專利名稱：電動轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由電動機(jī)產(chǎn)生操舵輔助力的電動轉(zhuǎn)向裝置，特別是涉及其電路的構(gòu)成。
背景技術(shù)：
電動轉(zhuǎn)向裝置，是根據(jù)駕駛員的操舵轉(zhuǎn)矩由電動機(jī)產(chǎn)生操舵輔助力的裝置。近年，大型車對電動轉(zhuǎn)向裝置的需求激增，在該大型車的情況下，所需的操舵輔助力也增大。因此，必須對電動機(jī)供給更大的電力。然而，有時只通過蓄電池不能充分地提供那樣的大電力。因此，提出了除蓄電池以外還另外設(shè)置輔助電源，通常僅使用蓄電池，而需要更大的電力時，是將蓄電池和輔助電源相互串聯(lián)連接用兩個電源供電的構(gòu)成(例如，參照日本特開 2005-287222號公報(圖 1))。在上述那樣以往的電動轉(zhuǎn)向裝置中，在從輔助電源與蓄電池串聯(lián)連接的電源供電的狀態(tài)下，當(dāng)輔助電源的電壓降低時，則進(jìn)行通過增大電流來保持規(guī)定的電力的控制。其結(jié)果，從蓄電池流出過大的電流因而蓄電池的壽命變短。另外，也存在電路保護(hù)用熔絲熔斷的情況。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述以往的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種電動轉(zhuǎn)向裝置，在使用輔助電源的電動轉(zhuǎn)向裝置中，能夠防止從主電源的蓄電池流出過大的電流的情況。本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向裝置，由電動機(jī)產(chǎn)生操舵輔助力，其特征在于，具備(a)驅(qū)動上述電動機(jī)的效率n的驅(qū)動電路；(b)向上述電動機(jī)供電的作為主電源的蓄電池；(c)能夠向上述電動機(jī)供電的輔助電源；(d)檢測上述主電源的電壓Vb的電壓檢測器；(e)檢測上述輔助電源的電壓\的電壓檢測器；(f)充放電電路，其構(gòu)成為可選擇第一輸出狀態(tài)和第二輸出狀態(tài)，其中第一輸出狀態(tài)是基于上述主電源對上述輔助電源進(jìn)行充電，并且利用上述主電源的電壓Vb向上述電動機(jī)供電；第二輸出狀態(tài)是對上述主電源串聯(lián)連接了上述輔助電源的狀態(tài)下，利用電壓VB+V。向上述電動機(jī)供電；(g)控制電路，其根據(jù)操舵輔助所需的電力對上述電動機(jī)供電，并選擇上述充放電電路的輸出狀態(tài)，基于作為流向上述主電源的最大電流值而預(yù)先設(shè)定的上限值IB，在選擇了上述第一輸出狀態(tài)時，將供給到上述電動機(jī)的電力的上限值設(shè)定為<formula>formula see original document page 3</formula>在選擇了上述第二輸出狀態(tài)時，將供給到上述電動機(jī)的電力的上限值設(shè)定為<formula>formula see original document page 3</formula>
在如上所述構(gòu)成的電動轉(zhuǎn)向裝置中，在基于作為在主電源中流動的最大電流值而預(yù)先設(shè)定的上限值Ib(固定值)以及此時的主電源的電壓Vb(變量)和輔助電源的電壓 Vc(變量)，設(shè)定與輸出狀態(tài)對應(yīng)的電力的上限值(變量)。只要主電源的電壓％和輔助電源的電壓&變動，則電力的上限值也與其配合而變動，流向主電源的最大電流值，通常被限制在上限值Ib以下。因此，能夠防止從主電源的蓄電池流出過大電流的情況。


圖1是表示用蓄電池的電壓對輔助電源充電，在使用輔助電源時，將輔助電源與主電源的蓄電池串聯(lián)的類型的、以電動轉(zhuǎn)向裝置的電路為主體的簡略構(gòu)成圖。圖2是表示將蓄電池的電壓升壓對輔助電源充電，在使用輔助電源時，將輔助電源與主電源的蓄電池串聯(lián)的類型的、以電動轉(zhuǎn)向裝置的電路為主體的簡略構(gòu)成圖。圖3是表示控制電路的處理的一部分的流程圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的一個實施方式涉及的電動轉(zhuǎn)向裝置。圖1是表示以電動轉(zhuǎn)向裝置1的電路為主體的簡略構(gòu)成的一例的圖。在圖中，轉(zhuǎn) 向裝置2被由駕駛員賦予方向盤(轉(zhuǎn)向盤)3的操舵轉(zhuǎn)矩、和從電動機(jī)4經(jīng)由減速機(jī)(未圖 示)而傳遞至操舵軸2a的操舵輔助力驅(qū)動。電動機(jī)4是三相無刷電動機(jī)，被驅(qū)動電路5驅(qū) 動。控制電路6包括微型計算機(jī)，基于從車速傳感器7輸入的車速信號以及從轉(zhuǎn)矩傳感器8 輸入的操舵轉(zhuǎn)矩信號，決定所需的操舵輔助力，并以將該操舵輔助力賦予操舵軸2a的方式 控制驅(qū)動電路5。用于向控制電路5供電的電路，如圖所示構(gòu)成為，連接作為主電源的蓄電池9、繼 電器10、包括二極管11和開關(guān)12的充電電路13、輔助電源14、開關(guān)15。在由此構(gòu)成的電 路中，除蓄電池9、繼電器10以及輔助電源14以外的電路部分，構(gòu)成充放電電路16。該充 放電電路16能夠選擇性地構(gòu)成為，除了基于蓄電池9對輔助電源14進(jìn)行充電以外，只由蓄 電池9向電動機(jī)4供電的第一輸出狀態(tài)、和從蓄電池9和輔助電源14向電動機(jī)4供電的第 二輸出狀態(tài)。另外實際上，與蓄電池9并聯(lián)地連接有交流發(fā)電機(jī)(具有整流及調(diào)壓器功能)，與 蓄電池9共同構(gòu)成主電源，然而在此，為了簡單化，將主電源作為蓄電池9進(jìn)行說明。上述繼電器10以及開關(guān)12、15，由控制電路6控制。輔助電源14由雙電層電容器 和鋰離子電池構(gòu)成。開關(guān)12、15構(gòu)成為，實際上使用MOS-FET等半導(dǎo)體開關(guān)元件，進(jìn)行與圖示的接點等 效的動作。另外，開關(guān)12、15彼此同步動作，在一方處于圖的實線表示的接點接續(xù)狀態(tài)時， 另一方也處于圖的實線表示的接點接續(xù)狀態(tài)。蓄電池9的電壓(端子間電壓)VB，由并聯(lián)連接的電壓檢測器17檢測。另外，輔助 電源14的電壓(端子間電壓)VC，由并聯(lián)連接的電壓檢測器18檢測。而且，各電壓檢測器 17和18的輸出信號，即，表示蓄電池9和輔助電源14的電壓的各信號，被輸入控制電路6。上述繼電器10，在電動動力轉(zhuǎn)向裝置1的正常動作中閉合，只有在發(fā)生了任何異常的情況下，根據(jù)失效保護(hù)的觀點，以打開的方式來控制。在開關(guān)12處于圖示實線的接點 接續(xù)狀態(tài)時，形成從蓄電池9的+側(cè)，經(jīng)由繼電器10的接點10a、二極管11、輔助電源14以 及開關(guān)12，而返回蓄電池9的接地側(cè)的電路，并對輔助電源14充電。另外，在開關(guān)12處于 圖示虛線的接點接續(xù)狀態(tài)時，停止充電。另外，在開關(guān)12、15處于圖示實線的接點接續(xù)狀態(tài)時，構(gòu)成從蓄電池9經(jīng)由接點 IOa和開關(guān)15 (電路Ll到L3)而到達(dá)驅(qū)動電路5的電路，并由蓄電池9的電壓VB，對驅(qū)動 電路5和電動機(jī)4供電(第一輸出狀態(tài))。此時，從輔助電源14到驅(qū)動電路5的電路，被開關(guān)15切斷。另一方面，在開關(guān)12、15處于圖示虛線的接點接續(xù)狀態(tài)時，構(gòu)成從蓄電池9 經(jīng)由接點10a、開關(guān)12、輔助電源14以及開關(guān)15(從電路L2到L3)而到達(dá)驅(qū)動電路5的電 路，并由將蓄電池9和輔助電源14相互串聯(lián)連接的電壓VB+VC，向驅(qū)動電路5和電動機(jī)4供 給電力(第二輸出狀態(tài))。圖2表示與圖1不同類型的以電動轉(zhuǎn)向裝置1的電路為主體的概略構(gòu)成的圖。與 圖1不同的是充放電電路19，其他構(gòu)成均相同。在該類型的構(gòu)成中，充電電路20具有將蓄 電池9的電壓升壓并對輔助電源14充電的功能。充電電路20通過控制電路6的控制，對 輔助電源14進(jìn)行充電。另外，蓄電池9的電壓經(jīng)由繼電器10的接點IOa而施加給通到開 關(guān)15的電路Li，輔助電源14的低電位側(cè)與該電路Ll連接。在開關(guān)15處于圖示的實線的接點接續(xù)狀態(tài)時，構(gòu)成從蓄電池9經(jīng)由接點IOa和開 關(guān)15 (從電路Ll到L3)而到達(dá)驅(qū)動電路5的電路，并由蓄電池9的電壓VB，向驅(qū)動電路5 和電動機(jī)4供電(第一輸出狀態(tài))。此時，從輔助電源14到驅(qū)動電路5的電路，被開關(guān)15 切斷。另一方面，在開關(guān)15處于圖示的虛線的接點接續(xù)狀態(tài)時，構(gòu)成從蓄電池9經(jīng)由接點 10a、輔助電源14以及開關(guān)15(從電路L2到L3)而到達(dá)驅(qū)動電路5的電路，并利用將蓄電 池9和輔助電源14相互串聯(lián)連接的電壓VB+VC，向驅(qū)動電路5和電動機(jī)4供給電力(第二 輸出狀態(tài))。接下來，參照圖3的流程圖，對上述各類型的電路構(gòu)成(圖1、圖2)共通的、關(guān)于電 力限制的控制電路6的動作進(jìn)行說明。圖3是表示控制電路6的處理的一部分的流程圖， 該處理與通常的輔助控制并行以高速反復(fù)進(jìn)行。另外，該處理與電動轉(zhuǎn)向裝置1的起動同 時開始。首先，關(guān)于輔助控制，控制電路6基于從轉(zhuǎn)矩傳感器8 (圖1、圖2)發(fā)送來的操舵轉(zhuǎn) 矩信號、以及從車速傳感器7(圖1、圖2)發(fā)送來的車速信號，來推定為了獲得所需的操舵輔 助力所需的電力，并對充放電電路16(圖1)、19(圖2)發(fā)出選擇第一輸出狀態(tài)或第二輸出 狀態(tài)的指令，并且控制驅(qū)動電路5來驅(qū)動電動機(jī)4。另一方面，在圖3中，控制電路6，基于電壓檢測器17和18的輸出信號，讀取蓄電 池9的電壓Vb和輔助電源14的電壓M步驟Si)。而且，控制電路6根據(jù)當(dāng)前時刻的輸出 狀態(tài)是“第一”還是“第二”，而進(jìn)行不同的處理(步驟S2)。例如，當(dāng)選擇了第一輸出狀態(tài) 時，進(jìn)行步驟S3的處理。在步驟S3中，控制電路6將作為電力的上限值的限幅值Pum設(shè)定 為Pl1m = η · Vb · Ib... (1)在此，n是驅(qū)動電路5的效率，Ib是在考慮了防止縮短蓄電池壽命、防止電路保護(hù) 用熔絲熔斷的基礎(chǔ)上，認(rèn)為可以從蓄電池9流出的上限值(固定值)。因此，限幅值Pum為 此時蓄電池9的電壓Vb中可從蓄電池9提供的最大電力。如果輔助控制中所需的電力為公式⑴的限幅值Pum以下，則將所需的電力原封 不動地供給到電動機(jī)4，然而在所需的電力超過限幅值Pum時，則向電動機(jī)4供給限幅值Pum 的電力。因此，從蓄電池9流出的電流值不會超過上限值IB。另一方面，在圖3的步驟S2中，當(dāng)選擇第二輸出狀態(tài)時，進(jìn)行步驟S4的處理。在 步驟S4中，控制電路6將作為電力的上限值的限幅值Pum設(shè)定為Plim = n · (VVc) · Ib... (2)
因此，此時的限幅值Pum為，此時的蓄電池9的電壓Vb以及輔助電壓14的電壓Vc 中、能夠從蓄電池9和輔助電源14串聯(lián)的電源中提供的最大電力。如果輔助控制中所需的電力為公式(2)的限幅值Pum以下，則將所需的電力原封 不動地供給到電動機(jī)4，然而在所需的電力超過限幅值Pum時，則向電動機(jī)4供給限幅值Pum 的電力。因此，從蓄電池9流出的電流值不會超過上限值IB。如上所述，在本實施方式涉及的電動轉(zhuǎn)向裝置1中，基于作為在蓄電池9中流動的最大電流值而預(yù)先設(shè)定的上限值Ib (固定值)，以及此時的蓄電池9的電壓Vb (變量)和輔 助電源14的電壓Vc (變量)，設(shè)定與輸出狀態(tài)相應(yīng)的電力的上限值(變量)。只要蓄電池9 的電壓Vb和輔助電源14的電壓\變動，則電力的上限值也與其配合而變動，因此在蓄電池 9中流動的最大電流值，通常被限制在上限值Ib以下。因此，能夠防止從主電源的蓄電池9 流出過大電流的情況。另外，在上述實施方式中，控制電路6推定用于獲得所需的操舵輔助力所需的電 力，并基于此來選擇輸出狀態(tài)，然而也可以采用其他的選擇方法。例如，供給到驅(qū)動電路5 的電流，通過控制電路6的輔助控制，可根據(jù)所需的操舵輔助力而變化。因此，可以實際檢 測蓄電池9的電壓和供給到驅(qū)動電路5電流，并將它們相乘而求出電力的當(dāng)前值，并基于該 值選擇輸出狀態(tài)。
權(quán)利要求
一種電動轉(zhuǎn)向裝置，由電動機(jī)產(chǎn)生操舵輔助力，其特征在于，具備驅(qū)動上述電動機(jī)的效率η的驅(qū)動電路；向上述電動機(jī)供電的作為主電源的蓄電池；能夠向上述電動機(jī)供電的輔助電源；檢測上述主電源的電壓VB的電壓檢測器；檢測上述輔助電源的電壓VC的電壓檢測器；充放電電路，其構(gòu)成為可選擇第一輸出狀態(tài)和第二輸出狀態(tài)，其中第一輸出狀態(tài)是基于上述主電源對上述輔助電源進(jìn)行充電，并且利用上述主電源的電壓VB向上述電動機(jī)供電；第二輸出狀態(tài)是對上述主電源串聯(lián)連接了上述輔助電源的狀態(tài)下，利用電壓VB+VC向上述電動機(jī)供電；控制電路，其根據(jù)操舵輔助所需的電力對上述電動機(jī)供電，并選擇上述充放電電路的輸出狀態(tài)，并且，基于作為流向上述主電源的最大電流值而預(yù)先設(shè)定的上限值IB，在選擇了上述第一輸出狀態(tài)時，將供給到上述電動機(jī)的電力的上限值設(shè)定為η·VB·IB，在選擇了上述第二輸出狀態(tài)時，將供給到上述電動機(jī)的電力的上限值設(shè)定為η·(VB+VC)·IB。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動轉(zhuǎn)向裝置。設(shè)置檢測作為主電源的蓄電池(9)的電壓(VB)的電壓檢測傳感器(17)，和檢測輔助電源(14)的電壓(VC)的電壓檢測傳感器(18)，控制電路(6)基于作為流向蓄電池(9)的最大電流值而預(yù)先設(shè)定的上限值(IB)，在選擇了不使用輔助電源(14)的第一輸出狀態(tài)時，將供給到電動機(jī)(4)的電力的上限值設(shè)定為η·VB·IB(η為驅(qū)動電路5的效率)，在選擇了使用輔助電源(14)與蓄電池(9)串聯(lián)連接的第二輸出狀態(tài)時，將供給到電動機(jī)(4)的電力的上限值設(shè)定為η·(VB+VC)·IB。
文檔編號B62D101/00GK101801762SQ20088010751
公開日2010年8月11日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者長瀨茂樹 申請人:株式會社捷太格特