JP2011162113A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）があり、このようなＥＰＳには、従来の油圧式のパワーステアリング装置と比較して、レイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという利点がある。このため、近年では、車種や車格等を問わず、幅広い範囲において、その採用が進められるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle power steering apparatus includes an electric power steering apparatus (EPS) using a motor as a driving source. Such an EPS has a degree of freedom in layout as compared with a conventional hydraulic power steering apparatus. There is an advantage that it is high and energy consumption is small. For this reason, in recent years, the adoption has been promoted in a wide range regardless of the vehicle type, vehicle grade, and the like.
しかしながら、バッテリ（及び充電器としてのオルタネータ）を主電源とする車両においては、その出力可能な電力（の大きさ）に限りがある。このため、大型車両では、停車状態におけるステアリング操作時（所謂据え切り時）等、大電力が必要とされる状況において、そのアシスト力に不足が生ずる可能性があり、これが所謂引っ掛かり感等、操舵フィーリングを悪化させる要因となっていた。 However, in a vehicle using a battery (and an alternator as a charger) as a main power source, there is a limit to the power that can be output. For this reason, in a large vehicle, there is a possibility that the assist force may be insufficient in a situation where a large amount of electric power is required, such as during a steering operation in a stopped state (so-called stationary), which is a so-called catching feeling. It was a factor that worsened the feeling.
そこで、従来、主電源とは別に補助電源を設けることにより、主電源のみによる通常の電力供給形態以外に、その補助電源を用いた電力供給形態として、主電源及び補助電源を直列に接続した状態での電力供給形態を選択可能な構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、上記のような所謂据え切り時等、大電力の供給が必要とされる場合には、その電力供給形態を補助電源を用いる形態に切り替えることにより、アシスト力の強化を図る構成となっている。 Therefore, conventionally, by providing an auxiliary power supply separately from the main power supply, the main power supply and the auxiliary power supply are connected in series as a power supply form using the auxiliary power supply in addition to the normal power supply form using only the main power supply. The structure which can select the electric power supply form in is proposed (for example, refer patent document 1). When a large amount of power is required, such as during the so-called stationary operation as described above, the assist power is strengthened by switching the power supply mode to a mode using an auxiliary power source. Yes.
詳述すると、例えば、図７に示すＥＰＳ４１では、その電源装置４２において、補助電源４３は、主電源（バッテリ）４４の出力側（高電位側）に直列接続されている。尚、この例では、補助電源４３には、大容量のキャパシタ（電気二重層コンデンサ：ＥＤＬＣ）が用いられている。そして、主電源４４と補助電源４３との間には、リレースイッチ４６及び抵抗４７が介在されている。
More specifically, for example, in the
また、この電源装置４２は、直列に接続された一対のスイッチング素子４８，４９の接続点Ｐ０を出力部とする出力切替回路５０を備えている。尚、これらの各スイッチング素子４８，４９にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴが採用されている。そして、この例においては、その下段側のスイッチング素子４９の一端は、主電源４４と（リレースイッチ４６及び抵抗４７を介した）補助電源４３との間の接続点Ｐ１に接続されるとともに、上段側のスイッチング素子４８の一端（同図中、上段側の端子）は、補助電源４３の出力端子（接続点Ｐ２）に接続されている。
In addition, the
即ち、この電源装置４２では、上記出力切替回路５０を構成する下段側のスイッチング素子４９がオン（上段側のスイッチング素子４８はオフ）となることにより、その出力電圧Ｖpigが、上記接続点Ｐ１における電圧、つまり主電源４４の電圧Ｖbに基づく出力電圧Ｖ１となる。また、反対に上段側のスイッチング素子４８がオン（下段側のスイッチング素子４９はオフ）となることで、その出力電圧Ｖpigは、補助電源４３の出力端子（接続点Ｐ２）における電圧（出力電圧Ｖ２）、つまり直列に接続された主電源４４及び補助電源４３の合成出力となる。そして、この電源装置４２は、このように出力切替回路５０が作動することにより、主電源４４のみによる通常の状態と、主電源４４及び補助電源４３を直列に接続した状態との二つの電力供給形態を任意に切り替えることが可能となっている。
That is, in this
更に、この電源装置４２には、主電源４４の電圧Ｖbに基づく出力電圧Ｖ１を昇圧して補助電源４３の出力端子（接続点Ｐ２）に印加することにより当該補助電源４３を充電可能な昇圧回路５１が設けられている。具体的には、この昇圧回路５１は、直列に接続された一対のスイッチング素子５２，５３の間の接続点Ｐ３に対し、一端が上記接続点Ｐ１に接続されることにより主電源４４の電圧Ｖbに基づく出力電圧Ｖ１が印加される昇圧コイル５４、の他端を接続することにより形成されている。尚、これらの各スイッチング素子５２，５３にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴが採用されている。そして、その上段側の各スイッチング素子５２の一端は、補助電源４３の出力端子（接続点Ｐ２）に接続されるとともに、上段側の各スイッチング素子５３の一端は接地されている。
Further, the
即ち、この昇圧回路５１は、その各スイッチング素子５２，５３が同期して交互にオン／オフすることにより、その昇圧コイル５４に生ずる誘起電圧を主電源４４の出力電圧Ｖ１に重畳して上段側のスイッチング素子５２から出力する周知の構成を有している。そして、この例に示す電源装置４２では、この昇圧回路５１の出力電圧（昇圧電圧Ｖ３）を利用した補助電源４３の充電は、上記出力切替回路５０を構成する上段側のスイッチング素子４８がオフとなり、そのＥＣＵ５５（及びモータ５６）に対する電力供給形態が上記主電源４４のみによる通常の状態である場合に行う構成となっている。
That is, in the
ところで、近年、車両においては、従来にも増して、より一層の低コスト化が進められている。このため、上記のようなＥＰＳ用の電源装置についてもまた、構成の簡素化が強く求められており、その安定的な電力供給との両立が喫緊の課題となっていた。 By the way, in recent years, further cost reduction has been promoted in vehicles, as compared with conventional vehicles. For this reason, the EPS power supply apparatus as described above is also strongly required to be simplified in configuration, and it has been an urgent task to achieve a stable power supply.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より簡素な構成にて、安定的に主電源及び補助電源を用いた電力供給を行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide electric power capable of stably supplying power using a main power source and an auxiliary power source with a simpler configuration. The object is to provide a steering device.
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、主電源及び補助電源を直列に接続するとともに昇圧回路により前記主電源の出力電圧を昇圧して前記補助電源の出力端子に印加することにより該補助電源を充電可能な電源装置と、前記電源装置の作動を制御する電源管理手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記昇圧回路は、一端に前記主電源の出力電圧が印加される昇圧コイルと、オン作動により導通して前記昇圧コイルの他端を接地可能なスイッチング素子とを備え、該スイッチング素子のオフ作動により前記昇圧コイルに生ずる誘起電圧に基づく昇圧電圧を出力するものであって、前記補助電源の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記主電源の出力電流値を検出する電流検出手段とを備え、前記電源管理手段は、前記補助電源の出力電圧が所定の電圧閾値以下である場合に、前記昇圧回路により前記補助電源を充電すべく前記スイッチング素子をオン／オフさせるとともに、前記主電源の出力電流値に基づいて、前記スイッチング素子のオンＤｕｔｙ比を可変すること、を要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
即ち、主電源及び補助電源が直列に接続される構成では、その補助電源の放電に伴い主電源から電流が引き出される。従って、上記構成のように、主電源の出力電流値に基づき昇圧回路を構成するスイッチング素子のオンＤｕｔｙ比を可変して当該昇圧回路を経由した電流の流れを制御することにより、主電源から過大な電流が引き出されることを抑制することができる。そして、その所定の電圧閾値（第１の電圧閾値）として補助電源の蓄電状態が充電を必要とする水準にあるか否かを判定する際の基準値（充電電圧）を設定することにより、従来の電源装置に見られるような出力切替回路を廃して更なる構成の簡素化を図りつつ、安定的に主電源及び補助電源を用いた電力供給を行うことができる。加えて、常時、直列に接続された主電源及び補助電源による高電圧出力が可能になることで、モータの回転特性、とりわけ高回転領域における特性が改善される。その結果、急操舵時等におけるアシスト力の追従性を向上させて、より優れた操舵フィーリングを実現することができる。 That is, in a configuration in which the main power supply and the auxiliary power supply are connected in series, current is drawn from the main power supply as the auxiliary power supply is discharged. Therefore, as described above, the on-duty ratio of the switching elements constituting the booster circuit is varied based on the output current value of the main power supply to control the flow of current through the booster circuit, thereby overloading the main power supply. A large amount of current can be suppressed. Then, by setting a reference value (charging voltage) for determining whether or not the storage state of the auxiliary power supply is at a level that requires charging as the predetermined voltage threshold (first voltage threshold), Thus, the power supply using the main power supply and the auxiliary power supply can be stably performed while eliminating the output switching circuit as seen in the power supply apparatus and further simplifying the configuration. In addition, since the high voltage output by the main power supply and auxiliary power supply connected in series at all times is possible, the rotational characteristics of the motor, particularly in the high rotational speed region, are improved. As a result, it is possible to improve the followability of the assist force at the time of sudden steering or the like and realize a better steering feeling.
請求項２に記載の発明は、前記電源管理手段は、前記出力電流値が所定の電流閾値よりも大きい場合には、該出力電流値が大きいほど前記オンＤｕｔｙ比を小さくすること、を要旨とする。
The gist of the invention described in
即ち、通常、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）において、補助電源を必要とするような大電力を消費する状況は、所謂据え切り時等、ごく限られた場合のみであり、ほとんど電力を消費しない状態（直進保舵時や停車時非操舵時等）がかなりの割合を占めている。従って、例えば、所定の電流閾値（第１の電流閾値）として電力供給量が大きな状態にあるか否かを区分する値を設定し、主電源の出力電流値に余裕のある状況において、その昇圧回路による補助電源の充電を行うことにより、主電源から過大な電流が引き出されることを抑制することができる。また、大電力の供給が要求される状況においても、必ずしもその許容限度まで主電源の出力電流値が上昇するわけではない。従って、上記構成のように、出力電流値が大きいほどスイッチング素子のオンＤｕｔｙ比を小さくすることで、昇圧回路を経由した電流の流れを抑制しつつ補助電源の充電を行うことができる。そして、これにより、補助電源の消耗及びそれに伴う出力電圧の降下を抑えて、安定的に主電源及び補助電源を用いた電力供給を行うことができる。 In other words, in an electric power steering device (EPS), a large amount of electric power that requires an auxiliary power supply is usually only in a limited case such as a so-called stationary state, and almost no electric power is consumed. (For example, during straight-ahead steering or when the vehicle is not in steering) Therefore, for example, a value for distinguishing whether or not the power supply amount is in a large state is set as a predetermined current threshold (first current threshold), and in a situation where there is a margin in the output current value of the main power supply, By charging the auxiliary power supply by the circuit, it is possible to prevent an excessive current from being drawn from the main power supply. Even in a situation where a large amount of power is required, the output current value of the main power supply does not necessarily increase to the allowable limit. Therefore, as in the above configuration, the on-duty ratio of the switching element is reduced as the output current value increases, so that the auxiliary power supply can be charged while suppressing the current flow through the booster circuit. Accordingly, it is possible to stably supply power using the main power supply and the auxiliary power supply while suppressing the consumption of the auxiliary power supply and the accompanying output voltage drop.
請求項３に記載の発明は、前記電源管理手段は、前記主電源の出力電流値が第２の電流閾値よりも大きい場合には、前記スイッチング素子をオフ状態とすること、を要旨とする。
The gist of the invention described in
即ち、第２の電流閾値として主電源が持続的に出力可能な最大電流値に対応する値を設定する。そして、その主電源の出力電流値が補助電源の充電に振り分ける余裕のない水準まで上昇した場合には、昇圧回路による昇圧を停止することで、主電源から過大な電流が引き出されることを抑制することができる。従って、上記構成よれば、より安定的に主電源及び補助電源を用いた電力供給を行うことができる。 That is, a value corresponding to the maximum current value that the main power supply can output continuously is set as the second current threshold. Then, when the output current value of the main power supply rises to a level that can not be allocated to the charging of the auxiliary power supply, the boosting by the boosting circuit is stopped, thereby suppressing excessive current from being drawn from the main power supply. be able to. Therefore, according to the above configuration, it is possible to more stably supply power using the main power supply and the auxiliary power supply.
請求項４に記載の発明は、前記電源管理手段は、前記補助電源の出力電圧が前記電圧閾値よりも大きい場合には、前記スイッチング素子をオフ状態とすること、を要旨とする。
即ち、補助電源の出力電圧がその充電を要する程度まで低下していない場合には、昇圧回路による補助電源の充電を停止することで、主電源から過大な電流が引き出される事態を避けることができる。従って、上記構成によれば、その主電源及び補助電源を用いた電力供給の安定性を更に向上させることができる。
The gist of the invention described in
That is, when the output voltage of the auxiliary power supply does not drop to the extent that it needs to be charged, the situation where an excessive current is drawn from the main power supply can be avoided by stopping the charging of the auxiliary power supply by the booster circuit. . Therefore, according to the said structure, the stability of the electric power supply using the main power supply and auxiliary power supply can further be improved.
請求項５に記載の発明は、前記昇圧コイルの他端と前記補助電源の出力端子との間には、オン作動により両者間を導通する第２のスイッチング素子が設けられるものであって、前記電源管理手段は、前記補助電源の出力電圧が第２の電圧閾値よりも大きい場合には、前記第２のスイッチング素子をオン状態とすること、を要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, a second switching element is provided between the other end of the booster coil and the output terminal of the auxiliary power source to conduct between the two by an ON operation. The gist of the power management means is to turn on the second switching element when the output voltage of the auxiliary power is larger than the second voltage threshold.
即ち、電源装置には、モータに生じた回生電流が流入する。そして、こうした回生電流の発生により補助電源の出力端子に印加される逆起電圧は、当該補助電源の許容範囲を超える場合がある。この点を踏まえ、第２の電圧閾値として、補助電源の出力端子に対する印加電圧が当該補助電源の許容電圧を超える水準にあるか否かを判定する際の基準値（最大許容電圧）を設定する。そして、上記構成により、その回生電流を、昇圧回路を介して主電源に帰還させることにより、当該回生電流から補助電源を保護することができる。その結果、その電力供給の安定性を更に高めることができる。 That is, the regenerative current generated in the motor flows into the power supply device. The back electromotive voltage applied to the output terminal of the auxiliary power source due to the generation of the regenerative current may exceed the allowable range of the auxiliary power source. Based on this point, a reference value (maximum allowable voltage) for determining whether or not the voltage applied to the output terminal of the auxiliary power supply is at a level exceeding the allowable voltage of the auxiliary power supply is set as the second voltage threshold. . With this configuration, the regenerative current is fed back to the main power supply via the booster circuit, so that the auxiliary power supply can be protected from the regenerative current. As a result, the stability of the power supply can be further improved.
請求項６に記載の発明は、前記電源装置は、前記主電源の出力端子に接続されたリレースイッチを備え、前記電源管理手段は、前記主電源の出力電流値が第３の電流閾値よりも大きい場合には、前記リレースイッチをオフ状態とすること、を要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the power supply device includes a relay switch connected to an output terminal of the main power supply, and the power management means is configured such that the output current value of the main power supply is lower than a third current threshold value. When it is larger, the gist is to turn off the relay switch.
即ち、第３の電流閾値として、主電源の出力電流値が当該主電源の許容範囲を超えた水準にあるか否かを判定する際の基準値を設定する。そして、上記構成により、速やかにフェイルセーフを図ることによって、その信頼性の向上を図ることができる。 That is, a reference value for determining whether or not the output current value of the main power supply is at a level exceeding the allowable range of the main power supply is set as the third current threshold. And by the said structure, the improvement of the reliability can be aimed at by aiming at fail safe promptly.
本発明によれば、より簡素な構成にて、安定的に主電源及び補助電源を用いた電力供給を行うことが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electric power steering apparatus capable of stably supplying power using a main power supply and an auxiliary power supply with a simpler configuration.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the electric power steering apparatus (EPS) 1 of this embodiment, a
また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
Further, the
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２が減速機構１３を介してコラムシャフト３ａと駆動連結された所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、モータ１２には、ブラシ付の直流モータが採用されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ１０は、このモータ１２の回転を減速してコラムシャフト３ａに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
The
一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。尚、本実施形態のトルクセンサ１４は、ステアリングシャフト３（を構成する上記コラムシャフト３ａの途中）に設けられたトーションバー１６の捩れ、即ち操舵系を伝達する操舵トルクに応じて、そのセンサ信号の出力レベルが変化するように構成されている。そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、操舵系に付与すべきアシスト力（目標アシスト力）を演算する。
On the other hand, a torque sensor 14 and a vehicle speed sensor 15 are connected to the
また、本実施形態のＥＰＳ１は、主電源１７（バッテリ）及び当該主電源１７とは別体に設けられた補助電源１８を用いて電力供給を行う電源装置２０を備えている。尚、本実施形態では、補助電源１８には、大容量のキャパシタ（電気二重層コンデンサ：ＥＤＬＣ）が用いられている。そして、ＥＣＵ１１は、この電源装置２０からの電力供給を受けることにより、上記の目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべく、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じて、当該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する構成となっている（パワーアシスト制御）。
The
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるパワーアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を生成するモータ制御部２１を備えたマイコン２２と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２３とを備えている。また、本実施形態のＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される実電流（モータ電流Ｉm）を検出する電流センサ２４が設けられている。そして、マイコン２２は、この電流センサ２４により検出されるモータ電流Ｉmに基づく電流フィードバック制御の実行により上記モータ制御信号を演算する。
Next, the aspect of the power assist control in EPS of this embodiment is demonstrated.
As shown in FIG. 2, the
具体的には、本実施形態のマイコン２２は、上記トルクセンサ１４により検出される操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速センサ１５により検出される車速Ｖが遅いほど、より大きな値（絶対値）の目標アシスト力を演算する。そして、その目標アシスト力に対応する電流指令値（Ｉm*）に上記モータ電流Ｉmを追従させるべく演算したモータ制御信号を駆動回路２３に出力する構成となっている。
Specifically, the microcomputer 22 of this embodiment has a larger value as the steering torque τ (absolute value) detected by the torque sensor 14 is larger and as the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 15 is slower. The target assist force (absolute value) is calculated. The motor control signal calculated to make the motor current Im follow the current command value (Im *) corresponding to the target assist force is output to the
一方、本実施形態の駆動回路２３は、複数（４つ）のスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）をブリッジ状に接続してなる周知の構成を有している。そして、上記のようにマイコン２２の出力するモータ制御信号に基づいて、その対角に位置する各組二つのスイッチング素子が交互にオン／オフすることにより、その印加電圧、即ち上記電源装置２０の出力電圧Ｖpigに基づく駆動電力をモータ１２に出力する構成となっている。
On the other hand, the
また、本実施形態のマイコン２２には、上記モータ制御部２１とともに、電源管理部３０が設けられている。そして、ＥＣＵ１１は、この電源管理部３０が生成する各種制御信号（Ｓ_bc１，Ｓ_bc２，Ｓ_rl）を上記電源装置２０に出力することにより、当該電源装置２０の作動を制御する構成になっている。
In addition, the microcomputer 22 of the present embodiment is provided with a
次に、本実施形態における電源装置の構成について説明する。
図２に示すように、本実施形態の電源装置２０では、主電源１７及び補助電源１８が直列に接続されている。また、本実施形態では、主電源１７とその出力側（高電位側）に接続された補助電源１８との間には、リレースイッチ３１及び抵抗３２が介在されている。尚、本実施形態のリレースイッチ３１は、ＥＣＵ１１の出力するリレー信号Ｓ_rlに基づき作動する。そして、本実施形態のＥＣＵ１１（電源管理部３０）は、車両のイグニッションスイッチ（図示略）がオンされたことを検知した場合に、同リレースイッチ３１をオンさせるべき旨のリレー信号Ｓ_rlを出力する構成となっている。
Next, the configuration of the power supply device according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, in the
また、電源装置２０には、主電源１７の電圧（バッテリ電圧）Ｖbに基づく出力電圧Ｖ１（主電源１７と（リレースイッチ３１及び抵抗３２を介した）補助電源１８との間の接続点Ｐ１における電圧）を昇圧して補助電源１８の出力端子（接続点Ｐ２）に印加することにより当該補助電源１８を充電可能な昇圧回路３３が設けられている。
In addition, the
詳述すると、本実施形態の昇圧回路３３は、直列に接続された一対のスイッチング素子３４，３５の間の接続点Ｐ３に、一端に主電源１７の電圧Ｖbに基づく出力電圧Ｖ１が印加される昇圧コイル３６の他端を接続することにより形成されている。尚、これらの各スイッチング素子３４，３５にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴが採用されている。そして、その上段側のスイッチング素子３４の一端は、補助電源１８の出力端子（接続点Ｐ２）に接続されるとともに、下段側のスイッチング素子３５の一端は接地されている。
More specifically, in the
また、本実施形態では、この昇圧回路３３を構成する各スイッチング素子３４，３５は、それぞれ、ＥＣＵ１１（電源管理部３０）の出力する昇圧信号Ｓ_bc１，Ｓ_bc２に基づいてオン／オフする。そして、本実施形態の昇圧回路３３は、その一端が接地された下段側のスイッチング素子（下段ＦＥＴ）３５がオフ作動することにより生ずる昇圧電圧Ｖ３を補助電源１８の出力端子（接続点Ｐ２）に印加することが可能となっている。
In the present embodiment, the switching
即ち、本実施形態の昇圧回路３３において、下段側のスイッチング素子３５は、そのオン作動により導通して、一端に主電源１７の出力電圧Ｖ１が印加される昇圧コイル３６の他端を接地する。そして、本実施形態の昇圧回路３３は、そのスイッチング素子３５のオフ作動により昇圧コイル３６に生ずる誘起電圧を主電源１７の出力電圧Ｖ１に重畳して出力する。尚、本実施形態では、第２のスイッチング素子としての上段側のスイッチング素子３４（上段ＦＥＴ）は、補助電源１８側から昇圧回路３３側への電流の回り込み（逆流）を防止する逆流防止手段としての機能を有している。従って、その昇圧電圧Ｖ３は、下段側のスイッチング素子３５のオン時間Ｔonに応じて変化する（図３参照）。そして、本実施形態の昇圧回路３３は、その下段側のスイッチング素子３５のオン時間Ｔonとオフ時間Ｔoffとが等しい場合（Ｔon＝Ｔoff）、即ちオンＤｕｔｙ比（α＝Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff））が「５０％」である場合に、その昇圧電圧Ｖ３が主電源１７の出力電圧Ｖ１の二倍（等倍昇圧）となるように構成されている。
That is, in the
そして、ＥＣＵ１１（電源管理部３０）は、その昇圧信号Ｓ_bc１，Ｓ_bc２、及びリレー信号Ｓ_rlの出力を通じて電源装置２０の作動を制御する。
次に、本実施形態における電源装置の制御態様について説明する。
Then, the ECU 11 (power supply management unit 30) controls the operation of the
Next, a control mode of the power supply device in the present embodiment will be described.
図２に示すように、本実施形態の電源装置２０には、補助電源１８の出力電圧Ｖ２（出力端子となる接続点Ｐ２の電圧）を検出する電圧検出手段としての電圧センサ３７と、主電源１７の出力電流値（バッテリ電流）Ｉbを検出する電流検出手段としての電流センサ３８とが設けられている。そして、ＥＣＵ１１は、これら電圧センサ３７により検出される補助電源１８の出力電圧Ｖ２、及び主電源１７の出力電流値Ｉbに基づいて、電源装置２０の作動を制御する。
As shown in FIG. 2, the
詳述すると、図４に示すように、本実施形態では、ＥＣＵ１１に設けられた上記電源管理部３０には、補助電源１８の出力電圧Ｖ２に関する２つの電圧閾値（Ｖth１，Ｖth２）と主電源１７の出力電流値Ｉbに関する３つの電流閾値（Ｉth１，Ｉth２，Ｉth３）が設定されている。
More specifically, as shown in FIG. 4, in this embodiment, the
即ち、補助電源１８の出力電圧Ｖ２は、当該補助電源１８の蓄電状態を示す値であり、第１の電圧閾値Ｖth１には、補助電源１８の蓄電状態が充電を必要とする水準にあるか否かを判定する際の基準値（充電電圧）が設定されている。そして、第２の電圧閾値Ｖth２には、その出力端子（接続点Ｐ２）への印加電圧が補助電源１８の許容電圧を超える水準にあるか否かを判定する際の基準値（最大許容電圧）が設定されている。
That is, the output voltage V2 of the
一方、主電源１７の出力電流値Ｉbは、電源装置２０の電力供給量（モータ１２の消費電力）に応じて変化する値であり、第１の電流閾値Ｉth１には、その電力供給量が大きな状態（例えば、据え切り時等）にあるか否かを判定する際の基準値が設定されている。また、車載のバッテリを主たる構成要素とする主電源１７には、その出力可能な電流値に限りがあり、第２の電流閾値Ｉth２には、その主電源１７が持続的に出力可能な最大電流値に対応する値が設定されている。そして、第３の電流閾値Ｉth３には、その出力電流値Ｉbが、主電源１７の許容範囲を超えた水準にあるか否かを判定する際の基準値が設定されている。
On the other hand, the output current value Ib of the
そして、本実施形態の電源管理部３０は、その検出される補助電源１８の出力電圧Ｖ２及び主電源１７の出力電流値Ｉbの組み合わせが、上記のように設定された各電圧閾値（Ｖth１，Ｖth２）及び各電圧閾値（Ｉth１，Ｉth２，Ｉth３）により区分される何れの領域にあるかに基づいて、その電源装置２０の制御モードを決定する構成となっている。
Then, the
さらに詳述すると、本実施形態のＥＣＵ１１（電源管理部３０）は、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１以下である場合に、補助電源１８を充電すべく昇圧回路３３を作動させる。そして、その昇圧電圧Ｖ３を規定する下段側のスイッチング素子３５のオンＤｕｔｙ比（図３参照、α＝Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff））を、主電源１７の出力電流値Ｉbに基づいて可変する。
More specifically, the ECU 11 (power management unit 30) of the present embodiment operates the
即ち、本実施形態の電源装置２０のように、主電源１７及び補助電源１８が直列に接続された構成では、その補助電源１８の放電に伴い主電源１７から電流が引き出される。従って、主電源１７の出力電流値Ｉbは、この補助電源１８の放電により流れる電流Ｉ１と、昇圧回路３３の作動により流れる電流Ｉ２の合計値となる。
That is, in the configuration in which the
この点を踏まえ、本実施形態では、昇圧回路３３の作動による補助電源１８への充電は、電源装置２０の電力供給量が少ない状態において行われる。そして、これにより、主電源１７から過大な電流が引き出されることを抑制して、その電力供給の安定性を確保する構成となっている。
In view of this point, in the present embodiment, the charging of the
具体的には、図５に示すように、本実施形態のＥＣＵ１１は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第１の電流閾値Ｉth１以下である場合（Ｉb＜Ｉth１）には、下段側のスイッチング素子３５のオンＤｕｔｙ比（図３参照、α＝Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff））を「５０％」で固定とする。尚、この場合、逆流防止手段としての上段側のスイッチング素子３４は、下段側のスイッチング素子３５と同期して、当該スイッチング素子３５「オン」時には「オフ」、反対に「オフ」時には「オン」となるように制御される（充電モード：上下段ＦＥＴ同期制御）。そして、本実施形態では、これにより、主電源１７の出力電圧Ｖ１の二倍（等倍昇圧）の昇圧電圧Ｖ３を昇圧回路３３が出力するようになっている。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
また、ＥＣＵ１１は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第１の電流閾値Ｉth１よりも大きい場合には、第２の電流閾値Ｉth２以下の範囲（Ｉth１＜Ｉb≦Ｉth２）において、当該出力電流値Ｉbが大となるほど、下段側のスイッチング素子３５のオンＤｕｔｙ比を小さくする。尚、この場合、上段側（出力側）のスイッチング素子３４は、オフ状態となるように制御される。そして、その昇圧電圧Ｖ３の出力及び逆流防止手段としての機能は、同スイッチング素子３４の寄生ダイオードＤにより担保される（充放電モード、上下段ＦＥＴ非同期制御）。
Further, when the output current value Ib of the
更に、ＥＣＵ１１は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２よりも大きい場合には、下段側のスイッチング素子３５のオンＤｕｔｙ比を「０」、即ち当該スイッチング素子３５がオフ状態となるように制御する。そして、その下段側のスイッチング素子３４についてもまた、オフ状態となるように制御する（放電モード）。
Further, when the output current value Ib of the
即ち、通常、ＥＰＳにおいて、補助電源１８を必要とするような大電力を消費する状況は、所謂据え切り時等、ごく限られた場合のみであり、ほとんど電力を消費しない状態（直進保舵時や停車時非操舵時等）がかなりの割合を占めている。従って、上記のように、その主電源１７の出力電流値Ｉbに余裕のある場合、つまり出力電流値Ｉbが十分に小さく、大電力の供給を必要としないと推定される状況において（Ｉb≦Ｉth１）、その昇圧回路３３による補助電源１８の充電を行うことにより、主電源１７から過大な電流が引き出されることを抑制することができる。
That is, normally, in EPS, a large amount of power that requires the
また、大電力の供給が要求される状況においても（Ｉb＞Ｉth１）、必ずしもその許容限度まで主電源１７の出力電流値Ｉbが上昇するわけではない。従って、上記のように、その昇圧回路３３を経由した電流の流れを抑制しつつ補助電源１８の充電を行うことにより、補助電源１８の消耗及びそれに伴う出力電圧Ｖ２の降下を抑制することができる。そして、補助電源１８の充電に振り分ける余裕のない水準まで主電源１７の出力電流値Ｉbが上昇した場合（Ｉb＞Ｉth２）には、昇圧回路３３による昇圧を停止することにより、その安定性を担保することができる。
Even in a situation where a large amount of power is required (Ib> Ith1), the output current value Ib of the
ここで、本実施形態のＥＣＵ１１は、補助電源１８の出力電圧Ｖ２がその充電を要する程度まで低下していない場合（Ｖ２＞Ｖth１）もまた、電源装置２０の制御モードを「放電モード」として、その昇圧回路３３を構成する二つのスイッチング素子３４，３５がオフ状態となるように制御する（オンＤｕｔｙ＝「０％」）。尚、主電源１７の出力電流値Ｉbが第１の電流閾値Ｉth１以下の領域には、電源装置２０の給電先であるモータ１２がほとんど電力を消費していない状況も含まれる。従って、このような場合には「放電モード」ではあるものの、実質的に電源装置２０は待機状態となっている。
Here, the
また、本実施形態のＥＣＵ１１は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２以下であり（Ｉb以上Ｉth２）、且つ補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第２の電圧閾値Ｖth２よりも大きい場合（Ｖ２＞Ｖth２）には、昇圧回路３３を構成する上段側のスイッチング素子３４がオン状態となるように制御する（下段側のスイッチング素子３５はオフ状態）。
In the
即ち、電源装置２０には、モータ１２に生じた回生電流が流入する。そして、こうした回生電流の発生により補助電源１８の出力端子（接続点Ｐ２）に印加される逆起電圧は、補助電源１８の許容範囲を超える場合がある。
That is, the regenerative current generated in the
この点を踏まえ、本実施形態では、上記のように、補助電源１８の出力電圧Ｖ２とその第２の電圧閾値Ｖth２との比較により、こうした過大な逆起電圧の印加時にあるか否かを判定する。そして、その回生電流を、昇圧回路３３（上段側のスイッチング素子３４及び昇圧コイル３６）を介して、主電源１７に帰還させることにより、当該回生電流から補助電源１８を保護する構成となっている（保護モード）。
In consideration of this point, in the present embodiment, as described above, it is determined whether or not the excessive back electromotive voltage is applied by comparing the output voltage V2 of the
更に、本実施形態のＥＣＵ１１は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第３の電流閾値Ｉth３よりも大きい場合（Ｉb＞Ｉth３）には、その制御モードを「故障モード」として、リレースイッチ３１がオフ状態となるように制御する（電源リレーオフ）。尚、本実施形態では、この場合、昇圧回路３３を構成する二つのスイッチング素子３４，３５はともにオン状態となるように制御される。そして、これにより、速やかにフェイルセーフを図ることによって、信頼性の向上を図る構成となっている。
Further, when the output current value Ib of the
次に、本実施形態のＥＣＵによる電源管理制御の処理手順について説明する。
図６のフローチャートに示すように、本実施形態のＥＣＵ１１（電源管理部３０）は、その電源管理制御において、先ず、電流センサ３８により検出された主電源１７の出力電流値（バッテリ電流）Ｉbが第１の電流閾値Ｉth１よりも大きいか否かを判定する（ステップ１０１）。更に、ＥＣＵ１１は、その主電源１７の出力電流値Ｉbが第１の電流閾値Ｉth１以下である場合（Ｉb≦Ｉth１、ステップ１０１：ＮＯ）には、続いて、電圧センサ３７により検出された補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１より大きいか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、その補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１以下である場合（Ｖ２≦Ｖth１、ステップ１０２：ＮＯ）には、上記電源装置２０の制御モードを「充電モード（図４参照）」とする（ステップ１０３）。
Next, a processing procedure of power management control by the ECU of this embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 6, in the power management control, the ECU 11 (power management unit 30) of the present embodiment first calculates the output current value (battery current) Ib of the
また、上記ステップ１０２において、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１より大きいと判定した場合（Ｖ２＞Ｖth１、ステップ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１は、続いて補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第２の電圧閾値Ｖth２より大きいか否かを判定する（ステップ１０４）。そして、その補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第２の電圧閾値Ｖth２以下である場合（Ｖ２≦Ｖth２、ステップ１０４：ＮＯ）には、上記電源装置２０の制御モードを「放電モード（図４参照）」とする（ステップ１０５）。
If it is determined in step 102 that the output voltage V2 of the
そして、上記ステップ１０４において、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第２の電圧閾値Ｖth２より大きいと判定した場合（Ｖ２＞Ｖth２、ステップ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１は、その制御モードを「保護モード（図４参照）」とする（ステップ１０６）。
When it is determined in
一方、上記ステップ１０１において、主電源１７の出力電流値Ｉbが第１の電流閾値Ｉth１よりも大きいと判定した場合（Ｉb＞Ｉth１、ステップ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１は、続いて、当該主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２よりも大きいか否かを判定する（ステップ１０７）。更に、ＥＣＵ１１は、その主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２以下である場合（Ｉb≦Ｉth２、ステップ１０７：ＮＯ）には、続いて、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１より大きいか否かを判定する（ステップ１０８）。そして、その補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１以下である場合（Ｖ２≦Ｖth１、ステップ１０８：ＮＯ）には、上記電源装置２０の制御モードを「充放電モード（図４参照）」とする（ステップ１０９）。
On the other hand, when it is determined in
また、上記ステップ１０８において、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１より大きいと判定した場合（Ｖ２＞Ｖth１、ステップ１０８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１は、上記ステップ１０４を実行することにより、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第２の電圧閾値Ｖth２より大きいか否かを判定する。そして、その判定結果に応じた制御モードを選択する。
If it is determined in
即ち、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第２の電圧閾値Ｖth２以下であると判定した場合（Ｖ２≦Ｖth２、ステップ１０４：ＮＯ）には「放電モード」を選択し（ステップ１０５）、第２の電圧閾値Ｖth２より大きいと判定した場合（Ｖ２＞Ｖth２、ステップ１０４：ＹＥＳ）には「保護モード」を選択する（ステップ１０６）。
That is, when it is determined that the output voltage V2 of the
また、上記ステップ１０７において、主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２よりも大きいと判定した場合（Ｉb＞Ｉth２、ステップ１０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１は、続いて、当該主電源１７の出力電流値Ｉbが第３の電流閾値Ｉth３よりも大きいか否かを判定する（ステップ１１０）。そして、その主電源１７の出力電流値Ｉbが第３の電流閾値Ｉth３以下である場合（Ｉb≦Ｉth３、ステップ１１０：ＮＯ）には、その制御モードを「放電モード」とし（ステップ１０５）、第３の電流閾値Ｉth３よりも大きい場合（Ｉb＞Ｉth３、ステップ１１０：ＹＥＳ）には、その制御モードを「故障モード」とする（ステップ１１１）。
If it is determined in step 107 that the output current value Ib of the
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）電源装置２０において、主電源１７及び補助電源１８は直列に接続される。また、電源装置２０は、一端に主電源１７の出力電圧Ｖ１が印加される昇圧コイル３６と、オン作動により導通して同昇圧コイル３６の他端を接地可能なスイッチング素子３５とを有した昇圧回路３３を備える。一方、電源管理手段としてのＥＣＵ１１（電源管理部３０）は、補助電源１８の出力電圧Ｖ２及び主電源１７の出力電流値Ｉbを検出する。そして、ＥＣＵ１１は、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１以下である場合には、昇圧回路３３により補助電源１８を充電すべくスイッチング素子３５をオン／オフさせるとともに、主電源１７の出力電流値Ｉbに基づいて、スイッチング素子３５のオンＤｕｔｙ比を可変する。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) In the
即ち、主電源１７及び補助電源１８が直列に接続される構成では、その補助電源１８の放電に伴い主電源１７から電流が引き出される。従って、上記構成のように、主電源１７の出力電流値Ｉbに基づき昇圧回路３３を構成するスイッチング素子３５のオンＤｕｔｙ比を可変して当該昇圧回路３３を経由した電流の流れ（Ｉ２）を制御することにより、主電源１７から過大な電流が引き出されることを抑制することができる。そして、その第１の電圧閾値Ｖth１として補助電源１８の蓄電状態が充電を必要とする水準にあるか否かを判定する際の基準値（充電電圧）を設定することにより、従来の電源装置に見られるような出力切替回路（図７参照）を廃して更なる構成の簡素化を図りつつ、安定的に主電源１７及び補助電源１８を用いた電力供給を行うことができる。加えて、常時、直列に接続された主電源１７及び補助電源１８による高電圧出力が可能になることで、モータ１２の回転特性、とりわけ高回転領域における特性が改善される。その結果、急操舵時等におけるアシスト力の追従性を向上させて、より優れた操舵フィーリングを実現することができる。
That is, in the configuration in which the
（２）ＥＣＵ１１は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第１の電流閾値Ｉth１よりも大きい場合には、該出力電流値Ｉbが大きいほどスイッチング素子３５のオンＤｕｔｙ比を小さくする。
(2) When the output current value Ib of the
即ち、通常、ＥＰＳにおいて、補助電源１８を必要とするような大電力を消費する状況は、所謂据え切り時等、ごく限られた場合のみであり、ほとんど電力を消費しない状態（直進保舵時や停車時非操舵時等）がかなりの割合を占めている。従って、第１の電流閾値Ｉth１として電力供給量が大きな状態にあるか否かを区分する値を設定し、主電源１７の出力電流値Ｉbに余裕のある状況において（Ｉb≦Ｉth１）、その昇圧回路３３による補助電源１８の充電を行うことにより、主電源１７から過大な電流が引き出されることを抑制することができる。また、大電力の供給が要求される状況においても（Ｉb＞Ｉth１）、必ずしもその許容限度まで主電源１７の出力電流値Ｉbが上昇するわけではない。従って、上記構成のように、出力電流値Ｉbが大きいほどスイッチング素子３５のオンＤｕｔｙ比を小さくすることで、昇圧回路３３を経由した電流の流れを抑制しつつ補助電源１８の充電を行うことができる。そして、これにより、補助電源１８の消耗及びそれに伴う出力電圧Ｖ２の降下を抑えて、安定的に主電源１７及び補助電源１８を用いた電力供給を行うことができる。
That is, normally, in EPS, a large amount of power that requires the
（３）ＥＣＵ１１は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２よりも大きい場合には、昇圧回路３３のスイッチング素子３５をオフ状態とする。
即ち、第２の電流閾値Ｉth２として主電源１７が持続的に出力可能な最大電流値に対応する値を設定するとともに、その主電源１７の出力電流値Ｉbが補助電源１８の充電に振り分ける余裕のない水準まで上昇した場合（Ｉb＞Ｉth２）には、昇圧回路３３による昇圧を停止することで、主電源１７から過大な電流が引き出されることを抑制することができる。従って、上記構成よれば、より安定的に主電源１７及び補助電源１８を用いた電力供給を行うことができる。
(3) When the output current value Ib of the
That is, as the second current threshold Ith2, a value corresponding to the maximum current value that can be output continuously by the
（４）ＥＣＵ１１は、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第１の電圧閾値Ｖth１より大きい場合には、昇圧回路３３のスイッチング素子３５をオフ状態とする。
即ち、補助電源１８の出力電圧Ｖ２がその充電を要する程度まで低下していない場合（Ｖ２＞Ｖth１）には、昇圧回路３３による補助電源１８の充電を停止することで、主電源１７から過大な電流が引き出される事態を避けることができる。従って、上記構成によれば、その主電源１７及び補助電源１８を用いた電力供給の安定性を更に向上させることができる。
(4) When the output voltage V2 of the
That is, when the output voltage V2 of the
（５）昇圧回路３３において、その昇圧コイル３６の他端と補助電源１８の出力端子（接続点Ｐ３）との間には、逆流防止手段として、オン作動により両者間を導通するスイッチング素子３４が設けられる。そして、ＥＣＵ１１は、補助電源１８の出力電圧が第２の電圧閾値Ｖth２より大きい場合には、同スイッチング素子３４がオン状態とする。
(5) In the
即ち、電源装置２０には、モータ１２に生じた回生電流が流入する。そして、こうした回生電流の発生により補助電源１８の出力端子（接続点Ｐ２）に印加される逆起電圧は、補助電源１８の許容範囲を超える場合がある。
That is, the regenerative current generated in the
この点を踏まえ、第２の電圧閾値Ｖth２として、補助電源１８の出力端子（接続点Ｐ２）に対する印加電圧が当該補助電源１８の許容電圧を超える水準にあるか否かを判定する際の基準値（最大許容電圧）を設定する。そして、上記構成により、その回生電流を、昇圧回路３３（上段側のスイッチング素子３４及び昇圧コイル３６）を介して主電源１７に帰還させることにより、当該回生電流から補助電源１８を保護することができる。その結果、その電力供給の安定性を更に高めることができる。
Based on this point, a reference value for determining whether or not the voltage applied to the output terminal (connection point P2) of the
（６）主電源１７と補助電源１８との間には、リレースイッチ３１及び抵抗３２が介在される。そして、ＥＣＵ１１は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２よりも大きい場合には、リレースイッチ３１をオフ状態とする。
(6) A
即ち、第３の電流閾値Ｉth３として、主電源１７の出力電流値Ｉbが、当該主電源１７の許容範囲を超えた水準にあるか否かを判定する際の基準値を設定する。そして、上記構成により、速やかにフェイルセーフを図ることによって、その信頼性の向上を図ることができる。
That is, as the third current threshold Ith3, a reference value for determining whether or not the output current value Ib of the
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、本発明を所謂コラム型のＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のＥＰＳに適用してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the present invention is embodied in a so-called
・上記実施形態では、本発明をブラシ付の直流モータを駆動源とするＥＰＳ１に具体化したが、ブラシレスモータを駆動源とするＥＰＳに適用してもよい。
・上記実施形態では、補助電源１８は、大容量のキャパシタ（ＥＤＬＣ：電気二重層コンデンサ）により構成されることとした。しかし、これに限らず、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池、或いはその他の蓄電装置を補助電源の構成要素とするものに適用してもよい。そして、上記各実施形態のようにキャパシタ（コンデンサ）を用いる場合についても、その種類については、例えば、セラミックコンデンサ等、必ずしも電気二重層キャパシタに限るものではない。
In the above embodiment, the present invention is embodied in
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、昇圧回路３３は、直列に接続された一対のスイッチング素子３４，３５の間の接続点Ｐ３に、一端に主電源１７の電圧Ｖbに基づく出力電圧Ｖ１が印加される昇圧コイル３６の他端を接続することにより形成される。そして、その第２のスイッチング素子としての上段側（出力側）のスイッチング素子３４（上段ＦＥＴ）を逆流防止手段としての機能させることとした。しかし、これに限らず、ダイオードを逆流防止手段として用いる構成に適用してもよい。このような構成としても、その上段側のスイッチング素子３４をオンとして回生電流を主電源１７に帰還させる「保護モード」を除き、上記実施例と同一の制御モードが実行可能であるとともに、同様の効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the
・上記実施形態では、「保護モード」は、主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２以下であり（Ｉb以上Ｉth２）、且つ補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第２の電圧閾値Ｖth２よりも大きい場合（Ｖ２＞Ｖth２）に実行されることとした。しかし、これに限らず、主電源１７の出力電流値Ｉbが第２の電流閾値Ｉth２よりも大きい場合であっても、補助電源１８の出力電圧Ｖ２が第２の電圧閾値Ｖth２よりも大きい場合には「保護モード」に移行する構成としてもよい。
In the above embodiment, the “protection mode” means that the output current value Ib of the
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１７…主電源、１８…補助電源、２０…電源装置、２１…モータ制御部、２２…マイコン、２３…駆動回路、３０…電源管理部、３１…リレースイッチ、３３…昇圧回路、３４，３５…スイッチング素子、Ｄ…寄生ダイオード、Ｔon…オン時間、Ｔoff…オフ時間、３６…昇圧コイル、３７…電圧センサ、３８…電流センサ、４２…電源装置、４３…補助電源、４４…主電源、４６…リレースイッチ、４８，４９…スイッチング素子、５０…出力切替回路、５１…昇圧回路、５２，５３…スイッチング素子、５４…昇圧コイル、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４…接続点、Ｖ１，Ｖ２，Ｖpig…出力電圧、Ｖth１，Ｖth２…電圧閾値、Ｖ３…昇圧電圧、Ｉb…出力電流値、Ｉth１，Ｉth２，Ｉth３…電流閾値。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記昇圧回路は、一端に前記主電源の出力電圧が印加される昇圧コイルと、オン作動により導通して前記昇圧コイルの他端を接地可能なスイッチング素子とを備え、該スイッチング素子のオフ作動により前記昇圧コイルに生ずる誘起電圧に基づく昇圧電圧を出力するものであって、
前記補助電源の出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記主電源の出力電流値を検出する電流検出手段とを備え、
前記電源管理手段は、前記補助電源の出力電圧が所定の電圧閾値以下である場合に、前記昇圧回路により前記補助電源を充電すべく前記スイッチング素子をオン／オフさせるとともに、前記主電源の出力電流値に基づいて、前記スイッチング素子のオンＤｕｔｙ比を可変すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A power supply device that connects a main power supply and an auxiliary power supply in series and boosts the output voltage of the main power supply by a booster circuit and applies the boosted voltage to the output terminal of the auxiliary power supply, and the power supply device In an electric power steering apparatus provided with a power management means for controlling operation,
The booster circuit includes a booster coil to which the output voltage of the main power supply is applied at one end, and a switching element that is conductive when turned on and can ground the other end of the booster coil. Outputting a boosted voltage based on an induced voltage generated in the booster coil,
Voltage detection means for detecting the output voltage of the auxiliary power supply;
Current detection means for detecting the output current value of the main power supply,
The power management means turns on / off the switching element to charge the auxiliary power by the booster circuit when the output voltage of the auxiliary power is below a predetermined voltage threshold, and outputs the current of the main power An electric power steering apparatus, wherein an on-duty ratio of the switching element is varied based on a value.
前記電源管理手段は、前記出力電流値が所定の電流閾値よりも大きい場合には、該出力電流値が大きいほど前記オンＤｕｔｙ比を小さくすること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The power management means, when the output current value is larger than a predetermined current threshold, to reduce the on-duty ratio as the output current value is larger;
An electric power steering device.
前記電源管理手段は、前記主電源の出力電流値が第２の電流閾値よりも大きい場合には、前記スイッチング素子をオフ状態とすること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to claim 1 or 2,
The power management means turns off the switching element when the output current value of the main power supply is larger than a second current threshold value.
An electric power steering device.
前記電源管理手段は、前記補助電源の出力電圧が前記電圧閾値よりも大きい場合には、前記スイッチング素子をオフ状態とすること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 3,
The power management means turns off the switching element when the output voltage of the auxiliary power is larger than the voltage threshold,
An electric power steering device.
前記昇圧コイルの他端と前記補助電源の出力端子との間には、オン作動により両者間を導通する第２のスイッチング素子が設けられるものであって、
前記電源管理手段は、前記補助電源の出力電圧が第２の電圧閾値よりも大きい場合には、前記第２のスイッチング素子をオン状態とすること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to any one of claims 1 to 4,
Between the other end of the step-up coil and the output terminal of the auxiliary power source, a second switching element that conducts between the two by an ON operation is provided,
The power management means turns on the second switching element when the output voltage of the auxiliary power is larger than a second voltage threshold;
An electric power steering device.
前記電源装置は、前記主電源の出力端子に接続されたリレースイッチを備え、
前記電源管理手段は、前記主電源の出力電流値が第３の電流閾値よりも大きい場合には、前記リレースイッチをオフ状態とすること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The power supply device includes a relay switch connected to an output terminal of the main power supply,
The power management means turns off the relay switch when the output current value of the main power supply is larger than a third current threshold;
An electric power steering device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010028897A JP2011162113A (en) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Electric power steering device |
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|---|---|---|---|
| JP2010028897A JP2011162113A (en) | 2010-02-12 | 2010-02-12 | Electric power steering device |
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