JP4027182B2

JP4027182B2 - Control method of electric power steering apparatus

Info

Publication number: JP4027182B2
Application number: JP2002242514A
Authority: JP
Inventors: 晃治笹嶋; 博貴片山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004082757A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置の制御方法に関し、特に、モータの回転力をステアリング系に直接作用させて、運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、ステアリング系にモータを備え、モータから供給する動力を、制御装置を用いて制御することにより、運転者の操舵力を軽減するものである。
【０００３】
電動パワーステアリング装置では、操舵の仕方によってはスイッチング素子を介してモータに大電流が連続して流れ、抵抗損失による発熱でスイッチング素子やモータの破損が発生する可能性が高かった。そこで、そのような発熱によるスイッチング素子やモータの破損を回避するために、電動パワーステアリング装置のスイッチング素子とモータの各温度を検出して、電流値を制限するものが特開平２−９２７８１号公報に開示されている。
【０００４】
特開平２−９２７８１号公報に開示された電動パワーステアリング装置によれば、ハンドルの操作によりステアリングに加えられる操舵トルクを変位に変換して右方向または左方向の操舵トルク信号に変換するトルクセンサと、上記ステアリングにアシストトルクを付与するモータと、このモータの温度を検出する第１の温度センサと、上記操舵トルク信号の大きさと方向に応じて上記モータに駆動電流を供給する半導体パワースイッチング素子とこの半導体パワースイッチング素子の温度を検出する第２の温度センサとを有し、さらに上記第１の温度センサと第２の温度センサの少なくとも一方で上記モータに流れる最大制限電流値を減少するように制御するコントロールユニットを備えたことを特徴としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術ではモータの温度やスイッチング素子の温度は温度センサによって検出しており、また、リレー、コネクタ、コンデンサの温度も検出しようとすると、各々の箇所に温度センサを配置しなければならず、センサの数が多くなってしまうという問題点がある。さらに、温度センサは、各電子部品あるいはモータの近くに配置するようにするが、各電子部品あるいはモータと密着しているわけではないため、各電子部品あるいはモータに流れる電流により発生するジュール熱によって生じる温度変化は、電流が流れている部分から温度センサの位置まで熱伝導によって伝わることにより温度が変化するので、実際の各電子部品あるいはモータの温度の検出が遅れ、実際の各電子部品あるいはモータの温度と温度センサによって検出される温度との食い違いが生じてしまうという問題点がある。また、従来技術では温度センサが故障しているかどうかの判断はされていないという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、モータの温度を正確に推定し、温度センサの故障も検知することができる電動パワーステアリング装置の制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御方法は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００８】
第１の電動パワーステアリング装置の制御方法（請求項１に対応）は、電動パワーステアリング装置の制御部に温度センサとモータ電流検出部を設け、モータ電流検出部で検出されたモータ電流から制御部の温度を推定し、その制御部の推定温度と温度センサが検出する温度に基づいて電動パワーステアリング装置のモータへ流すモータ電流の目標電流を制限するとともに、推定温度が上昇しているときのみ、推定温度に基づいて算出された推定の温度上昇量と、温度センサから検出されたスタート温度と現在温度とから算出された実際の温度上昇量とを比較することにより温度センサの故障を検知することで特徴づけられる。
【０００９】
第１の電動パワーステアリング装置の制御方法によれば、電動パワーステアリング装置の制御部に温度センサとモータ電流検出部を設け、モータ電流検出部で検出されたモータ電流から制御部の温度を推定したので、センサの数を少なくすることができる。また、モータ電流検出部によって検出されるモータ電流から直接温度を推定するので、制御部の温度と温度センサによって検出される温度との食い違いが生じてしまうということがなくなる。さらに、その制御部の推定温度と温度センサが検出する温度に基づいて電動パワーステアリング装置のモータへ流すモータ電流の目標電流を制限するとともに、推定温度が上昇しているときのみ、推定温度に基づいて算出された推定の温度上昇量と、温度センサから検出されたスタート温度と現在温度とから算出された実際の温度上昇量とを比較することにより温度センサの故障を検知するため、温度センサが故障しているかどうかの判断を正確にすることができる。
【００１０】
第２の電動パワーステアリング装置の制御方法（請求項２に対応）は、電動パワーステアリング装置の制御部に温度センサとモータ電流検出部を設け、モータ電流検出部で検出されたモータ電流から制御部の温度を推定し、その制御部の推定温度と温度センサが検出する温度に基づいて電動パワーステアリング装置のモータへ流すモータ電流の目標電流を制限するとともに、推定温度はスタート温度とスタート温度からの温度上昇値の和によって求められ、スタート温度は、推定温度が下降しているときに温度センサにより得られた検出温度と一致するようにリセットされるようにしたことで特徴づけられる。
【００１１】
第２の電動パワーステアリング装置の制御方法によれば、電動パワーステアリング装置の制御部に温度センサとモータ電流検出部を設け、モータ電流検出部で検出されたモータ電流から制御部の温度を推定し、その制御部の推定温度と温度センサが検出する温度に基づいて電動パワーステアリング装置のモータへ流すモータ電流の目標電流を制限するとともに、推定温度はスタート温度とスタート温度からの温度上昇値の和によって求められ、スタート温度は、推定温度が下降しているときに温度センサにより得られた検出温度と一致するようにリセットされるようにしたため、温度が上下動しても、推定温度と温度センサの値との差が蓄積されていくことがなくなるので、常に温度を正確に推定することができる。
【００１２】
第３の電動パワーステアリング装置の制御方法（請求項３に対応）は、上記の方法において、好ましくは温度センサはヒートシンク部と基板とにそれぞれ設けられたことで特徴づけられる。
【００１３】
第３の電動パワーステアリング装置の制御方法によれば、温度センサはヒートシンク部と基板とにそれぞれ設けられたため、より正確に制御部の温度を検知することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の模式構造図である。電動パワーステアリング装置１０では、ステアリング・ホイール（ハンドル）１１に一体的に設けられたステアリング軸１２に、自在継手１３ａ，１３ｂを有する連結軸１３を介して、ラック・ピニオン機構１５のピニオン１５ａに連結されることによって、手動操舵トルク発生機構１６が構成されている。
【００１６】
ピニオン１５ａに噛み合うラック歯１７ａを有し、これらの噛み合いにより軸方向に変換されて往復動するラック軸１７は、その両端にタイロッド１８を介して転動軸としての左右の前輪１９に連結されている。運転者は、ハンドル１１を操作することにより、手動操舵トルク発生機構１６と通常のラック・ピニオン式のステアリング装置を介して、前輪を揺動させて車両の向きを変えることができる。
【００１７】
この手動操舵トルク発生機構１６によって発生する操舵トルクを軽減するために、アシストトルク（操舵補助トルク）を供給するモータ２０が例えばラック軸１７と同軸的に配設され、ラック軸１７にほぼ平行に設けられたボールねじ機構２１を介してモータ２０からの回転運動により供給されるアシストトルクが直進運動のための力に変換され、ラック軸１７に作用する。
【００１８】
モータ２０のロータには、駆動側ヘリカルギヤ２０ａが一体的に設けられている。このヘリカルギヤ２０ａは、ボールねじ機構２１のねじ軸２１ａの軸端に一体的に設けられたヘリカルギヤ２１ｂと噛み合っている。また、ボールねじ機構２１のナットは、ラック軸１７に連結されている。
【００１９】
図２は、電動パワーステアリング装置の制御装置を示す図である。図１において、図示しないステアリングギヤボックス内には、ピニオン１５ａに作用する手動操舵トルクＴを検出する手動操舵トルク検出部２２が設けられる。この手動操舵トルク検出部２２は、検出した手動操舵トルクＴを手動操舵トルク検出信号Ｔｄに変換し、その変換された手動操舵トルク検出信号Ｔｄを制御装置２４へ入力する。また、車両には車速に対応した車速信号ｖを検出する車速センサ２３も設けられており、車速信号ｖを制御装置２４に入力する。
【００２０】
さらに、電動パワーステアリング装置１０には図２で示すようにモータ電流検出部２５が設けられている。このモータ電流検出部２５は、モータ２０に対して直列に接続された抵抗等を備え、モータ２０に実際に流れるモータ電流ＩＭの大きさおよび方向を検出する。そして、モータ電流検出部２５は、モータ電流ＩＭに対応したモータ電流信号Ｉｍを制御装置２４に入力する。
【００２１】
さらに、電動パワーステアリング装置１０には、図２で示すようにモータ電圧検出部２６が設けられている。モータ電圧検出部２６は、モータ２０の両端の電圧を各々検出し、モータ２０に実際に印加されているモータ電圧ＶＭの大きさおよび方向を検出する。そして、モータ電圧検出部２６は、モータ電圧ＶＭに対応したモータ電圧信号Ｖｍを制御装置２４に入力する。
【００２２】
また、電動パワーステアリング装置１０の制御装置２４には、２つの温度センサ２７，２８を設けている。図３に、温度センサの取り付け位置を示す。第１の温度センサ２７は、制御部３０が設けられた基板３１上に設け、表面実装部品で半田付けしたものである。第２の温度センサ２８は、ヒートシンク３２上に設け、熱を伝えるために金属の金具等で温度センサ２８を固定し、さらにヒートシンク３２にネジ等で取り付ける。このように、第１の温度センサ２７と第２の温度センサ２８の２つの温度センサを設けることにより、より精度よく温度センサの故障検知を行うことができる。第１の温度センサ２７は、基板３１の温度に対応する信号を電圧信号ＶＴ１とし出力し、その電圧信号を制御装置２４に入力する。また、第２の温度センサ２８は、ヒートシンク３２の温度に対応する信号を電圧信号ＶＴ２とし出力し、その電圧信号ＶＴ２を制御装置２４に入力する。
【００２３】
なお、発熱部の温度検出部に対する自己診断は、同一箇所に２つの温度センサを設置して行うのが望ましい。しかしながら、同一箇所に２つの温度センサを設置するためにはネジ等による締結が必要である。そのため、ヒートシンク部に２つの温度センサを取り付けるのは実用的ではない。それに対して、ヒートシンク部に１つの温度センサを設置し、診断用の補助センサとしての温度センサを基板上に設置する場合は、温度検出には多少不適であるが取付は簡単である。基板上に設置された温度センサはヒートシンクに設置された温度センサの故障検知のための付加条件として使用するものであるため精度は要求されない。このように、本実施形態では、２つの温度センサを有効に配置している。
【００２４】
制御装置２４は、手動操舵トルク検出部２２、車速センサ２３、モータ電流検出部２５、モータ電圧検出部２６、第１の温度センサ２７、第２の温度センサ２８の各検出信号Ｔｄ、ｖ、Ｉｍ、Ｖｍ、ＶＴ１、ＶＴ２が入力される。そして、制御装置２４は、これらの検出信号Ｔｄ、ｖ、Ｉｍ、Ｖｍ、ＶＴ１、ＶＴ２に基づいてモータ２０に流すモータ電流ＩＭの大きさおよび方向を決定し、モータの運転を行って、モータの出力する動力（操舵補助トルク）を制御する。
【００２５】
制御装置２４は、手動操舵トルク検出部２２、車速センサ２３、モータ電流検出部２５、モータ電圧検出部２６、第１の温度センサ２７、第２の温度センサ２８等からの検出信号がアナログ信号として入力されるので、図示しないＡ／Ｄ変換部によりアナログ信号をディジタル信号に変換し、各ＣＰＵに取り込んでいる。
【００２６】
制御装置２４は、目標電流決定部２９と、制御部３０とを備える。目標電流決定部２９は、手動操舵トルク検出信号Ｔｄ、車速信号ｖ、モータ電流信号Ｉｍ、モータ電圧信号Ｖｍに基づいて目標補助トルクを決定し、目標補助トルクをモータ２０から供給するために必要となる目標電流信号ＩＴを出力する。そのとき、第１の温度センサ２７からの電圧信号ＶＴ１と第２の温度センサ２８からの電圧信号ＶＴ２とモータ電流信号Ｉｍから得られる推定温度信号Ｔｍｃにより出力が制限された目標電流信号ＩＴを出力する。
【００２７】
図４は、目標電流決定部２９のブロック構成図である。目標電流決定部２９は、主に、モータ回転速度算出部３３、ベース電流算出部３４、イナーシャ補償電流算出部３５、ダンパー補償電流算出部３６、イナーシャ補償部３７、ダンパー補償部３８、目標電流最終決定部３９とローパスフィルタ４０と位相補償部４１とハイパスフィルタ４２と温度推定部４３と出力制限部４４から構成される。
【００２８】
モータ回転速度算出部３３は、モータ電流検出部２５からのモータ電流信号Ｉｍおよびモータ電圧検出部２６からのモータ電圧信号Ｖｍが入力され、ダンパー補償電流算出部３６にモータ回転速度信号Ｎｍを出力する。
【００２９】
ベース電流算出部３４は、手動操舵トルク検出部２２からの操舵トルク信号Ｔｄをローパスフィルタ４０を通して、位相補償部４１により位相補償された操舵トルク信号Ｔｓおよび車速センサ２３からの車速信号Ｖが入力され、イナーシャ補償部３７に目標電流信号ＩＭＳを出力する。ベース電流算出部３４は、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルク信号Ｔｓおよび車速信号Ｖと目標電流信号ＩＭＳとの対応するデータに基づいて、操舵トルク信号Ｔｓおよび車速信号Ｖをアドレスとして対応する目標電流信号ＩＭＳを読み出す。なお、目標電流信号ＩＭＳは、モータ２０に流す目標のモータ電流を設定する上で基準となる電流の情報を含む信号である。
【００３０】
イナーシャ補償電流算出部３５は、モータおよびシステムの慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するためのイナーシャ補償電流算出処理を行うためのものであり、手動操舵トルク検出部２２からの操舵トルク信号Ｔｄをローパスフィルタ４０を通した信号Ｔｌと信号Ｔｌをハイパスフィルタ４２を通した操舵トルク信号Ｔｈおよび車速センサ２３からの車速信号Ｖが入力され、イナーシャ補償部３７にイナーシャ補償信号ＩＳを出力する。まず、イナーシャ補償電流算出部３５は、操舵トルク信号Ｔｈ、Ｔｌを時間微分し、操舵トルクの時間微分値を算出する。そして、イナーシャ補償電流算出部３５は、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖとイナーシャ補償信号ＩＳとの対応するデータに基づいて、操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖをアドレスとして対応するイナーシャ補正信号ＩＳを読み出す。
【００３１】
ダンパー補償電流算出部３６は、モータの回転を制限する電流を算出するためのものであり、モータ回転速度算出部３３からのモータ回転速度信号Ｎｍおよび車速センサ２３からの車速信号Ｖと操舵トルク信号Ｔｌが入力され、ダンパー補償部３８にダンパー補償信号ＤＳを出力する。
【００３２】
イナーシャ補償部３７は、ベース電流算出部３４からの目標電流信号ＩＭＳおよびイナーシャ補償電流算出部３５からのイナーシャ補償信号ＩＳが入力され、ダンパー補償部３８に補償目標電流信号ＩＭＳ’を出力する。
【００３３】
ダンパー補償部３８は、イナーシャ補償部３７からの補償目標電流信号ＩＭＳ’およびダンパー補償電流算出部３６からのダンパー補償信号ＤＳが入力され、目標電流最終決定部３９に補償目標電流信号ＩＭＳ’’を出力する。
【００３４】
目標電流最終決定部３９は、ダンパー補償部３８からの補償目標電流信号ＩＭＳ’’および位相補償部４１からの位相補償された操舵トルク信号Ｔｓが入力され、目標電流信号ＩＴ’を出力する。
【００３５】
温度推定部４３は、詳細に後述するように、モータ電流信号Ｉｍと第１の温度センサ２７と第２の温度センサ２８からの電圧信号ＶＴ１，ＶＴ２を入力とし、制御部３０の温度の推定と、温度センサ２７，２８の故障の診断を行い、推定温度信号Ｔｍｃを出力制限部４４に出力する。また、第１の温度センサ２７あるいは第２の温度センサ２８の故障を判断する温度センサ故障判定信号Ｂを、表示部に出力する。
【００３６】
出力制限部４４は、詳細に後述するように、目標電流最終決定部３９からの目標電流ＩＴ’と第１の温度センサ２７と第２の温度センサ２８からの電圧信号ＶＴ１，ＶＴ２と温度推定部から出力される推定温度信号Ｔｍｃを入力信号とし、目標電流ＩＴ’を制限し、最終目標電流ＩＴとして出力する。
【００３７】
図５は、制御部３０のブロック構成図である。制御部３０は、モータ運転制御部４５とモータ駆動部４６とモータ電流検出部２５を備えている。
【００３８】
モータ運転制御部４５は、フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４７とフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）制御部４８とＰＷＭ信号生成部４９とを備えている。フィードバック制御部４７は、偏差演算部５０と偏差電流制御部５１から構成される。
【００３９】
偏差演算部５０は、目標電流決定部２９から出力された目標電流信号ＩＴとモータ電流検出部２５からのモータ電流信号Ｉｍとの偏差を求め、その値を偏差信号５０ａとして出力する。
【００４０】
偏差電流制御部５１は、比例要素と積分要素と加算演算部から構成され、入力された偏差信号５０ａに対して、比例要素で比例処理した信号５０ａ’を出力し、積分要素で積分処理した信号５０ａ’’を出力し、加算演算部で信号５０ａ’と信号５０ａ’’を加算し、偏差信号５０ａの値がゼロに近づくように、デューティー比信号である偏差電流制御信号５１ａを生成・出力する。
【００４１】
フィードフォワード制御部４８は、フィードフォワード制御要素を生成し、出力するためのものであり、フィードフォワード比例要素５２とリミッタ５３と加算演算部５４から構成される。フィードフォワード比例要素５２は、或る任意のＦ／Ｆゲイン（Ｋｆｆ）によって、入力された目標電流信号ＩＴに比例したＦ／Ｆ信号５２ａを出力し、リミッタ５３は、Ｆ／Ｆ信号５２ａが所定の範囲内であれば、そのまま出力し、所定の範囲外では、制限して任意の一定の値の信号を出力するものである。
【００４２】
すなわち、フィードフォワード制御部４８のリミッタ５３は、フィードフォワード比例要素５２に入力された目標電流信号ＩＴに対して、その値が所定範囲内にある場合には、上記Ｆ／Ｆゲインで目標電流信号ＩＴに比例した値を持つデューティー比信号を出力し、その値が所定範囲外にある場合には、任意の一定の値のデューティー比信号を出力する。リミッタ５３の出力信号をフィードフォワード制御信号５３ａと呼ぶことにする。
【００４３】
加算演算部５４は、偏差電流制御部５１から出力された偏差電流制御信号５１ａにリミッタ５３から出力されたフィードフォワード制御信号５３ａを加え、その値を、モータ２０に供給するモータ電流をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号のデューティー比を決める最終出力デューティー比信号５４ａとして出力する。
【００４４】
ＰＷＭ信号生成部４９は、最終出力デューティー比信号５４ａに基づいてモータ２０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を駆動制御信号４９ａとして出力する。このＰＷＭ信号４９ａは、最終出力デューティー比信号５４ａで決められるデューティー比を持つ信号である。
【００４５】
図５に示すモータ駆動部４６は、ゲート駆動回路部５５と４個の電力用電界効果トランジスタをＨ型ブリッジ回路の構成で接続したモータ駆動回路５６とを備える。ゲート駆動回路部５５は、駆動制御信号（ＰＷＭ信号）４９ａに基づいて、ハンドル１１の操舵方向に応じて２つの電界効果トランジスタを選択し、選択した２つの電界効果トランジスタのゲートを駆動してこれらの電界効果トランジスタをスイッチング動作させる。
【００４６】
モータ電流検出部２５は、モータ駆動回路５６に直列に接続されたシャント抵抗５７の両端に生じる電圧からモータ２０に流れるモータ電流（電機子電流）の値ＩＭを検出してモータ電流信号Ｉｍを出力する。
【００４７】
以上により、制御装置２４は、手動操舵トルク検出部２２によって検出された手動操舵トルクＴと車速Ｖ、モータ電流ＩＭ、モータ電圧ＩＶに基づいてバッテリ電源５８からモータ２０へ供給する電流をＰＷＭ制御し、モータ２０が出力する動力（操舵補助トルク）を制御する。
【００４８】
また、図５に示すように、制御装置２４は、制御部３０においてモータ駆動回路５６に直列に接続されたシャント抵抗５７の両端に生じる電圧からモータ２０に実際に流れるモータ電流の値ＩＭをモータ電流信号Ｉｍとして検出し、モータ電流信号Ｉｍに基づくフィードバック制御を行うことで、モータ２０の制御特性を向上させている。
【００４９】
さらに、制御装置２４は、制御部３０において、目標電流信号ＩＴをフィードフォワード比例要素５２に入力し、リミッタ５３から出力されたフィードフォワード制御信号５３ａを加算演算部５４で偏差電流制御信号５１ａに加算することにより、フィードフォワード制御を行うことで、モータ２０の制御特性をさらに向上させている。
【００５０】
次に、本発明において設けられた温度推定部４３と出力制限部４４について詳細に説明する。出力制限部４４は、モータ電流検出部２５で検出されたモータ電流Ｉｍから制御部３０の温度を推定し、その制御部３０の推定温度Ｔｍｃと制御部３０に設けられた温度センサ２７，２８が検出する温度Ｔ１，Ｔ２に基づいて電動パワーステアリング装置１０のモータ２０へ流すモータ電流Ｉｍの目標電流ＩＴ’を制限する。また、温度推定部４３は、推定温度Ｔｍｃが上昇しているときのみ推定温度Ｔｍｃと温度センサ２７，２８の検出値Ｔ１，Ｔ２とを比較することにより温度センサの故障を検知する。
【００５１】
これにより、モータ電流から温度を推定するので、各々の箇所に温度センサを配置する必要がなくなり、センサの数を少なくすることができる。また、モータ電流から直接温度を推定するので、制御部でのジュール熱によって生じる温度変化は、温度センサによらず、そのまま検出できるので制御部の温度と温度センサによって検出される温度との食い違いが生じてしまうということがなくなる。また、温度が上昇しているときは、電流が支配的なパラメータになるので、温度の推定が精度よくできる。よって、温度センサの故障を正確に判断することができる。
【００５２】
また、温度推定部４３では、推定温度はスタート温度とスタート温度からの温度上昇値の和によって求められ、スタート温度は、推定温度が下降しているときに温度センサにより得られた検出温度あるいはと一致するようにリセットされるようにした。これにより、常に温度を正確に推定することができる。
【００５３】
本発明の電動パワーステアリング装置の温度推定部４３での温度推定の原理を説明する。ある発熱をする物体Ｍにおける発熱開始時刻ｔ０から発熱を続けたときの時刻ｔにおける温度上昇値ＤＴは、単位時間当たりの発熱量ｑｈと単位時間当たりの放熱量ｑｃの差を発熱開始時刻ｔ０から時刻ｔまで時間で積分したものをその物体Ｍの熱容量Ｃで割った式で表現する。
【００５４】
【数１】

【００５５】
ここで、簡単のために単位時間当たりの放熱量ｑｃは物体Ｍの放熱特性値で決まる固定値として計算に用いても良いが、一般には、この単位時間当たりの放熱量ｑｃは物体Ｍの温度Ｔと外気温ＴＥとの差（Ｔ−ＴＥ）によって変化するため、この温度差（Ｔ−ＴＥ）をパラメータとすると精度が向上する。そのため、温度上昇値ＤＴをそのままパラメータにしても良いし、物体Ｍの周辺温度（外気温）ＴＥが解れば、周囲温度との差（Ｔ−ＴＥ）をパラメータにする。例えば、温度差がそれほど大きくない場合には、ニュートンの冷却の法則が成り立ち、物体が放射によって単位時間当たり失う熱量は、その物体と周囲との温度差に比例する。
【００５６】
式（１）を用いて時刻ｔにおける物体Ｍの温度は式（２）で表される推定温度Ｔとして推定される。
【００５７】
【数２】
推定温度Ｔ＝スタート温度ＴＳ＋温度上昇値ＤＴ（２）
【００５８】
ここで、スタート温度ＴＳは、通常は、その物体Ｍが発熱を開始する時刻ｔ０での物体Ｍの温度である。電動パワーステアリング装置においては、最悪条件の値、例えば、６０℃とする場合もある。物体Ｍが発熱を停止したときは、物体Ｍは、単位時間当たりｑｃの放熱量で放熱することにより冷却する。それにより、再び、物体Ｍが発熱を開始するときは、スタート温度ＴＳも以前に発熱を開始したときのスタート温度とは異なっている。そこで、本発明では、スタート温度ＴＳは、物体Ｍの推定温度Ｔが温度センサにより検出される温度を下回った場合で、単位時間当たりの発熱量ｑｈが単位時間当たりの放熱量ｑｃよりも小さくなったときに温度センサにより検出された温度と同じ温度にリセットする。
【００５９】
一般に電気部品の発熱は電流がその電気部品に流れることによって発生するジュール熱により生じる。その電気部品の単位時間当たりの発熱量の算出には、電流の２乗に比例した抵抗損失とその他の発熱量（還流ダイオードに流れる電流によるもの）を算出し、その和を計算して総発熱量を計算する。
【００６０】
本発明の電動パワーステアリング装置の温度推定部では、温度推定計算において電気部品の総発熱量の算出を初めに計算する。そのとき、単位時間当たりの発熱量ｑｃが電気部品に流れる電流の単純な一次関数にすることを特徴としＣＰＵの負荷を軽減している。電気部品の単位時間当たりの総発熱量をより正確に算出する場合は、電気部品に流れる電流に対する発熱量を電流の大きさの所定区間の範囲毎で異なる一次関数により対応付けることにより誤差を少なくすることもできる。
【００６１】
上記のような方法を用いることにより、正確な制御部の温度が得られ、その値を出力制限部４４に入力するため、制御部の温度に応じて的確な目標電流の制限を行うことができ、モータの制御を的確に行うことができる。
【００６２】
図６は、温度推定部４３の具体例を示す構成図である。温度推定部４３は、図示しないＥＣＵ内に設けられ、ＣＰＵ５９とメモリ６０を備えた構成となっている。メモリ６０には、温度センサ出力電圧対温度データテーブル記憶領域６１と温度センサ故障判断出力電圧上限値記憶領域６２と温度センサ故障判断出力電圧下限値記憶領域６３と損失係数記憶領域６４と放熱定数記憶領域６５と発熱量記憶領域６６とスタート温度記憶領域６７と発熱量積算値記憶領域６８と温度センサ故障判断プログラム記憶領域６９とモータ温度推定プログラム記憶領域７０が設けられている。また、メモリには、推定温度記憶領域７６とセンサ温度記憶領域７７が設けられている。
【００６３】
また、入力インターフェース部７１と出力インターフェース部７２とＣＰＵ５９とメモリ６０は、バス７３，７４，７５により接続されている。入力インターフェース部７１には、モータ電流検出部２５から出力されるモータ電流信号Ｉｍと第１の温度センサ２７と第２の温度センサ２８から出力される電圧信号ＶＴ１とＶＴ２が入力され、出力インターフェース部７２からは、温度センサ故障判定信号Ｂと推定温度信号Ｔｍｃが出力される。
【００６４】
温度センサ出力電圧対温度データテーブル記憶領域６１は、温度センサの出力電圧に対応する温度データを記憶する領域である。温度センサ故障判断出力電圧上限値記憶領域６２は、温度センサ故障判断出力電圧上限値を記憶させる領域である。温度センサ故障判断出力電圧下限値記憶領域６３は、温度センサ故障判断出力電圧下限値を記憶するための領域である。損失係数記憶領域６４はモータ電流から温度を推定するときの損失係数を記憶するための領域である。放熱定数記憶領域６５はモータ電流から温度を推定するときの放熱定数を記憶するための領域である。発熱量記憶領域６６は、モータ電流から求めた単位時間当たりの発熱量と放熱量との差を記憶する領域である。発熱量積算値記憶領域６８は、発熱量と放熱量の差の積分値を求めるときに積算した発熱量と放熱量の差を記憶する領域である。スタート温度記憶領域６７はモータ電流がゼロのときの温度センサによって検出される温度を記憶する領域である。推定温度記憶領域７６は、得られた推定温度Ｔｍｃを記憶する領域である。実測温度記憶領域７７は、温度センサにより出力される電圧に基づいて得られた温度を記憶する領域である。温度センサ故障判断プログラム記憶領域６９は、温度センサ故障判断処理を行うための処理プログラムが記憶されている領域である。温度推定プログラム記憶領域７０は、温度推定処理を行うための処理プログラムが記憶されている領域である。
【００６５】
図７〜１１は温度推定部での処理プログラムのフローチャートである。図７，８は、温度推定のフローチャートである。まず、イグニッションスイッチがオンにされると、温度推定部４３では、温度推定プログラムが実行される。初期設定が完了されたかどうか判断する（ステップＳＴ１０）。もし、初期設定が完了されていなければ、安定待ち終了かどうか判断する（ステップＳＴ１１）。安定待ち終了でなければ、ステップＳＴ１１を繰り返し実行し、安定待ち終了であれば、温度推定部に入力インターフェースを介して第１および第２の温度センサからの電圧信号ＶＴ１とＶＴ２とモータ電流信号が入力される（ステップＳＴ１２）。電圧信号ＶＴ１とＶＴ２より温度センサでの温度を求める。第１および第２の温度センサのうち高い方をスタート温度として、スタート温度記憶領域６７に記憶する（ステップＳＴ１３）。また、ステップＳＴ１０で初期設定が完了しているならば、推定温度算出処理を実行する（ステップＳＴ１４）。
【００６６】
図８は、推定温度算出処理（ステップＳＴ１４）を示す処理フローチャートである。ＣＰＵ５９は、モータ電流の絶対値を計算し（ステップＳＴ１５）、モータ電流の絶対値がゼロかどうか判断する（ステップＳＴ１６）。その判断で、モータ電流の絶対値がゼロであったならば、放熱定数記憶領域６５から放熱定数としてＹＷを取り出し（ステップＳＴ１７）、モータ電流がゼロでないならば、放熱定数にＸＷを取り出す（ステップＳＴ１８）。次に、モータ電流の絶対値と損失係数との積から放熱定数を引くことにより単位時間当たりの発熱量ｑｈと放熱量ｑｃの差を計算する（ステップＳＴ１９）。その求めた単位時間当たりの発熱量ｑｈと放熱量ｑｃの差を発熱量記憶領域６６に記憶する。次に、単位時間当たりの発熱量ｑｈと放熱量ｑｃの差を発熱開始時刻ｔ０、すなわち、モータ電流がゼロではなくなった時刻から時刻ｔまで単位時間当たりの発熱量ｑｈと放熱量ｑｃの差を積算し、積分値を求める（ステップＳＴ２０）。その積分値を熱容量Ｃで割ることにより、上昇温度ＤＴを算出する（ステップＳＴ２１）。ＣＰＵ５９は、スタート温度記憶領域６７から、スタート温度を読み出し、その値と温度上昇値ＤＴの和を求めることにより、推定温度Ｔを計算、推定温度記憶領域７６に記憶する（ステップＳＴ２２）。このようにして求めた推定温度Ｔは推定温度信号Ｔｍｃとして、出力インターフェース７２から出力される（ステップＳＴ２２’）
【００６７】
次に、詳細に後述する温度センサ故障判断処理（ステップＳＴ２３）を実行し、イグニッションスイッチがオンかどうか判断し（ステップＳＴ２４）、オフであるときは終了し、オンであるときは、次のステップＳＴ２５を実行する。
【００６８】
ステップＳＴ２５では、ＣＰＵ５９は、発熱量記憶領域６６から単位時間当たりの発熱量と放熱量の差を読み出し、ゼロより小さいかどうか判断する（ステップＳＴ２５）。もし、単位時間当たりの発熱量と放熱量の差がゼロより小さくないならば、再初期化カウンタをクリアし（ステップＳＴ２６）、ステップＳＴ１０から再び実行する。もし、ステップＳＴ２５で単位時間当たりの発熱量と放熱量の差がゼロより小さいならば、ＣＰＵ５９は、推定温度記憶領域７６から推定温度を読み出し、また、実測温度記憶領域から実測温度（センサ温度）を読み出し、推定温度が実測温度のうち低い値のものより低いかどうかを判断する（ステップＳＴ２７）。もし、低くなければ、ステップＳＴ２６に行き、再初期化カウンタをクリアし、ステップＳＴ１０から再び実行する。もし、ステップＳＴ２７で推定温度が実測温度よりも低いならば、この推定温度が実測温度よりも低い状態になってからカウントしているタイマーが規定時間以上かどうかを判断する（ステップＳＴ２８）。規定時間経過していなければ、経過時間を更新し（ステップＳＴ２９）、ステップＳＴ１０から再び実行する。もし、規定時間経過したならば、スタート温度を実測温度のうち高い方の値に書き換え、リセットする（ステップＳＴ３０）。そして、発熱量積算値記憶領域をクリアする（ステップＳＴ３１）。その後、再初期化カウンタをクリアし（ステップＳＴ２６）、再び、ステップＳＴ１０から実行する。
【００６９】
図９〜１１は、温度推定部４３での温度センサ故障判断処理プログラムのフローチャートである。第１および第２の温度センサ２７，２８からの電圧信号ＶＴ１とＶＴ２を温度センサ電圧対温度データテーブルより検索し、電圧信号ＶＴ１とＶＴ２を対応する温度Ｔ１とＴ２に変換する（ステップＳＴ５０）。ＣＰＵ５９は、入力された第１および第２の温度センサ２７，２８からの出力電圧ＶＴ１とＶＴ２を温度センサ故障判断出力電圧上限値記憶領域６２に記憶された温度センサ故障判断出力電圧上限値と比較する（ステップＳＴ５１）。もし、出力電圧が上限値以上であるならば、上限エラーカウンタインクリメント処理を行う。すなわち、上限エラーカウンタを１増加する（ステップＳＴ５２）。次に、１０回連続上限値以上かどうか判断する。すなわち、上限エラーカウンタが１０以上かどうか判断する（ステップＳＴ５３）。１０回連続上限値以上であるならば、上限以上が確定し、上限値故障フラグを１にする（ステップＳＴ５４）。１０回連続上限値以上ではないならば、上限値故障フラグを０にする。もし、ステップＳＴ５１で出力電圧が上限値以上でないならば、上限値故障フラグを０にし（ステップＳＴ５５）、上限エラーカウンタをクリアする（ステップＳＴ５６）。この温度センサ故障判断処理を入力された出力電圧ＶＴ１とＶＴ２の両方に対してそれぞれ行う。
【００７０】
次に、図１０に示すように、ＣＰＵは、実測温度Ｔ１とＴ２を読み出し、その値が１０℃より大きいかどうか判断する（ステップＳＴ５７）。Ｔ１とＴ２が１０℃より高い場合には、出力電圧ＶＴ１，ＶＴ２は下限値以下かどうか判断する（ステップＳＴ５８）。電圧が下限値以下であるならば、下限エラーカウンタインクリメント処理を行い（ステップＳＴ５９）、１０回連続下限以下であるかどうか判断する（ステップＳＴ６０）。１０回連続下限以下であるならば、下限異常確定し、下限値以上フラグを１とする（ステップＳＴ６１）。そして、１０回連続下限値以下でなければ、下限値故障フラグを０とし（ステップＳＴ６２）、発熱量が０より大きいかどうか判断する（図１１のステップＳＴ７０）。ステップＳＴ５７で基板温度が１０℃より大きくない場合には、下限値フラグを０とし（ステップＳＴ６３）、下限エラーカウンタクリアがなされる（ステップＳＴ６４）。これらの処理を両方の温度センサに対してそれぞれ行う。
【００７１】
次に、図１１で示すように、ＣＰＵは、発熱量記憶領域６６から単位時間当たりの発熱量を取り出し、単位時間当たりの発熱量がゼロかどうかを判断する（ステップＳＴ７０）。もし、発熱量がゼロであるならば、固着故障カウンタをクリアして（ステップＳＴ７１）、ステップＳＴ７２を実行する。ＣＰＵは、推定温度上昇値記憶領域７８から、推定温度上昇値を読み出し、その値が１０℃より大きいかどうか判断する（ステップＳＴ７３）。その値が１０℃より小さければ、ステップＳＴ７１に行き、固着故障カウンタをクリアし（ステップＳＴ７１）、ステップＳＴ７２を実行する。推定温度上昇値が１０℃より高い場合には、センサ温度から、初期温度すなわち、スタート温度を引きセンサ温度変化を計算する（ステップＳＴ７４）。次に、センサ温度変化が推定温度上昇値を所定の値で割ったものより大きいかどうかを判断する（ステップＳＴ７５）。もし、センサ温度変化の方が大きければ、固着故障フラグを０にし（ステップＳＴ７６）、固着故障カウンタをクリアし（ステップＳＴ７１）、ステップＳＴ７２を実行する。もし、センサ変化値が小さければ、固着故障カウンタを１増加し（ステップＳＴ７７）、このカウンタが１０以上かどうか判断する（ステップＳＴ７８）。もし、このカウンタが１０より小さければ、固着故障フラグを０にし（ステップＳＴ７２）、ステップＳＴ７２を実行する。もし、このカウンタが１０以上であるならば、固着故障フラグを１を立てる（ステップＳＴ８０）。そして、ステップＳＴ７２では、フラグのどれかが１かどうかを判断する。上限値故障フラグ、下限値故障フラグと固着故障フラグのいづれもが１でない場合は、出力インターフェースから温度センサ故障判定信号Ｂとして信号０が出力される（ステップＳＴ８１）。ステップＳＴ７２で、上限値故障フラグ、下限値故障フラグあるいは固着故障フラグのいずれかが１であるならば、出力インターフェースから温度センサ故障判定信号Ｂとして信号１が出力される（ステップＳＴ８２）。温度センサ故障判定信号Ｂとして信号１を図示しない故障表示器が受信したとき、故障表示器はＬＥＤの発光などにより故障を表示する。
【００７２】
図１２は、出力制限部４４の具体例を示す構成図である。出力制限部４４は、図示しないＥＣＵ内に設けられ、ＣＰＵ８０とメモリ８１を備えた構成となっている。メモリ８１には、温度センサ出力電圧対温度データテーブル記憶領域８２とセンサ温度対出力制限係数データテーブル記憶領域８３と推定温度対出力制限係数データテーブル記憶領域８４と出力制限処理プログラム記憶領域８５が設けられている。
【００７３】
また、入力インターフェース部８６と出力インターフェース部８７とＣＰＵ８０とメモリ８１は、バス８８，８９，９０により接続されている。入力インターフェース部８６には、目標電流最終決定部３９から出力される目標電流ＩＴ’と温度センサからの出力電圧信号ＶＴ１，ＶＴ２と温度推定部４３からの推定温度Ｔｍｃが入力され、出力インターフェース部８７からは、最終目標電流ＩＴが出力される。
【００７４】
温度センサ出力電圧対温度データテーブル記憶領域８２は、温度センサからの出力電圧に対応する温度のデータを記憶する領域である。センサ温度対出力制限係数データテーブル記憶領域８３は、センサ温度に対する出力制限係数を記憶させる領域である。推定温度対出力制限係数データテーブル記憶領域８４は、推定温度に対する出力制限係数を記憶するための領域である。出力制限処理プログラム記憶領域８５は、出力制限処理を行うための処理プログラムが記憶されている領域である。図１３は、センサ温度対出力制限係数データテーブルを示すグラフである。横軸は、センサ温度であり、縦軸は目標電流に掛ける出力制限係数Ｒ１を示す。出力制限係数Ｒ１は、センサ温度が所定の温度以下では１であるが、センサ温度が所定の温度以上になったとき、センサ温度の増加に伴い、１から減少する。図１４は、推定温度対出力制限係数データテーブルを示すグラフである。横軸は、推定温度であり、縦軸は目標電流に掛ける出力制限係数Ｒ２を示す。出力制限係数Ｒ２は、推定温度が所定の温度以下では１であるが、推定温度が所定の温度以上になったとき、推定温度の増加に伴い、１から減少する。このような出力制限係数を目標電流ＩＴ’に掛けることにより、出力制限部４４は、制限された目標電流ＩＴを出力することができる。
【００７５】
図１５は、出力制限処理プログラムに基づく処理のフローチャートである。まず、出力制限部４４の入力インターフェース部８６を通して目標電流ＩＴ’と温度センサ出力電圧ＶＴ１，ＶＴ２と温度推定部４３からの推定温度信号Ｔｍｃが入力される（ステップＳＴ９０）。ＣＰＵ８６は、メモリ８１の記憶領域から瞬時に入力されたセンサ出力電圧に対応する温度を検索し（ステップＳＴ９１）、その温度に対応する出力制限係数Ｒ１を検索する（ステップＳＴ９２）。また、メモリの記憶領域から瞬時に入力された推定温度信号Ｔｍｃに対応する出力制限係数Ｒ２を検索する（ステップＳＴ９３）。ＣＰＵ８０は、出力制限係数Ｒ１とＲ２のうち、値の小さい方を取り出す。ＣＰＵ８０は、出力制限係数のうち小さい方の値と目標電流ＩＴ’との積を求め（ステップＳＴ９４）。その積を出力インターフェース８７を通して出力する（ステップＳＴ９５）。
【００７６】
以上の動作により温度によって出力制限された目標電流が制御部に出力される。
【００７７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００７８】
電動パワーステアリング装置の制御部に温度センサとモータ電流検出部を設け、モータ電流検出部で検出されたモータ電流から制御部の温度を推定し、その制御部の推定温度と温度センサが検出する温度に基づいて電動パワーステアリング装置のモータへ流すモータ電流の目標電流を制限するとともに、推定温度が上昇しているときのみ推定温度と温度センサの検出値とを比較することにより温度センサの故障を検知するため、センサの数を少なくすることができる。また、モータ電流検出部によって検出されるモータ電流から直接温度を推定するので、制御部の温度と温度センサによって検出される温度との食い違いが生じてしまうということがなくなる。さらに、温度が上昇しているときには温度変化が大きく、温度センサは、故障しているかどうかの判断をしやすくすることができる。
【００７９】
電動パワーステアリング装置の制御部に温度センサとモータ電流検出部を設け、モータ電流検出部で検出されたモータ電流から制御部の温度を推定し、その制御部の推定温度と温度センサが検出する温度に基づいて電動パワーステアリング装置のモータへ流すモータ電流の目標電流を制限するとともに、推定温度はスタート温度とスタート温度からの温度上昇値の和によって求められ、スタート温度は、推定温度が下降しているときに温度センサにより得られた検出温度と一致するようにリセットされるようにしたため、常に温度を正確に推定することができる。
【００８０】
温度センサはヒートシンク部と基板とにそれぞれ設けられたため、より正確に制御部の温度を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の模式構造図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置を示す図である。
【図３】温度センサの取り付け位置を示す図である。
【図４】目標電流決定部のブロック構成図である。
【図５】制御部のブロック構成図である。
【図６】温度推定部の具体例を示す構成図である。
【図７】温度推定プログラムの処理フローチャートである。
【図８】温度推定プログラムの処理フローチャートである。
【図９】温度センサ故障判断処理プログラムの処理フローチャートである。
【図１０】温度センサ故障判断処理プログラムの処理フローチャートである。
【図１１】温度センサ故障判断処理プログラムの処理フローチャートである。
【図１２】出力制限部の具体例を示す構成図である。
【図１３】センサ温度対出力制限係数データテーブルを示すグラフである。
【図１４】推定温度対出力制限係数データテーブルを示すグラフである。
【図１５】出力制限処理プログラムの処理フローチャートである。
【符号の説明】
１０電動パワーステアリング装置
１１ステアリングホイール
１２ステアリング軸
１３連結軸
１５ピニオン機構
１６手動操舵トルク発生機構
１７ラック軸
１８タイロッド
１９前輪
２０モータ
２１ボールねじ機構
２２手動操舵トルク検出部
２３車速センサ
２４制御装置
２５モータ電流検出部
２６モータ電圧検出部
２７第１の温度センサ
２８第２の温度センサ
２９目標電流決定部
３０制御部
４３温度推定部
４４出力制限部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control method for an electric power steering apparatus, and more particularly to a control method for an electric power steering apparatus that reduces the steering force of a driver by directly applying a rotational force of a motor to a steering system.
[0002]
[Prior art]
The electric power steering device includes a motor in a steering system, and controls the power supplied from the motor by using a control device, thereby reducing the driver's steering force.
[0003]
In the electric power steering apparatus, depending on the steering method, a large current continuously flows to the motor through the switching element, and there is a high possibility that the switching element and the motor are damaged due to heat generation due to resistance loss. Therefore, in order to avoid damage to the switching element and the motor due to such heat generation, the temperature of the switching element and the motor of the electric power steering device is detected and the current value is limited. Is disclosed.
[0004]
According to the electric power steering apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-92781, a torque sensor that converts a steering torque applied to the steering by operating a steering wheel into a displacement and converts it into a steering torque signal in the right direction or the left direction, and A motor for applying assist torque to the steering, a first temperature sensor for detecting the temperature of the motor, and a semiconductor power switching element for supplying a driving current to the motor according to the magnitude and direction of the steering torque signal A second temperature sensor for detecting the temperature of the semiconductor power switching element, and further, at least one of the first temperature sensor and the second temperature sensor to reduce a maximum limit current value flowing through the motor. It is characterized by having a control unit to control.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, the temperature of the motor and the temperature of the switching element are detected by a temperature sensor, and if it is attempted to detect the temperature of a relay, a connector, or a capacitor, a temperature sensor must be disposed at each location. There is a problem that the number of sensors increases. Furthermore, the temperature sensor is arranged close to each electronic component or motor, but is not in close contact with each electronic component or motor, so it is caused by Joule heat generated by the current flowing through each electronic component or motor. The temperature change that occurs is transmitted by heat conduction from the current flowing part to the position of the temperature sensor, so the temperature of the actual electronic part or motor is delayed, and the actual electronic part or motor is delayed. There is a problem in that there is a discrepancy between the temperature detected by the temperature sensor and the temperature detected by the temperature sensor. Further, the conventional technique has a problem that it is not determined whether or not the temperature sensor has failed.
[0006]
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a control method for an electric power steering apparatus capable of accurately estimating the temperature of a motor and detecting a failure of a temperature sensor.
[0007]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for controlling an electric power steering apparatus according to the present invention is configured as follows.
[0008]
A control method for a first electric power steering apparatus (corresponding to claim 1) is provided with a temperature sensor and a motor current detection part in the control part of the electric power steering apparatus, and the control part is determined from the motor current detected by the motor current detection part. Only when the estimated temperature rises while limiting the target current of the motor current to flow to the motor of the electric power steering device based on the estimated temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor , Estimated temperature Estimated temperature rise calculated based on When , Temperature sensor From detection Actual temperature rise calculated from the calculated start temperature and current temperature Is detected by detecting a failure of the temperature sensor.
[0009]
According to the control method of the first electric power steering device, the temperature sensor and the motor current detection unit are provided in the control unit of the electric power steering device, and the temperature of the control unit is estimated from the motor current detected by the motor current detection unit. Therefore, the number of sensors can be reduced. In addition, since the temperature is directly estimated from the motor current detected by the motor current detection unit, there is no occurrence of a discrepancy between the temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor. Furthermore, the target current of the motor current that flows to the motor of the electric power steering device is limited based on the estimated temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor, and only when the estimated temperature is rising , Estimated temperature Estimated temperature rise calculated based on When , Temperature sensor From detection Actual temperature rise calculated from the calculated start temperature and current temperature Therefore, it is possible to accurately determine whether or not the temperature sensor has failed.
[0010]
According to a second method for controlling an electric power steering apparatus (corresponding to claim 2), a temperature sensor and a motor current detection section are provided in the control section of the electric power steering apparatus, and the control section is determined from the motor current detected by the motor current detection section. The target current of the motor current flowing to the motor of the electric power steering device is limited based on the estimated temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor, and the estimated temperature is calculated from the start temperature and the start temperature. The start temperature is obtained by the sum of the temperature rise values, and is characterized by being reset so as to coincide with the detected temperature obtained by the temperature sensor when the estimated temperature is falling.
[0011]
According to the second control method of the electric power steering device, the temperature sensor and the motor current detection unit are provided in the control unit of the electric power steering device, and the temperature of the control unit is estimated from the motor current detected by the motor current detection unit. In addition, the target current of the motor current flowing to the motor of the electric power steering device is limited based on the estimated temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor, and the estimated temperature is the sum of the start temperature and the temperature rise value from the start temperature. Since the start temperature is reset to match the detected temperature obtained by the temperature sensor when the estimated temperature is decreasing, the estimated temperature and the temperature sensor Since the difference from the value of is no longer accumulated, the temperature can always be accurately estimated.
[0012]
A third electric power steering apparatus control method (corresponding to claim 3) is characterized in that, in the above method, preferably, the temperature sensor is provided in each of the heat sink portion and the substrate.
[0013]
According to the control method of the third electric power steering apparatus, since the temperature sensors are provided on the heat sink part and the substrate, respectively, the temperature of the control part can be detected more accurately.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. In the electric power steering apparatus 10, a steering shaft 12 provided integrally with a steering wheel (handle) 11 is connected to a pinion 15a of a rack and pinion mechanism 15 via a connecting shaft 13 having

universal joints

13a and 13b. As a result, a manual steering torque generating mechanism 16 is configured.
[0016]
The rack shaft 17 having rack teeth 17a meshing with the pinion 15a and reciprocatingly converted in the axial direction by these meshing is connected to left and right front wheels 19 as rolling shafts via tie rods 18 at both ends thereof. Yes. By operating the handle 11, the driver can change the direction of the vehicle by swinging the front wheels via the manual steering torque generating mechanism 16 and a normal rack and pinion type steering device.
[0017]
In order to reduce the steering torque generated by the manual steering torque generating mechanism 16, a motor 20 that supplies assist torque (steering assist torque) is disposed coaxially with the rack shaft 17, for example, and substantially parallel to the rack shaft 17. The assist torque supplied by the rotational movement from the motor 20 through the provided ball screw mechanism 21 is converted into a force for linear movement and acts on the rack shaft 17.
[0018]
The rotor of the motor 20 is integrally provided with a drive side helical gear 20a. The helical gear 20 a meshes with a helical gear 21 b that is integrally provided at the shaft end of the screw shaft 21 a of the ball screw mechanism 21. The nut of the ball screw mechanism 21 is connected to the rack shaft 17.
[0019]
FIG. 2 is a diagram illustrating a control device of the electric power steering device. In FIG. 1, in a steering gear box (not shown), a manual steering torque detection unit 22 that detects a manual steering torque T acting on the pinion 15a is provided. The manual steering torque detection unit 22 converts the detected manual steering torque T into a manual steering torque detection signal Td, and inputs the converted manual steering torque detection signal Td to the control device 24. The vehicle is also provided with a vehicle speed sensor 23 that detects a vehicle speed signal v corresponding to the vehicle speed, and inputs the vehicle speed signal v to the control device 24.
[0020]
Further, the electric power steering apparatus 10 is provided with a motor current detection unit 25 as shown in FIG. The motor current detection unit 25 includes a resistor connected in series with the motor 20 and detects the magnitude and direction of the motor current IM that actually flows through the motor 20. The motor current detection unit 25 inputs a motor current signal Im corresponding to the motor current IM to the control device 24.
[0021]
Furthermore, the electric power steering apparatus 10 is provided with a motor voltage detection unit 26 as shown in FIG. The motor voltage detection unit 26 detects the voltages at both ends of the motor 20 and detects the magnitude and direction of the motor voltage VM that is actually applied to the motor 20. Then, the motor voltage detection unit 26 inputs a motor voltage signal Vm corresponding to the motor voltage VM to the control device 24.
[0022]
The control device 24 of the electric power steering device 10 is provided with two

temperature sensors

27 and 28. FIG. 3 shows the mounting position of the temperature sensor. The first temperature sensor 27 is provided on the substrate 31 on which the control unit 30 is provided, and is soldered with a surface mount component. The second temperature sensor 28 is provided on the heat sink 32, the temperature sensor 28 is fixed with a metal fitting or the like to transmit heat, and is further attached to the heat sink 32 with a screw or the like. Thus, by providing the two temperature sensors, the first temperature sensor 27 and the second temperature sensor 28, it is possible to detect the failure of the temperature sensor with higher accuracy. The first temperature sensor 27 outputs a signal corresponding to the temperature of the substrate 31 as the voltage signal VT 1, and inputs the voltage signal to the control device 24. Further, the second temperature sensor 28 outputs a signal corresponding to the temperature of the heat sink 32 as a voltage signal VT 2, and inputs the voltage signal VT 2 to the control device 24.
[0023]
It is desirable that the self-diagnosis for the temperature detection unit of the heat generating unit is performed by installing two temperature sensors at the same location. However, in order to install two temperature sensors at the same location, fastening with screws or the like is necessary. Therefore, it is not practical to attach two temperature sensors to the heat sink part. On the other hand, when one temperature sensor is installed in the heat sink and a temperature sensor as an auxiliary sensor for diagnosis is installed on the substrate, the mounting is simple although it is somewhat unsuitable for temperature detection. Since the temperature sensor installed on the substrate is used as an additional condition for detecting a failure of the temperature sensor installed on the heat sink, accuracy is not required. Thus, in this embodiment, two temperature sensors are effectively arranged.
[0024]
The control device 24 includes detection signals Td, v, Im of the manual steering torque detector 22, vehicle speed sensor 23, motor current detector 25, motor voltage detector 26, first temperature sensor 27, and second temperature sensor 28. , Vm, VT1, and VT2 are input. Then, the control device 24 determines the magnitude and direction of the motor current IM that flows to the motor 20 based on the detection signals Td, v, Im, Vm, VT1, and VT2, performs the motor operation, and Controls the output power (steering assist torque).
[0025]
The control device 24 detects the detection signals from the manual steering torque detector 22, the vehicle speed sensor 23, the motor current detector 25, the motor voltage detector 26, the first temperature sensor 27, the second temperature sensor 28, etc. as analog signals. Since it is input, an analog signal is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown) and is taken into each CPU.
[0026]
The control device 24 includes a target current determination unit 29 and a control unit 30. The target current determining unit 29 determines the target auxiliary torque based on the manual steering torque detection signal Td, the vehicle speed signal v, the motor current signal Im, and the motor voltage signal Vm, and is necessary for supplying the target auxiliary torque from the motor 20. The target current signal IT is output. At this time, the target current signal IT whose output is limited by the estimated temperature signal Tmc obtained from the voltage signal VT1 from the first temperature sensor 27, the voltage signal VT2 from the second temperature sensor 28, and the motor current signal Im is output. To do.
[0027]
FIG. 4 is a block configuration diagram of the target current determination unit 29. The target current determination unit 29 mainly includes a motor rotation speed calculation unit 33, a base current calculation unit 34, an inertia compensation current calculation unit 35, a damper compensation current calculation unit 36, an inertia compensation unit 37, a damper compensation unit 38, and a target current final. The determination unit 39, the low-pass filter 40, the phase compensation unit 41, the high-pass filter 42, the temperature estimation unit 43, and the output limiting unit 44 are included.
[0028]
The motor rotation speed calculation unit 33 receives the motor current signal Im from the motor current detection unit 25 and the motor voltage signal Vm from the motor voltage detection unit 26, and outputs the motor rotation speed signal Nm to the damper compensation current calculation unit 36. .
[0029]
The base current calculation unit 34 receives the steering torque signal Td from the manual steering torque detection unit 22 through the low pass filter 40 and the steering torque signal Ts phase-compensated by the phase compensation unit 41 and the vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor 23. The target current signal IMS is output to the inertia compensator 37. The base current calculation unit 34 addresses the steering torque signal Ts and the vehicle speed signal V based on data corresponding to the steering torque signal Ts and the vehicle speed signal V and the target current signal IMS set in advance based on experimental values or design values. The corresponding target current signal IMS is read. Note that the target current signal IMS is a signal including information on a current that serves as a reference in setting a target motor current to be supplied to the motor 20.
[0030]
The inertia compensation current calculation unit 35 is for performing an inertia compensation current calculation process for calculating a current for canceling the moment of inertia of the motor and the system. The inertia compensation current calculation unit 35 receives the steering torque signal Td from the manual steering torque detection unit 22. The signal Tl passed through the low-pass filter 40 and the signal Tl are inputted with the steering torque signal Th passed through the high-pass filter 42 and the vehicle speed signal V from the vehicle speed sensor 23, and an inertia compensation signal IS is output to the inertia compensator 37. First, the inertia compensation current calculation unit 35 performs time differentiation on the steering torque signals Th and Tl, and calculates a time differentiation value of the steering torque. Then, the inertia compensation current calculation unit 35 calculates the time differential of the steering torque based on the time differential value of the steering torque set in advance based on the experimental value or the design value and the corresponding data of the vehicle speed signal V and the inertia compensation signal IS. The corresponding inertia correction signal IS is read using the value and the vehicle speed signal V as an address.
[0031]
The damper compensation current calculation unit 36 is for calculating a current that limits the rotation of the motor, and includes a motor rotation speed signal Nm from the motor rotation speed calculation unit 33, a vehicle speed signal V and a steering torque signal from the vehicle speed sensor 23. Tl is input, and a damper compensation signal DS is output to the damper compensator 38.
[0032]
The inertia compensation unit 37 receives the target current signal IMS from the base current calculation unit 34 and the inertia compensation signal IS from the inertia compensation current calculation unit 35 and outputs a compensation target current signal IMS ′ to the damper compensation unit 38.
[0033]
The damper compensation unit 38 receives the compensation target current signal IMS ′ from the inertia compensation unit 37 and the damper compensation signal DS from the damper compensation current calculation unit 36, and outputs the compensation target current signal IMS ″ to the target current final determination unit 39. Output.
[0034]
The target current final determination unit 39 receives the compensation target current signal IMS ″ from the damper compensation unit 38 and the phase compensated steering torque signal Ts from the phase compensation unit 41, and outputs a target current signal IT ′.
[0035]
As will be described later in detail, the temperature estimation unit 43 receives the motor current signal Im and the voltage signals VT1 and VT2 from the first temperature sensor 27 and the second temperature sensor 28 as inputs, and estimates the temperature of the control unit 30. The failure of the

temperature sensors

27 and 28 is diagnosed, and the estimated temperature signal Tmc is output to the output limiting unit 44. Further, a temperature sensor failure determination signal B for determining failure of the first temperature sensor 27 or the second temperature sensor 28 is output to the display unit.
[0036]
As will be described in detail later, the output limiting unit 44 includes a target current IT ′ from the target current final determination unit 39, voltage signals VT1 and VT2 from the first temperature sensor 27 and the second temperature sensor 28, and a temperature estimation unit. Is used as an input signal, the target current IT ′ is limited and output as the final target current IT.
[0037]
FIG. 5 is a block configuration diagram of the control unit 30. The control unit 30 includes a motor operation control unit 45, a motor drive unit 46, and a motor current detection unit 25.
[0038]
The motor operation control unit 45 includes a feedback (F / B) control unit 47, a feedforward (F / F) control unit 48, and a PWM signal generation unit 49. The feedback control unit 47 includes a deviation calculation unit 50 and a deviation current control unit 51.
[0039]
The deviation calculation unit 50 obtains a deviation between the target current signal IT output from the target current determination unit 29 and the motor current signal Im from the motor current detection unit 25, and outputs the deviation as a deviation signal 50a.
[0040]
The deviation current control unit 51 is composed of a proportional element, an integral element, and an addition calculation unit, and outputs a signal 50a ′ that is proportionally processed by the proportional element with respect to the input deviation signal 50a, and is integrated by the integral element. 50a ″ is output, the addition operation unit adds the signal 50a ′ and the signal 50a ″, and generates and outputs a deviation current control signal 51a that is a duty ratio signal so that the value of the deviation signal 50a approaches zero. .
[0041]
The feedforward control unit 48 generates and outputs a feedforward control element, and includes a feedforward proportional element 52, a limiter 53, and an addition operation unit 54. The feed-forward proportional element 52 outputs an F / F signal 52a proportional to the input target current signal IT by a certain arbitrary F / F gain (Kff), and the limiter 53 has a predetermined F / F signal 52a. If it is within this range, it is output as it is, and if it is outside the predetermined range, it is limited and a signal having an arbitrary constant value is output.
[0042]
In other words, the limiter 53 of the feedforward control unit 48 determines that the target current signal with the F / F gain is used when the value is within a predetermined range with respect to the target current signal IT input to the feedforward proportional element 52. A duty ratio signal having a value proportional to IT is output, and if the value is outside the predetermined range, a duty ratio signal having an arbitrary constant value is output. The output signal of the limiter 53 will be referred to as a feedforward control signal 53a.
[0043]
The addition calculation unit 54 adds the feedforward control signal 53a output from the limiter 53 to the deviation current control signal 51a output from the deviation current control unit 51, and performs PWM control on the motor current supplied to the motor 20 using the value. The final output duty ratio signal 54a that determines the duty ratio of the PWM signal is output.
[0044]
The PWM signal generation unit 49 generates a PWM (pulse width modulation) signal for PWM driving the motor 20 based on the final output duty ratio signal 54a, and outputs the generated PWM signal as a drive control signal 49a. The PWM signal 49a is a signal having a duty ratio determined by the final output duty ratio signal 54a.
[0045]
The motor drive unit 46 shown in FIG. 5 includes a gate drive circuit unit 55 and a motor drive circuit 56 in which four power field effect transistors are connected in the configuration of an H-type bridge circuit. Based on the drive control signal (PWM signal) 49a, the gate drive circuit unit 55 selects two field effect transistors according to the steering direction of the handle 11, and drives the gates of the selected two field effect transistors to The field effect transistor is switched.
[0046]
The motor current detection unit 25 detects the value IM of the motor current (armature current) flowing through the motor 20 from the voltage generated at both ends of the shunt resistor 57 connected in series with the motor drive circuit 56, and outputs the motor current signal Im. To do.
[0047]
As described above, the control device 24 performs PWM control on the current supplied from the battery power source 58 to the motor 20 based on the manual steering torque T detected by the manual steering torque detector 22, the vehicle speed V, the motor current IM, and the motor voltage IV. The power (steering assist torque) output from the motor 20 is controlled.
[0048]
Further, as shown in FIG. 5, the control device 24 determines the motor current value IM that actually flows to the motor 20 from the voltage generated across the shunt resistor 57 connected in series to the motor drive circuit 56 in the control unit 30. The control characteristic of the motor 20 is improved by detecting the current signal Im and performing feedback control based on the motor current signal Im.
[0049]
Further, the control device 24 inputs the target current signal IT to the feedforward proportional element 52 in the control unit 30, and adds the feedforward control signal 53a output from the limiter 53 to the deviation current control signal 51a in the addition calculation unit 54. By doing so, the control characteristic of the motor 20 is further improved by performing feedforward control.
[0050]
Next, the temperature estimation unit 43 and the output limiting unit 44 provided in the present invention will be described in detail. The output limiting unit 44 estimates the temperature of the control unit 30 from the motor current Im detected by the motor current detection unit 25, and the estimated temperature Tmc of the control unit 30 and the

temperature sensors

27 and 28 provided in the control unit 30 are Based on the detected temperatures T1 and T2, the target current IT ′ of the motor current Im flowing to the motor 20 of the electric power steering device 10 is limited. Further, the temperature estimation unit 43 detects a failure of the temperature sensor by comparing the estimated temperature Tmc with the detection values T1 and T2 of the

temperature sensors

27 and 28 only when the estimated temperature Tmc is increasing.
[0051]
Thereby, since temperature is estimated from motor current, it is not necessary to arrange a temperature sensor in each location, and the number of sensors can be reduced. Moreover, since the temperature is estimated directly from the motor current, the temperature change caused by Joule heat in the control unit can be detected as it is without using the temperature sensor, so there is a discrepancy between the temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor. It will never happen. Further, when the temperature is rising, the current becomes a dominant parameter, so that the temperature can be estimated with high accuracy. Therefore, the failure of the temperature sensor can be accurately determined.
[0052]
Further, in the temperature estimation unit 43, the estimated temperature is obtained by the sum of the start temperature and the temperature increase value from the start temperature, and the start temperature is the detected temperature obtained by the temperature sensor when the estimated temperature is decreasing or Reset to match. Thereby, temperature can always be estimated correctly.
[0053]
The principle of temperature estimation in the temperature estimation unit 43 of the electric power steering apparatus of the present invention will be described. The temperature rise value DT at time t when the heat generation from the heat generation start time t0 of the object M that generates heat is the difference between the heat generation amount qh per unit time and the heat release amount qc per unit time from the heat generation start time t0. What is integrated over time up to time t is expressed by an equation obtained by dividing the heat capacity C of the object M.
[0054]
[Expression 1]

[0055]
Here, for the sake of simplicity, the heat dissipation amount qc per unit time may be used in the calculation as a fixed value determined by the heat dissipation characteristic value of the object M. In general, the heat dissipation amount qc per unit time is the temperature of the object M. Since it changes according to the difference (T-TE) between T and the outside air temperature TE, the accuracy is improved when this temperature difference (T-TE) is used as a parameter. For this reason, the temperature increase value DT may be used as a parameter as it is, or if the ambient temperature (outside temperature) TE of the object M is known, the difference (T-TE) from the ambient temperature is used as a parameter. For example, when the temperature difference is not so large, Newton's law of cooling holds, and the amount of heat that an object loses per unit time due to radiation is proportional to the temperature difference between the object and the surroundings.
[0056]
Using the equation (1), the temperature of the object M at the time t is estimated as the estimated temperature T represented by the equation (2).
[0057]
[Expression 2]
Estimated temperature T = start temperature TS + temperature rise value DT (2)
[0058]
Here, the start temperature TS is normally the temperature of the object M at time t0 when the object M starts to generate heat. In the electric power steering apparatus, the worst condition value, for example, 60 ° C. may be set. When the object M stops generating heat, the object M is cooled by dissipating heat with a heat dissipation amount of qc per unit time. Accordingly, when the object M starts to generate heat again, the start temperature TS is also different from the start temperature when the heat generation has been started before. Therefore, in the present invention, when the estimated temperature T of the object M is lower than the temperature detected by the temperature sensor, the heat generation amount qh per unit time is smaller than the heat release amount qc per unit time. Reset to the same temperature as detected by the temperature sensor.
[0059]
In general, heat generation of an electrical component is caused by Joule heat generated when a current flows through the electrical component. The calorific value per unit time of the electrical component is calculated by calculating the resistance loss proportional to the square of the current and the other calorific value (due to the current flowing through the freewheeling diode), and calculating the sum of the total calorific value. Calculate the quantity.
[0060]
The temperature estimation unit of the electric power steering apparatus of the present invention first calculates the total heat generation amount of the electrical components in the temperature estimation calculation. At this time, the heat generation amount qc per unit time is a simple linear function of the current flowing through the electrical component, which reduces the load on the CPU. When calculating the total calorific value per unit time of an electrical component more accurately, the error is reduced by associating the calorific value with respect to the current flowing through the electrical component by a linear function that is different for each predetermined range of the current magnitude. You can also.
[0061]
By using the method as described above, an accurate temperature of the control unit is obtained, and the value is input to the output limiting unit 44. Therefore, the target current can be accurately limited according to the temperature of the control unit. The motor can be accurately controlled.
[0062]
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a specific example of the temperature estimation unit 43. The temperature estimation unit 43 is provided in an ECU (not shown) and includes a CPU 59 and a memory 60. The memory 60 includes a temperature sensor output voltage versus temperature data table storage area 61, a temperature sensor failure determination output voltage upper limit storage area 62, a temperature sensor failure determination output voltage lower limit storage area 63, a loss factor storage area 64, and a heat dissipation constant storage. An area 65, a heat generation amount storage area 66, a start temperature storage area 67, a heat generation amount integrated value storage area 68, a temperature sensor failure determination program storage area 69, and a motor temperature estimation program storage area 70 are provided. In addition, an estimated temperature storage area 76 and a sensor temperature storage area 77 are provided in the memory.
[0063]
The input interface unit 71, the output interface unit 72, the CPU 59, and the memory 60 are connected by

buses

73, 74, and 75. The input interface unit 71 receives the motor current signal Im output from the motor current detection unit 25 and the voltage signals VT1 and VT2 output from the first temperature sensor 27 and the second temperature sensor 28, and outputs the output interface unit. From 72, a temperature sensor failure determination signal B and an estimated temperature signal Tmc are output.
[0064]
The temperature sensor output voltage versus temperature data table storage area 61 is an area for storing temperature data corresponding to the output voltage of the temperature sensor. The temperature sensor failure determination output voltage upper limit value storage area 62 is an area for storing the temperature sensor failure determination output voltage upper limit value. The temperature sensor failure determination output voltage lower limit value storage area 63 is an area for storing the temperature sensor failure determination output voltage lower limit value. The loss coefficient storage area 64 is an area for storing a loss coefficient when the temperature is estimated from the motor current. The heat dissipation constant storage area 65 is an area for storing a heat dissipation constant when the temperature is estimated from the motor current. The heat generation amount storage area 66 is an area for storing the difference between the heat generation amount per unit time and the heat dissipation amount obtained from the motor current. The calorific value integrated value storage area 68 is an area for storing the difference between the calorific value and the heat dissipation amount integrated when obtaining the integrated value of the difference between the calorific value and the heat dissipation amount. The start temperature storage area 67 is an area for storing the temperature detected by the temperature sensor when the motor current is zero. The estimated temperature storage area 76 is an area for storing the obtained estimated temperature Tmc. The measured temperature storage area 77 is an area for storing the temperature obtained based on the voltage output from the temperature sensor. The temperature sensor failure determination program storage area 69 is an area in which a processing program for performing temperature sensor failure determination processing is stored. The temperature estimation program storage area 70 is an area in which a processing program for performing temperature estimation processing is stored.
[0065]
7 to 11 are flowcharts of processing programs in the temperature estimation unit. 7 and 8 are flowcharts of temperature estimation. First, when the ignition switch is turned on, the temperature estimation unit 43 executes a temperature estimation program. It is determined whether the initial setting has been completed (step ST10). If the initial setting has not been completed, it is determined whether or not the stabilization wait has ended (step ST11). If the stabilization wait is not finished, step ST11 is repeatedly executed. If the stabilization wait is finished, the voltage signals VT1 and VT2 and the motor current signal from the first and second temperature sensors are input to the temperature estimation unit via the input interface. Input (step ST12). The temperature at the temperature sensor is obtained from the voltage signals VT1 and VT2. The higher one of the first and second temperature sensors is stored as a start temperature in the start temperature storage area 67 (step ST13). If the initial setting is completed in step ST10, an estimated temperature calculation process is executed (step ST14).
[0066]
FIG. 8 is a process flowchart showing the estimated temperature calculation process (step ST14). The CPU 59 calculates the absolute value of the motor current (step ST15), and determines whether the absolute value of the motor current is zero (step ST16). If it is determined that the absolute value of the motor current is zero, YW is extracted from the heat dissipation constant storage area 65 as a heat dissipation constant (step ST17). If the motor current is not zero, XW is extracted as the heat dissipation constant (step ST17). ST18). Next, the difference between the heat generation amount qh and the heat dissipation amount qc per unit time is calculated by subtracting the heat dissipation constant from the product of the absolute value of the motor current and the loss coefficient (step ST19). The obtained difference between the calorific value qh per unit time and the calorific value qc is stored in the calorific value storage area 66. Next, the difference between the heat generation amount qh and the heat dissipation amount qc per unit time is calculated as the difference between the heat generation start time t0, that is, the time when the motor current is no longer zero until the time t, and the difference between the heat generation amount qh and the heat dissipation amount qc per unit time. Integration is performed to obtain an integral value (step ST20). The temperature rise DT is calculated by dividing the integrated value by the heat capacity C (step ST21). The CPU 59 reads the start temperature from the start temperature storage area 67, calculates the sum of the value and the temperature rise value DT, calculates the estimated temperature T, and stores it in the estimated temperature storage area 76 (step ST22). The estimated temperature T thus obtained is output from the output interface 72 as an estimated temperature signal Tmc (step ST22 ′).
[0067]
Next, a temperature sensor failure determination process (step ST23), which will be described in detail later, is executed to determine whether or not the ignition switch is on (step ST24). If it is off, the process ends. If it is on, the next step Execute ST25.
[0068]
In step ST25, the CPU 59 reads the difference between the heat generation amount per unit time and the heat release amount from the heat generation amount storage area 66, and determines whether it is smaller than zero (step ST25). If the difference between the heat generation amount per unit time and the heat release amount is not smaller than zero, the reinitialization counter is cleared (step ST26), and the process is executed again from step ST10. If the difference between the heat generation amount and the heat release amount per unit time is smaller than zero in step ST25, the CPU 59 reads the estimated temperature from the estimated temperature storage area 76, and the measured temperature (sensor temperature) from the measured temperature storage area. To determine whether the estimated temperature is lower than the lower one of the actually measured temperatures (step ST27). If not, go to step ST26, clear the reinitialization counter, and execute again from step ST10. If the estimated temperature is lower than the actually measured temperature in step ST27, it is determined whether or not the timer counting after the estimated temperature is lower than the actually measured temperature is longer than the specified time (step ST28). If the specified time has not elapsed, the elapsed time is updated (step ST29) and executed again from step ST10. If the specified time has elapsed, the start temperature is rewritten to the higher value of the actually measured temperatures and reset (step ST30). Then, the heat generation amount integrated value storage area is cleared (step ST31). Thereafter, the reinitialization counter is cleared (step ST26), and the process is executed again from step ST10.
[0069]
9 to 11 are flowcharts of the temperature sensor failure determination processing program in the temperature estimation unit 43. The voltage signals VT1 and VT2 from the first and

second temperature sensors

27 and 28 are searched from the temperature sensor voltage vs. temperature data table, and the voltage signals VT1 and VT2 are converted into corresponding temperatures T1 and T2 (step ST50). The CPU 59 compares the input output voltages VT1 and VT2 from the first and

second temperature sensors

27 and 28 with the temperature sensor failure determination output voltage upper limit value stored in the temperature sensor failure determination output voltage upper limit value storage area 62. (Step ST51). If the output voltage is equal to or higher than the upper limit value, upper limit error counter increment processing is performed. That is, the upper limit error counter is incremented by 1 (step ST52). Next, it is determined whether or not the upper limit value is 10 times or more. That is, it is determined whether the upper limit error counter is 10 or more (step ST53). If the upper limit value is 10 times or more, the upper limit value is determined and the upper limit value failure flag is set to 1 (step ST54). If it is not more than the 10th consecutive upper limit, the upper limit failure flag is set to 0. If the output voltage is not equal to or higher than the upper limit value in step ST51, the upper limit value failure flag is set to 0 (step ST55), and the upper limit error counter is cleared (step ST56). This temperature sensor failure determination process is performed for both of the input output voltages VT1 and VT2.
[0070]
Next, as shown in FIG. 10, the CPU reads the actually measured temperatures T1 and T2, and determines whether or not the values are higher than 10 ° C. (step ST57). When T1 and T2 are higher than 10 ° C., it is determined whether the output voltages VT1 and VT2 are lower than the lower limit values (step ST58). If the voltage is less than or equal to the lower limit value, lower limit error counter increment processing is performed (step ST59), and it is determined whether it is less than or equal to 10 consecutive lower limits (step ST60). If it is less than or equal to the 10th consecutive lower limit, the lower limit abnormality is confirmed, and the flag is set to 1 above the lower limit (step ST61). If it is not less than the 10th consecutive lower limit, the lower limit failure flag is set to 0 (step ST62), and it is determined whether the heat generation amount is greater than 0 (step ST70 in FIG. 11). If the substrate temperature is not higher than 10 ° C. in step ST57, the lower limit flag is set to 0 (step ST63), and the lower limit error counter is cleared (step ST64). These processes are performed for both temperature sensors.
[0071]
Next, as shown in FIG. 11, the CPU extracts the heat generation amount per unit time from the heat generation amount storage area 66, and determines whether or not the heat generation amount per unit time is zero (step ST70). If the heat generation amount is zero, the sticking failure counter is cleared (step ST71), and step ST72 is executed. The CPU reads the estimated temperature rise value from the estimated temperature rise value storage area 78 and determines whether the value is greater than 10 ° C. (step ST73). If the value is smaller than 10 ° C., the process goes to step ST71, the fixing failure counter is cleared (step ST71), and step ST72 is executed. If the estimated temperature rise value is higher than 10 ° C., the sensor temperature change is calculated by subtracting the initial temperature, that is, the start temperature, from the sensor temperature (step ST74). Next, it is determined whether or not the sensor temperature change is larger than the estimated temperature rise value divided by a predetermined value (step ST75). If the sensor temperature change is larger, the fixing failure flag is set to 0 (step ST76), the fixing failure counter is cleared (step ST71), and step ST72 is executed. If the sensor change value is small, the fixing failure counter is incremented by 1 (step ST77), and it is determined whether this counter is 10 or more (step ST78). If this counter is smaller than 10, the fixing failure flag is set to 0 (step ST72), and step ST72 is executed. If this counter is 10 or more, the fixing failure flag is set to 1 (step ST80). In step ST72, it is determined whether any of the flags is 1. When none of the upper limit failure flag, the lower limit failure flag, and the fixed failure flag is 1, a signal 0 is output as the temperature sensor failure determination signal B from the output interface (step ST81). If any of the upper limit failure flag, the lower limit failure flag, or the fixed failure flag is 1 in step ST72, signal 1 is output as the temperature sensor failure determination signal B from the output interface (step ST82). When a failure indicator (not shown) receives the signal 1 as the temperature sensor failure determination signal B, the failure indicator displays a failure by light emission of an LED or the like.
[0072]
FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a specific example of the output limiting unit 44. The output limiting unit 44 is provided in an ECU (not shown) and includes a CPU 80 and a memory 81. The memory 81 includes a temperature sensor output voltage vs. temperature data table storage area 82, a sensor temperature vs. output limit coefficient data table storage area 83, an estimated temperature vs. output limit coefficient data table storage area 84, and an output limit processing program storage area 85. It has been.
[0073]
The input interface unit 86, the output interface unit 87, the CPU 80, and the memory 81 are connected by

buses

88, 89, and 90. The input interface unit 86 receives the target current IT ′ output from the target current final determination unit 39, the output voltage signals VT1 and VT2 from the temperature sensor, and the estimated temperature Tmc from the temperature estimation unit 43, and the output interface unit 87. From, the final target current IT is output.
[0074]
The temperature sensor output voltage versus temperature data table storage area 82 is an area for storing temperature data corresponding to the output voltage from the temperature sensor. The sensor temperature versus output limit coefficient data table storage area 83 is an area for storing an output limit coefficient for the sensor temperature. The estimated temperature versus output restriction coefficient data table storage area 84 is an area for storing an output restriction coefficient for the estimated temperature. The output restriction processing program storage area 85 is an area in which a processing program for performing output restriction processing is stored. FIG. 13 is a graph showing a sensor temperature versus output limit coefficient data table. The horizontal axis represents the sensor temperature, and the vertical axis represents the output limiting coefficient R1 to be applied to the target current. The output restriction coefficient R1 is 1 when the sensor temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, but decreases from 1 as the sensor temperature increases when the sensor temperature becomes equal to or higher than the predetermined temperature. FIG. 14 is a graph showing an estimated temperature versus output limit coefficient data table. The horizontal axis represents the estimated temperature, and the vertical axis represents the output limiting coefficient R2 to be applied to the target current. The output restriction coefficient R2 is 1 when the estimated temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, but decreases from 1 as the estimated temperature increases when the estimated temperature becomes equal to or higher than the predetermined temperature. By multiplying the target current IT ′ by such an output limiting coefficient, the output limiting unit 44 can output the limited target current IT.
[0075]
FIG. 15 is a flowchart of processing based on the output restriction processing program. First, the target current IT ′, the temperature sensor output voltages VT1 and VT2, and the estimated temperature signal Tmc from the temperature estimating unit 43 are input through the input interface unit 86 of the output limiting unit 44 (step ST90). The CPU 86 searches for a temperature corresponding to the sensor output voltage instantaneously input from the storage area of the memory 81 (step ST91), and searches for an output limiting coefficient R1 corresponding to the temperature (step ST92). Further, an output limiting coefficient R2 corresponding to the estimated temperature signal Tmc input instantaneously from the storage area of the memory is searched (step ST93). The CPU 80 extracts the smaller one of the output limiting coefficients R1 and R2. CPU 80 obtains the product of the smaller value of the output limiting coefficients and the target current IT ′ (step ST94). The product is output through the output interface 87 (step ST95).
[0076]
With the above operation, the target current whose output is limited by the temperature is output to the control unit.
[0077]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
[0078]
A temperature sensor and a motor current detection unit are provided in the control unit of the electric power steering apparatus, the temperature of the control unit is estimated from the motor current detected by the motor current detection unit, and the estimated temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor Based on this, the target current of the motor current flowing to the motor of the electric power steering device is limited, and a failure of the temperature sensor is detected by comparing the estimated temperature and the detected value of the temperature sensor only when the estimated temperature is rising Therefore, the number of sensors can be reduced. In addition, since the temperature is directly estimated from the motor current detected by the motor current detection unit, there is no occurrence of a discrepancy between the temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor. Furthermore, the temperature change is large when the temperature is rising, and the temperature sensor can easily determine whether or not a failure has occurred.
[0079]
A temperature sensor and a motor current detection unit are provided in the control unit of the electric power steering apparatus, the temperature of the control unit is estimated from the motor current detected by the motor current detection unit, and the estimated temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor The target current of the motor current that flows to the motor of the electric power steering device is limited based on the estimated temperature, and the estimated temperature is obtained by the sum of the start temperature and the temperature rise value from the start temperature. Since the temperature is reset so as to coincide with the detected temperature obtained by the temperature sensor, the temperature can always be accurately estimated.
[0080]
Since the temperature sensors are provided on the heat sink part and the substrate, respectively, the temperature of the control part can be detected more accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a control device for an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a mounting position of a temperature sensor.
FIG. 4 is a block configuration diagram of a target current determination unit.
FIG. 5 is a block configuration diagram of a control unit.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a specific example of a temperature estimation unit.
FIG. 7 is a processing flowchart of a temperature estimation program.
FIG. 8 is a process flowchart of a temperature estimation program.
FIG. 9 is a processing flowchart of a temperature sensor failure determination processing program.
FIG. 10 is a processing flowchart of a temperature sensor failure determination processing program.
FIG. 11 is a processing flowchart of a temperature sensor failure determination processing program.
FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a specific example of an output limiting unit.
FIG. 13 is a graph showing a sensor temperature versus output limit coefficient data table.
FIG. 14 is a graph showing an estimated temperature versus output limit coefficient data table.
FIG. 15 is a processing flowchart of an output restriction processing program.
[Explanation of symbols]
10 Electric power steering device
11 Steering wheel
12 Steering shaft
13 Connecting shaft
15 Pinion mechanism
16 Manual steering torque generation mechanism
17 Rack shaft
18 Tie Rod
19 Front wheel
20 Motor
21 Ball screw mechanism
22 Manual steering torque detector
23 Vehicle speed sensor
24 Control device
25 Motor current detector
26 Motor voltage detector
27 First temperature sensor
28 Second temperature sensor
29 Target current determination unit
30 Control unit
43 Temperature estimation part
44 Output limiter

Claims

電動パワーステアリング装置の制御部に温度センサとモータ電流検出部を設け、
前記モータ電流検出部で検出されたモータ電流から前記制御部の温度を推定し、
その制御部の推定温度と前記温度センサが検出する温度に基づいて前記電動パワーステアリング装置のモータへ流すモータ電流の目標電流を制限するとともに、
前記推定温度が上昇しているときのみ、前記推定温度に基づいて算出された推定の温度上昇量と、前記温度センサから検出されたスタート温度と現在温度とから算出された実際の温度上昇量とを比較することにより前記温度センサの故障を検知することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御方法。A temperature sensor and a motor current detection unit are provided in the control unit of the electric power steering device,
Estimating the temperature of the control unit from the motor current detected by the motor current detection unit,
While limiting the target current of the motor current to flow to the motor of the electric power steering device based on the estimated temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor,
Only when the estimated temperature is increased, and the estimated temperature increase of the estimated calculated based on the temperature, the actual temperature increasing amount calculated from has been started the temperature and the current temperature detected from the temperature sensor A control method for an electric power steering apparatus, wherein a failure of the temperature sensor is detected by comparing the two.

電動パワーステアリング装置の制御部に温度センサとモータ電流検出部を設け、
前記モータ電流検出部で検出されたモータ電流から前記制御部の温度を推定し、
その制御部の推定温度と前記温度センサが検出する温度に基づいて前記電動パワーステアリング装置のモータへ流すモータ電流の目標電流を制限するとともに、
前記推定温度はスタート温度と前記スタート温度からの温度上昇値の和によって求められ、
前記スタート温度は、前記推定温度が下降しているときに前記温度センサにより得られた検出温度と一致するようにリセットされるようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御方法。A temperature sensor and a motor current detection unit are provided in the control unit of the electric power steering device,
Estimating the temperature of the control unit from the motor current detected by the motor current detection unit,
While limiting the target current of the motor current to flow to the motor of the electric power steering device based on the estimated temperature of the control unit and the temperature detected by the temperature sensor,
The estimated temperature is determined by the sum of the start temperature and the temperature rise value from the start temperature,
The method of controlling an electric power steering apparatus, wherein the start temperature is reset so as to coincide with a detected temperature obtained by the temperature sensor when the estimated temperature is decreasing.

前記温度センサはヒートシンク部と基板とにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置の制御方法。 3. The method of controlling an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the temperature sensor is provided on each of a heat sink and a substrate.