CN103857582A - 电动助力转向设备 - Google Patents

Abstract

一种电动助力转向设备（1），包括：将辅助力提供至转向系统的EPS致动器（10），以及控制EPS致动器（10）的操作的ECU（11）。ECU（11）包括例如变换器装置（32）、栅极驱动电路（31）、栅极驱动电源（29）以及微型计算机（16）。微型计算机（16）基于在栅极驱动电源（29）上的电压降低的指示从辅助控制切换至辅助停止控制。

Description

电动助力转向设备

技术领域

本发明涉及一种电动转向设备。

背景技术

近年来，车辆已经装备有用于辅助驾驶员的转向操作的电力转向设备。具有用作驱动源的无刷DC（直流）电机的电动转向设备（EPS，electricpower steering apparatus）被广泛用作电力转向设备。通常，EPS包括用于驱动无刷DC电机的变换器装置。

由安装在车辆中的电池来供给用于变换器装置的电力。变换器装置包括六个半导体开关元件（FET，场效应晶体管）：三个半导体开关元件在电池侧，并且三个半导体开关元件在接地侧。为了驱动电池侧的三个FET，必须将比电池电压更高的电压供给至这三个FET的相应栅极。为此，EPS包括与电池分开的栅极驱动电源。

然而，传统EPS未设置有用于在电机控制出现任何异常的情况下指明异常是由FET还是由栅极驱动造成的装置。因此，例如，在无刷DC电机的仅一个相由于FET故障而断开的情况下，即使使用剩余的正常相的辅助控制是可能的，也必须停止辅助控制。总之，在传统EPS中，不能根据电机控制中的异常的因素来适当地运用在辅助控制与辅助停止控制之间进行切换的控制。

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的目的是提供一种能够根据电机控制中的异常的因素适当地运用在辅助控制和辅助停止控制之间进行切换的控制的电动转向设备。

解决问题的方法

为了解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供一种电动转向设备，该电动转向设备，包括：电机，该电机配置成将辅助力施加于转向系统；转矩传感器，该转矩传感器配置成对施加于转向系统的转向转矩进行检测；变换器装置，该变换器装置包括半导体开关元件并且配置成通过驱动半导体开关元件来驱动电机；栅极驱动电源，该栅极驱动电源配置成将电力供给至驱动变换器装置的栅极驱动电路；以及控制器，该控制器配置成基于转向转矩来控制变换器装置。控制器基于在栅极驱动电源上的电压降低的指示来将用于将辅助力施加于转向系统的辅助控制切换成用于停止辅助控制的辅助停止控制。

在这种配置中，基于在栅极驱动电源上的电压降低的指示，可将辅助控制切换成辅助停止控制。通过这样确定栅极驱动电源的电压的状态，在存在在栅极驱动电源的电压上的异常之外的因素的情况下，例如，在无刷DC电机的仅一个相断开而使用剩余正常相的辅助控制是可能的的情况下，可以继续辅助控制。因此，根据电机控制中的异常的因素，可以适当地控制辅助控制和辅助停止控制之间的切换。

在上述电动转向设备中，由栅极驱动电源的电压与变换器装置的电源电压之间的差来给出在栅极驱动电源上的电压降低的指示。优选的是，如果栅极驱动电源的电压相对于变换器装置的电源电压等于或高于电压阈值，则控制器运用辅助控制，并且如果栅极驱动电源的电压相对于变换器装置的电源电压不等于并且不高于电压阈值，则控制器运用辅助停止控制。

在这种配置中，由栅极驱动电源的电压与变换器装置的电源电压之间的差来给出在栅极驱动电源上的电压降低的指示。因此，可以基于栅极驱动电源的电压是否保持在比变换器装置的电源电压更高的电平来确定栅极驱动电源的电压的状态。因此，相比于仅基于栅极驱动电源的电压来在辅助控制和辅助停止控制之间进行切换的情况，可以扩展可能有辅助控制的电压区域。另外，在这种配置中，可以基于电压阈值来确定栅极驱动电源相对于变换器的电源电压的电压降低。也就是说，可以将栅极驱动电源的电压划分成正常电压区域和低于正常值的电压区域。因此，由于可以使用阈值来划分栅极驱动电源的电压区域，可以更加准确地运用在辅助控制和辅助停止控制之间进行切换的控制。

在上述电动转向设备中，由栅极驱动电源的电压来给出在栅极驱动电源上的电压降低的指示。优选的是，如果栅极驱动电源的电压等于或高于电压阈值，则控制器运用辅助控制，并且如果栅极驱动电源的电压低于电压阈值，则控制器运用辅助停止控制。

在这种配置中，基于电压阈值来确定栅极驱动电源的电压降低。从而，可以得到与权利要求2中描述的本发明的有益效果相同的有益效果。

在上述电动转向设备中，优选的是，控制器运用辅助限制控制，在辅助限制控制中在限制与目标辅助力对应的电流指令值的情况下运用辅助控制，并且控制器基于在栅极驱动电源上的电压降低的指示来运用辅助限制控制。

在这种配置中，控制器能够基于在栅极驱动电源上的电压降低的指示来运用辅助限制控制。这样，在栅极驱动电源的电压略低于正常值的电压区域中，运用辅助限制控制，从而约束在电机中流动的电流的值。因此，可以防止变换器装置的半导体开关元件过热而引起故障。

在上述电动转向设备中，优选的是，如果在栅极驱动电源上的电压降低的指示等于或高于第一电压阈值，则控制器运用辅助控制；如果该指示小于第一电压阈值但是大于比第一电压阈值更小的第二电压阈值，则控制器运用辅助限制控制；如果该指示等于或小于第二电压阈值，则控制器运用辅助停止控制。

在这种配置中，可以基于第一电压阈值和被设定为小于第一电压阈值的第二电压阈值来确定栅极驱动电源的电压的状态。也就是说，可以将栅极驱动电源的电压划分成正常电压区域、略低于正常值的电压区域以及显著低于正常值的电压区域。由于使用两个阈值来划分栅极驱动电源的电压区域，所述可以更准确地运用在辅助控制、辅助限制控制以及辅助停止控制之间进行切换的控制。

在上述电动转向设备中，优选的是，控制器基于在栅极驱动电源上的电压降低的指示来降低半导体开关元件的驱动频率。

在这种配置中，基于在栅极驱动电源上的电压降低的指示来降低半导体开关元件的驱动频率，因此使得可以防止变换器装置的半导体开关元件过热而引起故障。也就是说，可以得到与辅助限制控制中的有益效果相同的有益效果。

在上述电动转向设备中，优选的是，控制器基于在栅极驱动电源上的电压降低的指示来降低变换器装置的电源电压。

在这种配置中，基于在栅极驱动电源上的电压降低的指示来降低变换器装置的电源电压，因此使得可以防止变换器装置的半导体开关元件过热而引起故障。也就是说，可以得到与辅助限制控制中的有益效果相同的有益效果。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的电动转向设备的配置的示意图;

图2是电动转向设备的电源的配置的框图；

图3是电动转向设备的电配置的框图；

图4是电动转向设备的计算部的电配置的框图；

图5是示出了运用辅助控制的电压区域以及运用辅助停止控制的电压区域的图表；

图6是电动转向设备的输出部的电配置的框图；

图7是例示了由电动转向设备的异常确定部运用的控制的流程图。

图8是根据本发明的第二实施例的电动转向设备的计算部的电配置的框图；

图9是示出了运用辅助控制的电压区域、运用辅助限制控制电压区域以及运用辅助停止控制的电压区域的图表；

图10是例示由电动转向设备的异常确定部运用的控制的流程图；

图11是根据本发明的第三实施例的电动转向设备的电源配置的框图；

图12是电动转向设备的电配置的框图；

图13是示出了运用辅助控制的电压区域以及运用辅助停止控制的电压区域的图表；

图14是例示了由电动转向设备的异常确定部运用的控制的流程图；

图15是示出了根据本发明的第四实施例的电动转向设备中分别运用辅助控制、辅助限制控制以及辅助停止控制的相应电压区域的图表；以及

图16是例示了由电动转向设备的异常确定部运用的控制的流程图。

具体实施方式

（第一实施例）

现在将参照图1至图7来描述其中在柱式电动转向设备（EPS）中实现本发明的第一实施例。

如图1所示，方向盘2固定至转向轴3，并且经由齿条齿轮传动机构4联接至齿条轴5。转向轴3响应于驾驶员对方向盘2的操作而旋转。然后，由齿条齿轮传动机构4将转向轴3的旋转转换成齿条轴5的往复直线运动。

转向轴3包括联接在一起的柱轴3a、中间轴3b以及小齿轮轴3c。扭杆17附接至柱轴3a的中间部分。杆6联接至齿条轴5的两端。经由杆6将齿条轴5的直线运动传递至未示出的转向节。因此，改变了要转动的车轮7的转向角，并且因此改变了车辆的行驶方向。

EPS1包括EPS致动器10和用于控制EPS致动器10的操作的ECU11。EPS致动器10将辅助力施加于车辆的转向系统，以辅助驾驶员对方向盘2的操作。

EPS致动器10配置为柱式EPS致动器。EPS致动器10包括用作驱动源的电机12、联接电机12和柱轴3a的减速机构13。采用无刷DC电机作为电机12。EPS致动器10通过减速机构13来使电机12的旋转减速，并且将经减速的旋转传递至柱轴3a。因此，将电机12的转矩施加于转向系统作为辅助力。

转矩传感器14、电机旋转角传感器34以及车载网络CN例如CAN（控制器局域网络，Controller Area Network）连接至ECU11。将从车速传感器15输出的信号经由车载网络CN输入至ECU11。转矩传感器14是将来自多个系统中的传感器的信号Sa和信号Sb输出的转矩传感器。转矩传感器14包括未示出的传感器核和两个传感器元件14a和14b。传感器核生成基于扭杆17的扭转来变化的磁通。传感器元件14a和14b中的每个传感器元件由是磁电换能器的孔IC形成，并且设置在传感器核周围。当由于输入至转向轴3的转矩而扭动扭杆17时，通过传感器元件14a和14b中的每个传感器元件的磁通发生变化。转矩传感器14将已经随着磁通的变化而变化的从传感器元件14a和传感器元件14b输出的电压输出至ECU11分别作为传感器信号Sa和传感器信号Sb。

ECU11基于由各种传感器检测的车辆状态量来计算目标辅助力。ECU11将驱动电力供给至电机12，以使EPS致动器10生成目标辅助力。因此，ECU11运用辅助控制以控制要施加于转向系统的辅助力。

下面，将参照图2和图3来描述EPS1的电源配置和电配置。

如图2所示，ECU11包括微型计算机16、电源继电器24、开关稳压器28、栅极驱动电源29、栅极驱动电路31以及变换器装置32。将来自电池20的电力通过保险丝21或者通过保险丝22和点火开关（以下简称为IGSW）23供给至ECU11。保险丝21连接至电源继电器24。

电源继电器24和微型计算机16之间是用作半导体开关元件的FET25。由微型计算机16来控制FET25。由FET25来断开或闭合电源继电器24。电源24的输出端连接至二极管26和变换器装置32。IGSW23的输出端连接至二极管27。

二极管26的输出端连接至二极管27的输出端。此外，二极管26和二极管27二者都连接至输出侧上的开关稳压器28和栅极驱动电源29。电力从开关稳压器28供给至微型计算机16。电力从栅极驱动电源29供给至栅极驱动电路31。

将从点d获取的栅极驱动电源29的电压Vg输入微型计算机16的A/D端66，点d在栅极驱动电源29和栅极驱动电路31的中间。另一方面，微型计算机16将电机控制信号从PWM输出部65输出至栅极驱动电路31。

如图3所示，栅极驱动电路31基于电机控制信号将栅极信号输出至变换器装置32，并且驱动变换器装置32中所包括的FET的相应栅极。变换器装置32基于输入至每个FET的栅极的栅极信号将驱动电力供给至电机12。由变换器装置32将预定电压施加于电机12的三相绕组。

变换器装置32包括与电机12的相的数量对应的用作半导体开关元件的六个FET。具体地，变换器装置32包括FET41a和FET41d的串联电路、FET41b和FET41e的串联电路以及FET41c和FET41f的串联电路，这三个串联电路并联连接。FET41a和FET41d之间的触点42u连接至电机12的U相线圈。FET41b和FET41e之间的触点42v连接至电机12的V相线圈。FET41c和FET41f之间的触点42w连接至电机12的W相线圈。

此外，变换器装置32设置有分别用于检测在电机12中流动的相电流值Iu、Iv以及Iw的电流传感器43u、43v以及43w。FET41d、FET41e以及FET41f分别经由电流传感器43u、43v以及43w接地。另一方面，如图2和图3所示，FET41a、FET41b以及FET41c经由电源继电器24、保险丝21等连接至电池20。

栅极驱动电路31将从微型计算机16输出的电机控制信号转换成能够驱动FET41a至FET41f的每个栅极的电压。栅极驱动电路31将经转换的电压作为栅极信号输出，并且将该电压施加于FET41a至FET41f中的每个FET的栅极端子。因此，FET41a至FET41f中的每个FET响应于电机控制信号来导通/截止。结果是，从电池20供给的DC电压转换成三相（U、V以及W）的驱动电力，并且将该驱动电力供给至电机12。

微型计算机16基于分别从电流传感器43u、43v以及43w输出的在电机12中流动的相电流值Iu、Iv以及Iw的相应信号来检测所述相电流值Iu、Iv以及Iw。微型计算机16基于从电机旋转角传感器34输出的信号来检测电机12的电机旋转角θm。微型计算机16基于从转矩传感器14输出的传感器信号Sa和Sb来检测转向转矩τ。微型计算机16基于经由车载网络CN接收的从车速传感器15输出的信号来检测车速V。微型计算机16基于所检测的相电流值Iu、Iv以及Iw、电机旋转角θm、转向转矩τ以及车速V来生成电机控制信号，并且将该信号输出至栅极驱动电路31。

微型计算机16包括用于计算电流指令值Iq*的计算部35、用于基于电流指令值Iq*来输出电机控制信号的输出部36以及异常确定部37。异常确定部37确定从A/D端子66获取的栅极驱动电源29的电压Vg的状态。具体地，异常确定部37确定电压Vg是否等于或高于电压阈值α0。异常确定部37基于确定的结果来生成用于切换从计算部35输出至输出部36的电流指令值Iq*的切换信号Sva。异常确定部37将指示电压Vg的状态的切换信号Sva输出至计算部35。

如图4和图5所示，计算部35基于转向转矩τ和车速V来计算要由EPS致动器10生成的目标辅助力。计算部35针对与目标辅助力对应的电机转矩来计算电流指令值Iq**。因此，计算部35具有表示转向转矩τ、车速V以及电流指令值Iq**之间的关系的计算图50。计算部35还包括未示出的用于输出“0”作为电流指令值Iq**的指令值存储器。此外，计算部35包括响应于切换信号Sva进行操作并且切换要被输出至输出部36的电流指令值Iq*的切换部52。

切换部52包括连接至计算图50的触点52a、连接至指令值存储器的触点52n以及连接至输出部36的触点52c。切换部52基于来自异常确定部37的切换信号Sva切换如下。如果栅极驱动电源29的电压Vg等于或高于电压阈值α0，则切换部52连接触点52a和触点52c。结果是，将从计算图50输出的电流指令值Iq**从计算部35原样地输出至输出部36，作为电流指令值Iq*。

相反地，如果电压Vg低于电压阈值α0，则切换部52连接触点52n和触点52c。因此，从指令值存储器输出的电流指令值Iq**（=0）从计算部35输出至输出部36，作为电流指令值Iq*。接着，微型计算机16运用辅助停止控制，并且停止电机12的驱动。

如图6所示，不仅将来自计算部35的电流指令值Iq*而且将相电流值Iu、Iv以及Iw以及电机旋转角θm输入至输出部36。具体地，将相电流值Iu、Iv以及Iw以及电机旋转角θm输入至输出部36的三相/二相转换部60。三相/二相转换部60通过基于电机旋转角θm将相电流值Iu、Iv以及Iw转换坐标来计算d轴电流Id和q轴电流Iq。

d轴偏差计算部61d求出d轴目标电流Id*（在本实施例中，Id*=0）与d轴电流Id之间的d轴偏差ΔId。类似地，q轴偏差计算部61q求出用作q轴目标电流的电流指令值Iq*与q轴电流Iq之间的q轴偏差ΔIq。d轴偏差ΔId受到由d轴F/B控制部62d进行的计算处理，并且从d轴F/B控制部62d输出d轴电压指令值Vd*。此外，q轴偏差ΔIq受到由q轴F/B控制部62q进行的计算处理，并且从q轴F/B控制部62q输出q轴电压指令值Vq*。

二相/三相转换部63基于电机旋转角θm将d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*转换坐标。从而，二相/三相转换部63计算分别与U相绕组、V相绕组以及W相绕组对应的电压指令值Vu*、Vv*以及Vw*。

PWM转换部64针对每个相生成是脉冲信号的PWM控制信号。对应相的PWM控制信号具有分别与电压指令值Vu*、Vv*以及Vw*对应的占空比Du、Dv以及Dw。PWM输出部65将已经在PWM转换部64中生成的对应相的PWM控制信号转换成能够输入至栅极驱动电路31的信号电平，并且从而生成电机控制信号。

因此，输出部36基于电流指令值Iq*、相电流值Iu、Iv以及Iw以及电机旋转角θm在d/q坐标系统中运用电流反馈控制。然后，将基于电流反馈控制确定的电机控制信号从输出部36输出至栅极驱动电路31。因此，将与d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*对应的电压从变换器装置32施加于电机12的三相绕组，从而旋转电机12。

接下来，将参照图7来描述由异常确定部37进行的辅助控制的控制流程。以预定的采样周期来重复控制流程。

如图7所示，首先，微型计算机16获取栅极驱动电源29的电压Vg（步骤S101）。接着，微型计算机16确定栅极驱动电源29的电压Vg是否等于或高于电压阈值α0（步骤S102）。如果栅极驱动电源29的电压Vg等于或高于电压阈值α0（步骤S102：是），则微型计算机16确定出电压Vg是正常的。然后，微型计算机16基于确定的结果来连接切换部52的触点52a和触点52c，运用常规辅助控制（步骤S103），并且从而结束控制流程。

如果栅极驱动电源29的电压Vg低于电压阈值α0（步骤S102：否），则微型计算机16确定出栅极驱动电源29的电压Vg低于正常值。然后，微型计算机16基于确定的结果来连接切换部52的触点52n和触点52c，运用辅助停止控制（步骤S104），并且从而结束控制流程。

根据前述的第一实施例，可以获得如下所述的有益效果。

（1）如果栅极驱动电源29的电压Vg等于或高于电压阈值α0，则微型计算机16确定出电压Vg是正常的，并且运用常规辅助控制。相反地，如果电压Vg低于电压阈值α0，则微型计算机16确定出电压Vg低于正常值，并且运用辅助停止控制。

通过这种配置，可以基于栅极驱动电源29的电压Vg来运用辅助控制和辅助停止控制之间的切换。通过这样确定栅极驱动电源29的电压的状态，在检测到栅极驱动电源29的电压上的异常之外的其他因素的情况下，例如，在电机12的仅一个相断开而使用剩余正常相的辅助控制是可能的的情况下，可以继续辅助控制。因此，根据电机控制中的异常的因素，可以适当地运用辅助控制和辅助停止控制之间的切换。

此外，通过这种配置，可以基于电压阈值α0来确定栅极驱动电源29的电压降低。也就是说，通过将栅极驱动电源29的电压划分成正常电压区域和低于正常值的电压区域，可以更准确地运用在辅助控制和辅助停止控制之间进行切换的控制。

（第二实施例）

下面，将参照图8至图10来描述根据本发明的第二实施例。在第二实施例中，省略了对与第一实施例中的部件相同的部件的详细描述。

如图8所示，计算部135包括对从计算图50输出的电流指令值Iq**进行限制的限制图51，切换部152包括连接至计算图50的触点152a、连接至指令值存储器的触点152n、连接至限制图51的触点152b以及连接至输出部36的触点152c。基于栅极驱动电源29的电压Vg的状态，对切换部152进行如下切换。如果栅极驱动电源29的电压Vg等于或高于第一电压阈值α1，则切换部152连接触点152a和触点152c。因此，将从计算图50输出的电流指令值Iq**从计算部135原样地输出至输出部36，作为电流指令值Iq*。

相反地，如果电压Vg高于第二电压阈值α2，但是低于第一电压阈值α1，则切换部52连接触点152b和触点152c。因此，由限制图51将从计算图50输出的电流指令值Iq**限制于预定水平。然后，将经限制的电流指令值Iq*从计算部135输出至输出部36，作为电流指令值Iq*（辅助限制控制）。如果电压Vg等于或低于第二电压阈值α2，则切换部152连接触点152n和触点152b。因此，将从指令值存储器输出的电流指令值Iq**（=0）从计算部35输出至输出部36，作为电流指令值Iq*（辅助停止控制）。

接着，将参照图10来描述由异常确定部37进行的辅助控制的控制流程。

如图10所示，首先，微型计算机16获取栅极驱动电源29的电压Vg（步骤S201）。接着，微型计算机16确定栅极驱动电源29的电压Vg是否等于或高于第一电压阈值α1（步骤S202）。如果电压Vg等于或高于第一电压阈值α1（步骤S202：是），则微型计算机16确定出电压Vg是正常的。然后，微型计算机16基于确定的结果来连接切换部152的触点152a和触点152c，运用常规辅助控制（步骤S203），并且从而结束控制流程。

相反地，如果电压Vg低于第一电压阈值α1（步骤S202：否），则微型计算机16确定出电压Vg是否等于或低于第二电压阈值α2（步骤S204）。如果电压Vg高于第二电压阈值α2（步骤S204：是），则微型计算机16确定出栅极驱动电源29的电压Vg略低于正常值。然后，微型计算机16基于确定的结果来连接切换部152的触点152b和触点152c，运用辅助限制控制（步骤S205），并且从而结束控制流程。

相反地，如果电压Vg等于或低于第二电压阈值α2（步骤S204：否），则微型计算机16确定出栅极驱动电源29的电压Vg显著低于正常值。然后，微型计算机16基于确定的结果来连接切换部152的触点152n和触点152c，运用辅助停止控制（步骤S206），并且从而结束控制流程。

根据前述的第二实施例，可以获得如下所述的有益效果。

（2）在EPS1中，在其中栅极驱动电源29的电压略低于正常值的电压区域中，变换器装置32的FET变为不饱和的。如果电流在这种状态下持续地在电机12中流动，则FET可能过热而导致故障。

在这方面，根据第二实施例，如果栅极驱动电源29的电压Vg等于或高于第一阈值α1，则微型计算机16确定出电压Vg是正常的，并且运用常规辅助控制。如果电压Vg高于第二电压阈值α2，但是低于第一电压阈值α1，则微型计算机16确定出电压Vg略低于正常值，并且运用辅助限制控制。此外，如果电压Vg等于或低于第二电压阈值α2，则微型计算机16确定出电压Vg显著低于正常值，并且运用辅助停止控制。

在这种配置中，在其中栅极驱动电源29的电压Vg略低于正常值的区域中，微型计算机16运用辅助限制控制，从而约束在电机12中流动的相电流的值并且使得能够继续施加辅助力。因此，防止是变换器装置32的半导体开关元件的FET发生可能会引起故障的过热，并且能够继续施加辅助力。

此外，在这种配置中，可以基于第一电压阈值α1和设定为低于第一电压阈值α1的第二电压阈值α2来确定栅极驱动电源29的电压Vg的状态。也就是说，通过将栅极驱动电源29的电压Vg划分成正常电压区域和略低于正常值的电压区域以及显著低于正常值的电压区域，可以更准确地运用对在辅助控制、辅助限制控制以及辅助停止控制之间进行切换的控制。

（第三实施例）

下面，将参照图4和图11至图14来描述根据本发明的第三实施例。在第三实施例中，省略了对与第一实施例中的部件相同的部件的详细描述。

如图11所示，从点d2获取的变换器装置32的电源电压Vb在通过分压电阻R3和R4分压之后输入微型计算机16的A/D端66，点d2是电源继电器24和变换器装置32之间的中间。同样，从点d1获取的栅极驱动电源29的电压Vg在通过分压电阻R1和分压电阻R2分压之后输入A/D端66，点d1是栅极驱动电源29和栅极驱动电路31之间的中间。

如图12所示，异常确定部37基于获取至A/D端66的栅极驱动电源29的电压Vg与变换器装置32的电源电压Vb之间的差相对于变换器装置32的电源电压Vb来确定栅极驱动电源29的电压Vg的状态。具体地，异常确定部37确定电压Vg与电源电压Vb之间的差是否等于或大于电压阈值β0。然后，异常确定部37基于确定的结果来生成用于切换从计算部35输出至输出部36的电流指令值Iq*的切换信号Sva，并且将该切换信号输出至计算部35。

如图4和图13所示，基于相对于变换器装置32的电源电压Vb的栅极驱动电源29的电压Vg的状态，切换部52进行如下切换。如果电压Vg与电源电压Vb之间的差等于或大于电压阈值β0，则切换部52连接触点52a和触点52c。结果，将从计算图50输出的电流指令值Iq**从计算部35原样地输出至输出部36，作为电流指令值Iq*。

相反地，如果电压Vg与电源电压Vb之间的差小于电压阈值β0，则切换部52连接触点52n和触点52c。结果，将从指令值存储器输出的电流指令值Iq**（=0）从计算部35输出至输出部36，作为电流指令值Iq*（辅助停止控制）。

接着，将参照图14来描述由异常确定部37进行的辅助控制的控制流程。

如图14所示，首先，微型计算机16获取栅极驱动电源29的电压Vg（步骤S301）。接着，微型计算机16获取变换器装置32的电源电压Vb（步骤S302）。接着，微型计算机16确定电压Vg与电源电压Vb之间的差是否等于或大于电压阈值β0（步骤S303）。如果电压Vg与电源电压Vb之间的差等于或大于电压阈值β0（步骤S303：是），则微型计算机16确定出电压Vg相对于电源电压Vb保持在足够高电平，并且因此是正常的。微型计算机16基于确定的结果来连接切换部52的触点52a和触点52c，运用常规辅助控制（步骤S304），并且从而结束控制流程。

如果电压Vg与电源电压Vb之间的差小于电压阈值β0（步骤S303：否），则微型计算机16确定出电压Vg相对于电源电压Vb没有保持在足够高电平，并且因此是低于正常值。然后，微型计算机16基于确定的结果连接切换部52的触点52n和触点52c，运用辅助停止控制（步骤S305），并且从而结束控制流程。

根据前述的第三实施例，可以获得如下所述的有益效果。

（3）在第一实施例和第二实施例中，在不考虑变换器装置32的电源电压Vb的情况下，仅使用栅极驱动电源29的电压Vg来确定栅极驱动电源29的电压Vg的状态。也就是说，如果电压Vg低于电压阈值α0或者等于或小于第二电压阈值α2，则无论电源电压Vb的值如何都无例外地运用辅助停止控制。

在这些配置中，虽然一定程度上可以确定栅极驱动电源29的电压Vg是否高于或低于正常值，但是甚至在可以驱动变换器装置32的电压区域中，也会运用辅助停止控制。例如，在由图13中的阴影部分指示的电压区域中，电压Vg比电源电压Vb高了电压阈值β0。因此，虽然能够驱动变换器装置32，但是由于电压Vg低于电压阈值α0，所以运用了辅助停止控制。

在这方面，根据第三实施例，如果栅极驱动电源29的电压Vg和变换器装置32的电源电压Vb之间的差等于或大于电压阈值β0，则微型计算机16确定出电压Vg相对于电源电压Vb保持在足够高电平，并且因此是正常的。然后，微型计算机16基于确定的结果运用常规辅助控制。相反地，如果电压Vg与电源电压Vb之间的差小于电压阈值β0，则微型计算机16确定出电压Vg相对于电源电压Vb没有保持在足够高电平，并且因此是小于正常值。然后，微型计算机16基于确定的结果运用辅助停止控制。

在这种配置中，由栅极驱动电源29的电压Vg和变换器装置32的电源电压Vb之间的差来给出在栅极驱动电源29的电压Vg上的降低的指示。因此，可以基于栅极驱动电源29的电压Vg是否保持在比变换器装置32的电源电压Vb足够高的电平，也就是说，栅极驱动电源29的电压Vg是否是可以驱动变换器装置32的电压，来确定栅极驱动电源29的电压Vg的状态。因此，相比于仅基于栅极驱动电源29的电压Vg来在辅助控制和辅助停止控制之间进行切换的情况，可以扩展可能有辅助控制的电压区域。因此，根据电机控制中的异常的任何因素，可以更加准确地运用对在辅助控制和辅助停止控制之间进行切换的控制。

此外，在这种配置中，可以基于电压阈值β0来确定栅极驱动电源29的电压Vg相对于变换器装置32的电源电压Vb的任何降低。也就是说，通过相对于变换器装置32的电源电压Vb将栅极驱动电源29的电压Vg划分成正常电压区域和低于正常值的电压区域，可以更加准确地运用在辅助控制和辅助停止控制之间进行切换的控制。

（第四实施例）

下面，将参照图8和图15以及图16来描述根据本发明的第四实施例。在第四实施例中，省略了对与第三实施例中的部件相同的部件的详细描述。

如图8和图15所示，基于相对于变换器装置32的电源电压Vb的栅极驱动电源29的电压Vg的状态，对切换部52进行如下切换。如果电压Vg与电源电压Vb之间的差等于或大于第一电压阈值β1，则切换部152连接触点152a和触点152c。结果，将从计算图50输出的电流指令值Iq**从计算部35原样地输出至输出部36，作为电流指令值Iq*。

相反地，如果电压Vg与电源电压Vb之间的差大于第二电压阈值β2，但是小于第一电压阈值β1，则切换部152连接触点152b和触点152c。结果是，由限制图51将从计算图50输出的电流指令值Iq**限制于预定水平。然后，将经限制的电流指令值Iq*从计算部135输出至输出部36，作为电流指令值Iq*。如果电压Vg和电源电压Vb之间的差等于或小于第二电压阈值β2，则切换部152连接触点152n和触点152b。因此，将从指令值存储器输出的电流指令值Iq**（=0）从计算部35输出至输出部36，作为电流指令值Iq*（辅助停止控制）。

接着，将参照图16来描述由异常确定部37进行的辅助控制的控制流程。

如图16所示，首先，微型计算机16获取栅极驱动电源29的电压Vg（步骤S401）。接着，微型计算机16获取变换器装置32的电源电压Vb（步骤S402）。接着，微型计算机16确定电压Vg与电源电压Vb之间的差是否等于或大于第一电压阈值β1（步骤S403）。如果电压Vg与电源电压Vb之间的差等于或大于第一电压阈值β1（步骤S403：是），则微型计算机16确定出电压Vg相对于电源电压Vb保持在足够高电平，并且因此是正常的。然后，微型计算机16基于确定的结果来连接切换部152的触点152a和触点152c，运用常规辅助控制（步骤S404），并且从而结束控制流程。

如果电压Vg与电源电压Vb之间的差小于第一电压阈值β1（步骤S403：否），则微型计算机16确定Vg和电源电压Vb之间的差是否等于或小于第二电压阈值β2（步骤S405）。如果电压Vg与电源电压Vb之间的差大于第二电压阈值β2（步骤S405：是），则微型计算机16确定出电压Vg相对于电源电压Vb没有保持在足够高电平，并且略小于正常值。然后，微型计算机16基于确定的结果来连接切换部152的触点152b和触点152c，运用辅助限制控制（步骤S406），并且从而结束控制流程。

相反地，如果电压Vg与电源电压Vb之间的差等于或小于第二电压阈值β2（步骤S405：是），则微型计算机16确定出电压Vg相对于电源电压Vb没有保持在足够高电平，并且显著小于正常值。然后，微型计算机16基于确定的结果来连接切换部152的触点152n和触点152c，运用辅助停止控制（步骤S407），并且从而结束控制流程。

上述第四实施例可以得到与第二实施例和第三实施例的有益效果相同的有益效果。

可以对上述每个实施例进行如下修改。

在第二实施例中，如果栅极驱动器电源29的电压Vg相对于变换器装置32的电源电压Vb高于第二电压阈值α2但是低于第一电压阈值α1，则微型计算机16运用辅助限制控制以防止FET的过热。替代的是，通过降低每个FET的驱动频率可以减小切换损耗。在这种情况下，即使栅极驱动电源29的电压降低，也可以降低变换器装置32的电源电压Vb以保持FET的饱和状态。这种修改也适用于第四实施例。

在第二实施例中，使用限制从计算图50输出的电流指令值Iq**的限制图51和响应于切换信号Sva来切换电流指令值Iq*的切换部52二者来运用辅助限制控制。然而，辅助限制控制不限于这种配置。例如，不设置限制图51，而是可以设置限制值限制图，其具有与栅极驱动电源29的电压成比例的限制值。在这种情况下，可以设置选择部以用于将从限制值限制图输出的电流指令限制值和电流指令值Iq**进行比较，并且选择较小的一个。这种配置中的辅助限制控制也防止了FET的过热。

在第三实施例中使用栅极驱动电源29的电压Vg与变换器装置32的电源电压Vb之间的差作为在栅极驱动电源29的电压Vg上的降低的指示。然而，可以使用栅极驱动电源29的电压Vg与变换器装置32的电源电压Vb之比。在这种情况下，在根据电压Vg/电源电压Vb计算的值等于或高于特定值的条件下可以运用辅助控制，并且在该值小于特定值的情况下可以运用辅助停止控制。类似地，在第四实施例中，可以使用栅极驱动电源29的电压Vg与变换器装置32的电源电压Vb之比来进行辅助控制、辅助限制控制以及辅助停止控制之间的切换。

在第一实施例至第四实施例中的每个实施例中，使用无刷DC电机作为EPS制动器10的驱动源，并且变换器装置用于驱动无刷DC电机。然而，可以使用电刷DC电机而不是无刷DC电机。在这种情况下，可以包括H桥电路以驱动电刷DC电机。

在第一实施例至第四实施例中的每个实施例中，在柱式EPS1中实现本发明。然而，本发明可以适用于齿轮齿条辅助式EPS。此外，例如，本发明可以适用于针对机床的数字控制设备或针对机器人的控制设备。

Claims (7)

1.一种电动转向设备，包括：

电机，所述电机配置成将辅助力施加于转向系统；

转矩传感器，所述转矩传感器配置成对施加于所述转向系统的转向转矩进行检测；

变换器装置，所述变换器装置包括半导体开关元件并且配置成通过驱动所述半导体开关元件来驱动所述电机；

栅极驱动电源，所述栅极驱动电源配置成将电力供给至驱动所述变换器装置的栅极驱动电路；以及

控制器，所述控制器配置成基于所述转向转矩来控制所述变换器装置，其中，

所述控制器基于在所述栅极驱动电源上的电压降低的指示来将用于将所述辅助力施加于所述转向系统的辅助控制切换成用于停止所述辅助控制的辅助停止控制。

2.根据权利要求1所述的电动转向设备，其中：

由所述栅极驱动电源的电压与所述变换器装置的电源电压之间的差来给出在所述栅极驱动电源上的电压降低的指示；并且

如果所述栅极驱动电源的电压相对于所述变换器装置的电源电压等于或高于电压阈值，则所述控制器运用辅助控制，并且如果所述栅极驱动电源的电压相对于所述变换器装置的电源电压不等于并且不高于所述电压阈值，则所述控制器运用辅助停止控制。

3.根据权利要求1所述的电动转向设备，其中：

由所述栅极驱动电源的电压来给出在所述栅极驱动电源上的电压降低的指示；并且

如果所述栅极驱动电源的电压等于或高于电压阈值，则所述控制器运用辅助控制，并且如果所述栅极驱动电源的电压低于所述电压阈值，则所述控制器运用辅助停止控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动转向设备，其中：

所述控制器运用辅助限制控制，在所述辅助限制控制中在限制与目标辅助力对应的电流指令值的情况下运用辅助控制；并且

所述控制器基于在所述栅极驱动电源上的电压降低的指示来运用所述辅助限制控制。

5.根据权利要求4所述的电动转向设备，其中，如果在所述栅极驱动电源上的电压降低的指示等于或高于第一电压阈值，则所述控制器运用辅助控制；如果所述指示小于所述第一电压阈值但是大于比所述第一电压阈值更小的第二电压阈值，则所述控制器运用辅助限制控制；如果所述指示等于或小于所述第二电压阈值，则所述控制器运用辅助停止控制。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动转向设备，其中，所述控制器基于在所述栅极驱动电源上的电压降低的指示来降低所述半导体开关元件的驱动频率。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电动转向设备，其中，所述控制器基于在所述栅极驱动电源上的电压降低的指示来降低所述变换器装置的电源电压。

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