JPH0399981A - Motor-driven power steering device - Google Patents
Motor-driven power steering deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は車両のステアリングハンドルをステアリングモ
ータによって駆動する電動式のパワーステアリング装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electric power steering device that drives a steering wheel of a vehicle by a steering motor.
従来電動式パワーステアリング装置は、特開昭５９−１
５６８６３号公報に示されているように、左右方向への
操舵時に夫々導通する第１．第２及び第３゜第４のスイ
ッチング素子を用いてステアリングモータを中心として
ブリッジ接続されている。そして右操舵時には操舵トル
クの検出に基づいて第１゜第２のスイッチング素子を同
時に導通させてモータに正方向の駆動電流を流し、左操
舵時には操舵トルクの検出に基づいて第３．第４のスイ
ッチング素子を同時に導通させてモータに逆方向の駆動
電流を流して夫々上・−夕を正転及び逆転させてステア
リングの制御を行っている。そして第１又は第３のスイ
ッチング素子を択一的に導通させ、そのとき夫々第２又
は第４のスイッチング素子を必要なモータの駆動力に応
じてデユーティ比を変えて断続的に導通させることによ
って、モータのトルクを変化させるようにした電動式パ
ワーステアリング装置が知られている。The conventional electric power steering device was disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-1
As shown in Japanese Patent Application Publication No. 56863, the first . The second, third and fourth switching elements are bridge-connected around the steering motor. When steering to the right, the first and second switching elements are made conductive at the same time based on the detection of the steering torque to flow a forward driving current to the motor, and when steering to the left, the third and second switching elements are made conductive based on the detection of the steering torque. The fourth switching element is made conductive at the same time to flow a drive current in the opposite direction to the motor to rotate the upper and lower motors forward and backward, respectively, thereby controlling the steering. Then, the first or third switching element is selectively made conductive, and at that time, the second or fourth switching element is made intermittently conductive by changing the duty ratio according to the required driving force of the motor. 2. Description of the Related Art An electric power steering device that changes the torque of a motor is known.
又実開昭６３−１５９３７７号に示されているように、
スイッチング素子の放熱板の温度を測定しごの温度が所
定値を越える場合には、徐々にステアリングモータに与
える制御信号を低下させてスイッチング素子を保護する
ようにした電動式パワーステアリング装置も提案されて
いる。Also, as shown in Utility Model Publication No. 159377/1983,
An electric power steering device has also been proposed in which the temperature of the heat sink of the switching element is measured, and if the temperature of the ladder exceeds a predetermined value, the control signal applied to the steering motor is gradually lowered to protect the switching element. ing.
しかしながらこのような従来の電動式パワーステアリン
グ装置は、車両のボンネット内に装着されるため、周囲
温度が極めて高い場合もあり得る。However, since such conventional electric power steering devices are installed under the hood of a vehicle, the ambient temperature may be extremely high.
しかるに放熱板の温度だけでスイッチング素子の温度を
推定する場合には、周囲温度が高ければスイッチング素
子の温度はそれほど高くないにもかかわらずスイッチン
グ素子が異常温度と判断し、パワーステアリングが停止
されることがあるという欠点があった。However, when estimating the temperature of the switching element only from the temperature of the heat sink, if the ambient temperature is high, the switching element is judged to be at an abnormal temperature even though the temperature of the switching element is not that high, and power steering is stopped. There were some drawbacks.
本発明はこのような従来のパワーステアリング装置の問
題点に鑑みてなされたものであって、放熱板の温度と周
囲温度とを測定し正確なスイッチング素子の温度を演算
することによりステアリングモータへの通電を制御でき
るようにすることを技術的課題とする。The present invention was made in view of the problems of the conventional power steering device, and it measures the temperature of the heat sink and the ambient temperature and calculates the accurate temperature of the switching element, thereby controlling the steering motor. The technical challenge is to be able to control energization.
本発明はステアリングを回動させるステアリングモータ
とステアリングモータを駆動するスイッチング素子を有
し、人力信号に基づいてステアリングモータを駆動する
電動式パワーステアリング装置であって、スイッチング
素子が取付けられる放熱板の温度を検出する第１の温度
センサと、周囲温度を検出する第２の温度センサと、第
１．第２の温度センサの出力に基づいてスイッチング素
子のジャンクション温度を演算するジャンクション温度
演算手段と、を具備し、ジャンクション温度が所定値を
越えるときにフィードバック制御手段によるモータ電流
値を低減させるようにしたことを特徴とするものである
。The present invention relates to an electric power steering device that has a steering motor that rotates a steering wheel and a switching element that drives the steering motor, and that drives the steering motor based on a human power signal, in which the temperature of a heat sink to which the switching element is attached is a first temperature sensor that detects the ambient temperature, a second temperature sensor that detects the ambient temperature, and a first temperature sensor that detects the ambient temperature. junction temperature calculation means for calculating the junction temperature of the switching element based on the output of the second temperature sensor, and the motor current value is reduced by the feedback control means when the junction temperature exceeds a predetermined value. It is characterized by this.
このような特徴を有する本発明によれば、ステアリング
モータを駆動するスイッチング素子の放熱等価回路の各
熱抵抗が既知であるので、周囲温度と放熱板の温度とを
測定することによってスイッチング素子のジャンクショ
ン温度を演算するようにしている。そしてその温度が所
定値を越えればステアリングモータの駆動電流を低下さ
せるようにしている。According to the present invention having such characteristics, since each thermal resistance of the heat radiation equivalent circuit of the switching element that drives the steering motor is known, the junction of the switching element is determined by measuring the ambient temperature and the temperature of the heat sink. I am trying to calculate the temperature. If the temperature exceeds a predetermined value, the drive current of the steering motor is reduced.
（実施例〕
第２図は本発明が適用されるパワーステアリング機構の
概略図であり、第１図はそのモータ駆動回路の全体構成
を示すブロック図である。第２図においてステアリング
ハンドルｌにはトルクセンサ２及びステアリングハンド
ル１からの操舵力を伝える伝導機構３が接続される。ト
ルクセンサ２はステアリングハンドル１の左右方向のト
ルクを検出するものであって、その出力はモータ駆動回
路４に与えられている。モータ駆動回路４は車両のバッ
テリー５が接続されており、トルクセンサ２から与えら
れる左右方向のトルク信号に対応して左右方向に駆動す
るステアリングモータ６を制御するものであって、伝導
機構３と共に操舵輪７を左右方向に所定角度回動させる
ものである。(Example) Fig. 2 is a schematic diagram of a power steering mechanism to which the present invention is applied, and Fig. 1 is a block diagram showing the overall configuration of its motor drive circuit. A torque sensor 2 and a transmission mechanism 3 for transmitting the steering force from the steering wheel 1 are connected.The torque sensor 2 detects the torque of the steering wheel 1 in the left and right direction, and its output is applied to the motor drive circuit 4. The motor drive circuit 4 is connected to a battery 5 of the vehicle, and controls a steering motor 6 that drives in the left-right direction in response to a left-right torque signal given from the torque sensor 2. The steering wheel 7 is rotated by a predetermined angle in the left-right direction together with the transmission mechanism 3.
次にモータ駆動回路４の構成を第１図を参照しつつ説明
する。本図において、トルクセンサ２からのトルク検出
信号はモータ駆動回路４に伝えられる。モータ駆動回路
４はトルクセンサ２の出力を増幅器１０を介して制御回
路１１に与えている。Next, the configuration of the motor drive circuit 4 will be explained with reference to FIG. In this figure, a torque detection signal from a torque sensor 2 is transmitted to a motor drive circuit 4. The motor drive circuit 4 provides the output of the torque sensor 2 to a control circuit 11 via an amplifier 10.
制御回路１１には又バッテリー５の電源を安定化する電
源回路１２が接続されている。制御回路１１はＣＰＵと
その制御プログラムを記憶するメモリ及び人出力インタ
ーフェースやＡ／Ｄ変換回路から構成されている。制御
回路１１はトルクセンサ２等の入力レベルとその方向に
対応してステアリングモータ６の電流を規定するもので
あり、例えばＰＷＭ変ｍ信秀としてドライブ回路１３に
与えられる。又バッテリー５にはリレー１４の常閉接点
１４ｂ及び電流検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して第１〜
第４のスイッチング素子１５〜１８がブリッジ接続され
ている。これらのスイッチング素子１５〜１８はドライ
ブ回路１３により対称なスイッチング素子が駆動される
。さて第１と第４のスイッチング素子１５．１Ｂ、第３
と第２のスイッチング素子１７．１６の共通接続点間に
はステアリングモータ６が接続される。ドライバ電源回
路１９はバッテリー５の電圧を昇圧してドライブ回路１
３に与えるものである。ここで抵抗Ｒ１゜Ｒ２と第１．
第３のスイッチング素子１５．１７の共通接続点は電流
検出回路２００Å力端に接続される。電流検出回路２０
はステアリングモータ６に流れる電流を検出するもので
あり、その出力は制御回路１１のフィードバック制御手
段１１ａ及び比較器２１に与えられる。制御回路１１の
フィードバック制御手段１１ａはこうして検出される電
流によってフィードバック制御を行ってモータ電流を規
定するものである。比較器２１はステアリングモータ６
の短絡等の過電流を検出するものであり、過電流の検出
時にはドライブ回路１３に禁止信号を与えると共に制御
回路１１に過電流検出信号を与えるものである。A power supply circuit 12 for stabilizing the power supply of the battery 5 is also connected to the control circuit 11 . The control circuit 11 is composed of a CPU, a memory for storing its control program, a human output interface, and an A/D conversion circuit. The control circuit 11 regulates the current of the steering motor 6 in accordance with the input level and direction of the torque sensor 2, etc., and is applied to the drive circuit 13 as, for example, a PWM variable current. In addition, the battery 5 is connected to the first to third terminals via the normally closed contact 14b of the relay 14 and the current detection resistors R1 and R2.
Fourth switching elements 15-18 are bridge-connected. These switching elements 15 to 18 are symmetrically driven by a drive circuit 13. Now, the first and fourth switching elements 15.1B, the third
The steering motor 6 is connected between the common connection point of the and second switching element 17.16. The driver power supply circuit 19 boosts the voltage of the battery 5 to supply the drive circuit 1.
3. Here, resistors R1°R2 and 1st.
The common connection point of the third switching elements 15, 17 is connected to the power end of the current detection circuit 200A. Current detection circuit 20
detects the current flowing through the steering motor 6, and its output is given to the feedback control means 11a of the control circuit 11 and the comparator 21. The feedback control means 11a of the control circuit 11 performs feedback control based on the current detected in this way to define the motor current. The comparator 21 is the steering motor 6
When an overcurrent is detected, an overcurrent detection signal is given to the drive circuit 13 and an overcurrent detection signal is given to the control circuit 11.
ここで第１〜第４のスイッチング素子１５〜１８は例え
ば第３図に斜視図を示すように放熱板２２に取付けられ
ている。そしてこの放熱板２２にはその温度を検出する
第１の温度センサ、例えばサーミスタ２３が取付けられ
る。又これとは独立してこのモータ駆動回路４の周囲温
度を検出する第２の温度センサ、例えばサーミスタ２４
が設けられる。サーミスタ２３．２４の出力は夫々制御
回路１１のジャンクション温度演算手段１１ｂに与えら
れる。ジャンクション温度演算手段１１ｂは後述するよ
うにスイッチング素子の放熱等価回路とこれらの温度入
力によってスイッチング素子１５〜１８のジャンクシジ
ン温度を演算するものである。又制御回路１１のジャン
クション温度演算手段１１ｂにはリレー駆動部２５が接
続される。Here, the first to fourth switching elements 15 to 18 are attached to a heat sink 22, for example, as shown in a perspective view in FIG. A first temperature sensor, for example a thermistor 23, is attached to the heat sink 22 to detect the temperature thereof. Additionally, a second temperature sensor, for example a thermistor 24, independently detects the ambient temperature of the motor drive circuit 4.
is provided. The outputs of the thermistors 23 and 24 are respectively given to the junction temperature calculation means 11b of the control circuit 11. The junction temperature calculating means 11b calculates the junction temperature of the switching elements 15 to 18 based on the heat radiation equivalent circuit of the switching elements and the temperature input thereof, as will be described later. Further, a relay driving section 25 is connected to the junction temperature calculation means 11b of the control circuit 11.
リレー駆動部２５はジャンクシジン温度が所定値を越え
るときにはリレー１４を付勢することによりステアリン
グモータ６への通電を停止するものである。The relay drive unit 25 is configured to stop the power supply to the steering motor 6 by energizing the relay 14 when the junk engine temperature exceeds a predetermined value.
次に本実施例の動作についてフローチャートを参照しつ
つ説明する。まずフィードバック制御を行う所定周期毎
にスイッチング素子のジャンクション温度の演算処理を
行う。第４図はスイッチング素子の放熱等価回路を示す
図であり、スイッチング素子のジャンクション温度Ｔｊ
１周回部度Ｔａ、放熱板温度Ｔｆは図示の位置に示され
る。本図においてθｉは素子の接合部からケースまでの
内部熱抵抗、θｂはスイッチング素子のケースから外気
までの外部熱抵抗、−θＳの絶縁板の熱抵抗、θＣは放
熱板２２との接触部の接触熱抵抗、θｆは放熱板２２と
外気間の放熱熱抵抗である。第４図において放熱板温度
Ｔｆと周囲温度Ｔａとはサーミスタ２３．２４によって
測定可能であり、他の熱抵抗は全て設計時に定まる既知
の値である。Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to a flowchart. First, the junction temperature of the switching element is calculated every predetermined period of feedback control. FIG. 4 is a diagram showing a heat dissipation equivalent circuit of the switching element, and shows the junction temperature Tj of the switching element.
The one-turn temperature Ta and the heat sink temperature Tf are shown at the illustrated positions. In this figure, θi is the internal thermal resistance from the junction of the element to the case, θb is the external thermal resistance from the switching element case to the outside air, -θS is the thermal resistance of the insulating plate, and θC is the thermal resistance of the contact part with the heat sink 22. The contact thermal resistance, θf, is the thermal radiation resistance between the heat sink 22 and the outside air. In FIG. 4, the heat sink temperature Tf and the ambient temperature Ta can be measured by thermistors 23 and 24, and all other thermal resistances are known values determined at the time of design.
従って周囲温度Ｔａと放熱板温度Ｔｆを測定することに
よってスイッチング素子の損失Ｐｃ及びジャンクション
温度Ｔｊを演算することができる。Therefore, by measuring the ambient temperature Ta and the heat sink temperature Tf, it is possible to calculate the loss Pc of the switching element and the junction temperature Tj.
第５図は周囲温度Ｔａと放熱板温度Ｔｆに対して定まる
損失Ｐｃを示す概略のグラフである。FIG. 5 is a schematic graph showing the loss Pc determined with respect to the ambient temperature Ta and the heat sink temperature Tf.
さて第６図のフローチャートにおいてスイッチング素子
のジャンクション温度の算出処理を開始すると、まずス
テップ３１においてサーミスタ２４より周囲温度Ｔａを
読取る。そしてステップ３２に進んでサーミスタ２３よ
り放熱板の温度Ｔｆを読取る。そしてステップ３３に進
み第４図の放熱等価回路に基づきこれらの温度差と放熱
板抵抗θｆにより損失Ｐｃを算出する。そしてステップ
３４に進んでこのＰｃに熱抵抗骨θｉ、θＳ、θＣを乗
算することによってジャンクション温度Ｔｊを算出する
。ここで熱抵抗骨θｂは充分大きく無視できるものとす
る。そしてステップ３５に進んでこのときのジャンクシ
ジン温度Ｔｊ があらがしめ定められる所定の最大ジャ
ンクシジン温度Ｔｊｓ□を越えているかどうかをチエツ
クする。この温度を越えていなければ正常な動作温度範
囲であるので処理を終了し、この温度を越えている場合
にはステップ３６に進んで出力を低減するようにフィー
ドバック制御手段１１ａに信号を与える。又最大ジャン
クション温度Ｔ ｊ ｓ ｍ Ｘより充分大きければこ
れと同時にリレー駆動部２５を介してリレー１４を付勢
し、ステアリングモータ６への通電を停止してもよい。Now, when the process of calculating the junction temperature of the switching element is started in the flowchart of FIG. 6, first, in step 31, the ambient temperature Ta is read from the thermistor 24. The process then proceeds to step 32, where the temperature Tf of the heat sink is read from the thermistor 23. The process then proceeds to step 33, where the loss Pc is calculated based on the temperature difference and the heat sink resistance θf based on the heat dissipation equivalent circuit shown in FIG. The process then proceeds to step 34, where the junction temperature Tj is calculated by multiplying this Pc by the thermal resistances θi, θS, and θC. Here, it is assumed that the thermal resistance bone θb is sufficiently large and can be ignored. Then, the process proceeds to step 35, where it is checked whether the junk sine temperature Tj at this time exceeds a predetermined maximum junk sine temperature Tjs□. If this temperature is not exceeded, it is within the normal operating temperature range, and the process is terminated. If this temperature is exceeded, the process proceeds to step 36 and a signal is given to the feedback control means 11a to reduce the output. Further, if the maximum junction temperature T j s m X is sufficiently higher than the maximum junction temperature T j s m
こうすれば周囲温度Ｔａと放熱板温度Ｔｆに基づいて正
確なジャンクション温度Ｔｊを測定することができ、必
要時にのみパワーステアリングを停止してスイッチング
素子を保護することができる。In this way, the junction temperature Tj can be accurately measured based on the ambient temperature Ta and the heat sink temperature Tf, and the power steering can be stopped only when necessary to protect the switching elements.
このように本発明によれば、周囲温度とスイッチング素
子が取付けられる放熱板の温度とに基づいて正確なジャ
ンクション温度を演算しており、スイッチング素子が所
定温度以上に発熱した場合にはステアリングモータへの
電源供給を低下させ又は停止するようにしている。従っ
て必要時にのみパワーステアリングを停止しスイッチン
グ素子を保護することができるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, the accurate junction temperature is calculated based on the ambient temperature and the temperature of the heat sink to which the switching element is attached, and when the switching element generates heat above a predetermined temperature, the steering motor is The power supply is reduced or stopped. Therefore, an effect can be obtained in that the power steering can be stopped only when necessary and the switching elements can be protected.
第１図は本発明の一実施例によるモータ駆動装置の構成
を示すブロック図、第２図は本実施例によるモータ駆動
装置が適用される電動式パワーステアリング機構の概略
図、第３図はスイッチング素子と温度センサであるサー
ミスタを示す斜視図、第４図はスイッチング素子の放熱
等価回路図、第５図は周囲温度と放熱板の温度に対する
スイッチング素子の熱損失を示すグラフ、第６図は本実
施例によるジャンクション温度演算処理を示すフローチ
ャートである。
２−・・・・−・トルクセンサ ４・−・−・−モー
タ駆動回路５・・・・・・・バッテリー ６・−・−
・・−ステアリングモータ１１・−・−・・−制御回路
１１ａ・・・・・・・フィードバック制御手段
１１ｂ・・−・・−ジャンクション温度演算手段 １
３・−・−・−ドライブ回路 １５〜１８・−・スイ
ッチング素子 ２３．２４・・・・・・−サーミスタ
２５−・−・・−リレー駆動部FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a motor drive device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of an electric power steering mechanism to which the motor drive device according to this embodiment is applied, and FIG. 3 is a switching diagram. A perspective view showing the element and the thermistor which is a temperature sensor, Fig. 4 is a heat dissipation equivalent circuit diagram of the switching element, Fig. 5 is a graph showing the heat loss of the switching element with respect to the ambient temperature and the temperature of the heat sink, and Fig. 6 is the main It is a flowchart which shows junction temperature calculation processing by an example. 2-...Torque sensor 4--Motor drive circuit 5--Battery 6--
--- Steering motor 11 --- Control circuit 11a --- Feedback control means
11b...--Junction temperature calculation means 1
3.----Drive circuit 15-18--Switching element 23.24--Thermistor 25---Relay drive section
Claims (1)
ステアリングモータを駆動するスイッチング素子を有し
、入力信号に基づいてステアリングモータを駆動する電
動式パワーステアリング装置において、 前記スイッチング素子が取付けられる放熱板の温度を検
出する第１の温度センサと、 周囲温度を検出する第２の温度センサと、 前記第１、第２の温度センサの出力に基づいて前記スイ
ッチング素子のジャンクション温度を演算するジャンク
ション温度演算手段と、を具備し、前記ジャンクション
温度が所定値を越えるときに前記フィードバック制御手
段によるモータ電流値を低減させるようにしたことを特
徴とする電動式パワーステアリング装置。(1) In an electric power steering device that has a steering motor that rotates the steering wheel and a switching element that drives the steering motor, and that drives the steering motor based on an input signal, the temperature of the heat sink to which the switching element is attached is determined. a first temperature sensor that detects the ambient temperature; a second temperature sensor that detects the ambient temperature; and a junction temperature calculation means that calculates the junction temperature of the switching element based on the outputs of the first and second temperature sensors; An electric power steering device, characterized in that the motor current value by the feedback control means is reduced when the junction temperature exceeds a predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1239393A JPH0399981A (en) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | Motor-driven power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1239393A JPH0399981A (en) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | Motor-driven power steering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0399981A true JPH0399981A (en) | 1991-04-25 |
Family
ID=17044116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1239393A Pending JPH0399981A (en) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | Motor-driven power steering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0399981A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6338016B1 (en) | 1999-03-08 | 2002-01-08 | Trw Inc. | Method and apparatus for detecting a motor stall condition in an electric assist steering system |
| US7164248B2 (en) | 2003-05-12 | 2007-01-16 | Denso Corporation | Electric motor drive apparatus and motor-driven power steering system |
| JP2011257395A (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-22 | Tyco Electronics Corp | Temperature measuring system for light-emitting diode (led) assembly |
| JP2017193197A (en) * | 2016-04-18 | 2017-10-26 | 株式会社ジェイテクト | Steering control device |
-
1989
- 1989-09-14 JP JP1239393A patent/JPH0399981A/en active Pending
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