电动转向装置 【技术领域】
本发明涉及具有对转向机构提供转向辅助转矩的电动马达的电动转向装置。背景技术
以往， 例如在电动转向装置中， 具有对转向机构提供转向辅助转矩的电动马达， 并 通过对该电动马达进行通电控制来辅助驾驶者的转向盘操作。 这样的电动转向装置从向一 般的车载电气负荷供应电力的车辆电池接受电力供应， 其消耗电力大。 因此， 例如在日本专 利申请公开公报第 2007-91122 号中提出的装置中， 具有对车辆电池进行辅助的副电源装 置。该副电源装置被构成为 ： 其并联连接在从车辆电池向马达驱动电路供应电力的电力供 应线上并通过车辆电池进行充电， 并且能够使用储存的电能来对马达驱动电路供应电力。 另外， 在该电动转向装置中具有升压电路， 从而对车辆电池的输出电力的电压进行升压， 并 将所述升压后的电力供应给马达驱动电路。 发明内容可是， 当车辆在山路等左右弯弯曲曲的道路上行驶时， 随着转向盘的操作， 电动马 达的负荷状态在高负荷状态和低负荷状态之间频繁切换。 当正在转动转向盘时电动马达成 为高负荷状态， 当正在保持或返回转向盘时电动马达成为低负荷状态。当电动马达从高负 荷状态切换到低负荷状态时， 电动马达中未消耗完的剩余电流、 或者马达的发电电流、 或者 从副电源装置输出的电流在升压电路中朝着车辆电池流动。因而， 当车辆在弯弯曲曲的道 路上行驶时， 在升压电路的线圈中会有正向电流和逆向电流交替流动， 导致线圈由于线圈 的磁滞损耗而发热。
本发明的目的在于， 应对上述问题， 防止升压电路的线圈过热。
为了达到上述目的， 本发明的特征在于一种电动转向装置， 其包括 ： 电动马达， 其 向转向机构提供转向辅助转矩 ； 升压电路， 其对从车辆电源装置供应而来的电力的电压进 行升压， 并将升压后的电力供应给马达驱动电路 ； 副电源装置， 其与所述马达驱动电路并联 地被连接在所述升压电路上并通过所述升压电路的输出进行充电， 并且使用储存的电能来 辅助向所述马达驱动电路的电力供应 ； 以及马达控制单元， 其控制所述马达驱动电路以使 所述电动马达被通以与转向盘的转向操作相应的通电量 ； 所述电动转向装置的特征在于， 包括 ： 估计单元， 其估计在所述升压电路内有无反向电流向所述车辆电源装置侧流动的可 能性 ； 以及升压控制单元， 当所述估计单元估计出存在所述反向电流流动的可能性时， 所述 升压控制单元使所述升压电路的升压动作停止以使得在所述升压电路内没有反向电流流 动。
在本发明中， 从车辆电源装置供应的电力通过升压电路而升压， 升压后的电力供 应到马达驱动电路。另外， 副电源装置与马达驱动电路并联地连接在从升压电路朝向马达 驱动电路的电力供应路径上。副电源装置通过升压电路的输出进行充电， 并且使用储存的 电能来辅助对马达驱动电路的电力供应。
当车辆在弯弯曲曲道路上行驶时， 转向盘的转向操作被重复执行。在这样的状况 下， 电动马达的负荷状态在高负荷状态 ( 电力消耗大的状态 ) 和低负荷状态 ( 电力消耗小 的状态 ) 之间频繁切换。当电动马达的负荷状态从高负荷状态切换到低负荷状态时， 在升 压电路内将有反向电流 ( 向车辆电源装置侧流动的电流 ) 流动。在此情况下， 在升压电路 中将有正反两方向的电流、 即交流电流流动， 从而设置在升压电路内的线圈由于磁滞损耗 而发热。
因此， 在本发明中， 估计单元估计在升压电路内有无反向电流向车辆电源装置侧 流动的可能性。 然后， 当估计出存在反向电流流动的可能性时， 升压控制单元使升压电路的 升压动作停止以使得在升压电路内没有反向电流流动。
其结果是， 根据本发明能够防止升压电路过热。
本发明的其他特征在于， 所述估计单元包括转向信息获取单元， 该转向信息获取 单元获取所述转向盘的转向状态信息， 当基于所述转向状态信息检测出的转向状态为所述 转向盘的返回状态或转向保持状态时， 所述估计单元估计为在所述升压电路内存在所述反 向电流流动的可能性。
当正在对转向盘进行转动操作 ( 将转向盘向远离中性位置的方向转动的操作 ) 时， 由于电动马达维持在高负荷状态， 因此没有反向电流流经升压电路。但是， 当转动操作 结束从而转向盘变成了转向保持状态或返回状态 ( 转向盘朝着接近中性位置的方向被转 动的状态 ) 时， 电动马达成为低负荷状态， 因此反向电流容易流经升压电路。尤其在转动操 作刚结束时， 反向电流容易流经升压电路。另外， 即使不是刚结束转动操作， 在转向盘从以 大转向角 ( 转向盘从中性位置远离很多的转向角 ) 保持着的状态返回了的情况下， 电动马 达也会从高负荷状态切换到低负荷状态， 从而有反向电流流经升压电路。 因此， 在除了转向 盘被转动操作时以外的情况下， 在升压电路内存在反向电流流动的可能性。
因此， 在本发明中， 通过转向信息获取单元获取转向盘的转向状态信息， 并且在基 于该信息检测出的转向状态为转向盘的返回状态或转向保持状态时， 估计为在升压电路内 存在反向电流流动的可能性。
在升压电路内流动的反向电流例如即使使用电流传感器也由于测定噪声的影响 而无法良好地检测。对此， 在本发明中， 由于根据转向状态来估计反向电流流动的可能性， 因此能够恰当地防止升压电路过热。
本发明的其他特征在于， 所述升压电路包括 ： 升压用线圈， 其串联设置在电力供应 路径上 ； 第一开关元件， 其使电流断断续续地流向升压用线圈， 从而使得升压用线圈产生电 能； 以及第二开关元件， 其串联设置在电力供应路径上， 并使得所述升压用线圈中产生的电 能在所述第一开关元件的断开期间被释放到电力供应路径 ； 所述估计单元包括 ： 电压信息 获取单元， 其获取所述升压电路的输入侧电压信息和输出侧电压信息 ； 以及开关信息获取 单元， 其获取开关信息， 所述开关信息表示所述第一开关元件的一次的接通时间和断开时 间； 所述估计单元基于所述获取的输入侧电压信息、 输出侧电压信息、 以及开关信息来估计 有无所述反向电流流动的可能性。
在本发明中， 通过使第一开关元件以短周期接通 / 断开来使电流断断续续地流向 升压用线圈， 由此在升压用线圈中产生电能。该电能通过接通第二开关元件而被释放到向 马达驱动电路供应电力的电力供应路。 将通过这样的开关动作对车辆电源装置的输出电压进行升压而得的电压的电力供应到马达驱动电路。 此时， 基于升压电路的输入电压、 升压电 路的输出电压、 第一开关元件的一次的接通时间和一次的断开时间， 可估计有无反向电流 流经升压用线圈的可能性。 因此， 在本发明中， 由电压信息获取单元获取升压电路的输入侧 电压信息和输出侧电压信息， 由开关信息获取单元获取开关信息， 该开关信息表示第一开 关元件的一次的接通时间和一次的断开时间。然后， 根据这些获取的信息来估计有无反向 电流流动的可能性。 例如， 如果向第一开关元件的一次的接通时间 T1 和一次的断开时间 T2 之和 (T1+T2) 乘以输入侧电压 v1 获得值 (T1+T2)v1， 并从该值 (T1+T2)v1 减去断开时间 T2 与输出侧电压 v2 相乘的值 (T2·v2) 而得的值 {(T1+T2)v1-(T2·v2)} 为负的值， 则可估计 为有反向电流动。其结果是， 根据本发明能够防止升压电路过热。
开关信息不限于直接表示第一开关元件的一次的接通时间和一次的断开时间的 信息， 只要是能够导出该接通时间和断开时间的信息即可。 例如， 开关信息也可以是表示第 一开关元件的开关周期和占空比的信息。
本发明的其他特征在于， 所述升压电路包括 ： 升压用线圈， 其串联设置在电力供应 路径上 ； 第一开关元件， 其使电流断断续续流向升压用线圈， 从而使得升压用线圈产生电 能； 以及第二开关元件， 其串联设置在电力供应路径上， 并使得所述升压用线圈中产生的电 能在所述第一开关元件的断开期间被释放到电力供应路径 ； 所述升压控制单元在使所述升 压电路的升压动作处于停止时， 将所述第一开关元件和所述第二开关元件二者维持在断开 状态。 本发明中的升压电路通过使第一开关元件接通 / 断开来使电流断断续续地流向 升压用线圈， 由此在升压用线圈中产生电能。升温电路例如通过第一开关元件的接通动作 来将升压用线圈接地以使电流流向升压用线圈。 在升压用线圈中产生的电能通过串联设置 在电路供应路上的第二开关元件的接通动作而被释放到电力供应路径。由此， 升压电路对 从车辆电源装置供应而来的电力进行升压。
在本发明中， 当使升压电路的升压动作处于停止时， 将第一开关元件和第二开关 元件二者维持在断开状态， 由此反向电流不会经由第二开关元件流向升压电路内。 因而， 能 够可靠地防止反向电流的产生。
本发明的其他特征在于， 电动转向装置包括副电源能力检测单元， 所述副电源能 力检测单元检测所述副电源装置的电力供应能力， 当所述估计单元估计出存在所述反向电 流流动的可能性、 并且所述副电源装置的电力供应能力低于规定值时， 所述升压控制单元 不使所述升压动作停止， 而是进行升压控制以使所述升压电路的输出电压维持比所述副电 源装置的输出电压高的电压。
在本发明中， 副电源能力检测单元检测副电源装置的电力供应能力。副电源能力 检测单元例如检测副电源装置的输出电压， 并根据该输出电压的高低来检测副电源装置的 电力供应能力。 对马达驱动电路的电力供应是根据升压电路的输出电压和副电源装置的输 出电压的平衡 ( 电压的大小关系 ) 而自然地切换， 因此如果停止了升压电路的升压动作， 则 只从作为高电压侧的副电源装置向马达驱动电路供应电力。 如果副电源装置的电力供应能 力高， 则只从副电源装置对马达驱动电路供应电力也没有问题， 但在副电源装置的电力供 应能力下降了的情况下， 如果停止从升压电路对马达驱动电路进行的电力供应， 对电动马 达的电力供应量就会不足， 恐怕无法得到预期的转向辅助性能。 另外， 在电动马达的要求电
力变大了时 ( 以大输出驱动时 )， 如果副电源装置的电力供应能力下降， 则即使将升压电路 的输出和副电源装置的输出相加也有可能无法满足要求电力， 从而仍会无法得到预期的转 向辅助性能。
因此， 在本发明中， 在副电源装置的电力供应能力低于规定值的情况下， 当估计出 存在反向电流流动的可能性时， 不停止升压动作， 而是进行升压控制以使升压电路的输出 电压维持比副电源装置的输出电压高的电压。 由此， 电动马达中产生的发电电流、 电动马达 中未消耗完的剩余电流作为充电电流流入低电压侧的副电源装置。 从而在升压电路内没有 反向电流流动， 因此能够防止升压用线圈由于磁滞损耗而发热。并且能够增大副电源装置 的电力供应能力。
本发明的其他特征在于， 所述估计单元包括获取车速信息的车速信息获取单元， 所述估计单元将车辆处于所述车速信息所表示的车速大于或等于预先设定的设定车速的 行驶中作为条件来估计有无所述反向电流流动的可能性。
由于有反向电流流动而升压电路的升压用线圈发热的情形是转向盘被左右重复 操作的时候。当车辆处于停止时， 很少进行这样的转向操作。因此， 在本发明中， 车速信息 获取单元获取车速信息， 并将车辆处于车速大于或等于预先设定的设定车速的行驶中作为 条件来估计有无反向电流流动的可能性。因此能够减轻反向电流估计单元所进行的处理。 附图说明
图 1 是根据本发明实施方式的电动转向装置的简要构成图 ； 图 2 是示出转向辅助控制例程的流程图 ； 图 3 是示出辅助转矩映射的特性图 ； 图 4 是说明反向电流的流动的说明图 ； 图 5 是示出升压控制例程 ( 主例程 ) 的流程图 ； 图 6 是示出通常升压控制例程 ( 子例程 ) 的流程图 ； 图 7 是说明电流的流动的说明图 ； 图 8 是说明电流的流动的说明图 ； 图 9 是示出升压用线圈的温度变迁的曲线图 ； 图 10 是示出在升压电路中流动的电流的变化的曲线图 ； 图 11 是示出根据第二实施例的升压控制例程 ( 主例程 ) 的流程图。具体实施方式
下面， 使用附图来说明根据本发明一个实施方式的电动转向装置。在图 1 中， 示出 了作为该实施方式的车辆用电动转向装置的简要构成。
该电动转向装置的主要部分包括 ： 转向机构 10， 其根据转向盘 10 的转向操作来使 转向轮转向 ； 电动马达 20， 其装配在转向机构 10 上， 并产生转向辅助转矩 ； 马达驱动电路 30， 用于驱动电动马达 20 ； 升压电路 40， 其对车辆电源装置 100 的输出电力的电压进行升压 并向马达驱动电路 30 供应电力 ； 副电源装置 50， 其并联连接在升压电路 40 和马达驱动电 路 30 之间的电力供应电路上 ； 以及电子控制装置 60， 其控制电动马达 20 的升压电路 40 的 动作。转向机构 10 是用于根据转向盘 11 的旋转操作来使左右前轮 FWL、 FWR 转向的机 构， 其具有转向轴 12， 转向盘 11 连接在该转向轴 12 的上端并与该转向轴 12 一体旋转。小 齿轮 13 连接在该转向轴 12 的下端并与转向轴 12 一体旋转。小齿轮 13 与形成在齿条 14 上的齿啮合并与齿条 14 一起构成齿条小齿轮机构。左右前轮 FWL、 FWR 的转向节 ( 省略图 示 ) 经由转向横拉杆 15L、 15R 可转向地连接在齿条 14 的两端上。左右前轮 FWL、 FWR 根据 由转向轴 12 绕轴线的旋转引起的齿条 14 在轴线方向上的位移而向左右转向。
用于辅助转向的电动马达 20 装配在齿条 14 上。 电动马达 20 例如可采用三相无刷 马达。电动马达 20 的旋转轴经由滚珠丝杠机构 16 以可传递动力的状态连接在齿条 14 上， 通过其旋转来对左右前轮 FWL、 FWR 提供轮转向力， 从而辅助转向操作。滚珠螺母机构 16 起 到减速器和旋转 - 直线变换器的功能， 其将电动马达 20 的旋转在减速的同时变换成直线运 动后传递给齿条 14。
在转向轴 12 上设置有转向扭矩传感器 21。转向扭矩传感器 21 输出与通过转向 盘 11 的转动操作而作用于转向轴 12 的转向扭矩相应的信号。下面， 将根据从该转向扭矩 传感器 21 输出的信号而测出的转向扭矩的值称为转向扭矩 Tr。 可根据转向扭矩 Tr 的正负 值来识别转向盘 11 的操作方向。在本实施方式中， 将转向盘 11 向右转向时的转向扭矩 Tr 表示为正值， 将转向盘 11 向左转向时的转向扭矩 Tr 表示为负值。因而， 转向扭矩 Tr 的大 小是其绝对值的大小。 在电动马达 20 上设置有旋转角传感器 22。该旋转角传感器 22 装配在电动马达 20 内， 输出与电动马达 20 的转子的旋转角度位置相应的检测信号。该旋转角传感器 22 的 检测信号被使用于计算电动马达 20 的旋转角和旋转角速度。另一方面， 该电动马达 20 的 旋转角与转向盘 11 的转向角成比例， 因此也可以通用为转向盘 11 的转向角。另外， 对电动 马达 20 的旋转角进行时间微分而得的旋转角速度与转向盘 11 的转向角速度成比例， 因此 也可以通用为转向盘 11 的转向速度。下面， 将根据旋转角传感器 22 的输出信号而测出的 转向盘 11 的转向角的值称为转向角 θ， 对该转向角进行时间微分而得的转向角速度的值 称为转向速度 ω。 转向角 θ 通过正负的值来分别表示转向盘 11 相对于中性位置的右方向 和左方向的转向角。在本实施方式中， 将转向盘 11 的中性位置设为 “0” ， 相对于中性位置 向右方向转向的转向角用正的值表示， 相对于中性位置向左方向转向的转向角用负的值表 示。
马 达 驱 动 电 路 30 通 过 由 MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor， 金属 - 氧化物 - 半导体场效应管 ) 形成的 6 个开关元件 31 ～ 36 构成了三相 逆变电路。具体地说， 马达驱动电路 30 采用了以下结构 ： 并联连接将第一开关元件 31 和第 二开关元件 32 串联连接的电路、 将第三开关元件 33 和第四开关元件 34 串联连接的电路、 以及将第五开关元件 35 和第六开关元件 36 串联连接的电路， 并从各串联电路中的两个开 关元件之间 (31-32、 33-34、 35-36) 引出向电动马达 20 的电力供应线 37。
在马达驱动电路 30 上设置有电流传感器 38， 该电流传感器 38 检测向电动马达 20 流动的电流。该电流传感器 38 分别检测每相上流动的电流， 并向电子控制装置 60 输出与 其测出的电流值相对应的检测信号。 下面， 将所述测出的电流值称为马达电流 im， 将该电流 传感器 38 称为马达电流传感器 38。
各开关元件 31 ～ 36 的栅极连接在电子控制装置 60 的辅助控制部 61( 后述 ) 上，
从而通过来自辅助控制部 61 的 PWM 控制信号来控制占空比。由此， 电动马达 20 的驱动电 压被调节为目标电压。另外， 如在图中用电路符号示出的那样， 在构成开关元件 31 ～ 36 的 MOSFET 中， 构造上有寄生二极管。
接下来， 说明电动转向装置的电力供应系统。
电动转向装置的电源装置包括 ： 车辆电源装置 100、 对车辆电源装置 100 的输出电 压进行升压的升压电路 40、 并联连接在升压电路 40 和马达驱动电路 30 之间的副电源装置 50、 设置在电子控制装置 60 中用于控制升压电路 40 的升压电压的电源控制部 60。
车辆电源装置 100 包括并联连接的主电池 101 和交流发电机 102， 主电池 101 是额 定输出电压为 12V 的通常的车辆电池， 交流发电机 102 通过发动机的旋转来发电， 其额定输 出电压为 14V。
车辆电源装置 100 不仅对电动转向装置供应电力， 而且还同样对前照灯等其他车 载电气负荷供应电力。在主电池 101 的电源端子 ( 正极 (+) 端子 ) 上连接有电力供应线 103， 在主电池 101 的接地端子上连接由接地线 111。
电力供应源线 103 分岔为控制系统电源线 104 和驱动系统电源线 105。控制系统 电源线 104 起到用于仅向电子控制装置 60 供应电力的电源线的功能。 驱动系统电源线 105 起到对马达驱动电路 30 和电子控制装置 60 双方供应电力的电源线的功能。
在控制系统电源线 104 上连接有点火开关 106。在驱动系统电源线 105 上连接有 电源继电器 107。该电源继电器 107 通过来自电子控制装置 60 的辅助控制部 61 的控制信 号而接通， 从而形成对电动马达 20 供应电力的电力供应电路。控制系统电源线 104 连接在 电子控制装置 60 的电源正极 (+) 端子上， 在该控制系统电源线 104 的比点火开关 106 更靠 向负荷侧 ( 电子控制装置 60 侧 ) 的位置具有二极管 108。该二极管 108 是将阴极朝向电子 控制装置 60 侧、 阳极朝向车辆电源装置 100 设置并仅能够向电力供应方向通电的防逆流元 件。
在驱动系统电源线 105 的比电源继电器 107 更靠向负荷侧的位置分出有与控制系 统电源线 104 连接的连接线 109。该连接线 109 在控制系统电源线 104 上的比二极管 108 的连接位置更靠向电子控制装置 60 侧的位置处连接于控制系统电源线 104。另外， 在连接 线 109 上连接有二极管 110。该二极管 110 以将阴极朝向控制系统电源线 104 侧、 将阳极 朝向驱动系统电源线 105 侧的方式设置。从而构成了虽经由该连接线 109 可从驱动系统电 源线 105 向控制系统电源线 104 供应电力、 但不能从控制系统电源线 104 向驱动系统电源 线 105 供应电力的电路结构。驱动系统电源线 105 和接地线 111 被连接到升压电路 40。另 外， 接地线 111 还连接在电子控制装置 60 的接地端子上。
升压电路 40 包括 ： 升压用线圈 42， 其串联设置在驱动系统电源线 105 上 ； 第一升 压用开关元件 43， 其设置在接地线 111 和升压用线圈 42 的负荷侧的驱动系统电源线 105 之 间； 以及第二升压用开关元件 44， 其串联设置在比第一升压用开关元件 43 和驱动系统电源 线 105 的连接点更靠向负荷侧的驱动系统电源线 105 上。
在升压电路 40 的输入侧， 电容器 41 被设置在驱动系统电源线 105 和接地线 111 之 间。在升压电路 40 的输出侧， 电容器 45 被设置在驱动系统电源线 105 和接地线 111 之间。 将比驱动系统电源线 105 和电容器 45 的连接部更靠向负荷侧的驱动系统电源线 105 的部 分称为升压电源线 112。在本实施方式中， 升压用开关元件 43、 44 采用了 MOS-FET， 但也可以采用其他的开 关元件。另外， 如在图中用电路符号示出的那样， 在构成升压用开关元件 43、 44 的 MOSFET 中， 存在构造性寄生二极管。升压用开关元件 43 的寄生二极管阻止电流从驱动系统电源线 105 向接地线 111 流动， 允许电流从接地线 111 向驱动系统电源线 105 流动。升压用开关元 件 44 的寄生二极管阻止电流从马达驱动电路 30 向车辆电源装置 100 流动， 允许电流从车 辆电源装置 100 向马达驱动电路 30 流动。
由电子控制装置 60 的电源控制部 62 对升压电路 40 进行升压控制。电源控制部 62 向第一、 第二升压用开关元件 43、 44 的栅极输出预定周期的脉冲信号， 接通 / 断开两个 开关元件 43、 44， 对从车辆电源装置 100 供应而来的电力电压进行升压， 从而使升压电源线 112 产生预定的输出电压。此时， 第一、 第二升压用开关元件 43、 44 被控制， 以使彼此的接 通 / 断开动作相反。升压电路 40 如下动作 ： 接通第一升压用开关元件 43 并断开第二升压 用开关元件 44， 使得在升压用线圈 42 中有短时间的电流流动， 从而在升压用线圈 42 中储存 电能， 之后立即断开第一升压用开关元件 43 并接通第二升压用开关元件 44， 以将储存在升 压用线圈 42 中的电能输出。
通过电容器 45 使第二升压用开关元件 44 的输出电压平滑。从而从升压电源线 112 输出稳定的升压电力。 此时， 也可以通过并列连接频率特性不同的多个电容器来提高平 滑特性。另外， 通过设置在升压电路 40 的输入侧的电容器 41， 去除向车辆电源装置 100 侧 传播的噪声。 可通过第一、 第二升压用开关元件 43、 44 的占空比控制 (PWM 控制 ) 来调节升压电 路 40 的升压电压 ( 输出电压 )。本实施方式中的升压电路 40 例如被构成为能够在输入电 压～ 50V 的范围内调节升压电压。
在升压电路 40 的输入侧设置有电压传感器 51( 下面， 称为输入电压传感器 51)， 其 检测向升压电路 40 输入的电力的电压。另外， 在升压电路 40 的输出侧设置有电压传感器 52( 下面， 称为输出电压传感器 52)， 其检测升压电路 40 的输出电压。下面， 将通过输入电 压传感器 51 测出的电压值称为升压输入电压 v1， 将通过输出电压传感器 52 测出的电压值 称为升压输出电压 v2。 输入电压传感器 51、 输出电压传感器 52 将表示升压输入电压 v1、 升 压输出电压 v2 的检测信号输出给电源控制部 62。
升压电源线 112 分岔为升压驱动线 113 和充放电线 114。升压驱动线 113 连接在 马达驱动电路 30 的电力输入部上。充放电线 114 连接在副电源装置 50 的正极端子上。
副电源装置 50 是如下的蓄电装置 ： 其通过升压电路 40 的输出而充电， 并且在马达 驱动电路 30 需要大电力时使用储存的电能向马达驱动电路 30 供电， 从而辅助车辆电源装 置 100。因此， 副电源装置 50 通过串联连接多个蓄电单元而构成， 以能够维持与升压电路 40 的升压电压相当的电压。副电源装置 50 的接地端子连接在接地线 111 上。该副电源装 置 50 例如可采用电容器 ( 双电荷层电容器 )、 二次电池等。
在副电源装置 50 上设置有电压传感器 53。 在该电压传感器 53 内具有切断升压驱 动线 113 与副电源装置 50 之间的连接的开关 ( 省略图示 )。电压传感器 50 当从电源控制 部 62 接受了电压测定指令时暂时断开该开关， 检测副电源装置 50 的端子间电压， 并将检测 信号输出给电源控制部 62。下面， 将电压传感器 53 称为副电源电压传感器 53， 将通过副电 源电压传感器 53 测出的电压值称为副电源电压 vsub。
副电源电压 vsub 根据副电源装置 50 的充电状态 ( 蓄电量 ) 而变化。即， 副电源 装置 50 的充电状态越是良好 ( 蓄电量越多 )， 副电源电压 vsub 就越高， 副电源装置 50 的充 电状态越是下降 ( 蓄电量越少 )， 副电源电压 vsub 就越低。因此， 该副电源电压传感器 53 相当于本发明中的副电源能力检测单元。
在除检测副电源电压 vsub 的时候以外的通常时候， 副电源装置 50 与升压驱动线 113 连接。因而， 通常时， 副电源装置 50 的充电和放电根据升压电路 40 的输出电压和副电 源装置 50 的输出电压 ( 电源电压 ) 的大小关系而自然转换。
当升压电路 40 的输出电压高于副电源装置 50 的输出电压时， 在从升压电路 40( 即从车辆电源装置 100) 向马达驱动电路 30 供应电力的同时副电源装置 50 被充电。另 一方面， 当升压电路 40 的输出电压低于副电源装置 50 的输出电压时， 从副电源装置 50 向 马达驱动电路 30 供应电力。因而， 当被电动马达 20 使用的电力增大、 升压电路 40 的输出 电压下降了时， 以补充升压电路 40 的暂时性输出不足的形式从副电源装置 50 向电动马达 20 供应电力。
接下来说明电子控制装置 60。电子控制装置 60 将由 CPU、 ROM、 RAM 等构成的微型 计算机作为主要部分而构成， 根据其功能， 可大致分为辅助控制部 61 和电源控制部 62。辅 助控制部 61 和电源控制部 62 被构成为能够互相接收和发送信息。 辅助控制部 61 与转向扭矩传感器 21、 旋转角传感器 22、 马达电流传感器 38、 车速 传感器 23 连接， 从而输入表示转向扭矩 Tr、 转向角 θ、 马达电流 im、 车速 Vx 的传感器信号。 辅助控制部 61 基于这些传感器信号， 向马达驱动电路 30 输出 PWM 控制信号， 以对电动马达 20 进行驱动控制， 从而辅助驾驶者的转向操作。
电源控制部 62 与输入电压传感器 51、 输出电压传感器 52、 副电源电压传感器 53 连接， 输入表示升压输入电压 v1、 升压输出电压 v2、 副电源电压 vsub 的传感器信号。电源 控制部 62 基于这些传感器信号和来自辅助控制部 61 的信息， 向升压电路 40 输出 PWM 控制 信号， 以控制升压电路 40 的升压电压。在升压电路 40 中， 通过输入的 PWM 控制信号来控制 第一、 第二升压用开关 43、 44 的占空比， 以改变其升压电压、 即输出电压。
接下来， 说明由电子控制装置 60 的辅助控制部 61 进行的转向辅助控制处理。 图2 示出了由辅助控制部 61 执行的转向辅助控制例程。转向辅助控制例程作为控制程序被存 储在电子控制装置 60 的 ROM 中， 通过点火开关 106 的接通 ( 开启 ) 而被启动， 并以预定的 短周期被重复执行。
在本控制例程启动之后， 首先在步骤 S11 中， 辅助控制部 61 读取由车速传感器 23 测出的车速 Vx 和由转向扭矩传感器 21 测出的转向扭矩 Tr。
接着， 在步骤 S12 中， 参照图 3 所示的辅助转矩映射， 计算依据输入的车速 Vx 和转 向扭矩 Tr 而设定的基本辅助转矩 Tas。辅助转矩映射存储在电子控制装置 60 的 ROM 中， 并 被设定成使得基本辅助转矩 Tas 随着转向扭矩 Tr 的增加而增加， 并且随着车速 Vx 变低而 变大。图 3 的辅助转矩映射虽示出了基本辅助转矩 Tas 相对于右方向的转向扭矩 Tr 的特 性， 左方向的特性只是方向相反， 就绝对值来说与右方向的特性相同。
接着， 在步骤 S13 中， 辅助控制部 61 通过将该基本辅助转矩 Tas 和补偿转矩相加 来计算目标指令转矩 T*。该补偿转矩例如被计算为恢复力与返回转矩之和， 该恢复力是与 转向角 θ 成比例变大的、 转向轴 12 向基本位置恢复的力， 返回转矩是与转向速度 ω 成比
例变大并与阻碍转向轴 12 旋转的阻力相对应的转矩。当进行所述计算时， 通过输入由旋转 角传感器 22 测出的电动马达 20 的旋转角 ( 相当于转向盘 11 的转向角 θ) 来进行。另外， 转向速度 ω 通过对转向盘 11 的转向角 θ 进行时间微分来求取。
接着， 在步骤 S14 中， 辅助控制部 61 计算与目标指令转矩 T* 成比例的目标电流 ias*。通过目标指令转矩 T* 除以转矩常数来求出目标电流 ias*。另外， 目标电流 ias* 被限 制在预先设定的上限电流值以下。因而， 如果根据目标指令转矩 T* 算出的目标电流 ias* 小 于或等于上限电流值， 则将其计算值直接作为目标电流 ias*， 但如果根据目标指令转矩 T* 算出的目标电流 ias* 大于上限电流值， 则将上限电流值设定为目标电流 ias*。
在如上设定目标电流 ias* 后， 在步骤 S15 中， 辅助控制部 61 从马达电流传感器 38 读取向电动马达 20 流动的马达电流 im。接着， 在步骤 S16 中， 计算该马达电流 im 和目标电 * 流 ias 的偏差 Δi， 并通过基于该偏差 Δi 的反馈控制来计算目标指令电压 vm*。在本实施 方式中， 进行基于偏差 Δi 的 PI 控制 ( 比例积分控制 )。
然后， 在步骤 S17 中， 辅助控制部 61 将与目标指令电压 vm* 相应的 PWM 控制信号输 出给马达驱动电路 30 并暂且结束本控制例程。本控制例程以预定的快周期重复执行。因 而， 通过执行本控制例程， 调节马达驱动电路 30 的开关元件 31 ～ 36 的占空比被调节， 对电 动马达 20 进行驱动控制， 从而可得到与驾驶者的转向操作相应的期望的辅助转矩。 在上述的转向辅助控制正在执行的情况下， 尤其在停车状态下进行转向操作时、 以及在进行低速行驶下的转向盘操作等时， 需要大的电力。但并不优选增大车辆电源装置 100 的容量以防备临时性的大电力消耗。 因此， 在本实施方式的电动转向装置中设置副电源 装置 50， 用以在临时性的大电力消耗时辅助自车辆电源装置 100 的电力供应， 并不使车辆 电源装置 100 大容量化。 并且构成了为有效驱动电动马达 20 而设置升压电路 40、 并将升压 后的电力供应给电动马达 20 和副电源装置 50 的系统。
在设置了升压电路 40 的情况下， 升压用线圈 41 的发热成为问题。例如， 当在山路 等弯弯曲曲的道路上行驶时， 转向盘 11 的转向操作被重复进行。在这样的状况下， 电动马 达 20 的负荷状态在高负荷状态和低负荷状态之间频繁切换。当电动马达 20 的负荷状态从 高负荷状态切换到低负荷状态时， 如在图 4 中箭头所示的那样， 在电动马达 20 中未消耗完 的剩余电流、 电动马达 20 的发电电流、 从副电源装置 50 输出的电流在升压用线圈 42 中向 车辆电源装置 100 侧流动。在电动马达 20 中未消耗完的剩余电流例如是由电容器 45 中所 储存的电能中没能释放到电动马达 20 的剩余能量产生的电流。在图 4 中省略了传感器类 等说明中不需要的构成要素。
因此， 一旦电动马达 20 的负荷状态在高负荷状态和低负荷状态之间频繁切换， 在 升压用线圈 42 中就会有正向电流和反向电流交替地流动， 即有交流电流动， 从而升压用线 圈 42 由于磁滞损耗而发热。针对这样的升压用线圈 42 的发热问题， 例如如果在检测出升 压用线圈 42 发热时， 在转向辅助控制中将电动马达 20 的上限电流值设定为低的值， 则能够 防止过热， 但转向辅助性能会受到限制。
另外， 如图 4 中用虚线表示的那样， 在升压电路 40 的输出线上设置电流传感器 A， 并在电流传感器 A 检测出在升压电路 40 中有反向电流流动时， 如果断开第二升压用开关元 件 44， 则能够防止升压用线圈 42 过热， 但实际上由于电流测定值受到噪声的影响， 很难判 定有反向电流流动的情况。即使调节判定阈值或进行过滤处理以使不受噪声影响， 也仍然
无法防止产生瞬间的反向电流。
另外， 如果在升压电路 40 的输出侧 ( 例如， 图 4 的电流传感器 A 的位置 ) 设置二 极管， 虽然能够使得没有反向电流流动， 但会产生如下新的问题 ： 当以高的输出驱动电动马 达 20 时， 二极管成为电路电阻而产生热量。
因此， 在本实施方式中， 根据转向状态来估计有无反向电流流动的可能性， 并且在 有反向电流流动的可能性的转向状态时， 控制升压电路 40 以使得没有反向电流流动。
下面， 说明与升压控制处理相关的两个实施方式。 首先， 从升压控制处理的第一实 施方式开始进行说明， 图 5 示出了由电源控制部 60 执行的升压控制例程。升压控制例程作 为控制程序被存储在电子控制装置 60 的 ROM 中， 通过 ( 接通 ) 点火开关 106 的接通 ( 开 启 ) 而被启动， 并以预定的短周期被重复执行。
在本升压控制例程启动后， 在步骤 S11 中， 电源控制部 62 从辅助控制部 61 读取通 过车速传感器 23 测出的车速 Vx 和通过转向角传感器 22 测出的转向速度 ω。转向速度 ω 是由驾驶者转动转向盘 11 的速度， 由辅助控制部 61 对转向角 θ 进行时间微分而计算出。 接着， 在步骤 S22 中， 电源控制部 62 判断车速 Vx 是否比预先设定的设定车速 V0 快。当车 速 Vx 小于或等于设定车速 V0 时 (S22 ： 否 )， 在步骤 S23 中， 电源控制部 62 进行通常升压控 制。该通常升压控制是在判断出在升压电路 40 中没有反向电流流动的可能性时的处理。
升压电路 40 的升压用线圈 42 发热的事例是转向盘 11 被左右重复操作的情况。 当 车辆处于停止时， 很少进行这样的转向操作。因而， 设定车速 V0 被设定为转向盘 11 不被左 右重复操作的低车速。
图 6 是将通常升压控制处理表示为子例程的流程图。一旦开始通常升压控制， 则 在步骤 S231 中， 电源控制部 62 判断转向速度 ω 的大小 |ω|( 下面， 简称为转向速度 |ω|) 是否大于或等于基准转向速度 ω1。当转向速度 |ω| 大于或等于基准转向速度 ω1(S231 ： 是 ) 时， 在步骤 S232 中， 将目标升压电压 v2* 设定为 v2H， 当转向速度 |ω| 小于基准转向速 度 ω1(S231 ： 否 ) 时， 在步骤 S233 中， 将目标升压电压 v2* 设定为 v2L。v2L 是比 v2H 低的 电压值。即， 当进行了快速转向盘操作时， 电源控制部 62 设定高的电压 v2H 作为目标升压 * 电压 v2 ， 当进行了慢的转向盘操作或没有进行转向盘操作时， 电源控制部 62 设定低的电压 * v2L 作为目标升压电压 v2 。
例如， 将基准转向速度 ω1 设为 8rad/ 秒， 并设定 v2L ＝ 20V、 v2H ＝ 30V。此时， * 如果转向速度 |ω| 大于或等于 8rad/ 秒， 则目标升压电压 v2 被设定为 30V， 如果转向速度 * |ω| 小于 8rad/ 秒， 则目标升压电压 v2 被设定为 20V。
在如上设定目标升压电压 v2* 后， 电源控制部 62 在接下来的步骤 S234 中， 从输出 电压传感器 52 读取升压电路 40 的升压输出电压 v2。接着， 在步骤 S235 中， 电源控制部 62 * 向升压电路 40 的升压用开关元件 43、 44 输出基于目标升压电压 v2 和升压输出电压 v2 的 偏差 Δv2 调节了占空比以减少偏差 Δv2 的 PWM 控制信号。例如， 当由输出电压传感器 52 * 检测的升压输出电压 v2 低于目标升压电压 v2 时， 设定升压用开关元件 43、 44 的占空比以 使升压电压上升， 并将与设定的占空比相应的 PWM 控制信号输出给升压用开关元件 43、 44。 * 相反地， 当由输出电压传感器 52 检测的升压输出电压 v2 高于目标升压电压 v2 时， 设定升 压用开关元件 43、 44 的占空比以使升压电压下降， 并将与设定的占空比相应的 PWM 控制信 号输出给升压用开关元件 43、 44。由此暂时结束通常控制例程。第一升压用开关元件 43 和第二升压用开关元件 44 被控制， 以使彼此的接通 / 断开状态相反。通常控制例程被编成作 为主例程的升压控制例程的子例程， 因此以预定的短周期被重复执行。
返回到图 5 的升压控制例程的说明。当车速 Vx 比设定车速 V0 快 (S22 ： 是 ) 时， 在 步骤 S24 中电源控制部 62 判断转向速度 ω 的大小 |ω|( 下面， 简称为转向速度 |ω|) 是 否小于转向保持判定用速度 ω0。如果转向速度 |ω| 小于转向保持判定用速度 ω0， 判断 为转向盘处于转向保持状态。转向保持状态是指转向盘 11 没有转动的状态。
另一方面， 当转向速度 |ω| 大于或等于转向保持判定用速度 ω0 时， 在步骤 S25 中， 电源控制部 62 从辅助控制部 61 读取转向扭矩 Tr。接着， 在步骤 S26 中， 电源控制部 62 判断转向扭矩 Tr 所表示的符号和转向速度 ω 所表示的符号是否一致。在图中， sign(Tr) 表示转向扭矩 Tr 的符号、 即转向扭矩 Tr 作用的方向， sign(ω) 表示转向速度 ω 的符号、 即转向盘 11 旋转的方向。sign(Tr)×sign(ω) 是判定两者的符号是否相同的式子。
在转向盘 11 正向中性位置 ( 转向角度零的位置 ) 侧返回的返回状态下， 转向盘 11 旋转的方向和由转向扭矩传感器 21 测出的转向扭矩 Tr 作用的方向相反。即， 在返回状态 下， 虽然利用车轮通过回正力矩而要返回到中性位置的力进行转向盘操作， 但是一旦从转 向盘 11 松手， 转向盘 11 就会迅速转向， 因此驾驶者通常一边阻碍转向盘 11 要返回到中性 位置的动作一边返回转向盘 11。因此， 转向盘 11 旋转的方向和转向扭矩 Tr 起作用的方向 相反。
将向离开中性位置的方向转动转向盘 11 的操作称为转动操作。在进行了转动操 作的状态下， 转向盘 11 旋转的方向和转向扭矩 Tr 起作用的方向相同。
在步骤 S26 中， 如果转向扭矩 Tr 的符号和转向速度 ω 的符号相同， 则电源控制部 62 判断为正在进行转动操作， 将该处理转移到步骤 S23 中。因而， 当进行转动操作时， 进行 上述的通常升压控制。
另一方面， 在步骤 S26 中， 如果转向扭矩 Tr 的符号和转向速度 ω 的符号不同， 则 判断为转向盘 11 正向中性位置返回， 将该处理转移到步骤 S27。
当转向盘 11 正被转动操作时， 电动马达 20 的负荷状态成为高负荷状态， 因此没有 反向电流流经升压电路 40 的升压用线圈 42。但是， 当转动操作结束从而转向盘 11 变成了 转向保持状态或返回状态时， 电动马达 20 成为低负荷状态， 因此在转动操作刚结束时， 反 向电流容易流经升压电路 40 的升压用线圈 42。另外， 即使不是刚结束转动操作， 在从以大 转向角 ( 转向盘从中性位置远离很多的转向角 ) 保持着的状态返回转向盘 11 的情况下， 电 动马达 20 也会从高负荷状态切换到低负荷状态， 从而有反向电流流经升压用线圈 42。因 此， 在除了转向盘 11 被转动操作时以外的情况下， 在升压用线圈 42 中存在反向电流流动的 可能性。
因此， 当在步骤 S24 中检测出转向保持状态、 或者在步骤 S26 中检测出返回状态 时， 通过步骤 S27 及其以后的处理来使得没有反向电流流经升压用线圈 42。
在步骤 S27 中， 电源控制部 62 读取副电源电压信息。电源控制部 62 与升压控制 例程独立地另外定期进行利用副电源电压传感器 53 来检测副电源电压 vsub 的处理， 并将 检测出的最新副电源电压 vsub 存储到设置于电子控制装置 60 内的存储器 (RAM 或非易失 性存储器 ) 中。因此， 步骤 S27 的处理是读取存储在存储器中的最新副电源电压 vsub 的处 理。接着， 在步骤 S28 中， 电源控制部 62 判断从副电源电压信息得到的副电源电压 vsub 是否小于设定电压 vsub0。该设定电压 vsub0 是为了判定副电源装置 50 的电力供应 能力是否低于规定值而预先设定的电压值。从而， 如果副电源电压 vsub 大于或等于设定电 压 vsub0， 则可判定为副电源装置 50 的电力供应能力大于或等于规定值， 如果副电源电压 vsub 小于设定电压 vsub0， 则可判定为副电源装置 50 的电力供应能力没有达到规定值。
当判断出副电源电压 vsub 大于或等于设定电压 vsub0 时 (S28 ： 否 )， 电源控制部 62 在步骤 S29 中停止升压电路 40 的升压动作。此时， 对第一升压用开关元件 43 和第二升 压用开关元件 44 输出将占空比均设为 0％ ( 断开 ) 的 PWM 控制信号。从而第二升压用开关 元件 44 变成断开状态， 在升压电路 40 中没有反向电流流动。
另一方面， 当判断出副电源电压 vsub 小于设定电压 vsub0 时 (S28 ： 是 )， 在步骤 * * S30 中， 通过下式 ( 式 1) 计算目标升压电压 v2 。即， 将目标升压电压 v2 设定为比副电源 电压 vsub 高出设定电压 Δv 的值。
v2* ＝ vsub+Δv ( 式 1)
在接下来的步骤 31 中， 电源控制部 62 读取由输入电压传感器 51 测出的升压输入 电压 v1。接着， 在步骤 S32 中， 通过下式计算升压电路 40 的第一升压用开关元件 43 的目标 占空比 D。另外， 第二升压用开关元件 44 由于其接通 / 断开状态与第一升压用开关元件 43 的接通 / 断开状态相反， 因此其目标占空比为 (1-D)。 D ＝ (v2*-v1)/v2* ( 式 2)
上式 ( 式 2) 是从下式 ( 式 3) 所示的升压电压的关系式导出的。
v2 ＝ v1×{D/(1-D)+1 }( 式 3)
这里， v2 是升压电路 40 的输出电压， v1 是升压电路 40 的输入电压。 通过将式 ( 式 * 3) 中的 v2 设为目标升压电压 v2 来导出式 ( 式 2)。
接着， 在步骤 S33 中， 电源控制部 62 对第一升压用开关元件 42 输出用于将其占空 比设定成上述占空比 D 的 PWM 控制信号， 对第二升压用开关元件 44 输出用于指示与第一升 压用开关元件 42 的接通 / 断开动作相反的动作的 PWM 控制信号， 暂时结束该升压控制例 程。升压控制例程是经预定的短时间间隔重复执行。
根据以上说明的第一实施方式的升压控制例程， 从辅助控制部 61 获取转向状态 信息 (ω、 Tr)， 根据转向状态信息来判定转向状态。当转向状态处于转向保持状态或返回 状态时， 判定为存在反向电流流经升压用线圈 42 的可能性， 当转向状态处于转动状态时， 判定为不存在反向电流流经升压用线圈 42 的可能性。另外， 从辅助控制部 61 还获取车速 信息 (Vx)， 并在车速 Vx 小于或等于设定车速 V0 时也判定为存在反向电流流经升压用线圈 42 的可能性。
当转向状态处于转向保持状态或返回状态时， 如果副电源装置 50 的电力供应能 力高 (vsub ≥ vsub0)， 则通过停止升压电路 40 的动作 ( 断开升压用开关 43、 44) 来防止反 向电流流经升压用线圈 42。在此情况下， 如图 7 中箭头所示， 储存在电容器 45 中的剩余能 量和电动马达 20 的发电电能作为充电电流流入副电源装置 50。因而， 可防止升压用线圈 42 由于磁滞损耗而发热。 另外， 虽然向马达驱动电路 30 供应电力的电力供应系统只有副电 源装置 50， 但因为副电源装置 50 的电力供应能力高、 以及在转向保持状态或返回状态下不 要求高电力， 因此不会发生电力供应量不足。
另一方面， 即使在转向状态处于转向保持状态或返回状态时， 如果副电源装置 50 * 的电力供应能力低 (vsub ＜ vsub0)， 则也将目标升压电压 v2 设定为比副电源电压 vsub 高 的电压， 而不是停止升压电路 40 的动作。这是因为 ： 当副电源装置 50 的电力供应能力下降 了时， 如果停止从升压电路 40 向马达驱动电路 30 的电力供应， 对电动马达 20 的电力供应 量可能会不足， 以及在电动马达 20 的要求电力变大了时 ( 以大的输出驱动时 ) 一旦副电源 装置 50 的电力供应能力下降， 即使将升压电路 30 的输出和副电源装置 50 的输出加起来也 有可能无法满足要求电力。如果发生这样的对电动马达 20 的电力供应量不足， 则会导致无 法得到预期的转向辅助性能。
因此， 在本实施方式中， 如果副电源装置 50 的电力供应能力低， 则将目标升压电 * 压 v2 设定为比副电源电压 vsub 高的电压， 由此如图 8 中用箭头所示那样， 使储存在电容 器 45 中的剩余能量和电动马达 20 的发电能量作为充电电流流入副电源装置 50。由此， 反 向电流不会流经升压用线圈 42。其结果是， 可防止升压用线圈 42 由于磁滞损耗而发热。另 外， 由于副电源装置 50 通过副电源装置 50 和升压电路 40 的电压差 (Δv) 而充电， 因此提 高了作为电动转向装置的电力供应能力。
图 9 是示出升压用线圈 42 的温度变迁的曲线图。 用实线和单点划线示出的波形表 示通过执行本实施方式的升压控制例程而进行了升压用线圈 42 的防过热时的温度变迁， 用虚线示出的波形表示不进行升压用线圈 42 的防过热时的温度变迁。 用实线示出的波形表示副电源电压 vsub 为设定电压 vsub0 以上时、 即副电源装 置 50 的充电容量大于规定值时的温度迁移。此时， 在转向盘 11 被转向保持或返回的期间 B 内， 升压电路 40 的升压动作被停止， 升压用开关元件 43、 44 断开， 因此没有正反两方向的 电流流动， 升压用线圈 42 的温度下降。
用单点划线示出的波形表示副电源电压 vsub 低于设定电压 vsub0 时、 即副电源装 置 50 的充电容量小于规定值时的温度迁移。此时， 在转向盘 11 被转向保持或返回的期间 * B 内， 将目标升压电压 v2 设定为比副电源电压 vsub 高出 Δv 的电压来进行升压动作， 因此 反向电流不流经升压用线圈 42。因而， 在升压用线圈 42 中只有正向电流流动， 抑制了其温 度上升。
用虚线示出的波形表示不进行升压用线圈 42 的防过热时的温度迁移。此时， 在转 向盘 11 的转动操作 (A 期间 ) 刚结束的期间 C 内， 反向电流流经升压用线圈 42， 因此升压用 线圈 42 的温度急剧上升。
从这样的温度迁移可知， 根据本实施方式的电动转向装置， 能够防止升压用线圈 42 过热。另外， 公知在以往的电动转向装置中， 为了防止电力供应电路、 马达驱动电路等电 * 气电路过热， 在转向辅助控制中实施目标电流 ias 的上限值限制， 但在本实施方式中， 通过 * 升压用线圈 42 的过热防止， 不需要施加目标电流 ias 的上限限制， 因此可得到充分的转向 辅助。
另外， 由于能够防止升压用线圈 42 过热， 因此能够小型化升压用线圈 42。 另外， 可 通过使升压用线圈 42 为低电阻来提高升压效率。
另外， 通过停止升压电路 40 的升压动作， 可减少升压用开关元件 43、 44 的工作频 率， 并且可防止反向电流导致的振荡， 由此能够降低升压电路 40 的操作噪音。
另外， 由于将处于车速 Vx 大于或等于预先设定的设定车速 V0 的行驶当中作为条
件， 来估计有无反向电流流动的可能性， 因此能够减轻反向电流的估计处理。
接着对与升压控制处理相关的第二实施方式进行说明。 第二实施方式与第一实施 方式只有升压控制处理不同， 其他结构与第一实施方式相同。
在第一实施方式中， 基于转向状态来估计有无反向电流流动的可能性， 但在第二 实施方式中， 基于升压电路 49 的输入侧电压、 输出侧电压、 第一升压用开关元件 43 的接通 时间和断开时间来估计是否存在反向电流流经升压用线圈 42 的可能性。
当将第一升压用开关元件 43 的一次的接通时间设为 T1、 将第一升压用开关元件 43 的一次的断开时间设为 T2 时， 在升压用线圈 42 内流动的电流如图 10 所示那样变化。
这里， 当将输入到升压电路 40 的电压设为 V1、 将升压电路的输出电压设为 V2、 将 在第一升压用开关元件 43 的一次的接通动作中电流所变化的电流变化量设为 ΔI1、 以及 将在第一升压用开关元件 43 的一次的断开动作中电流所变化的电流变化量设为 ΔI2 时， ΔI1 和 ΔI2 可如下式 ( 式 4)、 ( 式 5) 表示。在图 10 中， 从 a 点变化到 b 点的电流变化量 表示 ΔI2， 从 b 点变化到 c 点的电流变化量表示 ΔI1。
ΔI1 ＝ (V1/L)×T1 ( 式 4)
ΔI2 ＝ {-(V1-V2)/L}×T2 ( 式 4)
可基于该两式 ( 式 4)、 ( 式 5)， 并通过下式 ( 式 6) 来计算升压后的电流 I2。
I2 ＝ ΔI1-ΔI2
＝ {(T1+T2)×V1-T2×V2}/L ( 式 6)
因而， 如果通过式 ( 式 6) 得出的电流 I2 为负的值、 即在图 10 中减少侧的峰值 (b 点 ) 为负的值， 则可估计出反向电流流经升压用线圈 42。
这里， T1、 T2 是升压控制参数， 因此可在电源控制部 61 中掌握。另外， 可将由输入 * 电压传感器 51 测出的升压输入电压 v1 作为 V1。另外， 可将目标升压电压 v2 作为 V2。也 可以将由输出电压传感器 52 测出的升压输出电压 v2 作为 V2。L 是已知的恒定值。
因而， 如果 {(T1+T2)×v1-T2×v2*} 的值为负， 则可估计出反向电流流经升压用线 圈 42。
对利用上述的估计来进行反向电流防止的升压控制例程进行说明。图 11 示出了 第二实施方式的升压控制例程。该第二实施方式的升压控制例程进行步骤 S41 ～步骤 S43 的处理， 以取代第一实施方式的升压控制例程中的步骤 S24 ～步骤 S26 的处理。因此在这 里， 对于与第一实施方式相同的处理， 在附图中采用相同的步骤序号并省略说明。
升压控制例程作为控制程序被存储在电子控制装置 60 的 ROM 中， 通过点火开关 106 的接通 ( 开启 ) 而被启动， 并以预定的短周期被重复执行。
当在步骤 S22 中判断为车速 Vx 高于设定车速 V0 时 (S22 ： 是 )， 电源控制部 62 在 步骤 S41 中读取表示当前的第一升压用开关元件 43 的一次的接通时间 T1 和断开时间 T2 的开关信息、 以及表示目标升压电压 v2* 的信息。由于第一升压用开关元件 43 的开关周期 为已知 ( 恒定值 )， 因此在本实施方式中， 获取表示占空比的信息， 并根据开关周期和占空 比并通过计算来求出上述的开关信息。
升压控制例程以预定的短周期重复执行， 因此在该步骤 S41 中， 读取在 1 周期前的 处理中算出的占空比和目标升压电压 v2*。另外， 电源控制部 62 被构成为 ： 每当运算占空 比和目标升压电压 v2* 时， 将该最新的运算结果存储到 RAM 等存储器中， 并可在接下来的周期中读出这些运算结果。另外， 控制开始时的初始值可以预先任意设定。
接着， 在步骤 S42 中， 电源控制部 62 读取由输入电压传感器 51 测出的升压输入电 压 v1。
接着， 在步骤 S43 中， 电源控制部 62 判断用来估计反向电流的产生的下述判定条 件式 ( 式 7) 是否成立。
{(T1+T2)×v1-T2×v2*} ＜ 0 ( 式 7)
如果判定条件式不成立、 即 {(T1+T2)×v1-T2×v2*} ≥ 0， 则判断为没有反向电流 流经升压用线圈 42 的可能性， 从而进行步骤 S23 的通常升压控制处理。
另一方面， 如果判定条件式成立， 则判断为存在反向电流流经升压用线圈 42 的可 能性， 从而进行上述从步骤 S27 开始的处理。即， 如果副电源电压 vsub 大于或等于设定电 压 vsub0， 则停止升压动作， 如果副电源电压 vsub 小于设定电压 vsub0， 则将目标升压电压 * v2 设定为比副电源电压 vsub 高出 Δv 的值， 防止反向电流的产生。
在以上说明的第二实施方式的升压控制例程中， 也能够发挥与第一实施方式相同 的作用效果。另外， 根据第二实施方式， 由于基于升压电路 40 的输入侧电压信息、 输出侧电 压信息、 开关信息来估计有没有产生反向电流， 因此估计精度高。
以上， 说明了本发明实施方式的电动转向装置， 但本发明不限于上述实施方式， 可 在不脱离本发明目的的范围内进行各种变更。
例如， 在本实施方式中， 当存在产生反向电流的可能性时根据副电源电压 vsub 和 设定电压 vsub0 的比较结果切换了控制方式， 但也可以简化控制方式， 以不管副电源电压 vsub 如何均都停止升压电路 40 的升压动作。即， 也可以将步骤 S27 ～步骤 S33 的处理改为 只有步骤 S29。
在本实施方式中， 当进行通常升压控制时根据转向速度 |ω| 设定了两种目标升 压电压 v2*， 但不限于此， 也可以设定一种目标升压电压 v2*。另外， 也可以不规定目标升压 * 电压 v2 ， 而基于副电源装置 50 的充电容量进行升压控制。
在本实施方式中， 控制第二升压用开关元件 44 的动作使其的接通 / 断开状态与第 二升压用开关元件 43 的动作相反， 但在升压过程中也可以使其维持常接通状态。
此外， 在本实施方式中， 采用了通过逆变电路驱动三相无刷马达的结构， 但也可以 是通过 H 桥电路驱动单相马达的结构。
在本实施方式中， 在电子控制装置 60 内设置了电源控制部 62 和辅助控制部 61， 但 两个控制部 61、 62 也可以通过单独的微型计算机来构成。