JPH08133107A - 電動パワーステアリング用コントロールユニットとそれを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング用コントロールユニットとそれを用いた電動パワーステアリング装置Info
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- JPH08133107A JPH08133107A JP6295558A JP29555894A JPH08133107A JP H08133107 A JPH08133107 A JP H08133107A JP 6295558 A JP6295558 A JP 6295558A JP 29555894 A JP29555894 A JP 29555894A JP H08133107 A JPH08133107 A JP H08133107A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電動パワーステアリング装置に用いられるコ
ントロールユニットと電動パワーステアリング装置にお
いて、モータ温度を検出するセンサを用いることなく、
モータの端子間電圧からモータ温度を推定し、これに基
づいてパワーコントロールすることにより、構成簡単に
して過熱保護機能を実現し、コストダウンを図る。 【構成】 モータの端子間電圧にモータ電流を乗じた値
の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給する最大電
流値を制限する。これにより、モータの電機子抵抗は温
度上昇に伴い高くなる現象があることから、モータの相
対温度変化の推定が可能となり、加熱保護のためのパワ
ーコントロールが可能となる
ントロールユニットと電動パワーステアリング装置にお
いて、モータ温度を検出するセンサを用いることなく、
モータの端子間電圧からモータ温度を推定し、これに基
づいてパワーコントロールすることにより、構成簡単に
して過熱保護機能を実現し、コストダウンを図る。 【構成】 モータの端子間電圧にモータ電流を乗じた値
の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給する最大電
流値を制限する。これにより、モータの電機子抵抗は温
度上昇に伴い高くなる現象があることから、モータの相
対温度変化の推定が可能となり、加熱保護のためのパワ
ーコントロールが可能となる
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータの出力でハンド
ルの操舵力を補助するようにした電動パワーステアリン
グ装置に用いられるコントロールユニットとそれを用い
た電動パワーステアリング装置に関する。
ルの操舵力を補助するようにした電動パワーステアリン
グ装置に用いられるコントロールユニットとそれを用い
た電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動パワーステアリング装置にお
いて、モータ駆動用パワー素子が過熱により故障するの
を防止するために、パワー素子が取付けられた放熱ブロ
ックに温度センサを設け、パワー素子の温度を監視し、
もって、異常過熱にならないように通電制御するように
したものがある。また、モータを保護するため、モータ
にも温度センサを設け、モータの温度を監視し、同様に
制御するものがある。さらには、コストダウンを目的に
放熱ブロックの温度センサを無くし、以下の方法で両者
の過熱保護を行うようにしたものがある。すなわち、モ
ータとパワー素子の各温度上昇特性では、モータの温度
上昇の方が速いことに注目し、モータ温度が所定値以上
になるとパワーダウン（最大電流値を低減）し、再び、
所定値以下になるとパワーアップ（最大電流値を元に戻
す）というパワーコントロールを行うものである。そし
て、実用上このパワーコントロールのみでパワー素子が
破壊に至らない程度に放熱ブロックを設定している。
いて、モータ駆動用パワー素子が過熱により故障するの
を防止するために、パワー素子が取付けられた放熱ブロ
ックに温度センサを設け、パワー素子の温度を監視し、
もって、異常過熱にならないように通電制御するように
したものがある。また、モータを保護するため、モータ
にも温度センサを設け、モータの温度を監視し、同様に
制御するものがある。さらには、コストダウンを目的に
放熱ブロックの温度センサを無くし、以下の方法で両者
の過熱保護を行うようにしたものがある。すなわち、モ
ータとパワー素子の各温度上昇特性では、モータの温度
上昇の方が速いことに注目し、モータ温度が所定値以上
になるとパワーダウン（最大電流値を低減）し、再び、
所定値以下になるとパワーアップ（最大電流値を元に戻
す）というパワーコントロールを行うものである。そし
て、実用上このパワーコントロールのみでパワー素子が
破壊に至らない程度に放熱ブロックを設定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
更なるコストダウン要求の中、温度センサを用いると、
どうしても高価となり、また、温度センサと制御回路と
のコネクタ配線／インタフェース回路も必要であって、
これらは、電動パワーステアリング装置の小型化・ロー
コスト化の阻害要因となっていた。また、モータに温度
センサを設けることなく、モータの平均電流検出値に応
じて最大電流値を制限する方法もあるが、この方法で
は、モータ電流はモータ損失熱量には比例しないので、
モータの定格温度以上で使用してしまう可能性が高い。
また、実車においてフルアシスト（最大電流）状態でイ
グニションのＯＮ／ＯＦＦを繰り返した場合、モータの
相対温度上昇分が分かるだけで、絶対温度が分からない
ので、過熱によりモータ破損まで至る可能性があった。
更なるコストダウン要求の中、温度センサを用いると、
どうしても高価となり、また、温度センサと制御回路と
のコネクタ配線／インタフェース回路も必要であって、
これらは、電動パワーステアリング装置の小型化・ロー
コスト化の阻害要因となっていた。また、モータに温度
センサを設けることなく、モータの平均電流検出値に応
じて最大電流値を制限する方法もあるが、この方法で
は、モータ電流はモータ損失熱量には比例しないので、
モータの定格温度以上で使用してしまう可能性が高い。
また、実車においてフルアシスト（最大電流）状態でイ
グニションのＯＮ／ＯＦＦを繰り返した場合、モータの
相対温度上昇分が分かるだけで、絶対温度が分からない
ので、過熱によりモータ破損まで至る可能性があった。
【０００４】本発明は、上記問題を解決するもので、モ
ータ温度を検出するセンサを用いることなく、モータの
端子間電圧からモータ温度を推定し、これに基づいてパ
ワーコントロールすることにより、構成簡単にして過熱
保護機能を実現することができると共にコストダウンが
図れる電動パワーステアリング装置に用いられるコント
ロールユニットとそれを用いた電動パワーステアリング
装置を提供することを目的とする。
ータ温度を検出するセンサを用いることなく、モータの
端子間電圧からモータ温度を推定し、これに基づいてパ
ワーコントロールすることにより、構成簡単にして過熱
保護機能を実現することができると共にコストダウンが
図れる電動パワーステアリング装置に用いられるコント
ロールユニットとそれを用いた電動パワーステアリング
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、ハンドル操舵の補助力を発生する
モータを有した電動パワーステアリング装置に用いられ
るコントロールユニットにおいて、モータの端子間電圧
の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給する最大電
流値を制限する最大電流制限手段を備えたものである。
また、請求項２の発明は、ハンドル操舵の補助力を発生
するモータを有した電動パワーステアリング装置に用い
られるコントロールユニットにおいて、モータの端子間
電圧にモータ電流を乗じた値の平均値又は積分値に応じ
て、モータへ供給する最大電流値を制限する最大電流制
限手段を備えたものである。また、請求項３の発明は、
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング用コン
トロールユニットにおいて、操舵トルク又はモータ電流
が所定値以上の時に、モータの端子間電圧をモータ電流
で除した値の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給
する最大電流値の制御に補正をかける最大電流制御補正
手段を備えたものである。また、請求項４の発明は、ハ
ンドルの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ハ
ンドルの操舵を補助する力を発生するモータと、操舵ト
ルクセンサからの信号を受けてモータへ供給する電流を
制御するコントロールユニットとを備えた電動パワース
テアリング装置において、コントロールユニットは、モ
ータの端子間電圧の平均値又は積分値に応じて、モータ
へ供給する最大電流値を制限する最大電流制限手段を備
えたものである。また、請求項５の発明は、ハンドルの
操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ハンドルの
操舵を補助する力を発生するモータと、操舵トルクセン
サからの信号を受けてモータへ供給する電流を制御する
コントロールユニットとを備えた電動パワーステアリン
グ装置において、コントロールユニットが、モータの端
子間電圧にモータ電流を乗じた値の平均値又は積分値に
応じて、モータへ供給する最大電流値を制限する最大電
流制限手段を備えたものである。また、請求項６の発明
は、請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装
置において、コントロールユニットが、操舵トルク又は
モータ電流が所定値以上の時に、モータの端子間電圧を
モータ電流で除した値の平均値又は積分値に応じて、モ
ータへ供給する最大電流値の制御に補正をかける最大電
流制御補正手段を備えたものである。
に請求項１の発明は、ハンドル操舵の補助力を発生する
モータを有した電動パワーステアリング装置に用いられ
るコントロールユニットにおいて、モータの端子間電圧
の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給する最大電
流値を制限する最大電流制限手段を備えたものである。
また、請求項２の発明は、ハンドル操舵の補助力を発生
するモータを有した電動パワーステアリング装置に用い
られるコントロールユニットにおいて、モータの端子間
電圧にモータ電流を乗じた値の平均値又は積分値に応じ
て、モータへ供給する最大電流値を制限する最大電流制
限手段を備えたものである。また、請求項３の発明は、
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング用コン
トロールユニットにおいて、操舵トルク又はモータ電流
が所定値以上の時に、モータの端子間電圧をモータ電流
で除した値の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給
する最大電流値の制御に補正をかける最大電流制御補正
手段を備えたものである。また、請求項４の発明は、ハ
ンドルの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ハ
ンドルの操舵を補助する力を発生するモータと、操舵ト
ルクセンサからの信号を受けてモータへ供給する電流を
制御するコントロールユニットとを備えた電動パワース
テアリング装置において、コントロールユニットは、モ
ータの端子間電圧の平均値又は積分値に応じて、モータ
へ供給する最大電流値を制限する最大電流制限手段を備
えたものである。また、請求項５の発明は、ハンドルの
操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ハンドルの
操舵を補助する力を発生するモータと、操舵トルクセン
サからの信号を受けてモータへ供給する電流を制御する
コントロールユニットとを備えた電動パワーステアリン
グ装置において、コントロールユニットが、モータの端
子間電圧にモータ電流を乗じた値の平均値又は積分値に
応じて、モータへ供給する最大電流値を制限する最大電
流制限手段を備えたものである。また、請求項６の発明
は、請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装
置において、コントロールユニットが、操舵トルク又は
モータ電流が所定値以上の時に、モータの端子間電圧を
モータ電流で除した値の平均値又は積分値に応じて、モ
ータへ供給する最大電流値の制御に補正をかける最大電
流制御補正手段を備えたものである。
【０００６】
【作用】上記の構成の請求項１の電動パワーステアリン
グ用コントロールユニットにおいて、最大電流制限手段
は、モータの端子間電圧の平均値又は積分値に応じて、
モータへ供給する最大電流値を制限する。これにより、
モータの電機子抵抗は温度上昇に伴い高くなる現象があ
ることから、モータ温度を検出するセンサを用いること
なく、端子間電圧よりモータの相対温度変化の推定が可
能となり、加熱保護のためのパワーコントロールが可能
となる。また、請求項２の電動パワーステアリング用コ
ントロールユニットにおいて、最大電流制限手段は、モ
ータの端子間電圧にモータ電流を乗じた値の平均値又は
積分値に応じて、モータへ供給する最大電流値を制限す
る。これにより、モータの損失電力の積分値に基づくモ
ータの相対温度変化を推定でき、加熱保護を図ったパワ
ーコントロールが可能となる。また、請求項３の電動パ
ワーステアリング用コントロールユニットにおいて、最
大電流制御補正手段は、操舵トルク又はモータ電流が所
定値以上の時に、モータの端子間電圧をモータ電流で除
した値の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給する
最大電流値の制御に補正をかけるので、上記の作用に加
えて、モータ電機子抵抗算出値からモータの絶対温度に
近いものが推定でき、より的確に加熱保護を図ったパワ
ーコントロールが可能となる。また、請求項４の電動パ
ワーステアリング装置において、コントロールユニット
の最大電流制限手段は、モータの端子間電圧の平均値又
は積分値に応じてモータへ供給する最大電流値を制限す
るので、請求項１と同等の作用が得られる。また、請求
項５の電動パワーステアリング装置において、コントロ
ールユニットの最大電流制限手段は、モータの端子間電
圧にモータ電流を乗じた値の平均値又は積分値に応じて
モータへ供給する最大電流値を制限するので、請求項２
と同等の作用が得られる。また、請求項６の電動パワー
ステアリング装置において、コントロールユニットの最
大電流制御補正手段は、操舵トルク又はモータ電流が所
定値以上の時に、モータの端子間電圧をモータ電流で除
した値の平均値又は積分値に応じてモータへ供給する最
大電流値の制御に補正をかけるので、請求項３と同等の
作用が得られる。
グ用コントロールユニットにおいて、最大電流制限手段
は、モータの端子間電圧の平均値又は積分値に応じて、
モータへ供給する最大電流値を制限する。これにより、
モータの電機子抵抗は温度上昇に伴い高くなる現象があ
ることから、モータ温度を検出するセンサを用いること
なく、端子間電圧よりモータの相対温度変化の推定が可
能となり、加熱保護のためのパワーコントロールが可能
となる。また、請求項２の電動パワーステアリング用コ
ントロールユニットにおいて、最大電流制限手段は、モ
ータの端子間電圧にモータ電流を乗じた値の平均値又は
積分値に応じて、モータへ供給する最大電流値を制限す
る。これにより、モータの損失電力の積分値に基づくモ
ータの相対温度変化を推定でき、加熱保護を図ったパワ
ーコントロールが可能となる。また、請求項３の電動パ
ワーステアリング用コントロールユニットにおいて、最
大電流制御補正手段は、操舵トルク又はモータ電流が所
定値以上の時に、モータの端子間電圧をモータ電流で除
した値の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給する
最大電流値の制御に補正をかけるので、上記の作用に加
えて、モータ電機子抵抗算出値からモータの絶対温度に
近いものが推定でき、より的確に加熱保護を図ったパワ
ーコントロールが可能となる。また、請求項４の電動パ
ワーステアリング装置において、コントロールユニット
の最大電流制限手段は、モータの端子間電圧の平均値又
は積分値に応じてモータへ供給する最大電流値を制限す
るので、請求項１と同等の作用が得られる。また、請求
項５の電動パワーステアリング装置において、コントロ
ールユニットの最大電流制限手段は、モータの端子間電
圧にモータ電流を乗じた値の平均値又は積分値に応じて
モータへ供給する最大電流値を制限するので、請求項２
と同等の作用が得られる。また、請求項６の電動パワー
ステアリング装置において、コントロールユニットの最
大電流制御補正手段は、操舵トルク又はモータ電流が所
定値以上の時に、モータの端子間電圧をモータ電流で除
した値の平均値又は積分値に応じてモータへ供給する最
大電流値の制御に補正をかけるので、請求項３と同等の
作用が得られる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１は電動パワーステアリング装置
の概略構成図である。電動パワーステアリング装置は、
運転者が操舵回転力を与えるハンドル１を含み、ハンド
ル１はステアリングシャフト１ａを介してピニオンギヤ
２及びラック軸３に連結され、さらに、このラック軸３
に操行車輪４が連結されている。さらに、電動パワース
テアリング装置は、ハンドル１に加えられる操舵トルク
を検出する操舵トルクセンサ５と、ハンドル１の操舵に
必要な補助駆動力を発生するモータ６と、このモータ６
の補助駆動力をラック軸３に与える補助駆動機構７と、
操舵トルクセンサ５により検出した操舵トルクを受けて
モータ６への通電量を制御するコントロール装置８（コ
ントロールユニット）を有する。このコントロール装置
８には、車速センサ９からの車速信号も入力され、バッ
テリ１０から電源が供給されている。
参照して説明する。図１は電動パワーステアリング装置
の概略構成図である。電動パワーステアリング装置は、
運転者が操舵回転力を与えるハンドル１を含み、ハンド
ル１はステアリングシャフト１ａを介してピニオンギヤ
２及びラック軸３に連結され、さらに、このラック軸３
に操行車輪４が連結されている。さらに、電動パワース
テアリング装置は、ハンドル１に加えられる操舵トルク
を検出する操舵トルクセンサ５と、ハンドル１の操舵に
必要な補助駆動力を発生するモータ６と、このモータ６
の補助駆動力をラック軸３に与える補助駆動機構７と、
操舵トルクセンサ５により検出した操舵トルクを受けて
モータ６への通電量を制御するコントロール装置８（コ
ントロールユニット）を有する。このコントロール装置
８には、車速センサ９からの車速信号も入力され、バッ
テリ１０から電源が供給されている。
【０００８】図２は、電動パワーステアリング装置の具
体構成図である。コントロール装置８は、電動パワース
テアリング装置の全体を制御するＣＰＵ２１と、このＣ
ＰＵ２１により制御されモータ６を駆動制御するモータ
駆動回路２２と、モータの電流／電圧を検出してＣＰＵ
２１に入力するモータ電流／電圧検出回路２３と、モー
タ電流が所定の許容値を越えた場合に電流値を制限する
フェイルセーフ回路２４と、フェイルセーフのためにモ
ータ駆動回路２２への電源を通電／遮断制御するリレー
回路２５及びリレー接点２６等を備えている。ＣＰＵ２
１には、操舵トルクセンサ５、車速センサ９からの検出
信号の他に、エンジン回転数信号２７が入力される。ま
た、イグニションキースイッチ２８がＯＮされること
で、リレー回路２５が動作し、モータ駆動回路２２に電
源が供給されるようになっている。ＣＰＵ２１は、操舵
トルクセンサ５により検出した操舵トルクに応じてモー
タ駆動回路２２をパルス幅変調（ＰＷＭ）することによ
り、操舵に要する力の補助力を発生するようにモータ６
を通電制御する。
体構成図である。コントロール装置８は、電動パワース
テアリング装置の全体を制御するＣＰＵ２１と、このＣ
ＰＵ２１により制御されモータ６を駆動制御するモータ
駆動回路２２と、モータの電流／電圧を検出してＣＰＵ
２１に入力するモータ電流／電圧検出回路２３と、モー
タ電流が所定の許容値を越えた場合に電流値を制限する
フェイルセーフ回路２４と、フェイルセーフのためにモ
ータ駆動回路２２への電源を通電／遮断制御するリレー
回路２５及びリレー接点２６等を備えている。ＣＰＵ２
１には、操舵トルクセンサ５、車速センサ９からの検出
信号の他に、エンジン回転数信号２７が入力される。ま
た、イグニションキースイッチ２８がＯＮされること
で、リレー回路２５が動作し、モータ駆動回路２２に電
源が供給されるようになっている。ＣＰＵ２１は、操舵
トルクセンサ５により検出した操舵トルクに応じてモー
タ駆動回路２２をパルス幅変調（ＰＷＭ）することによ
り、操舵に要する力の補助力を発生するようにモータ６
を通電制御する。
【０００９】図３は、図２のモータ駆動回路２２及びモ
ータ電流／電圧検出回路２３の部分の具体構成を示す回
路図である。上記モータ駆動回路２２は、ＦＥＴ駆動回
路２２ａと、ブリッジ接続されたパワー素子である電界
効果トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４（以下、ＦＥＴと
いう）とからなり、モータ６の端子はブリッジの中点間
に接続されている。ＦＥＴ駆動回路２２ａは過電流検出
時に通電を禁止する禁止回路を付設している。また、上
記モータ電流／電圧検出回路２３は、電流検出回路２３
ａと、端子電圧検出回路２３ｂ（地絡検出）とからな
る。電流検出回路２３ａは、モータ電流が流れるシャン
ト抵抗ＲＳの両端から信号を得ている。端子電圧検出回
路２３ｂは、モータ６の両端端子Ａ，Ｂの電圧を検出す
る。インターフェイス２５ａは、リレー回路２５に相当
する。昇圧回路２９は、ＣＰＵ２１からのパルスにより
駆動され、ＦＥＴ駆動回路２２ａへ昇圧電圧を印加する
ものである。
ータ電流／電圧検出回路２３の部分の具体構成を示す回
路図である。上記モータ駆動回路２２は、ＦＥＴ駆動回
路２２ａと、ブリッジ接続されたパワー素子である電界
効果トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４（以下、ＦＥＴと
いう）とからなり、モータ６の端子はブリッジの中点間
に接続されている。ＦＥＴ駆動回路２２ａは過電流検出
時に通電を禁止する禁止回路を付設している。また、上
記モータ電流／電圧検出回路２３は、電流検出回路２３
ａと、端子電圧検出回路２３ｂ（地絡検出）とからな
る。電流検出回路２３ａは、モータ電流が流れるシャン
ト抵抗ＲＳの両端から信号を得ている。端子電圧検出回
路２３ｂは、モータ６の両端端子Ａ，Ｂの電圧を検出す
る。インターフェイス２５ａは、リレー回路２５に相当
する。昇圧回路２９は、ＣＰＵ２１からのパルスにより
駆動され、ＦＥＴ駆動回路２２ａへ昇圧電圧を印加する
ものである。
【００１０】図４は、操舵トルクセンサ検出値とモータ
駆動電流（操舵アシストトルク）との関係図である。図
に示されるように、モータ駆動電流は、モータの耐熱性
等を考慮して最大電流に制限を与えており、しかも、据
切り時や低車速時に比べて高車速時の方が、同じ操舵ト
ルクに対してモータ駆動電流を減少させている。なお、
＋，−は操舵の左右各方向に対応する。
駆動電流（操舵アシストトルク）との関係図である。図
に示されるように、モータ駆動電流は、モータの耐熱性
等を考慮して最大電流に制限を与えており、しかも、据
切り時や低車速時に比べて高車速時の方が、同じ操舵ト
ルクに対してモータ駆動電流を減少させている。なお、
＋，−は操舵の左右各方向に対応する。
【００１１】図５は、ＣＰＵ２１により実行されるモー
タ制御機能のブロック図である。操舵トルクセンサ５か
らの操舵トルク検出信号は、トルクセンサ入力部３１を
介し、また、車速センサ９からの車速信号は、車速セン
サ入力部３３、車速係数演算部３４を経て、電流指令演
算部３２に入力される。電流制御部３５は、電流指令演
算部３２からの電流指令値とモータ電流検出回路２３ａ
からの検出電流とに応じてモータ駆動回路２２を駆動制
御する。また、モータ端子（左右）電圧検出回路２３ｂ
からの検出電圧は、モータ端子間電圧検出部３６を介し
てモータ温度推定部３７に入力される。モータ温度推定
部３７は、検出したモータ端子電圧とモータ電流検出回
路２３ａからの検出電流とからモータ温度を推定する。
この推定モータ温度に応じて最大電流制限手段３８は最
大電流制限値を決定し、これを電流指令演算部３２に出
力する。また、電流指令演算部３２には、トルク微分値
演算部３９の出力も入力される。
タ制御機能のブロック図である。操舵トルクセンサ５か
らの操舵トルク検出信号は、トルクセンサ入力部３１を
介し、また、車速センサ９からの車速信号は、車速セン
サ入力部３３、車速係数演算部３４を経て、電流指令演
算部３２に入力される。電流制御部３５は、電流指令演
算部３２からの電流指令値とモータ電流検出回路２３ａ
からの検出電流とに応じてモータ駆動回路２２を駆動制
御する。また、モータ端子（左右）電圧検出回路２３ｂ
からの検出電圧は、モータ端子間電圧検出部３６を介し
てモータ温度推定部３７に入力される。モータ温度推定
部３７は、検出したモータ端子電圧とモータ電流検出回
路２３ａからの検出電流とからモータ温度を推定する。
この推定モータ温度に応じて最大電流制限手段３８は最
大電流制限値を決定し、これを電流指令演算部３２に出
力する。また、電流指令演算部３２には、トルク微分値
演算部３９の出力も入力される。
【００１２】上記のように構成された電動パワーステア
リング装置の動作、特に、モータ電流制御について、図
６のフローチャートを参照して説明する。電動パワース
テアリング装置のイグニションキースイッチ２８がＯＮ
されると、コントロール装置８に電源が供給され、ＣＰ
Ｕ２１は、不図示のメインフローチャートにより、操舵
トルクセンサ５からの操舵トルク検出信号、モータ電流
検出回路２３ａからモータ電流、端子電圧検出回路２３
ｂからのモータ端子間電圧等を読込み、電流指令演算部
３２、電流制御部３５、最大電流制限手段３８等により
モータ電流を制御する。このメインフローチャートから
所定のインターバルにて図６のサブルーチンに入る。
リング装置の動作、特に、モータ電流制御について、図
６のフローチャートを参照して説明する。電動パワース
テアリング装置のイグニションキースイッチ２８がＯＮ
されると、コントロール装置８に電源が供給され、ＣＰ
Ｕ２１は、不図示のメインフローチャートにより、操舵
トルクセンサ５からの操舵トルク検出信号、モータ電流
検出回路２３ａからモータ電流、端子電圧検出回路２３
ｂからのモータ端子間電圧等を読込み、電流指令演算部
３２、電流制御部３５、最大電流制限手段３８等により
モータ電流を制御する。このメインフローチャートから
所定のインターバルにて図６のサブルーチンに入る。
【００１３】このサブルーチンでは、センサレスにて、
モータ６やパワー素子の過熱保護を図るために、操舵ト
ルク入力の平均値又はモータ電流平均値が予め定めた規
定値よりも大きいかを調べ（Ｓ１）、通常運転中（ハン
ドルがロック状態等でない）においては、操舵トルク又
はモータ電流の平均値は該規定値よりも小さいので（Ｓ
１でＮＯ）、Ｓ２に進み、モータ電流とモータ端子間電
圧の積（モータ損失電力）の単位時間積分値を算出し、
これをＰＭとする。ＰＭが、過熱保護の観点から定めた
許容し得る最大の値である規定値１よりも大きいかを調
べ（Ｓ３）、規定値１よりも大きくなければ（Ｓ３でＮ
Ｏ）、次に、ＰＭが、規定値１よりも小さい所定の規定
値２よりも小さいかを調べ（Ｓ５）、規定値２よりも小
さくなければ（Ｓ５でＮＯ）、モータ最大電流値を制限
する必要がないとして、本サブルーチンから抜ける。Ｓ
３において、ＰＭが、規定値１よりも大きくなると（Ｓ
３でＹＥＳ）、モータ最大電流値制限を行うべく最大電
流値ＩLIMnを算出し、これに基づいてモータ最大値を低
減する（Ｓ４）。上記のような動作を行うことによっ
て、モータ損失電力の積分値によるモータの相対温度変
化の推定より行なう最大電流値制限が行われる。また、
Ｓ５において、ＰＭが、規定値２よりも小さくなると
（Ｓ５でＹＥＳ）、上記モータ最大電流値制限を解除す
べく最大電流値ＩLIMnを算出し、これに基づいてモータ
最大値を復帰させる（Ｓ６）。
モータ６やパワー素子の過熱保護を図るために、操舵ト
ルク入力の平均値又はモータ電流平均値が予め定めた規
定値よりも大きいかを調べ（Ｓ１）、通常運転中（ハン
ドルがロック状態等でない）においては、操舵トルク又
はモータ電流の平均値は該規定値よりも小さいので（Ｓ
１でＮＯ）、Ｓ２に進み、モータ電流とモータ端子間電
圧の積（モータ損失電力）の単位時間積分値を算出し、
これをＰＭとする。ＰＭが、過熱保護の観点から定めた
許容し得る最大の値である規定値１よりも大きいかを調
べ（Ｓ３）、規定値１よりも大きくなければ（Ｓ３でＮ
Ｏ）、次に、ＰＭが、規定値１よりも小さい所定の規定
値２よりも小さいかを調べ（Ｓ５）、規定値２よりも小
さくなければ（Ｓ５でＮＯ）、モータ最大電流値を制限
する必要がないとして、本サブルーチンから抜ける。Ｓ
３において、ＰＭが、規定値１よりも大きくなると（Ｓ
３でＹＥＳ）、モータ最大電流値制限を行うべく最大電
流値ＩLIMnを算出し、これに基づいてモータ最大値を低
減する（Ｓ４）。上記のような動作を行うことによっ
て、モータ損失電力の積分値によるモータの相対温度変
化の推定より行なう最大電流値制限が行われる。また、
Ｓ５において、ＰＭが、規定値２よりも小さくなると
（Ｓ５でＹＥＳ）、上記モータ最大電流値制限を解除す
べく最大電流値ＩLIMnを算出し、これに基づいてモータ
最大値を復帰させる（Ｓ６）。
【００１４】また、フルアシスト状態にあって、トルク
又はモータ電流平均値が規定値よりも大きくなると、Ｓ
１でＹＥＳとなり、Ｓ７に進み、これが今回の運転で１
回目であれば（Ｓ７でＹＥＳ）、モータ端子間電圧をモ
ータ電流で除して電機子抵抗値ＲＭを算出する（Ｓ
８）。この電機子抵抗値ＲＭによりモータ最大電流制限
値補正を行うための最大電流制限値ＩLIM0を求め（Ｓ
９）、次いで、最大電流制限値ＩLIM0が、現在の最大電
流値ＩLIMnよりも小さいかを調べ（Ｓ１０）、小さけれ
ば（Ｓ１０でＹＥＳ）、安全側を取って最大電流制限値
ＩLIM0を現在の最大電流値ＩLIMnとし（Ｓ１１）、小さ
くなければ（Ｓ１０でＮＯ）、補正は行わず現在の最大
電流値ＩLIMnのままとする（Ｓ１２）。なお、Ｓ７で１
回目でなければ、Ｓ２に進む。上記のような動作を行う
ことによって、トルク大・電流大の時の電機子抵抗算出
値から、モータの絶対温度に近いものが推定でき、この
結果、更に、上記Ｓ４で求めた最大電流値制限を補正す
ることができ、フルアシスト状態でイグニションのＯＮ
／ＯＦＦの繰り返しのような状況においても、早いタイ
ミングでパワーダウン対応ができる。
又はモータ電流平均値が規定値よりも大きくなると、Ｓ
１でＹＥＳとなり、Ｓ７に進み、これが今回の運転で１
回目であれば（Ｓ７でＹＥＳ）、モータ端子間電圧をモ
ータ電流で除して電機子抵抗値ＲＭを算出する（Ｓ
８）。この電機子抵抗値ＲＭによりモータ最大電流制限
値補正を行うための最大電流制限値ＩLIM0を求め（Ｓ
９）、次いで、最大電流制限値ＩLIM0が、現在の最大電
流値ＩLIMnよりも小さいかを調べ（Ｓ１０）、小さけれ
ば（Ｓ１０でＹＥＳ）、安全側を取って最大電流制限値
ＩLIM0を現在の最大電流値ＩLIMnとし（Ｓ１１）、小さ
くなければ（Ｓ１０でＮＯ）、補正は行わず現在の最大
電流値ＩLIMnのままとする（Ｓ１２）。なお、Ｓ７で１
回目でなければ、Ｓ２に進む。上記のような動作を行う
ことによって、トルク大・電流大の時の電機子抵抗算出
値から、モータの絶対温度に近いものが推定でき、この
結果、更に、上記Ｓ４で求めた最大電流値制限を補正す
ることができ、フルアシスト状態でイグニションのＯＮ
／ＯＦＦの繰り返しのような状況においても、早いタイ
ミングでパワーダウン対応ができる。
【００１５】フルアシスト状態での通常時において最大
電流制限を行った場合のモータ温度の変化を図７に示
す。この動作は、従来においても本実施例においても同
様である。フルアシスト状態でのイグニションのＯＮ／
ＯＦＦの繰り返しのような状況において従来方法により
最大電流制限を行った場合のモータ温度の変化を図８に
示し、本実施例により最大電流制限を行った場合のモー
タ温度の変化を図９に示す。図８の従来の場合は、モー
タ温度が異常に上昇し、モータ破損に至るのに対して、
図９の本実施例の場合は、モータ温度が異常に上昇する
ことはなく、モータ破損に至ることはない。このように
して、モータ温度センサ及びそのインターフェース回路
を用いることなく、モータ等の過熱保護を低コストに行
うことでできる。
電流制限を行った場合のモータ温度の変化を図７に示
す。この動作は、従来においても本実施例においても同
様である。フルアシスト状態でのイグニションのＯＮ／
ＯＦＦの繰り返しのような状況において従来方法により
最大電流制限を行った場合のモータ温度の変化を図８に
示し、本実施例により最大電流制限を行った場合のモー
タ温度の変化を図９に示す。図８の従来の場合は、モー
タ温度が異常に上昇し、モータ破損に至るのに対して、
図９の本実施例の場合は、モータ温度が異常に上昇する
ことはなく、モータ破損に至ることはない。このように
して、モータ温度センサ及びそのインターフェース回路
を用いることなく、モータ等の過熱保護を低コストに行
うことでできる。
【００１６】電機子抵抗算出値からセンサレスにてモー
タの絶対温度に近いものが推定できる理由を以下に説明
する。モータ端子間電圧値Ｅには、下記のように、モー
タ回転（ω）時には逆電圧を含むので、モータ端子間電
圧値Ｅをモータ電流値Ｉで除した値は、必ずしも電機子
抵抗値Ｒにはならない。
タの絶対温度に近いものが推定できる理由を以下に説明
する。モータ端子間電圧値Ｅには、下記のように、モー
タ回転（ω）時には逆電圧を含むので、モータ端子間電
圧値Ｅをモータ電流値Ｉで除した値は、必ずしも電機子
抵抗値Ｒにはならない。
【数１】 Ｅ／Ｉ＝（Ｒ・Ｉ＋ＫE ・ω）／Ｉ＝Ｒ＋ＫE ・ω／Ｉ ＫE ：逆起電力定数 但し、ブラシ電圧降下は無視
する。
する。
【００１７】しかしながら、操舵トルク値又はモータ電
流値が或る程度大きく継続している時は、モータがほと
んど回転状態ではないと仮定できるので、ＫE ・ω／Ｉ
＝０と見做して、Ｅ／Ｉ＝Ｒとできる。モータ電機子抵
抗値は、図１０に示すように温度上昇に伴い高くなる。
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、モータ温度が−３０℃，
２５℃，１５８℃の時にモータ端子間に５Ｖステップの
電圧を印加した時のモータ電流波形を示している。
流値が或る程度大きく継続している時は、モータがほと
んど回転状態ではないと仮定できるので、ＫE ・ω／Ｉ
＝０と見做して、Ｅ／Ｉ＝Ｒとできる。モータ電機子抵
抗値は、図１０に示すように温度上昇に伴い高くなる。
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、モータ温度が−３０℃，
２５℃，１５８℃の時にモータ端子間に５Ｖステップの
電圧を印加した時のモータ電流波形を示している。
【００１８】なお、上記のフローチャートでは、図２に
示した車速センサ９からの車速に応答した制御や、エン
ジン回転数信号２７を用いた制御処理については示して
いないが、これら車速感応やエンジン回転数検出をも、
操舵トルクの値と共に考慮してモータ電流制限を行うよ
うにすれば、より一層的確な制御が可能となる。また、
モータ電流低減の方法としては、上記のようなモータ電
流の最大値の制限の他にも、モータ電流の平均値を制限
する方法等も考えられる。また、電流最大値等を求める
際に、上記フローチャートでは、演算により求める方法
を説明したが、演算に代えてテーブルを用いる方法でも
よい。
示した車速センサ９からの車速に応答した制御や、エン
ジン回転数信号２７を用いた制御処理については示して
いないが、これら車速感応やエンジン回転数検出をも、
操舵トルクの値と共に考慮してモータ電流制限を行うよ
うにすれば、より一層的確な制御が可能となる。また、
モータ電流低減の方法としては、上記のようなモータ電
流の最大値の制限の他にも、モータ電流の平均値を制限
する方法等も考えられる。また、電流最大値等を求める
際に、上記フローチャートでは、演算により求める方法
を説明したが、演算に代えてテーブルを用いる方法でも
よい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように請求項１又は４の発明に係
る電動パワーステアリング用コントロールユニット又は
電動パワーステアリング装置によれば、モータの端子間
電圧の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給する最
大電流値を制限することにより、モータ温度センサ及び
インターフェース回路を用いることなく、モータの過熱
保護を行え、低コスト化、小型化が可能となる。請求項
２又は５の発明に係る電動パワーステアリング用コント
ロールユニット又は電動パワーステアリング装置によれ
ば、モータの端子間電圧にモータ電流を乗じた値の平均
値又は積分値に応じて、モータへ供給する最大電流値を
制限することにより、モータ損失電力の積分値によるモ
ータの相対温度変化の推定より行なう最大電流値制限が
可能となり、モータの過熱保護を的確に行え、しかも低
コスト化、小型化が可能となる。請求項３又は６の発明
に係る電動パワーステアリング用コントロールユニット
又は電動パワーステアリング装置によれば、モータの端
子間電圧をモータ電流で除した値の平均値又は積分値に
応じて、モータへ供給する最大電流値の制御に補正をか
けるので、上記の効果に加えて、モータの絶対温度に近
いものが推定でき、フルアシスト状態でイグニションＯ
Ｎ／ＯＦＦの繰り返しのような状況においても早期にパ
ワーダウン対応が可能となる。
る電動パワーステアリング用コントロールユニット又は
電動パワーステアリング装置によれば、モータの端子間
電圧の平均値又は積分値に応じて、モータへ供給する最
大電流値を制限することにより、モータ温度センサ及び
インターフェース回路を用いることなく、モータの過熱
保護を行え、低コスト化、小型化が可能となる。請求項
２又は５の発明に係る電動パワーステアリング用コント
ロールユニット又は電動パワーステアリング装置によれ
ば、モータの端子間電圧にモータ電流を乗じた値の平均
値又は積分値に応じて、モータへ供給する最大電流値を
制限することにより、モータ損失電力の積分値によるモ
ータの相対温度変化の推定より行なう最大電流値制限が
可能となり、モータの過熱保護を的確に行え、しかも低
コスト化、小型化が可能となる。請求項３又は６の発明
に係る電動パワーステアリング用コントロールユニット
又は電動パワーステアリング装置によれば、モータの端
子間電圧をモータ電流で除した値の平均値又は積分値に
応じて、モータへ供給する最大電流値の制御に補正をか
けるので、上記の効果に加えて、モータの絶対温度に近
いものが推定でき、フルアシスト状態でイグニションＯ
Ｎ／ＯＦＦの繰り返しのような状況においても早期にパ
ワーダウン対応が可能となる。
【図１】本発明の一実施例による電動パワーステアリン
グ装置の概略構成図である。
グ装置の概略構成図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の具体構成図であ
る。
る。
【図３】電動パワーステアリング装置におけるモータ駆
動回路部分の具体構成を示す回路図である。
動回路部分の具体構成を示す回路図である。
【図４】操舵トルクセンサ検出値とモータ駆動電流との
関係図である。
関係図である。
【図５】電動パワーステアリング装置におけるＣＰＵに
より実行されるモータ制御機能のブロック図である。
より実行されるモータ制御機能のブロック図である。
【図６】電動パワーステアリング装置におけるモータ電
流制御動作を示すフローチャートである。
流制御動作を示すフローチャートである。
【図７】フルアシスト状態での通常時の最大電流制限を
行った場合のモータ温度の変化を示す図である。
行った場合のモータ温度の変化を示す図である。
【図８】フルアシスト状態で従来方法により最大電流制
限を行った場合のモータ温度の変化を示す図である。
限を行った場合のモータ温度の変化を示す図である。
【図９】本実施例方法により最大電流制限を行った場合
のモータ温度の変化を示す図である。
のモータ温度の変化を示す図である。
【図１０】各種温度状態でモータ端子間に電圧を印加し
た時のモータ電流波形を示す図である。
た時のモータ電流波形を示す図である。
１ ハンドル ５ 操舵トルクセンサ ６ モータ ８ コントロール装置 ２１ ＣＰＵ ２２ モータ駆動回路 ２３ モータ電流／電圧検出回路 ３２ 電流指令演算部 ３７ モータ温度推定部 ３８ 最大電流制限手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 119:00
Claims (6)
- 【請求項１】 ハンドル操舵の補助力を発生するモータ
を有した電動パワーステアリング装置に用いられるコン
トロールユニットにおいて、 前記モータの端子間電圧の平均値又は積分値に応じて、
前記モータへ供給する最大電流値を制限する最大電流制
限手段を備えたことを特徴とする電動パワーステアリン
グ用コントロールユニット。 - 【請求項２】 ハンドル操舵の補助力を発生するモータ
を有した電動パワーステアリング装置に用いられるコン
トロールユニットにおいて、 前記モータの端子間電圧に前記モータ電流を乗じた値の
平均値又は積分値に応じて、前記モータへ供給する最大
電流値を制限する最大電流制限手段を備えたことを特徴
とする電動パワーステアリング用コントロールユニッ
ト。 - 【請求項３】 操舵トルク又はモータ電流が所定値以上
の時に、前記モータの端子間電圧を前記モータ電流で除
した値の平均値又は積分値に応じて、前記モータへ供給
する最大電流値の制御に補正をかける最大電流制御補正
手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
電動パワーステアリング用コントロールユニット。 - 【請求項４】 ハンドルの操舵トルクを検出する操舵ト
ルクセンサと、前記ハンドルの操舵を補助する力を発生
するモータと、前記操舵トルクセンサからの信号を受け
て前記モータへ供給する電流を制御するコントロールユ
ニットとを備えた電動パワーステアリング装置におい
て、 前記コントロールユニットは、前記モータの端子間電圧
の平均値又は積分値に応じて、前記モータへ供給する最
大電流値を制限する最大電流制限手段を備えたことを特
徴とする電動パワーステアリング装置。 - 【請求項５】 ハンドルの操舵トルクを検出する操舵ト
ルクセンサと、前記ハンドルの操舵を補助する力を発生
するモータと、前記操舵トルクセンサからの信号を受け
て前記モータへ供給する電流を制御するコントロールユ
ニットとを備えた電動パワーステアリング装置におい
て、 前記コントロールユニットは、前記モータの端子間電圧
に前記モータ電流を乗じた値の平均値又は積分値に応じ
て、前記モータへ供給する最大電流値を制限する最大電
流制限手段を備えたことを特徴とする電動パワーステア
リング装置。 - 【請求項６】 前記コントロールユニットは、操舵トル
ク又はモータ電流が所定値以上の時に、前記モータの端
子間電圧をモータ電流で除した値の平均値又は積分値に
応じて、前記モータへ供給する最大電流値の制御に補正
をかける最大電流制御補正手段を備えたことを特徴とす
る請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6295558A JPH08133107A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 電動パワーステアリング用コントロールユニットとそれを用いた電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6295558A JPH08133107A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 電動パワーステアリング用コントロールユニットとそれを用いた電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08133107A true JPH08133107A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17822202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6295558A Withdrawn JPH08133107A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 電動パワーステアリング用コントロールユニットとそれを用いた電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08133107A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998058833A1 (fr) * | 1997-06-20 | 1998-12-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction assistee entraine par un moteur electrique |
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| WO2003079535A1 (fr) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Estimateur de la temperature d'un moteur et commande moteur |
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| JP2009136061A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Mitsuba Corp | スイッチトリラクタンスモータの制御装置 |
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| JP2012218693A (ja) * | 2011-04-13 | 2012-11-12 | Jtekt Corp | 電動パワーステアリング装置 |
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| DE112018008007B4 (de) | 2018-11-13 | 2022-09-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Temperaturschätzvorrichtung, Motorsteuervorrichtung, und Temperaturschätzverfahren |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP6295558A patent/JPH08133107A/ja not_active Withdrawn
Cited By (25)
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| US7129660B2 (en) | 2002-03-20 | 2006-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor-temperature estimation apparatus and motor control apparatus |
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| KR20160023909A (ko) | 2013-08-12 | 2016-03-03 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 모터 제어 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |