(57)【要約】【課題】モータの使用範囲を拡大し、モータに対して過剰な過熱保護がかかることを防止すること。【解決手段】モータ１０の温度を推定するモータ温度推定部３０と、モータ１０の回転速度を検出するモータ回転検出部２４と、モータ１０の回転速度からモータ１０が回転状態またはロック状態にあるかを判別し、この判別結果にしたがってモータ温度推定値を補正する過熱保護補正部２８と、補正されたモータ温度推定値にしたがったモータ電流指令値を生成し、生成したモータ電流指令値にしたがってモータ１０の駆動を制御するモータ電流指令部１２を備え、過熱保護補正部２８は、モータ１０が回転状態にあるときにはモータ１０がロック状態にあるときよりもモータ温度推定値を低く補正し、過剰な過熱保護制御を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの温度を推定するモータ温度推定手段と、前記モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出手段と、前記モータ回転速度検出手段の検出によるモータ回転速度から前記モータが回転状態またはロック状態にあるかを判別し、この判別結果に従って前記モータ温度推定手段の推定によるモータ温度推定値を補正する推定値補正手段と、前記推定値補正手段により補正されたモータ温度推定値を基に前記モータの電流を制御するモータ制御手段と、を備え、前記推定値補正手段は、前記モータが回転状態にあると判別したときには、前記モータがロック状態にあると判別したときよりも前記モータ温度推定値を低く補正してなる電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記推定値補正手段は、前記モータ回転速度検出手段の検出によるモータ回転速度から前記モータが回転状態にあると判別したときには、前記モータ温度推定ゲインを下げてなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
モータの温度を推定するモータ温度推定手段と、車両の速度を検出する速度検出手段と、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記速度検出手段の検出出力と前記操舵角検出手段の検出出力とから前記モータが回転状態またはロック状態にあるかを判別し、この判別結果に従って前記モータ温度推定手段の推定によるモータ温度推定値を補正する推定値補正手段と、前記推定値補正手段により補正されたモータ温度推定値を基に前記モータの電流を制御するモータ制御手段と、を備え、前記推定値補正手段は、前記モータが回転状態にあると判別したときには、前記モータがロック状態にあると判別したときよりも前記モータ温度推定値を低く補正してなる電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記推定値補正手段は、前記速度検出手段の検出出力と前記操舵角検出手段の検出出力とから前記モータが回転状態にあると判別したときには、前記モータ温度推定ゲインを下げてなる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】
請求項３または４に記載の電動パワーステアリング装置において、前記操舵角検出手段の代わりに、前記車両のタイヤの切れ角を検出する切れ角検出手段を用いてなることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に搭載された電動モータの温度上昇を推定し、このモータ温度推定値を基にモータ電流を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを制御するに際しては、モータロック時（保舵時）にモータの温度が特に上がることを考慮し、モータロック時（保舵時）におけるモータの温度上昇を推定し、このモータ温度推定値を基にモータ電流を制御する過熱保護制御が採用されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３６０１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、モータ回転時（転舵時）とモータロック時（保舵時）では、モータの温度上昇が異なり、モータロック時（保舵時）よりもモータ回転時（転舵時）の方がモータの温度が上がりにくく、しかも、実際の使用状況下では、モータロック時（保舵時）よりもモータ回転時（転舵時）の方が多いことが調査されている。
【０００４】
このような状況下で、モータロック時（保舵時）におけるモータの温度上昇を推定し、このモータ温度推定値を基にモータ電流を制御する過熱保護制御を採用したのでは、モータロック時（保舵時）におけるモータの過熱を保護することはできても、モータロック時（保舵時）を基準に想定したモータ回転時（転舵時）におけるモータ温度推定値は、実際にはモータの温度が大きく上がっていないにも拘わらず、実際のモータ温度よりも高くなる。このため、モータ回転時（転舵時）には、モータに対して過熱保護が効き過ぎて、モータ電流を大きくすることができず、モータの使用範囲が狭くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、モータの使用範囲を拡大し、モータに対して過剰な過熱保護がかかることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、モータの温度を推定するモータ温度推定手段と、前記モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出手段と、前記モータ回転速度検出手段の検出によるモータ回転速度から前記モータが回転状態またはロック状態にあるかを判別し、この判別結果に従って前記モータ温度推定手段の推定によるモータ温度推定値を補正する推定値補正手段と、前記推定値補正手段により補正されたモータ温度推定値を基に前記モータの電流を制御するモータ制御手段と、を備え、前記推定値補正手段は、前記モータが回転状態にあると判別したときには、前記モータがロック状態にあると判別したときよりも前記モータ温度推定値を低く補正してなる電動パワーステアリング装置を構成したものである。
【０００７】
上記構成によれば、モータが回転状態にあるときには、モータがロック状態にあるときよりもモータ温度推定値を低く補正することで、過熱保護制御ロジックの使用範囲を拡大し、モータ回転時には過熱保護がかかりにくくすることができる。
また、電動パワーステアリング装置を構成するに際しては、モータが回転状態にあるときにはモータがロック状態にあるときよりもモータ温度推定ゲインを下げることもできる。
【０００８】
また、本発明は、モータの温度を推定するモータ温度推定手段と、車両の速度を検出する速度検出手段と、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記速度検出手段の検出出力と前記操舵角検出手段の検出出力とから前記モータが回転状態またはロック状態にあるかを判別し、この判別結果に従って前記モータ温度推定手段の推定によるモータ温度推定値を補正する推定値補正手段と、前記推定値補正手段により補正されたモータ温度推定値を基に前記モータの電流を制御するモータ制御手段と、を備え、前記推定値補正手段は、前記モータが回転状態にあると判別したときには、前記モータがロック状態にあると判別したときよりも前記モータ温度推定値を低く補正してなる電動パワーステアリング装置を構成することができる。
【０００９】
上記構成によれば、車両の速度と車両の操舵角とからモータが回転状態にあると判別したときには、モータがロック状態にあると判別したときよりもモータ温度推定値を低く補正するようにしたため、過熱保護制御ロジックの使用範囲を拡大し、モータの回転時に過剰な過熱保護制御がかかるのを防止することができる。なお、操舵角検出手段の代わりに、車両のタイヤの切れ角を検出する切れ角検出手段を用いることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、モータの使用範囲を拡大し、モータに対して過剰な過熱保護がかかることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第1実施例を示す電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。図1において、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵に伴う操舵力をアシストするためのモータ１０を備え、このモータ１０の駆動を制御する駆動系として、モータ電流指令部１２、減算器１４、モータ駆動部１６、モータ過熱保護部１８、モータ電流検出部２０、ＥＣＵ温度推定部２２、モータ回転検出部２４、加算器２６、過熱保護補正部２８、モータ温度推定部３０を備え、センサとして、トルクセンサ３２、車速センサ３４を備えて構成されている。トルクセンサ３２からの入力トルクと車速センサ３４の検出による車速はそれぞれモータ電流指令部１２に入力されている。
【００１２】
モータ電流検出部２０は、モータ１０の電流を検出し、検出した電流を減算器１４とモータ温度推定部３０に出力する。モータ温度推定部３０は、モータ電流検出部２０の検出によるモータ電流にしたがってモータ１０の温度を推定するモータ温度推定手段として構成されており、モータの温度の推定値を過熱保護補正部２８に出力する。過熱保護補正部２８にはモータ回転検出部２４の検出出力が入力されている。モータ回転検出部２４は、モータ１０の回転速度を検出するモータ回転速度検出手段として構成されており、モータ１０の回転速度を検出し、検出した回転速度を過熱保護補正部２８に出力する。過熱保護補正部２８は、モータ回転検出部２４の検出によるモータ１０の回転速度からモータ１０が回転状態（転舵状態）にあるかロック状態（保舵状態）にあるか否かを判別し、この判別結果にしたがってモータ温度推定値を補正する補正値補正手段として構成されている。
この場合、過熱保護補正部２８は、モータ１０が回転状態にあると判別したときには、モータ１０がロック状態にあると判別したときよりもモータ温度推定値を低く補正し、補正されたモータ温度推定値を加算器２６に出力する。加算器２６では、ＥＣＵ温度推定部２２の推定値と過熱保護補正部２８で補正されたモータ温度補正値とを加算し、加算された温度推定値をモータ過熱保護部１８に出力する。モータ過熱保護部１８は、加算された温度推定値にしたがった信号をモータ電流指令部１２に出力する。
モータ温度指令部１２は、トルクセンサ３２からの入力トルクと車速センサ３４からの車速にしたがってモータ電流指令値を生成し、生成したモータ電流指令値を減算器１４に出力する。減算器１４は、モータ電流指令部１２からの電流指令値とモータ電流検出部２０の検出電流との偏差を０にするためのモータ電流指令信号をモータ駆動部１６に出力する。モータ駆動部１６はモータ電流指令信号にしたがってモータ１０を正転または逆転駆動するようになっている。
【００１３】
次に、本実施例における電動パワーステアリング装置の作用を図２のフローチャートと図３のタイムチャートにしたがって説明する。まず、イグニッションスイッチがオンになると（Ｓ１）、モータ電流指令部１２に、トルクセンサ３２の検出による入力トルクが入力され（Ｓ２）、車速センサ３４の検出による車速が入力され（Ｓ３）、モータ電流指令部１２は、入力トルクと車速を基に電流指令値を演算し（Ｓ４）、モータ過熱保護部１８からの信号にしたがってモータ指令値を更新する（Ｓ５）。モータ電流指令値がモータ過熱保護のしきい値を超えているか否かを判定し（Ｓ６）、モータ電流指令値がモータ過熱保護のしきい値を超えているときには、過熱保護制御ロジックにしたがってアシストする処理を行い（Ｓ７）、モータ電流検出部２０によってモータ２０の電流を検出する（Ｓ８）。
【００１４】
次に、ステップＳ６において、モータ電流指令値がモータ過熱保護のしきい値を超えていないときには、過熱保護補正部２８において、モータ１０の回転数が所定回転以上、例えば、１００ｒｐｍ以上か否かを判定する（Ｓ９）。モータ１０が１００ｒｐｍ以上で回転していないときには、保舵時にあるとして、通常のモータ温度補正値にて補正し（Ｓ１０）、補正されたモータ温度補正値にしたがったアシスト処理を実行する（Ｓ１１）。
一方、モータ１０が１００ｒｐｍ以上で回転しているとき、例えば、図３に示すタイミングｔ１〜ｔ２、タイミングｔ３〜ｔ４、タイミングｔ５〜ｔ６の期間では、モータ１０が転舵状態にあるとして、モータ温度推定値の上がり時間を上がりにくくするような補正を行い（Ｓ１２）、補正されたモータ温度補正値にてアシスト処理を実行し（Ｓ１３）、モータ１０の電流を検出するための処理に移行する（Ｓ８）。このあとは、イグニッションスイッチがオフになるまでステップＳ２〜Ｓ１２の処理を繰り返し、イグニッションスイッチがオフになったときには（Ｓ１４）、このルーチンでの処理を終了する。
【００１５】
このように、本実施例においては、モータ１０が回転していない保舵時には、図３（ｂ）の「補正なし」に示すように、通常通りのモータ温度推定値の上がり方にしたがった制御を行い、補正を行うことなくモータ温度推定値の上がり方にしたがった制御を行う。一方、転舵時には、モータ１０の温度上昇は保舵時に比べて低いことから、図３（ｂ）の「補正あり」に示すように、モータ温度推定値の上がり時間を補正することで、本来過熱保護が入っていた部分にて通常アシストが行えるようになる。
【００１６】
本実施例によれば、モータ１０の使用範囲を拡大し、モータ１０に対して過剰な過熱保護がかかることを防止できる。
次に、本発明の第２実施例を図４に基づいて説明する。本実施例は、モータ１０の回転状況に応じてモータ温度推定ゲインを変化させ、過熱保護制御ロジックの使用範囲を拡大し、過剰な過熱保護制御にかかることを防止するために、転舵時には、図４に示すように、モータ１０の回転数が一定以上の場合にはゲインを下げ、保舵時には温度上昇が厳しいところからゲインを上げてモータ１０の電流を下げることとしている。
【００１７】
次に、本実施例における電動パワーステアリング装置の作用を図５のフローチャートおよび図６のタイムチャートに基づいて説明する。本実施例は、ステップＳ２１〜Ｓ２９までの処理とステップＳ３４の処理は、第１実施例におけるステップＳ１〜Ｓ９の処理とステップＳ１４の処理と同様であり、モータ１０が１００ｒｐｍ以上で回転していないと判別されたときには、保舵状態にあるとして、温度推定ゲインを通常のゲインに変更し（Ｓ３０）、通常ゲインのモータ温度補正値にてアシスト処理を行う（Ｓ２１）。
一方、モータ１０が１００ｒｐｍ以上で回転していると判別されたときには、モータ１０が転舵状態、すなわちモータ１０が回転している状態にあるとして、例えば、図６に示すタイミングｔ１〜ｔ２、タイミングｔ３〜ｔ４、タイミングｔ５〜ｔ６の期間では、モータ回転時の温度推定ゲインを、例えば、“８”に下げるための処理を行い（Ｓ３２）、過熱保護を小さくするためのモータ温度補正値にしたがってアシスト処理を実行する（Ｓ３３）。
【００１８】
本実施例においては、モータ１０の回転速度Ｘ＝１００、モータ回転時の温度推定ゲインを“８”としているため、過熱保護制御のマップは変化しないが、モータ１０の回転時にモータ温度推定ゲインを下げることによって、実際に近い過熱保護の制御ロジックとなる。すなわち、アシスト時のモータ回転数が１００ｒｐｍよりも大きい場合は温度推定ゲインを下げてモータ温度推定値を上がりにくくし、逆に、モータ回転数が１００ｒｐｍよりも小さい場合はモータ温度推定ゲインを下げずにそのままの状態とする。
【００１９】
本実施例によれば、モータ１０の回転状況に応じてモータ温度推定ゲインを変化させるようにしたため、過熱保護制御ロジックの使用範囲を拡大し、過剰な過熱保護制御にかかることを防止することができる。
【００２０】
次に、本発明の第３実施例を図７に基づいて説明する。本実施例は、モータ回転検出部２４の代わりに、操舵角検出部３６を設け、操舵角・車速に応じてモータ過熱保護制御しきい値を補正することで過熱保護制御ロジックの使用範囲を拡大し、過剰な過熱保護制御に係ることを防止するようにしたものであり、他の構成は図１のものと同様である。
【００２１】
すなわち、本実施例における過熱保護補正部２８は、車速センサ３４からの車速と操舵角検出部３６の検出による操舵角とからモータ１０が回転状態またはロック状態にあるかを判別し、この判別結果にしたがってモータ温度を推定するに際して、モータ１０が回転状態にあるときには、モータ１０がロック状態にあるときよりもモータ温度推定値を低く補正することとしている。
【００２２】
次に、本実施例における電動パワーステアリング装置の作用を図８のフローチャートおよび図９のタイムチャートにしたがって説明する。
【００２３】
本実施例におけるステップＳ４１からＳ４８までの処理は図２のステップＳ１〜Ｓ８までの処理と同様であり、ステップＳ４６でＮＯと判定されたときには、過熱保護補正部２８において、操舵角が任意の値Ａ、例えば、Ａ＝２０°よりも大きいか否かを判定し（Ｓ４９）、操舵角が２０°よりも小さいときには車速が所定速度Ｂ、例えば、３０ｋｍ／ｈより大きいか否かを判定し（Ｓ５０）、車速が３０ｋｍ／ｈよりも小さいと判定したときには、モータ温度推定値を中位の値に設定し（Ｓ５１）、車速が３０ｋｍ／ｈ以上のときには、モータ温度補正値を高い値に設定し（Ｓ５２）、それぞれ設定されたモータ温度補正値にしたがったアシスト処理に移行する（Ｓ５３）。
【００２４】
一方、操舵角が２０°を超えたときには、車速が３０ｋｍ／ｈを超えているか否かを判定し（Ｓ５４）。車速が３０ｋｍ／ｈを超えていないときにはモータ温度推定値を低い補正値に設定し（Ｓ５５）、車速が３０ｋｍ／ｈを超えているときには、モータ温度推定値を中位に設定し（Ｓ５６）、それぞれ設定されたモータ温度補正値にしたがったアシスト処理に移行する（Ｓ５７）。このあとモータ電流を検出し（Ｓ４８）、イグニッションスイッチがオフになるまで（Ｓ５８）、ステップＳ４２〜Ｓ５７の処理を繰り返し、イグニッションスイッチがオフになったときには（Ｓ５８）、このルーチンでの処理を終了する。
【００２５】
ここで、操舵角と車速および補正率との関係を図１０に示す。例えば、状態（１）においては、操舵角３０°であって、車速１０ｋｍ／ｈのときにはモータ温度推定値、補正率は小さくなる。状態（２）においては、操舵角１５°で車速が４０ｋｍ／ｈのときにはモータ温度推定値、補正率は大きくなる。
【００２６】
本実施例によれば、操舵角・車速に応じてモータ過熱保護しきい値を補正することで、過熱保護制御ロジックの使用範囲を拡大し、過剰な過熱保護制御にかかることを防止することができる。
【００２７】
次に、本発明の第４実施例を図１１に基づいて説明する。本実施例は、操舵角と車速に応じてモータ温度推定ゲインを変化させ、過熱保護制御ロジックの使用範囲を拡大し、過剰な過熱保護制御に係ることを防止するようにしたものであり、例えば、図１１および図１２に示すように、操舵角と車速に応じて過熱保護ゲインをＡ，Ｂ，Ｃの３段階に分けるようにしたものである。すなわち、過熱保護補正部２８において、車速と操舵角からモータ１０が回転状態またはロック状態にあるか否かを判別し、この判別結果にしたがってモータ温度推定値に対するゲインである、過熱保護ゲインを３段階に分けることとしている。
【００２８】
次に、本実施例における電動パワーステアリング装置の作用を図１３のフローチャートおよび図１４のタイムチャートにしたがって説明する。本実施例におけるステップＳ６１〜ステップＳ７０までの処理とステップＳ７４の処理は、操舵角Ａを２０°、車速Ｂを３０ｋｍ／ｈとしたときには、ステップＳ４１〜Ｓ５０までの処理とステップＳ５４の処理と同様である。ステップＳ６９において、操舵角が２０°以下であり、ステップＳ７０において、車速が３０ｋｍ／ｈ以下のときには、例えば、図１４に示す状態（１）、状態（５）、状態（７）では、温度推定ゲインを、図１５に示すように、ｂに変更し（Ｓ７１）、車速が３０ｋｍ／ｈを超えたときには、例えば、図１４に示す状態（６）では、温度推定ゲインを、図１５に示すように、ｃに変更し（Ｓ７２）、変更されたゲインのモータ温度推定値にしたがったアシスト処理を実行する（Ｓ７３）。
【００２９】
一方、ステップＳ６９において操舵角が２０°を超え、ステップＳ７４において車速が３０ｋｍ／ｈ以下のときには、例えば、状態（２）、状態（４）では、図１５に示すように、温度推定ゲインをａに変更し（Ｓ７５）、操舵角が２０°を超え、車速が３０ｋｍ／ｈを超えたときには、図１４に示す状態（３）では、温度推定ゲインをｂに変更し（Ｓ７６）、それぞれ変更されたゲインのモータ温度推定値にしたがったアシスト処理を実行する（Ｓ７７）。この後、モータ電流を検出し（Ｓ６８）、イグニッションスイッチがオフになるまでステップＳ６２〜Ｓ７７の処理を繰り返し、イグニッションスイッチがオフになったときには（Ｓ７８）、このルーチンでの処理を終了する。
【００３０】
本実施例によれば、モータ１０の過熱保護制御のフラグがないことを確認したあと、操舵角が２０°以下の場合、車速３０ｋｍ／ｈをしきい値にモータ温度推定ゲインを変更し、操舵角が２０°以上の場合も、同様に車速が３０ｋｍ／ｈをしきい値にモータ温度推定ゲインを変更するようにしたため、過熱保護制御ロジックの使用範囲を拡大し、過大な過熱保護制御にかかることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施例示す電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。
【図２】第１実施例の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】第１実施例の作用を説明するためのタイムチャートである。
【図４】本発明の第２実施例におけるモータ温度推定ゲイン特性図である。
【図５】第２実施例の作用を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２実施例の作用を説明するためのタイムチャートである。
【図７】本発明の第３実施例を示す電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。
【図８】第３実施例の作用を説明するためのフローチャートである。
【図９】第３実施例の作用を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】操舵角と車速および補正率との関係を説明するための図である。
【図１１】本発明の第４実施例を示す電動パワーステアリング装置におけるモータ温度推定ゲイン特性図である。
【図１２】操舵角と車速および温度推定ゲインとの関係を説明するための図である。
【図１３】第４実施例の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１４】第４実施例の作用を説明するためのタイムチャートである。
【図１５】第４実施例における操舵角と車速およびゲインとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  モータ
１２  モータ電流指令部
１６  モータ駆動部
１８  モータ過熱保護部
２０  モータ電流検出部
２４  モータ回転検出部
２８  過熱保護補正部
３０  モータ温度推定部
３２  トルクセンサ
３４  車速センサ
３６  操舵角検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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