JP2009280039A - Electric power steering device - Google Patents

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敏明 應矢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device in which the setting of a threshold value regarding the starting of discharge of an auxiliary power source is made more favorable. <P>SOLUTION: The electric power steering device 1 includes a battery 7; the auxiliary power source 10 connected to the battery 7 in series; electric power detection means (8, 9, 11) for detecting electric power fed to a motor 5; a charge circuit 21 for performing charge of the auxiliary power source 10; and a discharge circuit 15 for selectively constituting the first state that electric power is fed only from the battery 7 to the motor 5 and the second state that the electric power is fed from the battery 7 and the auxiliary power source 10 to the motor 5, wherein an acceleration sensor 27 for detecting acceleration of the vehicle; and a control circuit 20 for selecting the first state or the second state by the discharge circuit 15 based on comparison of the electric power fed to the motor 5 with a threshold value and increasing-reducing the threshold value according to increase-reduction of the acceleration are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両に搭載され、モータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering device that is mounted on a vehicle and generates a steering assist force by a motor.

電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵トルクに応じてモータにより操舵補助力を生じさせる装置である。近年、大型車への電動パワーステアリング装置の需要が急増しており、かかる大型車の場合、必要とされる操舵補助力も増大する。従って、より大きな電力をモータに供給しなければならない。しかし、主電源としてのバッテリだけでは、このような大電力を十分にまかなえない場合がある。そこで、バッテリとは別に2次電池の補助電源を設け、通常はバッテリのみで対応し、より大きな電力を必要とするときはバッテリと補助電源とを互いに直列に接続して両電源で電力を供給する、という構成が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   The electric power steering device is a device that generates a steering assist force by a motor in accordance with a driver's steering torque. In recent years, the demand for electric power steering devices for large vehicles has increased rapidly, and the steering assist force required for such large vehicles has also increased. Therefore, more power must be supplied to the motor. However, there are cases where such a large amount of power cannot be adequately provided by using only the battery as the main power source. Therefore, an auxiliary power source for secondary batteries is provided separately from the battery. Usually, only the battery can be used. When a larger amount of power is required, the battery and auxiliary power source are connected in series to supply power from both power sources. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2005−287222号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-287222 (FIG. 1)

上記のような従来の電動パワーステアリング装置では、補助電源を使用するか否かの基準となる電力の閾値は、一定値とされており、バッテリの消費電力が、この閾値以上になれば、補助電源が使用され、放電する。この閾値が低い値に設定されるほど、補助電源の使用開始のタイミングが早くなる。その結果、補助電源の使用頻度が高くなり、バッテリからの大電力の持ち出しは抑制されるが、補助電源の充電を迅速に行わなければ、充電が間に合わなくなる場合がある。逆に、閾値が高い値に設定されるほど、補助電源の使用開始のタイミングが遅くなる。その結果、補助電源の使用頻度は低くなるが、バッテリから大電力を持ち出すことが多くなり、バッテリの消耗を早めたり、他の電装品への電力供給が不十分になる恐れがある。すなわち、閾値をどこに設定しても課題は残る。   In the conventional electric power steering apparatus as described above, the threshold value of power that is used as a reference for whether or not to use the auxiliary power source is a constant value, and if the power consumption of the battery exceeds this threshold value, the auxiliary power steering apparatus The power supply is used and discharged. The lower the threshold is set, the earlier the timing of starting use of the auxiliary power supply. As a result, the frequency of use of the auxiliary power supply is increased, and carrying out of large power from the battery is suppressed. However, if the auxiliary power supply is not quickly charged, charging may not be in time. Conversely, the higher the threshold is set, the later the timing for starting use of the auxiliary power supply. As a result, although the frequency of use of the auxiliary power supply is reduced, large power is often taken out from the battery, and there is a possibility that the battery is consumed quickly or the power supply to other electrical components is insufficient. That is, the problem remains wherever the threshold is set.

かかる課題に鑑み、本発明は、補助電源の放電開始に係る閾値設定がより好適なものとなる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an electric power steering device in which a threshold setting related to the start of discharge of an auxiliary power supply is more suitable.

本発明は、車両に搭載され、モータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置であって、
前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリに対して直列に接続され、前記モータに電力を供給することが可能な補助電源と、前記モータに供給される電力を検出する電力検出手段と、前記バッテリの電圧に基づいて前記補助電源の充電を行う充電回路と、前記バッテリのみから前記モータに電力を供給する第1の状態と、前記バッテリ及び補助電源から前記モータに電力を供給する第2の状態とを、選択的に構成する放電回路と、前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記モータに供給される電力と閾値との比較に基づいて、前記放電回路に前記第1の状態又は第2の状態を選択させ、前記車両の進行方向への加速度の増加・減少に応じて当該閾値を増加・減少させる制御回路とを備えたものである。
The present invention is an electric power steering device that is mounted on a vehicle and generates a steering assist force by a motor,
A battery for supplying power to the motor; an auxiliary power source connected in series to the battery and capable of supplying power to the motor; and a power detection means for detecting the power supplied to the motor; A charging circuit for charging the auxiliary power source based on the voltage of the battery; a first state in which power is supplied to the motor only from the battery; and a second state in which power is supplied to the motor from the battery and auxiliary power source. Based on a comparison between a discharge circuit selectively configured, an acceleration detection means for detecting acceleration of the vehicle, and a power supplied to the motor and a threshold value. And a control circuit for selecting the state or the second state and increasing / decreasing the threshold in accordance with increase / decrease in acceleration in the traveling direction of the vehicle.

通常、車両の加速度が大きいときに大電力を要する操舵が行われることは無く、大電力を要する操舵が行われるのは、加速度が小さいとき又は負(減少)のときである。そこで、上記のような電動パワーステアリング装置では、車両の加速度が増大するほど制御回路は閾値を増大させ、バッテリは比較的大きな電力まで負担する。一方、加速度が減少するほど制御回路は閾値を減少させ、所要電力が比較的小さい段階から補助電源を使用できる状態とする。   Normally, steering that requires high power is not performed when the acceleration of the vehicle is large, and steering that requires high power is performed when the acceleration is small or negative (decrease). Therefore, in the electric power steering apparatus as described above, the control circuit increases the threshold value as the vehicle acceleration increases, and the battery bears a relatively large amount of power. On the other hand, as the acceleration decreases, the control circuit decreases the threshold value so that the auxiliary power supply can be used from the stage where the required power is relatively small.

また、上記電動パワーステアリング装置において、制御回路は、第1の状態が選択されている場合において、電力検出手段の検出する電力が充電閾値以下になると、充電回路により補助電源を充電させ、かつ、当該充電閾値を、加速度の増加・減少に応じて増加・減少させるようにしてもよい。
この場合、車両の加速度が増大すると制御回路は充電閾値を増大させ、所要電力が比較的大きくても補助電源の充電が行われる。すなわち、加速度が比較的大きく、大電力操舵の可能性が低いときは充電閾値を高くして、充電を促進することができる。逆に、加速度が減少すると制御回路は充電閾値を減少させることにより、所要電力が比較的小さくなければ補助電源の充電は行われないようにする。
Further, in the electric power steering apparatus, the control circuit, when the first state is selected, causes the auxiliary power source to be charged by the charging circuit when the electric power detected by the electric power detection means becomes equal to or lower than the charging threshold, and The charging threshold may be increased / decreased according to the increase / decrease in acceleration.
In this case, when the acceleration of the vehicle increases, the control circuit increases the charging threshold, and the auxiliary power supply is charged even if the required power is relatively large. That is, when the acceleration is relatively large and the possibility of high power steering is low, the charging threshold can be increased to promote charging. Conversely, when the acceleration decreases, the control circuit decreases the charging threshold so that the auxiliary power supply is not charged unless the required power is relatively small.

また、上記電動パワーステアリング装置において、制御回路は、補助電源を充電するときの充電時目標電流を、加速度の増加・減少に応じて増加・減少させるようにしてもよい。
この場合、加速度が比較的大きく、大電力操舵の可能性が低いときは充電時目標電流を多くして、高速充電を行うことができる。
In the electric power steering apparatus, the control circuit may increase / decrease the charging target current when charging the auxiliary power supply in accordance with the increase / decrease in acceleration.
In this case, when the acceleration is relatively large and the possibility of high power steering is low, the charging target current can be increased to perform high-speed charging.

また、上記電動パワーステアリング装置において、制御回路は、電力検出手段の検出する電力が充電閾値より大きい放電閾値以上になると、放電回路に第2の状態を選択させ、かつ、加速度の増加・減少に応じて当該放電閾値を増加・減少させるようにしてもよい。
この場合、放電閾値と充電閾値との間に差があることになるので、放電・充電が頻繁に切り替わることを、防止することができる。
In the above electric power steering apparatus, the control circuit causes the discharge circuit to select the second state and increase / decrease the acceleration when the power detected by the power detection means becomes equal to or greater than the discharge threshold greater than the charge threshold. Accordingly, the discharge threshold value may be increased or decreased.
In this case, since there is a difference between the discharge threshold and the charge threshold, it is possible to prevent frequent switching between discharge and charge.

また、上記電動パワーステアリング装置において、制御回路は、補助電源の端子間電圧が、満充電を示す所定値に達している場合、充電回路による充電を禁止するようにしてもよい。
この場合、無駄な充電を防止することができる。
In the electric power steering apparatus, the control circuit may prohibit charging by the charging circuit when the voltage between the terminals of the auxiliary power source reaches a predetermined value indicating full charging.
In this case, useless charging can be prevented.

また、上記電動パワーステアリング装置において、制御回路は、補助電源の端子間電圧が所定の下限値を下回る場合、電力検出手段の検出する電力が前記充電閾値より大きい放電閾値以上になっても、放電回路を第1の状態に維持するようにしてもよい。
この場合、無理な放電を防止することができる。
Further, in the electric power steering apparatus, the control circuit may discharge when the voltage between the terminals of the auxiliary power source is lower than a predetermined lower limit value, even if the power detected by the power detection unit is greater than or equal to the discharge threshold value greater than the charge threshold value. The circuit may be maintained in the first state.
In this case, excessive discharge can be prevented.

また、上記電動パワーステアリング装置において、加速度検出手段は、車両の横方向への加速度に基づいて進行方向への加速度を推定するものであってもよい。
通常、横方向への加速度が大きいほど進行方向への加速の意図は少なく、逆に、横方向への加速度が小さいほど進行方向へ加速しようとしているものと判断することができるので、横方向の加速度に基づいて、進行方向への加速度を推定することができる。
In the electric power steering apparatus, the acceleration detection means may estimate the acceleration in the traveling direction based on the acceleration in the lateral direction of the vehicle.
Usually, the greater the acceleration in the lateral direction, the less the intention of acceleration in the traveling direction, and conversely, the smaller the acceleration in the lateral direction, the more it can be determined that the vehicle is trying to accelerate in the traveling direction. Based on the acceleration, the acceleration in the traveling direction can be estimated.

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、加速度が比較的小さいとき又は負のときは大電力操舵に備えて閾値を低くし、補助電源の放電が開始されるタイミングを早めることができるので、閾値設定がより好適なものとなる。   According to the electric power steering apparatus of the present invention, when the acceleration is relatively small or negative, the threshold value can be lowered in preparation for high power steering and the timing at which discharge of the auxiliary power source is started can be accelerated. Setting becomes more suitable.

図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置1の電気回路を主体とした構成を示す回路図である。図において、ステアリング装置3は、ステアリングホイール(ハンドル)4に付与される運転者の操舵トルクと、モータ5が発生する操舵補助力とによって駆動される。モータ5は、3相ブラシレスモータであり、モータ駆動回路6により駆動される。モータ駆動回路6は、3相ブリッジ回路を構成する6個のスイッチング素子(MOS−FET)61〜66と、これらをスイッチングする駆動回路(FETドライバ)67とを備えている。駆動回路67は、制御回路20によって制御される。   FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration mainly including an electric circuit of an electric power steering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In the figure, the steering device 3 is driven by the driver's steering torque applied to the steering wheel (handle) 4 and the steering assist force generated by the motor 5. The motor 5 is a three-phase brushless motor and is driven by a motor drive circuit 6. The motor drive circuit 6 includes six switching elements (MOS-FETs) 61 to 66 constituting a three-phase bridge circuit, and a drive circuit (FET driver) 67 for switching them. The drive circuit 67 is controlled by the control circuit 20.

モータ駆動回路6は、接地側電路LGを介して、バッテリ7の負極と接続されている。バッテリ7は、主電源としてモータ駆動回路6に電力を供給する。バッテリ7には、直列に電流検出器8が、並列に電圧検出器9が、それぞれ接続されている。電流検出器8はバッテリ7の出力する電流(IBとする。)を検出して、その検出信号を制御回路20に送る。電圧検出器9はバッテリ7の端子間に生じる電圧(VBとする。)を検出して、その検出信号を制御回路20に送る。制御回路20では、2つの検出信号に基づき乗算処理を行い、電力(VB・IB)を求める。 The motor drive circuit 6 is connected to the negative electrode of the battery 7 through the ground side electric circuit LG. The battery 7 supplies power to the motor drive circuit 6 as a main power source. The battery 7 is connected in series with a current detector 8 and in parallel with a voltage detector 9. The current detector 8 detects a current (I B ) output from the battery 7 and sends a detection signal to the control circuit 20. The voltage detector 9 detects the voltage (V B ) generated between the terminals of the battery 7 and sends the detection signal to the control circuit 20. The control circuit 20 performs multiplication processing based on the two detection signals to obtain power (V B · I B ).

補助電源10は、電気二重層コンデンサで構成されており、バッテリ7に対して、直列に接続されている。また、補助電源10に並列に、電圧検出器11が接続されている。電圧検出器11は補助電源10の端子間に生じる電圧(VCとする。)を検出して、検出信号を制御回路20に送る。電流検出器8における電圧降下は小さいのでこれを無視すると、電路L1にはバッテリ7の電圧VBが印加され、他方、電路L2には、バッテリ7の電圧VBと補助電源10の電圧VCとの和の電圧(VB+VC)が印加される。従って、補助電源10を使用した場合にモータ駆動回路6を介してモータ5に供給される電力は、(VB+VC)・IBとなる。また、補助電源10を使用しない場合にモータ駆動回路6を介してモータ5に供給される電力は、VB・IBとなる。このように、電流検出器8、電圧検出器9及び11は、制御回路20と共に、モータ5に供給される電力の検出手段を構成する。 The auxiliary power supply 10 is composed of an electric double layer capacitor and is connected in series to the battery 7. A voltage detector 11 is connected in parallel to the auxiliary power supply 10. The voltage detector 11 detects a voltage (V C ) generated between the terminals of the auxiliary power supply 10 and sends a detection signal to the control circuit 20. If the voltage drop in the current detector 8 is small and neglected, the voltage V B of the battery 7 is applied to the electric circuit L1, while the voltage V B of the battery 7 and the voltage V C of the auxiliary power supply 10 are applied to the electric circuit L2. Voltage (V B + V C ) is applied. Therefore, when the auxiliary power supply 10 is used, the electric power supplied to the motor 5 via the motor drive circuit 6 is (V B + V C ) · I B. Further, when the auxiliary power supply 10 is not used, the electric power supplied to the motor 5 via the motor drive circuit 6 is V B · I B. Thus, the current detector 8 and the voltage detectors 9 and 11 together with the control circuit 20 constitute a means for detecting the power supplied to the motor 5.

電路L1及びL2はそれぞれ、スイッチング素子12及び13(MOS−FET)からリアクトル25を介して共に、電路L3に接続される。この電路L3が、モータ駆動回路6に接続されている。モータ駆動回路6には並列に平滑コンデンサ28が接続されている。スイッチング素子12,13は、駆動回路(FETドライバ)14からPWM(パルス幅変調)制御された駆動信号が付与されることにより、スイッチングされる。駆動回路14は、制御回路20によって制御される。   The electric circuits L1 and L2 are connected to the electric circuit L3 from the switching elements 12 and 13 (MOS-FET) through the reactor 25, respectively. This electric circuit L3 is connected to the motor drive circuit 6. A smoothing capacitor 28 is connected to the motor drive circuit 6 in parallel. The switching elements 12 and 13 are switched when a drive signal controlled by PWM (pulse width modulation) is applied from a drive circuit (FET driver) 14. The drive circuit 14 is controlled by the control circuit 20.

スイッチング素子12,13と駆動回路14とを含む放電回路15は、バッテリ7のみからモータ5に電力を供給する第1の状態と、バッテリ7に補助電源10を直列に接続した電源からモータ5に電力を供給する第2の状態とを、スイッチング素子12,13のオン・オフにより選択的に構成する。また、スイッチング素子12,13を高速にスイッチングさせることにより、2つの電圧(VBと(VB+VC))の間で任意の値の電圧をモータ駆動回路6に付与することができる。 The discharge circuit 15 including the switching elements 12 and 13 and the drive circuit 14 includes a first state in which power is supplied from only the battery 7 to the motor 5, and a power source in which the auxiliary power source 10 is connected to the battery 7 in series. The second state in which power is supplied is selectively configured by turning on and off the switching elements 12 and 13. Further, by switching the switching elements 12 and 13 at a high speed, a voltage having an arbitrary value between the two voltages (V B and (V B + V C )) can be applied to the motor drive circuit 6.

補助電源10は、充電回路21によって充電される。この充電回路21は、リアクトル16と、交互にオンとなるスイッチング素子17,18(MOS−FET)と、スイッチング素子17,18をスイッチングする駆動回路(FETドライバ)19とを備えている。駆動回路19は、制御回路20によって制御される。充電回路21と補助電源10との間には電流検出器26が介挿されており、この電流検出器26は、充電回路21から補助電源10への充電電流を検出して、その検出信号を制御回路20に送る。なお、電流検出器26を設けずに、電流検出器8で代用してもよい。   The auxiliary power supply 10 is charged by the charging circuit 21. The charging circuit 21 includes a reactor 16, switching elements 17 and 18 (MOS-FET) that are alternately turned on, and a drive circuit (FET driver) 19 that switches the switching elements 17 and 18. The drive circuit 19 is controlled by the control circuit 20. A current detector 26 is interposed between the charging circuit 21 and the auxiliary power supply 10, and this current detector 26 detects the charging current from the charging circuit 21 to the auxiliary power supply 10 and outputs the detection signal. Send to control circuit 20. Note that the current detector 8 may be substituted without providing the current detector 26.

制御回路20には、ステアリングホイール4に付与された操舵トルクを検出するトルクセンサ22から、その出力信号が入力される。また、車速を検出する車速センサ23の出力信号及び、車両の前進方向への加速度を検出する手段としての加速度センサ27の出力信号が、それぞれ、制御回路20に入力される。モータ5には、ロータの回転角度位置を検出する角度センサ24が設けられており、その出力信号が制御回路20に入力される。   An output signal is input to the control circuit 20 from a torque sensor 22 that detects a steering torque applied to the steering wheel 4. Further, an output signal of the vehicle speed sensor 23 for detecting the vehicle speed and an output signal of the acceleration sensor 27 as means for detecting acceleration in the forward direction of the vehicle are respectively input to the control circuit 20. The motor 5 is provided with an angle sensor 24 that detects the rotational angle position of the rotor, and its output signal is input to the control circuit 20.

上記のように構成された電動パワーステアリング装置において、制御回路20は、トルクセンサ22から送られてくる操舵トルク信号、車速センサ23から送られてくる車速信号、及び、角度センサ24から送られてくるロータ角度位置信号に基づいて、適切な操舵補助力を発生させるべく、モータ駆動回路6を動作させ、モータ5を駆動させる。   In the electric power steering apparatus configured as described above, the control circuit 20 receives the steering torque signal sent from the torque sensor 22, the vehicle speed signal sent from the vehicle speed sensor 23, and the angle sensor 24. Based on the incoming rotor angle position signal, the motor drive circuit 6 is operated to drive the motor 5 in order to generate an appropriate steering assist force.

一方、充電回路21においてスイッチング素子17がオン状態、スイッチング素子18がオフ状態のときは、バッテリ7からリアクトル16、スイッチング素子17を通って電流が流れる。その状態からスイッチング素子17がオフ状態(スイッチング素子18がオン状態)に転じると、電流遮断による磁束変化を妨げるように高電圧がリアクトル16に発生し、これにより、バッテリ7の出力電圧を昇圧した電圧で、補助電源10が充電される。従って、スイッチング素子17,18のオン・オフを繰り返すことにより、補助電源10を充電することができる。制御回路20は、補助電源10の電圧VCを監視し、一定の電圧に達していない場合には、駆動回路19を介してスイッチング素子17,18をオン・オフさせ、補助電源10を充電する。 On the other hand, when the switching element 17 is on and the switching element 18 is off in the charging circuit 21, current flows from the battery 7 through the reactor 16 and the switching element 17. When the switching element 17 is turned off from that state (the switching element 18 is turned on), a high voltage is generated in the reactor 16 so as to prevent a magnetic flux change due to current interruption, thereby boosting the output voltage of the battery 7. The auxiliary power supply 10 is charged with the voltage. Therefore, the auxiliary power supply 10 can be charged by repeatedly turning on and off the switching elements 17 and 18. The control circuit 20 monitors the voltage V C of the auxiliary power supply 10, and turns on and off the switching elements 17 and 18 via the drive circuit 19 to charge the auxiliary power supply 10 when the voltage does not reach a certain voltage. .

次に、制御回路20を中心として行われる充放電制御について、図2のフローチャートを参照して説明する。図2のフローチャートに示す充放電制御は、制御回路20において繰り返し実行される。まず、制御回路20は、電流検出器8及び電圧検出器9,11からの出力信号に基づいて、モータ5に供給される電力を検出する(ステップS1)。また、予め記憶している図3及び図4の特性に基づいて、現在の加速度に対応する充電時目標電流(図3)並びに、現在の加速度に対応する放電閾値及び充電閾値(図4)を求める。   Next, charge / discharge control performed mainly by the control circuit 20 will be described with reference to the flowchart of FIG. The charge / discharge control shown in the flowchart of FIG. 2 is repeatedly executed in the control circuit 20. First, the control circuit 20 detects the electric power supplied to the motor 5 based on the output signals from the current detector 8 and the voltage detectors 9 and 11 (step S1). Further, based on the characteristics of FIGS. 3 and 4 stored in advance, the charging target current (FIG. 3) corresponding to the current acceleration, and the discharge threshold and the charging threshold (FIG. 4) corresponding to the current acceleration are obtained. Ask.

ここで、図3に示すように、充電時目標電流は、加速度の増加・減少に比例して増加・減少する。また、図4に示すように、放電閾値及び充電閾値は、加速度の増加・減少に比例して増加・減少する。ここで、放電閾値とは、電力がこの値以上になると補助電源10を放電させるための値である。また、充電閾値とは、電力がこの値以下になると補助電源10を充電するための値である。   Here, as shown in FIG. 3, the charging target current increases / decreases in proportion to the increase / decrease in acceleration. Further, as shown in FIG. 4, the discharge threshold and the charge threshold increase / decrease in proportion to the increase / decrease in acceleration. Here, the discharge threshold is a value for discharging the auxiliary power supply 10 when the electric power becomes equal to or higher than this value. The charging threshold value is a value for charging the auxiliary power supply 10 when the power becomes equal to or lower than this value.

図2に戻り、制御回路20は、ステップS1で検出した電力が放電閾値以上か否かの判断を行う(ステップS2)。ここで、制御回路20は、「NO」すなわち、放電閾値より電力が小さい場合、電力が充電閾値以下か否かの判断を行う(ステップS3)。充電閾値以下であれば、補助電源10の電圧(電圧検出器11の検出する電圧)が上限値以上か否かを判断する(ステップS4)。上限値とは、補助電源10が満充電の状態となったときの端子間電圧を意味する。ステップS3で電力が充電閾値を超えている場合には充電を行うことなく、処理終了となる。また、ステップS4で補助電源電圧が上限値以上である場合には、充電の必要がないため、処理終了となる。   Returning to FIG. 2, the control circuit 20 determines whether or not the power detected in step S1 is equal to or greater than the discharge threshold (step S2). Here, the control circuit 20 determines “NO”, that is, if the power is smaller than the discharge threshold, whether the power is equal to or less than the charge threshold (step S3). If it is below the charging threshold, it is determined whether or not the voltage of the auxiliary power supply 10 (the voltage detected by the voltage detector 11) is greater than or equal to the upper limit value (step S4). The upper limit value means a voltage between terminals when the auxiliary power supply 10 is in a fully charged state. If the power exceeds the charging threshold value in step S3, the process ends without charging. If the auxiliary power supply voltage is equal to or higher than the upper limit value in step S4, the process ends because charging is not necessary.

一方、ステップS4にて「NO」すなわち、補助電源電圧が上限値より小さい場合は、制御回路20は、駆動回路19を制御して補助電源10の充電を行わせる。この充電は、電流フィードバック制御により行われる。電流フィードバック制御は、充電時目標電流と、電流検出器26からフィードバックされる充電電流とを比較しつつ、充電電流が、充電時目標電流(図3)となるように実行される。   On the other hand, if “NO” in step S4, that is, if the auxiliary power supply voltage is smaller than the upper limit value, the control circuit 20 controls the drive circuit 19 to charge the auxiliary power supply 10. This charging is performed by current feedback control. The current feedback control is executed so that the charging current becomes the charging target current (FIG. 3) while comparing the charging target current with the charging current fed back from the current detector 26.

再び図2のステップS2に戻り、制御回路20は、電力が放電閾値以上であるとき、補助電源電圧が下限値以上であるか否かの判断を行う(ステップS6)。この下限値とは、補助電源を放電させることが可能な最低限の電圧値である。ここで、補助電源電圧が下限値より小さい場合には、処理終了となる。一方、補助電源電圧が下限値以上であれば、制御回路20は、電力が、電力目標値以下であるか否かを判断する(ステップS7)。ステップS7で電力が、電力目標値以下である場合には、電力フィードバック制御の必要がないため、処理終了となる。   Returning to step S2 of FIG. 2 again, the control circuit 20 determines whether or not the auxiliary power supply voltage is equal to or higher than the lower limit value when the power is equal to or higher than the discharge threshold (step S6). This lower limit value is the minimum voltage value that can discharge the auxiliary power supply. Here, when the auxiliary power supply voltage is smaller than the lower limit value, the processing is ended. On the other hand, if the auxiliary power supply voltage is equal to or higher than the lower limit value, the control circuit 20 determines whether or not the power is equal to or lower than the power target value (step S7). If the power is less than or equal to the power target value in step S7, the process ends because there is no need for power feedback control.

一方、ステップS7において、電力が、電力目標値より大きい場合には、制御回路20は、電力フィードバック制御を行う(ステップS8)。電力フィードバック制御は、電力目標値と、電圧検出器9及び電流検出器8からフィードバックされる値に基づく電力とを比較しつつ、電力が、電力目標値となるように実行される。   On the other hand, when the power is larger than the power target value in step S7, the control circuit 20 performs power feedback control (step S8). The power feedback control is executed so that the power becomes the power target value while comparing the power target value with the power based on the values fed back from the voltage detector 9 and the current detector 8.

以上のように、本実施形態では、加速度に比例して充電閾値、放電閾値及び充電時目標電流を変化させる。通常、車両の加速度が大きいときに大電力を要する操舵が行われることは無く、大電力を要する操舵が行われるのは、加速度が小さいときである。そこで、車両の加速度が増大するほど制御回路20は閾値を増大させ、バッテリ7は比較的大きな電力まで負担する。一方、加速度が減少するほど制御回路20は閾値を減少させ、所要電力が比較的小さい段階から補助電源10を使用できる状態とする。これにより、加速度が比較的小さいときは大電力操舵に備えて閾値を低くし、補助電源10の放電が開始されるタイミングを早めることができるので、閾値設定がより好適なものとなる。   As described above, in the present embodiment, the charging threshold, the discharging threshold, and the charging target current are changed in proportion to the acceleration. Normally, steering that requires high power is not performed when the acceleration of the vehicle is high, and steering that requires high power is performed when the acceleration is low. Therefore, the control circuit 20 increases the threshold value as the vehicle acceleration increases, and the battery 7 bears a relatively large amount of power. On the other hand, as the acceleration decreases, the control circuit 20 decreases the threshold value so that the auxiliary power supply 10 can be used from the stage where the required power is relatively small. Thereby, when the acceleration is relatively small, the threshold value can be lowered in preparation for high-power steering and the timing at which the discharge of the auxiliary power supply 10 is started can be advanced, so that the threshold setting becomes more suitable.

また、車両の加速度が増大すると制御回路20は充電閾値を増大させ、所要電力が比較的大きくても補助電源10の充電が行われる。すなわち、加速度が比較的大きく、大電力操舵の可能性が低いときは充電閾値を高くして、充電を促進することができる。逆に、加速度が減少すると制御回路20は充電閾値を減少させ、所要電力が比較的小さくなければ補助電源10の充電は行われないようにする。
さらに、加速度が比較的大きく、大電力操舵の可能性が低いときは充電時目標電流を多くして、高速充電を行うことができる。
When the acceleration of the vehicle increases, the control circuit 20 increases the charging threshold, and the auxiliary power supply 10 is charged even if the required power is relatively large. That is, when the acceleration is relatively large and the possibility of high power steering is low, the charging threshold can be increased to promote charging. Conversely, when the acceleration decreases, the control circuit 20 decreases the charging threshold so that the auxiliary power supply 10 is not charged unless the required power is relatively small.
Further, when the acceleration is relatively large and the possibility of high power steering is low, the charging target current can be increased to perform high-speed charging.

また、図4において、放電閾値と充電閾値との間には電力の差がある。このような閾値間領域の存在により、放電・充電が頻繁に切り替わることを、防止することができる。
一方、図2のステップS4において、制御回路20は、補助電源10の端子間電圧が、満充電を示す上限値に達している場合、充電回路21による充電を禁止することにより、無駄な充電を防止することができる。
また、図2のステップS6において、制御回路20は、補助電源10の端子間電圧が下限値を下回る場合、放電をさせない(放電回路15を第1の状態に維持する)ことにより、無理な放電を防止することができる。
Further, in FIG. 4, there is a difference in power between the discharge threshold and the charge threshold. Due to the presence of such an inter-threshold region, frequent switching between discharging and charging can be prevented.
On the other hand, in step S4 of FIG. 2, when the voltage between the terminals of the auxiliary power supply 10 has reached the upper limit value indicating full charge, the control circuit 20 prohibits charging by the charging circuit 21, thereby performing unnecessary charging. Can be prevented.
Further, in step S6 of FIG. 2, the control circuit 20 does not discharge when the voltage between the terminals of the auxiliary power supply 10 is lower than the lower limit (maintaining the discharge circuit 15 in the first state), thereby forcibly discharging. Can be prevented.

なお、上記実施形態では、車両の前方向への加速度を検出すべく加速度センサ27を設けたが、これに代えて、又は、これと併用して、車両の横方向への加速度(いわゆる横G)を検出する加速度センサを設けてもよい。通常、横方向への加速度が大きいほど進行方向への加速の意図は無く、逆に、横方向への加速度が小さいほど進行方向へ加速しようとしているものと判断することができるので、横方向の加速度に基づいて、進行方向への加速度を推定することができる。   In the above embodiment, the acceleration sensor 27 is provided to detect the acceleration in the forward direction of the vehicle. However, instead of or in combination with this, the acceleration in the lateral direction of the vehicle (so-called lateral G) is provided. ) May be provided. Normally, the greater the acceleration in the lateral direction, the less the intention of acceleration in the traveling direction, and conversely, the smaller the acceleration in the lateral direction, the more the acceleration in the traveling direction can be determined. Based on the acceleration, the acceleration in the traveling direction can be estimated.

また、加速度センサを設けることなく、速度センサ23の出力信号を時間で微分して加速度を求めることにより、速度センサ23が制御回路20と協働して加速度検出手段を構成するようにしてもよい。
さらにまた、加速度センサとして、スロットル開度(又はアクセル踏み込み量)を検出するセンサを使用してもよい。
Further, without providing an acceleration sensor, the speed sensor 23 may cooperate with the control circuit 20 to constitute acceleration detection means by differentiating the output signal of the speed sensor 23 with respect to time to obtain acceleration. .
Furthermore, a sensor that detects the throttle opening (or the accelerator depression amount) may be used as the acceleration sensor.

なお、上記実施形態では充電閾値及び放電閾値並びに充電時目標電流が加速度の増減に比例して増減する特性を示したが、「比例」に限定されるものではない。例えば高次の関数や、非線形な特性を与えてもよい。要するに、加速度の増加・減少に応じて充電閾値及び放電閾値並びに充電時目標電流が増加・減少する特性を用意すればよい。
さらに、加速度の増加時と減少時とでヒステリシスを持たせた特性にすれば、さらに高度な制御の提供が可能となる。
In the above embodiment, the charging threshold value, the discharging threshold value, and the charging target current are shown to increase or decrease in proportion to the increase or decrease of acceleration. However, the present invention is not limited to “proportional”. For example, a higher-order function or a non-linear characteristic may be given. In short, it is only necessary to prepare a characteristic that the charging threshold and discharging threshold and the charging target current increase / decrease in accordance with the increase / decrease in acceleration.
Furthermore, if the characteristics are given hysteresis when the acceleration increases and decreases, it is possible to provide more advanced control.

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気回路を主体とした構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a configuration mainly including an electric circuit of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. 充放電制御のフローチャートである。It is a flowchart of charging / discharging control. 加速度に対する充電時目標電流の変化特性を示すグラフである。It is a graph which shows the change characteristic of the target current at the time of charge with respect to acceleration. 加速度に対する放電閾値及び充電閾値の変化特性を示すグラフである。It is a graph which shows the change characteristic of the discharge threshold value with respect to an acceleration, and a charge threshold value.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動パワーステアリング装置
7 バッテリ
8 電流検出器
9 電圧検出器
10 補助電源
11 電圧検出器
15 放電回路
20 制御回路
21 充電回路
26 電流検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering apparatus 7 Battery 8 Current detector 9 Voltage detector 10 Auxiliary power supply 11 Voltage detector 15 Discharge circuit 20 Control circuit 21 Charging circuit 26 Current detector

Claims (7)

車両に搭載され、モータにより操舵補助力を生じさせる電動パワーステアリング装置であって、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリに対して直列に接続され、前記モータに電力を供給することが可能な補助電源と、
前記モータに供給される電力を検出する電力検出手段と、
前記バッテリの電圧に基づいて前記補助電源の充電を行う充電回路と、
前記バッテリのみから前記モータに電力を供給する第1の状態と、前記バッテリ及び補助電源から前記モータに電力を供給する第2の状態とを、選択的に構成する放電回路と、
前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記モータに供給される電力と閾値との比較に基づいて、前記放電回路に前記第1の状態又は第2の状態を選択させ、前記車両の進行方向への加速度の増加・減少に応じて当該閾値を増加・減少させる制御回路と
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An electric power steering device mounted on a vehicle and generating a steering assist force by a motor,
A battery for supplying power to the motor;
An auxiliary power source connected in series to the battery and capable of supplying power to the motor;
Power detection means for detecting power supplied to the motor;
A charging circuit for charging the auxiliary power source based on the voltage of the battery;
A discharge circuit that selectively configures a first state in which power is supplied from only the battery to the motor and a second state in which power is supplied from the battery and an auxiliary power source to the motor;
Acceleration detecting means for detecting acceleration of the vehicle;
Based on the comparison between the electric power supplied to the motor and a threshold value, the discharge circuit selects the first state or the second state, and according to the increase / decrease of acceleration in the traveling direction of the vehicle An electric power steering apparatus comprising: a control circuit for increasing / decreasing a threshold value.
前記制御回路は、前記第1の状態が選択されている場合において、前記電力検出手段の検出する電力が充電閾値以下になると、前記充電回路により前記補助電源を充電させ、かつ、当該充電閾値を、前記加速度の増加・減少に応じて増加・減少させる請求項1記載の電動パワーステアリング装置。   In the case where the first state is selected, the control circuit causes the auxiliary power source to be charged by the charging circuit and sets the charging threshold when the power detected by the power detecting unit is equal to or lower than a charging threshold. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the electric power steering apparatus increases / decreases in accordance with increase / decrease of the acceleration. 前記制御回路は、前記補助電源を充電するときの充電時目標電流を、前記加速度の増加・減少に応じて増加・減少させる請求項2記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the control circuit increases / decreases a charging target current when charging the auxiliary power source in accordance with an increase / decrease in the acceleration. 前記制御回路は、前記電力検出手段の検出する電力が前記充電閾値より大きい放電閾値以上になると、前記放電回路に前記第2の状態を選択させ、かつ、前記加速度の増加・減少に応じて当該放電閾値を増加・減少させる請求項2記載の電動パワーステアリング装置。   The control circuit causes the discharge circuit to select the second state when the power detected by the power detection means is equal to or greater than a discharge threshold value that is greater than the charge threshold value, and the control circuit responds to the increase / decrease of the acceleration. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the electric discharge threshold is increased / decreased. 前記制御回路は、前記補助電源の端子間電圧が、満充電を示す所定値に達している場合、前記充電回路による充電を禁止する請求項2記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the control circuit prohibits charging by the charging circuit when a voltage between the terminals of the auxiliary power source reaches a predetermined value indicating full charging. 前記制御回路は、前記補助電源の端子間電圧が所定の下限値を下回る場合、前記電力検出手段の検出する電力が前記充電閾値より大きい放電閾値以上になっても、前記放電回路を前記第1の状態に維持する請求項2記載の電動パワーステアリング装置。   When the voltage between the terminals of the auxiliary power source is lower than a predetermined lower limit value, the control circuit causes the first discharge circuit to be connected to the first discharge circuit even if the power detected by the power detection unit is greater than or equal to the discharge threshold value that is greater than the charge threshold value. The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the electric power steering apparatus is maintained in the state. 前記加速度検出手段は、前記車両の横方向への加速度に基づいて進行方向への加速度を推定する請求項1記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the acceleration detecting unit estimates an acceleration in a traveling direction based on an acceleration in a lateral direction of the vehicle.
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