JP2007153079A - Power supply device of electric power steering apparatus - Google Patents

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俊▲徳▼ 江坂
Takeshi Tachibana
武 立花
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耕巳 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device of an electric power steering device which suppresses instability of a vehicular power source. <P>SOLUTION: The power supply device 1 of the electric power steering device comprises: a main power source 3 for supplying the power to an electric motor of the electric power steering device 2; an auxiliary power source 4 for supplying the power to the electric motor when the power to be supplied to the electric motor from the main power source 3 is insufficient; and a power control means 5 which detects shortage of the power of the main power source 3, and supplies the power to the electric motor from the auxiliary power source 4 when the shortage of the power of the main power source 3 is detected. A charging circuit 10 for controlling the charging current when the main power source 3 charges the auxiliary power source 4 is provided between the main power source 3 and the auxiliary power source 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置の電動モータに電力を供給する電力供給装置に関する。   The present invention relates to a power supply device that supplies power to an electric motor of an electric power steering device.

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）においては、ステアリングシャフトにトーションバー等のトルクセンサを設け、当該トルクセンサにより運転者のステアリングホイールの操作力を検出し、当該操作力に応じて、電動モータを駆動して、操作力のアシストを行っている。   In the electric power steering device (EPS), a torque sensor such as a torsion bar is provided on the steering shaft, the operation force of the driver's steering wheel is detected by the torque sensor, and the electric motor is driven according to the operation force. Assisting operation force.

従来、上述したような電動パワーステアリング装置の電力供給装置としては、主電源を備えてオルタネータにより発電した電力を蓄え、前記電動モータに電力を供給するものがある。ところが、このような構成の電力供給装置においては、据切り（車両を停止させたままステアリング装置を操作すること）時等の大電力を必要とする場合に、オルタネータの発電量を増やす必要があり、エンジンのアイドル回転数を急上昇させる必要があった。このため、特にＡ／Ｔ車の場合に、クリープ力が増大して車両の飛び出し感が発生したり、エンジンとオルタネータの応答性の違いに起因して、エンジンのハンチングが発生したりするという問題があった。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric power steering apparatus for an electric power steering apparatus as described above, there is an apparatus that includes a main power source, stores electric power generated by an alternator, and supplies electric power to the electric motor. However, in the power supply device having such a configuration, it is necessary to increase the amount of power generated by the alternator when a large amount of power is required, such as when the vehicle is stationary (operating the steering device while the vehicle is stopped). The engine idling speed had to be increased rapidly. For this reason, particularly in the case of A / T cars, the creep force increases and a feeling of popping out of the vehicle occurs, or engine hunting occurs due to a difference in response between the engine and the alternator. was there.

このような問題を解決するために、例えば、特許文献１に記載されたような電力供給装置が提案されている。当該電力供給装置においては、電動パワーステアリング装置の電動モータに電力を供給するために、主電源と補助電源を備え、据切り時等の大電力を必要とする場合に、主電源とともに補助電源からも電動モータに電力を供給している。これにより、オルタネータの発電量を増やすことなく、また、主電源の大容量化を伴わずに、電動モータに一時的な大電力を供給することを可能として、電動パワーステアリング装置のアシスト力の追随性を向上させている。
特開２００３−３２０９４２号公報 In order to solve such a problem, for example, a power supply apparatus described in Patent Document 1 has been proposed. The power supply device includes a main power source and an auxiliary power source to supply power to the electric motor of the electric power steering device. Also supplies power to the electric motor. As a result, it is possible to supply temporary electric power to the electric motor without increasing the power generation amount of the alternator and without increasing the capacity of the main power source. Improves sex.
JP 2003-320942 A

しかしながら、このような電動パワーステアリング装置の電力供給装置においては、補助電源に対して主電源から充電を行う場合に、主電源の電圧が降下して、主電源が車両の一般負荷へも電力を供給する車両電源であることもあいまって、車両電源が不安定となってしまうという問題があった。   However, in such a power supply device for an electric power steering device, when the auxiliary power source is charged from the main power source, the voltage of the main power source drops and the main power source also supplies power to the general load of the vehicle. In combination with the vehicle power supply to be supplied, there is a problem that the vehicle power supply becomes unstable.

本発明は、上記問題に鑑み、車両電源が不安定となることを抑制することができる電動パワーステアリング装置の電力供給装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power supply device for an electric power steering device that can suppress the instability of a vehicle power supply.

上記の問題を解決するため、本発明に係る電動パワーステアリング装置の電力供給装置は、
電動パワーステアリング装置の電動モータに電力を供給する主電源と、前記主電源から前記電動モータに供給する電力が不足した場合に、前記電動モータに電力を供給する補助電源と、前記主電源の電力不足を検出するとともに、前記主電源の電力不足を検出した場合に、前記補助電源から前記電動モータに電力を供給する電力制御手段とを備える電動パワーステアリング装置の電力供給装置であって、
前記主電源と前記補助電源との間に、前記主電源が前記補助電源を充電する場合の充電電流を制御する充電回路を設けることを特徴とする。 In order to solve the above problem, an electric power supply apparatus for an electric power steering apparatus according to the present invention includes:
A main power source that supplies power to the electric motor of the electric power steering device, an auxiliary power source that supplies power to the electric motor when power supplied from the main power source to the electric motor is insufficient, and power of the main power source A power supply device for an electric power steering device comprising: an electric power control means for supplying electric power from the auxiliary power source to the electric motor when detecting an insufficiency and detecting an electric power shortage of the main power source,
A charging circuit for controlling a charging current when the main power source charges the auxiliary power source is provided between the main power source and the auxiliary power source.

ここで、前記補助電源と前記電動モータとの間に昇圧回路を設けてもよい。   Here, a booster circuit may be provided between the auxiliary power source and the electric motor.

本発明によれば、主電源が補助電源を充電する場合の充電電流を制御することにより、主電源の電圧降下を抑制して、車両電源を安定化することができる。   According to the present invention, by controlling the charging current when the main power supply charges the auxiliary power supply, the voltage drop of the main power supply can be suppressed and the vehicle power supply can be stabilized.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の一実施例を示す回路図である。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply apparatus for an electric power steering apparatus according to the present invention.

本実施例の電動パワーステアリング装置の電力供給装置１は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の電動モータ２に電力を供給する主電源３と、主電源３から電動モータ２に供給する電力が不足した場合に、電動モータ２に電力を供給する補助電源４と、主電源３の電力不足を検出するとともに、主電源３の電力不足を検出した場合に、補助電源４から電動モータに電力を供給する電力制御手段５とを備える。   The power supply device 1 of the electric power steering apparatus according to the present embodiment lacks the main power source 3 that supplies power to the electric motor 2 of the electric power steering device (EPS) and the power that is supplied from the main power source 3 to the electric motor 2. In this case, when the power shortage of the auxiliary power supply 4 that supplies power to the electric motor 2 and the main power supply 3 is detected and the power shortage of the main power supply 3 is detected, power is supplied from the auxiliary power supply 4 to the electric motor. Power control means 5.

主電源３は周知のＰｂバッテリなどの充電可能な電源により構成され、その正極側はエンジン６により回転されるオルタネータ７の正極側に接続されるとともに、車両の一般負荷８にも接続され、電動パワーステアリング装置の電動モータ２にもダイオード９を介して接続される。   The main power source 3 is constituted by a rechargeable power source such as a known Pb battery, and the positive side thereof is connected to the positive side of an alternator 7 rotated by the engine 6 and also connected to a general load 8 of the vehicle. The electric motor 2 of the power steering device is also connected via a diode 9.

補助電源４はキャパシタで構成され、その正極側が主電源３の正極側に接続される。なお、補助電源４は電気二重層キャパシタや二次電池で構成することもできる。   The auxiliary power supply 4 is composed of a capacitor, and the positive side thereof is connected to the positive side of the main power supply 3. The auxiliary power supply 4 can also be constituted by an electric double layer capacitor or a secondary battery.

主電源３の正極側と補助電源４の正極側との間に、主電源３が補助電源４を充電する場合の充電電流を制御する充電回路１０が設けられる。   A charging circuit 10 is provided between the positive side of the main power source 3 and the positive side of the auxiliary power source 4 to control a charging current when the main power source 3 charges the auxiliary power source 4.

この充電回路１０を設けることにより、主電源３が補助電源４を充電する場合の充電電流を制御することができ、主電源３の電圧降下を抑制して、車両電源を安定化することができる。   By providing this charging circuit 10, the charging current when the main power supply 3 charges the auxiliary power supply 4 can be controlled, the voltage drop of the main power supply 3 can be suppressed, and the vehicle power supply can be stabilized. .

さらに、充電回路１０の下流側かつ補助電源４の上流側部分と電動パワーステアリング装置の電動モータ２の上流側かつダイオード９の下流側とを昇圧回路１１を介して接続する。これにより補助電源４と電動モータ２との間に昇圧回路が設けられる。このように接続することで、昇圧回路１１の出力電流が、一般負荷８や主電源３に流れることを防止することができる。なお、充電回路１０は、昇圧あるいは降圧を伴わない場合はスイッチング素子で構成してもよいし、昇圧あるいは降圧を伴う場合は周知のＤＣ／ＤＣコンバータとしてもよい。昇圧回路１１は周知のＤＣ／ＤＣコンバータにより構成される。   Further, the downstream side of the charging circuit 10 and the upstream side of the auxiliary power supply 4 and the upstream side of the electric motor 2 of the electric power steering device and the downstream side of the diode 9 are connected via a booster circuit 11. Thereby, a booster circuit is provided between the auxiliary power supply 4 and the electric motor 2. By connecting in this way, it is possible to prevent the output current of the booster circuit 11 from flowing into the general load 8 and the main power supply 3. Note that the charging circuit 10 may be configured with a switching element in the case of not involving step-up or step-down, or may be a known DC / DC converter in the case of accompanying step-up or step-down. The booster circuit 11 is configured by a known DC / DC converter.

また、上流側とは、主電源３の正極側を示し、下流側とは接地側を示す。   Further, the upstream side indicates the positive electrode side of the main power supply 3, and the downstream side indicates the ground side.

補助電源４と電動モータ２との間に昇圧回路１１を設けることにより、補充電源４の放電電流を制御でき、かつ、補助電源４内の電荷を有効に使用して、補助電源４の容量の小型化を図ることができる。   By providing the booster circuit 11 between the auxiliary power supply 4 and the electric motor 2, the discharge current of the supplementary power supply 4 can be controlled, and the charge in the auxiliary power supply 4 can be effectively used to increase the capacity of the auxiliary power supply 4. Miniaturization can be achieved.

電力制御手段５は電子制御装置ＥＣＵにより構成され、主電源３の出力電流Ｉｐｂ、オルタネータ７の出力電流Ｉａｌｔ、昇圧回路１１の出力電流Ｉｄｄｃ、電動パワーステアリング装置２の電動モータ電流Ｉｅｐｓを検出して、主電源３の電力不足を検出した場合に、補助電源４から電動モータに電力を供給するべく、昇圧回路１１を制御する。   The power control means 5 is composed of an electronic control unit ECU, and detects the output current Ipb of the main power source 3, the output current Ialt of the alternator 7, the output current Iddc of the booster circuit 11, and the electric motor current Ieps of the electric power steering device 2. When the power shortage of the main power supply 3 is detected, the booster circuit 11 is controlled to supply power from the auxiliary power supply 4 to the electric motor.

図２は、本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の電力制御手段の制御内容を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing the control contents of the power control means of the power supply device of the electric power steering apparatus according to the present invention.

図２中、ＥＰＳは電動パワーステアリング装置を、Ｐｂバッテリは主電源を、キャパシタは補助電源を、ＤＤＣは昇圧回路を示す。   In FIG. 2, EPS indicates an electric power steering device, Pb battery indicates a main power source, capacitor indicates an auxiliary power source, and DDC indicates a booster circuit.

制御スタート後、Ｓ１において、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が作動中であるかを判定し、作動中であれば、Ｓ２に進み、作動中でなければ、制御を終了する。   After starting the control, in S1, it is determined whether the electric power steering device (EPS) is in operation. If it is in operation, the process proceeds to S2, and if it is not in operation, the control is terminated.

Ｓ２において、ＥＰＳ作動中に大電流が必要となり、オルタネータの発電量が不足するかどうかの判定を行い、不足する場合には、Ｓ３にすすみ、不足しない場合は、制御を終了する。不足するかどうかの判定は、Ｐｂバッテリの電圧が、ＥＰＳ最低作動電圧に所定値αを加えた閾値よりも小さいかどうかにより行う。   In S2, it is determined whether a large amount of current is required during the EPS operation and the power generation amount of the alternator is insufficient. If it is insufficient, the process proceeds to S3, and if it is not insufficient, the control is terminated. The determination as to whether or not the battery is insufficient is made based on whether or not the voltage of the Pb battery is smaller than a threshold obtained by adding a predetermined value α to the minimum EPS operating voltage.

Ｓ３において、Ｐｂバッテリの持ち出し電流が増加しないように、つまり、ＤＤＣ出力電流Ｉｄｄｃ＝ΔＩｅｐｓ−ΔＩａｌｔ（Δは増加分を示す）となるように昇圧回路（ＤＤＣ）を制御して、電流不足分をキャパシタより供給して、Ｓ４にすすむ。   In S3, the booster circuit (DDC) is controlled so that the carry-out current of the Pb battery does not increase, that is, the DDC output current Iddc = ΔIeps−ΔIalt (Δ indicates an increase), and the current shortage is reduced. Supply from the capacitor and proceed to S4.

Ｓ４において、ＥＰＳの作動が終了したかどうかを判定し、終了した場合は制御を終了し、終了していない場合は、再度Ｓ２に戻る。   In S4, it is determined whether or not the operation of the EPS is finished. If finished, the control is finished, and if not finished, the process returns to S2.

図３は、図２に示したフローチャートにより制御した場合の、各電流波形を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing each current waveform when controlled by the flowchart shown in FIG.

例えば、ＥＰＳの作動により、大電流が必要となり、約２００ｍｓで電流を増加させねばならない場合に、図中斜線で示す部分をキャパシタから供給して、オルタネータの出力電流Ｉａｌｔをなるべくゆっくり（２００ｍｓ＋所定値β）増加させることができる。これにより、エンジンのアイドル回転数ｎをゆっくり増加させる（Δｎ／Δｔをなるべく小さくする：ｔは時間）ことができ、クリープ力が増大して車両の飛び出し感が発生したり、エンジンとオルタネータの応答性の違いに起因して、エンジンのハンチングが発生したりすることを防止することができる。   For example, when a large current is required due to the operation of EPS and the current must be increased in about 200 ms, the portion indicated by the hatching in the figure is supplied from the capacitor, and the output current Ialt of the alternator is as slow as possible (200 ms + predetermined value). β) can be increased. As a result, the idle speed n of the engine can be increased slowly (Δn / Δt is made as small as possible: t is time), the creep force is increased, and a feeling of popping out of the vehicle occurs, or the response of the engine and the alternator It is possible to prevent the occurrence of engine hunting due to the difference in sex.

図４は、本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の他の実施例を示す回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the power supply apparatus of the electric power steering apparatus according to the present invention.

図１に示した実施例に比して、昇圧回路１１がスイッチング手段１２に置換されている点が異なる。これによれば、補助電源４としてのキャパシタの使用電圧範囲が限定されるものの、より簡単な構成とすることができる。ここでスイッチング手段とは、ＧＴＯサイリスタ、ＩＧＢＴ、ＩＰＭ等のスイッチング素子を指すものとする。   Compared with the embodiment shown in FIG. 1, the difference is that the booster circuit 11 is replaced with a switching means 12. According to this, although the working voltage range of the capacitor as the auxiliary power supply 4 is limited, a simpler configuration can be achieved. Here, the switching means refers to a switching element such as a GTO thyristor, IGBT, or IPM.

図５は、本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の他の実施例を示す回路図である。   FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the power supply apparatus of the electric power steering apparatus according to the present invention.

図１に示した実施例に比して、補助電源４としてのキャパシタとして、電子制御ブレーキシステム１３（ＥＣＢ）のバックアップ用のキャパシタを使用している点が異なる。これによれば既存のキャパシタを使用して、本発明に係る電圧供給装置を構成することができる。   Compared to the embodiment shown in FIG. 1, a backup capacitor of the electronically controlled brake system 13 (ECB) is used as a capacitor as the auxiliary power source 4. According to this, the voltage supply apparatus which concerns on this invention can be comprised using an existing capacitor.

図６は、本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の他の実施例を示す回路図である。   FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the power supply apparatus of the electric power steering apparatus according to the present invention.

図５に示した実施例に比して、昇圧回路１１がスイッチング手段１４により置換されている点が異なる。これによれば、補助電源４としてのキャパシタの使用電圧範囲が限定されるものの、より簡単な構成とすることができる。   Compared with the embodiment shown in FIG. 5, the booster circuit 11 is replaced by the switching means 14. According to this, although the working voltage range of the capacitor as the auxiliary power supply 4 is limited, a simpler configuration can be achieved.

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.

本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の一実施例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply device of an electric power steering device according to the present invention. 本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の電力制御手段の制御内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control content of the electric power control means of the electric power supply apparatus of the electric power steering apparatus by this invention. 図２に示したフローチャートにより制御した場合の、各電流波形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows each current waveform at the time of controlling by the flowchart shown in FIG. 本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の他の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other Example of the electric power supply apparatus of the electric power steering apparatus by this invention. 本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の他の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other Example of the electric power supply apparatus of the electric power steering apparatus by this invention. 本発明による電動パワーステアリング装置の電力供給装置の他の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other Example of the electric power supply apparatus of the electric power steering apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電動パワーステアリング装置の電力供給装置
２ 電動パワーステアリング装置の電動モータ
３ 主電源
４ 補助電源
５ 電力制御手段
６ エンジン
７ オルタネータ
８ 一般負荷
９ ダイオード
１０ 充電回路
１１ 昇圧回路
１２ スイッチング手段
１３ 電子制御ブレーキシステム
１４ スイッチング手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power supply apparatus of electric power steering apparatus 2 Electric motor of electric power steering apparatus 3 Main power supply 4 Auxiliary power supply 5 Power control means 6 Engine 7 Alternator 8 General load 9 Diode 10 Charging circuit 11 Booster circuit 12 Switching means 13 Electronic control brake system 14 Switching means

Claims (2)

電動パワーステアリング装置の電動モータに電力を供給する主電源と、前記主電源から前記電動モータに供給する電力が不足した場合に、前記電動モータに電力を供給する補助電源と、前記主電源の電力不足を検出するとともに、前記主電源の電力不足を検出した場合に、前記補助電源から前記電動モータに電力を供給する電力制御手段とを備える電動パワーステアリング装置の電力供給装置であって、
前記主電源と前記補助電源との間に、前記主電源が前記補助電源を充電する場合の充電電流を制御する充電回路を設けることを特徴とする電動パワーステアリング装置の電力供給装置。 A main power source that supplies power to the electric motor of the electric power steering device, an auxiliary power source that supplies power to the electric motor when power supplied from the main power source to the electric motor is insufficient, and power of the main power source A power supply device for an electric power steering device comprising: an electric power control means for supplying electric power from the auxiliary power source to the electric motor when detecting an insufficiency and detecting an electric power shortage of the main power source,
A power supply device for an electric power steering device, wherein a charging circuit for controlling a charging current when the main power source charges the auxiliary power source is provided between the main power source and the auxiliary power source. 前記補助電源と前記電動モータとの間に昇圧回路を設けることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の電力供給装置。   The power supply apparatus for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a booster circuit is provided between the auxiliary power supply and the electric motor.
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