(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、電源投入された後に自らの電源停止を制御できる電源自己保持手段と、前記モータの温度を推定し、その温度推定値で温度制御を行う温度推定手段とを具備し、電源停止信号が入力された時、前記温度推定値が異常、正常に関わらず前記電源自己保持手段によって電源を自己保持し、操舵補助制御を中止して前記温度推定出手段による温度推定のみを継続させると共に、前記温度推定値が所定値以下になった時に、前記自己保持手段を停止す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装置。
【請求項２】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、駆動素子を備えたコントロールユニットを介して前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、電源投入された後に自らの電源停止を制御できる電源自己保持手段と、前記モータの温度を推定し、その温度推定値で温度制御を行う温度推定手段と、前記コントロールユニットの温度を測定する温度センサとを具備し、電源停止信号が入力された時、前記温度推定値が異常、正常に関わらず前記電源自己保持手段によって電源を自己保持し、前記温度センサの測定温度と、前記温度推定値の差を演算し、前記差が所定値以内にならない間は前記電源自己保持手段によって電源を保持し、操舵補助制御を中止して前記温度推定出手段による温度推定のみを継続させると共に、前記温度推定値が所定値以下になった時に、前記自己保持手段を停止す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装置。
【請求項３】
前記温度センサが前記駆動素子の温度を測定するようになっている請求項２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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、特に電源停止後も電源を自己保持し、温度推定を継続させ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する。
【０００２】
【従来の技術】
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。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助トルク）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデュ−ティ比の調整で行っている。
【０００３】
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図４に示して説明すると、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。
【０００４】
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５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。
【０００５】
コントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、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。また、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を決定する。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。
【０００６】
モータ駆動回路３７は、駆動素子としての４個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）をＨ状に結線したＨブリッジ回路で構成されている。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。
【０００７】
このような電動パワーステアリング装置において、長時間の車庫入れの繰り返し等で、モータ２０に大電流が流れ続けるような過度のモータ使用によりモータ２０が過熱し、発煙、更にはモータ２０が焼損する危険性がある。このような問題に対して、モータ２０に温度センサを配設し、温度保護制御を行うことが容易に考えられるが、乗用車用の電動パワーステアリング装置においては、コストやレイアウト性により安易にモータ２０に温度センサを取付けることができない。
【０００８】
このため従来は、特開平１０−１００９１３号に示すようにモータの巻き線温度を推定し、この温度推定値に基づいてモータの温度保護制御を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の巻き線温度推定は相対的な精度は高いが、絶対的な精度が劣っているという問題がある。つまり、一度推定を始め、そのまま推定を続ければ、比較的安定した推定を行うことができるが、推定開始後に中断、再開を繰り返すと、推定精度が著しく悪くなるという問題がある。
【００１０】
これを実際の使用状況に置き換えて説明すると、電源投入後、通常の操舵を行い、全ての操作が終了した状態で電源を停止すれば、温度推定によっても意図した温度保護制御を行うことができる。しかしながら、電源投入後、頻繁な車庫入れのような操舵を行い、温度保護制御が作動し、その状態で電源停止、電源再投入、再び車庫入れのような操舵を行い、それにより温度保護制御が作動、その状態でまた電源停止、電源再投入、再び操舵を繰り返したような場合、温度保護制御が充分に働かないという問題があった。
【００１１】
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、電源停止後も電源を自己保持し、温度推定を継続させ、温度保護制御を継続できるようにした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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するようになっている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、電源投入された後に自らの電源停止を制御できる電源自己保持手段と、前記モータの温度を推定し、その温度推定値で温度制御を行う温度推定手段とを具備し、電源停止信号が入力された時、前記温度推定値が異常、正常に関わらず前記電源自己保持手段によって電源を自己保持し、操舵補助制御を中止して前記温度推定出手段による温度推定のみを継続させると共に、前記温度推定値が所定値以下になった時に、前記自己保持手段を停止することによって達成される。
【００１３】
また、本発明は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、駆動素子を備えたコントロールユニットを介して前記モータを制御するようになっている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、電源投入された後に自らの電源停止を制御できる電源自己保持手段と、前記モータの温度を推定し、その温度推定値で温度制御を行う温度推定出手段と、前記コントロールユニットの温度を測定する温度センサとを具備し、電源停止信号が入力された時、前記温度推定値が異常、正常に関わらず前記電源自己保持手段によって電源を自己保持し、前記温度センサの測定温度と、前記温度推定値の差を演算し、前記差が所定値以内にならない間は前記電源自己保持手段によって電源を保持し、操舵補助制御を中止して前記温度推定出手段による温度推定のみを継続させると共に、前記温度推定値が所定値以下になった時に、前記自己保持手段を停止することによって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明では、温度推定値が所定値以下になるまでは電源を自己保持し、温度推定を継続し、電源自己保持内の電源（信号）再投入で、温度保護制御を継続できるようにしている。このため、電源投入後、頻繁な車庫入れのような操舵を行い、頻繁に電源のＯＮ／ＯＦＦが繰り返されても、温度保護制御が不完全になることを防止することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施例を示すブロック構成図であり、全体の制御を行うＣＰＵ等で成るコントロールユニット（ＥＣＵ）４０には、バッテリ４１からキースイッチ４２、ダイオードＤ１を経て電源回路（安定化回路）４３から電源が供給されると共に、リレー接点ＣＲＡ、ダイオードＤ２を経て電源回路（安定化回路）４３から電源が供給される。また、モータ５０はドライバ５１を介してコントロールユニット４０で制御される。モータ５０の電流は電流検出器５２で検出され、検出電流はコントロールユニット４０に入力される。そして、コントロールユニット４０には、キースイッチ入力インタフェース４４を介してキースイッチ４２のＯＮ／ＯＦＦ信号が入力され、リレーＣＲが駆動手段としてのトランジスタ４５を介して接続されている。リレーＣＲはトランジスタ４５を介してコントロールユニット４０で駆動され、その駆動／遮断に応じて、リレーＣＲの接点ＣＲＡがＯＮ／ＯＦＦするようになっている。
【００１７】
リレーＣＲ及びその接点ＣＲＡ、トランジスタ４５で電源自己保持手段を構成し、一度電源投入された後に自らの電源停止を制御できるようになっている。また、コントロールユニット４０には、モータ５０の温度を推定するための温度推定手段が設けられている。
【００１８】
このような構成において、その動作を図２のフローチャートを参照して説明する。
【００１９】
先ず制御系全体をイニシャライズし（ステップＳ１）、コントロールユニット４０はトルクセンサ（図示せず）からの操舵トルク検出信号の入力を行い（ステップＳ２）、操舵トルク検出信号に基づく故障診断を行い（ステップＳ３）、続いて電流検出器５２からの電流検出信号の入力を行い（ステップＳ４）、電流検出信号に基づく故障診断を行い（ステップＳ５）、所定演算式に基づくモータ制御信号の演算を行う（ステップＳ６）。これにより、モータ５０はドライバ５１を介して制御される。これと共に温度推定手段は、特開平１０−１００９１３号で示されるような方法でモータ温度の推定を行い（ステップＳ７）、モータ５０が過熱か否かを判定し（ステップＳ１０）、過熱発生の場合は過熱保護電流指令値を計算する（ステップＳ１１）。
【００２０】
その後、又は上記ステップＳ１０の判定でモータ過熱でない場合は、キースイッチ入力インタフェース４４からキースイッチ検出信号の入力を行い（ステップＳ１２）、キースイッチ４２がＯＦＦであるか否かを判定し（ステップＳ１３）、キースイッチ４２がＯＦＦでない場合はモータ制御信号の出力を行ってドライバ５１を介してモータ５０を駆動し（ステップＳ１４）、上記ステップＳ２にリターンする。
【００２１】
一方、上記ステップＳ１３でキースイッチ４２のＯＦＦが検出された場合には、コントロールユニット４０はモータ制御信号の出力の中止を行うと共に（ステップＳ１５）、その時のモータ温度推定値が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。この段階では電源自己保持手段が機能しており、つまりトランジスタ４５を介してリレーＣＲが駆動され、その接点ＣＲＡがＯＮしている。従って、バッテリ４１の電源はリレー接点ＣＲＡ、ダイオードＤ２及び電源回路４３を経てコントロールユニット４０に供給されている。そして、モータ５０の温度推定値が所定値以下となった場合には、トランジスタ４５を介してリレーＣＲをＯＦＦし（ステップＳ１７）、コントロールユニット４０に対するバッテリ４１からの電源供給を遮断して、電動パワーステアリングの制御を停止する（ステップＳ１８）。
【００２２】
次に、コントロールユニット４０の温度（例えば駆動素子（ＦＥＴ等））を測定する温度センサを設けた場合の動作を、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
先ず制御系全体をイニシャライズし（ステップＳ２０）、コントロールユニット４０はトルクセンサ（図示せず）からの操舵トルク検出信号の入力を行い（ステップＳ２１）、操舵トルク検出信号に基づく故障診断を行い（ステップＳ２２）、続いて電流検出器５２からの電流検出信号の入力を行い（ステップＳ２３）、電流検出信号に基づく故障診断を行い（ステップＳ２４）、所定演算式に基づくモータ制御信号の演算を行う（ステップＳ２５）。これにより、モータ５０はドライバ５１を介して制御される。これと共に温度推定手段はモータ温度の推定を行い（ステップＳ２６）、モータ５０が過熱か否かを判定し（ステップＳ２７）、過熱発生の場合は過熱保護電流指令値を計算する（ステップＳ２８）。
【００２４】
その後、又は上記ステップＳ２７の判定でモータ過熱でない場合は、温度センサからの測定温度を入力し（ステップＳ３０）、続いてキースイッチ入力インタフェース４４からキースイッチ検出信号の入力を行い（ステップＳ３１）、キースイッチ４２がＯＦＦであるか否かを判定し（ステップＳ３２）、キースイッチ４２がＯＦＦでない場合はモータ制御信号の出力を行ってドライバ５１を介してモータ５０を駆動し（ステップＳ３３）、上記ステップＳ２１にリターンする。
【００２５】
一方、上記ステップＳ３２でキースイッチ４２のＯＦＦが検出された場合には、コントロールユニット４０はモータ制御信号の出力の中止を行い（ステップＳ３４）、モータ温度推定値と温度センサからの測定温度との差を求め（ステップＳ３５）、その差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。この段階では電源自己保持手段が機能しており、トランジスタ４５を介してリレーＣＲが駆動され、その接点ＣＲＡがＯＮしている。従って、バッテリ４１の電源はリレー接点ＣＲＡ、ダイオードＤ２及び電源回路４３を経てコントロールユニット４０に供給されている。そして、上記差が所定値以下となった場合には、トランジスタ４５を介してリレーＣＲをＯＦＦし（ステップＳ３７）、コントロールユニット４０に対するバッテリ４１からの電源供給を遮断して、電動パワーステアリングの制御を停止する（ステップＳ３８）。
【００２６】
本発明は、コラム式及びピニオン式電動パワーステアリング装置に適用できることは勿論、ラックアシスト式電動パワーステアリング装置にも適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、温度推定値が所定値以下になるまで、或はコントロールユニットの温度を測定する温度センサを設けた場合は、温度推定値と測定温度との差が所定値以下になるまで電源を自己保持し、温度推定を継続し、電源自己保持内の電源（信号）再投入で、温度保護制御を継続できるようにしている。このため、頻繁な電源のＯＮ／ＯＦＦにより、温度保護制御が不完全になることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の動作例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の動作例を示すフローチャートである。
【図４】一般的なパワーステアリング装置の構成例を示す図である。
【図５】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。
【符号の説明】
１         操向ハンドル
５         ピニオンラック機構
２０、５０    モータ
３０、４０    コントロールユニット
３１       位相補償器
３２       操舵補助指令値演算器
３７       モータ駆動回路
３８       モータ電流検出回路
４１       バッテリ
４２       キースイッチ
４３       電源回路（安定化回路）
４５       トランジスタ
５１       ドライバ
５２        電流検出器
【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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