电动动力转向装置制造方法

电动动力转向装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电动动力转向装置，其具备：电动马达（21），其产生辅助转矩；辅助电源装置（40），其与主电源（4）连接，并具有能够对电动马达（21）放电的电容器（45）；以及控制装置（30），其对辅助电源装置（40）进行控制。主电源（4）与辅助电源装置（40）具有多种连接方式。控制装置（30）根据情况切换主电源（4）与辅助电源装置（40）的连接方式。
【专利说明】电动动力转向装置
[0001]本申请主张于2012年11月15日提出的日本专利申请2012-251132号的优先权，并在此引用其全部内容。
【技术领域】
[0002]本发明涉及具有辅助电源的电动动力转向装置。
【背景技术】
[0003]现有的电动动力转向装置具有与主电源串联连接的辅助电源装置。该电动动力转向装置基于根据作为辅助电源的电容器的能量剩余量而改变的充放电阈值，来切换基于主电源的电容器的充电以及基于主电源和电容器的向马达驱动电路的放电。日本特开2009-166679号公报示出了现有的电动动力转向装置的结构的一个例子。
[0004]在现有的电动动力转向装置是电容器对马达驱动电路放电的结构，而不是从电容器向主电源放电的结构。因此，无法通过电容器向主电源供给电力。

【发明内容】

[0005]本发明的目的之一在于提供能够通过辅助电源向主电源供给电力的结构的电动动力转向装置。
[0006]作为本发明的一个方式的电动动力转向装置具有:电动马达，其基于转向转矩产生辅助转矩；主电源，其向上述电动马达供给电力；辅助电源装置，其与上述主电源连接并具有能够向上述电动马达放电的辅助电源；以及控制装置，其控制上述辅助电源装置的动作。上述控制装置作为上述主电源与上述辅助电源装置的连接方式而切换将上述主电源与上述辅助电源串联连接并且上述辅助电源的高电位侧与上述电动马达连接的第一供给方式、将上述主电源与上述辅助电源串联连接并且上述辅助电源的低电位侧与上述电动马达连接的第二供给方式、以及将上述主电源与上述辅助电源并联连接的主电源充电方式。
[0007]在上述电动动力转向装置中，在连接方式根据控制装置而被切换为主电源充电方式时，主电源与辅助电源并联连接。因此，上述电动动力转向装置在主电源的电压低于辅助电源的电压的情况下，能够将辅助电源的电力供给至主电源。
[0008]在作为上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置也可以在车辆的发动机停止时且是用于启动发动机的启动设备的驱动时，将上述连接方式切换为上述主电源充电方式。
[0009]在车辆的发动机停止时且是启动设备的驱动时，主电源的电压急剧下降。对此，本电动动力转向装置在车辆的发动机停止时且是启动设备的驱动时通过利用控制装置将连接方式切换为主电源充电方式，从而主电源的电压升高。因此，抑制主电源的电压的下降。
[0010]在作为上述方式的电动动力转向装置中，上述控制装置也可以在上述主电源的电压下降速度为阈值以上时，将上述连接方式切换为上述主电源充电方式。
[0011]在上述电动动力转向装置中，在主电源的电压下降速度为阈值以上时，通过控制装置，连接方式切换为主电源充电方式。因此，通过辅助电源而主电源的电压升高，所以抑制主电源的电压的下降。
[0012]在作为上述方式的电动动力转向装置中，在由辅助转向的辅助控制消耗的该电动动力转向装置的电源电力小于作为切换从上述主电源向上述辅助电源进行的充电和从上述辅助电源向上述电动马达进行的放电的基准值的充放电阈值时，上述控制装置也可以将上述连接方式切换为上述主电源充电方式。
[0013]在上述电动动力转向装置中，电动动力转向装置的电源电力小于充放电阈值时，通过控制装置将连接方式切换为主电源充电方式。即，即便在车辆的发动机停止时且是启动设备的驱动时或者主电源的电压下降速度在阈值以上时，当电动动力转向装置的电源电力在充放电阈值以上时，控制装置也不将连接方式切换为主电源充电方式。因此，上述电动动力转向装置使将辅助电源的电力供给至电动马达优先于通过辅助电源对主电源充电。
[0014]作为上述方式的电动动力转向装置还可以具有:第一开关元件，其切换上述主电源与上述辅助电源成为通电状态的导通(ON)状态以及上述主电源与上述辅助电源成为非通电状态的断开(OFF)状态；和第二开关元件，其一端与上述第一开关元件和上述辅助电源之间连接且另一端接地，并切换上述第一开关元件与上述辅助电源之间的连接点成为接地状态的导通状态以及上述连接点不成为接地状态的断开状态。上述控制装置也可以在上述第一供给方式以及第二供给方式时，将上述第一开关元件变更为导通状态并将上述第二开关元件变更为断开状态，在上述主电源充电方式时，将上述第一开关元件变更为断开状态并将上述第二开关元件变更为导通状态。
[0015]该电动动力转向装置能够通过辅助电源对主电源供给电力。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]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，本发明的上述以及其它特征及优点会变得更加清楚，其中，对相同的元素标注相同的附图标记，其中:
[0017]图1是表示实施方式的电动动力转向装置的结构的结构图。
[0018]图2是表示实施方式的电动动力转向装置的电路结构的电路图。
[0019]图3是表示实施方式的电动动力转向装置的连接方式与各开关元件的状态之间的关系的表。
[0020]图4A是表示实施方式的电动动力转向装置的简化后的电路结构的电路图，并且是表示第一连接方式的电路结构的电路图。
[0021]图4B是表示实施方式的电动动力转向装置的简化后的电路结构的电路图，并且是表示第二连接方式的电路结构的电路图。
[0022]图4C是表示实施方式的电动动力转向装置的简化后的电路结构的电路图，并且是表示第三连接方式的电路结构的电路图。
[0023]图4D是表示实施方式的电动动力转向装置的简化后的电路结构的电路图，并且是表示第四连接方式的电路结构的电路图。
[0024]图5是关于实施方式的电动动力转向装置的图表，并且是表示所要求的电源电力的变化的图表。
[0025]图6是关于实施方式的电动动力转向装置的图表，并且是表示电池电压的变化的图表。
[0026]图7是表示由实施方式的控制装置执行的连接方式设定控制的处理步骤的流程图。
[0027]图8是表示其它实施方式的电动动力转向装置的电路结构的电路图。
【具体实施方式】
[0028]参照图1对本实施方式的电动动力转向装置、以下称为EPS1、的结构进行说明。
[0029]EPSl具有EPS主体10、辅助装置20、控制装置30、辅助电源装置40、转矩传感器50、以及车速传感器60。EPSl具有经由控制装置30从主电源4和辅助电源装置40向辅助装置20供给电力的结构。EPSl基于转矩传感器50和车速传感器60的输出信号并通过辅助装置20来辅助转向盘2的操作。
[0030]EPS主体10具有转向柱轴(columnshaft) 11、中间轴12、小齿轮轴13、齿条轴14、齿轮齿条机构15、以及两个转向横拉杆(tie rod) 16。EPS主体10使转向柱轴11、中间轴
12、以及小齿轮轴13随着转向盘2的旋转而一体旋转。EPS主体10通过利用小齿轮轴13的旋转而使齿条轴14往返移动，来改变车轮3的转向角。
[0031]齿轮齿条机构15具有使小齿轮轴13的小齿轮(省略图示)与齿条轴14的齿条(省略图示)相互啮合的结构。齿轮齿条机构15通过小齿轮与齿轮的啮合而将小齿轮轴13的旋转转换为齿条轴14的往返移动。
[0032]辅助装置20具有作为三相无刷马达的电动马达21和减速机构22。辅助装置20经由减速机构22将电动马达21的旋转传递至转向柱轴11，由此将使转向柱轴11旋转的力、以下称为辅助转矩、施加于转向柱轴11。这样，本实施方式的EPSl具有电动型的结构。
[0033]转矩传感器50的电压信号的输出级别根据与转向柱轴11的中间部分连接的扭杆51的扭转、即随着转向盘2的操作施加于转向柱轴11的转矩、以下称为转向转矩τ、的大小而变化。转矩传感器50将电压信号输出至控制装置30。
[0034]车速传感器60的电压信号的输出级别根据车辆的驱动轴(省略图示)的转速即车辆行驶速度、以下称为车速V、而变化。车速传感器60将电压信号输出至控制装置30。
[0035]控制装置30基于转矩传感器50的电压信号计算转向转矩τ的大小以及方向。控制装置30基于车速传感器60的电压信号计算车速V。控制装置30执行辅助转向的辅助控制。具体而言，控制装置30基于转向转矩τ和车速V计算目标辅助转矩。然后，控制装置30通过向电动马达21供给与目标辅助转矩对应的电力来控制电动马达21的动作。电动马达21基于目标辅助转矩来生成辅助转矩。
[0036]参照图2对主电源4、控制装置30以及辅助电源装置40的详细结构进行说明。
[0037]主电源4具有车载电池4Α和交流发电机4Β。主电源4具有车载电池4Α以及交流发电机4Β并联连接的结构。主电源4的一端与辅助电源装置40以及起动电动机(startermotor) 5串联连接,另一端接地。其中，起动电动机5相当于启动设备。
[0038]交流发电机4Β通过使交流发电机4Β的输出轴随着车辆的内燃机的曲轴(均未图示)的旋转而旋转来发电。交流发电机4Β将发电电力供给至车载电池4Α。为了启动发动机，起动电动机5通过从主电源4供给电力来使曲轴旋转。
[0039]控制装置30具有微计算机、以下称为微机31、马达驱动电路34、电流传感器35、以及电压传感器36。控制装置30通过微机31来控制马达驱动电路34的动作和辅助电源装置40的动作。
[0040]电流传感器35的电压信号的输出级别根据供给至电动马达21的实际电流、以下称为马达电流頂、的大小而变化。电流传感器35将电压信号输出至微机31的马达控制部33。
[0041]电压传感器36的电压信号的输出级别根据辅助电源装置40与马达驱动电路34之间的电压即施加于马达驱动电路34的电压、以下称为马达驱动电压VMD、的大小而变化。电压传感器36将电压信号输出至微机31的电源管理部32。
[0042]微机31具有电源管理部32和马达控制部33。微机31在电源管理部32中控制辅助电源装置40的充放电动作。微机31在马达控制部33中控制马达驱动电路34的动作。
[0043]电源管理部32控制辅助电源装置40的继电器41、升压电路43、充放电电路44、以及切换电路46的动作。电源管理部32向继电器41输出用于控制继电器41的动作的继电器信号SR。电源管理部32向升压电路43输出用于控制升压电路43的动作的升压信号SB1、SB2。电源管理部32向充放电电路44输出用于控制充放电电路44的动作的充放电信号SCD1、SCD2。电源管理部32向切换电路46输出用于控制切换电路46的动作的切换信号 SS1、SS2。
[0044]马达控制部33基于转向转矩τ和车速V计算目标辅助转矩。马达控制部33以使马达电流頂与对应于目标辅助转矩的电流指令值一致的方式进行电流反馈控制。马达控制部33向马达驱动电路34输出通过执行电流反馈控制而生成的马达控制信号SM。马达控制信号SM还具有作为对马达驱动电路34进行PMW控制的信号的功能。目标辅助转矩随着转向转矩τ的绝对的值增大或者车速V的绝对值的减小而增大。
[0045]马达驱动电路34具有相对于电动马达21的各相而言两个开关元件(MOSFET)串联连接的公知结构。在马达驱动电路34中，基于马达控制部33的马达控制信号SM，马达驱动电路34的各相的两个开关元件交替切换为导通状态和断开状态。马达驱动电路34通过切换各开关元件的导通状态和断开状态来将马达驱动电压VMD作为PWM驱动而施加于电动马达21。
[0046]辅助电源装置40与主电源4独立地形成。辅助电源装置40具有继电器41、电流传感器42、升压电路43、充放电电路44、作为辅助电源的电容器45、切换电路46、以及电压传感器47。辅助电源装置40通过电容器45能够向电动马达21放电以及向主电源4放电。
[0047]继电器41配置于主电源4与升压电路43之间。继电器41切换主电源4向马达驱动电路34供给电力的导通状态和主电源4不向马达驱动电路34供给电力的断开状态。
[0048]电流传感器42配置于继电器41与升压电路43之间。电流传感器42的电压信号的输出级别根据主电源4的输出电流、以下称为电池电流IB、的大小而变化。电流传感器42将电压信号输出至电源管理部32。
[0049]升压电路43将基于主电源4的电压(电池电压)的输出电压即主电源4与辅助电源装置40的连接点Pl的输出电压、以下称为输出电压V1、升压并施加于作为电容器45的输出端子的连接点P2，由此能够对电容器45进行充电。
[0050]升压电路43具有一对开关元件、以下称为FET3以及FET4、和升压线圈43A。升压电路43具有FET3与FET4串联连接的结构。升压电路43具有升压线圈43A的一端与FET3以及FET4的连接点P3连接的结构。升压电路43具有在升压线圈43A的另一端被施加输出电压Vl的结构。
[0051]FET3以及FET4采用了 M0SFET。成为上段侧的FET3的一端与电容器45的输出端子(连接点P2)连接。成为下段侧的FET4的一端接地。FET3以及FET4基于电源管理部32的升压信号SB1、SB2切换导通状态和断开状态。
[0052]充放电电路44与升压电路43串联连接。充放电电路44具有一对开关元件、以下称为FETl以及FET2。充放电电路44具有FETl与FET2串联连接的结构。充放电电路44在FETl以及FET2的连接点P4与马达驱动电路34连接。
[0053]FETl以及FET2采用了 M0SFET。成为上段侧的开关元件FETl的一端与电容器45的输出端子(连接点P2)连接。成为下段侧的FET2的一端经由继电器41和电流传感器42而与主电源4连接。FETl以及FET2基于电源管理部32的充放电信号S⑶1、S⑶2周期性地切换导通状态亦即导通状态和非导通状态亦即断开状态。在FETl为导通状态时，成为从电容器45 (辅助电源装置40)向马达驱动电路34 (电动马达21)能够放电的状态。在FETl为断开状态时，成为从电容器45 (辅助电源装置40)向马达驱动电路34 (电动马达21)不能放电的状态。在FET2为导通状态时，成为经由FET2而从主电源4向马达驱动电路34能够供电的状态。在FET2为断开状态时，成为经由FET2而从主电源4向马达驱动电路34不能供电的状态。
[0054]电容器45在升压电路43与充放电电路44之间与升压电路43以及充放电电路44并联连接。电容器45的一端与连接点P2连接，另一端与切换电路46连接。在电容器45中，连接点P2侧为高电位侧，切换电路46侧为低电位侧。电容器45采用双电荷层电容器。
[0055]电压传感器47与电容器45并联连接。电压传感器47向电源管理部32输出与电容器45的电压、以下称为输出电压V2、对应的信号。
[0056]切换电路46位于电容器45与主电源4之间。切换电路46具有两个开关元件、以下称为FET5以及FET6。切换电路46切换电容器45与主电源4的连接方式。其中，FET5相当于第一开关元件。FET6相当于第二开关元件。
[0057]FET5串联连接于主电源4以及电容器45。FET5的一端与电容器45连接，另一端与位于电流传感器42和FET2之间的连接点P5连接。在FET5为闭合状态时，主电源4与电容器45经由FET5成为通电状态。在FET5为断开状态时，主电源4与电容器45经由FET5成为非通电状态。
[0058]FET6位于从FET5与电容器45之间的连接点P6分支的电力供给线上。FET6的一端与连接点P6串联连接，另一端接地。FET6在导通状态时，连接点P6经由FET6成为接地状态。
[0059]在FET6为断开状态时，连接点P6不会经由FET6成为接地状态。
[0060]对继电器41的动作进行说明。
[0061 ] 继电器41基于电源管理部32的继电器信号SR切换导通状态和断开状态。继电器41在车辆的点火开关(省略图示)被进行导通操作时，从断开状态切换为导通状态。继电器41在点火开关被进行断开操作时，从导通状态切换为断开状态。
[0062]对升压电路43的动作进行说明。
[0063]升压电路43将由于下段侧的FET4从导通状态切换为断开状态而产生的升压电压V3施加于电容器45的输出端子(连接点P2)。在升压电路43中，FET4根据导通状态而通电，从而将升压线圈43A的一端接地。升压电路43将由于FET4从断开状态切换为导通状态而在升压线圈43A产生的感应电压与电压Vl叠加来输出。上段侧的FET3具有防止电流从电容器45侧向升压电路43侧回流的功能。
[0064]对充放电电路44的动作进行说明。
[0065]充放电电路44基于FETl以及FET2的导通状态以及断开状态的组合来切换通过主电源4对电容器45能够充电的第一电源方式以及电容器45向马达驱动电路34能够放电的第二电源方式。其中，通过电源管理部32将FETl以及FET2控制为不同时成为导通状态。
[0066]在第一电源方式中，上段侧的FETI为断开状态并且下段侧的FET2为导通状态。在第一电源方式中，主电源4的电池电流IB被供给至电容器45，并且经由下段侧的FET2被供给至马达驱动电路34。在第一电源方式中，由于FETl为断开状态，所以电容器45不对马达驱动电路34放电。在第一电源方式中，马达驱动电压VMD为输出电压VI。
[0067]在第二电源方式中，上段侧的FETI为导通状态并且下段侧的FET2为断开状态。第二电源方式是主电源4以及辅助电源装置40 (电容器45)相互串联连接的状态。在第二电源方式中，除主电源4向马达驱动电路34的供电之外，电容器45也向马达驱动电路34放电。在第二电源方式中，马达驱动电压VMD为输出电压Vl与电容器45的输出电压V2的合计。
[0068]对切换电路46的动作进行说明。
[0069]切换电路46基于FET5以及FET6的导通状态以及断开状态的组合，来切换主电源4与电容器45串联连接的第一切换方式以及主电源4与电容器45并联连接的第二切换方式。通过电源管理部32将FET5以及FET6控制为不同时成为导通状态。
[0070]在第一切换方式中，FET5为导通状态并且FET6为断开状态。在第一切换方式中，在切换电路46中成为从电容器45向主电源4不能放电的状态。
[0071]在第二切换方式中，FET5为断开状态并且FET6为导通状态。在第二切换方式中，在切换电路46中成为从电容器45向主电源4能够放电的状态。
[0072]参照图3以及图4对主电源4与辅助电源装置40的连接的方式、以下称为连接方式、进行说明。图4简化示出了 EPSl和主电源4的电路。在以下的说明中，未图示的关于EPSl的各结构要素表示图2所记载的各结构要素。
[0073]作为连接方式，EPSl具有第一连接方式、第二连接方式、第三连接方式、以及第四连接方式。第二连接方式相当于第一供给方式。第一连接方式以及第三连接方式相当于第二供给方式。第四连接方式相当于主电源充电方式。
[0074]在电容器45充满电时且是将主电源4的电力供给至马达驱动电路34时设定为第一连接方式。在第一连接方式中，升压电路43为停止状态，并且充放电电路44为第一电源方式，并且切换电路46为第一切换方式。具体而言，如图3所示，在第一连接方式中，FETl为断开状态，FET2为导通状态，FET3为断开状态，FET4为断开状态，FET5为导通状态，FET6为断开状态。
[0075]如图4A所示，在第一连接方式中，主电源4的电力经由FET2被供给至马达驱动电路34。在第一连接方式中，由于电容器45被充满电，所以主电源4的电力不被供给至电容器45。在第一连接方式中，马达驱动电压VMD为输出电压Vl。
[0076]在将主电源4的电力以及电容器45的电力供给至马达驱动电路34时设定为第二连接方式。在第二连接方式中，升压电路43为停止状态，并且充放电电路44为第二电源方式，并且切换电路46为第一切换方式。具体而言，如图3所示，在第二连接方式中，FETl为导通状态，FET2为断开状态，FET3为断开状态，FET4为断开状态，FET5为导通状态，FET6为断开状态。
[0077]如图4B所示，在第二连接方式中，主电源4的电力经由FET5而通过电容器45。此时，在主电源4的输出电压Vl上叠加了电容器45的输出电压V2。而且,主电源4的电力经由FETl被供给至马达驱动电路34。在第二连接方式中，马达驱动电压VMD为输出电压Vl与输出电压V2的合计。
[0078]在通过主电源4的电力对电容器45进行充电并且将主电源4的电力供给至马达驱动电路34时设定为第三连接方式。在第三连接方式中，升压电路43为驱动状态，并且充放电电路44为第一电源方式，并且切换电路46为第一切换方式。具体而言，如图3所示，在第三连接方式中，FETl为断开状态，FET2为导通状态，FET4为PWM驱动状态，FET3为以不与FET4同时成为导通状态的方式PWM驱动的状态，FET5为导通状态，FET6为断开状态。
[0079]如图4C所示，在第三连接方式中，主电源4的电力经由升压电路43被供给至电容器45。此时,输出电压Vl在升压电路43中得以升压并被施加于电容器45。因此,相比只有主电源4与电容器45并联连接的结构、即省略了升压电路43的结构，电容器45的充电速度加快。因此，到电容器45充满电为止所需要的时间缩短。另外，主电源4的电力经由FET2被供给至马达驱动电路34。在第三连接方式中，马达驱动电压VMD为输出电压VI。
[0080]在通过电容器45的电力对主电源4充电时设定为第四连接方式。
[0081]在第四连接方式中，升压电路43为停止状态且为将电容器45与主电源4导电的状态，并且充放电电路44为第一电源方式,并且切换电路46为第二切换方式。具体而言,如图3所示，在第四连接方式中，FETl为断开状态，FET2为导通状态，FET3为导通状态，FET4为断开状态，FET5为断开状态，FET6为导通状态。
[0082]如图4D所示，在第四连接方式中，由于主电源4与电容器5并联连接，所以在电容器45的电压高于主电源4的电压时，电容器45的电力经由升压电路43被供给至主电源4。由于FET5为断开状态且FETl为断开状态，所以电容器45的电力不被供给至马达驱动电路34。
[0083]参照图5和图6来针对控制装置30对连接方式的变更控制进行说明。在以下的参照图5以及图6的说明中，标注有附图标记的关于EPSl的各结构要素表示图1或图2所记载的各结构要素。
[0084]图5示出了 EPSl通过辅助控制对主电源4要求的电源电力的变化。在图5中，第一放电期间TDl表示从时刻til到时刻tl2的期间。第一充电期间TCl表示从时刻tl2到时刻tl3的期间。第二放电期间TD2表示从时刻tl3到时刻tl4的期间。第二充电期间TC2表示从时刻tl4到时刻tl5的期间。第三放电期间TD3表示从时刻tl5到时刻tl6的期间。第三充电期间TC3表示从时刻tl6到时刻tl7的期间。
[0085]以下，将从主电源4供给至EPSl的实际电源电力表示为电源电力PS。通过电源管理部32并基于由电流传感器42检测出的电池电流IB来计算电源电力PS。[0086]控制装置30基于电源电路PS与充放电阈值KE之间的关系将连接方式变更为第一连接方式、第二连接方式、或者第三连接方式。具体而言，在电源电力PS小于充放电阈值KE时、即第一充电期间TC1、第二充电期间TC2、以及第三充电期间TC3中电容器45充满电时，控制装置30将连接方式设定为第一连接方式。控制装置30在第一充电期间TC1、第二充电期间TC2、以及第三充电期间TC3中电容器45没有充满电时，将连接方式设定为第三连接方式。控制装置30在电源电力PS在充放电阈值KE以上时、即第一放电期间TD1、第二放电期间TD2、以及第三放电期间TD3中，将连接方式设定为第二连接方式。作为电源电力PS在充放电阈值KE以上的情况，可以列举在车辆入车库时或者停车时驾驶员进行转向盘2的静态操舵转向的情况。另外，例如从时刻til、tl3、tl5开始将连接方式变更为第二连接方式的期间中，电源电力PS在充放电阈值KE以上。
[0087]通过控制装置30将连接方式变更为第一连接方式、第二连接方式、或第三连接方式,从而在充放电阈值KE中电源电力PS (电池电流IB)被进行峰值削减。因此，主电源4的负荷减小。
[0088]图6示出了车辆从执行了怠速停止的状态将怠速停止解除的情况下的主电源4的电压、以下称为电池电压VB、的变化。
[0089]在图6中，车辆在从时刻t21到时刻t22为止的期间被执行怠速停止，在时刻t22被解除怠速停止。即，在车辆中，交流发电机4B在从时刻t21到时刻t22为止的期间是停止的。因此，在从时刻t21到时刻t22为止的期间，电池电压VB为车载电池4A的电压。车辆在时刻t22使起动电动机5驱动。在车辆中，在时刻t23以后，主电源4的交流发电机4B随着起动电动机5的驱动所引起的曲轴的旋转而发电。交流发电机4B的电力被供给至主电源4的车载电池4A。
[0090]在时刻t22，车载电池4A的电力被起动电动机5的驱动而消耗。在时刻t22，由于内燃机停止，所以交流发电机4B不对车载电池4A供给电力。因此，电池电压VB在从时刻t22到时刻t23的期间急剧下降。在时刻t23以后，由于交流发电机4B的电力被供给至车载电池4A，所以从时刻t23开始，随着时间的经过，车载电池4A的电压上升。而且，在时刻t25以后，主电源4的电压恒定。其中，以下将从时刻t22到时刻t23的期间称为电压下降期间。
[0091]然而，在电压下降期间，由于车载电池4A的电压减小，所以施加于驱动车辆的空调设备以及音响设备的辅助设备(省略图示)的电压减小。因此，有时不能从车载电池4A充分地供给用于驱动辅助设备的电力。
[0092]作为上述问题的对策，考虑在驱动辅助设备的驱动电路(省略图示)追加DC-DC转换器等升压电路。但是，在各辅助设备的驱动电路中追加升压电路的情况下，各辅助设备的部件件数增多，成本增加。
[0093]本实施方式的EPSl执行在电压下降期间时、即起动电动机5驱动时通过控制装置30将连接方式设定为第四连接方式的连接方式设定控制。在电压下降期间，电容器45的电力被供给至车载电池4A。由此，抑制电池电压VB的急剧下降。因此，抑制施加于各辅助设备的电压的下降，所以不对各辅助设备追加升压电路就对各辅助设备供给充足的电力。
[0094]EPSl在将连接方式设定为第四连接方式后，直到电池电压VB达到基准值KX为止维持第四连接方式。EPSl在电池电压VB达到基准值KX时(时刻t24)，将连接方式从第四连接方式变更为第三连接方式。由此，EPSl对电容器45进行充电。基准值KX表示能够对辅助设备供给所需要的电力的电池电压VB。通过试验等预先设定基准值KX。
[0095]参照图7对连接方式设定控制的处理进行说明。其中，在以下的参照图7的说明中，标注有附图标记的关于EPSl的各结构要素表示图1或者图2所记载的各结构要素示。在每个规定时间重复执行连接方式设定控制。
[0096]在连接方式设定控制中，控制装置30基于以下的步骤Sll?S13的判断而在步骤S21?S24中将连接方式设定为第一连接方式?第四连接方式。
[0097]在步骤Sll中，控制装置30判断电源电力PS是否在充放电阈值KE以上。
[0098]在步骤S12中，控制装置30判断电容器45是否充满电。控制装置30的电源管理部32基于电压传感器47的输出信号计算输出电压V2。电源管理部32在输出电压V2在相当于电容器45充满电的阈值以上时，判断为电容器45是满充电的。电源管理部32在输出电压V2小于阈值时，判断为电容器45不是满充电的。其中，根据电容器45的种类来预先设定阈值。
[0099]在步骤S13中，控制装置30判断起动电动机5是否为驱动中。
[0100]控制装置30例如通过CAN (ControllerAreaNetwork,控制局域网)通信从车辆的控制装置(省略图示)接收关于起动电动机5的驱动状态的情况。控制装置30在接收到起动电动机5为驱动中的宗旨的信号、以下称为起动驱动信号SSD时，判断为起动电动机5为驱动中。控制装置30在未接收到起动驱动信号SSD时，判断为起动电动机5为停止状态。
[0101]控制装置30在步骤Sll中为肯定判断时，在步骤S21中将连接方式设定为第二连接方式。
[0102]控制装置30在步骤Sll以及步骤S12中为否定判断时，在步骤S22中将连接方式设定为第三连接方式。
[0103]控制装置30在步骤Sll中为否定判断、并且在步骤S12中为肯定判断并且在步骤S13中为肯定判断时，在步骤S23中将连接方式设定为第四连接方式。
[0104]控制装置30在步骤Sll中是否定判断、并且在步骤S12中为肯定判断并且在步骤S13中为否定判断时，在步骤S24中将连接方式设定为第一连接方式。
[0105]本实施方式的EPSl具有以下的有效效果。
[0106]EPSl具有将辅助电源装置40与主电源4能够切换为并联连接的方式的切换电路46。根据该结构，EPSl能够将电容器45的电力供给至车载电池4A。
[0107]在连接方式设定控制中，EPSl在起动电动机5的驱动时将连接方式设定为第四连接方式。根据该结构，抑制由起动电动机5的驱动引起电池电压VB急剧下降。因此，不对各辅助设备追加升压电路，也对各辅助设备供给所需要的电力。
[0108]在连接方式设定控制中，EPSl在电源电力PS为充放电阈值KE以上时，将连接方式设定为第二连接方式。根据该结构，在根据EPSl进行静态操舵转向动作等而在EPSl中需要大电力时，通过增加马达驱动电压VMD来对电源电力PS的电池电流IB进行峰值削减(peakcut)。因此,减轻了主电源4的负荷。
[0109]辅助电源装置40具有升压电路43。根据该结构，相比通过将电容器45与主电源4并联连接而将主电源4的电力供给至电容器45的结构、即省略了升压电路43的结构，EPSl能够快速地对电容器45进行充电。[0110]该电动动力转向装置包括与上述实施方式不同的实施方式。以下，示出作为该电动动力转向装置的其它实施方式的上述实施方式的变形例。此外，也能够相互组合以下的各变形例。
[0111]?实施方式的EPSl的连接方式为第四连接方式时，电容器45的电力经由升压电路43的升压线圈43A被供给至主电源4的车载电池4A。但是，从电容器45向车载电池4A的电力供给路径不限于实施方式所例示的内容。例如，变形例的EPSl不通过升压电路43而将电容器45的电力供给至车载电池4A。详细而言，如图8所示，变形例的EPSl具有将与升压电路43的FET3之间的连接点P7和主电源4连结的电力供给线PL、和经由电力供给线PL将主电源4与电容器45串联连接的开关元件、以下称为FET7。在变形例的EPSl中，在连接方式为第一连接方式、第二连接方式、或者第三连接方式时，FET7为断开状态、即主电源4与电容器45没有成为经由电力供给线PL电连接的状态。在变形例的EPSl中，在连接方式为第四连接方式时，FET7为导通状态、即主电源4与电容器45成为经由电力供给线PL电连接的状态。因此，电容器45的电力经由电力供给线PL被供给至车载电池4A。在变形例的EPSl中，连接方式为第四连接方式的时，FET3为断开状态。
[0112].在实施方式的EPSl中，连接方式为第一连接方式时，也能够将FET5设为断开状态。
[0113].在实施方式的车辆中，也能够代替起动电动机5而通过交流发电机4B使内燃机的曲轴旋转。在通过交流发电机4B使曲轴旋转的情况下，在连接方式设定控制的步骤S13中，将起动电动机5是否为驱动中的判断变更为交流发电机4B是否为驱动中的判断。
[0114]?在连接方式设定控制中，实施方式的EPSl在接收到起动驱动信号SSD时，判断为起动电动机5为驱动中。但是，判断起动电动机5为驱动中的结构不限于用实施方式所例示的内容。例如，变形例的EPSl通过控制装置30接收到车辆的控制装置控制起动电动机5的驱动的驱动信号来判断起动电动机5为驱动中。
[0115].实施方式的EPSl在将连接方式设定为第四连接方式后，在电池电压VB达到基准值KX时将连接方式从第四连接方式变更为第三连接方式。但是，将连接方式从第四连接方式变更为第三连接方式的时机不限于实施方式的内容。例如，变形例的EPSl在将连接方式设定为第四连接方式后，在经过规定期间后将连接方式从第四连接方式变更为第三连接方式。
[0116].实施方式的EPSl在连接方式设定控制的步骤S13中判断起动电动机5是否为驱动中。但是，连接方式设定控制的步骤S13的内容不限于实施方式所例示的内容。例如，变形例的EPSl在连接方式设定控制的步骤S13中将起动电动机5是否为驱动中的判断变更为电池电压VB的电压下降速度是否在阈值以上的判断。其中，阈值是由于电池电压VB的下降而可能会无法向辅助设备供给充足的电力电压下降速度。通过试验等来预先设定阈值。
[0117].实施方式的EPSl也可以具有多个辅助电源装置40。
[0118]?实施方式的辅助电源装置40具有电容器45作为辅助电源。但是，辅助电源装置40的结构不限于实施方式所例示的内容。例如，变形例的辅助电源装置40具有锂离子电池等二次电池，以此代替电容器45。
[0119]?实施方式的电容器45米用 双电荷层电容器。但是，电容器45的种类不限于实施方式所例示的内容。例如，变形例的电容器45采用锂离子电容器，以此代替双电荷层电容器。
[0120].实施方式的充放电电路44采用MOSFET作为FET1、FET2。但是，FET1、FET2的种类不限于实施方式所例示的内容。例如，变形例的充放电电路44采用IGBT等其它结构的开关元件作为FET1、FET2。此外，对于切换电路46的FET5以及FET6也能够同样地变更。
[0121]?实施方式的电动马达21具有三相无刷马达的结构。但是，电动马达21的结构不限于实施方式所例示的内容。例如，变形例的电动马达21具有有刷马达的结构。
[0122]?实施方式的EPSl具有电动型的结构。但是，EPSl的结构不限于实施方式所例示的内容。例如，变形例的EPSl具有小齿轮辅助型、双小齿轮辅助型、齿条同轴型、或者齿条并 联(rackparallel)型的结构。
【权利要求】
1.一种电动动力转向装置，其特征在于，具备: 电动马达，其基于转向转矩产生辅助转矩； 主电源，其向所述电动马达供给电力； 辅助电源装置，其与所述主电源连接并具有能够向所述电动马达放电的辅助电源；以及 控制装置，其控制所述辅助电源装置的动作， 所述控制装置作为所述主电源与所述辅助电源装置的连接方式而切换将所述主电源与所述辅助电源串联连接并且所述辅助电源的高电位侧与所述电动马达连接的第一供给方式、将所述主电源与所述辅助电源串联连接并且所述辅助电源的低电位侧与所述电动马达连接的第二供给方式、以及将所述主电源与所述辅助电源并联连接的主电源充电方式。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述控制装置在车辆的发动机停止时且是用于启动发动机的启动设备的驱动时，将所述连接方式切换为所述主电源充电方式。
3.根据权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于， 所述控制装置在所述主电源的电压下降速度为阈值以上时，将所述连接方式切换为所述主电源充电方式。
4.根据权利要求2所述的电动动力转向装置，其特征在于， 在由辅助转向的辅助控制消耗的该电动动力转向装置的电源电力小于作为切换从所述主电源向所述辅助电源进行的充电和从所述辅助电源向所述电动马达进行的放电的基准值的充放电阈值时，所述控制装置将所述连接方式切换为所述主电源充电方式。
5.根据权利要求3所述的电动动力转向装置，其特征在于， 在由辅助转向的辅助控制消耗的该电动动力转向装置的电源电力小于作为切换从所述主电源向所述辅助电源进行的充电和从所述辅助电源向所述电动马达进行的放电的基准值的充放电阈值时，所述控制装置将所述连接方式切换为所述主电源充电方式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，还具有: 第一开关元件，其切换所述主电源与所述辅助电源成为通电状态的导通状态和所述主电源与所述辅助电源成为非通电状态的断开状态；以及 第二开关元件，其一端与所述第一开关元件和所述辅助电源之间连接且另一端接地，并切换所述第一开关元件与所述辅助电源之间的连接点成为接地状态的导通状态和所述连接点不成为接地状态的断开状态， 所述控制装置在所述第一供给方式以及第二供给方式时，将所述第一开关元件变更为导通状态并将所述第二开关元件变更为断开状态，在所述主电源充电方式时，将所述第一开关元件变更为断开状态并将所述第二开关元件变更为导通状态。
【文档编号】B62D5/04GK103818468SQ201310559719
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月15日
【发明者】杉山丰树, 东真康 申请人:株式会社捷太格特