电源控制装置.pdf

具体实施方式

以下，利用附图来说明本发明的一个实施方式的电源控制装置。图1表示了作为该实施方式具备了电源控制装置的车辆的电动动力转向装置的简要构成。

本实施方式的车辆的电动动力转向装置的主要部分包括：通过转向盘11的转向操作使转向轮转向的转向机构10；安装在转向机构10上并产生转向辅助扭矩的电动马达20；用于驱动电动马达20的马达驱动电路30；将主电源装置100的输出电压升压后供应给马达驱动电路30的升压电路40；并联连接在升压电路40和马达驱动电路30之间的电源供应电路上的副电源装置50；以及控制电动马达20和升压电路40的动作的电子控制装置60。

转向机构10是用于通过转向盘11的旋转操作来使左右前轮FWL、FWR转向的机构，并且该转向机构10包括转向轴12，在该转向轴12的上端以与其一体地进行旋转的方式连接有转向盘11。在该转向轴12的下端以与其一体地进行旋转的方式连接有小齿轮13。小齿轮13与形成在齿条杆(rack bar)14上的齿条齿啮合，与齿条杆14共同构成齿轮齿条式机构(rack and pinion mechanism)。齿条杆14的两端经由转向横拉杆(tierods)15L、15R与左右前轮FWL、FWR的转向节(省略了图示)可转向地连接。左右前轮FWL、FWR根据随着绕转向轴12的轴线的旋转而产生的齿条杆14的轴线方向上的位移而向左右转向。

在齿条杆14上安装有转向辅助用的电动马达20。电动马达20的旋转轴经由滚珠丝杠机构16与齿条杆14以能够传递动力的方式连接，通过该旋转轴的旋转来赋予左右前轮FWL、FWR转向力，由此辅助转向操作。滚珠丝杠机构16作为减速器和旋转—直线转换器而发挥功能，使电动马达20的旋转减速并将该电动马达20旋转转换为直线运动后传递给齿条杆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输出与转向扭矩相应的信号，所述转向扭矩通过转向盘11的转动操作而作用于转向轴12。以下，将由从该转向扭矩传感器21输出的信号检测出的转向扭矩的值称作转向扭矩Tx。通过转向扭矩Tx的正负的值来识别转向盘11的操作方向。

在电动马达20上设置有转角传感器22。该转角传感器22安装在电动马达20内，并输出与电动马达20的转子的转角位置相应的检测信号。该转角传感器22的检测信号用于计算电动马达20的转角和旋转角速度。另一方面，由于该电动马达20的转角与转向盘11的转向角成比例，因此也被作为转向盘11的转向角来使用。另外，由于对电动马达20的转角进行时间微分而获得的旋转角速度与转向盘11的转向角速度成比例，因此也被作为转向盘11的转向角速度来使用。以下，将通过转角传感器22的输出信号检测出的转向盘11的转向角的值称作转向角θx，将对该转向角θx进行时间微分而获得的转向角速度的值称作转向角速度ωx。通过转向角θx的正负的值来分别表示相对于转向盘11的中立位置的右方向和左方向的转向角。

马达驱动电路30通过由MOSFET构成的6个开关元件31～36来构成了三相逆变电路。具体来说，采用了以下构成方式：并联连接将第一开关元件31和第二开关元件32串联连接而成的电路、将第三开关元件33和第四开关元件34串联连接而成的电路、以及将第五开关元件35和第六开关元件36串联连接而成的电路，并从各个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供应电力的电源供应线37。

第一开关元件31、第三开关元件33、以及第五开关元件35的漏极分别与后述的马达驱动线113连接，第二开关元件32、第四开关元件34、以及第六开关元件36的源极分别与接地线111连接。在从马达驱动电路30至电动马达20的电源供应线37上设置有电流传感器38。该电流传感器38分别检测(测定)流经每一相的电流，并将对应于该检测出的电流值的检测信号输出给电子控制装置60。以下，将所述检测出的电流值称作马达电流i uvw。另外，将该电流传感器38称作马达电流传感器38。

各开关元件31～36的各栅极与电子控制装置60连接，通过来自电子控制装置60的PWM控制信号来控制其占空比。由此，电动马达20的驱动电压被调整为目标电压。

另外，如图中的电路符号所示，在构成开关元件31～36的MOSFET中，在构造上以逆并联的方式寄生有二极管。

接着，说明电动动力转向装置的电源供应系统。

从主电源装置100向电动动力转向装置进行电源供应。主电源装置100是并联连接主电池101和通过引擎的旋转来发电的发电机102来构成的。作为主电池101，使用额定输出电压为12V的普通的车载电池。

该主电源装置100不仅对电动动力转向装置进行电源供应，同时也对其他的车载电力负载进行电源供应。连接在主电池101的电源端子(正端子)上的电源供应源线103分支成控制系统电源线104和驱动系统电源线105。控制系统电源线104作为用于仅向电子控制装置60进行电源供应的电源线而发挥作用。驱动系统电源线105作为向马达驱动电路30和电子控制装置60这二者进行电源供应的电源线而发挥作用。

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的控制信号而导通(ON)，并且形成向电动马达20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的电源正端子上，在中途在比点火开关106更靠近负载的一侧(靠近电子控制装置60的一侧)具有二极管108。该二极管108的负极被朝向电子控制装置60侧设置，正极被朝向主电源装置100侧设置，该二极管108是使电流仅能够向电源供应方向流动的防逆流元件。

在驱动系统电源线105上，在比电源继电器107更靠近负载的一侧分支设置有与控制系统电源线104连接的连结线109。该连结线109连接在比控制系统电源线104的二极管108的连接位置更靠近电子控制装置60的一侧。另外，在连结线109上连接有二极管110。该二极管110的负极被朝向控制系统电源线104侧设置，正极被朝向驱动系统电源线105侧设置。因此，形成为能够经由连结线109从驱动系统电源线105向控制系统电源线104进行电源供应而不能从控制系统电源线104向驱动系统电源线105进行电源供应的电路结构。驱动系统电源线105和接地线111连接在升压电路40上。另外，接地线111也连接在电子控制装置60的接地端子上。

升压电路40包括：设置在驱动系统电源线105和接地线111之间的电容器41；串联地设置在比电容器41的连接点更靠近负载侧的驱动系统电源线105上的升压用绕组42；设置在升压用绕组42的负载侧的驱动系统电源线105和接地线111之间的第一升压用开关元件43；串联地设置在比第一升压用开关元件43的连接点更靠近负载侧的驱动系统电源线105上的第二升压用开关元件44；以及设置在第二升压用开关元件44的负载侧的驱动系统电源线105和接地线111之间的电容器45。在升压电路40的二次侧连接有升压电源线112。

在本实施方式中，作为所述升压用开关元件43、44而使用了MOSFET，但是也可以使用其他的开关元件。另外，如图中的电路符号所示，在构成升压用开关元件43、44的MOSFET中，在构造上寄生有二极管。

升压电路40被电子控制装置60的电源控制部62(后述)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来接通/断开两个开关元件43、44。由此，升压电路40将从主电源装置100供应的电源升压而在升压电源线112产生预定的输出电压。在该情况下，第一、第二升压用开关元件43、44被控制成两者的接通/断开动作彼此相反。升压电路40按照以下方式动作：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，使电流在短时间内流经升压用绕组42而在升压用绕组42中蓄积电力，然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，输出蓄积在升压用绕组42中的电力。

第二升压用开关元件44的输出电压通过电容器45被平滑。从而，从升压电源线112输出稳定的升压电源。在该情况下，也可以并联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来除去向主电源装置100侧传播的噪声。

可以通过第一、第二升压用开关元件43、44的占空比控制来调整升压电路40的输出电压(升压电压)，第二升压用开关元件44的接通(ON)占空比越高，升压电压就越高。本实施方式中的升压电路40被构成为能够在例如20V～50V的范围内调整升压电压。此外，作为升压电路40，可以使用通用的DC-DC转换器。

在作为升压电路40的输出侧的升压电源线112上设置有电流传感器46和电压传感器47，其中，所述电流传感器46检测升压电路40的输出电流，所述电压传感器47检测升压电路40的输出电压。该电流传感器46和电压传感器47连接在电子控制装置60的电源控制部62上，并对电源控制部62输出表示作为测定值的电流i1和电压v1的信号。以下，将电流传感器46称为主电流传感器46，将电压传感器47称为主电压传感器47。另外，主电流传感器46是在后述的变形例中使用的，在本实施方式中也可以不设置主电流传感器46。

升压电源线112分支成升压驱动线113和充放电电线114。升压驱动线113连接在马达驱动电路30的电源输入部上。充放电电线114连接在副电源装置50的正端子上。

副电源装置50为以下的高压蓄电装置：用从升压电路40输出的电力进行充电，当在马达驱动电路30中需要大电力时，辅助主电源装置100向马达驱动电路30进行电源供应。副电源装置50通过串联连接多个蓄电单元来构成以使得能够维持与升压电路40的输出电压相当的电压。作为该副电源装置50可以使用电容器(双电层电容器)。

副电源装置50的接地端子与接地线111连接。另外，在充放电电线114上设有电流传感器51，所述电流传感器51检测流经副电源装置50的充放电电流。该电流传感器51与电子控制装置60的电源控制部62连接，并且向电源控制部62输出表示作为测定值的充放电电流i2的信号。电流传感器51区别电流的流向、即区别从升压电路40流向副电源装置50的充电电流和从副电源装置50流向马达驱动电路30的放电电流，并测定这些电流的大小。当充放电电流i2作为充电电流流动时用正值来表示，当作为放电电流流动时用负值来表示。以下，将该电流传感器51称作副电流传感器51，将由副电流传感器51测定的电流值称作实际充放电电流i2。

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，根据其功能而大致分为辅助控制部61和电源控制部62。辅助控制部61与转向扭矩传感器21、转角传感器22、马达电流传感器38、以及车速传感器23连接，并输入表示转向扭矩Tx、转向角θx、马达电流i uvw、以及车速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，以此驱动控制电动马达20，辅助驾驶者的转向操作。

电源控制部62通过进行升压电路40的升压控制来控制副电源装置50的充电和放电。电源控制部62与主电压传感器47、主电流传感器46、副电流传感器51连接，并输入表示升压电路的升压电压v1、输出电流i1、充放电电流i2的传感器信号。电源控制部62基于这些传感器信号向升压电路40输出PWM控制信号。升压电路40按照输入的PWM控制信号来控制第一、第二升压用开关元件43、44的占空比，以此使作为输出电压的升压电压变化。

接下来，说明由电子控制装置60的辅助控制部61执行的转向辅助控制处理。图2表示了由辅助控制部61执行的转向辅助控制例程，其被作为控制程序存储在电子控制装置60的ROM内。转向辅助控制例程通过点火开关106的接通(ON)而启动，并以预定的短的周期被重复执行。

一旦本控制例程启动，辅助控制部61首先在步骤S11中读取由车速传感器23检测出的车速Vx和由转向扭矩传感器21检测出的转向扭矩Tx。

接着，在步骤S12中，参考图3所示的辅助扭矩表，计算出根据输入的车速Vx和转向扭矩Tx而设定的基本辅助扭矩Tas。辅助扭矩表存储在电子控制装置60的ROM内，被设定成随着转向扭矩Tx的增加基本辅助扭矩Tas也增加、并且车速Vx越低值就越大。图3的辅助扭矩表虽然表示相对于右方向的转向扭矩Tx的基本辅助扭矩Tas的特性，但是关于左方向的特性，仅方向相反，从绝对值上来说是一样的。

接着，辅助控制部61在步骤S13中在所述基本辅助扭矩Tas上加上补偿扭矩来计算出目标指令扭矩T^*。所述补偿扭矩通过向转向轴12的基本位置的回复力以及对应于方向与转向轴12的旋转方向相反的抵抗力的回复扭矩之和来计算，其中，所述回复力与转向角θx成比例地增大，所述回复扭矩与转向角速度ω成比例地增大。当进行该计算时，输入由转角传感器22检测出的电动马达20的转角(相当于转向盘11的转向角θx)。另外，将转向盘11的转向角θx以时间进行微分来求出转向角速度ω。

接着，辅助控制部61在步骤S14中计算出与目标指令扭矩T^*成比例的目标电流i as^*。目标电流i as^*通过将目标指令扭矩T^*除以扭矩常数来求出。

接着，辅助控制部61在步骤S15中从马达电流传感器38读取流经电动马达20的马达电流i uvw。接着，在步骤S16中计算出该马达电流iuvw与之前计算出的目标电流i as^*的偏差Δi，并通过基于该偏差Δi的PI控制(比例积分控制)来计算出目标指令电压v^*。

然后，辅助控制部61在步骤S17中将对应于目标指令电压v^*的PWM控制信号输出给马达驱动电路30后暂时结束本控制例程。本控制例程以预定的短的周期被重复执行。因此，通过本控制例程的执行，控制马达驱动电路30的开关元件31～36的占空比，得到了对应于驾驶者的转向操作的期望的辅助扭矩。

在这样的转向辅助控制的执行中，特别是当进行了原地打轮(stationary swing)操作时或者低速行驶中的转向盘操作时需要大的电力。但是，谋求主电源装置100的大容量化以备暂时的大电力消耗，并不是优选的。因此，在本实施方式的电动动力转向装置中，不谋求主电源装置100的大容量化，而是具备副电源装置50，所述副电源装置50在暂时消耗大电力时对电源供应进行辅助。另外，构成了以下系统：为了有效地驱动电动马达20而具有升压电路，并将升压后的电力供应给马达驱动电路30和副电源装置50。

在构成了上述电源供应系统的情况下，通过使用主电源装置100和副电源装置50这两者，能够充分发挥电动动力转向装置的性能(辅助性能)。因此，为了确保原来的辅助性能，需要良好地保持副电源装置50的状态。如果充电过度或者频繁地进行充放电，则副电源装置50过早地劣化而寿命变短。另外，在副电源装置50的充电量不足的情况下，无法发挥原来的辅助性能。

因此，电子控制装置60的电源控制部62利用升压电路40来控制升压电压，以此控制副电源装置50的充放电(充电和放电)，将副电源装置50尽量维持在良好的状态。

以下，说明电子控制装置60的电源控制部62进行的充放电控制处理。图4表示了由电源控制部62执行的充放电控制例程。该充放电控制例程作为控制程序被存储在电源控制装置60的ROM内。充放电控制例程通过点火开关106的接通来被启动，并以预定的短的周期被重复执行。

一旦本控制例程启动，电源控制部62在步骤S21中读取表示被充电在副电源装置50中的实际充电量Jx的数据。该实际充电量是由后述的实际充电量检测例程(图6)依次计算出来的。因此，该步骤S21成为读取表示由实际充电量检测例程计算出的最新的实际充电量Jx的数据的处理。

接着，电源控制部62在步骤S22中读取由车速传感器23检测出的车速Vx，接着，在步骤S23中设定对应于车速Vx的目标充电量J^*。该目标充电量J^*为应当对副电源装置50充电的最适当的充电量，如图5所示，以基准车速V0为临界值，当车速Vx小于基准车速V0时选择目标充电量J high，当车速Vx大于等于基准车速V0时选择目标充电量J low。另外，副电源装置50具备充分的电池容量以便目标充电量J^*的充电不会使副电源装置50过充电。

在进行上述的转向辅助控制的情况下，如图3所示，车速Vx越小基本辅助扭矩Tas被设定得越高，因此驱动电路30的消耗电力(用于驱动电动马达20而被消耗的电力)增大。因此，在该充放电控制例程中，根据车速Vx设定副电源装置50的目标充电量J^*。在本实施方式中，设定成了两个等级，但是也可以设定成三个等级以上、或者设定成根据车速而连续的，只要是设定随着车速Vx的增大而减小的目标充电量J^*就可以。目标充电量J^*也可以是固定值。

一旦设定了目标充电量J^*，则电源控制部62接着在步骤S24中读入由副电流传感器51检测出的实际充放电电流i2。接着，在步骤S25中判断标记F是否为“0”。由后述的处理可知，标记F表示副电源装置50的充电状态是否良好，F＝0表示充电良好(不需要充电)，F＝1表示充电不足(需要充电)。当启动本充放电控制例程时被设定为“0”。

电源控制部62在标记F为“0”的情况下(S25：是)进入步骤S26，判断实际充电量Jx是否小于目标充电量J^*。在步骤S26中，判断副电源装置50的充电量是否不足，因此在Jx＜J^*的情况下(S26：是)判断为充电量不足，并在步骤S27中将标记F设定为“1”。另一方面，在Jx≥J^*的情况下(S26：否)判断为不存在充电量不足，并且不进行标记F的设定变更。因此，标记F维持为“0”。

另外，在步骤S25中，在标记F为“1”的情况下(S25：否)进入步骤S28，判断实际充电量Jx是否达到了对目标充电量J^*加上了死区值A(正值)的充电量(J^*+A)。该步骤S28判断副电源装置50的充电不足是否被解决，因此在Jx≥J^*+A的情况下(S28：是)，判断为充电不足被解决了，并在步骤S29中将标记F设定为“0”。另一方面，在Jx＜J^*+A的情况下(S28：否)，判断为充电量不足，不进行标记F的设定变更。因此，标记F维持为“1”。

该死区值A是为了防止实际充电量Jx和目标充电量J^*的比较判断结果(是否需要充电)频繁地变动而设定的。目标充电量J^*相当于本发明的第一目标值，在目标充电量J^*上加上死区值A的充电量(J^*+A)相当于本发明的第二目标值。

在这样设定标记F后，在步骤S30中确认该标记F的设定情况。在标记F为“0”的情况下(S30：否)、即在副电源装置50的充电状态被判断为良好的情况下，进入步骤S31，将目标充放电电流i2^*设定为0(i2＝0)。另一方面，在标记F为“0”的情况下(S30：是)、即在被判断为副电源装置50的充电量不足的情况下，进入步骤S32，通过以下的计算来求出目标充放电电流i2^*。

i2^*＝(Wlim-Wx)/v 1n-1

其中，Wlim为升压电路40的允许输出电力，Wx为马达驱动电路30的消耗电力，v 1n-1为上一次的升压电压。所谓的上一次的升压电压是指，在以预定的周期被重复执行的本控制例程中，一个周期前的升压电路40的升压电压。在这种情况下，v 1n-1可以是由主电压传感器47检测出的电压v1，也可以是后述的反馈控制中的控制值。在启动本控制例程时，作为v 1n-1使用预先设定的初始值(例如，12V)。另外，允许输出电力Wlim是基于升压电路40的规格而预先被设定的值。另外，通过由主电压传感器47检测出的升压电压v1和由马达电流传感器38检测出的马达电流i uvw的乘积来计算马达驱动电路30的消耗电力Wx。因此，该步骤S32中的处理包括读入由主电压传感器47检测的电压测定值的处理以及读入由马达电流传感器38检测的电流测定值的处理。

接着，电源控制部62在步骤S33中判断目标充放电电流i2^*是否为正值。如上所述该目标充放电电流i2^*是从升压电路40的允许输出电力Wlim减去马达驱动电路30的消耗电力Wx、并对该相减所得的值除以上一次的升压电压v 1n-1来获得的值。因此，如果马达驱动电路30的消耗电力Wx在升压电路40的允许输出电力Wlim的范围内，则i2^*＞0，相反地，如果马达驱动电路30的消耗电力Wx大于等于升压电路40的允许输出电力Wlim，则i2^*≤0(S33：否)。

在目标充放电电流i2^*小于等于0(i2^*≤0)的情况下，在步骤S31中，将目标充放电电流i2^*重新设定为0(i2^*＝0)。另一方面，在目标充放电电流i2^*为正值(i2^*＞0)的情况下，不改变在前面的步骤S32中计算的目标充放电电流i2^*。

电源控制部62在如上所述的那样设定目标充放电电流i2^*之后进入步骤S34。在步骤S34中，基于目标充放电电流i2^*和实际充放电电流i2之间的偏差来对升压电路40的升压电压进行反馈控制。即，控制升压电路40的升压电压使得目标充放电电流i2^*和实际的充放电电流i2之间的偏差(i2^*-i2)变小。在本实施方式中，进行基于(i2^*-i2)的PID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来接通/断开两个开关元件43、44，使从主电源装置100所供应的电源升压。其中，通过改变该脉冲信号的占空比来控制升压电压。

在这种情况下，如果目标充放电电流i2^*为正值(i2＞0)，则进行升压控制使得电流向对副电源装置50充电的方向流动并且其大小成为目标充放电电流i2^*。因此，控制从升压电路40输出的升压电压使得该升压电压变得比副电源装置50的电源电压高。即，在实际充电量Jx小于目标充电量J^*的状态下并且在升压电路40的输出对于马达驱动电路30的消耗电力存在富余的情况下，主电源装置100的电力经由升压电路40被充电给副电源装置50。并且，由于目标充放电电流i2^*被设定成在确保对马达驱动电路30的电力供应的基础上还能充分使用升压电路40的电源供应能力进行充电的大小，因此能够迅速地对副电源装置50进行充电。

另一方面，在目标充放电电流i2^*被设定为0的情况下(i2＝0)，控制升压电路40的升压电压使得副电源装置50中不流过充电电流也不流过放电电流。因此，升压电路40的升压电压被控制为与副电源装置50的电源电压相同的电压。因此，副电源装置50不被充电。另外，在马达驱动电路30的消耗电力不超过升压电路40的输出能力的范围内，维持升压电压使得从副电源装置50不流出放电电流，马达驱动电路30只通过升压电路40的输出电力来动作。并且，如果马达驱动电路30的消耗电力达到超出升压电路40的输出能力界限的状态，则与升压控制无关地无法将副电源装置50的放电电流维持为0，升压电压降低。因此，从副电源装置50向马达驱动电路30供应不足的部分的电力。即，在马达驱动电路30的消耗电力在升压电路40的输出能力范围内时不使用副电源装置50的电力，而只在需要超出输出能力的大的电力时除了主电源装置100之外还从副电源装置50向马达驱动电路30进行电源供应。

本充放电控制例程在进行步骤S34的反馈控制之后暂时结束，此后，以预定短的周期被重复执行。在本实施方式中包括如后所述的那样在进行点火开关106的断开(OFF)操作时将被充电在副电源装置50中的电荷向主电池101放电的控制(图9)。因此，车辆起动时的实际充电量Jx小于目标充电量J^*。因此，当启动本充放电控制例程时，在步骤S26中被判断为“是”，标记F被设定为“1”。因此，在马达驱动电路30的消耗电力小于升压电路40的允许输出电力的期间，以从升压电路40输出的电力对副电源装置50进行充电。

在充放电控制例程的执行中，通常重复判断副电源装置50的充电状态。通过这样的充放电控制，副电源装置50的充电量增大，一旦被检测出的实际充电量Jx达到了在目标充电量J^*上加上死区值A的充电量(S28：是)，则标记F被设定为“0”(S29)，并且目标充放电电流i2^*被设定为0。

当标记F被设定为了“0”时，不需要向副电源装置50进行充电，因此目标充放电电流i2^*被设定为0，以此对升压电路40的升压电压进行反馈控制。在这种情况下，当电动马达20没有被驱动时，无论是从升压电路40还是从副电源装置50都没有电流流向马达驱动电路30，因此能够使升压电路40的升压动作停止并且使副电源装置50中不流过充放电电流。例如，确认没有由马达电流传感器38检测出的马达电流i uvw流过，并且维持升压电路40的第一、第二升压用开关元件43、44处于断开(OFF)状态。因此，能够抑制升压动作所需的能力消耗。

一旦从该状态马达驱动电路30开始动作，则有放电电流从副电源装置50流向马达驱动电路30。因此，通过反馈控制，开始升压电路40的升压动作以使得实际充放电电流i2成为0。由此，升压电路40的升压电压被控制成与副电源装置50的电源电压相同的电压，副电源装置50的充放电立即被限制。在这种情况下，也在马达驱动电路30的消耗电力不超过升压电路40的输出能力界限的期间，停止从副电源装置50的电力供应，只在达到马达驱动电路30的消耗电力超出了升压电路40的输出能力界限的状态的情况下，从副电源装置50供应不足的部分的电力。

另外，即使在判断为不需要对副电源装置50进行充电之后，在副电源装置50的实际充电量Jx小于目标充电量J^*的情况下，也将标记F变更为“1”。在这种情况下，如果升压电路40的输出有富余，则设定正的目标充放电电流i2^*，以该富余的部分的电力对副电源装置50进行充电。另外，如果升压电路40的输出没有富余，则目标充放电电流i2^*被设定为0，限制副电源装置50的充电，并且从副电源装置50进行电力不足的部分的电力供应。

图7表示了正在进行充放电控制时的马达驱动电路30的消耗电力的变化和随之变化的副电源装置50的充放电状态、副电源装置50的充电量、标记F的设定状态。

接着，说明实际充电量检测处理。图6表示由电源控制部62执行的实际充电量检测例程，并且作为控制程序被存储在电源控制装置60的ROM内。实际充电量检测例程通过点火开关106的接通(ON)而启动，并以预定短的周期被重复执行。通过该实际充电量检测例程检测出的实际充电量成为在步骤S21中被读入的实际充电量Jx。

一旦启动该检测例程，则电源控制部62在步骤S51中读入由副电流传感器51检测出的实际充放电电流i2。接着，在步骤S52中，通过以下的计算来求出当前的实际充电量Jx。

Jx＝J_(x-1)+i2

其中，J_(x-1)为上一次实际充电量。所谓的上一次实际充电量是指，在以预定周期被重复执行的本实际充电量检测例程中一个周期前的实际充电量Jx。

在本实施方式中，在进行点火开关106的断开操作时，将被充电在副电源装置50中的电荷向主电池101放电。因此，当启动本检测例程的时，被充电在副电源装置50中的实际充电量Jx成为几乎固定的低值。因此，作为上一次实际充电量J_(x-1)的初始值使用预先被设定的固定值(例如，J_(x-1)＝0)。

接着，电源控制部62在步骤S53中，将当前的实际充电量Jx存储为上一次实际充电量J_(x-1)，之后暂时结束本例程。本检测例程以预定的短的周期被重复执行。因此，当执行下一次的本检测例程时，在上一次的步骤S52中计算出的实际充电量Jx上加上该次检测出的实际充放电电流i2的值成为实际充电量Jx。

电源控制部62通过在点火开关106的接通期间重复进行这样的处理，通过实际充放电电流i2的累积值来计算实际充电量Jx。在这种情况下，在有充电电流流过的状态下，将其累积到使副电源装置50的实际充电量Jx增大的一侧，在有放电电流流过的状态下，将其累积到使副电源装置50的实际充电量Jx减小的一侧。因此，能够恰当地检测出副电源装置50所保有的充电量。图8是表示被充电到副电源装置50的充电电力的变化和充电量的变化的曲线图。在图中的曲线图(A)中，示为负值的充电电力表示放电电力。

接着，说明被充电在副电源装置50中的电荷的放电控制。在作为副电源装置50而使用电容器的案例中，在长时间不使用的情况下放出电荷能够提高寿命。另外，在基于如上所述的实际充放电电流i2的累积值来检测出副电源装置50的实际充电量Jx的情况下，难以估计车辆起动时的充电量初始值。因此，在本实施方式中，当点火开关106被断开时，将被充电在副电源装置50中的电荷经由升压电路40向主电池101放电。以下，利用图9说明该控制处理。

图9表示由电源控制部62执行的结束时放电控制例程，并作为控制程序被存储在电子控制装置60的ROM中。结束时的放电控制例程在检测出了点火开关106的断开操作时启动。一旦本控制例程启动，则电源控制部62在步骤S61中向升压电路40的第二升压用开关元件44的栅极输出预定周期的脉冲信号，使第二升压用开关元件44以预定的占空比被接通/断开。由于在点火开关106断开着的期间转向辅助控制也已结束，因此马达驱动电路30的各开关元件31～36维持断开状态。因此，副电源装置50的电荷向主电池101放电。在这种情况下，通过适当地设定第二升压用开关元件44的占空比，能够限制从副电源装置50流向主电池101的放电电流的大小。另外，第一升压用开关元件43维持断开状态。

接着，电源控制部62在步骤S62中读入由副电流传感器51测定的实际充放电电流i2(放电方向的电流值)，在步骤S63中判断实际充放电电流i2是否降低至放电停止判定电流i20以下。作为该放电停止判定电流i20，设定例如0安培。

在实际充放电电流i2没有降低至放电停止判定电流i20以下的期间，重复进行这样的步骤S61～S63的处理。在该期间，继续从副电源装置50向主电池101放电。并且，一旦实际充放电电流i2降低至放电停止判定电流i20以下(例如。不流过放电电流)，就在步骤S64中断开第二升压用开关元件44。结束该结束时的放电控制例程。

从而，根据结束时的放电控制例程，能够延长副电源装置50的寿命。另外，能够以良好的精度进行下一次点火开关106接通之后的实际充电量的检测。即，当在进行实际充电量的检测时，虽然通过累积流经副电源装置50的充放电电流来计算出实际充电量，但是难以估计开始时的初始充电量。因此，通过使副电源装置50的电荷放电之后再进行实际充电量检测处理，能够抑制由于初始充电量的偏差带来的检测误差。另外，由于还可以使用升压电路40来控制对主电池101的放电电流的大小，因此不需要特意设置放电用的电路，从而不导致成本提高的情况。

根据具备以上说明的实施方式中的电源控制装置的电动动力转向装置，基于目标充放电电流i2^*和实际充放电电流i2之间的偏差来反馈控制升压电路40的升压电压，因此能够简单地控制副电源装置50的充电状态。并且，由于基于实际充电量Jx和目标充电量J^*的大小关系以及相对于消耗电力的升压电路40的电力供应能力来设定目标充放电电流i2^*，因此能够防止副电源装置50充电过度或者放电过度。

例如，当判断为副电源装置50的充电量充足时(标记F＝0)，将目标充放电电流i2^*设定为0(i2＝0)，因此对副电源装置50的充电被限制，能够防止充电过度。由此能够延长副电源装置50的寿命。另外，在马达驱动电路30的消耗电力没有超出升压电路40的输出能力界限的期间，停止从副电源装置50的电力供应，只在达到马达驱动电路30的消耗电力超出了升压电路40的输出能力界限的状态的情况下，从副电源装置50供应不足的部分的电力。因此，尽可能不使用副电源装置50的电力，而能够使副电源装置50为了大电力消耗时而待机。因此，能够进行良好的转向辅助控制。并且，当马达驱动电路30不需要电力时，能够停止升压电路40的升压动作，因此能够抑制升压动作所需的能量消耗。

另一方面，当实际充电量Jx没有达到目标充电量J^*时(标记F＝1)，如果升压电路40的输出相对于马达驱动电路30的消耗电力有富余，则设定正的目标充放电电流i2^*，主电源装置主电源装置100的电力经由升压电路40被充电给副电源装置50。在这种情况下，由于目标充放电电流i2^*被设定成在确保对马达驱动电路30的电力供应的基础上还能充分使用升压电路40的电源供应能力进行充电的大小，因此能够迅速地对副电源装置50进行充电。

另外，即使在实际充电量Jx没有达到目标充电量J^*(标记F＝1)时，如果升压电路40的输出相对于马达驱动电路30的消耗电力没有富余，则目标充放电电流i2^*被设定为0(i2^*＝0)。因此，对副电源装置50的充电被限制，并且从副电源装置50只向马达驱动电路30进行不足的部分的电力供应。因此，能够兼顾对马达驱动电路30的电力供应以及对于副电源装置50的电力消耗的抑制。

并且，由于将目标充电量J^*设定成随着车速的增加而减少的，因此在预测到了大电力消耗情况时，副电源装置50的充电量增大，因此电源辅助能力增大，相反地，在没有预测到大电力消耗时，抑制充电，因此能够延长副电源装置50的寿命。

另外，由于在比较被充电到副电源装置50的实际充电量Jx和目标充电量J^*时设定死区值，因此能够防止振荡现象(huntingphenomennon)，所述振荡现象是指频繁地反复副电源装置50的充电和放电的现象。由此，能够进一步延长副电源装置50的寿命。

另外，由于作为对电动动力转向装置的电源供应装置而使用主电源装置100和副电源装置50以使得能够充分发挥转向辅助性能，因此能够抑制主电源装置100的大容量化。另外，能够由升压电路40有效地驱动电动马达30。并且，由于还可以使用该升压电路40控制副电源装置50的充放电，因此电路结构不会变得复杂，能够抑制成本的提高。例如，不需要用于切换充放电的切换电路。

另外，即使为了副电源装置50的充放电控制而升压电路40的升压电压改变，也由于辅助控制部61对马达驱动电路30进行PWM控制，因此能够对电动马达20恰当地进行驱动控制。

接着，说明上述的实施方式的变形例。该变形例在上述实施方式中进一步设定升压电路40中的升压电压的上限值。具体来说，进行如图10所示的处理来代替上述的充放电控制例程中的步骤S34，其他的构成与前面的实施方式相同。

在基于目标充放电电流i2^*和实际充放电电流i2之间的偏差来控制升压电压的情况下，由于升压电压的上升有可能导致从升压电路40输出超出其额定允许电力的电力。在这样的情况下，导致升压电路40的升压效率降低。另外，也有可能导致升压电路40的耐久性降低。

因此，在该变形例中，设置升压电压的上限制，限制升压电路40在超过上限制的情况下还进行升压动作的情况。

图10是表示充放电控制例程的一部分的流程图，表示代替图4所示的步骤S34的处理。

电源控制部62在步骤S32或者步骤S31中设定充放电电流i2^*后进行步骤S35的处理。在步骤S35中，读入由主电流传感器46检测出的升压输出电流i1。接着，读入由主电压传感器47检测出的升压电压v1。

接着，电源控制部62在步骤S37中设定升压上限电压v lim。如图11所示，在升压输出电流i1小于等于基准电流i10的情况下，升压上限电压v lim被设定为固定的电压v limc。并且，在升压输出电流i1大于基准电流i10的情况下，升压上限电压v lim被设定为随着升压输出电流i1的增加而成反比例地降低的上限电压v limf(i1)。该上限电压v limf(i1)表示作为升压输出电流i1和上限电压v limf(i1)的积的升压输出电力为固定值的等电力控制线。另外，由上限电压v limf(i1)决定的升压上限电力被设定成与升压电路40的额定允许电力相同的值，或者比该值低的值。

电源控制部62将升压输出电流和升压上限电压v lim的关系作为参照表或者函数存储在ROM内，在步骤S37中读取该关系数据，并设定升压上限电压v lim。

接着，电源控制部62在步骤S38中计算出PID控制电压v pid。PID控制电压v pid是基于目标充放电电流i2^*和实际充放电电流i2之间的偏差通过PID控制式来计算出的目标升压电压。接着，在步骤S39中，判断PID控制电压v pid是否大于升压上限电压v lim。在PID控制电压vpid大于升压上限电压v lim的情况下(S39：是)，在步骤S40中将PID控制电压v pid改变为升压上限电压v lim。即，将由PID控制式计算出的PID控制电压v pid降低至升压上限电压v lim。另一方面，在PID控制电压v pid小于升压上限电压v lim的情况下(S39：否)，在步骤S40中不改变PID控制电压v pid。

在这样设定最终的PID控制电压v pid之后，在步骤S41中调整升压电路40的第一、第二升压用开关元件43、44的占空比，以此将升压电压控制成PID控制电压v pid。该变形例中的充放电控制例程在进行步骤S41的处理之后暂时结束，此后，以预定的周期重复执行从步骤S21开始的处理。

根据上面说明的变形例的充放电控制例程，升压电路40的升压输出电力被限制得小于等于额定允许电力。因此，能够防止升压电路40的升压效率的降低，并且能够提高耐久性。另外，当在马达驱动电路30需要大电力时，由于升压上限电压v lim随着升压输出电流i1的增加而成反比例地降低，因此能够以适当的定时可靠地开始进行从副电源装置50向马达驱动电路30的电力供应。

以上，虽然说明了具有作为本发明的实施方式的电源控制装置的电动动力转向装置，但是本发明不限于上述的实施方式，只要不脱离本发明的目的就可以进行各种变更。例如，在本实施方式中，当基于(i2^*-i2)来反馈控制升压电压时采用了PID控制，但是也可以采用仅根据比例项的反馈控制、或者根据比例项和积分项的反馈控制等各种反馈控制。

另外，电源控制装置不仅应用于电动动力转向装置，也可以应用于各种装置。例如，可以适用于作为搭载在车辆上的装置的电控式制动装置、电控式悬架装置、电控式稳定器装置等各种装置。另外，也可以适用于作为给车轮赋予转向力的转向装置的操纵式(by-wire-type)转向装置中，所述操纵式转向装置机械地分离转向盘和车轮转向轴，并且只以与转向操作对应地动作的电动马达的力来使车轮转向。

另外，由主电源装置100、升压电路40、电源控制部62、副电源装置50、副电流传感器51、主电流传感器46、主电压传感器47构成的结构相当于作为本发明的实施方式的电源控制装置。