电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法【专利摘要】本发明涉及一种电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法，开启电动助力转向继电器的直流链电容器包括通过集电极电流进行充放电的两个以上的开关元件，使其不依赖内部温度，便于电路设计，并符合通过软件统一适用的电子控制方式。【专利说明】电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及一种电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法，更详细地，涉及一种开启电动助力转向继电器的直流链电容器包括通过集电极电流进行充放电的两个以上的开关元件，使其不依赖内部温度，便于电路设计，并符合通过软件统一适用的电子控制方式的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法。【
背景技术：
】[0002]为了确保装置发生故障时的安全可靠性(Fail-safety)，电动助力转向的电子控制装置(ECT=ElectricControlUnit)与继电器连接，并且为了防止继电器开启时，因励磁涌流(Inrush)引起的继电器烧损，对位于继电器后端的直流链电容器进行充电。[0003]此时，为了防止直流链电容器的过充引起继电器烧损，在对直流链电容器进行充电前，先使其完全放电。[0004]图1是现有技术中，关于电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置10的电路图。[0005]参考图1，现有技术的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置10包括:直流链电容器C的充电开关Q2和放电开关Q3、控制部2、电阻部4，所述控制部2通过脉宽调制信号控制充电开关Q2和放电开关Q3，所述电阻部4与直流链电容器C一同调节充放电时间。这种情况下，根据电子控制装置的最大电流确定直流链路继电器C的容量，根据电路设计确定时间常数。[0006]即，根据现有不同的电子控制装置的电流容量，直流链电容器的容量也不同，因此电路内充电和/或放电的电阻值设置为不同，且无法确定充放电的电流量，所以按每种电子控制装置统一设定充电时间和放电时间。[0007]但是，根据这种现有技术，会产生如下问题。[0008]第一，电子控制装置的最大电流增加的情况下，直流链电容器的容量也会增加，而为了相同的时间常数，需要降低电阻值，因此很难设计电路。[0009]第二，若电子控制装置的内部温度升高，电阻部的电力会减少，因此需要使用电功率较高的电阻。为此，目前使用电阻部中并联连接两个以上的电阻，来降低电阻值，增加电力的方法。[0010]根据这种现有技术存在以下问题:共用电路设计难，随着电子控制装置的内部温度的升高，需要追加连接电阻，并且不适合通过软件统一适用预先设定的时间常数的电子控制方式。[0011]最后，由于无法应对直流链电容器所依赖的电子控制装置的内部温度变化，因此存在低温时可能过充、而高温时则可能未充电的问题。[0012]现有技术文献[0013]专利文献[0014]专利文献1:韩国公开专利公报第10-2009-0063516号【
发明内容】[0015](一)要解决的技术问题[0016]本发明用于解决上述技术课题，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法的目的在于，解决在电子控制装置的最大电流增加的情况下，为维持相同的时间常数，需要降低电阻值之类的由温度引起的电路设计困难的技术课题。[0017]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法的另一目的在于，解决每当电子控制装置的内部温度变化时，变更电阻，而不符合通过软件统一适用的电子控制方式的技术课题。[0018]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法的另一目的在于，解决直流链电容器需依赖电子控制装置的内部温度变化的技术课题。[0019](二)技术方案[0020]为了实现上述目的，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，该装置包括:直流链电容器，对电荷进行充电，来开启电动助力转向的继电器；第一开关部，连接在直流链电容器和电源部之间，控制直流链电容器的充电；以及第二开关部，连接在直流链电容器和地面之间，控制直流链电容器的放电，其中，第一开关部包括至少一个晶体管，从而通过集电极电流控制直流链电容器的充电；第二开关部包括至少一个晶体管，从而通过集电极电流控制直流链电容器的放电。[0021]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，第一开关部包括:第一晶体管，通过第一电阻与电源部连接；以及第二晶体管，通过第二电阻与第一晶体管连接，从而通过第一晶体管控制从电源部流向直流链电容器的电流。[0022]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，第二开关部包括:第三晶体管，通过第三电阻与直流链电容器连接；以及第四晶体管，通过第四电阻与第三晶体管连接，从而通过第三晶体管控制从直流链电容器流向地面的电流。[0023]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，第二晶体管的集电极与第一晶体管的基极连接，若向第二晶体管基极输入充电信号，则第一晶体管导通，以使电源部及直流链电容器连接；若没有向第二晶体管的基极输入充电信号，则第一晶体管截止，以使电源部及直流链电容器开路。[0024]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，第四晶体管的集电极与第三晶体管的基极连接，若向第四晶体管的基极输入放电信号，则第三晶体管导通，以使直流链电容器与地面连接；若没有向第四晶体管的基极输入放电信号，则第三晶体管截止，以使直流链电容器与地面开路。[0025]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，该装置还包括控制部，所述控制部与第二晶体管的基极及第四晶体管的基极连接，通过取决于预先设定的占空比的充电信号及放电信号控制第一晶体管及第三晶体管的开关。[0026]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，占空比根据温度及电源部的电压预先设定。[0027]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，开启继电器前，直流链电容器通过输入至第四晶体管的放电信号完全放电，并且通过输入至第二晶体管的充电信号进行充电，从而开启继电器。[0028]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，该方法包括:第I步骤，测定电源部的电压及内部温度；第2步骤，根据测定电压及内部温度确定放电占空比；第3步骤，根据放电占空比，通过放电开关部对直流链电容器进行放电；第4步骤，通过充电开关部对直流链电容器进行充电；以及第5步骤，开启电动助力转向继电器。[0029]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，在第I步骤之前，还包括设定占空比将其储存于查找表(lookuptable),以根据电源部的电压及内部温度使直流链电容器放电的步骤。[0030]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，第3步骤中，控制直流链电容器放电的开关元件的开关，由将放电占空比作为输入的开关元件控制。[0031]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，第3步骤中，直流链电容器被完全放电。[0032]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，在第4步骤之前还包括:第4-1步骤，测定电源部的电压及内部温度；第4-2步骤，设定占空比将其储存于查找表，以根据电源部的电压及内部温度使直流链电容器充电；以及第4-3步骤，根据测定电压及内部温度确定充电占空比。[0033]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，第4步骤中，控制直流链电容器充电的开关元件的开关，由将充电占空比作为输入的开关元件控制。[0034]本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，第4步骤中，用预先设定的电压对直流链电容器进行充电。[0035](三)有益效果[0036]根据上述结构，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法，并非通过电阻部维持较高电功率，而是通过充电开关及放电开关的电流进行控制，因此提供以下效果:无须考虑电子控制装置内部温度的变化，容易进行电路设计。[0037]根据本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法，无需考虑电子控制装置的内部温度变化而变更电阻部的电阻值，因此提供以下效果:符合通过软件统一适用的电子控制方式。[0038]根据本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法，提供以下效果:直流链电容器无需依赖电子控制装置内部的温度变化。[0039]根据本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法，提供以下效果:根据不同的目标电压调整电流量，并实现共用电子控制装置内的电路。[0040]根据本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置及其方法，提供以下效果:控制充电晶体管和/或放电晶体管的导通占空比来对充电电流和/或放电电流进行控制，从而确定根据不同温度的充电和/或放电时间。【专利附图】【附图说明】[0041]图1是关于现有技术中的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置的电路图。[0042]图2是本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置的电路图。[0043]图3是本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制方法的流程图。[0044]图4是随着时间的直流链电容器的放电图表比较图。[0045]图5是随着时间的直流链电容器的充电图表比较图。[0046]图6是根据电池电压和电子控制装置内部温度的占空比表。[0047]附图标记[0048]1、11:电源部2、12:控制部[0049]3、13:模数转换器4:电阻部[0050]C:直流链电容器[0051]Ql:第一晶体管Q2:第二晶体管[0052]Q3:第三晶体管Q4:第四晶体管【具体实施方式】[0053]对于本说明书及权利要求书中使用的用语或单词，不能仅限于通常或是词典中的含义解释，而是立足于发明人为了以最优选的方法说明发明，将用语的概念合理定义的原则上，应将其解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。因此，对于本发明记载的实施例和附图所示的结构，应理解为只是本发明的最优选实施例，并非代表本发明的技术思想的全部，还可以包含有多种可代替的均等物和变形例。[0054]本说明书中使用的用语是为了说明特定实施例而使用，并非用于限定本发明。如本说明书中所使用，在文中如果单数形式不是特指其它情况，则可以包括复数形式。[0055]以下，将参考附图，详述本发明。[0056]图2是表示本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置的电路图，图3是表示本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法的流程图。[0057]本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置，其特征在于，该装置包括:直流链电容器C,对电荷进行充电,来开启电动助力转向的继电器；第一开关部，连接在直流链电容器C和电源部11之间，控制直流链电容器C的充电；以及第二开关部，连接在直流链电容器C和地面之间，控制直流链电容器C的放电，其中，第一开关部包括至少一个晶体管，从而通过集电极电流控制直流链电容器C的充电；第二开关部包括至少一个晶体管，从而通过集电极电流控制直流链电容器C的放电。[0058]所述直流链电容器C可以用于防止继电器的烧损，其中继电器是为了确保装置发生故障时的安全可靠性而与电动助力转向的电子控制装置连接。其中，所述继电器可以是机械继电器，当开启所述继电器时，位于继电器后端的直流链电容器被充电，从而防止因励磁涌流引起的继电器烧损。[0059]第一开关部包括第一晶体管Ql及第二晶体管Q2。第一晶体管Ql的集电极可与电源部11连接，第一晶体管Ql的发射极可与直流链电容器C连接。第二晶体管Q2的基极可与控制部12连接，第二晶体管Q2的集电极可与第一晶体管Ql的基极连接，第二晶体管Q2的发射极可接地。[0060]因此，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置，其特征在于，第一开关部包括:第一晶体管Q1，通过第一电阻与电源部11连接；以及第二晶体管Q2，通过第二电阻与第一晶体管Ql连接，从而通过第一晶体管Ql控制从电源源11流向直流链电容器C的电流。[0061]第二开关部包括第三晶体管Q3及第四晶体管Q4。第三晶体管Q3的集电极可与直流链电容器C连接，第三晶体管Q3的发射极可接地。第四晶体管Q4的基极可与控制部12连接，第四晶体管Q4的集电极可与第三晶体管Q3的基极连接，第四晶体管Q4的发射极可接地。[0062]因此，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置，其特征在于，第二开关部包括:第三晶体管Q3，通过第三电阻与直流链电容器C连接；以及第四晶体管Q4，通过第四电阻与第三晶体管Q3连接，从而通过第三晶体管Q3控制从直流链电容器C流向地面的电流。[0063]控制部12输出用于对直流链电容器C进行充电的控制信号。这种情况下,若控制部12输出充电信号，则充电信号输入至第二晶体管Q2的基极，通过第二晶体管Q2的集电极电流，第一晶体管Ql进行开关操作，以使电源部11和直流链电容器C电连接。S卩，通过接收到控制部12的充电信号的第二晶体管Q2的集电极电流，直流链电容器C进行充电。[0064]因此，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置，其特征在于，第二晶体管Q2的集电极与第一晶体管Ql的基极连接，若向第二晶体管Q2的基极输入充电信号，则第一晶体管Ql导通，以使电源部11及直流链电容器C连接，若没有向第二晶体管Q2的基极输入充电信号，则第一晶体管Ql截止，以使电源部11及直流链电容器C开路。[0065]控制部12输出用于对直流链电容器C进行放电的控制信号。这种情况下,若控制部12输出放电信号，则放电信号输入至第四晶体管Q4的基极，通过第四晶体管Q4的集电极电流，第三晶体管Q3进行开关操作，以使地面和直流链电容器C电连接。S卩，通过接收到控制部12的放电信号的第四晶体管Q4的集电极电流，直流链电容器C进行放电。[0066]因此，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置，其特征在于，第四晶体管Q4的集电极与第三晶体管Q3的基极连接，若向第四晶体管Q4的基极输入放电信号，则第三晶体管Q3导通，使直流链电容器C与地面连接，若没有向第四晶体管Q4的基极输入充电信号，第三晶体管Q3截止，以使直流链电容器C及地面开路。[0067]控制部12可与第二晶体管Q2的基极及第四晶体管Q4的基极连接，输出充电信号及放电信号。当控制部12输出充电信号的情况下，充电信号输入至第二晶体管Q2的基极，对第一晶体管Ql进行开关操作，而信号不会输入至第四晶体管Q4的基极。当控制部12输出放电信号的情况下，放电信号输入至第四晶体管Q4的基极，使第三晶体管Q3进行开关操作，而信号不会输入至第二晶体管Q2的基极。这种充电信号及放电信号可根据脉宽调制的占空比来设定。[0068]因此，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置，其特征在于，该装置还包括控制部，所述控制部与第二晶体管Q2的基极及第四晶体管Q4的基极连接，通过取决于预先设定的占空比的充电信号及放电信号控制第一晶体管Ql及第三晶体管Q3的开关。这种情况下，占空比是根据温度及电源部11的电压预先设定。[0069]图4b是本发明实施例的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置在放电模式的情况下，在直流链电容器C中放电的电荷的图表，图5b是在充电模式的情况下，在直流链电容器C中充电的电荷的图表。另外，根据温度及电源部11的电压的占空比表如图6所示。[0070]参考图6，电源部11的电压是指电池的电压，而温度是指本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置内部的温度。通常，温度为o°c以下，可设定为低温，而25°C以上时，可设定为高温。因此根据本发明，低温、常温、高温的各个情况下，设定的最适于充电的占空比如图6所示。[0071]根据这种占空比，在直流链电容器C中进行放电及充电的电荷的变化如图4b及图5b所示。因此，根据本发明的实施例，可根据内部温度设定最适占空比，从而对直流链电容器C进行充电或放电，而且还可考虑电源部11的电压。[0072]另一方面，开启继电器前，有可能因励磁涌流引起继电器的烧损，因此需要对直流链电容器C进行充电。并且在对直流链电容器C进行充电前，应完全放电。这是因为若直流链电容器C完全充电，则可能会产生继电器烧损。因此，本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器C充放电的控制装置，其特征在于，开启继电器前，直流链电容器C通过输入至第四晶体管Q4的放电信号进行完全放电，并且通过输入至第二晶体管Q2的充电信号进行充电，从而开启继电器。[0073]本发明的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，该方法包括:第I步骤S110，测定电源部的电压及内部温度；第2步骤S120，根据测定电压及内部温度来确定放电占空比；第3步骤S130，根据放电占空比，通过放电开关部对直流链电容器进行放电；第4步骤S170，通过充电开关部对直流链电容器进行充电；以及第5步骤S190，开启电动助力转向继电器。以下省略对于与前述说明重复部分的说明。[0074]在第I步骤SllO之前，还包括设定占空比将其储存于查找表，以根据电源部的电压及内部温度使直流链电容器进行放电的步骤。查找表可预先设定并储存于电子控制装置内的储存元件中，最适占空比的设定如前所述。[0075]因此，之后可实施测定内部温度及电源部电压的第I步骤以及由储存的查找表确定最适占空比的第2步骤S120。[0076]第3步骤S130中，控制直流链电容器放电的开关元件的开关，可由将放电占空比作为输入的开关元件所控制。即根据由内部温度及电源部的电压，由查找表确定的占空比，能够对直流链电容器进行放电。这种情况下，直流链电容器可完全放电。[0077]之后，可实施:第4-1步骤S150，测定电源部的电压及内部温度；第4_2步骤，设定占空比将其储存于查找表，以根据电源部的电压及内部温度使直流链电容器放电;第4-3步骤，根据测定电压及内部温度确定充电占空比。[0078]因此，实施第4步骤S170，控制直流链电容器充电的开关元件的开关，由将充电占空比作为输入的开关元件所控制。这种情况下，可用预先设定的电压对直流链电容器进行充电。[0079]如上所述，虽然通过列举优选实施例和图示对本发明进行了说明，但本发明并不仅限于此。在不脱离本发明思想的范围内，本发明所属的领域技术人员可对其进行多种变更、替换、修改，且这样的变更、替换、修改等应被认为是属于本发明的权利要求范围内。【权利要求】1.一种电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，该装置包括:直流链电容器，对电荷进行充电，来开启电动助力转向的继电器；第一开关部，连接在所述直流链电容器和电源部之间，控制所述直流链电容器的充电；以及第二开关部，连接在所述直流链电容器和地面之间，控制所述直流链电容器的放电；其中，所述第一开关部包括至少一个晶体管，通过集电极电流控制所述直流链电容器的充电；所述第二开关部包括至少一个晶体管，通过集电极电流控制所述直流链电容器的放电。2.根据权利要求1所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，所述第一开关部包括:第一晶体管，通过第一电阻与所述电源部连接；以及第二晶体管，通过第二电阻与所述第一晶体管连接，从而通过所述第一晶体管控制从所述电源部流向所述直流链电容器的电流。3.根据权利要求2所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，所述第二开关部包括:第三晶体管，通过第三电阻与所述直流链电容器连接；以及第四晶体管，通过第四电阻与所述第三晶体管连接，从而通过所述第三晶体管控制从所述直流链电容器流向所述地面的电流。4.根据权利要求2所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，所述第二晶体管的集电极与所述第一晶体管的基极连接，若向所述第二晶体管的基极输入充电信号，则所述第一晶体管导通，以使所述电源部及所述直流链电容器连接；若没有向所述第二晶体管的基极输入充电信号，则所述第一晶体管截止，以使所述电源部及所述直流链电容器开路。5.根据权利要求3所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，所述第四晶体管的集·电极与所述第三晶体管的基极连接，若向所述第四晶体管的基极输入放电信号，则所述第三晶体管导通，以使所述直流链电容器与所述地面连接；若没有向所述第四晶体管的基极输入放电信号，则所述第三晶体管截止，以使所述直流链电容器与所述地面开路。6.根据权利要求3所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，该装置还包括控制部，所述控制部与所述第二晶体管的基极及所述第四晶体管的基极连接，并且通过取决于预先设定的占空比的充电信号及放电信号控制所述第一晶体管及所述第三晶体管的开关。7.根据权利要求6所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，所述占空比根据温度及所述电源部的电压预先设定。8.根据权利要求7所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电控制装置，其特征在于，开启所述继电器前，所述直流链电容器通过输入至所述第四晶体管的放电信号完全放电，并通过输入至所述第二晶体管的充电信号进行充电，从而开启所述继电器。9.一种电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法,其特征在于，该方法包括:第I步骤，测定电源部的电压及内部温度；第2步骤，根据所述测定电压及所述内部温度确定放电占空比；第3步骤，根据所述放电占空比，通过放电开关部对直流链电容器进行放电；第4步骤，通过充电开关部对所述直流链电容器进行充电；以及第5步骤，开启电动助力转向继电器。10.根据权利要求9所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，在所述第I步骤之前，还包括:设定占空比将其储存于查找表，以根据所述电源部的电压及内部温度使直流链电容器放电的步骤。11.根据权利要求9所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，所述第3步骤中，控制所述直流链电容器放电的开关元件的开关，由将所述放电占空比作为输入的开关元件控制。12.根据权利要求11所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，所述第3步骤中，所述直流链电容器被完全放电。13.根据权利要求9所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，在所述第4步骤之前还包括:第4-1步骤，测定所述电源部的电压及内部温度；第4-2步骤，设定占空比将其储存于查找表，以根据所述电压及所述内部温度使所述直流链电容器充电；以及第4-3步骤，根据所述测定电压及所述内部温度确定充电占空比。14.根据权利要求9所·述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，所述第4步骤中，控制所述直流链电容器充电的开关元件的开关，由将所述充电占空比作为输入的开关元件控制。15.根据权利要求14所述的电动助力转向继电器的直流链电容器充放电的控制方法，其特征在于，所述第4步骤中，用预先设定的电压对所述直流链电容器进行充电。【文档编号】H02J7/00GK103855761SQ201310646469【公开日】2014年6月11日申请日期:2013年12月4日优先权日:2012年12月4日【发明者】林泰瑞申请人:株式会社万都