(57)【要約】【課題】補助電源の電源性能の高性能化を抑えることができる補助電源装置及びステアリング装置を提供する。【解決手段】主電源６０とモータ２０との間の給電経路上に設けられてなる補助電源装置４０は、補助電源１００を有している。補助電源１００の電源性能である最大の放電電圧は、ＥＰＳが最低限の機能を発揮するべくモータ２０が最低限の動作をするのに必要とされる電力を基準として設定されている。補助電源１００の電源性能である最大の放電電圧を主電源６０の電源性能であるバッテリ電圧よりも低くしている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源と、電源の給電対象との間の給電経路上に設けられてなる補助電源装置であって、
補助電源を有しており、
前記給電対象は、前記主電源の給電を通じて所望の機能を発揮する動作をする一方で、前記主電源が失陥した場合に前記補助電源の給電を通じて所望の最低限の機能を発揮するべく最低限の動作をするものであり、
前記補助電源の電源性能は、前記最低限の動作をするのに必要とされる電力を基準として設定されている補助電源装置。
【請求項２】
前記補助電源の前記電源性能は、前記主電源の前記給電対象への最大の供給電圧を下回るなかで、前記最低限の動作をするのに必要とされる供給電圧に対して、前記補助電源の給電時に生じるノイズを考慮した最大の供給電圧を上回るように設定されている請求項１に記載の補助電源装置。
【請求項３】
前記補助電源は、前記最低限の動作をするのに必要とされる供給電圧を上回るなかで、前記給電対象への給電可能な残電力に基づいて前記給電対象への供給電圧を変化可能に構成されている請求項２に記載の補助電源装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の補助電源装置と、前記所望の機能として車両の操舵機構に動力を付与するべく動作するモータと、を備えており、かつ前記モータを前記補助電源装置の給電対象とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助電源装置及びステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主電源の給電を通じて給電対象を動作させることによって所望の機能を発揮させるようにしたものとして、例えば、主電源の給電を通じてモータを動作させることによって、運転者のステアリング操作を補助するべく車両の操舵機構にモータの回転力を操舵補助力として付与する機能を発揮させるようにしたものがある（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１では、主電源が失陥して、主電源を通じたモータへの給電が不能になる場合に操舵補助力として付与する機能を維持するべく、主電源の給電をバックアップするための補助電源を有する補助電源装置を備えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１９６２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、主電源の給電をバックアップする場合、操舵補助力として付与する機能を発揮させるべく主電源の給電を通じて操舵補助力として付与する機能と同等の機能を維持するために主電源の電源性能と同等の電源性能の補助電源を用意する必要があるとされていた。ただし、補助電源については、電源性能の高性能化を抑えたいとの要望もある。
【０００６】
本発明の目的は、補助電源の電源性能の高性能化を抑えることのできる補助電源装置及びステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する補助電源装置は、主電源と、電源の給電対象との間の給電経路上に設けられてなる補助電源装置であって、補助電源を有しており、前記給電対象は、前記主電源の給電を通じて所望の機能を発揮する動作をする一方で、前記主電源が失陥した場合に前記補助電源の給電を通じて所望の最低限の機能を発揮するべく最低限の動作をするものであり、前記補助電源の電源性能は、前記最低限の動作をするのに必要とされる電力を基準として設定されている。
【０００８】
上記構成によれば、主電源が失陥した場合に主電源の給電をバックアップする際、補助電源の給電を通じて給電対象の最低限の動作を確保することができる。つまり、主電源が失陥した場合に主電源の給電をバックアップする際、補助電源の給電を通じて所望の機能を最大限に発揮させることができないものの少なくとも所望の最低限の機能を発揮させることができる。これにより、補助電源の電源性能を主電源の電源性能と同等としなくても、主電源が失陥した場合に主電源の給電をバックアップする際、給電対象に所望の機能を発揮させることができるようになる。したがって、主電源の電源性能と同等の電源性能の補助電源を用意する必要がなくなり、補助電源の電源性能の高性能化を抑えることができる。
【０００９】
上記の補助電源装置において、前記補助電源の前記電源性能は、前記主電源の前記給電対象への最大の供給電圧を下回るなかで、前記最低限の動作をするのに必要とされる供給電圧に対して、前記補助電源の給電時に生じるノイズを考慮した最大の供給電圧を上回るように設定されていることが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、補助電源は、給電対象に対して最大の供給電圧を給電する場合、当該給電時にノイズが生じたとしても給電対象の最低限の動作を確保することができる。つまり、主電源が失陥した場合に主電源の給電をバックアップする際、少なくとも所望の最低限の機能を発揮させることができる。
【００１１】
上記の補助電源装置において、前記補助電源は、前記最低限の動作をするのに必要とされる供給電圧を上回るなかで、前記給電対象への給電可能な残電力に基づいて前記給電対象への供給電圧を変化可能に構成されていることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、例えば残電力が少ない場合には給電対象への供給電圧を小さくすることにより、主電源が失陥した場合に補助電源の給電を通じて所望の機能を発揮できる期間を長くする等、主電源が失陥した場合にバックアップする際の態様を調整することができる。
【００１３】
上記目的を達成するステアリング装置は、上記の補助電源装置と、前記所望の機能として車両の操舵機構に動力を付与するべく動作するモータと、を備えており、かつ前記モータを前記補助電源装置の給電対象とするようにしている。
【００１４】
上記構成によれば、ステアリング装置が発揮するべき最低限の機能を確保できるように補助電源の電源性能を設定しているので、補助電源の電源性能の高性能化を抑えたステアリング装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の補助電源装置及びステアリング装置によれば、補助電源の電源性能の高性能化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】補助電源装置を搭載したステアリング装置の概略構成を示す図。
【図２】補助電源装置についてその電気的構成を示す図。
【図３】電子制御ユニットの処理手順を示すフローチャート。
【図４】補助電源の残電力と補助電源の放電電圧との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
補助電源装置を電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のＥＰＳ１は、運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１６を転舵させる操舵機構２及び運転者のステアリング操作を補助するモータ２０を有するアシスト機構３を備えている。ＥＰＳ１は、操舵機構２にモータ２０のモータトルクを操舵補助力として付与することにより、運転者のステアリング操作を補助する機能を有するものである。
【００１８】
操舵機構２は、一端にステアリングホイール１０が固定されて他端にピニオンギア１１が形成されているステアリング軸１２と、ピニオンギア１１と噛み合うラックギア１３が形成されているラック軸１４とを備えている。これらピニオンギア１１及びラックギア１３によりラックアンドピニオン機構が構成されている。ステアリング軸１２の回転運動は、ラックアンドピニオン機構を介してラック軸１４の軸方向の往復直線運動に変換される。ＥＰＳ１は、ラック軸１４の軸方向が車幅方向となるように車両に組み付けられている。ラック軸１４の往復直線運動は、ラック軸１４の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１５を介して左右の転舵輪１６にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１６の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。
【００１９】
ステアリング軸１２には、ステアリングホイール１０の操作によりステアリング軸１２に加えられた操舵トルクＴＲを計測するためのトルクセンサ１７が装着されている。本実施形態のトルクセンサ１７は、ステアリング軸１２の一部を構成するトーションバーの捩り量を検出して、その捩り量に基づいて操舵トルクＴＲを計測している。
【００２０】
アシスト機構３は、操舵補助用のモータ２０と、減速機２１とを備えている。モータ２０は、減速機２１を介してステアリング軸１２に連結されている。減速機２１は、モータ２０の回転を減速し、当該減速した回転力をステアリング軸１２に伝達する。本実施形態のモータ２０としては、３相ブラシレスモータが採用されている。また、本実施形態の減速機２１としては、ウォームギア機構が採用されている。
【００２１】
ＥＰＳ１は、駆動回路３０、補助電源装置４０、及び電子制御ユニット５０を備えている。駆動回路３０には、モータ２０の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）にそれぞれ２つのスイッチング素子を備えた公知の回路が採用されている。補助電源装置４０及び電子制御ユニット５０は、ＥＰＳ１が車両に組み付けられた際、車載された主電源６０にそれぞれ接続される。
【００２２】
電子制御ユニット５０は、主電源６０からの給電を通じて給電対象であるモータ２０の動作を制御することで、運転者のステアリング操作を補助する所望の機能をＥＰＳ１に発揮させる。電子制御ユニット５０は、演算処理を実行する演算処理回路５１と、制御用のプログラムやデータが格納されたメモリ５２とを備えている。電子制御ユニット５０には、上述のトルクセンサ１７及び車速センサ１８が接続されている。車速センサ１８は、車両の走行速度ＶＳを検出する。電子制御ユニット５０は、操舵補助力の制御に際して、操舵トルクＴＲ及び走行速度ＶＳに基づいて操舵補助力の目標値である目標操舵補助力を決定する。電子制御ユニット５０は、目標操舵補助力分の操舵補助力を発生するべく、駆動回路３０及び補助電源装置４０の動作を制御する。
【００２３】
図２に示すように、補助電源装置４０は、入力ポート４１と出力ポート４２とを備えている。入力ポート４１は、補助電源装置４０がＥＰＳ１に組み付けられる際に主電源６０と接続される。また、出力ポート４２は、補助電源装置４０がＥＰＳ１に組み付けられる際に、駆動回路３０を介して給電対象であるモータ２０と接続される。
【００２４】
補助電源装置４０は、後述の保持状態及び充電状態時の給電経路となる第１ライン４３を備えている。第１ライン４３は、入力ポート４１及び出力ポート４２と接続される。
補助電源装置４０は、電力を充放電可能な補助電源１００を備えている。補助電源１００は、主電源６０と給電対象であるモータ２０との間に接続されている。補助電源１００は、３つのキャパシタ１０１，１０２，１０３により構成されている。３つのキャパシタ１０１，１０２，１０３は、互いに直列接続されている。補助電源１００の電源性能である放電電圧は、３つのキャパシタ１０１，１０２，１０３の放電電圧の総和となる。３つのキャパシタ１０１，１０２，１０３の電源性能である最大の放電電圧は互いに等しい。キャパシタ１０１，１０２，１０３は、正の極性を有した電極板及び負の極性を有した電極板をそれぞれ備えている。キャパシタ１０１の負側の電極板１０１ａの第１端子Ｔ１は第１ライン４３と接続されており、キャパシタ１０３の正側の電極板１０３ａの第２端子Ｔ２は後述のバックアップ時及び昇圧時の給電経路となる第２ライン４４と接続されている。キャパシタ１０１の負側の電極板１０１ａの第１端子Ｔ１は、第１ライン４３において、第５スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ５」と記載する。）を介して入力ポート４１と接続されている。補助電源１００を総体として見た場合、補助電源１００での電力の充電は、キャパシタ１０１の負側の電極板１０１ａとキャパシタ１０３の正側の電極板１０３ａとの間で行われる。本実施形態では、キャパシタ１０１，１０２，１０３として、リチウムイオンキャパシタを採用している。リチウムイオンキャパシタは、耐熱性が良く、寿命が長く、充放電性能が良好で、エネルギー密度が高く、安全性が高いという利点がある。
【００２５】
補助電源装置４０は、第１スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ１」と記載する。）及び第２スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ２」と記載する。）を備えている。ＦＥＴ１の一端はグランドと接続されるとともに、ＦＥＴ１の他端はＦＥＴ２を介して第２ライン４４と接続される。
【００２６】
補助電源装置４０は、第２ライン４４とモータ２０との間の接続を切り替えるための第３スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ３」と記載する。）及び第１ライン４３とモータ２０との間の接続を切り替えるための第４スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ４」と記載する。）を備えている。ＦＥＴ３は、第２ライン４４におけるＦＥＴ２と出力ポート４２との間に設けられている。ＦＥＴ４は、第１ライン４３におけるＦＥＴ５と出力ポート４２との間に設けられている。第１ライン４３におけるＦＥＴ５とＦＥＴ４との間の接続点Ｐ２は、ＦＥＴ１とＦＥＴ２との間の接続点Ｐ１と接続される。第１ライン４３における接続点Ｐ２とＦＥＴ４との間の接続点Ｐ３は、キャパシタ１０１の負側の電極板１０１ａの第１端子Ｔ１と接続される。第２ライン４４におけるＦＥＴ２とＦＥＴ３との間の接続点Ｐ４は、キャパシタ１０３の正側の電極板１０３ａの第２端子Ｔ２と接続される。
【００２７】
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５には、ＭＯＳ−ＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）が採用されている。ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５のゲートは、電子制御ユニット５０と接続される。電子制御ユニット５０は、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５のゲートに対して駆動信号を出力することにより、駆動信号に応じてＦＥＴ１〜ＦＥＴ５をオン状態とオフ状態との間で切り替える。電子制御ユニット５０は、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５のオン状態及びオフ状態を切り替えることによって、補助電源１００の動作状態を保持状態、充電状態、及び放電状態の間で切り替える。
【００２８】
保持状態は、補助電源１００の電力を保持する動作状態である。電子制御ユニット５０は、補助電源１００の動作状態を保持状態に切り替える場合、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ３をオフ状態とするとともに、ＦＥＴ４及びＦＥＴ５をオン状態とする。この場合、主電源６０は、第１ライン４３を介してモータ２０と接続される。これにより、モータ２０には、主電源６０からの給電電圧であるバッテリ電圧Ｖｂに基づく電力が給電される。なお、補助電源１００の電力は保持される。
【００２９】
充電状態は、補助電源１００に電力を充電する動作状態である。電子制御ユニット５０は、補助電源１００の動作状態を充電状態に切り替える場合、ＦＥＴ３をオフ状態とし、ＦＥＴ４及びＦＥＴ５をオン状態とし、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２を交互にオフ状態となるようにＰＷＭ駆動する。これにより、キャパシタ１０１，１０２，１０３に電荷が充電され、補助電源１００に電力が充電される。
【００３０】
放電状態は、補助電源１００の電力から放電する動作状態である。電子制御ユニット５０は、補助電源１００の動作状態を放電状態に切り替える場合、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ４をオフ状態とするとともにＦＥＴ３及びＦＥＴ５をオン状態とするか、ＦＥＴ２、ＦＥＴ４、ＦＥＴ５をオフ状態とするとともにＦＥＴ１及びＦＥＴ３をオン状態とする。
【００３１】
具体的には、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ４をオフ状態とするとともにＦＥＴ３及びＦＥＴ５をオン状態とする場合、補助電源１００の第１端子Ｔ１は、第１ライン４３の接続点Ｐ３と接続され、第１ライン４３及びＦＥＴ５を介して主電源６０と接続される。補助電源１００の第２端子Ｔ２は、第２ライン４４及びＦＥＴ３を介して駆動回路３０及びモータ２０と接続される。すなわち、補助電源１００は、主電源６０とモータ２０との間で、当該主電源６０に対して直列接続され、主電源６０のバッテリ電圧Ｖｂを昇圧する。これにより、モータ２０には、昇圧した主電源６０のバッテリ電圧Ｖｂに基づく電力が給電される。つまり、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ４をオフ状態とする場合の放電状態は、主電源６０のバッテリ電圧Ｖｂを昇圧する昇圧時の放電状態である。
【００３２】
また、ＦＥＴ２、ＦＥＴ４、ＦＥＴ５をオフ状態とするとともに、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３をオン状態とする場合、補助電源１００の第１端子Ｔ１は、接続点Ｐ１〜Ｐ３と接続されるとともに、ＦＥＴ１を介してグランドと接続される。また、補助電源１００の第２端子Ｔ２は、ＦＥＴ３を介して出力ポート４２と接続される。この場合、主電源６０がモータ２０から切り離される一方、補助電源１００がモータ２０と接続される。これにより、モータ２０には、補助電源１００の電力が給電される。つまり、ＦＥＴ２、ＦＥＴ４、ＦＥＴ５をオフ状態とするとともに、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３をオン状態とする場合の放電状態は、主電源６０の給電を補助電源１００がバックアップするバックアップ時の放電状態である。このようなバックアップ時の放電状態は、主電源６０及び入力ポート４１の間の断線や、主電源６０の劣化によるバッテリ電圧Ｖｂの低下等、主電源６０の失陥時の動作状態として切り替えられる。
【００３３】
次に、補助電源１００の電源性能について説明する。
補助電源１００の電源性能である最大の放電電圧は、ＥＰＳ１が最低限の機能を発揮するべくモータ２０が最低限の動作をするのに必要とされる電力を基準として設定されている。
【００３４】
本実施形態において、ＥＰＳ１が発揮するべき最低限の機能は、車両がある程度の速度である通常速度領域の速度で通常走行している場合に運転者のステアリング操作を補助する機能としている。これは、運転者の安全性を確保する観点において、運転者のステアリング操作を補助するなかで重要であるからである。なお、通常走行している場合とは、車両がグリップ走行している場合である。
【００３５】
なお、車両の停車時を含む車両が比較的に低い速度で低速走行している場合にも運転者のステアリング操作を補助することが好ましいが、運転者の安全性を確保する観点において、車両が通常走行している場合と比較して優先度が低いと考えられる。このため、本実施形態において、バックアップ時の放電状態のように、主電源６０の失陥時には、ＥＰＳ１が発揮するべき最低限の機能として車両が通常走行している場合の運転者のステアリング操作の補助を優先して確保するようにしている。
【００３６】
ここで、車両が低速走行している場合のステアリング操作である、所謂、据え切り操作では、車両が通常走行している場合のステアリング操作と比較して、転舵輪１６と路面との摩擦力が大きくなりステアリング操作に大きな力を要する。このため、車両が低速走行している場合には、車両が通常走行している場合と比べて、操舵補助力として操舵機構２に付与すべきモータトルクが大きくなる。つまり、車両が低速走行している場合には、操舵補助力を付与するためにモータ２０に給電すべき電力が大きくなる。
【００３７】
これにより、本実施形態において、車両が通常走行している場合の運転者のステアリング操作の補助の機能を最低限確保する際に用いられる電源となる補助電源１００の電源性能は、車両が低速走行している場合のステアリング操作の補助の機能も合わせて確保する際に用いられる電源となる主電源６０の電源性能と比較して低く設定されている。
【００３８】
具体的には、補助電源１００がモータ２０に給電する最大の供給電圧Ｖｍａｘは、上記モータ２０が最低限の動作をするのに必要とされる電力を給電するための最低の供給電圧を供給電圧Ｖｍｉｎとする場合、当該最低の供給電圧Ｖｍｉｎに対して、補助電源１００の給電時に生じるノイズを考慮した余剰電圧Ｖｓｕを加算したものとして設定される。そして、補助電源１００の最大の放電電圧は、最大の供給電圧Ｖｍａｘを上回るように設定されている。
【００３９】
例えば、最大の供給電圧Ｖｍａｘは、補助電源１００の最大の放電電圧の９０％となるように設定されている。すなわち、最低の供給電圧Ｖｍｉｎを９Ｖ、余剰電圧Ｖｓｕを０．７Ｖとする場合、最大の供給電圧Ｖｍａｘは９．７Ｖとなる。この場合、補助電源１００の最大の放電電圧は、１０．８Ｖ（９．７Ｖ／０.９）となる。つまり、キャパシタとしては、最大の放電電圧が３．６Ｖ（１０．８Ｖ／３）のセルを３つ採用することになる。
【００４０】
図３に、電子制御ユニット５０の処理手順についてバックアップ時の放電状態に動作状態を切り替える場合を中心に示す。図３に示す処理は、電子制御ユニット５０のメモリ５２に記憶されたプログラムを演算処理回路５１が所定周期で繰り返し実行することにより実現される。電子制御ユニット５０は、イグニッションスイッチのオンを契機とする制御開始からイグニッションのオフ後の制御終了までの間に以下の処理を実行する。なお、ここでは、制御開始時に主電源６０が失陥していないことを前提とする。
【００４１】
図３に示すように、電子制御ユニット５０は、バッテリ電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１）。閾値Ｖｔｈは、給電対象の仕様に基づき決定される電圧範囲の値に設定されている。閾値Ｖｔｈは、例えば電子制御ユニット５０の動作電圧が９〜１１Ｖなら、９Ｖと設定されている。
【００４２】
電子制御ユニット５０は、バッテリ電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ以上である場合（ステップＳ１のＮＯ）、主電源６０が失陥していないと判断し、主電源設定処理を実行する（ステップＳ２）。主電源設定処理は、モータ２０を動作させるために用いる電源を主電源６０に設定する処理である。この場合、電子制御ユニット５０は、補助電源１００の動作状態を保持状態あるいは充電状態あるいはブースト時の放電状態に切り替える。電子制御ユニット５０は、主電源設定処理の終了後、再びステップＳ１の処理に戻る。
【００４３】
電子制御ユニット５０は、バッテリ電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ未満である場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、主電源６０が失陥していると判断し、補助電源１００において、供給電圧Ｖｃが最低の供給電圧Ｖｍｉｎ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。供給電圧Ｖｃは、補助電源１００がモータ２０に実際に供給している供給電圧であり、補助電源１００における高電位側の接続点Ｐ４の電圧値である。
【００４４】
電子制御ユニット５０は、補助電源１００において、供給電圧Ｖｃが最低の供給電圧Ｖｍｉｎ未満である場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、補助電源１００によってモータ２０が最低限の動作をするのに必要とされる電力を給電できないと判断し、図３に示す処理を終了する。なお、この場合、補助電源１００をバックアップ時の動作状態に切り替えることができないため、所定のフェールセーフに係る処理を実行する。
【００４５】
電子制御ユニット５０は、補助電源１００において、供給電圧Ｖｃが最低の供給電圧Ｖｍｉｎ以上である場合（ステップＳ３のＮＯ）、補助電源１００によってモータ２０が最低限の動作をするのに必要とされる電力を給電できると判断し、補助電源設定処理を実行する（ステップＳ４）。補助電源設定処理は、モータ２０を動作させるために用いる電源を補助電源１００に設定する処理である。この場合、電子制御ユニット５０は、補助電源１００の動作状態をバックアップ時の放電状態に切り替える。
【００４６】
電子制御ユニット５０は、ステップＳ４の処理の終了後、補助電源１００において、残電力Ｗｒが電力閾値Ｗｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ５）。本実施形態では、補助電源１００における高電位側の接続点Ｐ４の電圧値を残電力Ｗｒとして用いるようにしている。なお、電力閾値Ｗｔｈは、補助電源１００における最大の供給電圧Ｖｍａｘと同値に設定されている。
【００４７】
電子制御ユニット５０は、補助電源１００において、残電力Ｗｒが電力閾値Ｗｔｈ以上である場合（ステップＳ５のＮＯ）、補助電源１００の残電力Ｗｒに余裕があると判断し、第１給電制御を実行する（ステップＳ６）。図４に示すように、第１給電制御では、補助電源１００における供給電圧Ｖｃを最大の供給電圧Ｖｍａｘとする。
【００４８】
電子制御ユニット５０は、補助電源１００において、残電力Ｗｒが電力閾値Ｗｔｈ未満である場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、補助電源１００の残電力Ｗｒに余裕がないと判断し、第２給電制御を実行する（ステップＳ７）。図４に示すように、第２給電制御では、補助電源１００における供給電圧Ｖｃを最大の供給電圧Ｖｍａｘを上限として、残電力Ｗｒが少なくなるほど小さい値とする。
【００４９】
本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）例えば、主電源６０のバッテリ電圧Ｖｂを１２Ｖとする場合、当該主電源６０と同等の電源性能の補助電源１００を用意しようとすると、当該補助電源１００を最大の放電電圧が３．６Ｖのキャパシタ４つで構成しなければいけなくなる。
【００５０】
これに対して、本実施形態では、主電源６０のバッテリ電圧Ｖｂを１２Ｖとする場合であっても、最低の供給電圧Ｖｍｉｎとして９Ｖの電源性能の補助電源１００を用意すればよいことから、当該補助電源１００を最大の放電電圧が３．６Ｖのキャパシタ３つで構成すればよくなる。
【００５１】
このため、本実施形態では、主電源６０が失陥した場合に主電源６０の給電をバックアップする際、補助電源１００の給電を通じてモータ２０の最低限の動作を確保することができる。つまり、主電源６０が失陥した場合に主電源６０をバックアップする際、補助電源１００の給電を通じて所望の機能を最大限に発揮させることができないものの少なくとも所望の最低限の機能を発揮させることができる。これにより、補助電源１００の電源性能である放電電圧を主電源６０の電源性能であるバッテリ電圧Ｖｂと同等としなくても、主電源６０が失陥した場合に主電源６０の給電をバックアップする際、モータ２０の所望の機能を発揮させることができるようになる。したがって、主電源６０の電源性能と同等の電源性能の補助電源１００を用意する必要がなくなり、補助電源１００の電源性能の高性能化を抑えることができる。
【００５２】
（２）上述のように、本実施形態では、主電源６０と同等の電源性能の補助電源１００を用意しようとする場合と比較して、補助電源１００を構成するキャパシタの数を減らすことができるようになり、補助電源装置４０の部品点数を削減したりコストを低減したりすることができる。この場合、補助電源１００を構成するキャパシタの数を減らすことに付随して、各キャパシタの放電電圧を調整する機能を有するバランス回路の数を減らすことができるようになる。
【００５３】
（３）補助電源１００は、モータ２０に対して最大の供給電圧Ｖｍａｘを給電する場合、当該給電時にノイズが生じたとしてもモータ２０の最低限の動作を確保することができる。つまり、主電源６０が失陥した場合に主電源６０の給電をバックアップする際、少なくとも所望の最低限の機能を発揮させることができる。
【００５４】
（４）補助電源１００において、残電力Ｗｒが電力閾値Ｗｔｈ未満である比較的に残電力Ｗｒが少ない場合には、供給電圧Ｖｃを残電力Ｗｒが少なくなるほど小さい値とすることで、補助電源１００がバックアップ時の放電状態をより長く維持することができる。
【００５５】
（５）車両が通常走行している場合に運転者のステアリング操作を補助するＥＰＳ１が発揮するべき最低限の機能を確保できるように補助電源１００の電源性能を設定しているので、補助電源１００の電源性能の高性能化を抑えたＥＰＳ１を実現することができる。
【００５６】
（６）本実施形態において、補助電源１００の放電電圧を最大の供給電圧Ｖｍａｘを上回るように設定しているため、最大の供給電圧Ｖｍａｘを維持したとしても補助電源１００がバックアップ時の放電状態をより長く維持することができる。
【００５７】
本実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・図３に示した処理手順では、ステップＳ５〜Ｓ７において残電力Ｗｒに基づいて補助電源１００の供給電圧Ｖｃを変化可能としたが、残電力Ｗｒの変化に対して供給電圧Ｖｃを一定としてもよいし、残電力Ｗｒが少なくなるほど小さい値とするようにしてもよい。この場合、ステップＳ５を削除できる。
【００５８】
・補助電源１００の放電電圧は、最大の供給電圧Ｖｍａｘを上回るように設定されたが、最大の供給電圧Ｖｍａｘと等しく設定されてもよい。
・補助電源１００の放電電圧は、最低の供給電圧Ｖｍｉｎに対してノイズを考慮した余剰電圧Ｖｓｕを加算したものとして設定されたが、最低の供給電圧Ｖｍｉｎ以上に設定されればよい。
【００５９】
・最大の供給電圧Ｖｍａｘが補助電源１００の最大の放電電圧の９０％となる例を示したが、最大の供給電圧Ｖｍａｘを補助電源１００の最大の放電電圧の９０％未満や９０％以上に変更してもよい。例えば、最大の供給電圧Ｖｍａｘが補助電源１００の最大の放電電圧の９０％未満となるように変更すると、最大の供給電圧Ｖｍａｘが補助電源１００の最大の放電電圧の９０％の場合と比べて、補助電源１００がバックアップ時の放電状態をより長く維持することができる。
【００６０】
・電子制御ユニット５０の最低の動作電圧が９Ｖである場合には各種の設定値を９Ｖに応じて設定したが、最低の動作電圧が８Ｖである場合には各種の設定値を８Ｖに応じて設定すればよい。
【００６１】
・電子制御ユニット５０は、主電源６０の失陥時に補助電源１００の動作状態をバックアップ時の放電状態に切り替えたが、主電源６０が失陥していない時にも補助電源１００の動作状態を主電源６０の失陥に先立って予備的にバックアップ時の放電状態に切り替えるようにしてもよい。
【００６２】
・上記実施形態において、補助電源１００を構成するキャパシタの数は、ＥＰＳ１が発揮するべき最低限の機能を確保するために必要な電源性能に応じて、例えば、２つや４つ以上等、適宜変更可能である。なお、補助電源１００を構成するキャパシタの数は、用いるキャパシタの最大の放電電圧に応じても変更される。
【００６３】
・補助電源１００は、一のキャパシタで構成されるものであってもよい。本変形例であっても、補助電源１００の電源性能については高性能化を抑えることができる。この場合、主電源６０と同等の電源性能の補助電源１００を用意しようとする場合と比較して、補助電源１００を構成するキャパシタの電源性能を低下させることができるようになり、補助電源装置４０のコストを低減することができる。また、補助電源１００を一のキャパシタで構成するので、複数のキャパシタの放電電圧を調整する機能を有するバランス回路自体が不要になる。
【００６４】
・本実施形態では、ＥＰＳ１が発揮するべき最低限の機能を確保できるように設定した補助電源１００の電源性能を最大の放電電圧としたが、補助電源１００の電源容量としてもよいし、補助電源１００の電流値としてもよい。
【００６５】
・本実施形態では、キャパシタ１０１，１０２，１０３としてリチウムイオンキャパシタを用いたが、これに限らない。すなわち、キャパシタ１０１，１０２，１０３は、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）であってもよいし、リチウムイオン電池や、鉛蓄電池であってもよい。
【００６６】
・スイッチング素子（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ５）の一部、あるいは全てをＭＯＳ−ＦＥＴ以外のスイッチング素子によって構成してもよい。ＭＯＳ−ＦＥＴ以外のスイッチング素子としては、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等が挙げられる。
【００６７】
・モータ２０は、３相ブラシレスモータに限らない。例えば、モータ２０は、ブラシ付きモータであってもよい。
・本実施形態では、補助電源装置４０を適用したＥＰＳ１は、ステアリング軸１２に減速機２１を介してモータ２０が連結されたＥＰＳとして構成したが、モータ２０が減速機２１を介してラック軸１４に連結されたＥＰＳとして構成してもよい。また、補助電源装置４０を適用したＥＰＳに限らず、補助電源装置４０を例えばステアバイワイヤ式のステアリング装置に適用してもよい。
【００６８】
・補助電源装置４０は、無停電電源装置に適用してもよいし、無人搬送車に搭載してもよいし、送架線に搭載してもよいし、産業機械に搭載してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、２０…モータ、４０…補助電源装置、４１…入力ポート、４２…出力ポート、４３…第１ライン、４４…第２ライン、５０…電子制御ユニット、６０…主電源、１００…補助電源、１０１，１０２，１０３…キャパシタ、Ｐ１〜Ｐ４…接続点、Ｔ１…第１端子、Ｔ２…第２端子、Ｖｂ…バッテリ電圧、Ｖｃ…供給電圧、Ｖｍａｘ…最大の供給電圧、Ｖｍｉｎ…最小の供給電圧、Ｖｓｕ…余剰電圧、Ｖｔｈ…閾値、Ｗｒ…残電力、Ｗｔｈ…電力閾値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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