JP2002034283A - 電動モータの温度推定装置 - Google Patents
電動モータの温度推定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】温度センサを用いることなしに電動モータの温
度を推定し、該温度の推定誤差を大幅に低減させること
ができる電動モータの温度推定装置の提供。 【解決手段】電動モータＭの入力電力IPW を算出する入
力電力算出手段Ｆ１と、電動モータＭの出力電力OPW を
算出する出力電力算出手段Ｆ２と、入力電力算出手段Ｆ
１で算出された入力電力IPW と出力電力算出手段Ｆ２で
算出された出力電力OPW の差分値を求める電力差演算手
段Ｆ３と、電力差演算手段Ｆ３で演算された入力電力IP
W と出力電力OPW との差分値から電動モータＭの温度を
推定するモータ温度推定手段Ｆ４とを備える。
度を推定し、該温度の推定誤差を大幅に低減させること
ができる電動モータの温度推定装置の提供。 【解決手段】電動モータＭの入力電力IPW を算出する入
力電力算出手段Ｆ１と、電動モータＭの出力電力OPW を
算出する出力電力算出手段Ｆ２と、入力電力算出手段Ｆ
１で算出された入力電力IPW と出力電力算出手段Ｆ２で
算出された出力電力OPW の差分値を求める電力差演算手
段Ｆ３と、電力差演算手段Ｆ３で演算された入力電力IP
W と出力電力OPW との差分値から電動モータＭの温度を
推定するモータ温度推定手段Ｆ４とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、例えば、電動パ
ワーステアリング装置等で用いられる電動モータの過熱
による焼損を防止する目的で採用される電動モータの温
度推定装置に関する。
ワーステアリング装置等で用いられる電動モータの過熱
による焼損を防止する目的で採用される電動モータの温
度推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来のこの種の電動モータの温度推定
装置としては、例えば、特開平１０−１００９１３号公
報に記載されたものが開示されている。即ち、この従来
例の電動モータの温度推定装置にあっては、電動モータ
の温度を、温度センサを用いることなしに、電動モータ
のモータ電流値および端子間抵抗値より推定して求める
ようにしたものであった。
装置としては、例えば、特開平１０−１００９１３号公
報に記載されたものが開示されている。即ち、この従来
例の電動モータの温度推定装置にあっては、電動モータ
の温度を、温度センサを用いることなしに、電動モータ
のモータ電流値および端子間抵抗値より推定して求める
ようにしたものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、従来
例の電動モータの温度推定装置にあっては、前述のよう
に、温度推定要素として端子間抵抗値を用いるものであ
ったため、以下に述べるような問題点があった。即ち、
抵抗値およびインダクタンス等は、温度に応じて変動す
ることから、抵抗値を用いた温度推定方法では、実際の
温度との誤差が非常に大きなものとなる。
例の電動モータの温度推定装置にあっては、前述のよう
に、温度推定要素として端子間抵抗値を用いるものであ
ったため、以下に述べるような問題点があった。即ち、
抵抗値およびインダクタンス等は、温度に応じて変動す
ることから、抵抗値を用いた温度推定方法では、実際の
温度との誤差が非常に大きなものとなる。
【０００４】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、温度センサを用いることなしに電動モ
ータの温度を推定し、該温度の推定誤差を大幅に低減さ
せることができる電動モータの温度推定装置を提供する
ことを目的とする。
なされたもので、温度センサを用いることなしに電動モ
ータの温度を推定し、該温度の推定誤差を大幅に低減さ
せることができる電動モータの温度推定装置を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 上述の目的を達成する
ために、本発明請求項１記載の電動モータの温度推定装
置は、電動モータの入力電力を検出する入力電力検出手
段と、電動モータの出力電力を検出する出力電力検出手
段と、前記入力電力検出手段で検出された入力電力と出
力電力検出手段で検出された出力電力の差分を求める電
力差演算手段と、該電力差演算手段で演算された入力電
力と出力電力との差分値から電動モータの温度を推定す
る温度推定手段と、を備えている手段とした。
ために、本発明請求項１記載の電動モータの温度推定装
置は、電動モータの入力電力を検出する入力電力検出手
段と、電動モータの出力電力を検出する出力電力検出手
段と、前記入力電力検出手段で検出された入力電力と出
力電力検出手段で検出された出力電力の差分を求める電
力差演算手段と、該電力差演算手段で演算された入力電
力と出力電力との差分値から電動モータの温度を推定す
る温度推定手段と、を備えている手段とした。
【０００６】請求項２記載の電動モータの温度推定装置
は、請求項１記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記電動モータの出力トルクを検出するトルク検出
手段と、前記電動モータの角速度を検出する角速度検出
手段と、を備え、前記出力電力検出手段が、前記トルク
検出手段で検出された電動モータの出力トルクと前記角
速度検出手段で検出された電動モータの角速度とを乗じ
ることにより電動モータの出力電力を求めるように構成
されている手段とした。
は、請求項１記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記電動モータの出力トルクを検出するトルク検出
手段と、前記電動モータの角速度を検出する角速度検出
手段と、を備え、前記出力電力検出手段が、前記トルク
検出手段で検出された電動モータの出力トルクと前記角
速度検出手段で検出された電動モータの角速度とを乗じ
ることにより電動モータの出力電力を求めるように構成
されている手段とした。
【０００７】請求項３記載の電動モータの温度推定装置
は、請求項２記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記電動モータの駆動電流を検出する駆動電流検出
手段を備え、前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出
手段で検出された駆動電流から出力トルクを一義的に推
定するように構成されている手段とした。
は、請求項２記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記電動モータの駆動電流を検出する駆動電流検出
手段を備え、前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出
手段で検出された駆動電流から出力トルクを一義的に推
定するように構成されている手段とした。
【０００８】請求項４記載の電動モータの温度推定装置
は、請求項２記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記電動モータの駆動電流を検出する駆動電流検出
手段を備え、前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出
手段で検出された電動モータの駆動電流と前記温度推定
手段で推定された電動モータの温度からフィードバック
された値とから出力トルクを一義的に推定するように構
成されている手段とした。
は、請求項２記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記電動モータの駆動電流を検出する駆動電流検出
手段を備え、前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出
手段で検出された電動モータの駆動電流と前記温度推定
手段で推定された電動モータの温度からフィードバック
された値とから出力トルクを一義的に推定するように構
成されている手段とした。
【０００９】請求項５記載の電動モータの温度推定装置
は、請求項３または４に記載の電動モータの温度推定装
置において、前記トルク検出手段で推定された出力トル
クの推定値が負の値である時には出力トルクの推定値を
０にセットするリミッタ手段を備えている手段とした。
は、請求項３または４に記載の電動モータの温度推定装
置において、前記トルク検出手段で推定された出力トル
クの推定値が負の値である時には出力トルクの推定値を
０にセットするリミッタ手段を備えている手段とした。
【００１０】
【作用】 この発明請求項１記載の電動モータの温度推
定装置では、上述のように、電動モータの入力電力と出
力電力との差分値から電動モータの温度を推定するよう
にすることで、電流値以外の温度変動要因を考慮した温
度推定となり、かつ、入力電力と出力電力それぞれには
温度変動に基づく誤差が発生しても、差分値には温度変
動に基づく誤差が相殺された状態となるため、温度の推
定誤差を大幅に低減させることができるようになる。
定装置では、上述のように、電動モータの入力電力と出
力電力との差分値から電動モータの温度を推定するよう
にすることで、電流値以外の温度変動要因を考慮した温
度推定となり、かつ、入力電力と出力電力それぞれには
温度変動に基づく誤差が発生しても、差分値には温度変
動に基づく誤差が相殺された状態となるため、温度の推
定誤差を大幅に低減させることができるようになる。
【００１１】請求項２記載の電動モータの温度推定装置
では、上述のように、前記出力電力検出手段として、電
動モータの出力トルクと電動モータの角速度とを乗じる
ことにより電動モータの出力電力を求めるようにするこ
とで、出力電力の検出が容易に行えるようになる。
では、上述のように、前記出力電力検出手段として、電
動モータの出力トルクと電動モータの角速度とを乗じる
ことにより電動モータの出力電力を求めるようにするこ
とで、出力電力の検出が容易に行えるようになる。
【００１２】請求項３記載の電動モータの温度推定装置
では、上述のように、駆動電流検出手段で検出されたモ
ータ電流から出力トルクを一義的に推定することで、ト
ルクセンサを設けることなしに、安価に出力トルクを検
出できるようになる。
では、上述のように、駆動電流検出手段で検出されたモ
ータ電流から出力トルクを一義的に推定することで、ト
ルクセンサを設けることなしに、安価に出力トルクを検
出できるようになる。
【００１３】請求項４記載の電動モータの温度推定装置
では、上述のように、電動モータの駆動電流と前記温度
推定手段で推定された電動モータの温度からフィードバ
ックされた値とから出力トルクを一義的に推定すること
で、温度変動によるモータ電流の変動を考慮したトルク
が検出され、これにより、正確なトルク検出が可能とな
る。
では、上述のように、電動モータの駆動電流と前記温度
推定手段で推定された電動モータの温度からフィードバ
ックされた値とから出力トルクを一義的に推定すること
で、温度変動によるモータ電流の変動を考慮したトルク
が検出され、これにより、正確なトルク検出が可能とな
る。
【００１４】請求項５記載の電動モータの温度推定装置
では、上述のように、前記トルク検出手段で推定された
出力トルクの推定値が負の値である時には出力トルクの
推定値を０にセットするリミッタ手段を備えたことで、
出力トルクの推定値が負の値で与えられることによる弊
害を防止できるようになる。
では、上述のように、前記トルク検出手段で推定された
出力トルクの推定値が負の値である時には出力トルクの
推定値を０にセットするリミッタ手段を備えたことで、
出力トルクの推定値が負の値で与えられることによる弊
害を防止できるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】 以下に、本発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。 （発明の実施の形態１）まず、本発明の実施の形態１の
構成を図１〜６に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。 （発明の実施の形態１）まず、本発明の実施の形態１の
構成を図１〜６に基づいて説明する。
【００１６】図１は、発明の実施の形態１の電動モータ
の温度推定装置が適用された電動パワーステアリング装
置を示す全体概略図であり、この図に示すように、ステ
アリングホイールＳＷを手動で回転させると、その回転
がラックＬ＆ピニオンＰによりラックＬの直線運動に変
換され、これにより、左右の前輪ＴＬ、ＴＲの向きを変
更（操舵）することができる。また、ピニオンＰを電動
モータＭにより減速ギヤＧを介し回転可能に構成するこ
とにより、前記手動による操舵力の補助が行われるよう
になっている。
の温度推定装置が適用された電動パワーステアリング装
置を示す全体概略図であり、この図に示すように、ステ
アリングホイールＳＷを手動で回転させると、その回転
がラックＬ＆ピニオンＰによりラックＬの直線運動に変
換され、これにより、左右の前輪ＴＬ、ＴＲの向きを変
更（操舵）することができる。また、ピニオンＰを電動
モータＭにより減速ギヤＧを介し回転可能に構成するこ
とにより、前記手動による操舵力の補助が行われるよう
になっている。
【００１７】また、前記電動モータＭは、手動による操
舵力を検出するトルクセンサＴＳ１からの信号に基づい
て、車載のコントロールユニットＥＣＵに組み込まれた
マイコンＡによりその駆動制御が行われ、これにより、
手動による操舵力の補助制御が行われる。また、前記電
動モータＭには該トルクＭＴおよび角速度ωを検出する
モータトルクセンサＴＳ２および角速度センサＲＳが組
み込まれている。なお、同図において、Ｒはフェールセ
ーフ用のリレー、Ｂは車載のバッテリである。
舵力を検出するトルクセンサＴＳ１からの信号に基づい
て、車載のコントロールユニットＥＣＵに組み込まれた
マイコンＡによりその駆動制御が行われ、これにより、
手動による操舵力の補助制御が行われる。また、前記電
動モータＭには該トルクＭＴおよび角速度ωを検出する
モータトルクセンサＴＳ２および角速度センサＲＳが組
み込まれている。なお、同図において、Ｒはフェールセ
ーフ用のリレー、Ｂは車載のバッテリである。
【００１８】次に、図２は、発明の実施の形態１の電動
モータの温度推定装置が適用された電動パワーステアリ
ング装置を示すシステムブロック図であり、この図に示
すように、コントロールユニットＥＣＵ内には、制御演
算部（マイコン）Ａ、モータ駆動回路Ｃ、電源回路Ｄ、
モータ電流検出回路（駆動電流検出手段）Ｅ、モータ温
度推定回路Ｆ、フェールセーフ用のリレーＲ、シャント
抵抗ＳＲが組み込まれている。そして、前記マイコンＡ
には、車速信号ｓ、エンジン回転信号ｒ、トルクセンサ
ＴＳ１からのトルク信号ｔ１、モータトルク信号（トル
クＭＴ）が入力され、また、自己診断信号ｆが入出力さ
れる。
モータの温度推定装置が適用された電動パワーステアリ
ング装置を示すシステムブロック図であり、この図に示
すように、コントロールユニットＥＣＵ内には、制御演
算部（マイコン）Ａ、モータ駆動回路Ｃ、電源回路Ｄ、
モータ電流検出回路（駆動電流検出手段）Ｅ、モータ温
度推定回路Ｆ、フェールセーフ用のリレーＲ、シャント
抵抗ＳＲが組み込まれている。そして、前記マイコンＡ
には、車速信号ｓ、エンジン回転信号ｒ、トルクセンサ
ＴＳ１からのトルク信号ｔ１、モータトルク信号（トル
クＭＴ）が入力され、また、自己診断信号ｆが入出力さ
れる。
【００１９】前記フェールセーフ用のリレーＲは、電動
モータＭとバッテリＢとを接続するバッテリラインに介
装されている。即ち、このリレーＲは、電動モータの温
度推定装置のフェールセーフ時にバッテリラインを切断
するためのものであり、マイコンＡによりＯＮ、ＯＦＦ
制御される。なお、図において、Ｉはイグニッションス
イッチ、ＦＬはフェールランプを示す。
モータＭとバッテリＢとを接続するバッテリラインに介
装されている。即ち、このリレーＲは、電動モータの温
度推定装置のフェールセーフ時にバッテリラインを切断
するためのものであり、マイコンＡによりＯＮ、ＯＦＦ
制御される。なお、図において、Ｉはイグニッションス
イッチ、ＦＬはフェールランプを示す。
【００２０】前記シャント抵抗ＳＲは、電動モータＭの
駆動電流Ｉ（CUR ）を検出するために、モータラインＭ
Ｌの途中に直列に組み込まれる抵抗である。そして、前
記モータ電流検出回路Ｅでは、図３に示すように、シャ
ント抵抗ＳＲの抵抗部の両端部に位置する両電圧測定端
子部２１、２２から、両端子部２１、２２間の電圧差
（ΔＶｎ＝Ｖ１−Ｖ２）を検出し、この電圧差（電圧降
下値）ΔＶｎの値から電流値換算グラフ（関数）により
駆動電流Ｉ（CUR ）が求められる。なお、Ｖ１は、シャ
ント抵抗ＳＲの上流側電圧測定端子部２１の電圧、Ｖ２
は、シャント抵抗ＳＲの下流側電圧測定端子部２２の電
圧である。
駆動電流Ｉ（CUR ）を検出するために、モータラインＭ
Ｌの途中に直列に組み込まれる抵抗である。そして、前
記モータ電流検出回路Ｅでは、図３に示すように、シャ
ント抵抗ＳＲの抵抗部の両端部に位置する両電圧測定端
子部２１、２２から、両端子部２１、２２間の電圧差
（ΔＶｎ＝Ｖ１−Ｖ２）を検出し、この電圧差（電圧降
下値）ΔＶｎの値から電流値換算グラフ（関数）により
駆動電流Ｉ（CUR ）が求められる。なお、Ｖ１は、シャ
ント抵抗ＳＲの上流側電圧測定端子部２１の電圧、Ｖ２
は、シャント抵抗ＳＲの下流側電圧測定端子部２２の電
圧である。
【００２１】次に、前記マイコンＡに組み込まれたモー
タ温度推定回路Ｆは、図４の基本ブロック線図に示すよ
うに、電動モータＭの入力電力IPW を算出する入力電力
算出手段（入力電力検出手段）Ｆ１と、電動モータＭの
出力電力OPW を算出する出力電力算出手段（出力電力検
出手段）Ｆ２と、前記入力電力算出手段Ｆ１で算出され
た入力電力IPW と出力電力算出手段Ｆ２で算出された出
力電力OPW の差分値を求める電力差演算手段Ｆ３と、該
電力差演算手段Ｆ３で演算された入力電力IPWと出力電
力OPW との差分値から電動モータＭの温度を推定するモ
ータ温度推定手段Ｆ４とで構成されている。
タ温度推定回路Ｆは、図４の基本ブロック線図に示すよ
うに、電動モータＭの入力電力IPW を算出する入力電力
算出手段（入力電力検出手段）Ｆ１と、電動モータＭの
出力電力OPW を算出する出力電力算出手段（出力電力検
出手段）Ｆ２と、前記入力電力算出手段Ｆ１で算出され
た入力電力IPW と出力電力算出手段Ｆ２で算出された出
力電力OPW の差分値を求める電力差演算手段Ｆ３と、該
電力差演算手段Ｆ３で演算された入力電力IPWと出力電
力OPW との差分値から電動モータＭの温度を推定するモ
ータ温度推定手段Ｆ４とで構成されている。
【００２２】次に、前記図４の基本ブロック線図を実現
するモータ温度推定回路Ｆの制御内容を、図５の制御フ
ローチャートに基づいて詳細に説明する。まず、ステッ
プ１０１では、前記入力電力算出手段Ｆ１において、前
記モータ電流検出回路Ｅで検出された電動モータＭの駆
動電流Ｉ（CUR ）と印加電圧Ｖ（VOLT）から、次式に基
づいて入力電力IPW の算出が行われる。IPW ＝CUR ・VO
LT
するモータ温度推定回路Ｆの制御内容を、図５の制御フ
ローチャートに基づいて詳細に説明する。まず、ステッ
プ１０１では、前記入力電力算出手段Ｆ１において、前
記モータ電流検出回路Ｅで検出された電動モータＭの駆
動電流Ｉ（CUR ）と印加電圧Ｖ（VOLT）から、次式に基
づいて入力電力IPW の算出が行われる。IPW ＝CUR ・VO
LT
【００２３】続くステップ１０２では、出力電力算出手
段Ｆ２において、前記モータトルクセンサＴＳ２で検出
されたモータトルク信号（トルクＭＴ（TRO ））と角速
度センサＲＳで検出されたモータ角速度ω（OMG ）か
ら、次式に基づいて出力電力OPW の算出が行われる。 OPW ＝TRO ・OMG
段Ｆ２において、前記モータトルクセンサＴＳ２で検出
されたモータトルク信号（トルクＭＴ（TRO ））と角速
度センサＲＳで検出されたモータ角速度ω（OMG ）か
ら、次式に基づいて出力電力OPW の算出が行われる。 OPW ＝TRO ・OMG
【００２４】続くステップ１０３では、電力差演算手段
Ｆ３において、前述のように、入力電力算出手段Ｆ１で
算出された入力電力IPW と出力電力算出手段Ｆ２で算出
された出力電力OPW の差分値を求める。
Ｆ３において、前述のように、入力電力算出手段Ｆ１で
算出された入力電力IPW と出力電力算出手段Ｆ２で算出
された出力電力OPW の差分値を求める。
【００２５】続くステップ１０４は、モータ温度推定の
サブルーチンであって、このステップ１０４では、モー
タ温度推定手段Ｆ４において、前記電力差演算手段Ｆ３
で求めた入力電力IPW と出力電力OPW の差分値、即ち、
電動モータＭの駆動による全損失電力＝温度上昇熱流HT
A から、電動モータＭの温度を推定する。つまり、入力
電力IPW と出力電力OPW の差分値＝全損失電力で電機子
が加熱され、エアギャップとヨークを介して大気に放熱
されるものとし、各部の熱抵抗、温度差に基づく熱流等
から、例えば、下記の温度算出式により、電動モータＭ
の温度上昇Δθを算出する。 Δθ＝HTA ・TRS ・｛１− exp（−ｔ／Ｔ）｝ なお、TRS は電動モータＭの熱抵抗、ｔは電動モータＭ
の駆動時間、Ｔは電動モータＭの熱時定数である。
サブルーチンであって、このステップ１０４では、モー
タ温度推定手段Ｆ４において、前記電力差演算手段Ｆ３
で求めた入力電力IPW と出力電力OPW の差分値、即ち、
電動モータＭの駆動による全損失電力＝温度上昇熱流HT
A から、電動モータＭの温度を推定する。つまり、入力
電力IPW と出力電力OPW の差分値＝全損失電力で電機子
が加熱され、エアギャップとヨークを介して大気に放熱
されるものとし、各部の熱抵抗、温度差に基づく熱流等
から、例えば、下記の温度算出式により、電動モータＭ
の温度上昇Δθを算出する。 Δθ＝HTA ・TRS ・｛１− exp（−ｔ／Ｔ）｝ なお、TRS は電動モータＭの熱抵抗、ｔは電動モータＭ
の駆動時間、Ｔは電動モータＭの熱時定数である。
【００２６】以上詳細に説明してきたように、この発明
の実施の形態１によれば、電動モータＭの入力電力IPW
と出力電力OPW との差分値から電動モータＭの温度を推
定するようにしたことで、電流値以外の温度変動要因
（印加電圧、トルク、モータ角速度）を考慮した温度推
定となり、かつ、入力電力IPW と出力電力OPW それぞれ
には温度変動に基づく誤差が発生しても、差分値には温
度変動に基づく誤差が相殺された状態となるため、温度
の推定誤差を大幅に低減させることができるようになる
という効果が得られる。
の実施の形態１によれば、電動モータＭの入力電力IPW
と出力電力OPW との差分値から電動モータＭの温度を推
定するようにしたことで、電流値以外の温度変動要因
（印加電圧、トルク、モータ角速度）を考慮した温度推
定となり、かつ、入力電力IPW と出力電力OPW それぞれ
には温度変動に基づく誤差が発生しても、差分値には温
度変動に基づく誤差が相殺された状態となるため、温度
の推定誤差を大幅に低減させることができるようになる
という効果が得られる。
【００２７】また、上述のように、電動モータＭのトル
クＭＴ（TRO ）と電動モータＭの角速度ω（OMG ）とを
乗じることにより電動モータＭの出力電力OPW を求める
ようにしたことで、出力電力OPW の検出が容易に行える
ようになる。
クＭＴ（TRO ）と電動モータＭの角速度ω（OMG ）とを
乗じることにより電動モータＭの出力電力OPW を求める
ようにしたことで、出力電力OPW の検出が容易に行える
ようになる。
【００２８】次に、発明の他の実施の形態を説明する。
なお、この他の発明の実施の形態の説明に当たっては、
前記発明の実施の形態１と同様の構成部分は図示および
その説明を省略し、もしくは同一の符号を付してその説
明を省略し、相違点についてのみ説明する。
なお、この他の発明の実施の形態の説明に当たっては、
前記発明の実施の形態１と同様の構成部分は図示および
その説明を省略し、もしくは同一の符号を付してその説
明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２９】（発明の実施の形態２）この発明の実施の
形態２の電動モータの温度推定装置は、前記モータトル
クセンサＴＳ２の設置を省略し、図６のブロック図に示
すように、モータ温度推定回路Ｆに推定トルク算出手段
Ｆ５が追加され、前記モータ電流検出回路Ｅで検出され
た電動モータＭの駆動電流Ｉ（CUR ）と、前記モータ温
度推定手段Ｆ４で推定された電動モータＭの推定温度か
らフィードバックされた値とから、電動モータＭのトル
クＭＴ（TRO ）を一義的に推定するようにしたものであ
る。
形態２の電動モータの温度推定装置は、前記モータトル
クセンサＴＳ２の設置を省略し、図６のブロック図に示
すように、モータ温度推定回路Ｆに推定トルク算出手段
Ｆ５が追加され、前記モータ電流検出回路Ｅで検出され
た電動モータＭの駆動電流Ｉ（CUR ）と、前記モータ温
度推定手段Ｆ４で推定された電動モータＭの推定温度か
らフィードバックされた値とから、電動モータＭのトル
クＭＴ（TRO ）を一義的に推定するようにしたものであ
る。
【００３０】即ち、ＤＣモータのトルク−電流特性は、
温度一定時には電圧によらず比例するため、図７に示す
ように、モータ単体のトルクＴ−電流Ｉ特性（−４０
℃、２０℃、９５℃における各温度一定時実験データ）
から、図８に示す駆動電流Ｉ−トルクＴ特性・モータ温
度ROTT−トルクＴ特性に基づき、１次の近似式を測定温
度毎に求め、ロータ温度ROTTと電流値Ｉ（GURENT）から
線形補間によりトルクＭＴ（TRQ ）を算出するものであ
る。
温度一定時には電圧によらず比例するため、図７に示す
ように、モータ単体のトルクＴ−電流Ｉ特性（−４０
℃、２０℃、９５℃における各温度一定時実験データ）
から、図８に示す駆動電流Ｉ−トルクＴ特性・モータ温
度ROTT−トルクＴ特性に基づき、１次の近似式を測定温
度毎に求め、ロータ温度ROTTと電流値Ｉ（GURENT）から
線形補間によりトルクＭＴ（TRQ ）を算出するものであ
る。
【００３１】図９は、モータ温度推定回路Ｆの制御内容
のうち、推定トルク算出手段Ｆ５の制御内容を示す制御
フローチャートであり、まず、ステップ２０１では、モ
ータ温度推定手段Ｆ４からフィードバックされたモータ
推定温度ROTTが２０℃未満であるか否かを判定し、ＹＥ
Ｓ（ROTT＜２０℃）であればステップ２０２、２０３、
２０４に進み、それぞれのステップにおいて、補間用低
温値Ｔ１、補間用高温値Ｔ２、推定トルクTRQ を、次式
に基づいてそれぞれ演算する。 Ｔ１＝ａ１・CUR ＋ｂ１ Ｔ２＝ａ２・CUR ＋ｂ２ TRQ ＝（Ｔ２−Ｔ１）・（ROTT−ｃ１）／ｄ１＋Ｔ２
のうち、推定トルク算出手段Ｆ５の制御内容を示す制御
フローチャートであり、まず、ステップ２０１では、モ
ータ温度推定手段Ｆ４からフィードバックされたモータ
推定温度ROTTが２０℃未満であるか否かを判定し、ＹＥ
Ｓ（ROTT＜２０℃）であればステップ２０２、２０３、
２０４に進み、それぞれのステップにおいて、補間用低
温値Ｔ１、補間用高温値Ｔ２、推定トルクTRQ を、次式
に基づいてそれぞれ演算する。 Ｔ１＝ａ１・CUR ＋ｂ１ Ｔ２＝ａ２・CUR ＋ｂ２ TRQ ＝（Ｔ２−Ｔ１）・（ROTT−ｃ１）／ｄ１＋Ｔ２
【００３２】また、前記ステップ２０１の判定がＮＯ
（ROTT≧２０℃）であれば、ステップ２０５、２０６、
２０７に進み、それぞれのステップにおいて、補間用低
温値Ｔ１、補間用高温値Ｔ２、推定トルクTRQ を、次式
に基づいてそれぞれ演算する。 Ｔ１＝ａ３・CUR ＋ｂ３ Ｔ２＝ａ４・CUR ＋ｂ４ TRQ ＝（Ｔ２−Ｔ１）・（ROTT−ｃ２）／ｄ２＋Ｔ２ なお、前記ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｂ１、ｂ２、ｂ
３、ｂ４、ｃ１、ｃ２は、前記図８に示した駆動電流Ｉ
−トルクＴ特性の関係を表す線形近似式の係数である。
（ROTT≧２０℃）であれば、ステップ２０５、２０６、
２０７に進み、それぞれのステップにおいて、補間用低
温値Ｔ１、補間用高温値Ｔ２、推定トルクTRQ を、次式
に基づいてそれぞれ演算する。 Ｔ１＝ａ３・CUR ＋ｂ３ Ｔ２＝ａ４・CUR ＋ｂ４ TRQ ＝（Ｔ２−Ｔ１）・（ROTT−ｃ２）／ｄ２＋Ｔ２ なお、前記ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｂ１、ｂ２、ｂ
３、ｂ４、ｃ１、ｃ２は、前記図８に示した駆動電流Ｉ
−トルクＴ特性の関係を表す線形近似式の係数である。
【００３３】従って、この発明の実施に形態２の電動モ
ータの温度推定装置によれば、上述のように、電動モー
タＭの駆動電流Ｉ（CUR ）と前記モータ温度推定手段Ｆ
４で推定された電動モータＭの推定温度からフィードバ
ックされた値とから、電動モータＭのトルクＭＴ（TRO
）を一義的に推定するようにしたことで、モータトル
クセンサＴＳ２の省略によりコスト低減が図れるように
なると共に、温度変動による駆動電流Ｉ（CUR ）の変動
を考慮したトルクが検出され、これにより、正確なトル
ク検出が可能になるという追加の効果が得られる。
ータの温度推定装置によれば、上述のように、電動モー
タＭの駆動電流Ｉ（CUR ）と前記モータ温度推定手段Ｆ
４で推定された電動モータＭの推定温度からフィードバ
ックされた値とから、電動モータＭのトルクＭＴ（TRO
）を一義的に推定するようにしたことで、モータトル
クセンサＴＳ２の省略によりコスト低減が図れるように
なると共に、温度変動による駆動電流Ｉ（CUR ）の変動
を考慮したトルクが検出され、これにより、正確なトル
ク検出が可能になるという追加の効果が得られる。
【００３４】（発明の実施の形態３）この発明の実施の
形態３の電動モータの温度推定装置は、図１０のブロッ
ク図に示すように、モータ温度推定回路Ｆにリミッタ手
段Ｆ６が追加された点で相違したもので、その他の構成
は前記発明の実施の形態２と同様であるため、相違点に
ついてのみ説明する。
形態３の電動モータの温度推定装置は、図１０のブロッ
ク図に示すように、モータ温度推定回路Ｆにリミッタ手
段Ｆ６が追加された点で相違したもので、その他の構成
は前記発明の実施の形態２と同様であるため、相違点に
ついてのみ説明する。
【００３５】図１１は、リミッタ手段Ｆ６が追加された
モータ温度推定回路Ｆの制御内容を示す制御フローチャ
ートであり、まず、リミッタ手段Ｆ６のステップ４０１
では、上段のステップ２０４またはステップ２０７で演
算された推定トルクTRQ が負の値であるか否かを判定
し、ＹＥＳ（負）の場合は、ステップ４０２に進んで推
定トルクTRQ を０にセットした後、後段のステップ１０
２に進み、また、ＮＯ（正）である時はそのまま後段の
ステップ１０２に進む。
モータ温度推定回路Ｆの制御内容を示す制御フローチャ
ートであり、まず、リミッタ手段Ｆ６のステップ４０１
では、上段のステップ２０４またはステップ２０７で演
算された推定トルクTRQ が負の値であるか否かを判定
し、ＹＥＳ（負）の場合は、ステップ４０２に進んで推
定トルクTRQ を０にセットした後、後段のステップ１０
２に進み、また、ＮＯ（正）である時はそのまま後段の
ステップ１０２に進む。
【００３６】従って、この発明の実施の形態３の電動モ
ータの温度推定装置によれば、推定トルクTRQ の値が負
の値で与えられることによる弊害を防止することができ
るようになるという追加の効果が得られる。
ータの温度推定装置によれば、推定トルクTRQ の値が負
の値で与えられることによる弊害を防止することができ
るようになるという追加の効果が得られる。
【００３７】（発明の実施の形態４）この発明の実施の
形態４の電動モータの温度推定装置は、前記発明の実施
の形態２のモータ温度推定回路Ｆにおける推定トルク算
出手段Ｆ５の制御内容の変形例が適用されたもので、そ
の他の構成は前記発明の実施の形態２と同様であるた
め、相違点についてのみ説明する。
形態４の電動モータの温度推定装置は、前記発明の実施
の形態２のモータ温度推定回路Ｆにおける推定トルク算
出手段Ｆ５の制御内容の変形例が適用されたもので、そ
の他の構成は前記発明の実施の形態２と同様であるた
め、相違点についてのみ説明する。
【００３８】図１２は、推定トルク算出手段Ｆ５が追加
されたモータ温度推定回路Ｆの制御内容を示す制御フロ
ーチャートであり、まず、推定トルク算出手段Ｆ５のス
テップ３０１では、モータ温度推定手段Ｆ４からフィー
ドバックされたモータ推定温度ROTTが２０℃未満である
か否かを判定し、ＹＥＳ（ROTT＜２０℃）であればステ
ップ３０２〜３０７において、２０℃未満でのトルク補
間値算出用の近似式の係数ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、
ｃ、ｄをそれぞれセットした後、ステップ３１４に進
む。
されたモータ温度推定回路Ｆの制御内容を示す制御フロ
ーチャートであり、まず、推定トルク算出手段Ｆ５のス
テップ３０１では、モータ温度推定手段Ｆ４からフィー
ドバックされたモータ推定温度ROTTが２０℃未満である
か否かを判定し、ＹＥＳ（ROTT＜２０℃）であればステ
ップ３０２〜３０７において、２０℃未満でのトルク補
間値算出用の近似式の係数ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、
ｃ、ｄをそれぞれセットした後、ステップ３１４に進
む。
【００３９】また、前記ステップ２０１の判定がＮＯ
（ROTT≧２０℃）であれば、ステップ３０８〜３１３に
おいて、２０℃以上でのトルク補間値算出用の近似式の
係数ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ、ｄをそれぞれセット
した後、ステップ３１４に進む。
（ROTT≧２０℃）であれば、ステップ３０８〜３１３に
おいて、２０℃以上でのトルク補間値算出用の近似式の
係数ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ、ｄをそれぞれセット
した後、ステップ３１４に進む。
【００４０】最後に、ステップ３１４、３１５、３１６
では、それぞれセットされた前記係数ａ１、ａ２、ｂ
１、ｂ２、ｃ、ｄを用い、補間用低温値Ｔ１、補間用高
温値Ｔ２、推定トルクTRQ を、次式に基づいてそれぞれ
演算する。 Ｔ１＝ａ１・CUR ＋ｂ１ Ｔ２＝ａ２・CUR ＋ｂ２ TRQ ＝（Ｔ２−Ｔ１）・（ROTT−ｃ）／ｄ＋Ｔ２
では、それぞれセットされた前記係数ａ１、ａ２、ｂ
１、ｂ２、ｃ、ｄを用い、補間用低温値Ｔ１、補間用高
温値Ｔ２、推定トルクTRQ を、次式に基づいてそれぞれ
演算する。 Ｔ１＝ａ１・CUR ＋ｂ１ Ｔ２＝ａ２・CUR ＋ｂ２ TRQ ＝（Ｔ２−Ｔ１）・（ROTT−ｃ）／ｄ＋Ｔ２
【００４１】従って、この発明の実施の形態４の電動モ
ータの温度推定装置においても、前記発明の実施の形態
２、３とほぼ同様の効果が得られる。
ータの温度推定装置においても、前記発明の実施の形態
２、３とほぼ同様の効果が得られる。
【００４２】以上発明の実施の形態を図面により説明し
たが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限ら
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
ける設計変更等があっても本発明に含まれる。
たが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限ら
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
ける設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００４３】例えば、発明の実施の形態では、電動パワ
ーステアリング装置で用いられている電動モータに本発
明を適用した例を示したが、その他の全ての電動モータ
に本発明を適用することができる。
ーステアリング装置で用いられている電動モータに本発
明を適用した例を示したが、その他の全ての電動モータ
に本発明を適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】 以上説明してきたように本発明請求項
１記載の電動モータの温度推定装置では、上述のよう
に、電動モータの入力電力と出力電力との差分値から電
動モータの温度を推定するようにしたことで、電流値以
外の温度変動要因を考慮した温度推定となり、かつ、入
力電力と出力電力それぞれには温度変動に基づく誤差が
発生しても、差分値には温度変動に基づく誤差が相殺さ
れた状態となるため、温度の推定誤差を大幅に低減させ
ることができるようになるという効果が得られる。
１記載の電動モータの温度推定装置では、上述のよう
に、電動モータの入力電力と出力電力との差分値から電
動モータの温度を推定するようにしたことで、電流値以
外の温度変動要因を考慮した温度推定となり、かつ、入
力電力と出力電力それぞれには温度変動に基づく誤差が
発生しても、差分値には温度変動に基づく誤差が相殺さ
れた状態となるため、温度の推定誤差を大幅に低減させ
ることができるようになるという効果が得られる。
【００４５】請求項２記載の電動モータの温度推定装置
は、請求項１記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記出力電力検出手段が、前記トルク検出手段で検
出された電動モータの出力トルクと前記角速度検出手段
で検出された電動モータの角速度とを乗じることにより
電動モータの出力電力を求めるように構成されている手
段としたことで、出力電力の検出が容易に行えるように
なる。
は、請求項１記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記出力電力検出手段が、前記トルク検出手段で検
出された電動モータの出力トルクと前記角速度検出手段
で検出された電動モータの角速度とを乗じることにより
電動モータの出力電力を求めるように構成されている手
段としたことで、出力電力の検出が容易に行えるように
なる。
【００４６】請求項３記載の電動モータの温度推定装置
は、請求項２記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出手段で検
出された駆動電流から出力トルクを一義的に推定するよ
うに構成されている手段としたことで、トルクセンサを
設けることなしに、安価に出力トルクを検出できるよう
になる。
は、請求項２記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出手段で検
出された駆動電流から出力トルクを一義的に推定するよ
うに構成されている手段としたことで、トルクセンサを
設けることなしに、安価に出力トルクを検出できるよう
になる。
【００４７】請求項４記載の電動モータの温度推定装置
は、請求項２記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出手段で検
出された電動モータの駆動電流と前記温度推定手段で推
定された電動モータの温度からフィードバックされた値
とから出力トルクを一義的に推定するように構成されて
いる手段としたこと、温度変動によるモータ電流の変動
を考慮したトルクが検出され、これにより、正確なトル
ク検出が可能となる。
は、請求項２記載の電動モータの温度推定装置におい
て、前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出手段で検
出された電動モータの駆動電流と前記温度推定手段で推
定された電動モータの温度からフィードバックされた値
とから出力トルクを一義的に推定するように構成されて
いる手段としたこと、温度変動によるモータ電流の変動
を考慮したトルクが検出され、これにより、正確なトル
ク検出が可能となる。
【００４８】請求項５記載の電動モータの温度推定装置
では、請求項３または４に記載の電動モータの温度推定
装置において、前記トルク検出手段で推定された出力ト
ルクの推定値が負の値である時には出力トルクの推定値
を０にセットするリミッタ手段を備えたことで、出力ト
ルクの推定値が負の値で与えられることによる弊害を防
止できるようになる。
では、請求項３または４に記載の電動モータの温度推定
装置において、前記トルク検出手段で推定された出力ト
ルクの推定値が負の値である時には出力トルクの推定値
を０にセットするリミッタ手段を備えたことで、出力ト
ルクの推定値が負の値で与えられることによる弊害を防
止できるようになる。
【図１】発明の実施の形態１の電動モータの温度推定装
置が適用された電動パワーステアリング装置を示す全体
概略図である。
置が適用された電動パワーステアリング装置を示す全体
概略図である。
【図２】発明の実施の形態１の電動モータの温度推定装
置が適用された電動パワーステアリング装置を示すシス
テムブロック図である。
置が適用された電動パワーステアリング装置を示すシス
テムブロック図である。
【図３】発明の実施の形態１の電動モータの温度推定装
置におけるモータ電流検出回路のシャント抵抗部分を示
す回路図である。
置におけるモータ電流検出回路のシャント抵抗部分を示
す回路図である。
【図４】発明の実施の形態１の電動モータの温度推定装
置を示す基本ブロック図である。
置を示す基本ブロック図である。
【図５】発明の実施の形態１の電動モータの温度推定装
置におけるモータ温度推定回路の制御内容を示す制御フ
ローチャートである。
置におけるモータ温度推定回路の制御内容を示す制御フ
ローチャートである。
【図６】発明の実施の形態２の電動モータの温度推定装
置を示すブロック図である。
置を示すブロック図である。
【図７】発明の実施の形態２の電動モータの温度推定装
置におけるモータ単体のトルク−電流特性（温度一定時
実験データ）を示す図である。
置におけるモータ単体のトルク−電流特性（温度一定時
実験データ）を示す図である。
【図８】発明の実施の形態１の電動モータの温度推定装
置が適用される電動モータにおける駆動電流−トルク特
性図およびモータ温度−トルク特性図である。
置が適用される電動モータにおける駆動電流−トルク特
性図およびモータ温度−トルク特性図である。
【図９】発明の実施の形態２の電動モータの温度推定装
置におけるモータ温度推定回路の制御内容を示す制御フ
ローチャートである。
置におけるモータ温度推定回路の制御内容を示す制御フ
ローチャートである。
【図１０】発明の実施の形態３の電動モータの温度推定
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
【図１１】発明の実施の形態３の電動モータの温度推定
装置におけるモータ温度推定回路の制御内容を示す制御
フローチャートである。
装置におけるモータ温度推定回路の制御内容を示す制御
フローチャートである。
【図１２】発明の実施の形態４の電動モータの温度推定
装置におけるモータ温度推定回路の制御内容を示す制御
フローチャートである。
装置におけるモータ温度推定回路の制御内容を示す制御
フローチャートである。
Ａ マイコン Ｂ バッテリ Ｃ モータ駆動回路 Ｄ 電源回路 Ｅ モータ電流検出回路（電流検出手段） ＥＣＵ コントロールユニット ＦＬ フェールランプ Ｆ モータ温度推定回路 Ｆ１ 入力電力算出手段（入力電力検出手段） Ｆ２ 出力電力算出手段（出力電力検出手段） Ｆ３ 電力差演算手段 Ｆ４ モータ温度推定手段 Ｆ５ 推定トルク算出手段 Ｆ６ リミッタ手段 Ｇ 減速ギャ Ｉ イグニッションスイッチ Ｌ ラック Ｍ 電動モータ ＭＬ モータライン Ｐ ピニオン Ｒ フェールセーフ用のリレー ＲＳ 角速度センサ ＳＲ シャント抵抗 ＳＷ ステアリングホイール ＴＬ 左前輪 ＴＲ 右前輪 ＴＳ１ トルクセンサ ＴＳ２ モータトルクセンサ ２１ 電圧測定端子部 ２２ 電圧測定端子部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 107:00 Ｂ６２Ｄ 107:00 119:00 119:00 Ｆターム(参考） 3D032 DA15 DA23 DA49 DA62 DA64 DA67 DD17 EA01 EC23 GG01 3D033 CA03 CA04 CA13 CA16 CA20 CA28 CA33 5H570 AA21 BB09 BB20 CC04 JJ03 JJ04 JJ11 LL02 LL07 LL12 LL19 LL40 MM05 MM07 PP02
Claims (5)
- 【請求項１】 電動モータの入力電力を検出する入力電
力検出手段と、 電動モータの出力電力を検出する出力電力検出手段と、 前記入力電力検出手段で検出された入力電力と出力電力
検出手段で検出された出力電力の差分を求める電力差演
算手段と、 該電力差演算手段で演算された入力電力と出力電力との
差分値から電動モータの温度を推定する温度推定手段
と、を備えていることを特徴とする電動モータの温度推
定装置。 - 【請求項２】 前記電動モータの出力トルクを検出する
トルク検出手段と、 前記電動モータの角速度を検出する角速度検出手段と、
を備え、 前記出力電力検出手段が、前記トルク検出手段で検出さ
れた電動モータの出力トルクと前記角速度検出手段で検
出された電動モータの角速度とを乗じることにより電動
モータの出力電力を求めるように構成されていることを
特徴とする請求項１に記載の電動モータの温度推定装
置。 - 【請求項３】 前記電動モータの駆動電流を検出する駆
動電流検出手段を備え、 前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出手段で検出さ
れた電動モータの駆動電流から出力トルクを一義的に推
定するように構成されていることを特徴とする請求項２
に記載の電動モータの温度推定装置。 - 【請求項４】 前記電動モータの駆動電流を検出する駆
動電流検出手段を備え、 前記トルク検出手段が、前記駆動電流検出手段で検出さ
れた電動モータの駆動電流と前記温度推定手段で推定さ
れた電動モータの温度からフィードバックされた値とか
ら出力トルクを一義的に推定するように構成されている
ことを特徴とす - 【請求項５】 前記トルク検出手段で推定された出力ト
ルクの推定値が負の値である時には出力トルクの推定値
を０にセットするリミッタ手段を備えていることを特徴
とする請求項３または４に記載の電動モータの温度推定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217708A JP2002034283A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 電動モータの温度推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000217708A JP2002034283A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 電動モータの温度推定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002034283A true JP2002034283A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18712777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000217708A Pending JP2002034283A (ja) | 2000-07-18 | 2000-07-18 | 電動モータの温度推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002034283A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009122179A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Canon Inc | 画像形成装置 |
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| JP2011004483A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
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-
2000
- 2000-07-18 JP JP2000217708A patent/JP2002034283A/ja active Pending
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Legal Events
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| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050831 |
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051111 |