WO2007004357A1

WO2007004357A1 - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: WO2007004357A1
Application number: PCT/JP2006/309617
Authority: WO
Inventors: Eiji Kasai; Yoichi Fujinori; Takatoshi Saito; Masaharu Yamashita; Ippei Yamazaki; Shuji Fujita
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-01-11
Also published as: JP2007015474A; CN101258068B; EP1900602A1; JP4333646B2; DE602006013458D1; US20090140673A1; CN101258068A; EP1900602A4; EP1900602B1; US7863845B2

Abstract

電源装置40として、高圧バッテリ51とその高圧バッテリ51の電圧を下げる降圧回路55とを備えた主電源供給回路50と、低圧バッテリ61とその低圧バッテリ61の電圧を上げる昇圧回路70とを備えた副電源供給回路60とで電源供給回路を構成し、主電源供給回路50と副電源供給回路60とを並列に接続して設けるとともに、副電源供給回路60の出力電圧を、主電源供給回路50の出力電圧よりも低く設定した主電源供給回路50の出力電圧が副電源供給回路60の目標電圧より低下した場合には、昇圧回路70にて昇圧してモータ駆動回路32に電源供給する。従って、電動パワーステアリング装置の電源バックアップを低コストにて行うことができるようになる。

Description

パワーステアリング装置技術分野

本発明は、難ハンドルの回動操作に応じて嫌輪に^ を付与する ¾»モータを備えたパワーステアリング装置の特に霞原置に関する。背明景技術

従来から、この種の «S¾パワーステアリング装置は、置ハンドルの回動操作に対して田

匿アシストカを付与するように m»モータを備え、この ικ&モータの霞荒量を変化させる通電制御を行ってアシストカをする。

こうした ¾®]パワーステアリング装置は、その霞原としてパッテリ力 s使用される。そして、靈原供給ラインの異常にる酉 Bitから、特開 2 0 0 4— 1 7 7 3 2号公報に示されたものでは、主バッテリと補助バッテリとの 2つの同一 ®Εのパッテリを備え、一方の電源供給ラインに異常が生じたときに、もう一方の霪原からの ®原供給に切り替えるようにした構成を採用してレヽる。

しかしながら、上記従置においては、 2つのバッテリの霞原供給を切り替える切替スィッチ等の切替装置が必要となり、コストアップを生じてしまう。また、パワーステアリング装置にぉヽては、大きな«トルク力 S要求されること力ら、では高 maタイブのバッテリの棚力 S検討されている。しかしながら、高 ¾Εタイプのバッテリを原に用！/、たシステムを構成しょうとすると、霞原異常時のバックアツプ用としてもう一つ另 IJ の高 ®£タイプのバッテリ力 S必要となってしまう。このため、 «パワーステアリング用葡原のコストが非常に高くなってしまい好ましくない。発明の開示

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、バックアップ爾原を備えた葡原装置を低コストですることを目的とする。

上記目的を ¾ ^するために、本発明の糊敷は、饍原置から m¾供給される maモータと、該 βモータのイ^]を制御するモータ制御手段とを備え、纖ハンドルの嫩状態に応じて上記 Miモータを Miして垂輪に難力を付与する m»jパワーステアリング装置において、上記霪原置は、第 1 MEのを供系る高圧バッテリと該高圧パッテリの

®Εを下げる降圧回路とを備えて上記降圧された高圧バッテリの ®Λを供糸る主戆原供給回路と、上記第 1®£より低い第 2厳のを供糸る脏バッテリと該 ί班パッテリの ®£を上げる昇圧回路とを備えて上言 Β 圧された ififfiバッテリのを供る副 β« 供給回路との少なくとも 2つの蕭原供給回路を有し、上記主霞原供給回路と上記副霞原供給回路とを並列にして設けるとともに、上言 Β 圧された副原 ^合回路の出力を、上記降圧された主雷原供給回路の出力 Sffiよりも低く設定したことにある。

上記のように構成した本発明においては、電動モータを高電圧にて駆動できるだけでなく、その霞原バックアップ用として一般の電気負荷に删されている低バッテリをそのまま使用することができる。し力、も、主霞原供給回路の出力力 sパックアップ原として畐 |J竈原供給回路の出力よりも高く設定されているため、通常時（竈原系の正常時 ) においては、主蔔原供給回路から高証が雜モータに供給され、主竈原供給回路の出力 ¾Εが副籠原供給回路の出力 «Εを下回ると、そのまま畐 ι 供給回路からの供給に切り替わる。このため、複数の竈原供給回路を切り替えるための切替回路を特別に設ける必要もない。

更に、バックアップ時においては、账バッテリ霞原を昇圧回路にて昇圧して «1¾モータに供糸^ るため、高いにてモータを βすることができ子な嫩它アシストカが得られる。

また、本発明の他の糊敷は、上記霞原置の出力をモニタする出力 mmモニタ手段と、上記モニタした出力力 s所定を下回ったと判断したとき、上記副霞原供給回路の昇圧回路の昇圧動作を開始させる昇圧制御手段とを備えたことにある。

これによれば、バックアップの必要なときだけ昇圧動作が行われることになり、そのぶん昇圧回路の耐久性向上、消費動の衝咸を図ることができる。

また、本発明の他の顿敷は、上記主簫原供給回路における上記降圧回路の出力側には、上記 «モータで発生した回生 ®Λを吸収する主回生吸収手段を備えたことにある。これによれば、 ¾i¾モータに回生 ®Λ力 s発生したには、主回生吸収手段でこの回生ΙΛを吸収するため、降圧回路に回生 ¾¾¾がなくなり、降圧回路の損傷を防止することができる。

また、本発明の他の敷は、上記主回生吸収手段で吸収する回生力 S基準証を超えるには、上記副 ®原供給回路の ®?原供給ラインを閉じて上記回生電力を上記副電源供給回路に流して吸収させるスィツチング手段を備えたことにある。

これによれば、主回生吸収手段が故障して回生の回収が不能になった:^であっても、この回生を副原供給回路に流すことができ主霞原供給回路の降圧回路を^^することができる。

また、本発明の他の赚は、上言 Ε 圧回路は、霞原供給ラインに直列に設けられる昇圧用コイルと、上 IE 圧用コイルの負荷側を開閉可能に接地する第 1スィツチング素子と、上記副霞原供給ラインにおける上記第 1スィツチング素子のよりも負荷側に直列に設けられ寄生ダイ^"ド德能を有する第 2スィツチング素子と、上記第 1スィツチング素子と上記第 2スィツチング素子とのオンオフを制御するスィツチング制御手段と、上記罱原置の出力豪をモニタするモニタ手段を備え、上記スィツチング制御手段は、上記第 1スィツチング素子のオン才フ動作に同期させて上記第 2スィツチング素子を才ンオフ動作させて目標 ®Bこ昇圧制御する同期昇圧モードと、上記第 2スィツチング素子をオフに維持して上記第 1スィツチング素子をオンオフ動作させて目標 Eこ昇圧制御する非同期昇圧モードとを有し、上記竈原置の出力 ®E力 s所定 me以上あれば上言同期昇圧モードを選択し、上記 ®原置の出力力 s所定を下回ったには上記同期昇圧モードに切り替えることにある。

これによれば、霞 ϋ¾置の出力 ¾Εが所定以上ある^^には、副霪原供給回路の昇圧回路では非同期昇圧モードにて昇圧制御され第 2スィツチング素子がオフに繊されるため、主霪原供給回路からの出力力福 IJ竈原供給回 IJに流れこむことはなく確実に «ttモータに供給される。

そして、主霞原供給回路の出力 ¾Ε力 S低下して置の出力 ®Eが所定 ¾|£を下回ると、畐 ij霞原供給回路の昇圧回路では同期昇圧モードにて昇圧制御され第 2スィツチング素子が第 1スイッチング素子と同期してオンオフする。従って、目標電圧への昇圧制御が良好となり安定した昇圧 «Ε力得られる。また、 M)モータで回生力発生した:^でも、第 2スイッチング素子がオンオフするため、その回生を畐 U暫原供給回路から ififfパッテリ側に送って吸収させることができる。

尚、ここで表現してレ、る、「第 1スィツチング素子のオンオフ動作に同期させて第 2スイッチング素子をオンオフ動作させる」とは、第 1、第 2スイッチング素子を同時にオンオフさせることを意味するのではなく、両スィツチング素子を互いに関連付けてオンオフ動作させることを意味する。例えば、第 2スイッチング素子をォス第 1スイッチング素子をオンして昇圧用コイルにを流して昇圧用コイルに ®Λを貯め、その後、第 1スィツチング素子をオフ、第 2スィツチング素子をオンして昇圧用コイルに貯まったを出力するという動作を繰り返すようにする。

また、本発明の他の糊敷は、上記同期昇圧モードでの昇圧制御中に、上記副電源供給回の ¾Λ¾¾Λがされ、その連続時間が所定時間を越えたとき、上記同期昇圧モードから上記非同期昇圧モードに切り替えることにある。

これによれば、出力 SEEの低下した主原供給回路が正常状態に戻つてその出力が副爾原供給回路の出力を上回っても、所定時間後には非同期昇圧モードに切り替わつて第 2スィツチング素子がオフするため、主鼇原供給回路の ®Λ力 S副霞原供給回 SMfEfl 続けてしまうこともなく、両パッテリおよび回路を確実に保護することができる。また、 «モータからの回生 S¾であれば一時的なものであるため、所定時間内には副霪原供給回の ¾Λ¾ίεΛが終了して同期昇圧モードを »することができる。

この、副霞原供給回の動 ¾¾Λの検知は、例えば、第 1スイッチング素子のデユーティ比に基づいて推定してもよい。つまり、畐 iJ霞原供給回の ¾Λ¾δΛ時は霞原置の出力が上昇するため、昇圧回路における昇圧動作が減少ある、は停止することから、これに伴って第 1スイッチング素子 SW 1のデューティ比も変化するため、これに基づレ、て簡単に Λ¾¾Λを検知できる。また、これに第 2スィツチング素子のデューティ比も加味して推定してもよい。

また、 m¾r 置の出力電圧をモニタし、その出力電圧が所定電圧（例えば、昇圧回路の昇圧目標 ®Eあるいは昇圧目標 ¾Εより所定だけ高い設定 «£) を超えたときに副電源供給回力 s流入したと判断してもよレヽ。

また、本発明の他の赚は、上記 ί脏バッテリの低下を検出する ί脏バッテリ検出手段と、上脏バッテリの低下を検出したときに、上記高圧バッテリの勧を上記主磨原供給回路を経由して上記 ί脏バッテリに充電することにある。

これによれば、 f脏バッテリへの充電が可能となり、充縣の異常時にぉレ、ても所定の ¾Εを維ることができる。

尚、この:^、過により副爾原供給回路の昇圧回路が故障しないように、副霞原供給ラインにスィツチング素子を設け、このスィツチング素子のオン時間を制限するようにしてもよレ、。特に、昇圧回路の第 2スイッチング素子を兼用するとコストアップを抑えることができる図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実»態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。図 2は、 ¾ ^^態の竈原置の概略回路構成図である。

図 3は、同期昇圧モードにおける第 1、第 2スイツチング素子への制御信号を表 "tt¾明図である。

図 4は、第 1実½ ^態の蔔原供糸卿ノ^チンを表すフローチヤ一トである。

図 5は、第 2実施形態の爾原供^ 胸/^"チンを表すフローチャートである。

図 6は、第 3実施形態の電源供給制御ル、—チンを表すフ口一チヤ一トである。

図 7は、第 3実施形態の霪原供給制御ルーチンの変形例を表すフ口一チヤ一トである。図 8は、第 4実»態の電源供給制御ル、—チンを表すフ口一チヤ一トである。

図 9は、低圧バッテリの充電制御ルーチンを表すフローチヤ一トである。

図 1 0は、アシスト制御ルーチンを表すフローチヤ一トである。

図 1 1は、アシスト電流テーブルを表す説明図である。

図 1 2は、降圧回路制御ルーチンを表すフローチヤ一トである。発明を実施するための最良の开態

以下、本発明の一形態に係る ¾|¾パワーステアリング装置にっレ、て図面を用レヽて説明する。図 1は、同霞形態に係るパワーステアリング装置を概略的に示している。このパワーステアリング装置は、大別すると、嫩它輪へ嫩它アシスト力を付与する嫩它アシスト « 1 0と、撒它アシスト樹冓 1 0のモータ 1 5を！¾]制御するアシスト制卸装置 3 0と、置 4 0とからネ冓成される。

難アシスト漏 1 0は、難ハンドル 1 1の回動操作に連動したステアリングシャフト 1 2の軌镍周りの回転をラックアンドピニォ構 1 3によりラックノー 1 4の輙镍方向の ¾Κに変換して、このラックバー 1 4の車線方向の運動に応じてである左右前輪 FW 1 , FW2を徵 ¾1 "るようになっている。ラックノー 1 4には ®g]モータ 1 5力 S組み付けられている。 SSlモータ 1 5は、その回転に応じてボールね 6を介してラッタノ一 1 4を權妨向にることにより、難ハンドル 1 1の回動操作に対してァシストカを付与する。 «モータ 1 5には回！ ^センサ 1 7力 S付設され、ステアリングシャフト 1 2の下 ¾にトルクセンサ 2 0カ且みつけられている。

回センサ 1 7はレゾルバにより構成され、 mt!]モータ 1 5の回聿を検出して、検出した回 ^を表 1 ^出信号を出力する。トルクセンサ 2 0は、ステアリングシャフト 1 2に介装されて上端およひ下端をステアリングシャフト 1 2に ¾したトーションパ一 2 1と、トーションパー 2 1のおよび下¾にそれぞれ組み付けられたレゾルバ 2 2 , 2 3とからなる。レゾルバ 2 2， 2 3は、トーションバー 2 1の ¾および下端の回^^をそれぞ出して、検出した各回！^を表 11^出信号をそれぞれ出力する。アシスト制御装置は、これらの回!^センサ 1 7、匿トルクセンサ 2 0および車両のを検出する車速センサ 2 8からの検出信号にもとづいて、 m»モータ 1 5への通電量を調整してアシストカを制御するもので、主要部をマイク口コンピュータにて構成するァシスト用電子制御装置 3 1と、そのアシスト用電子制御装置 3 1力のモータ制御信号により βモータ 1 5を睡するモータ睡回路 3 2と力らなる。

本形態においては、モータ 1 5として 3相ブラシレスモータを用い、モータ » 回路 3 2としてのインパータ回路にて 3相, ®¾を «Iモータに流すようにするが、 H プリッジ回路にて 2相ブラシモータを駆動制御する等、種々のモータや駆動回路を採用でさる。

葡原置 4 0は、図 2に示すように、主霞原供給回路 5 0と、パックアップ原としての副靈原合回路 6 0と、補助霞原供給回路 8 0と、簫原制御装置 9 0に大別される。主電原供給回路 5 0は、第 1 flEEV 1 Η (本 ¾fe形態では V 1 H= 2 8 8 V) を発生する高圧バッテリ 5 1と、パワーコントロールユニット 5 2により主葡原供給ライン 5 3を開閉するリレー 5 4と、高圧パッテリ ¾EV 1 Hを第 1降圧 ¾EV 1 L (本実施形態では V I L = 4 8) に降圧する降圧回路 5 5 (D C— D Cコンバータ）と、降圧回路 5 5の 2 次側に設けられ «モータ 1 5で発生した回生を吸収する回生吸収回路 5 6とを備える。

回生吸収回路 5 6は、降圧回路 5 5の 2次側を抵抗素子 5 7と吸収用スィツチング素子 S W 3とを介して掛也して回生€Λを逃がす回路を構成する。この吸収用スィツチング素子 SW3は、霞原制御装置 9 0からの信号により開閉制御される。

一方、副麕原供給回路 6 0は、第 2mEV 2 L (本形態では V 2 L= 1 2 V) を発生する ί脏バッテリ 6 1と、アシスト制御を開始するときに副霪原供給ライン 6 3を閉じるリレー 6 4と、 ©£バッテリ V 2 Lを第 2昇圧 ¾Ε V 2 Η (本 ¾ ^^態では V 2 Η = 3 3 V) に昇圧する昇圧回路 7 0とを備える。

昇圧回路 7 0は、副廳供給ライン 6 3に直列に設けられる昇圧用コイル 7 1と、昇圧用コイル 7 1の 2次側の副霞原供給ライン 6 3から分岐したラインに設けられる第 1 スィツチング素子 S W 1と、副竈原供給ライン 6 3における第 1スィツチング素子 SW 1 の接織はりも負荷側供給側）の副霪原働合ライン 6 3に直列に設けられる第 2スィツチング素子 SW 2と、この第 2スィツチング素子 SW 2の入出力端をするダイォード 7 2とを備える。

この 2つのスイッチング素子 SW1， SW2には F E Tが用いられる。特に、第 2スィツチング素子 SW2に関しては、教ダイォード機能を有するタイプの F E T力 S使用される。つまり、第 2スイッチング素子 SW2は、オフ状態であっても K ^向（®原供給方向）への通電のみ可能で逆方向には通 ¾ 能となり、オン状態では両方向への通電が可能となる。

この第 2スィツチング素子 SW2を ffiするダイ; ^"ド 7 2は、力ソード佃 jを @？原出力側にアノード側を ί¾Εバッテリ側にして設けられる。このダイ:^ド 7 2は、第 2スイツチング素子 S W2の通 »量を補うために設けられる。

第 1スイッチング素子 SW 1は、霪原制御装置 9 0からのパルス信号により、速い周期でオンオフして昇圧用コイル 7 1から目標である第 2昇圧 ®EV 2 Hを発生させる。本難形態では、昇圧動作時にスィツチング素子 SW2をオフに維持する非同期昇圧モードと、第 2スィツチング素子 SW 2を第 1スィツチング素子 SW 1のオンオフ動作と同期させてスィツチングする同期昇圧モードとの 2つの昇圧モードを有する。

この同期モードでは、図 3に示すように、両スイッチング素子 SW1 , SW2が同じ周期で互いに関連付けられてオンオフするもので、第 2スイッチング素子 SW2をオフ、第 1スィツチング素子 SW 1をオンして昇圧用コィノレ 7 1に短時間だけ電流を流して昇圧用コイル 7 1に動を貯め、その後、第 1スイッチング素子 SW 1をオフ、第 2スィッチング素子 SW2をオンして昇圧用コイル 7 1に貯まった ®Λを出力するように動作する。尚、必ずしも第 1スィツチング素子 SW 1のオフ時に第 2スィツチング素子 SW2をォンさせるものではなく、昇圧用コイル 7 1に通電して ®Λを発生させ、そのを負荷側に放出させるという一連の動作を互レ、に連携させて行なうようにするものであればょレ、。主雷原供給回路 5 0およひ剳霱原供給回路 6 0のそれぞ? Lの霞原供給ライン 5 3 , 6 3 の出力端は、モータ «回路 3 2への出力原ライン 1 0 0に接続される。この霞原装置 40の出力原ライン 100には、霞原ノイズ!^ ¾用のコンデンサ 101力 s設けられる。補助需原供給回路 80は、慨 12 V系の補助霞原をアシスト制御装置 30や副謹供給ライン 63に供給するもので、高圧バッテリ 51の ¾Εを低に変換する降圧回路 8 1を備える。

濯原制御装置 90は、マイク口コンピュータを主要部として構成され、霪原置 40の出力霞原ライン 100の (出力 ¾EV out) と、高圧バッテリ 51の IffiVH xおよ Ό¾Εバッテリ 61の ¾EVLxをモニタするとともに、そのモニタ ¾Eに応じてスィツチング素子 SW1, SW2, SW3の開閉を制御する。尚、霞原制御装置 90は、図示しないが、 {SEパッテリ 61からレギユレータを介して霞原供給される。

尚、この霞原制御装置 90と昇圧回路 70とで、本発明の昇圧回路を構成している。次に、霱原制御装置 90の行う «モータ 15への饍原供織 I御纏について説明する。図 4は、第 1難形態の霪原供纖嗍チンを表すもので、蕭原制御装置 90内の R ΟΜ内に制御プロダラムとして記憶され、短レヽ周期で繰り返しされる。

本竈原供織 Ρノ^"チンは、図示しなレヽィダニッションスィツチの投入により、リレー

54， 64がオンしたのち起動する。

まず、ステップ S1において、出力 flffVou tを検出し、その ®Eが回生判定 SEV K1 (例えば 50 V) を超えている力かを判 llTる。この判断処理は、 Hftモータ 15 から回生 ¾Λ力 s発生している力かを判断するもので、回生が発生しているには、出力電圧 V o u tがこの回生判定電圧 VK 1を上回るようにこの判定値が設定されている。

回生発生していなレヽ齢 (S 1 ： NO) には、続くステップ S 2において、出力 mffiVou tが副霞原供給回路 60の出力 «EV2H (目標 «E33V) を下回っている力^かを判る（S2) 。主鷇原供給回路 50が正常に働しているには、出力電圧 Vou tは主電源供給回路 50の定格出力電圧 VI L (48V) を維持しているため、「NO」と判断される。この ^には、モータ隱回路 32に主霞原供給回路 50から正常に蔔原供給されていることから、副蔔原供給回路 60からの葡原合は必要ないため、第 1スイッチング素子 SW1と第 2スイッチング素子 SW2を共にオフにする（S 3) 。従って、昇圧回路 70の昇圧動作は行われない。また、第 2スイッチング素子 SW 2をオフにすることで、主窗原供給回路 50の出力が副蔔原供給回路 60に流れ込んでしまうことを防止する。 - —方、ステップ S 2の判断で「YE S」、つまり、出力電圧 V o u tが V 2 H ( 3 3 V) を下まわった ^^には、スイッチング素子 SW1をオンオフ倾させて昇圧用コイル 7 1によりバッテリ 6 1の應を昇圧する（S 4) 。この；^、畐原供給回路 6 0 では目標昇圧 ®Εを V 2 Ηとして昇圧する。つまり、出力 «EV o u tが目標 βΐΐν 2 Η ( 3 3 V) となるように、スィツチング素子 SW 1のノ、。ルス通電時間割合（デューティ比）を制御する。ここでは、検出した出力 mEV o u tと目標 mEV 2 Hとの偏差が大きいほどデューティ比が大きく設定される。従って、霞原装置 4 0としての出力としては、自動的にこの副暫原供給回路 6 0からの ¾Λ供給に切り替わる。

こうして、主雷原供給回路 5 0の出力が低下した齢には、副原供給回路 6 0からの電源供給に切り替わり、その後、主電源供給回路 5 0の出力 ¾1£が復帰して副霞原供給回路 6 0の出力よりも上回ると、再び主響原供給回路 5 0からの原供給に切り替わる。

このように、自動的に出力が高いほうの霪原供給回路 5 0， 6 0力モータ睡回路 3 2に ¾Λ供給される。

こうした、原供給の切替制御を繰り返し行う途中で、麵モータ 1 5から回生 ®Λが発生し、そのが回生判定 mEVK lを上回ると、ステップ S 1にて「YE SJ と判断され、吸収用スイッチング素子 SW3をオンオフする（S 5) 。この齢、その検出した出力 ®EV o u tに応じて吸収用スィツチング素子 SW3のデューティ比が調整される。つまり、出力電圧 V o u tが高いほど吸収用スィツチング素子 SW3のデューティ比を大きくする。尚、このときスイッチング素子 SW1、 SW2は共にオフに需される。

従って、 »モータ 1 5力、らの回生は、主葡原供給回路 5 0の回生吸収回路 5 6に流れ込み、吸収用スィツチング素子 SW 3を経由してグランドに吸収される。

従って、降圧回路 5 5を保護することができる。

このように、第 1実施形態の霪原供織 (J御ノ^"チンによれば、主鬱原供給回路 5 0からの原供給を優先的に行い、高圧バッテリ 5 1の劣化等により主葡原供給回路 5 0からの出力 ®£力 S低下して副 ®原供給回路 6 0の出力以下になったときには、自動的に副竈原供給回路 6 0からモータ,睡回路 3 2に霪原供^ Tるようにしている。

従って、通常時においては、モータ 1 5を高い ®Εで睡してな嫩它アシスト力力 S得られるとともに、主簫原供給回路 5 0からの出力が低下したにおいても、他の電気負荷と共通に使われるgffiバッテリ 6 1を用いて^]モータ 1 5を βτΤるため、パックアップ用として特別なバッテリを用 iti "る必要が無く、し力も、バッテリ霞原を昇圧してモータ,画回路 3 2に供糸^ rるため、霞原バックアップ時においても高いアシストカカ S得られる。

しかも、出力豪が高いほうの籠働台回路 5 0 , 6 0が自動的に選択されるため、切替スィツ^の切難置が不要となりコストアップを招力ない。

尚、この第 1 ¾ ^態の霞原供織卿/ チンでは、第 2スイッチング素子 SW2については、常時オフさせているものであるため、第 2スイッチング素子 SW2を設けずに、ダイ； ^"ド 7 2だけの構成でもよレヽ。

次に、蔔原制御装置 9 0の難する第 2»形態の霪原供織嗍チンについて説明する。この第 2 ^態は、第 1難形態の制御ノチンに対して、回生 ®Λの吸収処理を変更したもので、ハードウェアの構成は図 1、図 2に示したものと同一である。

図 5は、第 2実施形態の電源供給制御ルーチンを表すもので、電源制御装置 9 0内の R ΟΜ内に制御プログラムとして記憶され、短レヽ周期で繰り返し節される。

尚、ステップ S 1 1からステップ S 1 4の処理については、先の図 4に示した第 1実施形態のステップ S 1力ステップ S 4の処理と同様であるため、簡単な説明に留める。まず、ステップ S 1 1において、出力電圧 V o u tを検出し、その電圧が回生判定電圧 VK 1 (例えば 5 0 V) を超えていなければ、回生力 S発生していないと判断して、ステツプ S 1 2の処理に樹 ΐし、出力 ¾ffiV o u t力^ ijm?原供給回路 6 0の ¾¾®£V 2 H

( 3 3 V) を下回っている力かを判 llf fる。主竈原働合回路 5 0が正常に働している齢には、「NO」と判断され、副 ®原供給回路 6 0からの霱原供給は必要ないため、ステツプ S 1 3で第 1、第 2スイッチング素子 SW1， SW2をともにオフして昇圧動作を行わず、また、主霪原供給回路 5 0の吸収用スイッチング素子 SW3もオフにする。一方、ステップ S 1 2の判断で「YE SJ 、つまり、出力 mEV o u tが V 2 H (3 3 V) を下まわった;^には、第 1スィツチング素子 SW 1をオンオフさせて昇圧用コィル 7 1によりィ脏バッテリ 6 1の ®原を昇圧し（S 1 4) 、副 ®原供給回路 6 0からモータ 1¾¾回路 3 2に ¾原供^ 1"る。

こうした、廳供給の切替制御を繰り返し行う途中で、モータ 1 5から回生 ¾Λが発生し、出力 ®£V o u tが回生判定 «EVK 1をうわまわると、ステップ S 1 1にて

「YE S」と判断され、続レヽてステップ S 1 5の判断処理を行う。このステップ S 1 5では、出力 ¾EEV o u tが更に吸収アシスト判定 mffiVK 2 (VK 2 >VK 1 ：伊 !jえば、 V K 2 = 5 5 V) を上回っている力かを判 f "る。

出力 «EV o u tが吸収アシスト判定！ ffVK 2以下であれば、吸収用スィツチング素子 SW3をオンオフして回生 ®Λをグランドから逃がす（S 1 6) 。この、副霪原供給回路 6 0では第 1、第 2スィツチング素子 SW1 , SW2をオフに纖して昇圧ィ働させない。

一方、ステップ S 1 5におレ、て、出力 MEV o u tが吸収アシスト判定 ®EVK 2を上回っていると判断した齢には、回生吸収回路 5 6の故障（例えば、吸収用スイッチング素子 SW3の故障）が考えられることから、副籠原供給回路 6 0により回生 ¾Λの吸収を行うために、スィツチング素子 SW3だけでなくスィツチング素子 SW2にもオン信号を出力する（S 1 7) 。この^^、主竈原供給回路 5 0の回生吸収回路 5 6に断線故障や吸収用スィツチング素子 SW3の故障が生じていても、第 2スィツチング素子 SW2のオン動作により副霞原供給回路 6 0の副原供給ライン 6 3力 S導通状態となり、回生を低圧パッテリ 6 1に流して回収できる。

このように、第 2実»態の電源供給制御ノトチンによれば、第 1実»態の効果に加えて、更に、主霪原供給回路 5 0の回生吸収回路 5 6力 S故障したであっても、 §IJ霸原供給回路 6 0にて回生 ®Λを吸収することができ、竈原置 4 0の回路故障、例えば、降圧回路 5 5の故障などを防止できる。

次に、鬅原制御装置 9 0の菊计る第 3難形態の鷇原供織卿ノ "チンについて説明する。

図 6は、第 3実施形態の電源供給制御ルーチンを表すもので、電源制御装置 9 0内の R OM内に制御プロダラムとして記憶され、短レ、周期で繰り返し新される。

本電源供給制御ルーチンは、図示しなレヽィヴュッシヨンスィッチの投入により、リレー 5 4 , 6 4がオンしたのち起動する。

本制御ノ "チンが起動されると、まずステップ S 2 1において、出力 ¾Εν o u tを検出し、その ¾!£が回生判定 «EVK 1 (例えば 5 0 V) を超えている力かを判断し、超えていれば、 ¾ί¾モータ 1 5に回生 ¾Λ力発生していると判断して、第 2スイッチング素子 SW2をオンして回生を iSEバッテリに流して回収する（S 2 2) 。

一方、ステップ S 2 1において「NO」、つまり Mil]モータ 1 5に回生 ¾Λ力 S発生していないと判断したには、同期昇圧モード制御中であることを表すフラグ Fを？ S^:し

(S 2 3) 、 F- 1であれば同期昇圧モード制御を行い（S 2 5) 、 F - 1でなければ非同期昇圧モード制御を行う（S 2 4) 。ここで、同期昇圧モード制御と非同期昇圧モード制御について説明する。

本制御チンでは、同期昇圧モード制御と非同期昇圧モード制御のどちらにおレ、ても、出力 MEV o u tを常時^ !Sし、出力 WffiV o u tが扉 (この例では、畐 ij霪原供給回路の目標 mEV 2 H) を下回っているときに、第 1スィツチング素子 SW 1を所定の周期でオンオフさせて昇圧回路 7 0の出力 ®EV o u tが目標 ®£V 2 Hになるように、スィツチング素子 SW1のデューティ比を誰する。つまり、出力 ®£V o u tと目標 ®E V 2 Hとの偏差が大きレヽほどデューティ比を大きくする P WM制御を行う。

そして、同期昇圧モード制御中におレ、ては、第 2スィツチング素子 S W 2をスィッチング素子 SW1に同期させてオンオフさせる。

例えば、図 3に示すように、第 2スイッチング素子 SW2をオフ、第 1スイッチング素子 SW1をオンして昇圧用コイル 7 1に短時間だけ電流を流して昇圧用コイル 7 1に電力を貯め、その後、第 1スイッチング素子 SW1をオフ、第 2スイッチング素子 SW2をォンして昇圧用コイル 7 1に貯まった動を出力するように動作する。こうして 2つのスィツチング素子 SW 1， SW2の同期したオンオフ動作により昇圧用コィノレ 7 1にて昇圧動作が行われる。

一方、非同期昇圧モード制御中にぉレ、ては、第 2スィツチング素子 SW2がオフに設定される。この^においても、第 2スイッチング素子 SW2はその寄生ダイオード機能により出力側（モータ駆動回路側）方向にのみ通電可能となる。このため、第 1スィッチング素子 SW1をオンオフさせることで、 iSEバッテリ霞原を昇圧したを出力することができる。また、主雷原供給回路 5 0のが副霞原供給回路 6 0 てしまうこと常時を防止している。

こうした、 2つのモードの昇圧制御においては、常時出力証 V 0 u tを見して、出力 mffiV o u tが目標 «EV 2 Hを下回っていれば、実質的には昇圧され Blスィツチング素子 SW1はオフ状態に膽される。

ステップ S 2 3の判断において、本制御ルーチンの起動時においては、フラグ Fは F = 0に設定されるため、ステップ S 2 4の非同期昇圧モード制御に設定される。そして、主霪原供給回路 5 0の出力 WIEV o u tが基準 flffiVR l (この例では、 3 0 V) を下回つている力かを判断し（S 2 6 ) 、下回っていなければ本ルーチンを一ける。そして、本ノ！ ^チンカ繰り返される間に、主 ®原供給回路 5 0の出力 ®Eが低下し、出力 ®EV o u tが VR 1を下回った場合にはフラグ Fを F = 1にセットし一旦本ルーチンを抜ける (S 2 7) 。

このステップ S 2 7にてフラグ Fが 1にセットされると、次回のステップ S 2 3の判断が「YE S」となり、同期昇圧モード制御に切り替わる（S 2 5) 。この同期昇圧モード制御では、第 2スィツチング素子 SW2をスィツチング素子 SW1に同期させてオンオフさせる。この、出力 «EV o u t力副霞原供給回路 6 0の目標 mffiV 2 Hを下回っているときに、スイッチング素子 SW1 , SW2をオンオフさせて昇圧回路 7 0の出力 ¾E V o u tが目標 ®£V 2 Hになるように、各スイッチング素子 SW1 , SW2のデューティ比を繊する。

そして、この同期昇圧モード制御中においては、主霪原供給回路 5 0の出力の復帰により、主觀原供給回路 5 0のが副原供給回路 6 0に流入し続けてしまうことを防止するために、主霞原供給回路 5 0の復帰を次のように判 H Tる。

まず、第 1スィツチング素子 SW1のデューティ比 D 1力 S基準デューティ比 DR 1より小さく、力つ第 2スィツチング素子 SW2のデューティ比 D 2力 S基準デューティ比 DR 2 より大きい力かを判 nil "る。同期昇圧モード制御中においては、出力 mEv o u tが目標電圧 VH 2になるように第 1、第 2スイッチング素子 SW1， SW2のデューティ比が制御されるが、主饍原供給回路 5 0の出力€Eが復帰して上昇してくると、第 1スィッチング素子 SW1のデューティ比は小さくなる。昇圧用コイル 7 1に通電する時間が短くなるからである。

一方、第 2スイッチング素子 SW2のデューティ比は大きくなる。これは、昇圧制御により出力 SffiV o u tが目標 mi3EV 2 Hより上昇しすぎた:^には、第 2スイッチング素子 SW2のデューティ比を大きくして副霞原供給回^ f則に昇圧を戻すためである。そして、このステップ S 2 8 , 2 9にて、ともに「YE S」と判断した^には、主電源供給回路 5 0の出力 ¾Εが復帰して昇圧回路 7 0の目標電圧 V 2よりも高くなつた、あるいは、 «13モータ 1 5から回生 ¾Λ力 ^s発生したと判断できる。そして、 ®i¾モータ 1 5 からの回生の発生であれば、一時的なものであるために回生を慨バッテリ 6 1 で吸収させる。そこで、以下のステップでは回生電力を吸収できる程度の時間だけ同期昇圧モードを糸赚させ、その後、非同期昇圧モードに切り替えている。

つまり、ステップ S 3 0にて時間計測用のタイマをィンクリメントし（S 3 0) 、そのタイマ値 T xカ基準時間 T Oを越えた力かを判 iii "る（S 3 1 ) 。そしてステップ S 2 09617

8， S 2 9のデューティ比条件が基準時間 T 0以±¾続して成立したには、（ S 3 1 ： YE S) 、主霪原供給回路 5 0の出力 ¾Eが昇圧回路 7 0の目標 ®E以上に復帰したと判断して、フラグ Fを 0に設定し本制御ノ "チンを一 ¾ける（S 3 2) 。従って、同期昇圧モードから非同期相圧モードに切り替わる。

一方、ステップ S 2 8、 S 2 9で「NO」と判断されたには、タイマ値 T xをゼロクリアして本制御ノ "チンを一雄ける（S 3 3 ) 。従って、同期昇圧モードが糸赚されることとなる。

以上説明した竈原供織卿ノ！^チンによれば、主竈原供給回路 5 0の出力 mm力 s正常であれば、副餾原供給回路は非同期昇圧モードで昇圧制御するため、主竈原供給回路 5 0から畐 IJ®原供給回路 6 0への動の？込みが防止される。そして、主暫原供給回路 5 0の出力が低下すると副霞原供給回路 6 0は同期昇圧モードで昇圧制御を行なう。この場合、第 2スィツチング素子 SW2を第 1スィツチング素子 SW 1に同期させてオンオフ動作させて昇圧するため、目標 ¾Εへの昇圧制御が良好となり安定した昇圧€Ε力 S得られる。また、同期昇圧モードでの昇圧制御中において主饍原供給回路 5 0の出力 ¾|£が復帰し um?原供給回路 6 0の目標電圧を上回った場合には、非同期モードに切り替えて主電源供給回路 5 0から副霪原供給回路 6 0へのの ¾f¾込み防止する。従って、両バッテリ 5 1 , 6 1および回路の保護を図ることができる。

また、灘モータ 1 5で回生 ¾Λ力 S発生した齢においては、副霞原供給回路 6 0を経由してパッテリ 6 1で回生を吸収することができる。

もちろん、第 1、第 2実施形態で奏する効果も得られる。

尚、この実施形態においては、主饈原供給回路 5 0の出力 Eの復帰の検知（副甯原供給回路 6 0への電力流入検知）をステップ S 2 8， S 2 9の第 1、第 2スイッチング素子 SW 1 , SW2のデューティ比 D l， D 2に基づいて判断しているが、第 1スイッチング素子 SW1のデューティ比 D 1のみに基づいてもよい。

また、このステップ S 2 8， S 2 9の処理に代えて、図 7に示すように、電源装置 4 0 の出力 ¾£V o u t力所定 mffiVR 2を上回ったときに（S 3 4) 、主霞原供給回路 5 0 の出力 ®£の復帰あるいは mttモータ 1 5力回生力 S発生したとしてステップ S 3 0 のタイマカウント動作に入るようにしてもよい。例えば、この所定電圧 VR 2を昇圧回路 7 0の目キ！圧あるいは目ネ! 圧 «Εより大きな所定 ¾Εに設定する。

次に、應制御装置 9 0の新する第 4雄形態の霪原供糸飾」御ノトチンについて説明する。

図 8は、第 4実¾ ^態の電源供給制御ルーチンを表すもので、電源制御装置 9 0内の R OM内に制御プロダラムとして記'慮され、短レ、周期で繰り返し紫亍される。

本爾原 ^IJ御ノ^ "チンは、第 3難形態の制御ノチンのステップ S 2 8からステツプ S 3 3の処理に代えて、ステップ S 4 0の処理を行う。尚、他のステップに力かる処理については、第 3実施形態と同じであるため、図面に同一ステップ番号を付して説明を省略する。

出力 «EV o u t力 S低下して同期昇圧モードでの昇圧制御が開始されると（S 2 5) 、ステップ S 4 0の処理に移行する。このステップ S 4 0の処理では、降圧回路 5 5に対して動作停止指令を出力する。従って、それ以降は、降圧回路 5 5から TOモータ 1 5に対して供給が行われなくなり、畐霞原供給回路 6 0から霞原供給されることになる。この齢、 «Iモータ 1 5にて発生する回生 ®Λは降圧回路 5 5に流れず、畐 IJ葡原供給回路 6 0に及収されるため、降圧回路 5 5を保護することができる。また、その後、高圧バッテリ 5 1のカ S復帰した:^においても、高圧バッテリ 5 1の ¾Λを账バッテリ 6 1に戻してしまうという不具合もない。

次に、 ffiバッテリ 6 1が劣化して、その出力 Eが所定電圧に満たなくなった場合の霪原制御装置 9 0の行う充電制御にっレ、て説明する。

図 9は、低圧バッテリ充電制御ルーチンを表すもので、電源制御装置 9 0内の ROM内に制御プログラムとして記憶され、 ±¾ϋした各罱原供織 IJ御ノ^"チンと並行して短レヽ周期で繰り返しされる。

ィダニッションスィッチの投入により本制御ノ "チンが起動すると、まず、フラグ Fの状態を石鐵、する（S 4 1 ) 。このフラグ Fは、 SEバッテリ 6 1の充 ¾®J作を禁止しているときに F = lにセットされるもので、本制御ノチンの起動時には F = 0にセットされている。

従つて、次のステップ S 4 2に移行して、低圧バッテリ電圧 V i n (昇圧回路 7 0の入力 S) を読み込み、

3 (例えば、 1 I V) を下回っている力かを判断する。 ί脏パッテリが劣化しパッテリ «EV i nが ®¾2p¾l£VR 3を下回っている； t には、昇圧回路 7 0の第 2スイッチング素子 SW 2をオンオフ制御して主電源供給回路 5 0の出力を副霞原供給回路 6 0を経由して低圧バッテリ 6 1に送り充電する（S 4 3) 。この：^、充電€Εを所定 E (伊!]えば 1 3 V) に設定して第 2スイッチング素子を P M制御する。

そして、充寺間を計測するためのタイマをインクリメントする（S 4 4) 。続いて、タイマ値 T b力充«¾準時間 T b 0を上回った力かを判断し（S 4 5) 、充電時間が充

f脏バッテリ 6 1の充電が開始された後、その充電時間力 S充電挪時間 T b 0にると（S 4 5 : YE S) 、フラグ Fを F= lにセットする（S 4 6) 。従って、それ以降は ί®£バッテリ 6 1の充電が禁止される。また、 ί脏パッテリ 6 1の充 «¾中で、バッテリ MEV i ηが充¾¾準 ¾BEVR 3以上になれば、タイマ値 T xをゼロクリアする（S 4 7) 。

この ffiバッテリ充電制御ルーチンによれば、昇圧回路 7 0の第 2スィツチング素子 S W 2を制御することにより高圧バッテリ 5 1の ¾Λを畐 ijfl?原供給回路 6 0を経由して ί©£ パッテリ 6 1に充電することが可能となる。また、充電制御や充電時間の制限により、過電流にる昇圧回路 7 0や降圧回路 5 5の保護を図ることができる。

次に、モータ 1 5の制御であるアシスト制御処理について説明する。

図 1 0は、アシスト用電子制御装置 3 1が^ Tるアシスト制御ノチンを表すもので、アシスト用電子制御装置 3 1の ROM内に制御プログラムとして記憶され、短い周期で,操り返し^される。

まず、ステップ S 5 1にて、車速センサ 2 8によって検出された車速 Vと、嫩它トルクセンサ 2 0のレゾルバ 2 2， 2 3によって検出した回車度の差から演算された嫩它トルク TRを読み込む。続いて、図 1 1に示すアシスト電流テーブルを参照して、入力した車速 Vおよ它トルク TRに応じた必要アシスト葡巟 AS Iを計算する（S 5 2) 。ァシストテーブルは、アシスト用電子制御装置 3 1の ROM内に記憶されるもので、図 1 1に示すように、嫩它トルク TRの増加にしたがって必要アシスト飄 AS Iも増カロし、しかも、車速 Vが低くなるほど大きな値となるように設定される。

続いて、この算出した必要アシスト纖 A S Iに応じて、モータ,睡回路 3 2 (インパータ回路）を制御する（S 5 3) 。例えば、必要アシスト離 AS Iの大きさにほぼ比例したノルス幅を有する 3相のノルス列信号を生成してィンバータのスィツチ回路（図示略）に通電することにより、 mi¾モータ 1 5に睡巟として必要アシスト電流 A S Iを流し、所定のアシストトルクを発生させる。

以上、本建形態のパワーステアリンダ装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を ί«しな、限りにおヽて種々の変更が可能である。

例えば、各雄形態：!〜 4の廳供 I御において、高圧バッテリ 5 1の ®Εが低下したには、降圧回路 5 5の^!を停止させて副原^!合回路 6 0にて霪原供給を行うようにしてもよレ、。

つまり、図 1 2に示すように、高圧パッテリ 5 1の豪 VH i ηをモニタするとともに、そのパッテリ flffiVH i η力 S予め設定した »¾EVHR (ィ列えば' 2 0 0 V) を上回っている力かの判断によって（S 6 1 ) 、パッテリ mEVH i n力 S基準 flffiVHR以下であれば降圧回路 5 5のィ働を停止させ（S 6 2) 、バッテリ ¾£VH i n力 S扉 ¾EVHR を上回っていれば降圧回路 5 5をィ働させる（S 6 3 ) ようにしてもよい。

また、本実施形態では、昇圧回路 7 0にダイオード 7 2を第 2スイッチング素子 SW 2 をノィパスさせて設けている力 S省略してもよい。また、副 ®原供給回路 6 0への回生 ®Λ の吸収を行わなレ、¾^1こは、第 2スィツチング素子 SW 2を省略してダイオード 7 2のみにしてもよレ、。

また、主電源供給回路 5 0の出力電圧が低下し副 ®原供給回路 Θ 0にて電源 ^合中においては、図示しない報知器 (例えばランプやブザー) を S¾させて云者にパッテリ交換を促すようにしてもよレ、。

また、各実施形態における、 ma値（バッテリ葡王、降圧蔔王、昇圧 mE、等）については、任意に設定できるものである。

Claims

1. 饍原置から ®Λ供給される «S¾モータと、該モータの ¾を制御するモータ制御手段とを備え、 «ハンドルの^ I&状態に応じて上記 «i¾モータをして輪に操舵力を付与する纖パワーステアリング装置にぉ、て、

上記竈鷉置は、

第 1 の ®¾を供糸る高圧パッテリと該高圧バッテリのを下げる降圧回路とを請

備えて上記降圧された高圧バッテリのを供糸^ る主霪原供給回路と、

上記第 1離より低レ、第 2 ®£の ®Λを供^ fる難バッテリと該账バッテリのを上げる昇圧回路とを備えて上言 s 圧されたの ί脏バッテリの ¾Λを働^ る畐 ij霞原合回路との少なくとも 2つの «?原供給回路を有し、

上記主原供給回路と上記副 m原供給回路とを並歹囲 (Jに接続して設けるとともに、上圧された副原供給回路の出力 Sffを、上記降圧された主霪原働合回路の出力 ¾Εよりも低く設定したことを赚とする翻パワーステアリング装齓

2. 上記置の出力をモニタする出力 ¾Εモニタ手段と、

上記モニタレた出力 ®Ε力 s所定 ®£を下回ったと判断したとき、上記副竈原供給回路の昇圧回路の昇圧動作を開始させる昇圧制御手段と

を備えたことを糊敷とする請求項 1記載の ¾1¾パワーステアリング装鼠

3. 上記主霞原供給回路における上記降圧回路の出力側には、上記飄モータで発生した回生 ®Λを吸収する主回生吸収手段を備えたことを稱敫とする請求項 1または請求項 2記載の電動パワーステアリング装置。

4. 上記主回生吸収手段で吸収する回生 ¾Λ力 S鮮を超えるには、上記副竈原供給回路の竈原供給ラインを閉じて上記回生 ®Λを上記副窗原供給回路に流して吸収させるスィツチング手段を備えたことを糊敷とする請求項 3記載のパワーステアリング装氣

5. 上言 S 圧回路は、霪原供給ラインに彭に設けられる昇圧用コイルと、上言 ^"圧用コイルの負荷側を開閉可能に接地する第 1スィツチング素子と、上記副霞原供給ラインにおける上言 S第 1スィツチング素子の接^ ¾ょりも負荷側に ¾ ^に設けられ ¾ ^ダイ:^ド機能を有する第 2スィツチング素子と、上記第 1スィツチング素子と上記第 2スィッチング素子とのオンオフを制御するスィツチング制御手段と、上記 ¾¾¾置の出力をモニタする ftffiモエタ手段を備え、

上記スィツチング制御手段は、上記第 1スィツチング素子のオンオフ動作に同期させて上記第 2スィツチング素子をオンオフ動作させて目標 ¾1Bこ昇圧制御する同期昇圧モードと、上記第 2スィツチング素子をオフに維持して上記第 1スィツチング素子をオンオフ動作させて目標 miBこ昇圧制御する非同期昇圧モードとを有し、上記餾原装置の出力が所定 ¾Ε以上あれば上言 B 同期昇圧モードを選択し、上記霞原装置の出力 ¾Εが所定 E を下回った:^には上記同期昇圧モードに切り替えることを 1敷とする請求項 1な^、し請求項 4のレヽずれかに記載のパワーステアリング装 S>

6. 上記同期昇圧モードでの昇圧制御中に、上記副蔔原供給回の勸？が検知され、その連続時間力 S所定時間を越えたとき、上記同期昇圧モードから上言 s 同期昇圧モードに切り替えることを賴敷とする請求項 5記載のパワーステアリング装

7. 上記账バッテリの miE低下を検出する観パッテリ mE検出手段と、

6の!/ヽずれかに記載の β]パワーステアリング装