制動器的發電 機輪轂8的前輪6、安裝有內裝變速輪轂1 0的後輪7、用 於以手來操作內裝變速輪轂1 0的變速操作部2 0、根據變 速操作部2 0的操作將內裝變速輪轂1 0變速控制的變速控 制單元1 2。 車架1的車架體2是將管焊接所製作的。在車架體2 上*’安裝有包含鞍座1 1及驅動部5的各部分。前叉3， W匱1繞著軸傾斜地自由擺動地被安裝在車架體2的前部。 把手部4，具有：固定在前叉3上部的把手立桿1 4、 和固定在把手立桿1 4上的把手桿1 5。在把手桿1 5的兩 端安裝有制動柄]6與手把1 7。右側的制動柄1 6與變速 -11 - 1237607 (9) ί架作部2 〇 —體地形成。 驅動部5，具有：設置在車架體2的下部（吊架部） 上的齒輪曲柄3 7、繞掛在齒輪曲柄3 7上的鏈條3 8、和內 裝變速輪轂〗0。內裝變速輪轂1 〇，爲具有低速檔（1速 )、中速檔（2速）、高速檔（3速）這3個變速檔的3 變速的內裝輪轂，藉由設置在變速控制單元1 2上的馬 達單元2 9 (第6圖）獲得3個變速位置。
固定在前叉3前端上的前輪6的發電機輪轂8，爲可 —安裝滾筒形的前制動器的輪轂，在內部具有藉由前輪6的 旋轉來發電的交流發電機1 9 (第6圖）。
變速控制單元1 2，如第2圖所示，是經過電路配線 4 〇與發電機輪轂8內的交流發電機1 9電連接。此外，變 速控制單元1 2，也通過電路配線4 1與變速操作部2 〇電 連接。變速控制單元1 2，還通過變速纜線4 2而機械地連 結在內裝變速輪轂1 0上。變速控制單元1 2，如第3圖及 第4圖所示，是具有：安裝於前叉3的途中的燈架3&上 的燈盒1 3、收納於燈盒1 3中的馬達單元2 9及電路單元 馬達單元29，如第3圖及第4圖所示，是具有：變 速馬達4 5、錯由變速馬连4 5移動到3個變速位置的纜線 動作部46、以及檢測出纜線動作部46的變速位置的動作 位置感應器4 7 (第6圖）°該纜線動作部4 6與變速續線 42的一端連結。 電路單元30，如第6圖所示，具備有變速控制部υ -12- 1237607 (10) 。此外，圖中粗線、實線分別代表了例如】A左右的電流 線和5 m A左右的電流線，虛線爲訊號線。 變速控制部25，具備有由CPU、RAM、ROM、I/O介 面所構成的微電腦。變速控制部2 5，藉由預定的程序來 控制馬達單元2 9。具體來說，根據速度，經由馬達單元 2 9自動變速控制內裝變速輪轂1 0。此外，在設置於變速 操作部20上的液晶顯示部24，輸出有包含示出速度資訊 及變速位置的資訊的各種行駛資訊。此外，進行燈光控制 ，使得與燈盒1 3 —體安裝的燈1 8在周圍的狀況處於預定 的亮度以下時開燈，超過預定的亮度時滅燈。 變速控制部2 5，可在省電模式和通常模式下動作， 在省電模式下，不進行液晶顯示部2 4的顯示控制，同時 也不進行馬達單元2 9的控制。 變速控制部2 5，是連接有：包含設置在變速操作部 2 0上的操作刻度盤2 3及操作按鈕2 1、2 2的操作用開關 2 6、液晶顯示部2 4、作爲用於控制燈1 8的照度感應器的 光感應器3 6、以及用於藉由來自交流發電機1 9的輸出產 生速度訊號的發電機波形成形電路3 4。此外，變速控制 邰2 5 ’還連接有：充電整流電路3 3、蓄電元件3 2和自動 亮燈電路3 5。並且，連接有：馬達驅動部2 8、馬達單元 2 9的動作位置感應器4 7、和用來檢測蓄電元件3 2的電壓 的電壓檢測部3 9。
變速操作部2 0，如第5圖所示，具有：左右並列地 設置於下邰的2個操作按鈕2 1、2 2、設置於操作按鈕2 I -13- 1237607 (11) ,22上方的操作刻度盤23、和設置在操作刻度盤23的左 方的液晶顯示部24。 操作按鈕2 1、2 2，爲三角形的按鈕。操作按鈕2 1、 2 2爲進行變速範圍設定的按鈕，用於將變速檔設定在僅 固定爲低速、或低速與中速的2段、或能夠3段全部使用 的狀態。此外，藉由操作按鈕22的操作在上坡能強制性 地降檔。操作刻度盤23，爲用於切換從模式1到模式8 的8個自動變速模式用的刻度盤，具有8個停止位置A1 〜A 8。在此，從模式1到模式8的8個自動變速模式， 爲藉由來自交流發電機1 9的車速訊號使內裝變速輪轂j 〇 自動變速的模式。
此外，8個自動變速模式，爲在向上變速（從低速側 向高速側的變速）及向下變速（從高速側向低速側的變、速 )中，改變變速時機，具體來說爲改變變速時的速度來自 動變速的模式，是爲了能夠根據騎乘者的喜好和體力任意 地設定變速時機而設置的。 在液晶顯不邰2 4上表不現在的行駛速度的同時，還 在變速時顯示操作的變速檔。液晶顯示部24，是具有·· 與變速操作部2 5的微電腦分別獨立的微電腦（未示） ，根據來自變速控制部2 5的資訊進行顯示控制的結構。 畜電兀件32，由例如雙電荷層電容器等大容量電容 構成，將從交流發電機1 9輸出，由充電整流電路33所整 流的直流電力予以蓄積。在由蓄電元件3 2蓄積的電力中 ，1 m A左右的電流會被供給到變速控制部25、馬捧驅動 -14- 1237607 (12) 器2 8、自動亮燈電路3 5及電壓檢測部3 9。由蓄電元件 3 2蓄積的1 A左右的電流也向馬達驅動器2 8直接供給。 此外，也可由電解電容器等其他形式的電容器、鎳鎘電池 、鋰離子電池或鎳氫電池等充電電池，替代雙電荷層電容 器來構成蓄電元件3 2。
馬達驅動器2 8，將變速馬達4 5進行定位控制。馬達 驅動器2 8，以由蓄電元件3 2供給的1 m A左右的電流作動 ，將由蓄電元件3 2所供給的1 A左右的電流進行定位用 控制’以向變速馬達4 5供給。馬達驅動器2 8，具有將變 速馬達4 5反轉、正轉及制動的3個作動模式。該制動模 式也用於促進蓄電元件3 2的電壓下降。 充電整流電路3 3例如由半波整流電路構成，將從交 流發電機1 9輸出的交流電流整流爲直流電流，並向蓄電 元件3 2供給。
發電機波形成形電路3 4，由從交流發電機1 9輸出的 交流電流產生速度訊號。也就是說，將正弦曲線的交流訊 號抽出例如半週期部分，使其通過施密特電路等適當的波 形成形電路，產生與速度相對應的脈衝訊號。變速控制部 2 5 ’在從輸入的脈衝訊號算出速度及距離的同時，檢測出 是否爲在預定時間（例如1 5分）以上停止的停止狀態。 自動亮燈電路3 5，根據來自光感應器3 6的檢測輸出 ’藉由從變速控制部2 5輸出的通斷訊號而作動，將從交 流發電機1 9輸出的1 A的電流向燈1 8供給或切斷。藉此 在照度成爲預定値以下時，燈1 8自動地點亮，超過預定 -15- 1237607 (13) 的照度時熄滅。 電壓檢測部3 9，檢測出從蓄電元件3 2輸出的電力的 電壓’向變速控制部2 5輸出。變速控制部2 5，會由輸入 的電壓控制充電整流電路3 3，並且在停止狀態時，控制 馬達驅動器2 8及液晶顯不部2 4。 在如此構成的變速控制單元1 2中，按照由變速操作 部2 0選擇的自動變速模式變速控制內裝變速輪轂1 〇。由 於在變速時，是藉由來自交流發電機1 9的交流訊號檢測 出車速，能夠精細地得到車輪每旋轉1圈的車速訊號，與 以往相比能夠即時地追隨實際的車速變化來進行變速。 此外，來自交流發電機1 9的電力向蓄電元件3 2充電 ，從蓄電元件3 2向變速控.制部2 5等供給用於控制動作的 電力。其結果’變速控制部2 5開始作動，控制液晶顯示 部24或馬達驅動器2 8、自動亮燈電路3 5、充電整流電路 3 3。此外，將來自發電機波形成形電路3 4的車速訊號施 加到變速控制部2 5中。再者，將來自電壓檢測部3 9的電 壓訊號施加到變速控制部2 5中。 在此’由於設置蓄電元件3 2，蓄積來自交流發電機 1 9的電力，藉由該電力使包含變速控制部2 5的各部分動 作，因此，不需要電池的更換及充電作業。此外，不需要 電池殘餘電量的管理及攜帶備用電池，能夠進行無需與電 源有關的麻煩的作業而自動變速。 並且’根據從交流發電機丨9輸出的交流訊號檢測出 車速，根據該檢測出的車速進行變速控制。由於交流發電 -16- 1237607 (14)
機一般具有複數個磁極，從交流發電機輸出由與該磁極數 和車速相關連的頻率構成的交流訊號。因此，與從通常用 於自行車的，例如檢測附帶在車輪上的磁鐵的速度感應器 得到的速度訊號相比，能夠從交流訊號中得到每一次旋轉 的更多個脈衝訊號。因此，能夠在每1次旋轉中精細地檢 測車速，能夠即時地進行高精度的變速控制。此外，由於 根據來自交流發電機1 9的交流訊號進行控制，不需要像 以往那樣在車輪的附近設置變速控制單元1 2，變速控制 單元1 2的安裝位置不會受到限制。 此外，能夠將以往白天不使用交流發電機1 9的電力 在變速控制單元1 2中有效地利用。 以下，以停車時的動作爲中心，根據第7圖及第8圖 的流程圖對變速控制部2 5的控制動作進行說明。
在來自蓄電元件3 2的輸出爲預定的電壓時，變速控 制部2 5開始作動。變速控制部2 5開始作動時，在第7圖 的步驟S 1中進行初期設定。在該初期設定中，控制模式 設定爲通常模式，變速模式設定爲自動變速模式。 在步驟S 2中，使決定微電腦的1週期的作動時間的 計時器開始啓動。在步驟S 3中，進行電壓下降處理。電 壓下降處理，爲在停止預定時間以上的停止狀態，例如停 車狀態的情況下，降低蓄積在蓄電元件3 2中的電壓，抑 制蓄電元件32的使用壽命的降低。在步驟S4中，進行各 種資料處理。在資料處理中，藉由來自發電機波形成形電 路3 4的脈衝訊號算出車速或算出距離。在步驟S 5中，進 -17- 1237607 (15) 行變速控制處理。在變速控制處理中，在自動變速模式中 ，根據與車速相關的臨界値，控制內裝變速輪轂1 0的馬 達單元2 9的馬達4 5，自動地進行升檔或降檔。在手動變 速模式時，根據上下的操作按鈕2 1、22的操作進行升檔 和降檔。在步驟S 6中，進行其他的處理，在其他的處理 中，進行用於由液晶顯示部2 4顯示的顯示處理或燈控制 、充電整流電路3 3的控制等。在步驟S 7中，等待經過啓 動的計時器結束。計時器時間到的時候，返回到步驟S 2 〇 在步驟S3的電壓下降處理中，在第8圖的步驟S9中 ，判斷是否爲停車狀態。在此’在1 5分鐘以上沒有從發 電機波形成形電路3 4輸入脈衝訊號的情況下，判斷爲預 定時間以上的停止狀態的停車狀態。在不是停車狀態的情 況下返回主程序。在停車狀態的情況下，轉入步驟S 1 0， 讀取從電壓檢測部3 9輸入的蓄電元件3 2的電壓V。在步 驟S 1 1中，判斷電壓V是否未滿3 · 5伏特。在電壓V爲 3.5V以上的情況下，向步驟S12轉移。在步驟S12中， 將液晶顯不部2 4接通’控制爲顯不各種資訊的消耗電力 較多的通常模式。在步驟s 1 3中，使馬達驅動器2 8成爲 制動模式。由此，馬達驅動器2 8動作，消耗電力更多。 步驟S 1 2及步驟S 1 3中，消耗蓄電元件3 2的電力，即使 蓄電元件32成爲高溫，電壓也會迅速下降以不降低使用 壽命。 另一方面，檢測出的電壓V未滿3.5 V時，從步驟 -18- 1237607 (16) S 1 1向步驟s 1 4轉移。在步驟S 1 4中，控制模式爲省電模 式。藉此將液晶顯示部24關掉，顯示熄滅。在步驟S 1 5 中，馬達驅動器2 8切斷。藉此，電力消耗減少，蓄電元 件3 2的電壓下降速度減緩。因此，能夠抑制蓄電元件3 2 的使用壽命的降低，使在行駿開始時變速控制部2 5的啓 動時間提前。 在此，藉由通常在停止狀態下不需要動作的馬達驅動 器2 8及液晶顯不部2 4在停止狀態時積極地作動，使蓄電 元件3 2的電壓下降。因此，在停車時等預定時間以上停 止的停止狀態下，即使蓄電元件3 2成爲高溫，也能以緊 湊的結構抑制蓄電元件3 2的使用壽命的降低。 【第2實施方式】
在第1實施方式中，顯示了交流發電機1 9作爲電源 的例子，但在本發明中也適用於使用電池等的直流電源的 裝置中。在第9圖的本發明的第2實施例中，變速控制部 5 1，與作爲直流電源的電池5 〇連接，由來自電池5 〇的電 力作動。蓄電元件5 2與電池5 0並聯。蓄電元件52，由 用來蓄積從電池5 0所供給的電力的雙電荷層電容器等大 谷里電谷益構成’ 一端接地。蓄積在畜電兀件5 2中的電 力’會被供給到變速控制部5 1及馬達驅動器2 8。 在電池50與蓄電元件52之間連接有第1開關部53 。第1開關部5 3，會通斷從電池5 0向蓄電元件52供給 的電力。作爲第1開關部5 3，可使用例如繼電器、電晶 -19- 1237607 (17) 體、FET (場效電晶體）、矽控整流器、光電二極體等切 換元件。第1開關部5 3，由變速控制部5 ]通斷控制。具 體來說’第1開關部5 3，在自行車停車狀態時由變速控 制部5 1控制爲斷開，將蓄電元件5 2與從電池5 0到變速 控制部5 1的電源線切斷，使蓄電元件5 2自身放電，使電 壓下降。 變速控制部5 1，與例如連接在變速控制部5 1上的液 晶顯示部5 5 —起，與變速操作部2 0同樣地收納於可安裝 在自行車的把手上的變速操作單元（未圖示）中。在變速 操作單兀’與第1實施例同樣地整體收納有馬達單元2 9 及電池5 0、蓄電元件5 2、第1開關部5 3、馬達驅動器2 8 等控制裝置。 變速控制部5 1，具備有：由c P U、R A Μ、R Ο Μ、I / 0 介面構成的微電腦。變速控制部5 1，與第1實施例同樣 地藉由預定的程式來控制馬達單元29。 變速控制部5 1，連接有：包含與設置在變速操作部 2 〇中同樣的操作刻度盤2 3以及操作按鈕2 1、2 2的操作 用開關2 6、液晶顯示部5 5、以及車速感應器5 6。在變速 控制部5 1，是連接著：馬達驅動器2 8、及第1開關部5 3 。車速感應器5 6，是由：例如安裝在車輪上的1個或複 數個磁鐵、以及設置在與例如與車架1的磁鐵相面對的位 置上的例如簧片開關或霍爾元件等磁力檢測感應器構成。 這種結構的車速感應器5 6，是與車輪的旋轉相連動，向 變速控制部5 1輸出來自磁力檢測感應器的脈衝訊號。 -20- 1237607 (18) 以下對變速控制部5 1的控制處理進行說明。 由於變速控制部5 1的主程序的處理，除了其他實施 例外與前述的第1實施方式的第7圖實質上是相同的，省 略對其說明。在電壓下降處理中，在第1 0圖的步驟S 2 1 中判斷是否爲停車狀態。該判斷與第1實施例同樣，在預 定時間以上沒有輸入來自車速感應器5 6的脈衝訊號時則 判斷爲停車狀態。在判斷爲停車狀態時，向步驟S22轉移 ’弟1開關部5 3斷開。錯此’畜電兀件5 2與電源線斷開 並自身放電。其結果，蓄電元件的電壓逐漸降低，即使由 於停車引起蓄電元件5 2的溫度上升，也能夠抑制蓄電元 件5 2的劣化。另一方面，在判斷爲不是停車狀態時，從 步驟S 2 1向步驟S 2 3轉移，在步驟S 2 3中，第1開關部 5 3接通。其結果，電池5 0的電力向蓄電元件5 2中蓄積
在這種結構的第2實施方式中，也是在檢測出預定時 間以上的停止狀態時，藉由第1開關部5 3將電源線與蓄 電元件52切斷，使蓄電元件52的電壓藉由自身放電而下 降。因此，在緊湊的結構中，在停車時等自彳了車停止預定 時間以上的停車狀態下，即使蓄電元件5 2成爲高溫，也 能夠抑制蓄電元件5 2的使用壽命的降低。 此外，在第2實施方式中，如第11圖所示，也可與 蓄電元件5 2並聯構成消耗電力的負載的第1電阻5 7。在 沒有第1電阻5 7的情況，在作爲蓄電元件52使用大容量 的電容器的情況，需要較長的放電時間，可能不能高效率 -21 - 1237607 (19) 地在短時間內使電壓下降。藉由這樣地將第1電阻5 7與 蓄電元件5 2並聯連接，在第1開關部5 3斷開時，蓄積在 蓄電元件5 2中的電力會藉由第1電阻5 7消耗，使電壓在 短時間內高效率地下降。由此，能夠進一步抑制因熱造成 的蓄電元件5 2的使用壽命的降低。
此外，如第12圖所示，也可將第2開關部5 8與蓄電 元件5 2並聯連接。在將前述的第1電阻5 7並聯連接在蓄 電元件5 2上時，在行駛中從電池5 0向蓄電元件5 2供給 電力日·’弟1電阻5 7也流過電流並消耗電力，有可能加 快電池5 G的消耗。在有這種問題的情況下，最好設置第 2開關部58以替代第1電阻57。第2開關部58由變速控 制部5 1開關控制，在停車狀態時爲接通。
具體來說，在示出電壓下降處理的第1 3圖的步驟 S 3 1中判斷是否爲停車狀態。在判斷爲停車狀態時，向步 驟S 32轉移，第i開關部5 3斷開。在步驟s3 3中，第2 開關部5 8接通。藉此，蓄積在蓄電元件5 2中的電力經由 第2開關部5 8消耗，使電壓高效率地下降。此外，在判 斷爲不是停車狀態時從步驟S 3 1向步驟S 3 4轉移，第1開 關部5 3接通，在步驟s 3 5中第2開關部5 8斷開。由此， 在行駛時不會發生無謂的電力消耗。 在此情況，如第1 4圖所示，也可在第2開關部5 8上 串聯地連接第2電阻5 9。在此情況，蓄積在蓄電元件5 2 中的電力也由第2電阻5 9消耗，能夠進一步加快電壓下 降’抑制蓄電元件5 2的使用壽命的降低。 -22- 1237607 (20) 【其他實施例】 (a )在前述實施例中，在第2實施例的直流電源的 情況下，不像第1實施例那樣設置電壓檢測程序，但也可 與第1實施例同樣地進行在降低到預定電壓時、將第1開 關部5 3斷開的電壓下降處理。 (b )在前述兩個實施例中，在爲預定時間以上的停 止狀態的停車時，使蓄電元件的電壓下降，但也可設置例 如檢測出蓄電元件的溫度的溫度感應器，在停車中達到預 定溫度以上時，進行用於電壓下降的處理。 【發明效果】
根據本發明，在檢測出預定時間以上的停止狀態時， 蓄電部的電壓被下降。因此，無需施行隔熱材料等防熱對 策，在緊湊的結構中，在停車時等的自行車停止預定時間 以上的停止狀態下即使蓄電部成爲高溫，也能夠抑制蓄電 部的使用壽命的降低。 【圖式簡單說明】 第1圖爲採用本發明的第1實施方式的自行車的側視 圖 ° 第2圖爲顯示出內裝變速輪轂、變速控制單元和發電 機輪轂的連接關係的示意圖。 第3圖爲變速控制單元的側剖視圖。 -23- (21) 1237607 第4圖爲變速控制單元的俯視斷面圖。 第5圖爲變速操作部的立體圖。 第6圖爲顯示變速控制單元的結構的方塊圖。 第7圖爲顯示第1實施方式的變速控制部的控制內容 的流程圖。 S 8圖爲顯示第丨實施方式的電壓下降處理的控制內 容的流程圖。
第9圖爲第2實施方式的與第6圖相當的視圖。 第1 〇圖爲第2實施方式的與第8圖相當的視圖。 第1 1圖爲第2實施方式的變形例的與第6圖相當的 視圖。 第12圖爲第2實施方式的另一變形例的與第6圖相 當的視圖。 第1 3圖爲第2實施方式的另一變形例的與第8圖相 當的視圖。
第1 4圖爲第2實施方式的另一變形例的與第6圖相 當的視圖。 【圖號說明】 1 9 :交流發電機（交流發電裝置及訊號產生部的一例） 2 5、5 1 :變速控制部（開關控制部、控制部及停止狀態檢 測部的一個例子） 2 9 :馬達單元（電機配件及第1電機配件的一個例子） 3 9 :電壓檢測部 -24- (22) 1237607 5 0 :電池 5 2 :蓄電元件 5 3 :第1開關部 5 5 :液晶顯示部（電機配件及第2電機配件的一個例子） 5 6 :車速感應器（訊號產生部的一個例子） 5 7 :第1電阻（第1負荷部的一個例子） 5 8 :第2開關部 59 :第2電阻（第2負荷部的一個例子）
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Claims (1)

1237607 (1) 拾、申請專利範圍 1 · 一種自行車用電源裝置，是將可安裝在自行車的電 源的電力予以積蓄，以向可安裝在自行車的電機配件供給 的自行車用電源裝置，其特徵爲： 具備有： 用來蓄積來自上述電源的電力的蓄電部、
檢測出上述自行車是否爲停止預定時間以上的停止狀 態的停止狀態檢測部、 以及在上述停止狀態檢測部檢測出上述停止狀態時， 使上述蓄電部的電壓下降的電壓下降手段。 2 ·如申請專利範圍第1項的自行車用電源裝置，其中 上述電源爲直流電源， 上述蓄電部，是與上述直流電源並聯連接，且其中一 端接地， 上述電壓下降手段，具有：
連接在上述直流電源與上述蓄電部之間，以導通切斷 向上述蓄電部供給的電力的第1開關部、 以及在上述停止狀態檢測部檢測出上述停止狀態時， 將上述第1開關部斷開的開關控制部。 3 .如申請專利範圍第2項的自行車用電源裝置，其中 上述電壓下降手段，還具有：與上述蓄電部並聯連接，且 用來消耗從上述直流電源所供給的電力的第1負載部。 4 .如申請專利範圍第2項的自行車用電源裝置，其中 上述電壓下降手段， -26- (2) 1237607 還具備有： 與上述蓄電部並聯連接，用來導通切斷從上述直流電 源所供給的電力的第2開關部， 上述開關控制部，在上述停止狀態檢測部檢測出上述 停止狀態時，將上述第2開關部接通。
5 .如申請專利範圍第4項的自行車用電源裝置，其中 上述電壓下降手段，還具備有：與上述第2開關部串聯連 接的第2負載部。 6 .如申請專利範圍第1項的自行車用電源裝置，其中 上述電源爲可安裝在自行車上的交流發電裝置， 還具備有將上述交流發電裝置的電力整流爲直流的整 流電路， 上述蓄電部，連接在上述整流電路，並向上述電機配 件供給電力，
上述電壓下降手段，具備有在上述停止狀態檢測部檢 測出上述停止狀態時、使上述電機配件作動的控制部。 7 ·如申請專利範圍第6項的自行車用電源裝置，其中 還具備有：用來檢測上述蓄電部的蓄電電壓的電壓檢測部 上述控制部，以第1控制模式和消耗電力比上述第1 控制模式更少的第2控制模式來控制上述電機配件，在上 述停止狀態檢測部檢測出上述停止狀態時，在由上述電壓 檢測部所檢測出的上述蓄電電壓達到預定電壓之前，以第 1控制模式作動，在達到上述預定電壓時則以上述第2控 -27- (3) 1237607 制模式作動。 8 .如申請專利範圍第1項的自行車用電源裝置，其中 上述電機配件，具有：驅動用的第1電機配件、和電容量 比上述第1電機配件更小的第2電機配件， 上述電源爲可安裝在自行車上的交流發電裝置， 又具備有：將上述交流發電裝置的電力整流爲直流的 整流電路， 上述蓄電部，與上述整流電路連接，並向上述第1及 第2電機配件供給電力， 上述電壓下降手段，具有在上述停止狀態檢測部檢測 出上述停止狀態時、使上述第1電機配件作動的控制部。 9.如申請專利範圍第1項的自行車用電源裝置，其中 還具備有：用來檢測上述蓄電部的蓄電電壓的電壓檢測部
上述控制部，以第1控制模式和消耗電力比上述第1 控制模式更少的第2控制模式，來控制上述第1及第2電 機配件，在上述停止狀態檢測部檢測出上述停止狀態時， 在由上述電壓檢測部所檢測出的上述蓄電電壓達到預定電 壓之前，以上述第1控制模式作動來控制上述第1電機配 件，在達到上述預定電壓時則以第2控制模式作動來控制 上述弟1及弟2電機配件的至少任意一個。 1 0 ·如申g靑專利車E圍第1、2、3、4、5、6、7、8或9 項的自行車用電源裝置，其中上述停止狀態檢測部，具有 ••判斷根據上述自行車的行駛來產生訊號的訊號產生部， -28- (4) 1237607 是否在預定時間以上沒有產生上述訊號的訊號判定部。 1 1 .如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8或9 項的自行車用電源裝置，其中上述預定時間爲1 5分鐘。 1 2.如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8或9 項的自行車用電源裝置，其中上述蓄電部爲雙電荷層電容 PP 益°
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