JP2006115553A - Motor temperature estimating device in electric power steering system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用の電動パワーステアリング装置内に設けられた操舵アシスト用の電動モータの温度を推定する電動パワーステアリング装置における電動モータの温度推定装置に関する。 The present invention relates to a temperature estimation device for an electric motor in an electric power steering device that estimates the temperature of an electric motor for steering assist provided in an electric power steering device for a vehicle.
このような電動モータの時間的に変化する温度を推定するためには、電動モータの雰囲気温度に、電動モータによる発熱量および放熱量を考慮した温度変動分を加算して算出すべきである。しかし、電動モータの雰囲気温度を検出することは難しいので、従来、例えば下記特許文献1に示されているように、電動モータに流れる電流の2乗値に比例した電動モータの発熱量および電動モータの放熱量を考慮した温度変動分を初期温度に加算して、電動モータの作動時における電動モータの温度を推定するようにしている。この初期温度としては、外気温度が極めて高い最悪の温度条件下を想定した所定温度を採用している。そして、推定温度が、温度センサによって検出された電動モータを駆動制御するための電気回路を設けた回路基板上の温度よりも低く、かつ電動モータにおける単位時間当たりの発熱量が単位時間当たりの放熱量よりも小さくなったときには、前記温度センサによって検出された回路基板上の温度を、前記初期温度として設定するようにしている。
しかしながら、上記従来技術のように、初期温度に電動モータの温度変動分を加算して電動モータの温度を推定している状態では、初期温度は一定値に保たれる。したがって、この推定状態では、電動モータの近くに位置するエンジンなどの熱源装置の作動により電動モータの雰囲気温度が変化しても、この雰囲気温度の変化が全く考慮されないので、推定される温度は電動モータの実温度とはほど遠いものであり、電動モータの温度を精度よく推定することができない。また、上記従来技術に示されているように、初期温度を最悪の温度条件下を想定した所定温度に設定する場合には、推定温度が電動モータの実温度よりも低くなることを避けるために、所定温度が極めて高い温度に設定され、電動モータの実温度に比べて非常に高い温度が推定されることになり、推定温度が電動モータの実温度をさらに精度よく表さないという問題がある(図7の左側の温度参照)。その結果、この推定温度を電動モータの保護のための上限電流の制限に用いた場合、電動モータに流れる電流が過度に制限されるという問題があった。 However, in the state where the temperature of the electric motor is estimated by adding the temperature fluctuation of the electric motor to the initial temperature as in the above-described prior art, the initial temperature is maintained at a constant value. Therefore, in this estimated state, even if the atmospheric temperature of the electric motor changes due to the operation of a heat source device such as an engine located near the electric motor, the change in the atmospheric temperature is not considered at all. The actual temperature of the motor is far from the actual temperature, and the temperature of the electric motor cannot be accurately estimated. Further, as shown in the above prior art, when the initial temperature is set to a predetermined temperature assuming the worst temperature condition, in order to avoid the estimated temperature being lower than the actual temperature of the electric motor. The predetermined temperature is set to a very high temperature, and a very high temperature is estimated as compared with the actual temperature of the electric motor, and the estimated temperature does not represent the actual temperature of the electric motor more accurately. (See the temperature on the left side of FIG. 7). As a result, when this estimated temperature is used to limit the upper limit current for protecting the electric motor, there is a problem that the current flowing through the electric motor is excessively limited.
また、回路基板上に配置した温度センサによって検出された回路基板上の温度を初期温度として設定して電動モータの温度を推定している状態でも、初期温度は前述した条件の成立時にのみ変更されるので、電動モータの近くに位置するエンジンなどの熱源装置の作動時における回路基板の受熱による温度変化が考慮されず、電動モータの温度を精度よく推定することができない。さらに、この電動モータの温度推定では、電動モータの配置された雰囲気温度と回路基板の配置された雰囲気温度との差分値が全く考慮されていないので、推定温度が電動モータの実温度を精度よく表さない。すなわち、操舵用の電動モータは、耐熱強度の関係上、回路基板よりもエンジンの近くに配置されているのが通常である。そして、前記差分値は無視できるほど小さくはないので、推定温度が電動モータの実温度よりも低い温度を示すことがあり(図7の中央の温度参照)、この推定温度を電動モータの保護のために上限電流の制限に用いた場合には、電動モータの故障の原因にもなりかねない。 Even when the temperature on the circuit board detected by the temperature sensor arranged on the circuit board is set as the initial temperature and the temperature of the electric motor is estimated, the initial temperature is changed only when the above-mentioned condition is satisfied. Therefore, a temperature change due to heat reception of the circuit board during operation of a heat source device such as an engine located near the electric motor is not considered, and the temperature of the electric motor cannot be accurately estimated. Further, in this temperature estimation of the electric motor, the difference value between the atmosphere temperature where the electric motor is arranged and the atmosphere temperature where the circuit board is arranged is not taken into consideration at all, so the estimated temperature accurately determines the actual temperature of the electric motor. Not represented. That is, the steering electric motor is usually disposed closer to the engine than the circuit board in terms of heat resistance. Since the difference value is not small enough to be ignored, the estimated temperature may indicate a temperature lower than the actual temperature of the electric motor (see the temperature in the center of FIG. 7). Therefore, when used for limiting the upper limit current, it may cause a failure of the electric motor.
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、車両用の電動パワーステアリング装置内に設けられた操舵アシスト用の電動モータの温度を適切に推定するようにした電動モータの温度推定装置を提供することにある。 The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to appropriately estimate the temperature of a steering assist electric motor provided in an electric power steering apparatus for a vehicle. It is in providing the temperature estimation apparatus of this.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵アシスト用の電動モータを駆動制御するための電気回路を設けた回路基板上に設けられて回路基板上の温度を検出する温度センサと、電動モータに流れる電流を検出する電流センサと、温度センサによって検出された温度と電流センサによって検出された電流とを用いて電動モータの温度を推定する温度推定手段とを備えた電動パワーステアリング装置における電動モータの温度推定装置において、温度推定手段を、温度センサによって検出されている回路基板上の温度と、電動モータの雰囲気温度と回路基板の雰囲気温度との差を表す所定値と、電流センサによって検出された電流を用いて計算される電動モータの発熱量と電動モータの放熱量とを考慮した温度変動分とを所定時間ごとに合算して、時間変化する電動モータの温度を推定するように構成したことにある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is a temperature sensor that is provided on a circuit board provided with an electric circuit for driving and controlling a steering assist electric motor, and detects a temperature on the circuit board; An electric power steering apparatus comprising: a current sensor that detects a current flowing through an electric motor; and a temperature estimation unit that estimates a temperature of the electric motor using a temperature detected by the temperature sensor and a current detected by the current sensor. In the temperature estimation device for an electric motor, the temperature estimation means includes a temperature on the circuit board detected by the temperature sensor, a predetermined value representing a difference between the atmosphere temperature of the electric motor and the atmosphere temperature of the circuit board, and a current sensor. The amount of heat fluctuation of the electric motor calculated using the detected current and the amount of temperature fluctuation taking into account the amount of heat released from the electric motor are calculated at predetermined intervals. San, lies in that is configured to estimate the temperature of the electric motor varies with time.
より具体的には、この温度推定手段を、例えば、温度センサによって検出されている回路基板上の温度に、電動モータの雰囲気温度と回路基板の雰囲気温度との差を表す所定値を加えた温度をオフセット温度として所定時間ごとに計算する第1計算手段と、電流センサによって検出された電流を用いて計算される電動モータの発熱量と電動モータの放熱量とを考慮した温度変動分を所定時間ごとに計算して、同計算した温度変動分を前記計算したオフセット温度に加算する第2計算手段とで構成できる。 More specifically, for example, the temperature estimating means adds a predetermined value representing the difference between the ambient temperature of the electric motor and the ambient temperature of the circuit board to the temperature on the circuit board detected by the temperature sensor. Temperature fluctuations taking into account the amount of heat generated by the electric motor and the amount of heat released from the electric motor, calculated using the current detected by the current sensor, for a predetermined time. And a second calculation means for adding the calculated temperature fluctuation to the calculated offset temperature.
また、電動モータの発熱量は、例えば、電流センサによって検出された電流の2乗値に比例する値として計算される。また、電動モータの放熱量は、電動モータから外気中への自然放熱によるものである。さらに、電動モータの雰囲気温度と回路基板の雰囲気温度との差を表す所定値を、両雰囲気温度の差がいかなる状況下でも前記所定値を超えないような定数に予め設定するとよい。 The amount of heat generated by the electric motor is calculated as a value proportional to the square value of the current detected by the current sensor, for example. Further, the heat dissipation amount of the electric motor is due to natural heat dissipation from the electric motor into the outside air. Furthermore, the predetermined value representing the difference between the ambient temperature of the electric motor and the ambient temperature of the circuit board may be set in advance to a constant such that the difference between the ambient temperatures does not exceed the predetermined value under any circumstances.
上記のように構成した本発明においては、温度センサによって検出されている回路基板上の温度と、電動モータの雰囲気温度と回路基板の雰囲気温度との差を表す所定値と、電流センサによって検出された電流を用いて計算される電動モータの発熱量と電動モータの放熱量とを考慮した温度変動分とが所定時間ごとに合算されて、時間変化する電動モータの温度が推定される。この場合、所定時間ごとに合算される回路基板上の温度は、電動モータの近くに位置するエンジンなどの熱源装置の作動状態に応じて時間変化する回路基板の雰囲気温度を表している。したがって、前記合算による電動モータの温度中における回路基板上の温度と所定値との加算値(オフセット温度)は、電動モータの近くに位置するエンジンなどの熱源装置の作動状態に応じて時間変化する電動モータの雰囲気温度を良好に表す(図7の右側の温度参照)。そして、最終的な合算値には、電動モータの発熱量および放熱量が考慮されるので、時間変化する電動モータの温度が高精度で推定されることになる。 In the present invention configured as described above, the temperature on the circuit board detected by the temperature sensor, the predetermined value representing the difference between the ambient temperature of the electric motor and the ambient temperature of the circuit board, and the current sensor are detected. The temperature fluctuation considering the heat generation amount of the electric motor and the heat dissipation amount of the electric motor calculated using the currents are added every predetermined time, and the temperature of the electric motor changing with time is estimated. In this case, the temperature on the circuit board that is summed up every predetermined time represents the ambient temperature of the circuit board that changes with time according to the operating state of a heat source device such as an engine located near the electric motor. Therefore, the sum value (offset temperature) of the temperature on the circuit board and the predetermined value in the temperature of the electric motor by the summation changes with time according to the operating state of the heat source device such as an engine located near the electric motor. The atmospheric temperature of the electric motor is well expressed (see the temperature on the right side of FIG. 7). And since the calorific value and heat radiation amount of an electric motor are considered in the final total value, the temperature of the electric motor which changes with time is estimated with high accuracy.
一方、回路基板の温度は電気回路の作動状態にて検出されるので、温度センサによって検出される回路基板の温度は、電気回路による発熱分だけ回路基板の雰囲気温度よりも高くなる(図7の右側の温度参照)。したがって、この回路基板の検出温度に電動モータの雰囲気温度と回路基板の雰囲気温度との差を表す所定値を加えた温度は、電動モータの雰囲気温度よりも多少の余裕をもって高くなり、温度推定手段によって最終的に推定される電動モータの推定温度が、電動モータの実温度よりも低くなることはない(図7の中央と右側の温度参照)。その結果、本発明による推定温度を電動モータの保護のための上限電流の制限に用いた場合、電動モータに流れる電流が適切に制限されるようになる。 On the other hand, since the temperature of the circuit board is detected in the operating state of the electric circuit, the temperature of the circuit board detected by the temperature sensor is higher than the ambient temperature of the circuit board by the amount of heat generated by the electric circuit (FIG. 7). Refer to the temperature on the right). Therefore, the temperature obtained by adding a predetermined value representing the difference between the ambient temperature of the electric motor and the ambient temperature of the circuit board to the detected temperature of the circuit board becomes higher than the ambient temperature of the electric motor with a slight margin, and temperature estimation means Thus, the estimated temperature of the electric motor that is finally estimated does not become lower than the actual temperature of the electric motor (see the temperatures on the center and the right side of FIG. 7). As a result, when the estimated temperature according to the present invention is used to limit the upper limit current for protecting the electric motor, the current flowing through the electric motor is appropriately limited.
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図1は、本発明に係る車両用電動パワーステアリング装置の全体を概略的に示すとともに、同装置の車両に対する配置を概略的に示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an entire electric power steering apparatus for a vehicle according to the present invention, and schematically shows an arrangement of the apparatus with respect to a vehicle. ing.
この電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドル11に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト12を備えている。ステアリングシャフト12の下端は、ギヤボックス13内にてラックバー14に形成したラック歯と噛み合っているピニオンギヤを介して、ラックバー14に動力伝達可能に接続されている。ラックバー14の両端には左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されており、左右前輪FW1,FW2はステアリングシャフト12の軸線回りの回転に伴うラックバー14の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。ラックバー14には、操舵アシスト用の電動モータ15が組み付けられている。電動モータ15の回転は、減速器を構成するボールねじ機構16によって減速されるとともにラックバー14の直線運動に変換される。なお、ボールねじ機構16を用いるのに代えて、ダブルピニオン機構、ピニオンアシスト機構などの他の変換機構により、電動モータ15の回転をラックバー14の直線運動に変換するようにしてもよい。
This electric power steering apparatus includes a
ステアリングシャフト12には、操舵ハンドル11の回動操作によってステアリングシャフト12に作用する操舵トルクTrを検出する操舵トルクセンサ17が組み付けられている。なお、操舵トルクTrは、正負の値により操舵ハンドル11の右方向および左方向の操舵時の操舵トルクTrを表す。
A
また、この電動パワーステアリング装置の近傍には、エンジン装置20および回路基板30が配置されている。エンジン装置20は、エンジンを含み、その作動により車両に駆動力を与える。回路基板30は、電動モータ15の作動を制御するための電気回路装置を構成する電気回路部品を装着させているもので、特に、回路基板30上の温度を電気的に検出するためのサーミスタなどによって構成された温度センサ31を装着させている。回路基板30は、耐熱強度の関係から、一般的に電動モータ15に比べてエンジン装置20から遠い位置に配置されている。このことは、特に、エンジン装置20の発熱による回路基板30の温度上昇への影響が、エンジン装置20の発熱による電動モータ15の温度上昇への影響に比べて小さいことを意味する。
An
次に、回路基板30に装着された電気回路部品により構成される電気回路装置について説明する。この電気回路装置は、図2に示すように、電子制御ユニット32および駆動回路33を備えている。電子制御ユニット32は、CPU,ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、図3のモータ温度演算プログラムおよび図4のアシスト制御プログラムを実行することにより、電動モータ15の温度を推定するとともに、同推定温度を制限用信号として用いながら電動モータ15を駆動制御する。この電子制御ユニット32には、前述した操舵トルクセンサ17および温度センサ31に加えて、車速センサ41および電流センサ34も接続されている。
Next, an electric circuit device constituted by electric circuit components mounted on the
車速センサ41は、左右前輪FW1,FW2を含む4輪の各車輪速を検出する車輪速センサおよびこれらの検出車輪速を演算処理する演算回路からなり、車速Vを表す信号を出力する。なお、図1においては、この車速センサ41を左前輪FW1,FW2の近傍に代表して示してある。また、車速センサ41は、図示しない変速機の出力軸の回転速度から車速Vを導くものでもよい。電流センサ34は、駆動回路33内に設けられて、電動モータ15に流れる電流に比例した電圧値を出力する抵抗で構成されている。駆動回路33は、電子制御ユニット32にて計算された駆動電流(アシスト電流)を電動モータ15に流す。
The
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット32は、イグニッションスイッチの投入により、図3のモータ温度演算プログラムおよび図4のアシスト制御プログラムを所定の短時間(例えば、80ミリ秒)ごとに繰り返し実行し始める。モータ温度演算プログラムの実行はステップS10にて開始され、ステップS11にて温度センサ31によって検出された基板温度Tbを入力し、ステップS12にて前記入力した基板温度Tbに雰囲気温度差αを加算してオフセット温度Toffを計算する。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. The
ここで、オフセット温度Toffを計算するための雰囲気温度差αについて説明しておく。この雰囲気温度差αは、電動モータ15が回路基板30に比べてエンジン装置20の近くに位置するために、電動モータ15の雰囲気温度が回路基板30の雰囲気温度よりも高く、それらの温度差を表すものである。この雰囲気温度差αの決定に関しては、上記のように構成した車両を種々の環境下において、電動モータ15と回路基板30とが位置する雰囲気温度をそれぞれ測定し、これらの測定温度の差を表すデータを収集する。そして、測定温度の差の最大値をαとする。したがって、図7の中央および右側のモータ温度に示すように、雰囲気温度差αは、必ず種々の状況下における電動モータ15と回路基板30の位置する現実の雰囲気温度差以上の値である。
Here, the atmospheric temperature difference α for calculating the offset temperature Toff will be described. Since the
前記ステップS12の処理後、電子制御ユニット32は、ステップS13にて、下記式1の演算の実行により電動モータ15の今回モータ温度変動分dTmを計算する。
dTm=a・dTm-1+β・(1−a)・Im2 …式1
前記式1において、今回モータ温度変動分dTmは、今回のモータ温度演算プログラムの実行によって計算された電動モータ15の温度変動分を表す。前回モータ温度変動分dTm-1は、前回のモータ温度演算プログラムの実行によって計算された電動モータ15の温度変動分であり、初期には所定値(例えば、「0」)に設定されている。値aは、「0」よりも大きく「1」よりも小さな予め決められた定数である。値βは、モータ電流の2乗値Im2のための予め定められた温度変換係数である。
After the process of step S12, the
dTm = a · dTm-1 + β · (1-a) · Im 2 ...
In
そして、前記式1中の第1項a・dTm-1は、前回モータ温度変動分dTm-1が大きくなるに従って大きくなるとともに、前回モータ温度変動分dTm-1が小さくなるに従って小さくなるもので、電動モータ15の外気中への自然放熱を考慮して前回モータ温度変動分dTm-1が今回モータ温度変動分dTmに与える影響を表す項である。また、前記式1中の第2項β・(1−a)・Im2は、電動モータ15にモータ電流Imを流したことによる発熱量を表す項である。
The first term a · dTm−1 in
なお、前記式1においては、第1項a・dTm-1および第2項β・(1−a)・Im2の両係数a,(1−a)は独立した値ではないが、これを下記式2に示すように独立した係数を用いてもよい。
dTm=a・dTm-1+β・b・Im2 …式2
この場合も、係数a,bは、共に「0」より大きく「1」より小さな値である。また、第1項a・dTm-1に関しては、電動モータ15の雰囲気温度を考慮して前回モータ温度変動分dTm-1が今回モータ温度変動分dTmに与える影響を表す値を計算するようにしてもよい。
In
dTm = a · dTm−1 + β · b · Im 2 Equation 2
In this case, the coefficients a and b are both larger than “0” and smaller than “1”. For the first term a · dTm−1, a value representing the influence of the previous motor temperature fluctuation dTm−1 on the current motor temperature fluctuation dTm is calculated in consideration of the ambient temperature of the
前記ステップS13の処理後、電子制御ユニット32は、ステップS14にて、下記式3に示すように、前記計算したオフセット温度Toffと今回モータ温度変動分dTmとを加算することにより、現在モータ温度Tmを計算する。
Tm=dTm+Toff …式3
そして、この現在モータ温度Tmは、前記放熱および発熱によって時間変化する電動モータ15の現在の温度を表している。したがって、現在モータ温度Tmは所定の短時間ごとに順次計算されることになる。
After the process of step S13, the
Tm = dTm + Toff Formula 3
The current motor temperature Tm represents the current temperature of the
前記現在モータ温度Tmの計算後、電子制御ユニット32は、ステップS15にて、次回のステップS13の演算処理のために、今回計算した今回モータ温度変動分dTmを前回モータ温度変動分dTm-1として設定しておく。そして、電子制御ユニット32は、ステップS16にてこのモータ温度演算プログラムの実行を一旦終了する。
After calculating the current motor temperature Tm, in step S15, the
また、電子制御ユニット32は、図3のモータ温度演算プログラムの実行に並行して、図4のアシスト制御プログラムの実行を所定の短時間ごとに繰り返し実行している。このアシスト制御プログラムの実行はステップS20にて開始され、電子制御ユニット32は、ステップS21にて、操舵トルクセンサ17および車速センサ41から、操舵トルクTrおよび車速Vをそれぞれ入力する。
Further, the
次に、電子制御ユニット32は、ステップS22にて、ROM内に設けられているアシストトルクテーブルを参照して、操舵トルクTrおよび車速Vに応じて変化するアシストトルクTasを計算する。このアシストトルクテーブルは、図5に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、操舵トルクTrの増加に従って増加する複数のアシストトルクTasを記憶している。このアシストトルクTasは、同一の操舵トルクTrに対して、車速Vが低いほど大きい。なお、このアシストトルクテーブルを利用するのに代えて、操舵トルクTrおよび車速Vに応じて変化するアシストトルクTrを関数により予め定義しておき、同関数を利用してアシストトルクTasを計算するようにしてもよい。さらに、本実施形態では、簡単化のためにアシストトルクTasを操舵トルクTrおよび車速Vのみにより決定するようにしたが、慣性補償、ダンパー補償などの各種補償演算による補償項を前記アシストトルクTasに加味するようにしてもよい。このアシストトルクTrの計算後、電子制御ユニット32は、ステップS23にて、アシストトルクTrに予め決められた係数kを乗算して、アシスト電流指令値Ias(=k・Tas)を計算する。
Next, in step S22, the
次に、電子制御ユニット32は、ステップS24にて、ROM内に設けられている電流制限値テーブルを参照して、前記モータ温度演算プログラムによって計算された現在モータ温度Tmに応じて変化する電流制限値Ilimを計算する。この電流制限値テーブルは、図6に示すように、モータ温度Tmがある程度低い領域では、モータ温度Tmの増加に従って徐々に減少する電流制限値Ilimを記憶している。そして、モータ温度Tmが所定温度以上になると、この電流制限値Ilimは「0」となる。なお、この電流制限値テーブルを利用するのに代えて、モータ温度Tmに応じて変化する電流制限値Ilimを関数により予め定義しておき、同関数を利用して電流制限値Ilimを計算するようにしてもよい。
Next, in step S24, the
次に、電子制御ユニット32は、ステップS25,S26の処理により、この計算した電流制限値Ilimを用いて前記ステップS23にて計算したアシスト電流指令値Iasの絶対値|Ias|を電流制限値Ilim以下に制限する。すなわち、アシスト電流指令値Iasの絶対値|Ias|が電流制限値Ilim以下であれば、ステップS25にて「Yes」と判定して、アシスト電流指令値Iasを変更することなく、プログラムをステップS27に進める。一方、アシスト電流指令値Iasの絶対値|Ias|が電流制限値Ilimよりも大きければ、ステップS25にて「No」と判定して、ステップS26にてアシスト電流指令値Iasを下記式4の演算の実行によって変更して、プログラムをステップS27に進める。
Ias=sign(Ias)・Ilim …式4
前記式4中のsign(Ias)は、アシスト電流指令値Iasが正であるとき「1」となり、負であるとき「−1」となり、「0」のとき「0」となる関数を表している。この式4の演算の実行により、アシスト電流指令値Iasは、その絶対値が電流制限値Ilimに等しく、かつ正負の符号が元のアシスト電流指令値Iasに等しい値に変更される。
Next, the
Ias = sign (Ias) · Ilim (Formula 4)
The sign (Ias) in the equation 4 represents a function that is “1” when the assist current command value Ias is positive, “−1” when it is negative, and “0” when it is “0”. Yes. By executing the calculation of Expression 4, the assist current command value Ias is changed to a value whose absolute value is equal to the current limit value Ilim and whose sign is equal to the original assist current command value Ias.
ステップS27においては、電子制御ユニット32は、駆動回路33を制御して、電動モータ15に前記制限処理の施されたアシスト電流指令値Iasに等しい電流を流し、ステップS28にてこのアシスト制御プログラムの実行を一旦終了する。したがって、電動モータ15の温度(すなわちモータ温度Tm)が低く、アシスト電流指令値IasがステップS25,S26の処理によって制限されない状況では、電動モータ15は、前記計算したアシストトルクTasに対応したアシスト電流により駆動制御されて、同アシストトルクTasに等しい回転トルクを発生する。これにより、運転者による操舵ハンドル11の回動操作に対して適度なアシストトルクが付与される。また、電動モータ15の温度(すなわち現在モータ温度Tm)が高く、アシスト電流指令値IasがステップS25,S26の処理によって制限される状況では、電動モータ15は、電流制限値Ilimに絶対値の等しいアシスト電流により駆動制御されるので、電動モータ15の温度上昇が抑えられて同電動モータ15が保護される。
In step S27, the
上記作動説からも理解できるように、上記実施形態においては、上記所定時間ごとに実行される図3のモータ温度演算プログラムにおけるステップS11,S12の処理により、測定された基板温度Tbに雰囲気温度差αが加算されて、時間変化する電動モータ15のオフセット温度Toffが計算される。このオフセット温度Toffの計算においては、エンジン装置20の作動状態に応じて時間変化する測定基板温度Tbに、回路基板30と電動モータ15との雰囲気温度差αが加算されるので、エンジン装置20の作動状態に応じて時間変化する電動モータ15の雰囲気温度(オフセット温度Toff)が良好に推定されることになる(図7の右側の温度参照)。
As can be understood from the above operation theory, in the above embodiment, the difference between the ambient temperature and the measured substrate temperature Tb is determined by the processing of steps S11 and S12 in the motor temperature calculation program of FIG. 3 executed every predetermined time. α is added to calculate the offset temperature Toff of the
また、図3のステップS13の所定時間ごとの繰り返し処理により、電動モータ15の放熱および発熱を考慮して、時間変化する電動モータ15の今回モータ温度変動分dTmが計算される。そして、ステップS14の処理により、前記オフセット温度Toffに、この今回モータ温度変動分dTmが加算されて現在モータ温度Tmが計算されるので、エンジン装置20の作動状態に応じて時間変化する電動モータ15の温度が高精度で推定されることになる。
Further, the current motor temperature variation dTm of the
また、基板温度Tbは電気回路の作動時に検出されるので、温度センサ31によって検出される回路基板30の温度は、電気回路による発熱分だけ回路基板30の雰囲気温度よりも高くなる(図7の右側の温度参照)。そして、この測定した基板温度Tbに、種々の環境下における実験によって決定された最大の雰囲気温度差αを加えてオフセット温度Toffとしたので、オフセット温度Toffは、電動モータ15の雰囲気温度よりも多少の余裕をもって高くなり、演算によって推定されたモータ温度Tmは電動モータ15の実温度よりも低くなることはない(図7の中央と右側の温度参照)。したがって、このモータ温度Tmを用いた電動モータ15に流れる電流の制限処理により、電動モータ15が適切に保護されるようになる。
Further, since the substrate temperature Tb is detected when the electric circuit is operated, the temperature of the
さらに、本発明は上記実施形態およびその変形例に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and various modifications can be employed within the scope of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、操舵アシスト用の電動モータ15をラックバー14に組み付けるようにした。しかし、これに代えて、操舵アシスト用の電動モータをステアリングシャフト12に組み付けて、電動モータがステアリングシャフト12を軸線周りに回転駆動するようにしてもよい。この場合も、電動モータの回転を減速器を介してステアリングシャフト12に伝達するようにするとよい。
For example, in the above embodiment, the steering assist
また、上記実施形態においては、操舵ハンドル11として回動操作されるものを採用した。しかし、この操舵ハンドル11に代えて、例えばジョイスティックなどのように直線的な操作により左右前輪FW1,FW2を操舵させる操舵ハンドルを利用した車両の操舵装置にも本発明は適用される。この場合、電動モータは、その回転により、ジョイスティックの直線的な操舵操作をアシストする。
In the embodiment, the steering handle 11 that is rotated is adopted. However, the present invention is also applied to a vehicle steering apparatus using a steering handle for steering the left and right front wheels FW1 and FW2 by a linear operation such as a joystick instead of the
さらに、上記実施形態においては、本発明をエンジン装置のみを搭載した車両に適用したが、本発明はハイブリッド車両にも適用できる。例えば、エンジン−電動機システム、エンジン−フライホイールシステム、電動機−フライホイールシステム、ガスタービン−フライホイールシステムなどのハイブリッド車両にも適用できる。 Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a vehicle equipped with only an engine device, but the present invention can also be applied to a hybrid vehicle. For example, the present invention can also be applied to hybrid vehicles such as an engine-electric motor system, an engine-flywheel system, an electric motor-flywheel system, and a gas turbine-flywheel system.
11…操舵ハンドル、12…ステアリングシャフト、14…ラックバー、15…電動モータ、17…操舵トルクセンサ、20…エンジン装置、30…回路基板、31…温度センサ、32…電子制御ユニット、33…駆動回路、34…電流センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電動モータに流れる電流を検出する電流センサと、
前記温度センサによって検出された温度と前記電流センサによって検出された電流とを用いて前記電動モータの温度を推定する温度推定手段とを備えた電動パワーステアリング装置における電動モータの温度推定装置において、
前記温度推定手段を、
前記温度センサによって検出されている回路基板上の温度と、電動モータの雰囲気温度と前記回路基板の雰囲気温度との差を表す所定値と、前記電流センサによって検出された電流を用いて計算される電動モータの発熱量と前記電動モータの放熱量とを考慮した温度変動分とを所定時間ごとに合算して、時間変化する電動モータの温度を推定するように構成した電動パワーステアリング装置における電動モータの温度推定装置。 A temperature sensor provided on a circuit board provided with an electric circuit for driving and controlling a steering assist electric motor, and detecting a temperature on the circuit board;
A current sensor for detecting a current flowing through the electric motor;
In the temperature estimation device for an electric motor in an electric power steering apparatus comprising temperature estimation means for estimating the temperature of the electric motor using the temperature detected by the temperature sensor and the current detected by the current sensor,
The temperature estimating means;
Calculated using the temperature on the circuit board detected by the temperature sensor, a predetermined value representing the difference between the ambient temperature of the electric motor and the ambient temperature of the circuit board, and the current detected by the current sensor. An electric motor in an electric power steering apparatus configured to estimate a temperature of an electric motor that changes with time by adding a temperature fluctuation amount considering a heat generation amount of the electric motor and a heat dissipation amount of the electric motor every predetermined time Temperature estimation device.
The predetermined value representing the difference between the ambient temperature of the electric motor and the ambient temperature of the circuit board is a constant set in advance so that the difference between the ambient temperatures does not exceed the predetermined value under any circumstances. Or the temperature estimation apparatus of the electric motor in the electric power steering apparatus of Claim 2.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008035583A (en) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Honda Motor Co Ltd | Motor protection device |
JP2008230540A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Showa Corp | Electric power steering device |
JP2009001279A (en) * | 2008-10-06 | 2009-01-08 | Toyota Motor Corp | Vehicular steering control device |
WO2015002155A1 (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | 日産自動車株式会社 | Magnet-temperature estimation device and magnet-temperature estimation method |
CN110598356A (en) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 上海拿森汽车电子有限公司 | Mechanical shell temperature estimation method and device of electric power-assisted system and vehicle |
-
2004
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008035583A (en) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Honda Motor Co Ltd | Motor protection device |
JP4683491B2 (en) * | 2006-07-26 | 2011-05-18 | 本田技研工業株式会社 | Motor protection device |
JP2008230540A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Showa Corp | Electric power steering device |
JP2009001279A (en) * | 2008-10-06 | 2009-01-08 | Toyota Motor Corp | Vehicular steering control device |
JP4715899B2 (en) * | 2008-10-06 | 2011-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle steering control device |
WO2015002155A1 (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | 日産自動車株式会社 | Magnet-temperature estimation device and magnet-temperature estimation method |
CN110598356A (en) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 上海拿森汽车电子有限公司 | Mechanical shell temperature estimation method and device of electric power-assisted system and vehicle |
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