(57)【要約】【課題】  電動パワーステアリング装置の制御装置において、新たに温度センサを取付けることなくモータの巻線温度を推定してモータの温度保護を行なうと共に、モータの通電能力を十分に生かして使用する。【解決手段】  ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置であり、前記コントロールユニットが、前記モータの巻線温度を推定し、前記温度推定値に基いて前記モータの温度保護制御を行なう。【選択図】  図４
2005324796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記コントロールユニットが、前記モータの巻線温度を推定し、前記温度推定値に基いて前記モータの温度保護制御を行なうようになってい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装置。
【請求項２】
前記巻線温度を、前記モータの電流値及び端子間抵抗値の各検出値より推定して求める請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項３】
前記温度推定値に基いて前記モータの数学モデルの数値を補正する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に温度センサを設けることなくモータの温度保護制御を行なう電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる電動パワーステアリング装置は、据え切り状態でハンドルの端当てロック状態が長時間保持されたり、長時間の車庫入れ動作が繰り返されたりすると、モータに大電流が連続して流れることになり、モータが発熱して発煙したり匂いを出したり、更には焼損するなどして事故を誘発しかねないといった問題がある。
【０００３】
このようなモータの過度の使用等による発熱を防止したり、モータを保護する目的から従来はモータに温度センサを取付けるか、又はモータの駆動素子の放熱器に温度センサを取付け、温度センサの検出温度に基いてモータの巻線温度を推定し、巻線温度に応じてモータの過熱を防止するようにしている。また、温度センサを用いないモータの保護装置として、特許文献１に示されているように、モータ電流の所定時間毎の平均電流の大きさに応じてモータ電流の最大値を制限する方法が知られている。
【特許文献１】特開平１−１８６４６８号公報
【特許文献２】特開平８−６７２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のモータ又は駆動素子の放熱器に温度センサを取付けてモータを保護する方法では、新たに温度センサを取付ける必要があるためコストアップとなり好ましくない。又、平均電流の大きさに応じてモータ電流の最大値を制限する方法では、モータの通電能力に対して十分に余裕をみた状態でモータを駆動するようになっているため、据え切りなどの時に最大電流制限が早く効き過ぎて、操舵補助力が不足してしまうといった不都合がある。
【０００５】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング装置に新たに温度センサを設けることなく、モータの巻線温度を推定（検出）してモータの温度保護を行ない、更にモータの通電能力を十分に生かして使用できる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記コントロールユニットが、前記モータの巻線温度を推定し、前記温度推定値に基づいて前記モータの温度保護制御を行なうことによって達成される。又、前記巻線温度を、前記モータの電流値及び端子間抵抗値の各検出値より推定して求めるようにしても良い。更には、前記温度推定値に基いて前記モータの電気モデルの数値を補正する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、温度センサを新たに設けることなくモータ巻線温度を推定し、この推定温度値に基いてモータの温度保護制御を行なうことができ、ローコストで実現できるメリットがある。又、モータ巻線温度の推定や温度保護制御はコントロールユニットのソフト的な対応で実現できるため、容易かつ経済的に実現できる。更にはモータ巻線温度を直接的に監視しているので、モータを確実に保護できると共に、モータを熱的な性能限界まで使用することができる。モータ角速度の演算に用いる定数を推定温度値に従って補正することにより、角速度をより正確に検出でき、モータ温度によらない安定した操舵性能を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明では、電動パワーステアリング装置のモータの回転状態をモータ逆起電力に基いて検出し、非回転状態、つまりモータの停止状態が検出された場合に、モータの端子間電圧及びモータ電流検出値によりモータの巻線温度を推定し、巻線温度に基いてモータの温度保護を行なう。従って、モータ温度検出のための新たな温度センサを必要とせず、しかも電流を制限することもないので、モータの通電能力を十分に生かして使用することが可能である。本発明による温度保護制御は、コントロールユニット内のＣＰＵのプログラムを変更するだけで容易に対応可能である。
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１０】
先ず、本発明を実施するに適した電動パワーステアリング装置の構成を図１に示して説明する。操向ハンドル１の軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ，ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に結合されている。軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０がクラッチ２１、減速ギア３を介して軸２に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１４からイグニションキー１１を経て電力が供給され、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行ない、演算された操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を制御する。クラッチ２１はコントロールユニット３０でＯＮ／ＯＦＦ制御され、通常の動作状態ではＯＮ（結合）されている。そして、コントロールユニット３０によりパワーステアリング装置が故障と判断された時、及びイグニションキー１１によりバッテリ１４の電源がＯＦＦとなっている時に、クラッチ２１はＯＦＦ（切離）される。
【００１１】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。例えば位相補償器３１は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位相補償機能を示している。尚、コントロールユニット３０をＣＰＵで構成せず、各機能要素を独立のハードウェアで構成することも可能である。
【００１２】
ここで、コントロールユニット３０の一般的な機能及び動作を説明する。トルクセンサ１０で検出されて入力される操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器３１で位相補償され、位相補償された操舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力される。又、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助指令値演算器３２に入力される。操舵補助指令値演算器３２は、入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基いてモータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを決定し、操舵補助指令値演算器３２にはメモリ３３が付設されている。メモリ３３は車速Ｖをパラメータとして操舵トルクに対応する操舵補助指令値Ｉを格納しており、操舵補助指令値演算器３２による操舵補助指令値Ｉの演算に使用される。操舵補助指令値Ｉは減算器３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器３４に入力され、減算器３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算器３５に入力され、その比例出力は加算器３０Ｂに入力されると共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算器３６に入力される。微分補償器３４及び積分補償器３６の出力も加算器３０Ｂに加算入力され、加算器３０Ｂでの加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路３７に入力される。モータ２０のモータ電流値ｉはモータ電流検出回路３８で検出され、モータ電流値ｉは減算器３０Ａに入力されてフィードバックされる。
【００１３】
モータ駆動回路３７の構成例を図３に示して説明すると、モータ駆動回路３７は加算器３０Ｂからの電流制御値Ｅに基いて電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の各ゲートを駆動するＦＥＴゲート駆動回路３７１、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４で成るＨブリッジ回路、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２のハイサイド側を駆動する昇圧電源３７２等で構成されている。ＦＥＴ１及びＦＥＴ２は、電流制御値Ｅに基いて決定されるデューティ比Ｄ１のＰＷＭ（パルス幅変調）信号によってＯＮ／ＯＦＦされ、実際にモータに流れる電流Ｉｒの大きさが制御される。ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、デューティ比Ｄ１の小さい領域では所定１次関数式（ａ，ｂを定数としてＤ２＝ａ・Ｄ１＋ｂ）で定義されるデューティ比Ｄ２のＰＷＭ信号で駆動され、デューティ比Ｄ１の大きい領域ではＰＷＭ信号の符号により決定されるモータの回転方向に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。例えばＦＥＴ３が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ１、モータ２０、ＦＥＴ３、抵抗Ｒ１を経て流れ、モータ２０に正方向の電流が流れる。又、ＦＥＴ４が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ２、モータ２０、ＦＥＴ４、抵抗Ｒ２を経て流れ、モータ２０に負方向の電流が流れる。従って、加算器３０Ｂからの電流制御値ＥもＰＷＭ出力となっている。又、モータ電流検出回路３８は抵抗Ｒ１の両端における電圧降下に基いて正方向電流の大きさを検出すると共に、抵抗Ｒ２の両端における電圧降下に基いて負方向の電流の大きさを検出する。モータ電流検出回路３８で検出されたモータ電流値ｉは、減算器３０Ａに入力されてフィードバックされる。
【００１４】
上述のような一般的なコントロールユニット３０に対して、本発明ではモータ２０の巻線温度を求めるために図４に示すようなコントロールユニットの構成とする。尚、図４は図２に対応して示している。トルクセンサ１０からの操舵トルクＴは位相補償器３１及びハンドル戻し制御器３１０に入力され、車速センサ１２からの車速Ｖはハンドル戻し制御器３１０及び収れん性制御器３１１に入力されると共に、操舵補助指令値演算器３２０に入力され、その出力である操舵補助指令値Ｉはアシスト指令として加減算器３２１に入力される。加減算器３２１の出力である操舵補助指令値Ｉｒｅｆは減算器３０Ｂに入力され、加算器３０Ａからの電流制御値Ｅ及びバッテリ１４の電圧Ｖｂは端子間電圧推定器３４０に入力され、端子間電圧推定器３４０からの端子間電圧推定値Ｖｍは推定器３３０内の角速度推定器３３１に入力される。又、モータ電流検出回路３８からのモータ電流検出値ｉは減算器３０Ａに入力されると共に推定器３３０内の角速度推定器３３１に入力され、推定器３３０で推定された推定値ＰＲ１はハンドル戻し制御器３１０及び収れん性制御器３１１に入力され、推定値ＰＲ２はロストルク補償器３１２に入力され、推定値ＰＲ３は慣性補償器３１３に入力される。推定器３３０内の角速度推定器３３１で推定された角速度ωは、直接推定値ＰＲ１として出力されるので推定値ＰＲ１はモータ角速度ωを示している。又、角速度ωは符号器３３２に入力されてその符号が判定されるので、推定値ＰＲ２はモータ回転方向を示し、モータ角速度ωを近似微分器３３３で微分された推定値ＰＲ３はモータ角加速度を示している。ハンドル戻し制御器３１０から出力されるハンドル戻し信号ＨＲは加減算器３２１に加算入力され、収れん性制御器３１１から出力される収れん性信号ＡＳは加減算器３２１に減算入力され、ロストルク補償器３１２からのロストルク補償信号ＬＴ及び慣性補償器３１３からの慣性補償信号ＩＮはそれぞれ加減算器３２１に加算入力される。
【００１５】
操舵補助指令値演算器３２０は、予め多項式で定義した図５に示すようなアシスト特性を基に、操舵トルクＴ及び車速Ｖよりアシスト指令として操舵補助指令値Ｉを算出して出力し、ハンドル戻し制御器３１０は、中低速におけるハンドル戻り特性を改善するために、ハンドル戻り状態の時にハンドル戻し信号ＨＲを出力してハンドルが戻る方向にアシストを行なう。収れん性制御器３１１は、車両のヨーの収れん性を改善するためにハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっている。従って、ハンドル戻し制御器３１０及び収れん性制御器３１１には、車速センサ１２からの車速Ｖが入力されている。ロストルク補償器３１２は、モータ２０のロストルクの影響をキャンセルするために、ロストルク補償信号ＬＴを出力してモータ２０のロストルクの発生する方向、つまりモータ２０の回転方向に対してロストルク相当のアシストを行なう。又、慣性補償器３１３はモータ２０の慣性により発生する力相当分をアシストするものであり、慣性補償信号ＩＮを出力して慣性感又は制御の応答性の悪化を防ぐようになっている。従って、ロストルク補償器３１２に入力される推定値ＰＲ２はモータ回転方向を示すものであり、慣性補償器３１３に入力される推定値ＰＲ３はモータ角加速度を示すものとなっている。
【００１６】
ところで、例えば特許文献２に示されているように、モータ角速度ωはモータ逆起電力の推定値から求めることができる。即ち、モータ逆起電力の推定値ＫＴ・ωはモータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ電流検出値ｉより、モータ端子間抵抗をＲとして下記の数１で求められる。ただし、モータの角速度ωの周波数成分は、モータの電気的な応答特性に比べ十分に低いものとする。
【００１７】
（数１）
ＫＴ・ω＝Ｖｍ−Ｒ・ｉ
ＫＴ：逆起電力定数
上記数１よりモータ２０の角速度ωを求めることができるが、モータ端子間抵抗Ｒや逆起電力定数ＫＴは温度ｔの影響を受けて変動する。そして、実際のモータの電気的特性と数学モデルで定義している電気的特性とに違いがある場合、モータ角速度の推定値ωはオフセットを有する方向に対して推定誤差ｅを生じる。尚、実際のモータではモータインダクタンスＬが影響するが、インダクタンスＬを無視した場合の特性を数学モデルとし、Ｖｍ＝Ｒ・ｉで表わされる。このオフセット誤差ｅを有すると、推定値を用いて補正信号を発生する場合、例えば保舵状態にも拘わらずモータ２０が回転していると誤判定するため、誤った補正信号を出力してしまう。実際にはモータ２０の電気的特性は、製造時のバラツキや温度変動の影響を受けるために、上記オフセット誤差ｅの発生は免れられない。かかる問題を解決するために、図６に示すようにモータ逆起電力の推定値ＫＴ・ωに固定の不感帯ＤＺを設定することが考えられるが、逆にモータ角速度ωの小さい領域でモータ逆起電力の推定を行ない得ないという問題がある。
【００１８】
上述のようにモータ角速度ωの推定誤差ｅの要因は、実際のモータの電気的特性ＫＴ・ωと数学モデルで定義している電気的特性ＫＴ・ω´との差である。即ち、モータ端子間抵抗Ｒに対して下記数２が成立つ。
【００１９】
（数２）
Ｒ＝Ｒｍ＋△Ｒｔ＋△Ｒｐ
Ｒｍ：モデルの抵抗値、△Ｒｔ：温度による抵抗値変動、
△Ｒｐ：製造バラツキによる抵抗値変動
よって、実際のモータ端子間電圧Ｖｍは前記数１に数３を代入して
【００２０】
（数３）
Ｖｍ＝（Ｒｍ＋△Ｒｔ＋△Ｒｐ）・ｉ＋ＫＴ・ω
で求められ、これに対し製造時のバラツキや温度変化を考慮していない数学モデルでは、次の数４となる。
【００２１】
（数４）
Ｖｍ＝Ｒｍ・ｉ＋ＫＴ・ω´
従って、逆起電力の推定誤差ｅは上記数３及び数４より
【００２２】
（数５）
ｅ＝ＫＴ・ω´−ＫＴ・ω
＝Ｖｍ−Ｒｍ・ｉ−｛Ｖｍ−（Ｒｍ＋△Ｒｔ＋△Ｒｐ）・ｉ｝
＝（△Ｒｔ＋△Ｒｐ）・ｉ
となり、電流ｉに比例したオフセット誤差ｅを発生する。従って、例えば図７に示すような関係で電流ｉに比例した不感帯処理を行なうことにより、電流ｉが小さいときはオフセット値も小さく、それに応じて不感帯幅ＤＺ＝Ｋ・ｉも小さくなるため、モータ角速度ωが小さい領域でもモータ逆起電力の推定が可能である。
【００２３】
ところで、ＰＷＭ出力である電流制御値Ｅとモータ電流値ｉより角速度ωを推定する場合、不感帯幅ＤＺはモータ電流値ｉに比例するとする。即ち、Ｋを定数としてＤＺ＝Ｋ・ｉが成立つ。この場合、数５におけるモータ端子間電圧Ｖｍの変動の最大値以上の値Ｋを比例係数として設定する。従って、角速度推定値が常にオフセット誤差ｅを有することはない。そして、実際のモータ角速度の小さい領域においても、角速度推定器３３１でモータ角速度ωの推定を行なうことができる。更にモータの角速度ωと電流ｉの方向が一致しない場合、つまりハンドルが戻される状態の場合、下記数７のようにオフセット誤差は生じない。従って、ハンドル戻し状態が検出された場合は、不感帯補正を行なわないことが望ましい。
【００２４】
（数６）
ＫＴ・ω´＝ＫＴ・ω−（△Ｒｔ＋△Ｒｐ）・｜ｉ｜
である。そして、｜ｉ｜≒０であれば、
【００２５】
（数７）
ＫＴ・ω´＝ＫＴ・ω
となる。
【００２６】
図８は、推定器３３０でモータ２０の角速度ω、回転方向及び停止状態を検出する動作例を示しており、先ずモータ電流検出回路３８でモータ電流値ｉを検出し（ステップＳ１）、バッテリ１４の電圧Ｖｂ及び電流制御値Ｅに基いて端子間電圧推定器３４０で端子間電圧ＶｍをＶｍ＝Ｖｂ・Ｅに従って算出する（ステップＳ２）。そして、角速度推定器３３１で角速度ωを求めると共に、前記数１を実行し（ステップＳ３）、角速度ω及びモータ電流値ｉに基いてハンドル戻し状態か否かを判断し（ステップＳ４）、ハンドル戻し状態であれば終了となり、ハンドル戻し状態でなければモータ逆起電力ＫＴ・ωの絶対値が不感帯幅ＤＺ＝Ｋ・ｉ以上となっているか否かを判断するため、
【００２７】
（数８）
｜ＫＴ・ω｜−｜Ｋ・ｉ｜≧０
を演算する（ステップＳ１０）。そして、モータ逆起電力が不感帯幅以上となっている場合には、
【００２８】
（数９）
ω＝ｓｉｇｎ（ＫＴ・ω）・（｜ＫＴ・ω｜−｜Ｋ・ｉ｜）
の演算を実行し（ステップＳ１２）、そうでない場合には角速度の推定値ω＝０とする（ステップＳ１１）。尚、上記数９において、逆起電力ＫＴ・ωが正の場合にはｓｉｇｎ（ＫＴ・ω）は＋１であり、逆起電力ＫＴ・ωが負の場合にはｓｉｇｎ（ＫＴ・ω）は−１である。その後、モータ角速度ωが０であるか否かを判断し（ステップＳ１３）、０であればモータ停止状態を検出する（ステップＳ１７）。ω＝０でなければωが正か否かを判断し（ステップＳ１４）、例えば正であれば右方向回転と判断し（ステップＳ１６）、負であれば左方向回転と判断する（ステップＳ１５）。
【００２９】
本発明では、モータ２０の回転状態の検出は、上述した角速度推定器３３１でのモータの角速度推定値ωを用いて行なう。モータの角速度の推定値は上述のようにオフセットタイプの推定誤差ｅを生じ、保舵しているにも拘らずモータの回転を検出してしまう欠点があるが、電流ｉに比例した不感帯ＤＺ＝Ｋ・ｉを設け、オフセット補正を行なった後はモータの停止状態及び回転方向について正確に検出することができる。
【００３０】
ところで、前記数１より
【００３１】
（数１０）
Ｒ＝（Ｖｍ−ＫＴ・ω）／ｉ
が成り立ち、モータの逆起電力ＫＴ・ωが０もしくは十分に小さければ、モータ２０の端子間抵抗（巻線抵抗）Ｒを算出できる。
【００３２】
（数１１）
Ｒ＝Ｖｍ／ｉ
そこで、上述のモータ回転状態検出信号を用いてモータ停止状態を検出した時、モータ２０の巻線温度ｔを推定する。更にモータ角速度ωの推定に際し、モータの端子間抵抗Ｒが温度変動を受けると推定誤差を生じるため、モータの端子間抵抗の温度推定値を用いてモータ角速度推定に用いるモータの電気的なモデルの数値を補正すると良い。即ち、モータの温度保護制御は端子間抵抗Ｒや逆起電力係数ＫＴの温度補正や、モータ定格温度ｔｍａｘ以下の監視等である。このようにしてモータの温度推定値ｔを用いて温度保護制御を行なうが、モータの温度推定は例えば下記数１２による。数１２は基準温度を２０℃にした例であるが、任意の温度を基準温度として求めることができる。
【００３３】
（数１２）
ｔ＝（Ｒ−Ｒ２０）／α＋２０（℃）
Ｒ２０：２０℃におけるモータ端子間抵抗値
α：モータ巻線の温度係数
図９は本発明によるモータ温度保護の動作例を示しており、先ず前述した検出動作に従ってモ−タ回転状態を判断し（ステップＳ２０）、モータ停止が判断されたときに端子間電圧推定器３４０で下記数１３に従って端子間電圧Ｖｍを求める（ステップＳ２１）。
【００３４】
（数１３）
Ｖｍ＝Ｅ・Ｖｂ
そして、推定器３３０でモータ電流値ｉと、上記数１３で求められた端子間電圧Ｖｍから前記数１１に従ってモータ端子間抵抗Ｒを求める（ステップＳ２２）。このようにして求められたモータ端子間抵抗Ｒを数学モデルの修正値Ｒｍとし（ステップＳ２３）、巻線温度ｔを数１２に従って算出し（ステップＳ２４）、制限温度値ｔｍａｘ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。巻線温度ｔが制限温度値ｔｍａｘよりも大きい場合にはモータ保護制御を行なう（ステップＳ２６）。モータ保護制御は、モータ２０の自己発熱によりモータが破損するのを防止することであり、破損としてはブラシホルダーやコミュテータの熱塑性変形、巻線の絶縁体破壊によるモータショート等がある。
【００３５】
図１０は角速度ωを求める場合の動作例を示しており、端子間抵抗Ｒを数学モデルの修正値Ｒｍとし（ステップＳ３０）、上述のようにして求められた温度推定値ｔを下記数１４に代入して逆起電力定数ＫＴを補正する（ステップＳ３１）。
【００３６】
（数１４）
ＫＴ１＝｛１＋０．００２（ｔ−２０）／β｝・ＫＴ２０
ただし、β：逆起電力定数の温度係数、
ＫＴ２０：２０℃における逆起電力定数
そして、温度補正された逆起電力定数ＫＴ１で数１に従って角速度ωを求める（ステップＳ３２）。このように温度補正された定数を用いて角速度ωを求めるようにしているので、より精度の高い角速度ωを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電動パワーステアリング装置の一例を示すブロック構成図である。
【図２】コントロールユニットの一般的な内部構成を示すブロック図である。
【図３】モータ駆動回路の一例を示す結線図である。
【図４】本発明によるコントロールユニットの構成例を示すブロック図である。
【図５】車速をパラメータとして操舵トルク及び操舵補助指令値の関係例を示す特性図である。
【図６】モータ逆起電力とモータ角速度の関係を示す図である。
【図７】モータ電流値と不感帯幅の関係例を示す図である。
【図８】モータの停止状態を検出する動作例を示すフローチャートである。
【図９】モータ保護の動作例を示すフローチャートである。
【図１０】逆起電力定数の温度補正の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１    操向ハンドル
５    ピニオンラック機構
１０    トルクセンサ
１２    車速センサ
２０    モータ
３０    コントロールユニット
３１    位相補償器
３７    モータ駆動回路
３８    モータ電流検出回路
３３０    推定器
３４０    端子間電圧推定器
【図１】
2005324796.tif 000003
【図２】
2005324796.tif 000004
【図３】
2005324796.tif 000005
【図４】
2005324796.tif 000006
【図５】
2005324796.tif 000007
【図６】
2005324796.tif 000008
【図７】
2005324796.tif 000009
【図８】
2005324796.tif 000010
【図９】
2005324796.tif 000011
【図１０】
2005324796.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月31日(2005.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記コントロールユニットでは、検出された端子間電圧とモータ電流検出値とに基づいて前記モータのモータ端子間抵抗値を求め、求められたモータ端子間抵抗値に基づいて前記モータの巻線温度を推定し、推定された巻線温度に基いて前記モータの温度保護制御を行ない、
前記求められたモータ端子間抵抗値を前記モータの数学モデルのモータ端子間抵抗値と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装置。
【請求項２】
前記推定された巻線温度と、所定の参照温度における逆起電力定数と、逆起電力定数の温度係数とに基いて逆起電力定数を温度補正し、温度補正された逆起電力定数と前記求められたモータ端子間抵抗値とに基いてモータ角速度を推定する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記コントロールユニットでは、検出された端子間電圧とモータ電流検出値とに基づいて前記モータのモータ端子間抵抗値を求め、求められたモータ端子間抵抗値に基づいて前記モータの巻線温度を推定し、推定された巻線温度に基いて前記モータの温度保護制御を行ない、前記求められたモータ端子間抵抗値を前記モータの数学モデルのモータ端子間抵抗値とすることによって達成される。又、前記推定された巻線温度と、所定の参照温度における逆起電力定数と、逆起電力定数の温度係数とに基いて逆起電力定数を温度補正し、温度補正された逆起電力定数と前記求められたモータ端子間抵抗値とに基いてモータ角速度を推定するようにしても良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上述のような一般的なコントロールユニット３０に対して、本発明ではモータ２０の巻線温度を求めるために図４に示すようなコントロールユニットの構成とする。尚、図４は図２に対応して示している。トルクセンサ１０からの操舵トルクＴは位相補償器３１及びハンドル戻し制御器３１０に入力され、車速センサ１２からの車速Ｖはハンドル戻し制御器３１０及び収れん性制御器３１１に入力されると共に、操舵補助指令値演算器３２０に入力され、その出力である操舵補助指令値Ｉはアシスト指令として加減算器３２１に入力される。加減算器３２１の出力である操舵補助指令値Ｉｒｅｆは減算器３０Ａに入力され、加算器３０Ｂからの電流制御値Ｅ及びバッテリ１４の電圧Ｖｂは端子間電圧推定器３４０に入力され、端子間電圧推定器３４０からの端子間電圧推定値Ｖｍは推定器３３０内の角速度推定器３３１に入力される。又、モータ電流検出回路３８からのモータ電流検出値ｉは減算器３０Ａに入力されると共に推定器３３０内の角速度推定器３３１に入力され、推定器３３０で推定された推定値ＰＲ１はハンドル戻し制御器３１０及び収れん性制御器３１１に入力され、推定値ＰＲ２はロストルク補償器３１２に入力され、推定値ＰＲ３は慣性補償器３１３に入力される。推定器３３０内の角速度推定器３３１で推定された角速度ωは、直接推定値ＰＲ１として出力されるので推定値ＰＲ１はモータ角速度ωを示している。又、角速度ωは符号器３３２に入力されてその符号が判定されるので、推定値ＰＲ２はモータ回転方向を示し、モータ角速度ωを近似微分器３３３で微分された推定値ＰＲ３はモータ角加速度を示している。ハンドル戻し制御器３１０から出力されるハンドル戻し信号ＨＲは加減算器３２１に加算入力され、収れん性制御器３１１から出力される収れん性信号ＡＳは加減算器３２１に減算入力され、ロストルク補償器３１２からのロストルク補償信号ＬＴ及び慣性補償器３１３からの慣性補償信号ＩＮはそれぞれ加減算器３２１に加算入力される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
（数２）
Ｒ＝Ｒｍ＋△Ｒｔ＋△Ｒｐ
Ｒｍ：モデルの抵抗値、△Ｒｔ：温度による抵抗値変動、
△Ｒｐ：製造バラツキによる抵抗値変動
よって、実際のモータ端子間電圧Ｖｍは前記数１に数２を代入して
（数３）
Ｖｍ＝（Ｒｍ＋△Ｒｔ＋△Ｒｐ）・ｉ＋ＫＴ・ω
で求められ、これに対し製造時のバラツキや温度変化を考慮していない数学モデルでは、次の数４となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005324796.tif 000013