CN101795926B

CN101795926B - 转向装置

Info

Publication number: CN101795926B
Application number: CN2008801051501A
Authority: CN
Inventors: 岩崎尚
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-08-29
Also published as: DE112008002240B4; DE112008002240T5; JP4952931B2; JP2009056835A; US8280589B2; US20110264326A1; CN101795926A; WO2009028735A1

Abstract

设置从副电源装置(50)向电子控制装置(60)进行电源供应的副控制系统电源线(81)。电源控制部(62)在主电源电压v1变为了小于等于主电源判定电压v1ref的情况下，使降压用开关元件(82)接通/断开而从副电源装置(50)向电子控制装置(60)进行电源供应。并且，在副电源电压v2变为了小于等于副电源电压v2ref时，使副电源继电器(51)断开，停止从副电源装置(50)向马达驱动电路(30)的电源供应，并继续向电子控制装置(60)的电源供应。由此，防止了由于电源电压下降而使电子控制装置(60)的微型计算机复位。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及使用主电源装置和副电源装置这二者向电动执行器供应电力而使其产生转向力的转向装置。

背景技术

以往，例如在电动动力转向装置中包括电动马达以对转向盘的旋转操作赋予转向辅助扭矩，并通过对电动马达的通电控制产生适当的转向辅助扭矩。转向辅助扭矩被设定成驾驶者输入给转向盘的转向扭矩越大就越大、并且车速越低就越大的值。电动动力转向装置使用车载电池作为用于进行上述转向辅助控制的电源。

但是，在静态操舵操作时等仅通过车载电池会产生电力不足。因此，例如在日本专利文献特开2007-91122号所提出的装置中具有辅助车载电池的副电源装置。副电源装置并联连接在从车载电池(以下称为主电源装置)至马达驱动电路的电源供应线上。

在该提出的电动动力转向装置中，从主电源装置提供马达驱动用电力，而当在静态操舵操作时等仅通过主电源装置的电源能力会产生电力不足时，从副电源装置提供该电力不足的部分。另外，当在直进行驶时等电力消耗少时，以主电源装置的电力对副电池电源进行充电。

发明内容

然而，在主电源装置发生了劣化的情况下，即使由副电源装置辅助电源供应也会产生电力不足。在该情况下，主电源装置和副电源装置的电源电压下降，从而会导致以下问题。

电动动力转向装置包括电子控制装置，该电子控制装置为了驱动控制电动马达而将微型计算机作为主要部分。从主电源装置向该电子控制装置进行电源供应。因此，当主电源装置的电源电压下降了而低于微型计算机的最低动作电压时，微型计算机会复位。一旦微型计算机复位，则不仅转向辅助控制会突然停止，而且即使电源电压恢复了，也会由于进行初始诊断等而无法立即重新开始转向辅助控制。

本发明是应对上述问题而完成的，其目的是即使在主电源装置发生了劣化的情况下也能够防止电子控制装置的微型计算机复位。

为了达成上述目的，本发明的特征在于，包括：主电源装置；副电源装置，通过所述主电源装置充电；电动执行器，产生用于使车轮转向的转向力；驱动电路，被从并联连接了所述主电源装置和所述副电源装置的驱动系统电源供应电路进行电源供应，驱动所述电动执行器；以及电子控制装置，被从连接在所述主电源装置上的控制系统电源供应电路进行电源供应，向所述驱动电路输出控制信号而控制所述电动执行器的动作；其中，所述转向装置包括副控制系统电源供应电路，所述副控制系统电源供应电路连接所述副电源装置和所述电子控制装置，从所述副电源装置向所述电子控制装置进行电源供应。

在本发明中，从并联连接了主电源装置和副电源装置的驱动系统电源供应电路向电动执行器的驱动电路进行电源供应。即，能够从主电源装置和副电源装置这二者向电动执行器的驱动电路进行电源供应。电子控制装置向驱动电路输出控制信号而控制电动执行器的动作，通过该电动执行器的动作产生用于使车轮转向的的转向力。例如，电子控制装置具有检测驾驶者的转向操作的转向操作检测单元，根据检测出的转向操作向驱动电路输出控制信号。在该情况下，也可以向车轮的转向轴赋予轴向力来产生转向力，还可以向转向盘的转向轴赋予转向力来产生转向力。

电子控制装置连接了从主电源装置进行电源供应的控制系统电源供应电路和从副电源装置进行电源供应的副控制系统电源供应电路。因此，电子控制装置即使主电源装置的电源供应能力下降而使主电源电压下降了，也能够从副电源装置接受电源供应。结果，根据本发明，能够抑制向电子控制装置进行电源供应的电源电压小于电子控制装置的最低动作电压(保证适当动作的电源电压范围的最低值)而导致微型计算机复位的问题。

作为主电源装置，例如可以使用即使对车辆的转向装置以外的电力负载也能够进行电源供应的车载电源。

本发明的其他特征在于，包括：电源能力下降检测单元，分别检测所述主电源装置和所述副电源装置的电源供应能力的下降；以及电源控制单元，在检测出所述主电源装置和所述副电源装置这二者的电源供应能力下降了的情况下，使从所述副电源装置向所述电子控制装置的电源供应优先于从所述副电源装置向所述驱动电路的电源供应。

如果在主电源装置的电源供应能力下降了的状态下继续从副电源装置向驱动电路的电源供应，则在副电源装置的电源供应能力下降了的情况下，可能会变成从副电源装置也无法恰当地执行向电子控制装置的电源供应。因此，在本发明中，当通过电源能力下降检测单元检测出主电源装置和副电源装置这二者的电源供应能力下降了时，电源控制单元使从副电源装置向电子控制装置的电源供应优先于从副电源装置向驱动电路的电源供应。结果，能够维持从副电源装置向电子控制装置的适当的电源供应，并能够防止电子控制装置的故障(微型计算机的复位)。

本发明的其他特征在于，所述电源控制单元在检测出所述主电源装置和所述副电源装置这二者的电源供应能力下降了的情况下，禁止从所述副电源装置向所述驱动电路的电源供应并使从所述副电源装置向所述电子控制装置的电源供应优先。

在本发明中，在检测出主电源装置和副电源装置这二者的电源供应能力下降了的情况下，禁止从副电源装置向驱动电路的电源供应。因此，不将副电源装置保有的电力消耗于电动执行器的驱动，从而能够切实地执行向电子控制装置的电源供应。

本发明的其他特征在于，所述电源控制单元通过使用于从所述副电源装置向所述驱动电路进行电源供应的电源供应电路断开而禁止从所述副电源装置向所述驱动电路的电源供应。

根据本发明，能够切实地禁止从副电源装置向驱动电路的电源供应。

本发明的其他特征在于，所述电源能力下降检测单元包括：检测所述主电源装置的电源电压的主电源电压检测单元；以及检测所述副电源装置的电源电压的副电源电压检测单元；在所述主电源装置的电源电压变为了小于等于主电源判定电压、并且所述副电源装置的电源电压变为了小于等于副电源判定电压的情况下，估计为所述主电源装置和所述副电源装置这二者的电源供应能力下降了。

在本发明中，由于基于主电源装置和副电源装置的电源电压来估计电源供应能力，因此能够简单地执行电源供应能力下降的检测。另外，电子控制装置的故障(微型计算机的复位)是由于被供应的电源的电压下降而产生的，因此通过直接检测该电压，能够切实地防止电子控制装置的故障。

本发明的其他特征在于，所述转向装置包括使所述主电源装置的输出电压升压的升压电路，在所述升压电路的输出侧连接有所述驱动电路，并且在所述升压电路与所述驱动电路之间并联地连接有所述副电源装置。

在本发明中，将主电源装置的输出电压通过升压电路升压后供应给驱动电路。副电源装置发挥与升压电路的输出侧连接、将主电源装置的电力用来充电并将充电的电力供应给驱动电路的电源装置的作用。因此，能够高效地驱动电动执行器。即，能够将主电源装置和副电源装置的输出电压设定为使电动执行器高效地动作的适当的电压。

本发明的其他特征在于，在从所述副电源装置向所述电子控制装置进行电源供应的副控制系统电源供应电路中设置有使所述副电源装置的电源电压降压的降压电路。

在本发明中，由于升压电路的升压动作，副电源装置的电源电压比主电源装置的电源电压高。因此，将副电源装置的电源电压通过降压电路降压后供应给电子控制装置，由此能够进行适当的电源供应。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电动动力转向装置的简要的构成图；

图2是表示转向辅助控制例程的流程图；

图3是表示辅助扭矩表的图；

图4是表示电源控制例程的流程图；

图5是表示根据副电源电压设定的上限电流特性的图。

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的一个实施方式的转向装置。图1表示了作为该实施方式的车辆的电动动力转向装置的简要构成。

作为主要部分，本实施方式的车辆的电动动力转向装置包括：通过转向盘11的转向操作使转向轮转向的转向机构10；安装在转向机构10上并产生转向辅助扭矩的电动马达20；用于驱动电动马达20的马达驱动电路30；将主电源装置100的输出电压升压后供应给马达驱动电路30的升压电路40；并联连接在升压电路40和马达驱动电路30之间的电源供应电路上的副电源装置50；以及控制电动马达20的动作和装置内的电源供应状态的电子控制装置60。

转向机构10是用于通过转向盘11的旋转操作使左右前轮FWL、FWR转向的机构，该转向机构10包括转向轴12，在该转向轴12的上端连接有与其一体地进行旋转的转向盘11。在该转向轴12的下端连接有与其一体地进行旋转的小齿轮13。小齿轮13与形成在齿条杆14上的齿条齿啮合，与齿条杆14共同构成齿条小齿轮机构。齿条杆14的两端经由转向横拉杆15L、15R与左右前轮FWL、FWR的转向节(省略了图示)可转向地连接。左右前轮FWL、FWR根据随着绕转向轴12的轴线的旋转而产生的齿条杆14的轴线方向上的位移而向左右转向。

在齿条杆14上安装有转向辅助用的电动马达20。电动马达20的旋转轴经由滚珠丝杠机构16与齿条杆14以能够传递动力的方式连接，通过该旋转轴的旋转来赋予左右前轮FWL、FWR转向力而辅助转向操作。滚珠丝杠机构16作为减速器和旋转-直线转换器而发挥功能，使电动马达20的旋转减速并转换为直线运动后传递给齿条杆14。

在转向轴12上设置有转向扭矩传感器21。转向扭矩传感器21输出与转向扭矩相应的信号，所述转向扭矩通过转向盘11的旋转操作而作用于转向轴12。以下，将通过从该转向扭矩传感器21输出的信号而检测出的转向扭矩的值称为转向扭矩Tx。通过转向扭矩Tx的正负的值来识别转向盘11的操作方向。

在电动马达20上设置有旋转角传感器22。该旋转角传感器22安装在电动马达20内，并输出与电动马达20的转子的旋转角度位置相应的检测信号。该旋转角传感器22的检测信号被用于对电动马达20的旋转角和旋转角速度的计算。另一方面，由于该电动马达20的旋转角与转向盘11的转向角成比例，因此也被作为转向盘11的转向角来使用。另外，由于对电动马达20的旋转角进行时间微分而获得的旋转角速度与转向盘11的转向角速度成比例，因此也被作为转向盘11的转向速度来使用。以下，将通过旋转角传感器22的输出信号检测出的转向盘11的转向角的值称为转向角θx，将对该转向角θx进行时间微分而获得的转向角速度的值称为转向速度ωx。通过转向角θx的正负的值来分别表示相对于转向盘11的中立位置的右方向和左方向的转向角。

马达驱动电路30通过由MOSFET构成的6个开关元件31～36而构成了三相反相电路。具体来说，采用了以下构成方式：将第一开关元件31和第二开关元件32串联连接而成的电路、第三开关元件33和第四开关元件34串联连接而成的电路、以及第五开关元件35和第六开关元件36串联连接而成的电路并联连接，并从各个串联电路中的两个开关元件之间(31-32，33-34，35-36)引出向电动马达20供应电力的电源供应线37。

第一开关元件31、第三开关元件33、以及第五开关元件35的漏极分别与后述的马达驱动线113连接，第二开关元件32、第四开关元件34、以及第六开关元件36的源极分别与接地线111连接。在从马达驱动电路30至电动马达20的电源供应线37上设置有电流传感器38。该电流传感器38分别检测(测定)流经每一相的电流，并将对应于该检测出的电流值的检测信号输出给电子控制装置60。以下，将所述检测出的电流值称为马达电流i uvw。另外，将该电流传感器38称为马达电流传感器38。

各开关元件31～36的各自的栅极与电子控制装置60的辅助控制部61(后述)连接，通过来自辅助控制部61的PWM控制信号来控制其占空比。由此，电动马达20的驱动电压被调整为目标电压。另外，如图中的电路符号所示，在构成开关元件31～36的MOSFET中，在构造上寄生有二极管。

接着，说明电动动力转向装置的电源供应系统。

从主电源装置100向电动动力转向装置进行电源供应。主电源装置100将主电池101和通过发动机的旋转来发电的交流发电机102并联连接而构成。作为主电池101，使用额定输出电压为12V的普通的车载电池。

该主电源装置100不仅是电动动力转向装置，同时也对其他的车载电力负载进行电源供应。连接在主电池101的电源端子(正端子)上的电源供应源线103分支成主控制系统电源线104和驱动系统电源线105。主控制系统电源线104作为用于仅向电子控制装置60进行电源供应的电源线而发挥作用。驱动系统电源线105作为向马达驱动电路30和电子控制装置60这二者进行电源供应的电源线而发挥作用。

在主控制系统电源线104上连接有点火开关106。在驱动系统电源线105上连接有主电源继电器107。该主电源继电器107通过来自电子控制装置60的电源控制部62(后述)的ON信号而闭合接点，从而能够进行从主电源装置100至电动马达20的电源供应，并通过OFF信号断开接点，从而无法进行从主电源装置100至电动马达20的电源供应。主控制系统电源线104连接在电子控制装置60的电源正端子上，在中途在比点火开关106更靠近负载的一侧(靠近电子控制装置60的一侧)具有二极管108。该二极管108的负极被朝向电子控制装置60侧设置，正极被朝向主电源装置100侧设置，该二极管108为使电流仅能够向电源供应方向流动的防止逆流元件。

在驱动系统电源线105上，在比主电源继电器107更靠近负载的一侧分支设置有与主控制系统电源线104连接的连结线109。该连结线109连接在比主控制系统电源线104的二极管108的连接位置更靠近电子控制装置60的一侧。另外，在连结线109上连接有二极管110。该二极管110的负极被朝向主控制系统电源线104侧设置，正极被朝向驱动系统电源线105侧设置。因此，形成为能够经由连结线109从驱动系统电源线105向主控制系统电源线104进行电源供应而不能从主控制系统电源线104向驱动系统电源线105进行电源供应的电路结构。驱动系统电源线105和接地线111连接在升压电路40上。另外，接地线111通过控制系统接地线118连接在电子控制装置60的接地端子上。因此，由主控制系统电源线104和控制系统接地线118形成了至电子控制装置60的电源供应电路(相当于本发明的控制系统电源供应电路)。

在主控制系统电源线104上设置有检测主电源装置100的电源电压的第一电压传感器71。该第一电压传感器71连接在电子控制装置60的电源控制部62上，对电源控制部62输出表示作为测定值的电压v1的信号。以下，将该电压v1称为主电源电压v1。

升压电路40包括：设置在驱动系统电源线105和接地线111之间的电容器41；串联地设置在比电容器41的连接点更靠近负载侧的驱动系统电源线105上的升压用绕组42；设置在升压用绕组42的负载侧的驱动系统电源线105和接地线111之间的第一升压用开关元件43；串联地设置在比第一升压用开关元件43的连接点更靠近负载侧的驱动系统电源线105上的第二升压用开关元件44；以及设置在第二升压用开关元件44的负载侧的驱动系统电源线105和接地线111之间的电容器45。在升压电路40的二次侧连接有升压电源线112。

在本实施方式中，作为所述升压用开关元件43、44而使用了MOSFET，但是也可以使用其他的开关元件。另外，如图中的电路符号所示，在构成升压用开关元件43、44的MOSFET中，在构造上寄生有二极管。

升压电路40被电子控制装置60的电源控制部62进行升压控制。电源控制部62向第一、第二升压用开关元件43、44的栅极输出预定周期的脉冲信号来接通/断开两个开关元件43、44。由此，升压电路40将从主电源装置100供应的电源升压而向升压电源线112输出预定的输出电压。在该情况下，第一、第二升压用开关元件43、44被控制为接通/断开动作彼此相反。升压电路40按照以下方式动作：接通第一升压用开关元件43并断开第二升压用开关元件44，使电流在短时间内流经升压用绕组42而在升压用绕组42中蓄积电力，然后立即断开第一升压用开关元件43并接通第二升压用开关元件44，输出蓄积在升压用绕组42中的电力。

第二升压用开关元件44的输出电压通过电容器45而变得平滑。因此，会从升压电源线112输出稳定的升压电源。在该情况下，也可以并联连接频率特性不同的多个电容器来提高平滑特性。另外，通过设置在升压电路40的输入侧的电容器41来除去向主电源装置100侧传播的噪声。

可以通过第一、第二升压用开关元件43、44的占空比控制来调整升压电路40的输出电压(升压电压)，第二升压用开关元件44的ON占空比越高，升压电压就越高。本实施方式中的升压电路40构成为例如能够在20V～50V的范围内调整升压电压。此外，作为升压电路40，可以使用通用的DC-DC转换器。

在作为升压电路40的输出侧的升压电源线112上设置有第二电压传感器72。该第二电压传感器72连接在电子控制装置60的电源控制部62上，对电源控制部62输出表示作为测定值的电压v2的信号。该第二电压传感器72检测升压电路40的升压电压，但是在升压电路40的升压动作停止了时或者在主电源继电器107断开了时，检测副电源装置50的电源电压。以下，根据检测状况将由第二电压传感器72测定出的电压v2称为升压电压v2或副电源电源v2。

升压电源线112分支成马达驱动线113和充放电电线114。马达驱动线113和接地线111连接在马达驱动电路30的电源输入部上。充放电电线114连接在副电源装置50的电源正端子上。

副电源装置50为以下的高压蓄电装置：将从升压电路40输出的电力用来充电，当在马达驱动电路30中需要大电力时，辅助主电源装置100而向马达驱动电路30进行电源供应。副电源装置50通过串联地连接多个蓄电单元而构成，使得能够维持与升压电路40的输出电压相当的电压。副电源装置50的接地端子通过副接地线119与接地线111连接。

因此，并联地连接主电源装置100和副电源装置50，构成向马达驱动电路30进行电源供应的马达驱动系统电源供应电路。

在充放电电线114上串联地连接有副电源继电器51。该副电源继电器51通过来自电子控制装置60的ON信号闭合接点而形成副电源装置50的充放电电路，通过OFF信号断开接点而使副电源装置50的充放电电路断升。

在充放电电线114上，从副电源继电器51和副电源装置50之间分支设置有副控制系统电源线81。该副控制系统电源线81连接在电子控制装置60的电源正端子上。电子控制装置60具有两组电源正端子，从任一组端子均能够供电。电源正端子中的一组与主控制系统电源线104连接，另一组与副控制系统电源线81连接。

在副控制系统电源线81上设置有降压电路80。降压电路80包括降压用开关元件82和平滑用电容器83。作为降压用开关元件82，例如使用MOSFET。降压用开关元件82将从电子控制装置60的电源控制部62输出的预定周期的脉冲信号输入到栅极而接通/断开，由此使副电源装置50的电源电压降压。平滑用电容器83设置在降压用开关元件82的二次侧(降压侧)和接地线111之间，使降压用开关元件82的二次侧的电压平滑。由此，从降压电路80向电子控制装置60供应被降压成适当电压的电源。

因此，通过具有降压电路80的副控制系统电源线81和控制系统接地线118，形成了至电子控制装置60的另一条电源供应电路(相当于本发明的副控制系统电源供应电路)。

在作为降压电路80的输出侧的副控制系统电源线81上设置有第三电压传感器73。该第三电压传感器73连接在电子控制装置60的电源控制部62上，对电源控制部62输出表示作为测定值的电压v3的信号。以下，将通过第三电压传感器73测定的电压v3称为副控制电压v3。

电子控制装置60将由CPU、ROM、RAM等构成的微型计算机作为主要部分而构成，根据其功能而大致分为辅助控制部61和电源控制部62。辅助控制部61和电源控制部62被设置成能够互相收发控制指令和控制数据等。辅助控制部61与转向扭矩传感器21、旋转角传感器22、马达电流传感器38、以及车速传感器23连接，并输入表示转向扭矩Tx、转向角θx、马达电流i uvw、以及车速Vx的传感器信号。辅助控制部61基于这些传感器信号，向马达驱动电路30输出PWM控制信号而驱动控制电动马达20，辅助驾驶者的转向操作。

电源控制部62与第一电压传感器71、第二电压传感器72、第三电压传感器73、升压电路40、主电源继电器107、副电源继电器51、以及降压用开关元件82连接。电源控制部62基于由第二电压传感器72检测出的升压电压v2向升压电路40输出PWM控制信号以获得目标升压电压。升压电路40按照输入的PWM控制信号来控制第一、第二升压用开关元件43、44的占空比。由此，作为升压电路40的输出电压的升压电压被控制为目标升压电压。

另外，电源控制部62基于主电源装置100和副电源装置50的电源供应能力来控制电动动力转向装置内的电源供应状态。后面将说明该电源供应状态的控制。

接下来，说明由电子控制装置60的辅助控制部61执行的转向辅助控制处理。图2表示了由辅助控制部61执行的转向辅助控制例程，其被作为控制程序存储在电子控制装置60的ROM内。转向辅助控制例程通过点火开关106的接通(ON)而启动，并以预定的短的周期重复执行。

当本控制例程启动了时，辅助控制部61首先在步骤S11中读取由车速传感器23检测出的车速Vx和由转向扭矩传感器21检测出的转向扭矩Tx。

接着，在步骤S12中，参考图3所示的辅助扭矩表，计算出根据输入的车速Vx和转向扭矩Tx而设定的基本辅助扭矩Tas。辅助扭矩表存储在电子控制装置60的ROM内，被设定为随着转向扭矩Tx的增加基本辅助扭矩Tas也增加、并且车速Vx越低值就越大。图3的辅助扭矩表表示了相对于右方向的转向扭矩Tx的基本辅助扭矩Tas的特性，关于左方向的特性，仅方向相反，从绝对值上来说是一样的。

接着，辅助控制部61在步骤S13中使所述基本辅助扭矩Tas与补偿扭矩相加来计算出目标指令扭矩T^*。所述补偿扭矩作为向转向轴12的基本位置的回复力和对应于与转向轴12的旋转反向的抵抗力的回复扭矩之和来计算，所述回复力与转向角θx成比例地增大，所述回复扭矩与转向速度ωx成比例地增大。当进行该计算时，输入由旋转角传感器22检测出的电动马达20的旋转角(相当于转向盘11的转向角θx)。另外，关于转向速度ωx，将转向盘11的转向角θx以时间进行微分而求出。

接着，辅助控制部61在步骤S14中计算出与目标指令扭矩T^*成比例的目标电流i as^*。目标电流i as^*通过使目标指令扭矩T^*除以扭矩常数而求出。在该情况下，如果是在通过后述的电源控制处理设定了目标电流的上限的状况下，当根据目标指令扭矩T^*计算出的目标电流i as^*比上限电流i aslim大时，将上限电流i aslim设定为新的目标电流i as^*。另一方面，当根据目标指令扭矩T^*计算出的目标电流i as^*小于等于上限电流iaslim时，不改变目标电流i as^*。

接着，辅助控制部61在步骤S15中从马达电流传感器38读取流经电动马达20的马达电流i uvw。接着，在步骤S16中计算出该马达电流iuvw与之前计算出的目标电流i as^*的偏差Δi，并通过基于该偏差Δi的PI控制(比例积分控制)计算出目标指令电压v^*。

然后，辅助控制部61在步骤S17中将对应于目标指令电压v^*的PWM控制信号输出到马达驱动电路30后暂时结束本控制例程。本控制例程以预定的短的周期重复执行。因此，通过本控制例程的执行，马达驱动电路30的开关元件31～36的占空比被控制，得到了对应于驾驶者的转向操作的期望的辅助扭矩。

在转向辅助控制的执行中，特别是当执行了低速行驶时的转向操作或快速的转向旋转操作时需要大的电力。但是，并不优选谋求主电源装置100的大容量化以备暂时的大电力消耗。因此，在本实施方式的电动动力转向装置中，不谋求主电源装置100的大容量化，而是具有在暂时的大电力消耗时辅助电源供应的副电源装置50。另外，构成了以下系统：为了有效地驱动电动马达20而具有升压电路，并将升压后的电力供应给马达驱动电路30和副电源装置50。

在构成了上述电源供应系统的情况下，能够通过副电源装置50来补充主电源装置100的电源供应。但是，当主电源装置100的电源供应能力下降了时，电源供应系统整体的能力也下降了，每当在马达驱动电路30中消耗大电力时，主电源装置100的电源电压都会下降。电子控制装置60的主要部分由微型计算机构成，因此当供应的电源电压低于最低动作电压时，微型计算机会复位。

因此，在本实施方式中，具有从副电源装置50向电子控制装置60进行电源供应的电源供应电路(副控制系统电源线81和降压电路80)，使得即使主电源装置100的能力下降了，微型计算机也不会复位。副电源装置50本来就作为马达驱动用的电源而设置。因此，如果在主电源装置100的能力下降了的状态下持续使用副电源装置50，则副电源装置50的充电量会下降，最终恐怕不仅是向马达驱动电路30的电源供应会产生故障，而且向电子控制装置60的电源供应也会产生故障。因此，在上述情况下，优先进行从副电源装置50向电子控制装置60的电源供应，禁止向马达驱动电路30的电源供应。

以下，详细地说明上述电源供应控制。图4表示了由电源控制部62执行的电源控制例程。该电源控制例程作为控制程序存储在电子控制装置60的ROM内。电源控制例程当点火开关106接通时启动，并以预定的快速周期重复执行。

当本电源控制例程启动了时，电源控制部62在步骤S21中读取由第一电压传感器71检测出的主电源电压v1。主电源装置100的电源供应能力和主电源电压v1具有相关关系，当主电源装置100的电源供应能力下降了时，主电源电压v1也随之下降。因此，在本实施方式中，基于主电源电压v1来估计主电源装置100的电源供应能力。

然后，电源控制部62在步骤S22中判断主电源电压v1是否小于等于主电源判定电压v 1ref。在主电源电压v1大于主电源判定电压v 1ref的情况下(S22：否)，判断为主电源装置100的电源供应能力没有下降，进行步骤S23的处理。电源控制部62在步骤S23中设定为进行通常的转向辅助控制的电源环境。即，将主电源继电器107和副电源继电器51均设置成接通状态，设置成能够从主电源装置100和副电源装置50这二者对马达驱动电路30进行电源供应的状态。同时，对升压电路40输出PWM控制信号，将主电源装置100的输出电源升压控制为目标升压电压。另外，将降压用开关元件82保持为断开状态，不从副电源装置50向电子控制装置60进行电源供应。

本控制例程以预定的周期重复执行。因此，在主电源电压v1大于主电源判定电压v 1ref的期间内，主电源装置100的电源被升压电路40升压后被供应给马达驱动电路30。当在马达驱动电路30中消耗大电力时，升压电路40的输出电压暂时下降，从副电源装置50向马达驱动电路30进行电力供应以对其进行补充。另外，在马达驱动电路30中的电力消耗少的状况下，充电电流从升压电路40向副电源装置50流动，副电源装置50被充电。

在上述电源状态下，能够适当地进行转向辅助控制，不必担心产生辅助扭矩不足等。

当主电源装置100的电源供应能力下降了时，主电源电压v1也会随之下降。并且，当主电源装置100的电源供应能力继续下降、主电源电压v1变为了小于等于主电源判定电压v 1ref时，电源控制部62在步骤S22中判定为“是”，该处理进入到步骤S24。主电源判定电压v 1ref被设定为比保证电子控制装置60的动作的最低动作电压高的电压。

电源控制部62在步骤S24中停止向主电源继电器107发送的接通信号，断开主电源继电器107的接点。即，使主电源继电器107断开。因此，从主电源装置100向马达驱动电路30的电源供应电路被断开。同时，电源控制部62停止向升压电路40发送的PWM控制信号，使升压用开关元件43、44断开而停止升压动作。另外，电源控制部62向降压用开关元件82输出脉冲信号而使降压电路80动作，从副电源装置50向电子控制装置60进行电源供应。在该情况下，电源控制部62调整降压用开关元件82的占空比，使得由第三电压传感器73检测的副控制电压v3成为预先设定了的设定电压(供应给电子控制装置60的适当的电源电压)。

然后，电源控制部62在步骤S25中读取由第二电压传感器71检测出的副电源电压v2。副电源电压50的电源供应能力和副电源电压v2具有相关关系，当副电源装置50的电源供应能力下降了时，副电源电压v2也会随之下降。因此，在本实施方式中，基于副电源电压v2来估计副电源装置50的电源供应能力。

然后，电源控制部62在步骤S26中判断副电源电压v2是否小于等于副电源判定电压v 2ref。在副电源电压v2大于副电源判定电压v 2ref的情况下(S26：否)，判断为副电源装置50的电源供应能力没有下降，进行步骤S27的处理。电源控制部62在步骤S27中设定成进行加入了电流限制的转向辅助控制的电源环境。即，将副电源继电器51维持为接通状态，仅通过副电源装置50向马达驱动电路30进行电源供应，并且为了抑制副电源装置50的电源电压的急剧下降，限制可以流经电动马达20的电流的上限。

电源控制部62当进行步骤S27的处理时，如图5所示那样设定与副电源电压v2相应的上限电流i aslim，向辅助控制部61输出将该上限电流iaslim作为上限值的电流限制指令。辅助控制部61在上述转向辅助控制例程的步骤S14中计算出使流经电动马达20的电流小于等于该上限电流iaslim的目标电流i as^*。

因此，能够抑制电力消耗并继续转向辅助。另外，由此能够抑制副电源装置50的电源电压的急剧下降。此外，在本实施方式中，将设定了随着副电源电压v2的下降而减小的上限电流i aslim的函数或参考表存储在ROM内，并基于此求出上限电流i aslim，但是也可以在不改变上限电流iaslim的情况下作为固定值来存储。

在执行加入了上述电流限制的转向辅助控制时，当副电源装置50的副电源电压v2下降到了副电源判定电压v 2ref以下时(S26：是)，电源控制部62判断为副电源装置50的电源供应能力下降了，该处理进入步骤S28。电源控制部62在该步骤S28中停止向副电源继电器51发送的接通信号，断开副电源继电器51的接点。即，使副电源继电器51断开。因此，从副电源装置50向马达驱动电路30的电源供应电路被断开。在该情况下，通过降压电路80的动作，继续进行从副电源装置50向电子控制装置60的电源供应。

在主电源装置100和副电源装置50这二者的电源供应能力(电源电压)下降了的情况下，如果在此基础上再继续转向辅助控制，则主电源电压和副电源电压这二者可能会小于电子控制装置60的最低动作电压。因此，在本实施方式中，在上述状况下，使从副电源装置50向马达驱动电路30的电源供应电路断开，将副电源装置50保有的电力仅用于电子控制装置60的电源。即，使对电子控制装置60的电源供应优先于对马达驱动电路30的电源供应。因此，能够确保对电子控制装置60的电源供应，并能够防止由电源电压的下降而引起的微型计算机的复位。

本电源控制例程由于以预定的快速周期重复执行，因此可以根据该时刻的主电源装置100和副电源装置50的电源供应能力(电源电压)来切换电动动力转向装置内的电源供应状态。因此，例如在从主电源装置100和副电源装置50这二者的电源电压下降了的状况开始主电源电压回复至正常电压的情况下，能够开始通常的转向辅助控制。在该情况下，防止了电子控制装置60的微型计算机的复位，因此能够不进行初始诊断处理等而就此转为通常的转向辅助控制。另外，在恢复至通常的转向辅助控制之后，可以在马达驱动电路30中的电力消耗少的状况下使充电电流从升压电路40流入到副电源装置50，使副电源装置50的充电量增加。

根据以上说明的本实施方式的电动动力转向装置，即使主电源装置100的主电源电压下降了，也能够从副电源装置50向电子控制装置60进行电源供应。并且，在副电源电压下降了的情况下，由于停止从副电源装置50向马达驱动电路30的电源供应而优先向电子控制装置60进行电源供应，因此能够维持更稳定的电源供应。结果，能够防止电子控制装置60的故障(微型计算机的复位)。

另外，由于基于主电源装置100和副电源装置50的电源电压来估计电源供应能力，因此能够简单地进行电源供应能力下降的检测。另外，由于电子控制装置60的故障(微型计算机的复位)是由于被供应的电源电压的下降而发生的，因此通过直接检测该电压，能够切实地防止故障的发生。

另外，能够使用主电源装置100和副电源装置50来作为对电动动力转向装置的电源供应装置而充分地发挥转向辅助性能，因此能够抑制主电源装置100的大容量化。另外，能够通过升压电路40来有效地驱动电动马达20。另外，由于将副电源装置50的电源电压通过降压用开关元件82降压后向电子控制装置60进行电源供应，因此能够进行适当的电源供应。

以上，作为本发明的实施方式而说明了电动动力转向装置，但是本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的目的的范围内能够进行各种变更。

例如，在本实施方式中使副电源继电器51断开而停止从副电源装置50向马达驱动电路30的电源供应，但是也可以通过对马达驱动电路30的PWM控制信号而使得不流过马达驱动电流。在该情况下，优选的是：使构成三相反相电路的上臂的开关元件31、33、35和构成下臂的开关元件32、34、36互相反转(使其中的一方为接通状态，使另一方为断开状态)，并以占空比50％使其高速地接通/断开。

另外，作为向车轮赋予转向力的转向装置，还可以应用于以下的线控方式的转向装置：将转向盘和车轮转向轴机械地切断并仅以根据转向操作而动作的电动马达的力使车轮转向。

Claims

1.一种转向装置，其特征在于，包括：

主电源装置；

副电源装置，通过所述主电源装置充电；

电动执行器，产生用于使车轮转向的转向力；

驱动电路，被从并联连接了所述主电源装置和所述副电源装置的驱动系统电源供应电路进行电源供应，驱动所述电动执行器；以及

电子控制装置，被从连接在所述主电源装置上的控制系统电源供应电路进行电源供应，向所述驱动电路输出控制信号而控制所述电动执行器的动作；

其中，所述转向装置包括副控制系统电源供应电路，所述副控制系统电源供应电路连接所述副电源装置和所述电子控制装置，从所述副电源装置向所述电子控制装置进行电源供应。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，包括：

电源能力下降检测单元，分别检测所述主电源装置和所述副电源装置的电源供应能力的下降；以及

电源控制单元，在检测出所述主电源装置和所述副电源装置这二者的电源供应能力下降了的情况下，使从所述副电源装置向所述电子控制装置的电源供应优先于从所述副电源装置向所述驱动电路的电源供应。

3.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于，

所述电源控制单元在检测出所述主电源装置和所述副电源装置这二者的电源供应能力下降了的情况下，禁止从所述副电源装置向所述驱动电路的电源供应并使从所述副电源装置向所述电子控制装置的电源供应优先。

4.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，

所述电源控制单元通过使用于从所述副电源装置向所述驱动电路进行电源供应的电源供应电路断开而禁止从所述副电源装置向所述驱动电路的电源供应。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的转向装置，其特征在于，

所述电源能力下降检测单元包括：

检测所述主电源装置的电源电压的主电源电压检测单元；以及

检测所述副电源装置的电源电压的副电源电压检测单元；

在所述主电源装置的电源电压变为了小于等于主电源判定电压、并且所述副电源装置的电源电压变为了小于等于副电源判定电压的情况下，估计为所述主电源装置和所述副电源装置这二者的电源供应能力下降了。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的转向装置，其特征在于，

所述转向装置包括使所述主电源装置的输出电压升压的升压电路，在所述升压电路的输出侧连接有所述驱动电路，并且在所述升压电路与所述驱动电路之间并联地连接有所述副电源装置。

7.根据权利要求6所述的转向装置，其特征在于，

在从所述副电源装置向所述电子控制装置进行电源供应的副控制系统电源供应电路中设置有使所述副电源装置的电源电压降压的降压电路。