CN102224057B - 用于车辆的电源设备和用于车辆的电源设备的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种辅助电源(50)作为电能储存装置，并联连接到将主电源(100)连接到电动机驱动电路(30)的电路。电源控制部分(62)对升压电路(40)的经过升压的电压进行控制，使得辅助电源(50)中的实际充电量等于目标充电量。目标充电量被设定成随着车辆的减速度增大而增大。

Description

用于车辆的电源设备和用于车辆的电源设备的控制方法

技术领域

本发明涉及用于车辆的电源设备以及对该电源设备进行控制的方法，该电源设备包括主电源和辅助电源，所述主电源向多个车载电负载供应电能，所述辅助电源由从所述主电源输出的电能来充电。

背景技术

例如，电动转向设备通常包括电动机，该电动机给方向盘的转动操作提供转向辅助转矩。通过对于向电动机馈给的电能进行控制，该转向辅助转矩受到调节。这样的电动转向设备使用车载电源(电池和发电机)作为电能来源，并消耗大量电能。因此，例如，日本专利申请公开No.2007-91122(JP-A-2007-91122)中提出的设备包括辅助电源，该辅助电源给车载电源提供帮助。辅助电源被并联到电源线，所述电源线从车载电源(下文中称为“主电源”)延伸到电动机驱动电路。辅助电源由从主电源输出的电能进行充电。辅助电源使用对该辅助电源进行充电的电能来向电动机驱动电路供应电能。

文献No.2007-91122中提出的设备包括馈电开关，该开关允许及禁止从辅助电源向电动机驱动电路进行的电能馈给。当用来操作电动机的目标电能大于预定值时，馈电开关被导通，以形成将电能从辅助电源向电动机驱动电路进行供应的电源电路。另外，该设备还包括充电开关，该开关允许及禁止由从主电源输出的电能对该辅助电源进行的充电。当根据辅助电源的两个端子之间的电压判定为辅助电源没有处于充满状态时，充电开关被导通，从而由从主电源输出的电能对辅助电源进行充电。

在文献No.2007-91122提出的设备中，当辅助电源的两个端子之间的电压低于基准电压时，辅助电源受到充电。即，简单地基于辅助电源的两个端子之间的电压来对辅助电源进行充电。因此，不能根据车辆的行驶状态来执行有效的充电控制。

发明内容

本发明提供了用于车辆的电源设备和对该电源设备进行控制的方法，在该设备和方法中，根据车辆的行驶状态来使辅助电源受到有效的充电。

本发明的第一方面涉及一种用于车辆的电源设备。该电源设备包括：主电源，其包括由发动机驱动以发电的发电机，并包括电池，其中，发电机和电池彼此并联连接；辅助电源，其与将主电源连接到特定电负载的电路并联连接，其中，辅助电源由从主电源输出的电能进行充电，辅助电源使用对辅助电源进行充电的电能来帮助向特定电负载供应电能；充电量控制部分，其对辅助电源的充电进行控制，使得辅助电源中的充电量等于目标充电量；减速状态检测部分，其检测车辆的减速状态；目标充电量设定部分，其根据由减速状态检测部分检测到的车辆的减速状态来设定目标充电量，使得当车辆正在减速时，目标充电量比车辆并非正在减速时的目标充电量更大。

在第一方面中，辅助电源与将主电源连接到特定电负载的电路并联连接。因此，从主电源输出的电能被供应到特定电负载和辅助电源。由从主电源供应的电能对辅助电源进行充电，辅助电源使用对辅助电源进行充电的电能来帮助向特定电负载供应电能。充电量控制部分对辅助电源的充电进行控制，使得辅助电源中的充电量等于目标充电量。

当车辆正在制动时，车辆的动能通常由制动器消耗。在此情况下，存在过度的动能。因此，在第一方面中，设置减速状态检测部分和目标充电量设定部分。过度的动能被主动地恢复，所恢复的能量被用来对辅助电源进行充电。

减速状态检测部分检测车辆的减速状态(即车辆速度减小的车辆状态)。例如，减速状态检测部分可以包括车辆速度检测部分，并且减速状态检测部分可以根据车辆速度来计算减速度。另外，减速状态检测部分还可以包括对制动操作进行检测的制动检测部分，并且该减速状态检测部分可以根据制动操作来检测车辆的减速状态。另外，减速状态检测部分还可以包括对制动压力进行检测的制动压力检测部分，并且减速状态检测部分可以根据制动压力来检测车辆的减速状态。另外，减速状态检测部分还可以包括对车辆的纵向加速度进行检测的加速度检测部分，并且减速状态检测部分可以根据车辆的纵向加速度来检测车辆的减速状态。

目标充电量设定部分设定辅助电源中的目标充电量，使得当车辆正在减速时，目标充电量比车辆并非正在减速时的目标充电量更大。因此，当车辆正在减速时，充电量控制部分根据增大了的目标充电量来对辅助电源的充电进行控制。因此，过度的动能被有效地用来通过发电机对辅助电源进行充电。结果，辅助电源受到有效的充电。这增大了辅助电源向特定电负载供应电能的能力。

减速状态检测部分可以检测车辆的减速程度，目标充电量可以被设定成随着车辆的减速程度增大而增大。另外，例如，充电量控制部分还可以包括对辅助电源中的充电量进行检测的充电量检测部分，可以对充电进行控制以使得所检测到的充电量等于目标充电量。

在第一方面中，电源设备还可以包括：充电电流限制部分，其将流向辅助电源的充电电流限制在等于或小于上限值的值；上限电流设定部分，其根据由减速状态检测部分检测到的车辆的减速状态来设定上限值，使得当车辆正在减速时，上限值比车辆并非正在减速时的上限值更大。

在这种构造中，充电电流限制部分将流向辅助电源的充电电流限制在等于或小于上限值的值。这样，充电电流限制部分减小了主电源与辅助电源之间有过度电流流动的可能性，从而保护了电源设备。上限电流设定部分对充电电流的上限值进行设定，使得当车辆正在减速时，充电电流的上限值大于当车辆并非正在减速时的上限值。因此，当车辆正在减速时，目标充电量和充电电流的上限值都被设定成比车辆并非正在减速时的值更大。因此可以有效地在短时间段中对辅助电源进行充电。减速状态检测部分可以对车辆的减速程度进行检测，充电电流的上限值可以被设定成随着车辆的减速程度增大而增大。

在第一方面中，特定电负载可以是电动转向设备的电致动器，其产生对由驾驶员执行的转向操作进行辅助的转向辅助转矩。

在该构造中，特定电负载是电动转向设备的电致动器，其产生对由驾驶员执行的转向操作进行辅助的转向辅助转矩。在该电动转向设备中，由于需要产生大的转向辅助转矩，所以电致动器消耗的电能较大。因此在该构造中，当由电致动器消耗较大的电能时，辅助电源帮助供应电能。

转向辅助性能受到辅助电源中的充电量减小的不利影响。但是在该构造中，当车辆正在减速时，过度的动能被有效地用来通过发电机对辅助电源进行充电。结果，可以维持辅助电源以高水平供应电能的能力，并因而维持良好的转向辅助性能。

该电源设备还可以包括对车辆速度进行检测的车辆速度检测部分。目标充电量设定部分可以对目标充电量进行设定，使得当检测到的车辆速度较高时，目标充电量比检测到的车辆速度较低时的目标充电量更小，并且当车辆正在减速时，目标充电量比车辆并非正在减速时的目标充电量更大。

在该构造中，根据车辆的减速状态和车辆速度来设定目标充电量。在该电动转向设备中，当车辆以高速行驶时，不需要大的转向辅助转矩，电致动器消耗的电能较小。因此，当车辆以高速行驶时，辅助电源所需的充电量比车辆以低速行时更小。这样，在该构造中，当车辆速度较高时，目标充电量被设定得比车辆速度较低时更小。因此，辅助电源的充电量是合适的量。这样可以增大辅助电源的寿命，同时维持良好的转向辅助性能。另外，当车辆正在减速时，目标充电量被设定得比车辆并非正在减速时更大。因此，过度的动能被有效地用来通过发电机对辅助电源进行充电。这样可以迅速对辅助电源进行充电，使得当随后由于在车辆停止或车辆以低速行驶的同时执行转向操作而消耗较大电能的时候从辅助电源供应电能。

该电源设备还可以包括对主电源的输出电压进行升压的升压电路。可以形成有从升压电路向特定电负载供应电能的电源电路，并且辅助电源并联连接到电源电路。充电量控制部分可以通过对升压电路的经过升压的电压进行控制，来对辅助电源的充电进行控制。

在该构造中，由升压电路对主电源的输出电压进行升压，并且经过升压的电能被供应到特定电负载和辅助电源。在此情况下，当升压电路的经过升压的电压高于辅助电源的输出电压时，辅助电源由电能进行充电。

根据升压电路的经过升压的电压与辅助电源的输出电压(电源电压)之间的平衡(即根据这些电压之间的大小关系)，向特定电负载供应电能的电源自然地改变。即，当升压电路的经过升压的电压高于辅助电源的输出电压时，来自升压电路的输出被供给特定电负载。当升压电路的经过升压的电压低于辅助电源的输出电压时，来自辅助电源的输出被供给特定电负载。因此可以容易地通过对升压电路的经过升压的电压进行控制，来控制辅助电源的充电和放电。利用这种方式，充电量控制部分对升压电路的经过升压的电压进行控制，使得辅助电源中的充电量等于目标充电量。

本发明的第二方面涉及一种用于车辆的电源设备。该电源设备包括：主电源，其包括由发动机驱动以发电的发电机，并包括电池，其中，发电机和电池彼此并联连接；辅助电源，其与将主电源连接到特定电负载的电路并联连接，其中，辅助电源由从主电源输出的电能进行充电，辅助电源使用对辅助电源进行充电的电能来帮助向特定电负载供应电能；充电电流限制部分，其将流向辅助电源的充电电流限制在等于或小于上限值的值；减速状态检测部分，其检测车辆的减速状态；上限电流设定部分，其根据由减速状态检测部分检测到的车辆的减速状态来设定上限值，使得当车辆正在减速时，上限值比车辆并非正在减速时的上限值更大。

在第二方面中，充电电流限制部分将流向辅助电源的充电电流限制在等于或小于上限值的值。这样，充电电流限制部分减小了主电源与辅助电源之间有过度电流流动的可能性，从而保护了电源设备。上限电流设定部分对充电电流的上限值进行设定，使得当车辆正在减速时，上限值比车辆并非正在减速时的上限值更大。这样，可以在短的时间段内对辅助电源进行充电。结果可以在车辆正在减速时有效地利用过度的动能。

在第二方面中，电源设备还可以包括对主电源的输出电压进行升压的升压电路。可以形成有从升压电路向特定电负载供应电能的电源电路，并且辅助电源并联连接到电源电路。充电电流限制部分可以通过对升压电路的经过升压的电压进行控制，来对流向辅助电源的充电电流进行限制。

在该构造中，可以通过对升压电路的经过升压的电压进行控制，来调节辅助电源的经过升压的电压与输出电压之间的差。因此，充电电流限制部分通过对升压电路的经过升压的电压进行控制，容易地对流向辅助电源的充电电流进行限制。

本发明的第三方面涉及一种对用于车辆的电源设备进行控制的方法。该电源设备包括：主电源，其包括由发动机驱动以发电的发电机，并包括电池，其中，发电机和电池彼此并联连接；辅助电源，其与将主电源连接到特定电负载的电路并联连接，其中，辅助电源由从主电源输出的电能进行充电，辅助电源使用对辅助电源进行充电的电能来帮助向特定电负载供应电能。该方法包括：对辅助电源的充电进行控制，使得辅助电源中的充电量等于目标充电量；检测车辆的减速状态；根据检测到的车辆的减速状态来设定目标充电量，使得当车辆正在减速时，目标充电量比车辆并非正在减速时的目标充电量更大。

本发明的第四方面涉及一种对用于车辆的电源设备进行控制的方法。该电源设备包括：主电源，其包括由发动机驱动以发电的发电机，并包括电池，其中，发电机和电池彼此并联连接；辅助电源，其与将主电源连接到特定电负载的电路并联连接，其中，辅助电源由从主电源输出的电能进行充电，辅助电源使用对辅助电源进行充电的电能来帮助向特定电负载供应电能。该方法包括：将流向辅助电源的充电电流限制在等于或小于上限值的值；检测车辆的减速状态；根据检测到的车辆的减速状态来设定上限值，使得当车辆正在减速时，上限值比车辆并非正在减速时的上限值更大。

附图说明

根据下文参考附图对示例性实施例的说明，可以了解本发明前述的以及其他的目的、特征和优点，附图中用相同的标号来代表相同的要素，其中：

图1是示出电动转向设备的示意性结构图，该设备包括根据本发明实施例的电源设备；

图2的流程图示出了根据本发明实施例的转向辅助控制例程；

图3的曲线图示出了根据本发明实施例的辅助转矩表；

图4的流程图示出了根据本发明实施例的充电/放电控制例程；

图5的流程图示出了根据本发明实施例的目标充电量设定例程；

图6的曲线图示出了根据本发明实施例的基本目标充电量设定表；

图7的曲线图示出了根据本发明实施例的校正充电量设定表；

图8的曲线图示出了根据本发明实施例的上限电流设定表；

图9的流程图示出了根据本发明实施例的实际充电量检测例程；

图10的流程图示出了根据本发明实施例的结束时放电控制例程；

图11A至图11C的曲线图示出了根据本发明变更示例的校正充电量设定表；

图12A至图12C的曲线图示出了根据本发明变更示例的上限充电电流设定表；

图13的曲线图示出了根据本发明变更示例的基本目标充电量设定表。

具体实施方式

下面将参考附图对根据本发明实施例的用于车辆的电源设备进行说明。图1示出了一种电动转向设备的示意性构造，该设备包括根据该实施例的用于车辆的电源设备。

该电动转向设备包括转向机构10、电动机20、电动机驱动电路30、升压电路40、辅助电源50和电子控制单元60。转向机构10根据方向盘11的转向操作来使转向轮转向。装配到转向机构10的电动机20产生对该转向操作进行帮助的转向辅助转矩。电动机驱动电路30对电动机20进行驱动。升压电路40使主电源100的输出电压升高，并将经过升压的电压供应到电动机驱动电路30。辅助电源50并联连接到升压电路40与电动机驱动电路30之间的电源电路。电子控制单元60对电动机20的工作和升压电路40的工作进行控制。

转向机构根据方向盘11的转动操作来使右前轮FWR和左前轮FWL转向。转向机构10包括转向轴12。转向轴12的上端以使转向轴12与方向盘11一体旋转的方式连接到方向盘11。转向轴12的下端以使小齿轮13与转向轴12一体旋转的方式连接到小齿轮13。小齿轮13与形成于齿条14上的齿条齿啮合。小齿轮13和齿条14构成齿轮齿条机构。左右前轮FWR和FWL的关键(knuckle，未示出)通过拉杆而连接到齿条14的末端。根据齿条14在齿条14轴向上的位移，左右前轮FWR和FWL被向左和向右转向。根据转向轴12围绕转向轴12的轴线的旋转，齿条14在齿条14的轴向发生位移。

电动机20对转向操作提供辅助，并被装配到齿条14。电动机20的旋转轴通过滚珠丝杠机构16连接到齿条14，使得动力从电动机14传递到齿条14。当电动机20旋转时，电动机20向左右前轮FWR和FWL提供转向力，以帮助转向操作。滚珠丝杠机构16用作减速器，以及旋转-直线运动的转换器。即，滚珠丝杠机构16把从电动机20传递的旋转减速，将该旋转转换成直线运动，并将直线运动传递到齿条14。

转向轴12中设有转向转矩传感器21。转向转矩传感器21根据方向盘11的转动操作而输出与向转向轴12施加的转向转矩对应的信号。转向转矩的值是根据从转向转矩传感器21输出的信号而被检测的，在下文中将称为“转向转矩Tx”。方向盘转动的方向是根据转向转矩Tx是正值还是负值来确定的。在这种实施例中，方向盘11沿顺时针方向转动时的转向转矩Tx由正值表示。方向盘11沿逆时针方向转动时的转向转矩由负值表示。这样，转向转矩Tx的大小由转向转矩Tx的绝对值的大小来表示。

电动机20中设有旋转角度传感器22。旋转角度传感器22被结合在电动机20中。旋转角度传感器22输出与电动机20的转子的旋转角位置对应的检测信号。从旋转角度传感器22输出的检测信号被用来计算电动机20的旋转角度和旋转角速度。由于电动机20的旋转角度与方向盘11的转向角度成比例，所以电动机20的旋转角度也被用作方向盘11的转向角度。电动机20的旋转角速度是通过将电动机20的旋转角度对于时间求微分而获得的，与方向盘11的转向角速度成比例。因此，电动机20的旋转角速度也被用作方向盘11的转向速度。下文中，根据从旋转角度传感器22输出的信号而检测到的方向盘11的转向角度值将称为“转向角度θx”，而通过将转向角度θx对时间求微分而获得的方向盘11的转向角速度的值将称为“转向速度ωx”。相对于方向盘11的中性位置而沿顺时针方向或逆时针方向的转向角度θx由转向角度θx是正值还是负值来表示。在本实施例中，当方向盘11处于中性位置时，转向角度θx为“0”。相对于中性位置处于顺时针方向的转向角度由正值表示。相对于中性位置处于逆时针方向的转向角度由负值表示。

电动机驱动电路30是用六个开关元件31至36构成的三相逆变器电路。每个开关元件31至36包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。具体而言，通过将第一开关元件31串联连接到第二开关元件32而形成的电路、通过将第三开关元件33串联连接到第四开关元件34而形成的电路、以及通过将第五开关元件35串联连接到第六开关元件36而形成的电路被并联连接。电源线37从每个串联电路中两个开关元件之间的部分延伸到电动机20(即，电源线37从第一开关元件31与第二开关元件32之间的部分、第三开关元件33与第四开关元件34之间的部分、以及第五开关元件35与第六开关元件36之间的部分延伸到电动机20)。

从电动机驱动电路30向电动机20延伸的电源线37中设有电流传感器38。电流传感器38对各个相中流动的电流进行检测(测量)，并向电子控制单元60输出与电流的检测值对应的检测信号。下文中，电流的测量值将称为“电动机电流iuvw”，电流传感器38将称为“电动机电流传感器38”。

每个开关元件31至36的栅极连接到电子控制单元60的辅助控制部分(下文中说明)。根据从辅助控制部分61输出的脉宽调制(PWM)控制信号来对占空比进行控制。这样，针对电动机20的驱动电压被调节到目标电压。如图1的电路符号所示，构成各个开关元件31至36的MOSFET设有二极管。

下面将说明该电动转向设备的电源系统。该电动转向设备的电源设备包括：主电源100；对主电源100的输出电压进行升压的升压电路40；辅助电源50，其与将升压电路40连接到电动机驱动电路30的电路并联；电源控制部分62，其设在电子控制单元60中，并对升压电路40的经升高的电压进行控制。电动机20和电动机驱动电路30用作特定电负载，从该电源设备接收电能。

主电源100是通过将主电池101并联连接到交流发电机(alternator)102而构造的。主电池101是普通的车载电池。主电池101的额定输出电压是12伏特。交流发电机102由于发动机的旋转而发电。交流发电机102的额定输出电压是14伏特。因此，主电源100构成14伏特系统的车载电源。主电池101用作电池。交流发电机102用作发电机。

主电源100向电动转向设备以及其他车载电负载(例如前灯)提供电能。主电池101的电源端子(正端子)连接到电源线103。主电池101的接地端子连接到接地线111。交流发电机102设在电源线103和接地线111之间并连接到这二者。

控制系统电源线104和驱动系统电源线105从电源线103延伸。控制系统电源线104用作仅向电子控制单元60供应电能的电源线。驱动系统电源线105用作既向电动机驱动电路30又向电子控制单元60供应电能的电源线。

控制系统电源线104连接到点火开关106。驱动系统电源线105连接到电源继电器107。根据从电子控制单元60的辅助控制部分61输出的控制信号，电源继电器107导通，以形成向电动机20供应电能的电源电路。控制系统电源线104连接到电子控制单元60的电源正端子。二极管108在控制系统电源线104上设置在点火开关106与负载(即电子控制单元60)之间的位置处。二极管108的负极朝着电子控制单元60，而二极管108的正极朝着主电源100。二极管108使得电流能够仅沿供应电能的方向流动。即，二极管108是防止回流的元件。

连接线109连接到控制系统电源线104，并从驱动系统电源线106的位于电源继电器107与负载之间的部分延伸。连接线109连接到控制系统电源线104的下述部分：该部分位于电子控制单元60与二极管108和控制系统电源线104相连的位置之间的地方。二极管110连接到连接线109。二极管110的负极朝着控制系统电源线104。二极管110的正极朝着驱动系统电源线105。这样，电路被构造成使得电能经过连接线109而从驱动系统电源线105向控制系统电源线104供应，但是电能不从控制系统电源线104向驱动系统电源线105供应。驱动系统电源线105和接地线11连接到升压电路40。接地线111还连接到电子控制单元60的接地端子。

升压电路40包括电容器41、升压线圈42、第一升压开关元件43、第二升压开关元件44和电容器45。电容器41设在驱动系统电源线105与接地线111之间。升压线圈42在负载与下述点之间的位置与驱动系统电源线105串联设置：所述点是电容器41连接到驱动系统电源线105的地方。第一升压开关元件43设在接地线111与驱动系统电源线105的位于升压线圈42和负载之间的部分之间。第二升压开关元件44在负载与下述点之间的位置与驱动系统电源线105串联设置：所述点是第一升压开关元件43连接到驱动系统电源线105的地方。电容器45设在接地线111与驱动系统电源线105的下述部分之间：所述部分位于第二升压开关元件44与负载之间。升压电路40的次级侧连接到经升压的电源线112。

在本实施例中，用MOSFET作为各个升压开关元件43和44。但是，也可以使用其他开关元件作为各个升压开关元件43和44。另外，如图1中的电路符号所示，构成各个升压开关元件43和44的MOSFET设有二极管。

电子控制单元60的电源控制部分62对升压电路40的经过升压的电压进行控制。电源控制部分62向第一、第二升压开关元件43和44的栅极输出具有预定周期的脉冲信号，以使第一、第二升压开关元件43和44各自导通/关断，从而使从主电源100供应的电能受到升压，并在经过升压的电源线112上产生预定的输出电压。在此情况下，第一和第二升压开关元件43和44受到控制，使得当第一升压开关元件43导通时，第二升压开关元件44关断；而在第一升压开关元件43关断时，第二升压开关元件44导通。具体而言，在升压电路40中，第一升压开关元件43导通，第二升压开关元件44关断，使得电流向升压线圈42仅供应较短的时间长度，并且电能被储存在升压线圈42中；然后，第一升压开关元件43关断而第二升压开关元件44导通，使得升压线圈42中储存的电能被输出。

电容器45使第二升压开关元件44的输出电压平滑化。因此，从经过升压的电源线112输出经过升压的稳定电能。在此情况下，具有不同频率特性的多个电容器可以彼此并联以提高平滑化特性。另外，电容器41设在升压电路40的输入侧，除去向主电源100传输的噪声。

通过对第一、第二升压开关元件43和44各自的占空比进行控制(即，通过对第一、第二升压开关元件43和44各自执行PWM控制)，升压电路40的经过升压的电压(即输出电压)受到调节。随着第二升压开关元件44的占空比(即第二升压开关元件44导通的时间长度所占比率)增大，经过升压的电压也增大。例如，根据本实施例的升压电路40被构造成使得经过升压的电压在20伏特至50伏特的范围内受到调节。可以用一般的DC-DC变压器作为升压电路40。

经过升压的驱动线113和充电/放电线114从经过升压的电源线112延伸。经过升压的驱动线113连接到电动机驱动电路30的电能输入部分。充电/放电线114连接到辅助电源50的正端子。

辅助电源50由从升压电路40输出的电能进行充电。辅助电源50是对主电源100进行帮助的电能储存装置，并在电动机驱动电路30需要较大的电能时向电动机驱动电路30供应电能。因此，辅助电源50是通过下述方式构造的：将多个电能储存单元彼此串联、使得能够维持与升压电路40的经过升压的电压相等的电压。辅助电源50接地端子连接到接地线111。作为辅助电源，例如可以使用电容器(电双层电容器)。

辅助电源50能够还向电子控制单元60供应电能。当主电源100不能适当地向电子控制单元60供应电能时，辅助电源50代替主电源100向电子控制单元60供应电能。电子控制单元60的电能接收部分中设有降压电路(DC-DC变压器，未示出)。该降压电路将从辅助电源50供应的电能的电压降低。这样，用降压电路将从辅助电源50供应的电能的电压调节到合适的电压。

升压电路40的输出侧设有电压传感器51。电压传感器51检测经过升压的电源线112与接地线111之间的电压，并向电能控制部分62输出与检测值对应的信号。在这种电路构造中，充电/放电线114连接到经过升压的电源线112。因此，由电压传感器51测得的值是升压电路40的输出电压(即经过升压的电压)与辅助电源50的输出电压(即电源电压)中较高的那一者。下文中，由电压传感器51测得的电压值将称为“输出电压vout”。

充电/放电线114上设有辅助电源电流传感器52。辅助电源电流传感器52对从/向辅助电源50流动的电流进行检测。辅助电源电流传感器52确定电流流动的方向，即，在从升压电路40向辅助电源50流动的充电电流与从辅助电源50向电动机驱动电路30流动的放电电流之间进行区分。辅助电源电流传感器52对充电电流和放电电流各自的大小进行测量，并向电源控制部分62输出与测得的值对应的检测信号。下文中，由辅助电源电流传感器52检测到的电流的测得值将称为“辅助电源电流isub”。在本实施例中，当充电电流流动时，辅助电源电流isub由正值表示。当放电电流流动时，辅助电源电流isub由负值表示。

电子控制单元60包括微计算机，微计算机包括CPU、ROM和RAM。电子控制单元60根据各部分的功能而被划分成辅助控制部分61和电源控制部分62。辅助控制部分61连接到转向转矩传感器21、旋转角度传感器22、电动机电流传感器38和车辆速度传感器23。这样，辅助控制部分61接收表示转向转矩Tx、转向角度θx、电动机电流iuvw和车辆速度Vx的传感器信号。根据这些传感器信号，辅助控制部分61向电动机驱动电路30输出PWM控制信号，以控制电动机20的工作，从而对由驾驶员执行的转向操作进行辅助。

电能控制部分62通过对升压电路40的经过升压的电压进行控制，来控制辅助电源50的充电/放电。电源控制部分62连接到电压传感器51和辅助电源电流传感器52。电源控制部分62接收表示输出电压vout和辅助电源电流isub的传感器信号。信号在电源控制部分62与辅助控制部分61之间传输。电源控制部分62也接收向辅助控制部分61输入的表示车辆速度Vx和电动机电流iuvw的传感器信号。电源控制部分62根据这些传感器信号向升压电路40输出PWM控制信号。通过根据向升压电路40输入的PWM控制信号来对第一、第二升压开关元件43和44各自的占空比进行控制，升压电路40的经过升压的电压(即升压电路40的输出电压)被改变。

下面将说明由电子控制单元60的辅助控制部分61执行的转向辅助控制。图2示出了由辅助控制部分61执行的转向辅助控制例程。该转向辅助控制例程以控制程序的形式储存在电子控制单元60的ROM中。当点火开关106打开时，转向辅助控制例程开始。该转向辅助控制例程以预定的短周期来执行，并被重复地执行。

当该控制例程开始时，在步骤S11，辅助控制部分61读取由车辆速度传感器23检测的车辆速度Vx以及由转向转矩传感器21检测的转向转矩Tx。

随后在步骤S12，辅助控制部分61计算基本辅助转矩Tas，该基本辅助转矩是参考图3所示的辅助转矩表而根据输入车辆速度Vx和输入转向转矩Tx而设定的。在该辅助转矩表中，转向转矩Tx与基本辅助转矩Tas之间的关系被设定成使得随着转向转矩Tx增大，基本辅助转矩Tas也增大。此外，转向转矩Tx与基本辅助转矩Tas之间的关系还被设定成使得随着车辆速度Vx减小，与相同的转向转矩Tx值对应的基本辅助转矩Tas增大。该辅助转矩表储存在电子控制单元60的ROM中。图3的辅助转矩表示出了当沿顺时针方向转动方向盘11时，基本辅助转矩Tas对转向转矩Tx的特性。当沿逆时针方向转动方向盘11时，基本辅助转矩Tas以与图3所示的方式相同的方式随着转向转矩Tx而改变。

随后在步骤S13，辅助控制部分61通过将补偿转矩加到基本辅助转矩Tas上，来计算目标命令转矩T*。例如，补偿转是通过将下述二者相加来计算的：转向轴12向初始位置的返回力、以及与对转向轴12的旋转力进行抵抗的抵抗力对应的返回转矩。该返回力与转向角度θx成比例地增大。该抵抗力与转向速度ωx成比例地增大。在计算补偿转矩时，使用电动机20的旋转角度(等于方向盘11的转向角度θx)，该旋转角度是由转向角度传感器22检测并向辅助转矩控制部分61输入的。转向速度ωx是通过将方向盘11的转向角度θx对时间求微分而获得的。

随后在步骤S14，辅助控制部分61计算随着目标命令转矩T*成比例地改变的目标电流ias*。目标电流ias*是通过将目标命令转矩T*除以转矩常数而获得的。

随后在步骤S15，辅助控制部分61从电动机电流传感器38读取流向电动机20的电动机电流iuvw。随后在步骤S16，辅助控制部分61计算电动机电流iuvw与步骤S14中计算的目标电流ias*之间的差异Δi。然后，辅助控制部分61通过根据该差异Δi执行比例-积分(PI)控制来计算目标命令电压v*。

然后在步骤S17，辅助控制部分61向电动机驱动电路30输出与目标命令电压v*对应的PWM控制信号，然后该控制例程结束。该控制例程以预定的短周期执行，并重复地执行。这样，通过执行该例程，使电动机驱动电路30中的开关元件31至36各自的占空比受到控制。因此，可以根据由驾驶员执行的转向操作而获得所取的辅助转矩。

在该转向辅助控制过程中，需要大的电能，尤其是在车辆停止或车辆以低速行驶的同时对方向盘11进行操作的时候。但是，不希望将主电源100的容量制造得很大来预备大电能的暂时消耗。因此在本实施例的电动转向设备中，主电源100的容量没有被制造得很大，而是设置了辅助电源50。辅助电源50在暂时消耗较大电能的时候对电能的供应进行辅助。另外，在本实施例的电动转向设备中，设置了升压电路40来有效地驱动电动机20。这样构成了一种系统，其中，经过升压的电能被供应到电动机驱动电路30和辅助电源50。

当构成这样的电源系统时，通过既使用主电源100也使用辅助电源50而给电动转向设备提供了充足的性能(充足的辅助性能)。因此，需要将辅助电源50合适地维持在良好的状态以提供该充足的辅助性能。如果辅助电源50被过度充电，或者辅助电源50的充电和放电被反复地执行，则辅助电源50迅速地劣化，辅助电源50的寿命被缩短。另外，在辅助电源50的充电量不足时，就不能提供该充足的辅助性能。另外，还需要尽可能地用车辆中保持的过度能量来对辅助电源50进行有效的充电。因此，在本实施例中，辅助电源50的充电/放电以下述方式受到控制。

图4示出了由电源控制部分62执行的充电/放电控制例程。该充电/放电控制例程以控制程序的形式储存在电子控制单元60的ROM中。当点火开关106打开时，该充电/放电控制例程开始。该充电/放电控制例程以预定的短周期执行，并被重复地执行。

当该控制例程开始时，首先在步骤S31，电源控制部分62读取表示实际充电量Jx的数据，该实际充电量Jx是辅助电源50中的实际充电量。实际充电量Jx是由下文所述的实际充电量检测例程(图9)依次计算的。这样，步骤S31中的处理是读取数据的处理，该数据表示由实际充电量检测例程计算的最新的实际充电量Jx。

随后在步骤S32，电源控制部分62设定目标充电量J*。将参考图5的流程图来说明步骤S32中的处理。图5示出了目标充电量设定例程。即，图5详细描述了步骤S32中的处理。

首先，在步骤S320，电源控制部分62读取由车辆速度传感器23检测的车辆速度Vx。随后在步骤S321，电源控制部分652参考图6所示的基本目标充电量表，来计算根据车辆速度Vx而设定的基本目标充电量Ja*。基本目标充电量表储存在电子控制单元60的ROM中，车辆速度Vx与基本目标充电量Ja*之间的关系被设定成使得随着车辆速度Vx增大，基本目标充电量Ja*减小，如图6中的实线所示。在本实施例中，当车辆速度Vx低于基准车辆速度Vx0时，基本目标充电量Ja*被设定成等于上限充电量Ja*max，该上限充电量为恒定值。上限充电量J*max是辅助电源50中的充电量的上限，被设定来防止辅助电源50的过度充电。例如将辅助电源50的容量考虑在内，来合适地设定上限充电量Ja*max。

当执行上述转向辅助控制时，基本辅助转矩Tas被设定成随着车辆速度Vx的减小而增大，如图3所示，因此电动机驱动电路30中消耗的电能(即对电动机20进行驱动而消耗的电能)也增大。因此，在目标充电量设定例程中，根据随车辆速度而改变的所需电能(对转向操作进行辅助所需的电能)，来设定辅助电源50中的基本目标充电量Ja*。

随后在步骤S322，电源控制部分62计算车辆的减速度“a”。减速度“a”是车辆速度减小的速率(即车辆速度的微分值)。在本实施例中，通过从当前周期中检测到的车辆速度Vx减去此前那个周期中计算出的前一车辆速度Vxn-1(Vx-Vxn-1)来计算该减速度“a”。在目标充电量设定例程以预定周期执行并重复地执行时，前一车辆速度Vxn-1是前一个周期检测到的车辆速度Vx。下文中，将基于下述假设来描述减速度“a”的大小：随着“a”的值(＝Vx-Vxn-1)减小(即随着负值的绝对值增大)，减速度“a”增大。

随后在步骤S323，电源控制部分62根据减速度“a”来判定车辆是否正在减速。当减速度“a”为负值时，车辆正在减速。当在步骤S323中判定为车辆并非正在减速时，电源控制部分62在步骤S324中将最终目标充电量J*设定为基本目标充电量Ja*(J*←Ja*)。

当判定为车辆正在减速时(步骤S323中为“是”)，电源控制部分62在步骤S325中参考图7所示的校正充电量设定表来计算校正充电量ΔJ*。在校正充电量设定表中，减速度“a”与校正充电量ΔJ*之间的关系被设定成使得随着减速度“a”增大(即“a”的绝对值增大)，校正量ΔJ*也增大。该校正充电量设定表储存在电子控制单元60的ROM中。在这种示例中，当减速度“a”低于基准减速度a0时，校正充电量ΔJ*被设定为零。当减速度“a”等于或高于基准减速度a0时，校正充电量ΔJ*被设定成与减速度“a”的增大成比例地增大。即，设定了死区，使得在减速度“a”较小时，不将校正充电量ΔJ*加到基本目标充电量Ja*上。

随后在步骤S326，电源控制部分62通过将校正充电量ΔJ*加到基本目标充电量Ja*(Jb*＝Ja*+ΔJ*)，来计算总和目标充电量Jb*。这样，总和目标充电量Jb*由图6中虚线上的点表示。

随后在步骤S327，电源控制部分62判定总和目标充电量Jb*是否等于或小于上限充电量J*max。当总和目标充电量Jb*等于或小于上限充电量J*max时，电源控制部分62在步骤S328将最终目标充电量J*设定为该总和目标充电量Jb*(J*←Jb*)。当总和目标充电量Jb*超过了上限充电量J*max时(步骤S327为“否”)，电源控制部分62在步骤S329将最终目标充电量J*设定为该上限充电量J*max(J*←J*max)。

在该目标充电量设定例程中，目标充电量J*被设定成随着减速度“a”的增大而增大。在电源控制部分62设定了最终目标充电量J*后，该例程结束，处理前进到图4中的步骤S33。

在步骤S33，电源控制部分62参考图8所示的上限充电电流设定表来设定上限充电电流isubmax。在该上限充电电流设定表中，减速度“a”与上限充电电流isubmax之间的关系被设定成随着减速度“a”增大(即“a”的绝对值增大)，上限充电电流isubmax也增大。该上限充电电流设定表储存在电子控制单元60的ROM中。在这种示例中，当减速度“a”低于基准减速度a1时，上限充电电流isubmax固定为恒定值。当减速度“a”等于或高于该基准减速度a1时，上限充电电流isubmax与减速度“a”的增大成比例地增大。即，设定了死区，使得当减速度“a”较小时，上限充电电流isubmax不改变。

随后在步骤S34中，电源控制部分62判定标志F的值是否为“0”。标志F表示辅助电源50是否需要充电，如下文所述的处理所示。当标志F的值为0(F＝0)时，辅助电源50不需要被充电。当标志F的值为1(F＝1)时，辅助电源50需要被充电。当该充电/放电控制例程开始时，标志F的值被设定为“0”。

当标志F的值为“0”时(步骤S34为“是”)，电源控制部分62在步骤S35判定实际充电量Jx是否小于目标充电量J*。执行步骤S35的处理以判定辅助电源50中的充电量是否不足。当实际充电量Jx小于目标充电量J*(Jx＜J*)时(步骤S35中为“是”)，电源控制部分62判定为充电量不足，并在步骤S36中将标志F设定为“1”。当实际充电量Jx等于或大于目标充电量J*(Jx≥J*)时(步骤S35为“否”)，电源控制部分62判定为充电量并非不足，并不改变标志F的值。这样，标志F的值被维持在“0”。

当在步骤S34中标志F的值为“1”时(步骤S34为“否”)，电源控制部分62在步骤S37判定实际充电量Jx是否已经达到通过将死区值A(正值)加到目标充电量J*而获得的充电量(J*+A)。执行步骤S37的处理来判定曾经不足的实际充电量Jx是否足够。当实际充电量Jx等于或大于该充电量(J*+A)时(Jx≥J*+A)(步骤S37中为“是”)，电源控制部分62判定为曾经不足的实际充电量Jx是足够的。因此在步骤S38，电源控制部分62将标志F的值设定为“0”。当实际充电量Jx小于充电量(J*+A)时(Jx＜J*+A)(步骤S37中为“否”)，电源控制部分62判定为实际充电量Jx不足。因此，电源控制部分62不改变标志F的值。这样，标志F的值维持在“1”。

设定死区A使得实际充电量Jx与目标充电量J*之间的比较结果不会频繁波动。

在设定了标志F的值之后，在步骤S39确认标志F的值。当标志F的值为“0”时(步骤S39为“否”)，即当判定为辅助电源50不需要被充电时，电源控制部分62在步骤S40将目标充电/放电电流isub*设定为零(isub*＝0)。当标志F的值为“1”时(步骤S39为“是”)，即当判定为辅助电源50中的充电量不足时，在步骤S41中根据下面的式子计算目标充电/放电电流isub*。isub*＝(Wmax-Wx)/vout。

在该式子中，Wmax是升压电路40的可允许输出电能；Wx是电动机驱动电路30中消耗的电能；vout是由电压传感器51检测到的输出电压。可允许输出电能Wmax是根据升压电路40的规格而预先设定的。另外，电动机驱动电路30中消耗的电能Wx是通过将由电压传感器51检测到的输出电压乘以由电动机电流传感器38检测到的电动机电流iuvw来计算的。因此，步骤S41中的处理包括读取由电压传感器51测得的电压值的处理，以及读取由电动机电流传感器38测得的电流值的处理。可以设置对经过升压的驱动线113中流动的电流进行测量的电流传感器(未示出)，并可以通过将由该电流传感器检测到的电流值乘以由电压传感器51检测到的输出电压vout来计算电动机驱动电路30中消耗的电能Wx。

随后在步骤S42中，电源控制部分62判定目标充电/放电电流isub*是否为正值。如上所述，目标充电/放电电流isub*是通过从升压电路40的可允许输出电能Wmax减去电动机驱动电路30中消耗的电能Wx、并将所获得的值除以输出电压vout而获得的。因此，当电动机20消耗的电能Wx小于升压电路40的可允许输出电能Wmax时，目标充电/放电电流isub*大于0(isub*＞0)(步骤S42为“是”)。当电动机驱动电路30中消耗的电能Wx等于或大于升压电路40的可允许输出电能Wmax时，目标充电/放电电流isub*等于或小于0(isub*≤0)(步骤S42为“否”)。

当目标充电/放电电流isub*等于或小于零(isub*≤0)，电源控制部分62在步骤S40将目标充电/放电电流isub*重新设定为零(isub*＝0)。当目标充电/放电电流isub*为正值(isub*＞0)时，电源控制部分62在步骤S43判定该目标充电/放电电流isub*是否超过了上限充电电流isubmax。当目标充电/放电电流isub*没有超过该上限充电电流isubmax时(步骤S43为“否”)，电源控制部分62不改变S41中计算出的目标充电/放电电流isub*。当目标充电/放电电流isub*超过了上限充电电流isubmax时(步骤S43为“是”)，电源控制部分62在步骤S44将最终目标充电/放电电流isub*设定为该上限充电电流isubmax(isub*←isubmax)。

在电源控制部分62设定了目标充电/放电电流isub*之后，电源控制部分62在步骤S45根据目标充电/放电电流isub*与辅助电源电流isub之间的差异，通过反馈来对升压电路40的经过升压的电压执行控制。即，由辅助电源电流传感器52检测到的辅助电源电流isub被反馈回去，升压电路40的经过升压的电压受到控制以减小目标充电/放电电流isub*与辅助电源电流isub之间的差异(isub*-isub)。在本实施例中，根据该差异(isub*-isub)来执行比例-积分-微分(PID)控制。步骤S45中的处理包括读取由辅助电源电流传感器52检测到的辅助电源电流isub的处理。

电源控制部分62向升压电路40中的第一、第二升压开关元件43、44输出具有预定周期的脉冲信号，以使第一、第二升压开关元件43、44各自导通/关断，从而对从主电源100供应的电能进行升压。在此情况下通过改变该脉冲信号的占空比来使对经过升压的电压进行控制。

在电源控制部分62执行了步骤S45中的处理之后，该充电/放电控制例程结束。该充电/放电控制例程以预定的短周期执行，并重复地执行。

在该充电/放电控制例程中，当目标充电/放电电流isub*为正值(isub*＞0)时，升压电路40的经过升压的电压受到控制，使得电流流向辅助电源50以对辅助电源50进行充电，该电流等于目标充电/放电电流isub*。因此，升压电路40的经过升压的电压被控制得高于辅助电源50的电压。即，当实际充电量Jx小于目标充电量J*、从升压电路40输出的电能大于电动机驱动电路30中消耗的电能(对电动机20进行驱动所消耗的电能)时，经过升压电路40由来自主电源100的电能对辅助电源50进行充电。此外，目标充电/放电电流isub*诶设定成能够确保向电动机驱动电路30供应电能，目标充电/放电电流isub*不会超过上限充电电流isubmax，并且充分利用升压电路40的供电能力来对辅助电源50进行充电。因此，辅助电源50受到快速的充电。

当目标充电/放电电流isub*被设定为零时(isub*＝0)，升压电路40的经过升压的电压受到控制，使得充电电流和放电电流都不向/从辅助电源50流动。因此，升压电路40的经过升压的电压被控制为与辅助电源50的电压相等的电压。因此辅助电源50不被充电。另外，该经过升压的电压还被维持成使得只要电动机驱动电路30中消耗的电能不超过从升压电路40能够输出的电能的上限，放电电流就不从辅助电源50流动。这样，仅使用从升压电路40输出的电能来使电动机驱动电路30工作。当电动机驱动电路30中消耗的电能超过了从升压电路40能够输出的电能的上限时，不能将来自辅助电源50的放电电流维持为零，因此无论对升压电路40的经过升压的电压进行的控制如何，该经过升压的电压都减小。这样，从辅助电源50向电动机驱动电路30供应电能，以补偿电能的短缺。即，当电动机驱动电路30中消耗的电能等于或小于从升压电路40能够输出的电能的上限时，不使用辅助电源50中的电能。只有在所需电能大于从升压电路40能够输出的电能的上限时，才从主电源100和辅助电源50向电动机驱动电路30供应电能。

另外，在用于辅助电源50的这种充电/放电控制中，根据车辆的减速度“a”来给辅助电源50设定目标充电量J*和上限充电电流isubmax。因此，主动并且有效地恢复了车辆中过度的动能，所恢复的能量被用来对辅助电源50进行充电。

当车辆正在减速时，车辆的动能通常由制动器消耗。在此情况下，存在过度的动能。尤其是，随着减速度“a”增大，该过度的动能也增大。因此，在本实施例中，随着减速度“a”增大，辅助电源50中的目标充电量J*也增大。根据已增大的目标充电量J*来执行对辅助电源50进行充电的充电控制。这样，通过交流发电机102有效地用该过度的动能来对辅助电源50进行充电。此外，由于随着目标充电量J*的增大而同时地增大了上限充电电流isubmax，所以可以增大对辅助电源50进行充电的速度。因此可以有效地对辅助电源50进行充电。

另外，随着车辆速度Vx增大，目标充电量J*被设定成根据对转向操作进行辅助所需的电能而减小。因此，辅助电源50不会被过度地充电。这增加了辅助电源50的寿命。当车辆以高速行驶时，目标充电量J*被设定得较小。当车辆在减速时，辅助电源50中的充电量迅速增大。这样，当在车辆以速度行驶或车辆停止的同时执行转向操作时，可以向电动机驱动电路30供应充足的电能。

下面将说明一种实际充电量检测例程。图9示出了由电源控制部分62执行的实际充电量检测例程。该实际充电量检测例程以控制程序的形式储存在电子控制单元60的ROM中。当点火开关106打开时，该实际充电量检测例程以预定的短周期执行并重复地执行。由实际充电量检测例程检测到的实际充电量是步骤S31中读取的实际充电量Jx。

当实际充电量检测例程开始时，在步骤S51，电源控制部分62读取由辅助电源电流传感器52检测到的辅助电源电流isub。随后在步骤S52，根据下面的式子Jx＝Jxn-1+isub，来计算当前时间点的实际充电量Jx。在该式子中，Jxn-1是前一实际充电量。当实际充电量检测例程以预定周期执行并重复地执行时，前一实际充电量是在前一个周期计算的实际充电量Jx。

在本实施例中，当点火开关106被关断时，辅助电源50中的电荷向主电池101放电。因此，当实际充电量检测例程开始时，辅助电源50中的实际充电量Jx是基本上恒定的低值。因此，作为前一实际充电量Jxn-1的初始值，使用预先设定的固定值(例如Jxn-1＝0)。

随后在步骤S53，电源控制部分62将当前时间点的实际充电量Jx储存在RAM中，作为前一实际充电量Jxn-1。然后该实际充电量检测例程结束。实际充电量检测例程以预定的短周期执行，并重复地执行。因此，当前周期中计算出的实际充电量Jx在下一周期(一个周期之后)的步骤S52中被用作的前一实际充电量Jxn-1。

在点火开关106处于打开状态期间，电源控制部分62重复地执行该例程。这样，通过将辅助电源电流isub的值进行积累而确定实际充电量Jx。在此情况下，当充电电流流动时，辅助电源电流isub的值被积累，使实际充电量Jx增大。当放电电流流动时，辅助电源电流isub的值被积累，使实际充电量Jx减小。因此可以合适地检测辅助电源50中的充电量。

下面将说明从辅助电源50对电荷进行放电的放电控制。在用电容器作为辅助电源50的情况下，通过在长期不使用辅助电源50时对电荷进行放电，来增加辅助电源的寿命。另外，当根据通过辅助电源电流isub的累积而获得的值来检测辅助电源50中的实际充电量Jx时，难以估计车辆起动时的充电量的初始值。因此，在本实施例中，当点火开关106被关断时，通过升压电路40使辅助电源50中的电荷向主电池101放电。下文中将参考图10说明该控制处理。

图10示出了由电源控制部分62执行的结束时放电控制例程。该结束时放电控制例程以控制程序的形式储存在电子控制单元60的ROM中。当检测到点火开关106被关断时，该结束时放电控制例程开始。当结束时放电控制例程开始时，在步骤S61，电源控制部分62向升压电路40中的第二升压开关元件44的栅极输出具有预定周期的脉冲信号，从而以预定的占空比使第二升压开关元件44导通/关断。由于转向辅助控制是在点火开关106关断期间结束的，所以电动机驱动电路30中的开关元件31至36各自都保持在关断状态。因此，辅助电源50中的电荷向主电池101放电。在此情况下，可以通过合适地设定第二升压开关元件44的占空比，来限制从辅助电源50向主电池101流动的放电电流的值。第一升压开关元件43保持在关断状态。

随后在步骤S62，电源控制部分62读取由辅助电源电流传感器52测得的辅助电源电流isub(沿从辅助电源50向主电池101的方向流动的电流的值)。在步骤S63，对辅助电源电流isub是否等于或小于放电停止判定电流isubend进行判定。例如，该放电停止判定电流isubend被设定为0安培。

当辅助电源电流isub大于放电停止判定电流isubend时，重复步骤S61至S63中的处理。在此期间，电流继续从辅助电源50向主电池101放电。当辅助电源电流isub等于或小于放电停止判定电流isubend(例如放电电流停止流动)时，在步骤S64使第二升压开关元件44关断，结束时放电控制例程结束。

因此，通过执行该结束时放电控制例程，增大了辅助电源50的寿命。另外，在点火开关106后，可以精确地检测实际充电量。即，通过对向/从辅助电源50流动的充电/放电电流的值进行积累来计算实际充电量，难以估计开始时充电量的初始值。因此，在从辅助电源50对电荷进行放电之后执行实际充电量检测例程。这抑制了由于充电量的初始值变动造成的检测误差。升压电路40还用来对流向主电池101的放电电流的值进行控制。因此，不需要设置用来对放电电流进行控制的专门电路。因此可以抑制成本升高。

通过包括根据本实施例的电源设备的电动转向设备，可以获得如下效果。

1.随着减速度“a”增大，对于辅助电源50的目标充电量J*和上限充电电流isubmax也增大。因此，交流发电机102使用过度的动能来发电，并使辅助电源50受到有效的充电。

2.随着车辆速度Vx增大，目标充电量J*被设定成根据对转向操作进行辅助所需的电能而减小。因此，不会使辅助电源50受到过度放电。这增大了辅助电源50的寿命。在此情况下，当车辆正在减速时，辅助电源50中的充电量也迅速增大。因此，在车辆以低速行驶或车辆停止的同时执行转向操作时，可以向电动机驱动电路30供应充足的电能。

3.即使在车辆正在减速的同时使目标充电量J*增大，目标充电量J*也被限制在等于或小于上限充电量J*max的值。因此可以防止辅助电源50过度充电，并抑制对于辅助电源50耐久性的不利影响。

4.设定了流向辅助电源50的充电电流的上限值。因此可以防止电流过度地从主电源100的主电池101流出。这样，可以抑制主电池101和辅助电源50的劣化，因此保护了整个电源设备。

5.只要电动机驱动电路30中消耗的电能不超过从升压电路40中能够输出的电能的上限，就停止从辅助电源50供应电能。只有在电动机驱动电路30中消耗的电能超过了从升压电路40能够输出的电能的上限时，才从辅助电源50供应电能以补偿电能的短缺。因此可以尽可能少使用辅助电源50中的电能。这样，辅助电源50中储存的电能使得辅助电源50中的电能在消耗大的电能时使用。因此可以合适地执行转向辅助控制。

6.当辅助电源50中的实际充电量Jx与目标充电量J*可相比时，设定了死区。因此可以抑制频繁地重复充电放电这样的追逐(hunting)现象。这进一步增大了辅助电源50的寿命。

7.作为用于电动转向设备的电源设备，使用主电源100和辅助电源50来提供充足的转向辅助性能。因此可以抑制主电源100的容量增大。

8.用升压电路40对电动机20进行有效的驱动。升压电路40还用来对辅助电源50中的充电/放电进行控制。因此，电路的构造不会复杂化，抑制了成本的升高。例如，不需要在充电和放电之间进行切换所用的开关电路或开关。

9.即使升压电路40的经过升压的电压由于对辅助电源50的充电/放电控制而波动，也可以合适地对电动机20的操作进行控制，因为辅助控制部分61对于电动机驱动电路30执行了该PWM控制。

已经描述了包括根据本发明实施例的电源设备的电动转向设备。但是本发明不限于上述实施例。在不脱离本发明范围的情况下可以进行各种变更。

例如，根据由车辆速度传感器23检测到的车辆速度Vx的改变量来对车辆的减速状态进行检测的构造被用作本实施例中的减速状态检测部分。但是，也可以使用对制动液压回路中的压力进行检测的压力传感器来根据液压对车辆的减速状态进行检测。例如，可以使用对轮缸或主缸中的制动液压进行检测的压力传感器，并可以在检测到的压力高于预定值时判定为车辆正在减速。另外，还可以根据制动液压来估计减速度“a”，并可以对随着制动液压增大而增大的减速度“a”进行检测。在此情况下，图7中的横坐标轴可以表示制动液压。另外，可以对制动助力器中的压力进行检测，并可以根据制动助力器中的压力来判定车辆是否在减速，或者根据制动助力器中的压力来对减速度“a”进行检测。可以根据制动踏板是否被压下来判定车辆是否在减速。可以根据制动踏板力来估计减速度“a”。

可以设置对车辆的纵向加速度进行检测的纵向加速度传感器，并可以根据由该纵向加速度传感器检测到的纵向加速度来检测车辆的减速状态(例如可以根据纵向加速度来判定车辆是否在减速，或者可以根据纵向加速度来对减速度“a”进行检测)。

另外，在本实施例中，如图7所示根据减速度“a”来设定目标充电量J*的改变量(即校正充电量ΔJ*)。但是，例如，可以如图11A至图11C所示根据减速度“a”来设定校正充电量ΔJ*。图11A示出了校正充电量ΔJ*以非线性方式改变的情况。图11B示出了设定了校正充电量ΔJ*的上限的情况。在此情况下，可以对于根据车辆速度Vx而设定的合适的充电量抑制过度充电。图11C示出了未设定死区的情况。

在本实施例中，如图8所示根据减速度“a”来设定上限充电电流isubmax。但是，例如，也可以如图12A至图12C所示根据减速度“a”来设定上限充电电流isubmax。图12A示出了上限充电电流isubmax以非线性方式改变的情况。图12B示出了设定了上限充电电流isubmax的情况。在此情况下，可以防止减速度“a”较大时从主电池101过度地流出电流。这使得可以更加可靠地保护主电池101和辅助电源50。图12C示出了未设定死区的情况。

另外，在本实施例中，目标充电量J*和上限充电电流isubmax被设定成随着减速度“a”的增大而增大。但是，也可以根据车辆是否正在减速来设定目标充电量J*和上限充电电流isubmax。即，当判定为车辆正在减速时，目标充电量J*和上限充电电流isubmax可以被设定得比判定为车辆并非正在减速时的值更大。另外，目标充电量J*和上限充电电流isubmax不一定都要根据车辆的减速状态而改变。可以只改变目标充电量J*和上限充电电流isubmax中的一者。

另外，在本实施例中，目标充电量J*(图6中的基本目标充电量Ja*)被控制成随着车辆速度Vx的增大而减小。例如，如图13所示，目标充电量J*(该示例中的基本目标充电量Ja*)可以根据车辆速度Vx是否高于基准车辆速度Vx1，而在两个水平之间切换。另外，目标充电量J*(基本目标充电量Ja*)也可以在三个水平之间切换。另外，还可以构造成使得目标充电量不根据车辆速度而改变。

另外，在本实施例中，使用参考表来计算基本辅助转矩Tas、基本目标充电量Ja*、校正充电量ΔJ*以及上限充电电流isubmax中的每一者。但是，基本辅助转矩Tas、基本目标充电量Ja*、校正充电量ΔJ*以及上限充电电流isubmax中的每一者也可以使用其他关系信息(例如函数)来计算。

另外，该电源设备不一定要应用于电动转向设备。该电源设备可以应用于各种各样的设备。例如，该电源设备可以应用于包括电致动器的各种车辆控制系统，作为车辆中设置的设备。例如，该电源设备可以应用于电控制动设备、电控悬架设备以及电控稳定器设备。另外，该电源设备还可以应用于线控转向设备，作为对车轮提供转向力的转向设备。线控转向设备将方向盘与车轮转弯轴在机械上分开，只使用从电动机提供的力来使车轮转动，所述电动机根据转向操作而被操作。

另外，在本实施例中，通过对升压电路40中的经过升压的电压进行控制，来对辅助电源50中的充电量进行调节。但是，不一定要使用升压电路40。例如，可以在充电/放电线114上设置在辅助电源50的充电与放电之间进行切换的输入/输出电路，可以通过用微计算机对该输入/输出电路进行控制来调节辅助电源50中的充电量。

另外，在本实施例中，电子控制单元60包括构成电源设备一部分的电源控制部分62以及构成电动转向设备一部分的辅助控制部分61。但是，控制部分61和62可以由各自的微计算机构成。

执行充电/放电控制例程的电源控制部分62与升压电路40用作充电量控制部分。另外，车辆速度传感器23和执行目标充电量设定例程中的步骤S320和S322中的处理的电源控制部分62用作减速状态检测部分。执行目标充电量设定例程的电源控制部分62用作目标充电量设定部分。执行充电/放电控制例程中的步骤S44中的操作的电源控制部分62用作充电量限制部分。另外，执行充电/放电控制例程中的步骤S33中的操作的电源控制部分62用作上限电流设定部分。

Claims (5)

1.一种用于车辆的电源设备，包括：

主电源(100)，其包括由发动机驱动以发电的发电机(102)，并包括电池(101)，其中，所述发电机(102)和所述电池(101)彼此并联连接；以及

辅助电源(50)，其与将所述主电源(100)连接到特定电负载(20、30)的电路并联连接，其中，所述辅助电源(50)由从所述主电源(100)输出的电能进行充电，所述辅助电源(50)使用对所述辅助电源(50)进行充电的电能来帮助向所述特定电负载(20、30)供应电能，所述电源设备的特征在于包括：

充电电流限制部分(62)，其将流向所述辅助电源(50)的充电电流限制在等于或小于上限值的值；

减速状态检测部分(23、62)，其检测车辆的减速状态；以及

上限电流设定部分(62)，其根据由所述减速状态检测部分(23、62)检测到的所述车辆的减速状态来设定所述上限值，使得当所述车辆正在减速时，所述上限值比所述车辆并非正在减速时的所述上限值更大。

2.根据权利要求1所述的电源设备，还包括：

升压电路(40)，其对所述主电源(100)的输出电压进行升压，

其中：

形成有从所述升压电路(40)向所述特定电负载(20、30)供应电能的电源电路，并且所述辅助电源(50)并联连接到所述电源电路；并且

所述充电电流限制部分(62)通过对所述升压电路(40)的经过升压的电压进行控制，来对流向所述辅助电源(50)的充电电流进行限制。

3.根据权利要求1或2所述的电源设备，其中，当所述电源设备停止时，所述辅助电源(50)中的电荷向所述主电源(100)放电。

4.一种对用于车辆的电源设备进行控制的方法，所述电源设备包括：主电源(100)，其包括由发动机驱动以发电的发电机(102)，并包括电池(101)，其中，所述发电机(102)和所述电池(101)彼此并联连接；辅助电源(50)，其与将所述主电源(100)连接到特定电负载(20、30)的电路并联连接，其中，所述辅助电源(50)由从所述主电源(100)输出的电能进行充电，所述辅助电源(50)使用对所述辅助电源(50)进行充电的电能来帮助向所述特定电负载(20、30)供应电能，所述方法的特征在于包括：

对所述辅助电源(50)的充电进行控制，使得所述辅助电源(50)中的充电量等于目标充电量；并且

检测车辆的减速状态；以及

根据检测到的所述车辆的减速状态来设定所述目标充电量，使得当所述车辆正在减速时，所述目标充电量比所述车辆并非正在减速时的所述目标充电量更大。

5.一种对用于车辆的电源设备进行控制的方法，所述电源设备包括：主电源(100)，其包括由发动机驱动以发电的发电机(102)，并包括电池(101)，其中，所述发电机(102)和所述电池(101)彼此并联连接；辅助电源(50)，其与将所述主电源(100)连接到特定电负载(20、30)的电路并联连接，其中，所述辅助电源(50)由从所述主电源(100)输出的电能进行充电，所述辅助电源(50)使用对所述辅助电源(50)进行充电的电能来帮助向所述特定电负载(20、30)供应电能，所述方法的特征在于包括：

将流向所述辅助电源(50)的充电电流限制在等于或小于上限值的值；

检测车辆的减速状态；以及

根据检测到的所述车辆的减速状态来设定所述上限值，使得当所述车辆正在减速时，所述上限值比所述车辆并非正在减速时的所述上限值更大。

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