CN109398474A - 电源系统 - Google Patents

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Abstract

电源装置包含用于在第一供电模式和第二供电模式之间切换供电模式的切换电路，上述第一供电模式是仅通过主电源向电动马达的驱动电路供电，上述第二供电模式是利用主电源以及辅助电源双方向驱动电路供电，控制装置包含：判定单元，其判定电动马达的运转状态是再生状态还是动力运转状态；以及在上述供电模式为上述第二供电模式，并且由判定单元判定为电动马达的运转状态是再生状态时，限制向驱动电路供给的电力的单元。

Description

电源系统
相关申请的交叉引用
本申请主张于2017年8月16日申请的日本申请编号2017-157217号的优先权，并在此引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及具备电动马达的车辆所使用的电源系统。
背景技术
在日本特开2014－150672号公报公开了用于向电动助力转向装置(EPS:ElectricPower Steering)用的电动马达的驱动电路供电的电源装置(供电装置)。日本特开2014－150672号公报所记载的电源装置具备主电源、单一的辅助电源、充电电路、以及切换电路(放电电路)。单一的辅助电源与主电源连接。充电电路基于主电源对辅助电源进行充电。切换电路对仅通过主电源向驱动电路供电的通常输出电压模式、和通过辅助电源的放电利用主电源以及辅助电源双方向驱动电路供电的高输出电压模式进行切换。
在电动助力转向装置的高负荷时，切换电路将供电模式设定为高输出电压模式。该情况下，辅助电源成为放电状态。另一方面，在电动助力转向装置的低负荷时，切换电路将供电模式设定为通常输出电压模式，并且对辅助电源进行充电。
作为有阻碍电动助力转向装置的正常动作的可能性的原因，有向电动马达的逆输入所引起的反电动势的产生。这是由于例如由于岩石路行驶时或车辆开上路缘石等，而电动马达从外部旋转，电动马达的运转状态成为再生状态而产生。在供电模式是高输出电压模式的情况下，在产生逆输入所引起的反电动势的情况下，电源装置的输出电压被加上反电动势，所以有由于过电压而在电动助力转向装置产生故障的担忧。
发明内容
本发明的目的之一在于提供能够抑制在电动马达的运转状态成为再生状态时电源装置的输出电压过大的电源系统。
具备了电动马达的车辆所使用的本发明的一个方式的电源系统的构成上的特征在于，包含电源装置和控制上述电源装置的控制装置，上述电源装置包含：主电源以及辅助电源；以及切换电路，其用于在第一供电模式和第二供电模式之间切换供电模式，上述第一供电模式是仅通过上述主电源向上述电动马达的驱动电路供电，上述第二供电模式是利用上述主电源以及上述辅助电源双方向上述驱动电路供电，上述控制装置包含：切换电路控制单元，其基于与上述驱动电路的耗电量对应的值控制上述切换电路；判定单元，其判定上述电动马达的运转状态是再生状态还是动力运转状态；以及限制单元，其在上述供电模式为上述第二供电模式，并且由上述判定单元判定为上述电动马达的运转状态是再生状态时，限制向上述驱动电路供给的电力。
附图说明
通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明上述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，相同的附图标记表示相同的要素，其中，
图1是表示应用了本发明的一个实施方式所涉及的电源系统的电动助力转向装置的概略结构的示意图。
图2是表示图1的电动助力转向装置的电气结构的电路图。
图3是用于说明电源控制用ECU的动作的流程图。
图4A是用于说明电源控制用ECU的动作的变形例的流程图的一部分。
图4B是用于说明电源控制用ECU的动作的变形例的流程图的一部分。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示应用了本发明的一个实施方式所涉及的电源系统的电动助力转向装置的概略结构的示意图。电动助力转向装置(EPS:electric power steering)1具备方向盘2、转向机构4、以及转向操纵辅助机构5。方向盘2是用于对车辆进行方向操纵的转向操纵部件。转向机构4与该方向盘2的旋转联动地使转向轮3转向。转向操纵辅助机构5辅助驾驶员的转向操纵。方向盘2与转向机构4经由转向轴6以及中间轴7机械连结。
转向轴6包含输入轴8和输出轴9。输入轴8与方向盘2连结。输出轴9与中间轴7连结。输入轴8和输出轴9经由扭杆10以能够相对旋转的方式连结。在扭杆10的附近配置有转矩传感器11。转矩传感器11基于输入轴8以及输出轴9的相对旋转位移量，检测给予方向盘2的转向操纵转矩T。在该实施方式中，对于由转矩传感器11检测出的转向操纵转矩T来说，例如用于向右方向的转向操纵的转矩被检测为正的值，用于向左方向的转向操纵的转矩被检测为负的值，其绝对值越大转向操纵转矩的大小越大。
转向机构4由包含小齿轮轴13和作为转向轴的齿条轴14的齿条小齿轮机构构成。在齿条轴14的各端部经由转向横拉杆15以及转向臂(图示省略)连结有转向轮3。小齿轮轴13与中间轴7连结。在小齿轮轴13的前端连结有小齿轮16。齿条轴14沿着汽车的左右方向直线状地延伸。在齿条轴14的轴向的中间部形成有与小齿轮16啮合的齿条17。通过该小齿轮16以及齿条17，小齿轮轴13的旋转被转换为齿条轴14的轴向移动。通过使齿条轴14沿轴向移动，能够使转向轮3转向。
若对方向盘2进行转向操纵(旋转)，则该旋转经由转向轴6以及中间轴7传递到小齿轮轴13。然后，小齿轮轴13的旋转通过小齿轮16以及齿条17转换为齿条轴14的轴向移动。由此，转向轮3被转向。转向操纵辅助机构5包含转向操纵辅助用的电动马达18和用于将电动马达18的输出转矩传递到转向机构4的减速机19。减速机19由包含蜗轮蜗杆20和与该蜗轮蜗杆20啮合的蜗轮21的蜗轮蜗杆机构构成。
通过电动马达18旋转驱动蜗轮蜗杆20。另外，蜗轮21以能够一体地旋转的方式与转向轴6连结。通过蜗轮蜗杆20旋转驱动蜗轮21。若通过电动马达18旋转驱动蜗轮蜗杆20，则蜗轮21被旋转驱动，而转向轴6旋转。然后，转向轴6的旋转经由中间轴7传递到小齿轮轴13。小齿轮轴13的旋转通过小齿轮16以及齿条17转换为齿条轴14的轴向移动。由此，转向轮3被转向。即，通过电动马达18旋转驱动蜗轮蜗杆20，能够进行通过电动马达18的转向操纵辅助。
在车辆设置有用于检测车速V的车速传感器24。由转矩传感器11检测出的转向操纵转矩T、由车速传感器24检测出的车速V等输入到EPS用ECU(ECU：Electronic ControlUnit：电子控制单元)12。EPS用ECU12通过基于这些输入等控制电动马达18，来进行所谓的辅助控制。
在EPS用ECU12内的马达驱动电路42以及电源IC43(参照图2)通过主电源31以及辅助电源装置32内的电容器(辅助电源)54(参照图2)的任意一方或者双方供给有电力。辅助电源装置32被电源控制用ECU33控制。EPS用ECU12与电源控制用ECU33经由通信线连接。
由主电源31和辅助电源装置32构成电源装置30。电源控制用ECU33是控制电源装置30的控制装置的一个例子。图2是表示电动助力转向装置1的电气结构的电路图。EPS用ECU12包含马达控制电路41、马达驱动电路(逆变器电路)42、电源IC43。马达控制电路41由微型计算机构成。马达驱动电路42被马达控制电路41控制，向电动马达18供电。电源IC43生成马达控制电路41用的电源。在EPS用ECU12输入有用于检测在电动马达18流动的马达电流的电流传感器44的输出信号。
马达控制电路41基于转向操纵转矩T、车速V、以及马达电流，驱动控制马达驱动电路42。转向操纵转矩T由转矩传感器11检测。车速V由车速传感器24检测。马达电流由电流传感器44检测。具体而言，马达控制电路41基于转向操纵转矩T和车速V设定目标电流值，并驱动控制马达驱动电路42，以使在电动马达18流动的马达电流与目标电流值相等。
辅助电源装置32与主电源31串联连接。辅助电源装置32包含继电器51、充电电路52、放电电路53、以及作为辅助电源的电容器54。继电器51配置在主电源31的正极侧端子与充电电路52之间。由P1示出继电器51与充电电路52的连接点。充电电路52是用于对电容器54进行充电的电路。充电电路52包含串联连接的一对开关元件52A、52B、以及连接在这些开关元件52A、52B的连接点P2与连接点P1之间的升压线圈52C。开关元件52A、52B由n沟道型MOSFET构成。
上段侧的开关元件52A的源极与下段侧的开关元件52B的漏极连接。下段侧的开关元件52B的源极接地。上段侧的开关元件52A的漏极与电容器54的正极侧端子连接。由P3示出上段侧的开关元件52A与电容器54的正极侧端子的连接点。连接点P1与电容器54的负极侧端子连接。由P4示出连接点P1与电容器54的负极侧端子的连接点。
在连接点P3与连接点P4之间连接放电电路53。放电电路53由串联连接的一对开关元件53A、53B构成。开关元件53A、53B由n沟道型MOSFET构成。上段侧的开关元件53A的源极与下段侧的开关元件53B的漏极连接。上段侧的开关元件53A的漏极与连接点P3连接。下段侧的开关元件53B的源极与连接点P4连接。一对开关元件53A、53B的连接点P5与EPS用ECU12内的马达驱动电路42以及电源IC43连接。
主电源31的端子间电压(电池电压Vb)由第一电压传感器61检测。电容器54的端子间电压(电容器电压Vc)由第二电压传感器62检测。从电源装置30(放电电路53)供给到EPS用ECU12的电压(输出电压Vd)由第三电压传感器63检测。主电源31的输出电流(电池电流ib)由第一电流传感器64检测。从电源装置30(放电电路53)流向EPS用ECU12的电流(电源装置30的输出电流id)由第二电流传感器65检测。第二电流传感器65检测电流的方向以及大小。在该实施方式中，对于电流的方向来说，从放电电路53朝向EPS用ECU12的方向为正方向，从EPS用ECU12朝向放电电路53的方向为负方向。
各电压传感器61～63的检测值以及各电流传感器64、65的检测值被输入到电源控制用ECU33。在电源控制用ECU33输入有表示点火开关的状态的点火状态检测信号(图示省略)。电源控制用ECU33基于点火状态检测信号控制继电器51接通断开。在对点火开关进行了接通操作时，表示该情况的点火状态检测信号(以下，称为“点火接通状态信号”。)输入到电源控制用ECU33。若输入点火接通状态信号，则电源控制用ECU33使继电器51接通。另一方面，在对点火开关进行了断开操作时，表示该情况的点火状态检测信号(以下，称为“点火断开状态信号”。)输入到电源控制用ECU33。若输入点火断开状态信号，则电源控制用ECU33使继电器51断开。
电源控制用ECU33基于电压传感器61～63、电流传感器64、65等的检测值，控制辅助电源装置32内的四个开关元件52A、52B、53A、53B接通断开。电源控制用ECU33基于马达驱动电路42的耗电量PS，控制四个开关元件52A、52B、53A、53B。例如能够通过对由第三电压传感器63检测出的输出电压Vd与由第二电流传感器65检测出的输出电流id的积进行运算来求出耗电量PS。耗电量PS是“与驱动电路的耗电量对应的值”的一个例子。
具体而言，在耗电量PS的绝对值|PS|小于预先决定的输出电压切换用阈值KE时，电源控制用ECU33例如将放电电路53内的上段侧的开关元件53A设定为断开，并将下段侧的开关元件53B设定为接通。由此，仅通过主电源31向马达驱动电路42供电。有时将这样仅通过主电源31向EPS用ECU12供电的供电模式(供电状态)称为“通常输出电压模式(通常输出电压状态)”。
另外，在耗电量PS的绝对值|PS|小于输出电压切换用阈值KE时，电源控制用ECU33根据需要使充电电路52内的一对开关元件52A、52B交替地接通。由此，连接点P1上的输出电压(电池电压)被升压，并施加给电容器54。由此，对电容器54充电。
在耗电量PS的绝对值|PS|是输出电压切换用阈值KE以上时，电源控制用ECU33使充电电路52内的一对开关元件52A、52B成为断开状态。另外，电源控制用ECU33将放电电路53内的上段侧的开关元件53A设定为接通，并将下段侧的开关元件53B设定为断开。由此，通过主电源31以及电容器54双方对马达驱动电路42供电。该情况下，在主电源31的电压加上电容器54的电压后的电压施加给驱动电路42。有时将这样利用主电源31以及电容器54双方向EPS用ECU12供电的供电模式(供电状态)称为“高输出电压模式(高输出电压状态)”。
在该实施方式中，电源控制用ECU33在供电模式是高输出电压模式时电动马达18的运转状态成为再生状态时，限制供给到EPS用ECU12的电力。图3是用于说明电源控制用ECU33的动作的流程图。若输入点火接通状态信号(步骤S1：是)，则电源控制用ECU33进行初始设定(步骤S2)。在该初始设定中，电源控制用ECU33使开关元件52A、52B以及53A断开，使开关元件53B接通，使继电器51接通，并将模式标志F复位(F＝0)。
模式标志F是用于存储供电模式是通常输出电压模式还是高输出电压模式的标志。在供电模式为通常输出电压模式情况下，模式标志F被复位(F＝0)。在供电模式为高输出电压模式的情况下，模式标志F被置位(F＝1)。在初始设定中，供电模式设定为通常输出电压模式，所以模式标志F被复位。
接下来，电源控制用ECU33获取电池电压Vb、电容器电压Vc、输出电压Vd以及输出电流id(步骤S3)。电池电压Vb由第一电压传感器61检测。电容器电压Vc由第二电压传感器62检测。输出电压Vd由第三电压传感器63检测。输出电流id由第二电流传感器65检测。接下来，电源控制用ECU33辨别模式标志F是否被置位(F＝1)(步骤S4)。在模式标志F被复位的情况下(步骤S4：否)，换句话说，在供电模式为通常输出电压模式的情况下，电源控制用ECU33移至步骤S5。
在步骤S5中，电源控制用ECU33通过将在步骤S3获取的输出电压Vd与输出电流id相乘来对耗电量PS进行运算。然后，电源控制用ECU33辨别耗电量PS的绝对值|PS|是否是输出电压切换用阈值KE以上(步骤S6)。在耗电量PS的绝对值|PS|小于输出电压切换用阈值KE的情况下(步骤S6：否)，电源控制用ECU33将放电电路53内的上段侧的开关元件53A设定为断开，将下段侧的开关元件53B设定为接通，并将模式标志F复位(F＝0)(步骤S7)。由此，在执行电容器54的放电的情况下，停止该放电。另外，由此，供电模式成为通常输出电压模式。
然后，电源控制用ECU33辨别电容器电压Vc是否小于规定的充电辨别用阈值A(A＞0)(步骤S8)。该辨别为了防止电容器54的过充电而进行。充电辨别用阈值A设定为与电容器的上限电压相等的值或者比其稍小的值。若电容器电压Vc是充电辨别用阈值A以上(步骤S8：否)，则电源控制用ECU33将充电电路52内的两个开关元件52A、52B一起设定为断开(步骤S9)。然后，电源控制用ECU33辨别是否输入了点火断开状态信号(步骤S13)。若未输入点火断开状态信号(步骤S13：否)，则电源控制用ECU33返回到步骤S3。
在上述步骤S8中，辨别为电容器电压Vc小于充电辨别用阈值A的情况下(步骤S8：是)，电源控制用ECU33开始电容器54的充电处理(步骤S10)。具体而言，电源控制用ECU33使充电电路52内的一对开关元件52A、52B交替地接通。由此，电容器54被充电。此外，在从步骤S8移至步骤S10的情况下，在已经开始充电处理的情况下，电源控制用ECU33继续进行充电处理。
然后，电源控制用ECU33移至步骤S13，辨别是否输入了点火断开状态信号。若未输入点火断开状态信号(步骤S13：否)，则电源控制用ECU33返回到步骤S3。在上述步骤S6中，辨别为耗电量PS的绝对值|PS|的输出电压切换用阈值KE以上的情况下(步骤S6：是)，电源控制用ECU33将充电电路52内的两个开关元件52A、52B一起设定为断开(步骤S11)。由此，在充电处理执行中的情况下，停止充电处理。
接下来，电源控制用ECU33将放电电路53内的上段侧的开关元件53A设定为接通，将下段侧的开关元件53B设定为断开，并将模式标志F置位(F＝1)(步骤S12)。由此，供电模式成为高输出电压模式。
然后，电源控制用ECU33移至步骤S13，辨别是否输入了点火断开状态信号。若未输入点火断开状态信号(步骤S13：否)，则电源控制用ECU33返回到步骤S3。
在上述步骤S4中，在模式标志F被置位的情况下(步骤S4：是)，换句话说，供电模式是高输出电压模式的情况下，电源控制用ECU33移至步骤S14。在步骤S14中，电源控制用ECU33基于下式(1)对反电动势Vg进行运算。
Vg＝Vd－(Vb+Vc)…(1)
Vd、Vb以及Vc分别是在步骤S3中获取的输出电压、电池电压以及电容器电压。
接下来，电源控制用ECU33辨别电动马达18的运转状态是否是再生状态(步骤S15)。具体而言，电源控制用ECU33辨别是否满足在步骤S3获取的输出电流id的符号为负，并且在步骤S14运算出的反电动势Vg比规定的阈值B(B＞0)大这样的条件。在满足该条件的情况下，电源控制用ECU33辨别为电动马达18的运转状态是再生状态，在不满足该条件的情况下，辨别为电动马达18是动力运转状态。
在辨别为电动马达18的运转状态是动力运转状态的情况下(步骤S15：否)，电源控制用ECU33移至步骤S5。该情况下，执行上述的步骤S5以后的处理。另一方面，在步骤S15中，辨别为电动马达18的运转状态是再生状态的情况下，电源控制用ECU33将放电电路53内的上段侧的开关元件53A设定为断开，将下段侧的开关元件53B设定为接通，并将模式标志F复位(F＝0)(步骤S16)。由此，在执行电容器54的放电的情况下，停止该放电。由此，供电模式成为通常输出电压模式。
燃后，电源控制用ECU33移至步骤S13，辨别是否输入了点火断开状态信号。若未输入点火断开状态信号(步骤S13：否)，则电源控制用ECU33返回到步骤S3。在步骤S13中，辨别为输入点火断开状态信号的情况下(步骤S13：是)，电源控制用ECU33断开继电器51(步骤S17)。然后，电源控制用ECU33结束这次的处理。
在该实施方式中，在供电模式是高输出电压模式的情况下，电动马达18的运转状态成为再生状态时，供电模式切换为通常输出电压模式(参照步骤S15、S16)。由此，能够抑制在电动马达18的运转状态成为再生状态时电源装置30的输出电压过大，所以能够抑制在EPS用ECU12产生故障。
在上述的实施方式中，在供电模式是高输出电压模式时，电源控制用ECU33将放电电路53内的上段侧的开关元件53A设定为接通，并将下段侧的开关元件53B设定为断开。但是，也可以在供电模式是高输出电压模式时，电源控制用ECU33通过基于马达驱动电路42的耗电量PS的PWM控制，使放电电路53内的一对开关元件53A、53B交替地接通。对该情况下的实施方式(以下，称为变形例)进行说明。
对供电模式是高输出电压模式时的开关元件53A、53B的控制方法进行更具体的说明。将PWM周期内的开关元件53A的接通期间的比率亦即占空比设为D1[％]。将PWM周期内的开关元件53B的接通期间的比率亦即占空比设为D2[％]。在PWM周期中，在开关元件53A断开的期间，接通开关元件53B，所以D2为D2＝(100－D1)。但是，在开关元件53A的接通期间与开关元件53B的接通期间之间设定有死区。D1越大，电源装置30的输出电压越大。
电源控制用ECU33在耗电量PS的绝对值|PS|是输出电压切换用阈值KE以上的情况下，以耗电量PS的绝对值|PS|与输出电压切换用阈值KE的偏差|PS－KE|越大占空比D1越大的方式，根据偏差|PS－KE|来对占空比D1进行运算。然后，若运算出的占空比D1在限制值L以内，则电源控制用ECU33使用运算出的占空比D1作为最终的占空比D1，来对开关元件53A、53B进行PWM控制。另一方面，在运算出的占空比D1比限制值L大的情况下，电源控制用ECU33使用限制值L作为最终的占空比D1，来对开关元件53A、53B进行PWM控制。
在该变形例中，平常使用作为通常的限制值的第一限制值L1作为限制值L，在供电模式是高输出电压模式的情况下电动马达18成为再生状态时，使用过电压防止用的第二限制值L2作为限制值L。在该变形例中，第一限制值L1设定为占空比D1的最大值亦即100。将在后面描述第二限制值L2的运算方法。
图4A、4B是用于说明电源控制用ECU33的变形例的流程图。若输入点火接通状态信号(步骤S21：是)，则电源控制用ECU33进行初始设定(步骤S22)。在该初始设定中，电源控制用ECU33使开关元件52A、52B以及53A断开，使开关元件53B接通，使继电器51接通，并将模式标志F复位(F＝0)。
接下来，电源控制用ECU33获取电池电压Vb、电容器电压Vc、输出电压Vd以及输出电流id(步骤S23)。电池电压Vb由第一电压传感器61检测。电容器电压Vc由第二电压传感器62检测。输出电压Vd由第三电压传感器63检测。输出电流id由第二电流传感器65检测。接下来，电源控制用ECU33辨别模式标志F是否被置位(步骤S24)。在模式标志F被复位(F＝0)的情况下(步骤S24：否)，换句话说，供电模式是通常输出电压模式的情况下，电源控制用ECU33移至步骤S25。
在步骤S25中，电源控制用ECU33将高输出电压模式时的针对开关元件53A的占空比D1的限制值L设定为通常的限制值亦即第一限制值L1。然后，移至步骤S29。在上述步骤S24中，在模式标志F被置位(F＝1)的情况下(步骤S24：是)，换句话说，供电模式是高输出电压模式的情况下，电源控制用ECU33移至步骤S26。
在步骤S26中，电源控制用ECU33基于下式(2)对反电动势Vg进行运算。
Vg＝Vd－{Vb+(Vc·D1/100)}…(2)
Vd、Vb以及Vc分别是在步骤S23获取的输出电压、电池电压以及电容器电压。D1是当前设定的针对开关元件53A的占空比。
接下来，电源控制用ECU33辨别电动马达18的运转状态是否是再生状态(步骤S27)。具体而言，电源控制用ECU33辨别是否满足在步骤S23获取的输出电流id的符号为负，并且在步骤S26运算出的反电动势Vg比规定的阈值B(B＞0)大这样的条件。在满足该条件的情况下，电源控制用ECU33辨别为电动马达18的运转状态是再生状态，在不满足该条件的情况下，辨别为电动马达18的运转状态是动力运转状态。
在辨别为电动马达18的运转状态是动力运转状态的情况下(步骤S27：否)，电源控制用ECU33移至步骤S25。该情况下，占空比D1的限制值L设定为第一限制值L1。另一方面，在步骤S27中，辨别为电动马达18的运转状态是再生状态的情况下(步骤S27：是)，电源控制用ECU33对第二限制值L2进行运算并设定为占空比D1的限制值L(步骤S28)。
对第二限制值L2的运算方法进行说明。若将在产生了反电动势的情况下从电源装置30(放电电路53)输出的输出电压成为过电压的电压设为Vth，则需要将从电源装置30输出的输出电压限制在Vth以下。因此，针对占空比D1的第二限制值L2需要满足下式(3)。
Vb+(Vc·L2/100)+Vg≤Vth…(3)
Vb以及Vc分别是在步骤S23获取的电源电压以及电容器电压。Vg是在步骤S26运算出的反电动势。
根据上述式(3)，由下式(4)表示第二限制值L2。
L2≤{(Vth－Vb－Vg)/Vc}×100…(4)
然后，电源控制用ECU33移至步骤S29。在步骤S29中，电源控制用ECU33通过将在步骤S23获取的输出电压Vd和输出电流id相乘来对耗电量PS进行运算。然后，电源控制用ECU33辨别耗电量PS的绝对值|PS|是否是规定的输出电压切换用阈值KE以上(步骤S30)。
在耗电量PS的绝对值|PS|小于输出电压切换用阈值KE的情况下(步骤S30：否)，电源控制用ECU33将放电电路53内的上段侧的开关元件53A设定为断开，将下段侧的开关元件53B设定为接通，并将模式标志F复位(F＝0)(步骤S31)。由此，在执行电容器54的放电的情况下，停止该放电。另外，由此，供电模式成为通常输出电压模式。
然后，电源控制用ECU33辨别电动马达18的运转状态是否是再生状态(步骤S32)。该辨别方法与上述的步骤S27相同。在电动马达18的运转状态不是再生状态的情况下(步骤S32：否)，电源控制用ECU33辨别电容器电压Vc是否小于规定的充电辨别用阈值A(A＞0)(步骤S33)。该辨别为了防止电容器54的过充电而进行。充电辨别用阈值A设定为与电容器的上限电压相等的值或者比其稍小的值。
在上述步骤S32中辨别为电动马达18的运转状态是再生状态的情况下(步骤S32：是)或者在上述步骤S33中辨别为电容器电压Vc是充电辨别用阈值A以上的情况下(步骤S33：否)，电源控制用ECU33移至步骤S34。在步骤S34中，电源控制用ECU33将充电电路52内的两个开关元件52A、52B一起设定为断开。然后，电源控制用ECU33辨别是否输入了点火断开状态信号(步骤S42)。若未输入点火断开状态信号(步骤S42：否)，则电源控制用ECU33返回到步骤S23。
在上述步骤S33中，辨别为电容器电压Vc小于充电辨别用阈值A的情况下(步骤S33：是)，电源控制用ECU33开始电容器54的充电处理(步骤S35)。具体而言，电源控制用ECU33使充电电路52内的一对开关元件52A、52B交替地接通。由此，电容器54被充电。此外，在从步骤S33移至步骤S35的情况下，在已经开始充电处理的情况下，电源控制用ECU33继续进行充电处理。
然后，电源控制用ECU33移至步骤S42，辨别是否输入了点火断开状态信号。若未输入点火断开状态信号(步骤S42：否)，则电源控制用ECU33返回到步骤S23。在上述步骤S30，辨别为耗电量PS的绝对值|PS|是输出电压切换用阈值KE以上的情况下(步骤S30：是)，电源控制用ECU33将模式标志F置位(F＝1)(步骤S36)。另外，电源控制用ECU33将充电电路52内的两个开关元件52A、52B一起设定为断开(步骤S37)。由此，在充电处理执行中的情况下，停止充电处理。
接下来，电源控制用ECU33基于耗电量PS的绝对值|PS|与输出电压切换用阈值KE的偏差|PS－KE|，对针对开关元件53A的占空比D1进行运算(步骤S38)。然后，电源控制用ECU33辨别运算出的占空比D1是否是限制值L以下(步骤S39)。限制值L在判定为是高输出电压模式并且是再生状态的情况下是在步骤S28运算出的第二限制值L2，在除此以外的情况下是在步骤S25设定的第一限制值L1。
若运算出的占空比D1在限制值L以下(步骤S39：是)，则电源控制用ECU33直接进入步骤S41。在步骤S41中，基于占空比D1对开关元件53A、53B进行PWM控制。由此，供电模式成为高输出电压模式。然后，电源控制用ECU33移至步骤S42。
另一方面，在步骤S39中，辨别为运算出的占空比D1比限制值L大的情况下(步骤S39：否)，电源控制用ECU33将限制值L设定为最终的针对开关元件53A的占空比D1(步骤S40)，之后移至步骤S41。由此，虽然供电模式成为高输出电压模式，但针对开关元件53A的占空比D1被限制在限制值L以下。在是高输出电压模式并且是再生状态的情况下，限制值L被设定为第二限制值L2，所以能够抑制在再生状态下电源装置30的输出电压成为过电压。
然后，电源控制用ECU33移至步骤S42。在步骤S42中，电源控制用ECU33辨别是否输入了点火断开状态信号。若未输入点火断开状态信号(步骤S42：否)，则电源控制用ECU33返回到步骤S23。在步骤S42中，辨别为输入了点火断开状态信号的情况下(步骤S42：是)，电源控制用ECU33断开继电器51(步骤S43)。然后，电源控制用ECU33结束这次的处理。
在该实施方式中，在供电模式是高输出电压模式的情况下，在电动马达18的运转状态成为再生状态时，针对开关元件53A的占空比D1被第二限制值L2限制(参照步骤S28、S40)。由此，能够抑制在电动马达18的运转状态成为再生状态时电源装置30的输出电压过大，所以能够抑制在EPS用ECU12产生故障。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明还能够以其它的方式实施。在上述的实施方式中，基于EPS用ECU12的耗电量PS的绝对值|PS|是否是输出电压切换用阈值KE以上，来切换通常输出电压模式和高输出电压模式。但是，也可以基于主电源电力是否是输出电压切换用阈值KE以上，来切换通常输出电压模式和高输出电压模式。主电源电力是EPS用ECU12由于辅助控制而消耗的主电源31的实际电力。能够通过对由第一电流传感器64检测出的电池电流ib与由第一电压传感器61检测出的电池电压Vb的积进行运算来求出主电源电力。主电源电力是“与驱动电路的耗电量对应的值”的一个例子。
在上述的实施方式中，辅助电源由一个电容器构成，但也可以由多个电容器构成。另外，辅助电源也可以由一个或者多个电容器以外的电源要素构成。作为电容器以外的电源要素，能够列举全固体电池、锂离子电池等。另外，在上述的实施方式中，对将本发明所涉及的电源系统应用于电动助力转向装置的情况进行了说明。然而，对于本发明来说，只要是包含电动马达的车辆，则能够应用于电动助力转向装置以外的使用电动马达的装置。
另外，能够在权利要求书所记载的事项的范围内实施各种设计变更。

Claims (7)

1.一种电源系统，用于具备电动马达的车辆，该电源系统包含电源装置和控制上述电源装置的控制装置，其中，
上述电源装置包含：
主电源和辅助电源；以及
切换电路，其用于在第一供电模式和第二供电模式之间切换供电模式，上述第一供电模式是仅通过上述主电源向上述电动马达的驱动电路供电，上述第二供电模式是利用上述主电源以及上述辅助电源双方向上述驱动电路供电，
上述控制装置包含：
切换电路控制单元，其基于与上述驱动电路的耗电量对应的值控制上述切换电路；
判定单元，其判定上述电动马达的运转状态是再生状态还是动力运转状态；以及
限制单元，其在上述供电模式是上述第二供电模式，并且由上述判定单元判定为上述电动马达的运转状态是再生状态时，限制向上述驱动电路供给的电力。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其中，
上述限制单元构成为在上述供电模式是上述第二供电模式，并且由上述判定单元判定为上述电动马达的运转状态是再生状态时，控制上述切换电路，将上述供电模式切换为上述第一供电模式。
3.根据权利要求1所述的电源系统，其中，
上述切换电路控制单元构成为在上述第二供电模式时，通过基于与上述驱动电路的耗电量对应的值的PWM控制交替地切换第一状态和第二状态，上述第一状态是从上述主电源与上述辅助电源的串联电路向上述驱动电路供电，上述第二状态是仅从上述主电源向上述驱动电路供电，
上述限制单元构成为在上述供电模式是上述第二供电模式，并且由上述判定单元判定为上述电动马达的运转状态是再生状态时，限制PWM周期内的针对上述第一状态的占空比。
4.根据权利要求3所述的电源系统，其中，
上述控制装置包含对在上述电动马达产生的反电动势进行运算的反电动势运算单元，
上述限制单元包含：
限制值运算单元，其基于由上述反电动势运算单元运算出的反电动势对限制值进行运算；以及
将PWM周期内的针对上述第一状态的占空比限制在由上述限制值运算单元运算出的上述限制值以下的单元。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的电源系统，其中，
上述控制装置包含对在上述电动马达产生的反电动势进行运算的反电动势运算单元，
上述判定单元构成为基于从上述电源装置流向上述驱动电路的电流的方向、和由上述反电动势运算单元运算出的反电动势的大小，来判定上述电动马达的运转状态是再生状态还是动力运转状态。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的电源系统，其中，
上述辅助电源由电容器构成。
7.根据权利要求5所述的电源系统，其中，
上述辅助电源由电容器构成。
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