JP4483322B2

JP4483322B2 - Booster

Info

Publication number: JP4483322B2
Application number: JP2004029339A
Authority: JP
Inventors: 浩鈴木
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP2005224011A

Description

本発明は、昇圧装置に関するものである。 The present invention relates to a booster device.

従来、電源電圧を昇圧して出力する昇圧回路を備えた昇圧装置には、電源電圧が所定値以下となった場合、その低下の割合に応じて昇圧回路の出力電圧を下げるものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、このような昇圧装置を採用すれば、電源電圧の低下により昇圧回路の昇圧効率が低下した場合であっても、その負荷を軽減して発熱を抑えることができる。更に、特に電源容量に限りがある場合（例えば、電動車両等）には、一時的な電源電圧の低下に対し電源の負荷を軽減してその回復を期することができる。
特許第３４０８６４２号明細書 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a booster device that includes a booster circuit that boosts and outputs a power supply voltage and lowers the output voltage of the booster circuit according to the rate of decrease when the power supply voltage falls below a predetermined value (for example, , See Patent Document 1). If such a boosting device is employed, even if the boosting efficiency of the boosting circuit is reduced due to a drop in the power supply voltage, the load can be reduced and heat generation can be suppressed. Furthermore, especially when the power supply capacity is limited (for example, an electric vehicle or the like), the load on the power supply can be reduced and the recovery can be expected against a temporary drop in the power supply voltage.
Japanese Patent No. 3408642

しかし、例えば、上記昇圧回路の出力電圧に基づいてモータを駆動する電動パワーステアリング（ＥＰＳ）のように、その使用状態に応じて電力供給対象の負荷が大きく変動するものに上記従来の昇圧装置を適用した場合、電源電圧の低下時には、電圧不足により必要な出力性能或いは応答性能が確保できなくなるおそれがある。そして、特にＥＰＳの場合、急操舵時等に、必要なアシストトルクを発生することができず、ステアリングが急に重たく感じる所謂引っ掛かり感が発生するおそれがあり、ひいては操舵フィーリングが悪化してしまうという問題がある。 However, for example, the conventional booster device is used in the case where the load to be supplied with electric power greatly varies depending on the use state, such as an electric power steering (EPS) that drives the motor based on the output voltage of the booster circuit. When applied, when the power supply voltage decreases, there is a possibility that required output performance or response performance may not be ensured due to insufficient voltage. In particular, in the case of EPS, the necessary assist torque cannot be generated during sudden steering or the like, and there is a possibility that the steering feels suddenly heavy, so that a feeling of catching may occur, and the steering feeling deteriorates. There is a problem.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、昇圧回路の発熱を抑制するとともに電源電圧の低下時においても高い出力電圧を確保することができる昇圧装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a booster device that can suppress heat generation of the booster circuit and ensure a high output voltage even when the power supply voltage is lowered. It is to provide.

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、電源電圧を昇圧して出力する昇圧回路と、該昇圧回路を制御する制御手段とを備えた昇圧装置であって、前記昇圧回路が出力する出力電力を算出する演算手段と、前記電源電圧を検出する検出手段と、検出された電源電圧に基づいて前記出力電力の上限を決定する決定手段とを備え、前記制御手段は、前記出力電力が前記上限以下となるよう前記昇圧回路の出力電圧を制御するとともに、前記出力電力が前記上限以下である場合には常に前記出力電圧を所定の電圧に制御することで該出力電力が前記上限以下となる領域において電源電圧にかかわらず前記出力電圧を前記所定の電圧に維持することを要旨とする。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is a boosting device including a booster circuit that boosts and outputs a power supply voltage, and a control unit that controls the booster circuit, wherein the booster Computation means for calculating output power output by the circuit, detection means for detecting the power supply voltage, and determination means for determining an upper limit of the output power based on the detected power supply voltage, the control means, The output voltage of the booster circuit is controlled so that the output power is less than or equal to the upper limit, and when the output power is less than or equal to the upper limit, the output power is always controlled by controlling the output voltage to a predetermined voltage. The gist is to maintain the output voltage at the predetermined voltage regardless of the power supply voltage in a region below the upper limit .

上記構成によれば、昇圧回路の発熱があまり問題とならない出力電力が小さい領域においては、電源電圧にかかわらず高い出力電圧が出力される。即ち、電源電圧の低下時であっても、その出力電流が小さい領域においては、電源電圧の非低下時と同様に高い出力電圧を出力することができる。これにより、特に、ＥＰＳに適用した場合には、電源電圧の低下時であっても、モータに対して安定的に高い電圧を印加することが可能になる。従って、電圧不足によるアシストトルクの低下を効果的に防止することができ、その結果、急操舵時における所謂引っ掛かり感の発生を防止することができる。また、出力電流が大きい領域においては、出力電力が上限電力以下に抑えられるため、電源電圧にかかわらず、昇圧回路の発熱を効果的に抑制することができる。また、出力電力が上限以下である場合には常に出力電圧を所定の電圧に制御することで、出力電力が上限電力を超えない範囲において、電源電圧にかかわらず、出力電圧を所定の電圧に維持することができる。 According to the above configuration, a high output voltage is output regardless of the power supply voltage in a region where the output power is small where the heat generation of the booster circuit is not a problem. That is, even when the power supply voltage is lowered, in a region where the output current is small, a high output voltage can be output in the same manner as when the power supply voltage is not lowered. Thereby, particularly when applied to EPS, it is possible to stably apply a high voltage to the motor even when the power supply voltage is lowered. Therefore, it is possible to effectively prevent the assist torque from being lowered due to insufficient voltage, and as a result, it is possible to prevent the so-called catching feeling during sudden steering. Further, in the region where the output current is large, the output power can be suppressed to the upper limit power or less, so that the heat generation of the booster circuit can be effectively suppressed regardless of the power supply voltage. In addition, when the output power is below the upper limit, the output voltage is always controlled to a predetermined voltage, so that the output voltage is maintained at the predetermined voltage regardless of the power supply voltage as long as the output power does not exceed the upper limit power. can do.

請求項２に記載の発明は、前記決定手段は、前記電源電圧が低下した場合には、該低下の割合に応じて前記上限を低くすることを要旨とする。
上記構成によれば、昇圧回路の昇圧効率が低下する電源電圧の低下時には、その負荷を軽減して発熱を抑制することができる。 The gist of the invention described in claim 2 is that, when the power supply voltage is lowered, the determining means lowers the upper limit in accordance with the rate of the reduction.
According to the above-described configuration, when the power supply voltage is lowered, the boosting efficiency of the booster circuit is lowered, the load can be reduced and heat generation can be suppressed.

請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記出力電力が前記上限を超える場合には、前記出力電力が前記上限と等しくなるよう前記出力電圧を低下させることを要旨とする。
上記構成によれば、出力電流の増加時においても効果的に昇圧回路の発熱を抑制し、且つ発熱が問題とならない範囲において高い出力電圧を出力することができる。 The gist of the invention described in claim 3 is that, when the output power exceeds the upper limit, the control means reduces the output voltage so that the output power becomes equal to the upper limit.
According to the above configuration, it is possible to effectively suppress the heat generation of the booster circuit even when the output current is increased, and to output a high output voltage in a range where the heat generation does not cause a problem.

本発明によれば、昇圧回路の発熱を抑制するとともに電源電圧の低下時においても高い出力電圧を確保することが可能な昇圧装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a booster device that can suppress heat generation of the booster circuit and can ensure a high output voltage even when the power supply voltage is lowered.

以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の昇圧装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は、車両の操舵系にアシスト力を付与する駆動源としてのモータ２と、該モータ２を制御するＥＣＵ３とを備えている。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a booster of an electric power steering apparatus (EPS) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the EPS 1 includes a motor 2 as a drive source that applies an assist force to a vehicle steering system, and an ECU 3 that controls the motor 2.

ステアリングホイール（ステアリング）４は、ステアリングシャフト５を介してラック６に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト５の回転は、ラックアンドピニオン機構（図示略）にてラック６の往復直線運動に変換され操舵輪８に伝達される。本実施形態のＥＰＳ１は、モータ２がラック６と同軸に配置された所謂ラック型ＥＰＳであり、モータ２が発生するアシストトルクは、ボール送り機構（図示略）を介してラック６に伝達される。そして、ＥＣＵ３は、このモータ２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する。 A steering wheel (steering) 4 is connected to a rack 6 via a steering shaft 5, and the rotation of the steering shaft 5 accompanying a steering operation is caused by a reciprocating linear motion of the rack 6 by a rack and pinion mechanism (not shown). It is converted and transmitted to the steering wheel 8. The EPS 1 of the present embodiment is a so-called rack type EPS in which the motor 2 is arranged coaxially with the rack 6, and the assist torque generated by the motor 2 is transmitted to the rack 6 via a ball feed mechanism (not shown). . And ECU3 controls the assist force given to a steering system by controlling the assist torque which this motor 2 generate | occur | produces.

図２に示すように、ＥＣＵ３は、モータ制御信号を出力するマイコン（マイクロコンピュータ）１１と、モータ制御信号に基づいてモータ２に駆動電力を供給する出力回路１２とを備えている。 As shown in FIG. 2, the ECU 3 includes a microcomputer 11 that outputs a motor control signal and an output circuit 12 that supplies driving power to the motor 2 based on the motor control signal.

マイコン１１には、操舵トルクτを検出するためのトルクセンサ１４、及び車速センサ１５が接続されており（図１参照）、マイコン１１は、入力された操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて操舵系に付与するアシスト力、即ちモータ２が発生するアシストトルクを決定する。 A torque sensor 14 for detecting a steering torque τ and a vehicle speed sensor 15 are connected to the microcomputer 11 (see FIG. 1), and the microcomputer 11 controls a steering system based on the input steering torque τ and the vehicle speed V. Assist force to be applied to the motor, that is, assist torque generated by the motor 2 is determined.

また、マイコン１１には、モータ２に通電される電流値を検出するための電流センサ１７，１８、及びモータ２の回転角（電気角）θを検出するための回転角センサ１９が接続されている。尚、本実施形態のモータ２はブラシレスモータであり、マイコン１１は、電流センサ１７，１８により検出される相電流値Ｉu，Ｉvに基づいて三相の相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出する。 Further, the microcomputer 11 is connected with current sensors 17 and 18 for detecting a current value supplied to the motor 2 and a rotation angle sensor 19 for detecting a rotation angle (electrical angle) θ of the motor 2. Yes. The motor 2 of the present embodiment is a brushless motor, and the microcomputer 11 detects the three-phase phase current values Iu, Iv, Iw based on the phase current values Iu, Iv detected by the current sensors 17, 18. .

そして、マイコン１１は、この検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θに基づいて、モータ２に上記決定されたアシストトルクを発生させるべくモータ制御信号を出力する。尚、本実施形態では、マイコン１１は、相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ／ｑ変換し、ｄ−ｑ座標系における電流制御、詳しくは、ｑ軸電流値がアシストトルクの目標値となるｑ軸電流指令値に追従するように制御することによりモータ制御信号を決定する。そして、マイコン１１は、この決定されたモータ制御信号を出力回路１２に出力する。 The microcomputer 11 outputs a motor control signal to cause the motor 2 to generate the determined assist torque based on the detected phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle θ. In the present embodiment, the microcomputer 11 performs d / q conversion on the phase current values Iu, Iv, and Iw, and controls the current in the dq coordinate system. Specifically, the q-axis current value becomes the target value of the assist torque. A motor control signal is determined by controlling to follow the q-axis current command value. Then, the microcomputer 11 outputs the determined motor control signal to the output circuit 12.

出力回路１２は、モータ２の相数に対応する複数（６個）のパワーＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＦＥＴ）により構成されており、具体的にはＦＥＴ２１ａ，２１ｄの直列回路、ＦＥＴ２１ｂ，２１ｅの直列回路及びＦＥＴ２１ｃ，２１ｆの直列回路を並列接続することにより構成されている。そして、ＦＥＴ２１ａ，２１ｄの接続点２２ｕはモータ２のＵ相コイルに接続され、ＦＥＴ２１ｂ，２１ｅの接続点２２ｖはモータ２のＶ相コイルに接続され、ＦＥＴ２１ｃ，２１ｆの接続点２２ｗはモータ２のＷ相コイルに接続されている。 The output circuit 12 is composed of a plurality (six) power MOSFETs (hereinafter simply referred to as FETs) corresponding to the number of phases of the motor 2, and specifically, a series circuit of FETs 21a and 21d and a series circuit of FETs 21b and 21e. And a series circuit of FETs 21c and 21f connected in parallel. The connection point 22u of the FETs 21a and 21d is connected to the U-phase coil of the motor 2, the connection point 22v of the FETs 21b and 21e is connected to the V-phase coil of the motor 2, and the connection point 22w of the FETs 21c and 21f is the W of the motor 2. Connected to the phase coil.

マイコン１１から出力されるモータ制御信号は、各ＦＥＴ２１ａ〜２１ｆのゲート端子に印加される。そして、このモータ制御信号に応答して各ＦＥＴ２１ａ〜２１ｆがオン／オフすることにより、直流電源２０から供給される直流電圧が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換されモータ２に供給される。 The motor control signal output from the microcomputer 11 is applied to the gate terminals of the FETs 21a to 21f. Then, the FETs 21a to 21f are turned on / off in response to the motor control signal, whereby the DC voltage supplied from the DC power supply 20 is converted into three-phase (U, V, W) driving power and is supplied to the motor 2. Supplied.

また、ＥＰＳ１は、電源電圧Ｖinを昇圧して出力回路１２に出力する昇圧装置２３を備えている。本実施形態では、昇圧装置２３は、昇圧回路２５と、マイコン１１とにより構成されており、昇圧回路２５は、直流電源２０と出力回路１２との間の電力供給経路に設けられている。そして、昇圧回路２５は、マイコン１１に制御されることにより直流電源２０の電源電圧Ｖinを昇圧して出力回路１２に出力する。尚、本実施形態では、マイコン１１が、制御手段、演算手段、検出手段及び決定手段を構成する。 The EPS 1 also includes a booster 23 that boosts the power supply voltage Vin and outputs the boosted voltage to the output circuit 12. In the present embodiment, the booster device 23 includes a booster circuit 25 and a microcomputer 11, and the booster circuit 25 is provided in a power supply path between the DC power supply 20 and the output circuit 12. The booster circuit 25 boosts the power supply voltage Vin of the DC power supply 20 under the control of the microcomputer 11 and outputs it to the output circuit 12. In the present embodiment, the microcomputer 11 constitutes a control unit, a calculation unit, a detection unit, and a determination unit.

詳述すると、図３に示すように、本実施形態の昇圧回路２５は、ＦＥＴ２６ａ，２６ｂ、ツェナーダイオード２６ｃ、コイル２７、及びコンデンサ２８により構成されている。コイル２７は、一端が直流電源２０に接続されるとともに他端がＦＥＴ２６ａの一端に接続されている。そして、ＦＥＴ２６ａの他端は接地されている。また、コイル２７とＦＥＴ２６ａと間の接続点ａは、ＦＥＴ２６ｂに接続されており、ＦＥＴ２６ｂの他端は、出力回路１２に接続されている。そして、ＦＥＴ２６ｂと出力回路１２との間の接続点ｂは、コンデンサ２８を介して接地されている。 More specifically, as shown in FIG. 3, the booster circuit 25 according to the present embodiment includes FETs 26 a and 26 b, a Zener diode 26 c, a coil 27, and a capacitor 28. The coil 27 has one end connected to the DC power supply 20 and the other end connected to one end of the FET 26a. The other end of the FET 26a is grounded. The connection point a between the coil 27 and the FET 26 a is connected to the FET 26 b, and the other end of the FET 26 b is connected to the output circuit 12. A connection point b between the FET 26 b and the output circuit 12 is grounded via a capacitor 28.

また、各ＦＥＴ２６ａ，２６ｂのゲート端子は、マイコン１１と接続されており、マイコン１１は、各ＦＥＴ２６ａ，２６ｂのゲート端子に制御信号を印加することにより、各ＦＥＴ２６ａ，２６ｂを交互にオン／オフ制御する。これにより、接続点ａにおける電圧は、ＦＥＴ２６ａのオフ時にコイル２７に発生する逆起電力が電源電圧Ｖinに重畳された電圧となり、ＦＥＴ２６ａがオン時に接地電位となる。そして、この電圧がＦＥＴ２６ｂのオン時に接続点ｂに伝達される。そして、昇圧回路２５は、接続点ｂにおいて脈動的に変化する電圧・電流をコンデンサ２８にて平滑化する。このようにして昇圧回路２５は、直流電源２０の電圧を昇圧したＶoutを出力する。 Further, the gate terminals of the FETs 26a and 26b are connected to the microcomputer 11, and the microcomputer 11 applies on / off control to the FETs 26a and 26b alternately by applying a control signal to the gate terminals of the FETs 26a and 26b. To do. Thereby, the voltage at the connection point a becomes a voltage in which the counter electromotive force generated in the coil 27 when the FET 26a is turned off is superimposed on the power supply voltage Vin, and becomes the ground potential when the FET 26a is turned on. This voltage is transmitted to the connection point b when the FET 26b is turned on. The booster circuit 25 smoothes the voltage / current that changes pulsatingly at the connection point b by the capacitor 28. In this way, the booster circuit 25 outputs Vout obtained by boosting the voltage of the DC power supply 20.

尚、ツェナーダイオード２６ｃは、ＦＥＴ２６ｂと並列に接続されており、モータ２が回生状態に入り、昇圧回路２５の出力側端子電圧、即ち接続点ｂの電位が上昇した際には、その回生電流がツェナーダイオード２６ｃを介して直流電源２０に流れるようになっている。 The Zener diode 26c is connected in parallel with the FET 26b. When the motor 2 enters a regenerative state and the output terminal voltage of the booster circuit 25, that is, the potential at the connection point b rises, the regenerative current is reduced. The current flows to the DC power supply 20 through the Zener diode 26c.

本実施形態では、マイコン１１は、各ＦＥＴ２６ａ，２６ｂに対し、制御信号として所定のデューティ比を有するパルス信号を出力する。マイコン１１には、電源電圧Ｖinを検出するための電圧センサ２９が接続されており、マイコン１１は、検出された電源電圧Ｖinに基づいて制御信号のデューティ比を変更する。そして、この制御信号により各ＦＥＴ２６ａ，２６ｂのオン／オフ時間が変化し、昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutが制御される。尚、昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutは、このデューティ比が大きい場合に高くなり、デューティ比が小さい場合には低くなる。 In the present embodiment, the microcomputer 11 outputs a pulse signal having a predetermined duty ratio as a control signal to each of the FETs 26a and 26b. The microcomputer 11 is connected to a voltage sensor 29 for detecting the power supply voltage Vin, and the microcomputer 11 changes the duty ratio of the control signal based on the detected power supply voltage Vin. The on / off times of the FETs 26a and 26b are changed by this control signal, and the output voltage Vout of the booster circuit 25 is controlled. Note that the output voltage Vout of the booster circuit 25 is high when the duty ratio is large, and is low when the duty ratio is small.

次に、本実施形態の昇圧装置における昇圧制御について説明する。
先ず、昇圧回路２５の発熱の問題について説明すると、昇圧回路２５の発熱は、出力電圧Ｖoutよりもその出力電力Ｐoutと大きな相関性がある。即ち、昇圧回路２５の発熱の問題が顕著となるのは、その出力電力Ｐoutが大きい場合である。 Next, boost control in the boost device of the present embodiment will be described.
First, the problem of heat generation in the booster circuit 25 will be described. The heat generation in the booster circuit 25 has a greater correlation with the output power Pout than with the output voltage Vout. That is, the problem of heat generation in the booster circuit 25 becomes significant when the output power Pout is large.

この点を踏まえ、本実施形態の昇圧装置２３は、電源電圧Ｖinに基づいて昇圧回路２５の出力電力Ｐoutの上限（上限電力）を決定し、昇圧回路２５の出力電力Ｐoutがその上限電力以下となるように制御する。 Based on this point, the booster 23 of the present embodiment determines the upper limit (upper limit power) of the output power Pout of the booster circuit 25 based on the power supply voltage Vin, and the output power Pout of the booster circuit 25 is equal to or lower than the upper limit power. Control to be.

詳述すると、マイコン１１は、電圧センサ２９により検出された電源電圧Ｖinに基づいて、昇圧回路２５が出力する出力電力Ｐoutの上限である上限電力を決定する。具体的には、図４に示すように、マイコン１１は、電源電圧Ｖinの非低下時（Ｖin＝Ｖａ）には、上限電力Ｐlimを電力Ｐ１に決定する。そして、電源電圧Ｖinが低下した場合には、その割合に応じて上限電力Ｐlimを徐々に低くし、電源電圧Ｖinが電圧Ｖｂまで低下した場合には、上限電力Ｐlimを電力Ｐ２とする。 More specifically, the microcomputer 11 determines the upper limit power that is the upper limit of the output power Pout output from the booster circuit 25 based on the power supply voltage Vin detected by the voltage sensor 29. Specifically, as shown in FIG. 4, the microcomputer 11 determines the upper limit power Plim as the power P1 when the power supply voltage Vin is not decreased (Vin = Va). When the power supply voltage Vin decreases, the upper limit power Plim is gradually lowered according to the ratio, and when the power supply voltage Vin decreases to the voltage Vb, the upper limit power Plim is set as the power P2.

尚、本実施形態では、図４に示す電源電圧Ｖinと上限電力Ｐlimとの関係は、予め電源電圧に対して昇圧回路の発熱が顕著となる限界の電力が求められ、マップの形式でメモリ（図示略）に記憶されている。そして、マイコン１１は、そのマップを参照することにより検出された電源電圧Ｖinに対応する上限電力Ｐlimを決定する。 In the present embodiment, the relationship between the power supply voltage Vin and the upper limit power Plim shown in FIG. 4 requires a limit power at which the heat generation of the booster circuit becomes significant with respect to the power supply voltage in advance. (Not shown). Then, the microcomputer 11 determines the upper limit power Plim corresponding to the power supply voltage Vin detected by referring to the map.

また、マイコン１１は、昇圧回路２５の出力電力Ｐoutを算出する。本実施形態では、マイコン１１は、電流センサ１７，１８により検出される相電流値Ｉu，Ｉv（，Ｉw）及び回転角センサ１９により検出される回転角θに基づいてモータ２の消費電力Ｐを算出する。具体的には、ｄ軸電流及びｄ軸電圧の積とｑ軸電流及びｑ軸電圧の積との和、即ちｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電力とｑ軸電力との和を演算することによりモータ２の消費電力Ｐを算出する。そして、その値を昇圧回路２５の出力電力Ｐoutとする。 Further, the microcomputer 11 calculates the output power Pout of the booster circuit 25. In the present embodiment, the microcomputer 11 calculates the power consumption P of the motor 2 based on the phase current values Iu, Iv (, Iw) detected by the current sensors 17, 18 and the rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 19. calculate. Specifically, by calculating the sum of the product of d-axis current and d-axis voltage and the product of q-axis current and q-axis voltage, that is, the sum of d-axis power and q-axis power in the dq coordinate system. The power consumption P of the motor 2 is calculated. The value is set as the output power Pout of the booster circuit 25.

そして、図５に示すように、マイコン１１は、算出された出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlim以下となるように昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutを制御する。具体的には、マイコン１１は、算出された出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlimを超える場合には、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlimとなる、即ちＶout＝Ｐlim／Ｉoutとなるように昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutを低下させる。そして、算出された出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlim以下である場合には、昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutを所定の電圧Ｖ１とする。尚、本実施形態では、所定の電圧Ｖ１は、昇圧回路２５の最大出力電圧Ｖmaxに設定されている。 Then, as shown in FIG. 5, the microcomputer 11 controls the output voltage Vout of the booster circuit 25 so that the calculated output power Pout is equal to or lower than the upper limit power Plim. Specifically, when the calculated output power Pout exceeds the upper limit power Plim, the microcomputer 11 outputs the boost circuit 25 so that the output power Pout becomes the upper limit power Plim, that is, Vout = Plim / Iout. The voltage Vout is reduced. When the calculated output power Pout is equal to or lower than the upper limit power Plim, the output voltage Vout of the booster circuit 25 is set to a predetermined voltage V1. In the present embodiment, the predetermined voltage V1 is set to the maximum output voltage Vmax of the booster circuit 25.

次に、マイコンによる昇圧回路の制御態様について詳述する。
図６に示すように、マイコン１１は、先ず、昇圧回路２５に印加される電源電圧Ｖinを検出し（ステップ１０１）、該検出された電源電圧Ｖinに基づいて上限電力Ｐlimを決定する（ステップ１０２）。そして、相電流値Ｉu，Ｉv（，Ｉw）及び回転角θに基づいてモータ２の消費電力Ｐ、即ち昇圧回路２５の出力電力Ｐoutを算出する（ステップ１０３）。 Next, the control mode of the booster circuit by the microcomputer will be described in detail.
As shown in FIG. 6, the microcomputer 11 first detects the power supply voltage Vin applied to the booster circuit 25 (step 101), and determines the upper limit power Plim based on the detected power supply voltage Vin (step 102). ). Based on the phase current values Iu, Iv (, Iw) and the rotation angle θ, the power consumption P of the motor 2, that is, the output power Pout of the booster circuit 25 is calculated (step 103).

次に、マイコン１１は、上記ステップ１０３において算出された出力電力Ｐoutが上記ステップ１０２において決定された上限電力Ｐlim以下であるか否かを判定する（ステップ１０４）。そして、マイコン１１は、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlim以下である場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）には、昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutを所定の電圧Ｖ１、即ちＶout＝Ｖ１とする（ステップ１０５）。また、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlimを超える場合（ステップ１０４：ＮＯ）には、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlimとなる、即ち、Ｖout＝Ｐlim／Ｉoutとなるように昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutを低下させる（ステップ１０６）。 Next, the microcomputer 11 determines whether or not the output power Pout calculated in step 103 is equal to or lower than the upper limit power Plim determined in step 102 (step 104). If the output power Pout is equal to or lower than the upper limit power Plim (step 104: YES), the microcomputer 11 sets the output voltage Vout of the booster circuit 25 to a predetermined voltage V1, that is, Vout = V1 (step 105). When the output power Pout exceeds the upper limit power Plim (step 104: NO), the output voltage Vout of the booster circuit 25 is set so that the output power Pout becomes the upper limit power Plim, that is, Vout = Plim / Iout. Decrease (step 106).

次に、本実施形態の昇圧装置の作用について説明する。
尚、説明の便宜上、従来の昇圧装置は、本実施形態の昇圧回路２５と同様の昇圧回路を有し、電源電圧Ｖinが電圧Ｖａである場合、出力電圧Ｖoutを所定の電圧Ｖ１とし、電源電圧Ｖinが電圧Ｖｂに低下した場合には出力電圧Ｖoutを電圧Ｖ２に下げるものとする。 Next, the operation of the booster according to this embodiment will be described.
For convenience of explanation, the conventional booster has a booster circuit similar to the booster circuit 25 of the present embodiment. When the power supply voltage Vin is the voltage Va, the output voltage Vout is set to the predetermined voltage V1, and the power supply voltage When Vin decreases to the voltage Vb, the output voltage Vout is decreased to the voltage V2.

図５に示すように、本実施形態の昇圧装置２３は、電源電圧Ｖinが電圧Ｖｂに低下した場合であっても、出力電力Ｐoutが上限電力ＰlimであるＰ２を超えない限り出力電圧Ｖoutを所定の電圧Ｖ１から低下させない。 As shown in FIG. 5, the booster 23 of the present embodiment sets the output voltage Vout to a predetermined value as long as the output power Pout does not exceed P2 that is the upper limit power Plim even when the power supply voltage Vin drops to the voltage Vb. The voltage V1 is not lowered.

従って、電力Ｐ２を所定の電圧Ｖ１で除した値を電流Ｉ１とすれば、本実施形態の昇圧装置２３は、出力電流Ｉoutが電流Ｉ１よりも小さい領域では、常に出力電圧Ｖoutとして所定の電圧Ｖ１を出力する。即ち、この領域においては、従来の昇圧装置よりもＶ１−Ｖ２、即ち図中の範囲αに相当する分だけ高い出力電圧Ｖoutを出力することが可能になる。 Therefore, if the value obtained by dividing the power P2 by the predetermined voltage V1 is the current I1, the booster 23 of the present embodiment always outputs the predetermined voltage V1 as the output voltage Vout in the region where the output current Iout is smaller than the current I1. Is output. That is, in this region, it is possible to output an output voltage Vout that is higher than the conventional booster by V1-V2, that is, an amount corresponding to the range α in the figure.

また、電力Ｐ２を所定の電圧Ｖ２で除した値を電流Ｉ２とすれば、本実施形態の昇圧装置２３は、出力電流Ｉoutが電流Ｉ２よりも小さい領域においても、従来の昇圧装置の出力電圧Ｖoutである電圧Ｖ２よりも図中の範囲βに相当する分だけ高い出力電圧Ｖoutを出力することが可能になる。 Further, if the value obtained by dividing the power P2 by the predetermined voltage V2 is defined as the current I2, the booster 23 of the present embodiment can output the output voltage Vout of the conventional booster even in a region where the output current Iout is smaller than the current I2. The output voltage Vout that is higher than the voltage V2 corresponding to the range β in the figure can be output.

また、従来の昇圧装置は、出力電流Ｉoutの増加時であっても出力電圧Ｖoutは一定の値である。従って、電源電圧Ｖinの低下（Ｖin＝Ｖｂ）に応じて出力電圧ＶoutをＶ２に下げたとしても、出力電流Ｉoutが電流Ｉ２より大きい領域では、出力電力Ｐoutが昇圧回路の発熱が顕著となる上限電力Ｐlim（Ｐ２）を超えてしまう。同様に、電源電圧Ｖinの非低下時（Ｖin＝Ｖａ）においても、出力電流Ｉoutが、電力Ｐ１を所定の電圧Ｖ１で除した値、即ち電流Ｉ３を超える領域においては、出力電力Ｐoutが昇圧回路の発熱が顕著となる上限電力Ｐlim（Ｐ１）を超えてしまう。 In the conventional booster, the output voltage Vout is a constant value even when the output current Iout is increased. Therefore, even if the output voltage Vout is lowered to V2 in response to a decrease in the power supply voltage Vin (Vin = Vb), the output power Pout is the upper limit at which the booster circuit generates significant heat in the region where the output current Iout is greater than the current I2. The power Plim (P2) will be exceeded. Similarly, when the power supply voltage Vin is not lowered (Vin = Va), the output power Pout is a booster circuit in a region where the output current Iout exceeds the value obtained by dividing the power P1 by the predetermined voltage V1, that is, the current I3. Exceeds the upper limit power Plim (P1) at which the heat generation becomes significant.

これに対し、本実施形態の昇圧装置２３は、上限電力Ｐlimを超える場合には、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlimとなる（Ｖout＝Ｐlim／Ｉout）ように出力電圧Ｖoutを低下させる。即ち、電源電圧Ｖinの低下時（Ｖin＝Ｖｂ）には、出力電流Ｉoutが電流Ｉ２を超える領域において図中の範囲γに相当する分、また電源電圧Ｖinの非低下時（Ｖin＝Ｖａ）には、出力電流Ｉoutが電流Ｉ３を超える領域において図中の範囲δに相当する分、従来の昇圧装置よりも出力電圧Ｖoutを低下させる。即ち、出力電流Ｉoutの増加時においては、従来の昇圧装置よりも昇圧回路の発熱を抑制することができる。 On the other hand, when the booster 23 of the present embodiment exceeds the upper limit power Plim, the output voltage Vout is lowered so that the output power Pout becomes the upper limit power Plim (Vout = Plim / Iout). That is, when the power supply voltage Vin decreases (Vin = Vb), in the region where the output current Iout exceeds the current I2, the amount corresponding to the range γ in the figure, or when the power supply voltage Vin does not decrease (Vin = Va). Reduces the output voltage Vout from the conventional boosting device by an amount corresponding to the range δ in the figure in the region where the output current Iout exceeds the current I3. That is, when the output current Iout is increased, heat generation of the booster circuit can be suppressed as compared with the conventional booster.

以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）昇圧装置２３は、電源電圧Ｖinを昇圧して出力する昇圧回路２５と、昇圧回路２５を制御するマイコン１１とにより構成される。マイコン１１は、昇圧回路２５に印加される電源電圧Ｖinを検出し、該検出された電源電圧Ｖinに基づいて上限電力Ｐlimを決定する。また、マイコン１１は、昇圧回路２５の出力電力Ｐoutを算出する。そして、マイコン１１は、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlim以下となるように昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutを制御する。 As described above, according to the present embodiment, the following features can be obtained.
(1) The booster 23 includes a booster circuit 25 that boosts and outputs the power supply voltage Vin, and a microcomputer 11 that controls the booster circuit 25. The microcomputer 11 detects the power supply voltage Vin applied to the booster circuit 25 and determines the upper limit power Plim based on the detected power supply voltage Vin. Further, the microcomputer 11 calculates the output power Pout of the booster circuit 25. Then, the microcomputer 11 controls the output voltage Vout of the booster circuit 25 so that the output power Pout becomes equal to or lower than the upper limit power Plim.

このような構成とすれば、昇圧回路２５の発熱があまり問題とならない出力電力Ｐoutが小さい領域においては、電源電圧Ｖinにかかわらず、高い出力電圧Ｖoutが出力される。即ち、電源電圧Ｖinの低下時であっても、出力電流Ｉoutが小さい領域においては、電源電圧Ｖinの非低下時と同様に高い出力電圧Ｖoutを出力することができる。 With such a configuration, a high output voltage Vout is output regardless of the power supply voltage Vin in a region where the output power Pout is small where heat generation of the booster circuit 25 is not a problem. That is, even when the power supply voltage Vin is lowered, in the region where the output current Iout is small, the high output voltage Vout can be output in the same manner as when the power supply voltage Vin is not lowered.

これにより、特にＥＰＳ１においては、電源電圧Ｖinの低下時であっても、モータ２に対して安定的に高い電圧を印加することが可能になる。従って、電圧不足によるアシストトルクの低下を効果的に防止することができ、その結果、急操舵時における所謂引っ掛かり感の発生を防止することができる。また、出力電流Ｉoutが大きい領域においても、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlim以下に抑えられるため、電源電圧Ｖinにかかわらず、効果的に昇圧回路２５の発熱を抑制することができる。 Thereby, especially in EPS1, it becomes possible to stably apply a high voltage to the motor 2 even when the power supply voltage Vin is lowered. Therefore, it is possible to effectively prevent the assist torque from being lowered due to insufficient voltage, and as a result, it is possible to prevent the so-called catching feeling during sudden steering. Even in a region where the output current Iout is large, the output power Pout can be suppressed to the upper limit power Plim or less, so that the heat generation of the booster circuit 25 can be effectively suppressed regardless of the power supply voltage Vin.

（２）マイコン１１は、電源電圧Ｖinが低下した場合には、その割合に応じて上限電力Ｐlimを低くする。これにより、昇圧回路２５の昇圧効率が低下する電源電圧Ｖinの低下時には、その負荷を軽減して発熱を抑制することができる。 (2) When the power supply voltage Vin decreases, the microcomputer 11 decreases the upper limit power Plim according to the ratio. As a result, when the power supply voltage Vin drops, which causes the boosting efficiency of the booster circuit 25 to drop, the load can be reduced and heat generation can be suppressed.

（３）マイコン１１は、算出された出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlimを超える場合には、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlimとなる、即ちＶout＝Ｐlim／Ｉoutとなるように昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutを低下させる。これにより、出力電流Ｉoutの増加時においても効果的に昇圧回路の発熱を抑制し、且つ発熱が問題とならない範囲において高い出力電圧Ｖoutを出力することができる。 (3) When the calculated output power Pout exceeds the upper limit power Plim, the microcomputer 11 outputs the output voltage Vout of the booster circuit 25 so that the output power Pout becomes the upper limit power Plim, that is, Vout = Plim / Iout. Reduce. As a result, even when the output current Iout increases, heat generation of the booster circuit can be effectively suppressed, and a high output voltage Vout can be output in a range where heat generation does not cause a problem.

（４）マイコン１１は、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlim以下である場合には、昇圧回路２５の出力電圧Ｖoutを所定の電圧Ｖ１とする。これにより、出力電力Ｐoutが上限電力Ｐlimを超えない範囲において、電源電圧Ｖinにかかわらず、出力電圧Ｖoutを所定の電圧Ｖ１に維持することができる。 (4) When the output power Pout is equal to or lower than the upper limit power Plim, the microcomputer 11 sets the output voltage Vout of the booster circuit 25 to the predetermined voltage V1. As a result, the output voltage Vout can be maintained at the predetermined voltage V1 regardless of the power supply voltage Vin in a range where the output power Pout does not exceed the upper limit power Plim.

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明をＥＰＳ用の昇圧装置に具体化したが、その他用途の昇圧装置に具体化してもよい。 In addition, you may change each said embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in a booster for EPS, but may be embodied in a booster for other uses.

・昇圧回路２５の回路構成はこれに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
・本実施形態では、所定の電圧Ｖ１を最大出力電圧Ｖmaxとしたが、所定の電圧Ｖ１は任意の値としてもよい。 The circuit configuration of the booster circuit 25 is not limited to this, and may be changed as appropriate.
In the present embodiment, the predetermined voltage V1 is the maximum output voltage Vmax, but the predetermined voltage V1 may be an arbitrary value.

・本実施形態では、マイコン１１は、相電流値Ｉu，Ｉv（，Ｉw）及び回転角θに基づいてモータ２の消費電力Ｐを算出し、その値を出力電力Ｐoutとすることとした。しかし、これに限らず、昇圧回路２５と出力回路１２との接続点に電圧センサ及び電流センサを設け、出力電圧Ｖout及び出力電流Ｉoutを直接検出して出力電力Ｐoutを算出する等、その他の方法により算出する構成としてもよい。 In the present embodiment, the microcomputer 11 calculates the power consumption P of the motor 2 based on the phase current values Iu, Iv (, Iw) and the rotation angle θ, and sets the value as the output power Pout. However, the present invention is not limited to this, and a voltage sensor and a current sensor are provided at the connection point between the booster circuit 25 and the output circuit 12, and the output power Pout is calculated by directly detecting the output voltage Vout and the output current Iout. It is good also as a structure calculated by these.

・本実施形態では、マイコン１１により昇圧回路２５が制御される構成としたが、専用の制御装置により昇圧回路２５が制御される構成としてもよい。
次に、以上の実施形態から把握することができる請求項以外の技術的思想を記載する。 In the present embodiment, the booster circuit 25 is controlled by the microcomputer 11, but the booster circuit 25 may be controlled by a dedicated control device.
Next, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiments will be described.

（イ）前記昇圧装置を備えた電動パワーステアリング装置。 (B) an electric power steering apparatus equipped with the boost device.

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering device (EPS). ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of EPS. 昇圧装置の概略構成図。The schematic block diagram of a pressure | voltage rise apparatus. 電源電圧と上限電力の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between a power supply voltage and upper limit electric power. 出力電流と出力電圧との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between output current and output voltage. マイコンによる昇圧回路の制御態様を示すフローチャート。The flowchart which shows the control aspect of the step-up circuit by a microcomputer.

Explanation of symbols

１１…マイコン、１７，１８…電流センサ、１９…回転角センサ、２３…昇圧装置、２５…昇圧回路、Ｖin…電源電圧、Ｖout…出力電圧、Ｐout…出力電力、Ｐlim…上限電力、Ｖ１…所定の電圧。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Microcomputer, 17, 18 ... Current sensor, 19 ... Rotation angle sensor, 23 ... Booster device, 25 ... Booster circuit, Vin ... Power supply voltage, Vout ... Output voltage, Pout ... Output power, Plim ... Upper limit power, V1 ... Predetermined Voltage.

Claims

A booster device comprising a booster circuit that boosts and outputs a power supply voltage, and a control means for controlling the booster circuit,
Arithmetic means for calculating output power output from the booster circuit;
Detecting means for detecting the power supply voltage;
Determining means for determining an upper limit of the output power based on the detected power supply voltage;
The control means includes
While controlling the output voltage of the booster circuit so that the output power is below the upper limit ,
When the output power is less than or equal to the upper limit, the output voltage is always controlled to the predetermined voltage by controlling the output voltage to the predetermined voltage regardless of the power supply voltage in a region where the output power is less than or equal to the upper limit. A booster characterized by maintaining .

The booster according to claim 1, wherein
When the power supply voltage is lowered, the determining means lowers the upper limit in accordance with the rate of the reduction.

In the voltage booster according to claim 1 or claim 2,
When the output power exceeds the upper limit, the control means reduces the output voltage so that the output power becomes equal to the upper limit.