电动转向装置 【技术领域】
本发明涉及由电动机产生操舵辅助力的电动转向装置，特别是涉及其电路的构成。
背景技术 电动转向装置，是根据驾驶员的操舵转矩由电动机产生操舵辅助力的装置。近年，大型车对电动转向装置的需求激增，在该大型车的情况下，所需的操舵辅助力也增大。因此，必须对电动机供给更大的电力。然而，有时只通过蓄电池不能充分地提供那样的大电力。因此，提出了除蓄电池以外还另外设置辅助电源，通常仅使用蓄电池，而需要更大的电力时，是将蓄电池和辅助电源相互串联连接用两个电源供电的构成(例如，参照日本特开2005-287222号公报(图1))。
在上述那样以往的电动转向装置中，在从辅助电源与蓄电池串联连接的电源供电的状态下，当辅助电源的电压降低时，则进行通过增大电流来保持规定的电力的控制。其结果，从蓄电池流出过大的电流因而蓄电池的寿命变短。另外，也存在电路保护用熔丝熔断的情况。
发明内容 鉴于上述以往的问题，本发明的目的在于，提供一种电动转向装置，在使用辅助电源的电动转向装置中，能够防止从主电源的蓄电池流出过大的电流的情况。
本发明的电动转向装置，由电动机产生操舵辅助力，其特征在于，具备：(a)驱动上述电动机的驱动电路，该驱动电路的效率为η；(b)向上述电动机供电的作为主电源的蓄电池；(c)能够向上述电动机供电的辅助电源；(d)检测上述主电源的电压V
B的电压检测器；(e)检测上述辅助电源的电压V
C的电压检测器；(f)充放电电路，其构成为可选择第一输出状态和第二输出状态，其中第一输出状态是基于上述主电源对上述辅助电源进行充电，并且利用上述主电源的电压V
B向上述电动机供电；第二输 出状态是对上述主电源串联连接了上述辅助电源的状态下，利用电压V
B+V
C向上述电动机供电；(g)控制电路，其根据操舵辅助所需的电力对上述电动机供电，并选择上述充放电电路的输出状态，基于作为流向上述主电源的最大电流值而预先设定的上限值I
B，在选择了上述第一输出状态时，将供给到上述电动机的电力的上限值设定为η·V
B·I
B，在选择了上述第二输出状态时，将供给到上述电动机的电力的上限值设定为η·(V
B+V
C)·I
B。
在如上所述构成的电动转向装置中，在基于作为在主电源中流动的最大电流值而预先设定的上限值I
B(固定值)以及此时的主电源的电压V
B(变量)和辅助电源的电压V
C(变量)，设定与输出状态对应的电力的上限值(变量)。只要主电源的电压V
B和辅助电源的电压V
C变动，则电力的上限值也与其配合而变动，流向主电源的最大电流值，通常被限制在上限值I
B以下。因此，能够防止从主电源的蓄电池流出过大电流的情况。
【附图说明】
图1是表示用蓄电池的电压对辅助电源充电，在使用辅助电源时，将辅助电源与主电源的蓄电池串联的类型的、以电动转向装置的电路为主体的简略构成图。
图2是表示将蓄电池的电压升压对辅助电源充电，在使用辅助电源时，将辅助电源与主电源的蓄电池串联的类型的、以电动转向装置的电路为主体的简略构成图。
图3是表示控制电路的处理的一部分的流程图。
【具体实施方式】
以下，参照附图说明本发明的一个实施方式涉及的电动转向装置。
图1是表示以电动转向装置1的电路为主体的简略构成的一例的图。在图中，转向装置2被由驾驶员赋予方向盘(转向盘)3的操舵转矩、和从电动机4经由减速机(未图示)而传递至操舵轴2a的操舵辅助力驱动。电动机4是三相无刷电动机，被驱动电路5驱动。控制电路6包括微型计算机，基于从车速传感器7输入的车速信号以及从转矩传感器8输入的操舵转矩信号，决定所需的操舵辅助力，并以将该操舵辅助力赋予操舵轴2a 的方式控制驱动电路5。
用于向控制电路5供电的电路，如图所示构成为，连接作为主电源的蓄电池9、继电器10、包括二极管11和开关12的充电电路13、辅助电源14、开关15。在由此构成的电路中，除蓄电池9、继电器10以及辅助电源14以外的电路部分，构成充放电电路16。该充放电电路16能够选择性地构成为，除了基于蓄电池9对辅助电源14进行充电以外，只由蓄电池9向电动机4供电的第一输出状态、和从蓄电池9和辅助电源14向电动机4供电的第二输出状态。
另外实际上，与蓄电池9并联地连接有交流发电机(具有整流及调压器功能)，与蓄电池9共同构成主电源，然而在此，为了简单化，将主电源作为蓄电池9进行说明。
上述继电器10以及开关12、15，由控制电路6控制。辅助电源14由双电层电容器和锂离子电池构成。
开关12、15构成为，实际上使用MOS-FET等半导体开关元件，进行与图示的接点等效的动作。另外，开关12、15彼此同步动作，在一方处于图的实线表示的接点接续状态时，另一方也处于图的实线表示的接点接续状态。
蓄电池9的电压(端子间电压)V
B，由并联连接的电压检测器17检测。另外，辅助电源14的电压(端子间电压)V
C，由并联连接的电压检测器18检测。而且，各电压检测器17和18的输出信号，即，表示蓄电池9和辅助电源14的电压的各信号，被输入控制电路6。
上述继电器10，在电动动力转向装置1的正常动作中闭合，只有在发生了任何异常的情况下，根据失效保护的观点，以打开的方式来控制。在开关12处于图示实线的接点接续状态时，形成从蓄电池9的+侧，经由继电器10的接点10a、二极管11、辅助电源14以及开关12，而返回蓄电池9的接地侧的电路，并对辅助电源14充电。另外，在开关12处于图示虚线的接点接续状态时，停止充电。
另外，在开关12、15处于图示实线的接点接续状态时，构成从蓄电池9经由接点10a和开关15(电路L1到L3)而到达驱动电路5的电路，并 由蓄电池9的电压V
B，对驱动电路5和电动机4供电(第一输出状态)。此时，从辅助电源14到驱动电路5的电路，被开关15切断。另一方面，在开关12、15处于图示虚线的接点接续状态时，构成从蓄电池9经由接点10a、开关12、辅助电源14以及开关15(从电路L2到L3)而到达驱动电路5的电路，并由将蓄电池9和辅助电源14相互串联连接的电压V
B+V
C，向驱动电路5和电动机4供给电力(第二输出状态)。
图2表示与图1不同类型的以电动转向装置1的电路为主体的概略构成的图。与图1不同的是充放电电路19，其他构成均相同。在该类型的构成中，充电电路20具有将蓄电池9的电压升压并对辅助电源14充电的功能。充电电路20通过控制电路6的控制，对辅助电源14进行充电。另外，蓄电池9的电压经由继电器10的接点10a而施加给通到开关15的电路L1，辅助电源14的低电位侧与该电路L1连接。
在开关15处于图示的实线的接点接续状态时，构成从蓄电池9经由接点10a和开关15(从电路L1到L3)而到达驱动电路5的电路，并由蓄电池9的电压V
B，向驱动电路5和电动机4供电(第一输出状态)。此时，从辅助电源14到驱动电路5的电路，被开关15切断。另一方面，在开关15处于图示的虚线的接点接续状态时，构成从蓄电池9经由接点10a、辅助电源14以及开关15(从电路L2到L3)而到达驱动电路5的电路，并利用将蓄电池9和辅助电源14相互串联连接的电压V
B+V
C，向驱动电路5和电动机4供给电力(第二输出状态)。
接下来，参照图3的流程图，对上述各类型的电路构成(图1、图2)共通的、关于电力限制的控制电路6的动作进行说明。图3是表示控制电路6的处理的一部分的流程图，该处理与通常的辅助控制并行以高速反复进行。另外，该处理与电动转向装置1的起动同时开始。
首先，关于辅助控制，控制电路6基于从转矩传感器8(图1、图2)发送来的操舵转矩信号、以及从车速传感器7(图1、图2)发送来的车速信号，来推定为了获得所需的操舵辅助力所需的电力，并对充放电电路16(图1)、19(图2)发出选择第一输出状态或第二输出状态的指令，并且控制驱动电路5来驱动电动机4。
另一方面，在图3中，控制电路6，基于电压检测器17和18的输出信号，读取蓄电池9的电压V
B和辅助电源14的电压V
C(步骤S1)。而且， 控制电路6根据当前时刻的输出状态是“第一”还是“第二”，而进行不同的处理(步骤S2)。例如，当选择了第一输出状态时，进行步骤S3的处理。在步骤S3中，控制电路6将作为电力的上限值的限幅值P
LIM设定为：
P
LlM＝η·V
B·I
B …(1)
在此，η是驱动电路5的效率，I
B是在考虑了防止缩短蓄电池寿命、防止电路保护用熔丝熔断的基础上，认为可以从蓄电池9流出的上限值(固定值)。因此，限幅值P
LIM为此时蓄电池9的电压V
B中可从蓄电池9提供的最大电力。
如果辅助控制中所需的电力为公式(1)的限幅值P
LIM以下，则将所需的电力原封不动地供给到电动机4，然而在所需的电力超过限幅值P
LIM时，则向电动机4供给限幅值P
LIM的电力。因此，从蓄电池9流出的电流值不会超过上限值I
B。
另一方面，在图3的步骤S2中，当选择第二输出状态时，进行步骤S4的处理。在步骤S4中，控制电路6将作为电力的上限值的限幅值P
LIM设定为：
P
LIM＝η·(V
B+V
C)·I
B …(2)
因此，此时的限幅值P
LIM为，此时的蓄电池9的电压V
B以及辅助电压14的电压V
C中、能够从蓄电池9和辅助电源14串联的电源中提供的最大电力。
如果辅助控制中所需的电力为公式(2)的限幅值P
LIM以下，则将所需的电力原封不动地供给到电动机4，然而在所需的电力超过限幅值P
LIM时，则向电动机4供给限幅值P
LIM的电力。因此，从蓄电池9流出的电流值不会超过上限值I
B。
如上所述，在本实施方式涉及的电动转向装置1中，基于作为在蓄电池9中流动的最大电流值而预先设定的上限值I
B(固定值)，以及此时的蓄电池9的电压V
B(变量)和辅助电源14的电压V
C(变量)，设定与输出状态相应的电力的上限值(变量)。只要蓄电池9的电压V
B和辅助电源14的电压V
C变动，则电力的上限值也与其配合而变动，因此在蓄电池9 中流动的最大电流值，通常被限制在上限值I
B以下。因此，能够防止从主电源的蓄电池9流出过大电流的情况。
另外，在上述实施方式中，控制电路6推定用于获得所需的操舵辅助力所需的电力，并基于此来选择输出状态，然而也可以采用其他的选择方法。例如，供给到驱动电路5的电流，通过控制电路6的辅助控制，可根据所需的操舵辅助力而变化。因此，可以实际检测蓄电池9的电压和供给到驱动电路5电流，并将它们相乘而求出电力的当前值，并基于该值选择输出状态。