(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助力発生用の電動モータへの指示電流の上限値を、予め設定した制限条件に従って制限する制御装置を備える電動パワーステアリング装置において、
雰囲気温度を検出可能な温度センサが設けられ、
その検出雰囲気温度が低い程に、その制限条件が緩和され、
前記温度センサは前記制御装置のハウジング内の温度を検出するものとされ、
その検出温度が第１設定値未満の場合、前記検出雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度が用いられて前記制限条件が設定され、
その検出温度が第１設定値よりも大きな第２設定値以上である場合、前記検出雰囲気温度が前記制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなして前記制限条件が設定され、
その検出温度が第１設定値以上で第２設定値未満であり、直前における前記制限条件の設定に際して前記検出雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度を用いている場合、前記検出雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度が用いられて前記制限条件が設定され、
その検出温度が第１設定値以上で第２設定値未満であり、直前における前記制限条件の設定に際して前記検出雰囲気温度を前記制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなしている場合、前記検出雰囲気温度が前記制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなして前記制限条件が設定され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２】
その制限条件として、その制限開始時におけるモータの連続駆動時間の設定値、その指示電流の上限値の最小値、その指示電流の上限値を漸減させる際の漸減速度、および、その指示電流の上限値を低下させた後に漸増させる際の漸増速度が予め設定され、
その連続駆動時間が設定値を超えた時に、その指示電流の上限値が、その漸減速度で、その最小値まで低減され、しかる後に、その漸増速度で増大され、
その連続駆動時間の設定値は、検出雰囲気温度が低い程に長くされ、
その指示電流の上限値の最小値は、検出雰囲気温度が低い程に大きくされ、
その漸減速度は、検出雰囲気温度が低い程に遅くされ、
その漸増速度は、検出雰囲気温度が低い程に速くされる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
そのモータの電流値を検出可能な電流検出センサが設けられ、
その連続駆動時間の設定値は、指示電流の上限値が小さい程に長くされ、
その漸減速度は、検出されたモータの電流値が小さい程に遅くされる請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータにより操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置において、操舵補助力発生用の電動モータや、このモータの制御装置が、そのモータの過負荷により過熱するのを防止するため、そのモータへの指示電流の上限値を予め設定した制限条件に従って制限することが行われている。
【０００３】
例えば、その制限条件として制限開始時におけるモータの連続駆動時間の設定値を予め定め、その連続駆動時間が設定値に至ったならば、その指示電流の上限値を低減することで、そのモータや制御装置の過熱を防止している。その制限条件の決定に際しては、例えばモータの連続駆動時間と電流値とから雰囲気温度の上昇分を推定し、モータや制御装置が過熱することのない連続駆動時間を予め定めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、その制限条件を決定するに際しては、その雰囲気温度をモータの仕様上の最高温度であると想定していた。そうすると、実際の雰囲気温度が、制限条件を決定するために用いられた想定雰囲気温度よりも低い場合、モータへの指示電流値が過度に制限されることになる。そのため、操舵補助力が不足して操舵フィーリングが低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできる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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵補助力発生用の電動モータへの指示電流の上限値を、予め設定した制限条件に従って制限する制御装置を備える電動パワーステアリング装置において、雰囲気温度を検出可能な温度センサが設けられ、その検出雰囲気温度が低い程に、その制限条件が緩和され、前記温度センサは前記制御装置のハウジング内の温度を検出するものとされ、その検出温度が第１設定値未満の場合、前記検出雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度が用いられて前記制限条件が設定され、その検出温度が第１設定値よりも大きな第２設定値以上である場合、前記検出雰囲気温度が前記制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなして前記制限条件が設定され、その検出温度が第１設定値以上で第２設定値未満であり、直前における前記制限条件の設定に際して前記検出雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度を用いている場合、前記検出雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度が用いられて前記制限条件が設定され、その検出温度が第１設定値以上で第２設定値未満であり、直前における前記制限条件の設定に際して前記検出雰囲気温度を前記制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなしている場合、前記検出雰囲気温度が前記制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなして前記制限条件が設定されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、モータへの指示電流の上限値を過負荷防止のために制限する際に、その制限を雰囲気温度に応じて行うことができる。これにより、その指示電流が過度に制限されるのを防止し、操舵フィーリングの低下を抑制できる。また、モータの制御のための温度検出開始当初におけるハウジング内の検出温度を雰囲気温度とすることができる。そのハウジング内の温度が蓄熱によって雰囲気温度よりも上昇することで第２設定値以上になった場合には、最も厳しい制限条件の下でモータへの指示電流の上限値を制限し、制御系を複雑化することなくハウジング内の温度を速やかに低減することができる。さらに、そのハウジング内の温度が一旦第２設定値以上になった場合には、その第２設定値よりも小さな第１設定値未満にならない限り、その最も厳しい制限条件の下でモータへの指示電流の上限値が制限される。これにより、そのハウジング内の温度を充分に低減することができる。
【０００７】
その制限条件として、その制限開始時におけるモータの連続駆動時間の設定値、その指示電流の上限値の最小値、その指示電流の上限値を漸減させる際の漸減速度、および、その指示電流の上限値を低下させた後に漸増させる際の漸増速度が予め設定され、その連続駆動時間が設定値を超えた時に、その指示電流の上限値が、その漸減速度で、その最小値まで低減され、しかる後に、その漸増速度で増大され、その連続駆動時間の設定値は、検出雰囲気温度が低い程に長くされ、その指示電流の上限値の最小値は、検出雰囲気温度が低い程に大きくされ、その漸減速度は、検出雰囲気温度が低い程に遅くされ、その漸増速度は、検出雰囲気温度が低い程に速くされるのが好ましい。
これにより、そのモータへの指示電流の上限値の過負荷防止のための制限を、確実に雰囲気温度に応じた適正なものにできる。
【０００８】
そのモータの電流値を検出可能な電流検出センサが設けられ、その連続駆動時間の設定値は、指示電流の上限値が小さい程に長くされ、その漸減速度は、検出されたモータの電流値が小さい程に遅くされるのが好ましい。
これにより、そのモータへの指示電流の上限値の過負荷防止のための制限を、より確実に雰囲気温度に応じた適正なものにできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す電動パワーステアリング装置１においては、車両のステアリングホイールＨに連結されるステアリングシャフト２が、ステアリングギヤ３を介して車輪４に連結されている。そのステアリングギヤ３は、本実施形態ではラックピニオン式とされ、そのステアリングシャフト２はユニバーサルジョイント５を介してピニオン６に接続され、そのピニオン６に噛み合うラック７にリンク機構を介して車輪４が連結される。これにより、ステアリングホイールＨの回転がステアリングシャフト２およびピニオン６を介してラック７に伝達され、そのラック７の移動により車輪４のトー角が変化することで操舵がなされる。そのステアリングギヤ３は、ドライバーの操舵により作動する部材の動きを舵角が変化するように車輪に伝達できるものであればよく、例えばボールスクリュー式としてもよい。
【００１２】
操舵補助力発生用の電動モータ１０の出力が、出力伝達機構を介して車輪４に伝達される。その出力伝達機構は、そのステアリングシャフト２に設けられる従動ギヤ１１と、この従動ギヤ１１に噛み合う駆動ギヤ１２とを有し、その駆動ギヤ１２がモータ１０により駆動されることで操舵補助力が発生する。その出力伝達機構はモータ１０の出力を舵角が変化するように車輪４に伝達できればよく、例えば、ラックピニオン式ステアリングギヤのラックに一体化されるスクリューと、そのスクリューにねじ合わされるナットとを有し、そのナットがモータ１０により駆動されるものでもよい。
【００１３】
その操舵補助力を決定するための操舵補助基準値として、ステアリングシャフト２により伝達される操舵トルクを検出するトルクセンサ２１と、車速を検出する車速センサ２２が、車載制御装置２３に接続されている。なお、その操舵補助基準値は操舵補助力を決定するための基準となるものであれば特に限定されず、例えば舵角を採用してもよい。
【００１４】
その制御装置２３に、モータ１０の電流値を検出する電流検出センサ２５と、雰囲気温度を検出可能な温度センサ２６とが接続されている。その温度センサ２６は、制御装置２３のハウジング２３ａ内に配置され、ハウジング２３ａ内の温度を検出する。
【００１５】
その制御装置２３は、上記トルクセンサ２１により検出された操舵トルクと車速センサ２２により検出された車速とに応じた目標電流値を演算する。すなわち制御装置２３は、その操舵トルクと車速と目標電流値との間の予め設定された関係を記憶し、その記憶した関係と検出された操舵トルクと車速とから目標電流値を演算する。その記憶される関係は、例えば、操舵トルクが大きく車速が小さい程に操舵補助力が大きくなるように定められる。制御装置２３は、その電流検出センサ２５により検出された電流値と、その目標電流値との偏差を演算し、例えばＰＩＤ制御を行うことで、その偏差をなくすように求められた指示電流をモータ１０へ出力する。
【００１６】
その制御装置２３は、そのモータ１０への指示電流の上限値を制限するための制限条件を記憶し、その制限条件に従ってモータ１０への指示電流の上限値を制限する。その制限条件は、モータ１０の過負荷によるモータ１０や制御装置２３の過熱を防止できるように予め設定される。
【００１７】
その制限条件として、その制限開始時におけるモータ１０の連続駆動時間の設定値、そのモータ１０への指示電流の上限値の最小値、その指示電流の上限値を漸減させる際の漸減速度、および、その指示電流の上限値を低減させた後に漸増させる際の漸増速度が予め設定され、それらが制限条件として制御装置２３に記憶される。これにより制御装置２３は、そのモータ１０への指示電流の上限値を、そのモータ１０の連続駆動時間が予め設定した設定値を超えた時に、予め設定した漸減速度で、予め設定した最大値から予め設定した最小値まで低減させ、しかる後に、予め設定した漸増速度で、その最大値まで増大させる。なお、そのモータ１０への指示電流の上限値の最大値は、ステアリング装置１が必要とする最大操舵補助力に応じたモータ１０の仕様から予め定められる。
【００１８】
その制限条件は、上記温度センサ２６による検出雰囲気温度が低い程に緩和される。すなわち、その連続駆動時間の設定値は、検出雰囲気温度が低い程に長くされる。その指示電流の上限値の最小値は、検出雰囲気温度が低い程に大きくされる。その漸減速度は、検出雰囲気温度が低い程に遅くされる。その漸増速度は、検出雰囲気温度が低い程に速くされる。
【００１９】
また、その連続駆動時間の設定値は、電流検出センサ２５により検出されたモータ１０の電流値が小さい程に長くされ、その漸減速度は、検出されたモータ１０の電流値が小さい程に遅くされる。その漸増速度は、本実施形態では検出されたモータ１０の電流値が変化しても変化しないが、その電流値が小さい程に速くされてもよい。
【００２０】
図２は、その記憶される制限条件の一例を示すもので、本実施形態においては、その制限条件は、雰囲気温度が２５℃未満、２５℃〜３０℃、３０℃〜３５℃、３５℃〜４０℃、４０℃〜４５℃、４５℃〜５０℃、５０℃〜５５℃、５５℃〜６０℃、６０℃〜６５℃、６５℃〜７０℃、７０℃以上の各温度範囲毎に、予め設定されて制御装置２３に記憶される。すなわち、モータ１０への指示電流の上限値の最大値Imax（図示例では６５アンペア）での制限開始時におけるモータ１０の連続駆動時間の設定値ｔａ、モータ１０への指示電流の上限値の最小値Imin、モータ１０への指示電流の上限値を最大値Imaxから漸減させる時の当初の漸減速度Ｖｄ、モータ１０への指示電流の上限値を最小値Iminから最大値Imaxまで漸増させる時の漸増速度Ｖｉとが、各基準雰囲気温度毎に記憶される。
【００２１】
図３は、その制限開始時におけるモータ１０の連続駆動時間の設定値とモータ１０への指示電流の上限値との関係の一例を示し、図示例では雰囲気温度が２５℃未満、モータ１０への指示電流の上限値の最大値Imaxは６５アンペアとされている。
【００２２】
図４は、モータ１０への指示電流の上限値を最大値Imaxから最小値Iminまで漸減させる時の、電流検出センサ２５により検出されるモータ１０の電流値と上記漸減速度Ｖｄとの関係一例を示し、図示例では雰囲気温度が２５℃未満、その最大値Imaxは６０アンペアとされている。
【００２３】
図５は、モータ１０への指示電流の上限値を最小値Iminから最大値Imaxまで漸増させる時の、その指示電流の上限値と時間との関係一例を示し、図示例では雰囲気温度が２５℃未満、その最大値Imaxは６０アンペアとされている。
【００２４】
そのモータ１０の制御手順を、図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、上記温度センサ２６による検出温度を読み込み、図７のフローチャートに示す温度設定ステップを行なう（ステップ１）。
次に、その検出雰囲気温度と電流検出センサ２５により検出されたモータ１０の電流値とに対応する上記制限条件として、モータ１０の連続駆動時間を設定する（ステップ２）。次に、電流検出センサ２５によるモータ１０の検出電流値Ｉを読み込み（ステップ３）、検出電流値Ｉの大きさが、モータ１０への指示電流の上限値の最小値Iminを超えるか否かを判断する（ステップ４）。
その検出電流値Ｉの大きさが最小値Imin以下であれば駆動時間累積フラグをオフし（ステップ５）、ステップ１に戻る。なお、雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度を用いる場合はステップ２に戻ればよく、以下の各ステップにおいてステップ１に戻る場合は同様である。
その検出電流値Ｉの大きさが最小値Iminを超えてれば、駆動時間累積フラグがオンか否かを判断する（ステップ６）。駆動時間累積フラグがオフであれば駆動時間累積フラグをオンし（ステップ７）、モータ１０の駆動時間の累積を開始することでモータ１０の連続駆動時間を演算し（ステップ８）、駆動時間累積フラグがオンであれば、その連続駆動時間を引き続き演算する。
その演算したモータ１０の連続駆動時間ｔが、制限条件として設定された制限開始時におけるモータ１０の連続駆動時間の設定値ｔｃ以上か否かを判断する（ステップ９）。
そのモータ１０の連続駆動時間ｔが設定値ｔｃ未満であればステップ１に戻る。そのモータ１０の連続駆動時間ｔが設定値ｔｃ以上であれば、検出雰囲気温度と検出されたモータ１０の電流値とに対応する上記制限条件として、漸減速度とモータ１０への指示電流の上限値の最小値Iminとを設定する（ステップ１０）。しかる後に、モータ１０への指示電流の上限値の最大値Imaxから最小値Iminへの漸減を、その設定された漸減速度で行う（ステップ１１）。
次に、そのモータ１０への指示電流の上限値が、制限条件として設定された最小値Iminに到達したか否かを判断する（ステップ１２）。その指示電流の上限値が最小値Iminに到達していなければステップ１１に戻る。
その指示電流の上限値が最小値Iminに到達すれば、検出雰囲気温度に対応する上記制限条件として漸増速度を設定し（ステップ１３）、そのモータ１０への指示電流の上限値の最小値Iminから最大値Imaxへの漸増を、その設定された漸増速度Ｖｉで行う（ステップ１４）。
次に、その指示電流の上限値が最大値Imaxに到達したか否かを判断し（ステップ１５）、最大値Imaxに到達していなければステップ１４に戻る。その指示電流の上限値が最大値Imaxに到達すれば、制御を終了するか否かを判断し（ステップ１６）、終了しなければステップ１に戻る。なお、その制御終了は、例えば車両のイグニッションキースイッチがオフか否かにより判断する。
【００２５】
上記構成によれば、モータ１０への指示電流の上限値を過負荷防止のために制限する際に、その制限を雰囲気温度に応じて行うことができる。これにより、その指示電流が過度に制限されるのを防止し、操舵フィーリングの低下を抑制できる。
【００２７】
図７に示す温度設定ステップにおいては、先ず温度センサ２６による検出温度を読み込み（ステップ２０１）、その検出温度Ｔが第１設定値Ｔ１未満か否かを判断する（ステップ２０２）。その検出温度Ｔが第１設定値Ｔ１未満であれば、高温フラグがオフされ（ステップ２０３）、温度検出開始当初の検出温度Ｔｏを雰囲気温度として設定する（ステップ２０４）。その検出温度Ｔが第１設定値Ｔ１以上であれば、その検出温度Ｔが第２設定値Ｔ２以上か否かを判断する（ステップ２０５）。その第２設定値Ｔ２は、第１設定値Ｔ１よりも大きく、制限条件を設定する上での最大範囲の温度Ｔｍａｘ（図２に示す例では７０℃を超える温度）を超える値に設定される。その検出温度Ｔが第２設定値Ｔ２以上であれば、制限条件を設定する上での最大範囲の温度Ｔｍａｘを検出雰囲気温度として設定し（ステップ２０６）、高温フラグをオンする（ステップ２０７）。その検出温度Ｔが第１設定値Ｔ１以上で第２設定値Ｔ２未満の場合、高温フラグがオンか否かが判断される（ステップ２０８）。その高温フラグがオンである場合、検出雰囲気温度は制限条件を設定する上での最大範囲の温度Ｔｍａｘに維持される。その高温フラグがオフである場合、温度検出開始当初の検出温度Ｔｏを雰囲気温度として設定する。
これにより、その検出温度が第１設定値Ｔ１未満の場合、雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度Ｔｏが用いられて制限条件が設定される。その検出温度が第１設定値Ｔ１よりも大きな第２設定値Ｔ２以上の場合、雰囲気温度が制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなして制限条件が設定される。その検出温度が第１設定値Ｔ１以上で第２設定値Ｔ２未満であり、直前における制限条件の設定に際して検出雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度Ｔｏを用いている場合、雰囲気温度として温度検出開始当初の検出温度Ｔｏが用いられて制限条件が設定される。その検出温度が第１設定値Ｔ１以上で第２設定値Ｔ２未満であり、直前における制限条件の設定に際して雰囲気温度を制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなしている場合、雰囲気温度が制限条件を設定する上での最大範囲にあるとみなして制限条件が設定される。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵補助力発生用モータへの指示電流を過負荷防止のために制限する際に、雰囲気温度に応じて適度に制限することで良好な操舵フィーリングを維持でき、さらに、そのモータの制御装置のハウジング内温度が雰囲気温度よりも上昇した場合でも、シンプルな制御系で制御装置の過熱を防止できる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における制御装置に記憶される制限条件の一例を示す図
【図３】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における制限開始時におけるモータの連続駆動時間の設定値とモータへの指示電流の上限値との関係一例を示す図
【図４】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における検出されるモータの電流値とモータへの指示電流の上限値の漸減速度との関係一例を示す図
【図５】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるモータへの指示電流の上限値を漸増させる時の指示電流の上限値と時間との関係一例を示す図
【図６】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるモータの制御手順を示すフローチャート
【図７】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における温度設定ステップを示すフローチャート
【符号の説明】
１０  電動モータ
２３  制御装置
２３ａ  ハウジング
２６  温度センサ
【図１】
0004016600.tif 000002
【図２】
0004016600.tif 000003
【図３】
0004016600.tif 000004
【図４】
0004016600.tif 000005
【図５】
0004016600.tif 000006
【図６】
0004016600.tif 000007
【図７】
0004016600.tif 000008