[发明专利]直流电动机的控制装置

说明书

本发明涉及一种直流电动机的控制装置，适用于对例如驱动自行车的辅助电动机这种直流电动机进行PWM控制。

在现有技术中，这种带辅助电动机的自行车已经公知了，其在检测加给脚踏板的踏力的同时由电动机产生与该踏力相配合的辅助转矩，通过该辅助转矩与由人力所产生的踏力的合力来驱动车轮。在这种带辅助电动机的自行车上，为了使骑车人能够舒适地骑行，就必须正确地产生与加给脚踏板的踏力相对应的辅助转矩。

辅助转矩的控制一般是通过对供给电动机的电流进行PWM控制来进行的。在此情况下，通过给开关元件(例如FET的栅极)输出控制信号，把由微型计算机等控制装置运算出的占空比的脉冲电流输出给电动机。在FET和电动机之间大多装有继电器，用于在主开关变为断开时以及在FET损坏时停止驱动系统。

在带辅助电动机的自行车中进行这种控制：在第一预定速度Vth1(例如时速23km)以上时逐渐减小对应于踏力的辅助转矩的比例，并且当达到第二预定速度Vth2(例如，时速26km)时使其为零。由此，当车速变到第一阈值Vth1以上时，根据其超过量而逐渐减小PWM脉冲的占空比，当达到第二预定速度Vth2时，使占空比变为零，则由电动机产生的辅助转矩不会产生，中断电动机的PWM控制。

因此，上述这种继电器是使用通过主开关变为关断而切断给励磁线圈的供电以切断电路的常开型继电器，则在主开关变为关断之后电路电压降低，当降到某种程度以下时，继电器的接点分离。由此，在到达继电器接点分离的过程中，电动机的感应电压会作为反向电压而加在FET的栅极。源极之间，成为FET的故障原因。

在到达第二预定速度Vth2时进行控制以使辅助转矩为零，此时，从该时刻供给电动机的电流的占空比为零。由此，控制FET以维持关断状态。在此情况下，虽然给电动机的供电中断了，但由于电动机因惯性不会立即停止而作为发电机工作，因而在电动机的端子之间继续产生感应电压，与上述情况一样，成为FET的故障原因。

因此，作为FET就必须采取下列措施：采用栅极-源极间的额定电压高的类型的FET，或者通过插入齐纳二极管而使栅极-源极间电压的上限成为一定的，等等。

但是，能够耐高压的齐纳二极管和FET一般是昂贵的，对此，由于存在引起高成本的问题，则在谋求低成本的情况下，就需要通过上述以外的措施来保护FET。

鉴于上述问题，本发明提供一种直流电动机的控制装置，不增加制造成本，而能够在主开关意外变成断开的情况下，保护FET这种开关元件。

为了解决上述问题，本发明第一方案是：在直流电动机的控制装置中，包括：开关装置，它插装在直流电动机的一端与电源之间；循环装置，它使在上述开关装置变为关断状态时，上述直流电动机中流通的电流在该直流电动机中循环；电流检测装置，检测在上述直流电动机中流通的电流值；控制装置，对上述开关装置的通/断进行PWM控制以使由上述电流检测装置检测出的电流值与目标值相一致，其特征在于，上述控制装置在上述直流电动机以惯性旋转时，设定微小值作为上述目标值，把该微小值的电流提供给上述直流电动机。

本发明的第二方案，其特征是，上述控制装置在上述电源的开关变为断开时，设定微小值作为上述目标值，把该微小值的电流供给上述直流电动机。

本发明的第三方案，其特征是，上述控制装置在上述目标值为零时，设定微小值作为上述目标值，把该微小值的电流供给上述直流电动机。

本发明的第四方案，其特征是，上述控制装置在开始上述微小值的电流供给之后，经过预定时间后，使上述微小值为零。

图1是表示适用本发明第一实施例的带辅助电动机的自行车结构的方框图；

图2是表示该实施例中的带辅助电动机的自行车的电动机附近的电路结构的图；

图3是表示该实施例工作的流程图；

图4是表示第二实施例的工作的流程图；

图5是表示在适用第三实施例的带辅助电动机的自行车的结构中，目标电流值运算装置的构成图；

图6是表示该实施例中的目标电流值运算装置的特性图；

图7是表示变形例中的带辅助电动机的自行车的电动机附近的电路构成图。

A、第一实施例

A-1：第一实施例的构成