JP2002369583A - 電動機駆動装置 - Google Patents
電動機駆動装置Info
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- JP2002369583A JP2002369583A JP2001175623A JP2001175623A JP2002369583A JP 2002369583 A JP2002369583 A JP 2002369583A JP 2001175623 A JP2001175623 A JP 2001175623A JP 2001175623 A JP2001175623 A JP 2001175623A JP 2002369583 A JP2002369583 A JP 2002369583A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】コストアップを回避しつつ、雰囲気温度や電動
機の過熱温度変化に対応した電動機の過負荷状態の判定
が可能な電動機駆動装置の提供。 【解決手段】駆動手段から電動機１２に供給される電圧
を検出する電圧検出手段１３ｍと、電動機１２に流れる
電流を検出する電流検出手段１３ｅと、電圧検出手段１
３ｍで検出された電動機１２への供給電圧と電流検出手
段１３ｅで検出された電動機１２に流れる電流とを積算
することにより電動機動力値を求め、この電動機動力値
の一次遅れ値に基づいて電動機１２の過負荷状態を判定
する電動機過負荷判定手段１３ｇと、を備える。
機の過熱温度変化に対応した電動機の過負荷状態の判定
が可能な電動機駆動装置の提供。 【解決手段】駆動手段から電動機１２に供給される電圧
を検出する電圧検出手段１３ｍと、電動機１２に流れる
電流を検出する電流検出手段１３ｅと、電圧検出手段１
３ｍで検出された電動機１２への供給電圧と電流検出手
段１３ｅで検出された電動機１２に流れる電流とを積算
することにより電動機動力値を求め、この電動機動力値
の一次遅れ値に基づいて電動機１２の過負荷状態を判定
する電動機過負荷判定手段１３ｇと、を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、操舵軸に操舵補
助トルクを付与する電動機を駆動する電動機駆動装置に
関し、特に、操舵補助トルクを付与する電動機の過負荷
状態を判定する技術に関する。
助トルクを付与する電動機を駆動する電動機駆動装置に
関し、特に、操舵補助トルクを付与する電動機の過負荷
状態を判定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来のこの種の過負荷状態判定手段を
備えた電動機駆動装置としては、例えば、特開昭６３−
２６３１６７号公報に記載された電動パワーステアリン
グ装置が知られている。即ち、この従来例の電動パワー
ステアリング装置では、電動機の過負荷状態を防止する
ために、電動機に流れる電流値を検出することによって
電動機の温度を推定し、この推定温度がしきい値を越え
た場合には、電動機が過熱状態であると判断し、電動機
への供給電流を制限するようにしたものであった。
備えた電動機駆動装置としては、例えば、特開昭６３−
２６３１６７号公報に記載された電動パワーステアリン
グ装置が知られている。即ち、この従来例の電動パワー
ステアリング装置では、電動機の過負荷状態を防止する
ために、電動機に流れる電流値を検出することによって
電動機の温度を推定し、この推定温度がしきい値を越え
た場合には、電動機が過熱状態であると判断し、電動機
への供給電流を制限す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
例のパワーステアリング装置にあっては、電動機の雰囲
気温度が比較的高温の状態を想定して上記しきい値を設
定していたため、電動機の雰囲気温度が比較的低温の場
合であって、電動機が過熱状態にまで至らない状態であ
っても供給電流を制限する場合が生じ、このため、所望
の操舵アシスト力が得られなくなるといった問題点があ
った。
例のパワーステアリング装置にあっては、電動機の雰囲
気温度が比較的高温の状態を想定して上記しきい値を設
定していたため、電動機の雰囲気温度が比較的低温の場
合であって、電動機が過熱状態にまで至らない状態であ
っても供給電流を制限する場合が生じ、このため、所望
の操舵アシスト力が得られなくなるといった問題点があ
った。
【０００４】そこで、以上の問題点を解決するための手
段として、例えば、特開平１１−５９４４４号公報にお
いて、電動機の付近に温度センサを設け、この温度セン
サの検出値を用いることにより雰囲気温度を修正するよ
うにしたものが開示されている。しかしながら、温度セ
ンサの追加によるコストアップが避けられないという問
題点がある。
段として、例えば、特開平１１−５９４４４号公報にお
いて、電動機の付近に温度センサを設け、この温度セン
サの検出値を用いることにより雰囲気温度を修正するよ
うにしたものが開示されている。しかしながら、温度セ
ンサの追加によるコストアップが避けられないという問
題点がある。
【０００５】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、コストアップを回避しつつ、雰囲気温
度や電動機の過熱温度変化に対応した電動機の過負荷状
態の判定が可能な電動機駆動装置を提供することを目的
とする。
なされたもので、コストアップを回避しつつ、雰囲気温
度や電動機の過熱温度変化に対応した電動機の過負荷状
態の判定が可能な電動機駆動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】 上述の目的を達成する
ために、本発明請求項１記載の電動機駆動装置は、回転
力を発生させる電動機を駆動する駆動手段と、該駆動手
段から電動機に供給される電圧値を検出する電圧検出手
段と、前記電動機に流れる電流値を検出する電流検出手
段と、前記電圧検出手段で検出された電動機への供給電
圧値と前記電流検出手段で検出された電動機に流れる電
流値とを積算することにより電動機動力値を求め該電動
機動力値に基づいて電動機の過負荷状態を判定する電動
機過負荷判定手段と、備えている手段とした。
ために、本発明請求項１記載の電動機駆動装置は、回転
力を発生させる電動機を駆動する駆動手段と、該駆動手
段から電動機に供給される電圧値を検出する電圧検出手
段と、前記電動機に流れる電流値を検出する電流検出手
段と、前記電圧検出手段で検出された電動機への供給電
圧値と前記電流検出手段で検出された電動機に流れる電
流値とを積算することにより電動機動力値を求め該電動
機動力値に基づいて電動機の過負荷状態を判定する電動
機過負荷判定手段と、備えている手段とした。
【０００７】請求項２記載の電動機駆動装置は、請求項
１記載の電動機駆動装置において、前記電動機過負荷判
定手段が、前記電動機動力値の一次遅れ値によって電動
機の過負荷状態を判定するように構成されている手段と
した。
１記載の電動機駆動装置において、前記電動機過負荷判
定手段が、前記電動機動力値の一次遅れ値によって電動
機の過負荷状態を判定するように構成されている手段と
した。
【０００８】請求項３記載の電動機駆動装置は、請求項
１または２に記載の電動機駆動装置において、前記電動
機過負荷判定手段で判定された電動機の過負荷状態に応
じて電動機に流れる電流値を制限する電流制限手段を備
えている手段とした。
１または２に記載の電動機駆動装置において、前記電動
機過負荷判定手段で判定された電動機の過負荷状態に応
じて電動機に流れる電流値を制限する電流制限手段を備
えている手段とした。
【０００９】請求項４記載の電動機駆動装置は、請求項
３記載の電動機駆動装置において、前記電流制限手段
が、前記電動機過負荷状態の上昇に応じて電動機に流れ
る電流値の制限値を低下させるように構成されている手
段とした。
３記載の電動機駆動装置において、前記電流制限手段
が、前記電動機過負荷状態の上昇に応じて電動機に流れ
る電流値の制限値を低下させるように構成されている手
段とした。
【００１０】請求項５記載の電動機駆動装置は、請求項
１〜４のいずれかに記載の電動機駆動装置において、前
記電動機駆動装置が電動機により操舵軸に操舵補助トル
ク力を付与する電動パワーステアリング装置に組み込ま
れ、前記電流値検出手段が前記電動機とは別体に設けら
れている手段とした。
１〜４のいずれかに記載の電動機駆動装置において、前
記電動機駆動装置が電動機により操舵軸に操舵補助トル
ク力を付与する電動パワーステアリング装置に組み込ま
れ、前記電流値検出手段が前記電動機とは別体に設けら
れている手段とした。
【００１１】
【作用】 請求項１記載の電動機駆動装置では、上述の
ように、電動機過負荷判定手段において、電圧検出手段
で検出された電動機への供給電圧値（Ｖ）と電流検出手
段で検出された電動機に流れる電流値（Ｉ）とを積算す
ることにより電動機動力値（Ｐ）を求め、該電動機動力
値（Ｐ）に基づいて電動機の過負荷状態の判定が行われ
る。即ち、電動機の過負荷に基づく過熱状態によって電
動機における巻線抵抗等の回路抵抗（Ｒ）が変化する。
この電動機の回路抵抗（Ｒ）は Ｖ＝Ｉ・Ｒ という形
で電動機の両端子間電圧（Ｖ）として電動機の過負荷状
態に考慮される。よって、回路抵抗（Ｒ）の変動が考慮
された電動機動力値（Ｐ＝Ｖ・Ｉ＝Ｉ2 ・Ｒ）に基づい
て電動機の過負荷状態を判定することにより、電流値
（Ｉ）だけでは考慮されていなかった雰囲気温度や電動
機の過熱温度の変化に対応した電動機の過負荷状態の検
出が可能となる。
ように、電動機過負荷判定手段において、電圧検出手段
で検出された電動機への供給電圧値（Ｖ）と電流検出手
段で検出された電動機に流れる電流値（Ｉ）とを積算す
ることにより電動機動力値（Ｐ）を求め、該電動機動力
値（Ｐ）に基づいて電動機の過負荷状態の判定が行われ
る。即ち、電動機の過負荷に基づく過熱状態によって電
動機における巻線抵抗等の回路抵抗（Ｒ）が変化する。
この電動機の回路抵抗（Ｒ）は Ｖ＝Ｉ・Ｒ という形
で電動機の両端子間電圧（Ｖ）として電動機の過負荷状
態に考慮される。よって、回路抵抗（Ｒ）の変動が考慮
された電動機動力値（Ｐ＝Ｖ・Ｉ＝Ｉ2 ・Ｒ）に基づい
て電動機の過負荷状態を判定することにより、電流値
（Ｉ）だけでは考慮されていなかった雰囲気温度や電動
機の過熱温度の変化に対応した電動機の過負荷状態の検
出が可能となる。
【００１２】請求項２記載の電動機駆動装置では、上述
のように、電動機過負荷判定手段による電動機の過負荷
状態の判定に、電動機動力値（Ｐ）の一次遅れ値を用い
るようにしたもので、この一次遅れ値は、電動機の実温
度に相関する関係にあることから、電動機の過負荷状態
（過熱状態）を忠実に判定することが可能となる。
のように、電動機過負荷判定手段による電動機の過負荷
状態の判定に、電動機動力値（Ｐ）の一次遅れ値を用い
るようにしたもので、この一次遅れ値は、電動機の実温
度に相関する関係にあることから、電動機の過負荷状態
（過熱状態）を忠実に判定することが可能となる。
【００１３】請求項３記載の電動機駆動装置では、上述
のように、電流制限手段において、電動機過負荷判定手
段で判定された電動機の過負荷状態に応じて電動機に流
れる電流値を制限する処理が行なわれるもので、これに
より、前もって電動機が過負荷状態になるのを回避する
ことができるようになると共に、電動機の過負荷状態に
応じた電流値制限制御により、電動機の回転トルク低下
を必要最小限度に抑えることができるようになる。
のように、電流制限手段において、電動機過負荷判定手
段で判定された電動機の過負荷状態に応じて電動機に流
れる電流値を制限する処理が行なわれるもので、これに
より、前もって電動機が過負荷状態になるのを回避する
ことができるようになると共に、電動機の過負荷状態に
応じた電流値制限制御により、電動機の回転トルク低下
を必要最小限度に抑えることができるようになる。
【００１４】請求項４記載の電動機駆動装置は、上述の
ように、電流制限手段において、電動機過負荷状態の上
昇に応じて電動機に流れる電流値の制限値を低下させる
ようにしたもので、これにより、電動機の過負荷状態の
上昇に伴って電動機に安全に流すことができる電流値の
上限値の低下に合わせて電流値の上限値を低下させるよ
うにしておくことにより、電動機の回転トルク低下を必
要最小限度に抑えつつ、電動機が過負荷状態になるのを
回避し、より安全な電動駆動装置を得ることができるよ
うになる。
ように、電流制限手段において、電動機過負荷状態の上
昇に応じて電動機に流れる電流値の制限値を低下させる
ようにしたもので、これにより、電動機の過負荷状態の
上昇に伴って電動機に安全に流すことができる電流値の
上限値の低下に合わせて電流値の上限値を低下させるよ
うにしておくことにより、電動機の回転トルク低下を必
要最小限度に抑えつつ、電動機が過負荷状態になるのを
回避し、より安全な電動駆動装置を得ることができるよ
うになる。
【００１５】請求項５記載の電動機駆動装置では、電動
機駆動装置が電動機により操舵軸に操舵補助トルク力を
付与する電動パワーステアリング装置に組み込まれるこ
とにより、電流値検出手段が電動機とは別体に設けられ
るもので、これにより、電動機と電流検出手段との雰囲
気温度が異なってしまうが、電動機の温度変化は電圧値
（Ｖ＝Ｉ・Ｒ）検出手段における回路抵抗（Ｒ）変化に
よって考慮されているため、電動機の過負荷状態を確実
に検出することができる。
機駆動装置が電動機により操舵軸に操舵補助トルク力を
付与する電動パワーステアリング装置に組み込まれるこ
とにより、電流値検出手段が電動機とは別体に設けられ
るもので、これにより、電動機と電流検出手段との雰囲
気温度が異なってしまうが、電動機の温度変化は電圧値
（Ｖ＝Ｉ・Ｒ）検出手段における回路抵抗（Ｒ）変化に
よって考慮されているため、電動機の過負荷状態を確実
に検出することができる。
【００１６】
【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。まず、本発明の実施の形態の
電動機駆動装置の構成を図１〜 に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。まず、本発明の実施の形態の
電動機駆動装置の構成を図１〜 に基づいて説明する。
【００１７】図１は、発明の実施の形態の電動機駆動装
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１を手動で回転させると、その回転がステアリング
シャフト（入力軸）２、ステアリングシャフト（出力
軸）５、ユニバーサルジョイント６、中間シャフト７、
ユニバーサルジョイント８を介しピニオン軸９に伝達さ
れ、このピニオン軸９とラック軸１０の螺合により、ピ
ニオン軸９の回転がラック軸１０の直線運動に変換さ
れ、この直線運動がタイロッド１１ａ、１１ｂを介して
左右の前輪の向きを変更（操舵）する。そして、ステア
リングシャフト（入力軸）２とステアリングシャフト
（出力軸）５との間に設けられた電動機１２により減速
器４を介してステアリングシャフト（出力軸）５を回転
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。
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１を手動で回転させると、その回転がステアリング
シャフト（入力軸）２、ステアリングシャフト（出力
軸）５、ユニバーサルジョイント６、中間シャフト７、
ユニバーサルジョイント８を介しピニオン軸９に伝達さ
れ、このピニオン軸９とラック軸１０の螺合により、ピ
ニオン軸９の回転がラック軸１０の直線運動に変換さ
れ、この直線運動がタイロッド１１ａ、１１ｂを介して
左右の前輪の向きを変更（操舵）する。そして、ステア
リングシャフト（入力軸）２とステアリングシャフト
（出力軸）５との間に設けられた電動機１２により減速
器４を介してステアリングシャフト（出力軸）５を回転
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。
【００１８】また、前記電動機１２は、手動による操舵
力を検出するトルクセンサ３からの信号に基づいて、車
載のコントロールユニット１３に組み込まれた電動機駆
動回路（電動機駆動手段）により電動機１２を駆動さ
せ、これにより、手動による操舵力の補助が行われる。
また、前記コントロールユニット１３の電動機駆動回路
には、車速センサ１４からの車速信号が入力される。な
お、同図において、１５はイグニッションスイッチ、１
６は車載のバッテリである。
力を検出するトルクセンサ３からの信号に基づいて、車
載のコントロールユニット１３に組み込まれた電動機駆
動回路（電動機駆動手段）により電動機１２を駆動さ
せ、これにより、手動による操舵力の補助が行われる。
また、前記コントロールユニット１３の電動機駆動回路
には、車速センサ１４からの車速信号が入力される。な
お、同図において、１５はイグニッションスイッチ、１
６は車載のバッテリである。
【００１９】次に、前記コントロールユニット１３の具
体的構成を図２の制御システムブロック図に基づいて説
明すると、操舵トルク算出手段１３ａでは、前記トルク
センサ３からの入力信号に基いて操舵トルクが算出され
る一方、車速算出手段１３ｂでは、車速センサ１４から
の入力信号に基づいて車速が算出される。そして、続く
指示電流算出手段１３ｃでは、操舵トルク信号および車
速信号に応じ、電動機１２に出力されるべき操舵補助指
示電流（以後は単に指示電流という）icmdの算出が行わ
れる。
体的構成を図２の制御システムブロック図に基づいて説
明すると、操舵トルク算出手段１３ａでは、前記トルク
センサ３からの入力信号に基いて操舵トルクが算出され
る一方、車速算出手段１３ｂでは、車速センサ１４から
の入力信号に基づいて車速が算出される。そして、続く
指示電流算出手段１３ｃでは、操舵トルク信号および車
速信号に応じ、電動機１２に出力されるべき操舵補助指
示電流（以後は単に指示電流という）icmdの算出が行わ
れる。
【００２０】続くＰＷＭデューティ決定手段１３ｄで
は、指示電流icmdおよび後述の電流検出手段１３ｅで検
出された実電流（電流値）ｉに基づき、電動機１２のＰ
ＷＭ（パルスワイズモジュレーション）運転におけるオ
ンデューティ比が決定され、この決定されたオンデュー
ティ比のＰＷＭ信号がパワー素子駆動手段１３ｆに出力
される。そして、このパワー素子駆動手段１３ｆでは、
前記オンデューティ比のＰＷＭ信号に基づいてパワー素
子部Ｐの各パワー素子１３ｉ、１３ｊ、１３ｋ、１３ｌ
のゲートを駆動して各パワー素子１３ｉ、１３ｊ、１３
ｋ、１３ｌをスイッチング駆動させ、これにより、電動
機１２への通電方向指示と通電電流値を制御するための
オンオフ指示が行われる。
は、指示電流icmdおよび後述の電流検出手段１３ｅで検
出された実電流（電流値）ｉに基づき、電動機１２のＰ
ＷＭ（パルスワイズモジュレーション）運転におけるオ
ンデューティ比が決定され、この決定されたオンデュー
ティ比のＰＷＭ信号がパワー素子駆動手段１３ｆに出力
される。そして、このパワー素子駆動手段１３ｆでは、
前記オンデューティ比のＰＷＭ信号に基づいてパワー素
子部Ｐの各パワー素子１３ｉ、１３ｊ、１３ｋ、１３ｌ
のゲートを駆動して各パワー素子１３ｉ、１３ｊ、１３
ｋ、１３ｌをスイッチング駆動させ、これにより、電動
機１２への通電方向指示と通電電流値を制御するための
オンオフ指示が行われる。
【００２１】また、電流検出手段１３ｅでは、電動機１
２の駆動電源ラインＬの途中に直列に介装された電流セ
ンサを構成するシャント抵抗１３ｈの両端部から電圧差
を取り出し、この電圧差（電圧降下値）に基づいて電動
機１２に実際に流れる実電流ｉが検出され、この実電流
ｉが前記ＰＷＭデューティ決定手段１３ｄおよび電動機
過負荷判定手段１３ｇに出力される。
２の駆動電源ラインＬの途中に直列に介装された電流セ
ンサを構成するシャント抵抗１３ｈの両端部から電圧差
を取り出し、この電圧差（電圧降下値）に基づいて電動
機１２に実際に流れる実電流ｉが検出され、この実電流
ｉが前記ＰＷＭデューティ決定手段１３ｄおよび電動機
過負荷判定手段１３ｇに出力される。
【００２２】一方、電圧検出手段１３ｍでは、電動機１
２の両端子から該電動機１２に供給される電圧差（電圧
値）Vdefが検出され、この電圧差Vdefが、前記電動機過
負荷判定手段１３ｇに入力される。
２の両端子から該電動機１２に供給される電圧差（電圧
値）Vdefが検出され、この電圧差Vdefが、前記電動機過
負荷判定手段１３ｇに入力される。
【００２３】ちなみに、前記操舵トルク算出手段１３
ａ、車速算出手段１３ｂ、指示電流算出手段１３ｃ、Ｐ
ＷＭデューティ決定手段１３ｄ、パワー素子駆動手段１
３ｆ、およびパワー素子部Ｐで、前記電動機１２に指示
電流icmdを出力するための基本的な電動機駆動装置が構
成されている。
ａ、車速算出手段１３ｂ、指示電流算出手段１３ｃ、Ｐ
ＷＭデューティ決定手段１３ｄ、パワー素子駆動手段１
３ｆ、およびパワー素子部Ｐで、前記電動機１２に指示
電流icmdを出力するための基本的な電動機駆動装置が構
成されている。
【００２４】そして、この電動機駆動装置には、前記電
動機過負荷判定手段１３ｇが付加されている。この電動
機過負荷判定手段１３ｇは、電動機１２の過負荷状態を
判定すると共に、過負荷状態と判定された場合には電動
機１２への指示電流icmdを制限する処理が行われるもの
で、この電動機過負荷判定手段１３ｇの作動内容を、図
３〜６図に基づいて詳細に説明する。
動機過負荷判定手段１３ｇが付加されている。この電動
機過負荷判定手段１３ｇは、電動機１２の過負荷状態を
判定すると共に、過負荷状態と判定された場合には電動
機１２への指示電流icmdを制限する処理が行われるもの
で、この電動機過負荷判定手段１３ｇの作動内容を、図
３〜６図に基づいて詳細に説明する。
【００２５】まず、電動機１２の過負荷状態判定要素と
なる電動機動力値の一次遅れ値の算出方法を、図３のフ
ローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ１
０１では、電流検出手段１３ｅからの実電流ｉの読み込
みが行われ、続くステップＳ１０２では、温度推定サン
プリングＴ時間分の実電流ｉの積算値SGMI（＝SGMI＋
ｉ）が求められ、続くステップＳ１０３、Ｓ１０４で
は、電動機１２の右端子電圧VRおよび左端子電圧VLの読
み込みが行われ、続くステップＳ１０５では、前記右端
子電圧VRと左端子電圧VLとの電圧差Vdefの絶対値の積算
値SGMVdef(＝ SGMVdef＋｜VR−VL｜）が求めらた後、続
くステップＳ１０６でタイマカウンタTcを１インクリメ
ント（Tc＋１）した後、ステップＳ１０７に進む。
なる電動機動力値の一次遅れ値の算出方法を、図３のフ
ローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ１
０１では、電流検出手段１３ｅからの実電流ｉの読み込
みが行われ、続くステップＳ１０２では、温度推定サン
プリングＴ時間分の実電流ｉの積算値SGMI（＝SGMI＋
ｉ）が求められ、続くステップＳ１０３、Ｓ１０４で
は、電動機１２の右端子電圧VRおよび左端子電圧VLの読
み込みが行われ、続くステップＳ１０５では、前記右端
子電圧VRと左端子電圧VLとの電圧差Vdefの絶対値の積算
値SGMVdef(＝ SGMVdef＋｜VR−VL｜）が求めらた後、続
くステップＳ１０６でタイマカウンタTcを１インクリメ
ント（Tc＋１）した後、ステップＳ１０７に進む。
【００２６】このステップＳ１０７では、タイマカウン
タが温度推定サンプリングタイムＴ以上であるか否かを
判定し、ＮＯ（Tc＜Ｔ）である時は、これで一回のフロ
ーを終了し、また、ＹＥＳ（Tc≧Ｔ）である時は、温度
推定処理を実施するステップＳ１０８〜１１７に進む。
タが温度推定サンプリングタイムＴ以上であるか否かを
判定し、ＮＯ（Tc＜Ｔ）である時は、これで一回のフロ
ーを終了し、また、ＹＥＳ（Tc≧Ｔ）である時は、温度
推定処理を実施するステップＳ１０８〜１１７に進む。
【００２７】即ち、ステップＳ１０８では、Ｔ時間の平
均電流値ｉ’（＝SGMI／Tc）が算出され、ステップＳ１
０９では、Ｔ時間の平均端子電圧差Vdef’（＝SGMVdef
／Tc）が算出され、ステップＳ１１０では、Ｔ時間の平
均電動機動力 Ｐ＝ＩＶ（PW＝ｉ’＊Vdef’）が算出さ
れる。
均電流値ｉ’（＝SGMI／Tc）が算出され、ステップＳ１
０９では、Ｔ時間の平均端子電圧差Vdef’（＝SGMVdef
／Tc）が算出され、ステップＳ１１０では、Ｔ時間の平
均電動機動力 Ｐ＝ＩＶ（PW＝ｉ’＊Vdef’）が算出さ
れる。
【００２８】続くステップＳ１１１〜１１３では、電動
機動力PWの一次遅れ値ＩＶを、 ＩＶ＝Ｋ（ＰＷ−ＩＶ＿１）＋ＩＶ＿１ の演算によって求める一次遅れ処理が行われる。即ち、
ステップＳ１１１では、PW−ＩＶ＿１）を算出し、ステ
ップＳ１１２では、Ｋ（PW−ＩＶ＿１）を算出し、ステ
ップＳ１１３で求めるべき電動機動力PWの一次遅れ値Ｉ
Ｖ＝Ｋ（PW−ＩＶ＿１）＋ＩＶ＿１を算出する。ここ
で、ＩＶ＿１はPWの一次遅れ値ＩＶのＴ時間前の値であ
る。
機動力PWの一次遅れ値ＩＶを、 ＩＶ＝Ｋ（ＰＷ−ＩＶ＿１）＋ＩＶ＿１ の演算によって求める一次遅れ処理が行われる。即ち、
ステップＳ１１１では、PW−ＩＶ＿１）を算出し、ステ
ップＳ１１２では、Ｋ（PW−ＩＶ＿１）を算出し、ステ
ップＳ１１３で求めるべき電動機動力PWの一次遅れ値Ｉ
Ｖ＝Ｋ（PW−ＩＶ＿１）＋ＩＶ＿１を算出する。ここ
で、ＩＶ＿１はPWの一次遅れ値ＩＶのＴ時間前の値であ
る。
【００２９】続くステップＳ１１４では、ＩＶのＴ時間
前値ＩＶ＿１の更新（ＩＶ＿１＝ＩＶ）が行われ、続く
ステップＳ１１５では、電流積算値SGMIの更新（SGMI＝
０）が行われ、続くステップＳ１１６では、端子電圧差
積算値SGMVdef の更新（SGMVdef ＝０）が行われ、最後
にステップＳ１１７では、タイマカウンタTcをクリア
（Tc＝０）し、これで一回のフローを終了する。
前値ＩＶ＿１の更新（ＩＶ＿１＝ＩＶ）が行われ、続く
ステップＳ１１５では、電流積算値SGMIの更新（SGMI＝
０）が行われ、続くステップＳ１１６では、端子電圧差
積算値SGMVdef の更新（SGMVdef ＝０）が行われ、最後
にステップＳ１１７では、タイマカウンタTcをクリア
（Tc＝０）し、これで一回のフローを終了する。
【００３０】なお、図４は、前記ステップＳ１１１〜１
１３に示した一次遅れ処理の演算処理内容を示すブロッ
ク図であり、この図において、ＫはＴ／τ、Ｔは温度推
定サンプリングタイム、τは一次遅れ時定数、Ｚ-1は一
次遅れ一回前値を示す。
１３に示した一次遅れ処理の演算処理内容を示すブロッ
ク図であり、この図において、ＫはＴ／τ、Ｔは温度推
定サンプリングタイム、τは一次遅れ時定数、Ｚ-1は一
次遅れ一回前値を示す。
【００３１】次に、図５は、電流一定で電動機１２を間
欠駆動した時の電動機１２の実温度と、電動機動力（電
流＊電圧）PWの一次遅れ値ＩＶとの関係を示すタイムチ
ャートであり、この図に示すように、電流一定で電動機
１２の駆動パターンとして間欠駆動した時の電動機１２
の実温度が、上述のように適切な一次遅れ時定数τで求
めた電動機動力（電流＊電圧）PWの一次遅れ値ＩＶと相
関していることにより、電動機１２の実温度（過熱状態
＝過負荷状態）を判定することができる。
欠駆動した時の電動機１２の実温度と、電動機動力（電
流＊電圧）PWの一次遅れ値ＩＶとの関係を示すタイムチ
ャートであり、この図に示すように、電流一定で電動機
１２の駆動パターンとして間欠駆動した時の電動機１２
の実温度が、上述のように適切な一次遅れ時定数τで求
めた電動機動力（電流＊電圧）PWの一次遅れ値ＩＶと相
関していることにより、電動機１２の実温度（過熱状態
＝過負荷状態）を判定することができる。
【００３２】そこで、この発明の実施の形態では、以上
のようにして算出された電動機動力（電流＊電圧）PWの
一次遅れ値ＩＶに基づき、過負荷判定手段１３ｇに組み
込まれた電流制限手段において操舵補助力を制限する処
理が行われる。即ち、図６のマップに示すように、電動
機１２の過負荷状態を表す電動機動力（電流＊電圧）PW
の一次遅れ値ＩＶ（電動機過負荷状態）の上昇に応じて
電動機１２に供給される指示電流icmd（操舵補助力）の
制限値を最大操舵補助力に相当する指示電流icmdの値か
ら徐々に低下させていくような電流制限処理が行われる
ようになっている。即ち、電動機１２の過負荷状態の上
昇に伴って電動機１２に安全に流すことができる電流値
の上限値の低下に合わせて指示電流icmd（操舵補助力）
の上限値を低下させるようなマップ内容にしておくこと
により、電動機１２の回転トルク低下を必要最小限度に
抑えつつ、電動機１２が過負荷状態になるのを回避する
ことができるようになる。
のようにして算出された電動機動力（電流＊電圧）PWの
一次遅れ値ＩＶに基づき、過負荷判定手段１３ｇに組み
込まれた電流制限手段において操舵補助力を制限する処
理が行われる。即ち、図６のマップに示すように、電動
機１２の過負荷状態を表す電動機動力（電流＊電圧）PW
の一次遅れ値ＩＶ（電動機過負荷状態）の上昇に応じて
電動機１２に供給される指示電流icmd（操舵補助力）の
制限値を最大操舵補助力に相当する指示電流icmdの値か
ら徐々に低下させていくような電流制限処理が行われる
ようになっている。即ち、電動機１２の過負荷状態の上
昇に伴って電動機１２に安全に流すことができる電流値
の上限値の低下に合わせて指示電流icmd（操舵補助力）
の上限値を低下させるようなマップ内容にしておくこと
により、電動機１２の回転トルク低下を必要最小限度に
抑えつつ、電動機１２が過負荷状態になるのを回避する
ことができるようになる。
【００３３】以上詳細に説明してきたように、この発明
の実施の形態の電動機駆動装置を含む電動パワーステア
リング装置にあっては、上述のように、電動機過負荷判
定手段１３ｇにおいて、電圧検出手段１３ａで検出され
た電動機１２への供給電圧と電流検出手段１３ｅで検出
された電動機１２に流れる電流値とを積算することによ
り電動機動力値を求め、該電動機動力値に基づいて電動
機１２の過負荷状態の判定を行うようにしたことで、以
下のような効果が得られる。
の実施の形態の電動機駆動装置を含む電動パワーステア
リング装置にあっては、上述のように、電動機過負荷判
定手段１３ｇにおいて、電圧検出手段１３ａで検出され
た電動機１２への供給電圧と電流検出手段１３ｅで検出
された電動機１２に流れる電流値とを積算することによ
り電動機動力値を求め、該電動機動力値に基づいて電動
機１２の過負荷状態の判定を行うようにしたことで、以
下のような効果が得られる。
【００３４】即ち、電動機１２の過負荷に基づく過熱状
態によって電動機１２における巻線抵抗等の回路抵抗
（Ｒ）が変化する。この電動機１２の回路抵抗（Ｒ）は
Ｖ＝Ｉ・Ｒ という形で電動機１２の両端子間電圧
（Ｖ）として電動機１２の過負荷状態に考慮される。よ
って、回路抵抗（Ｒ）の変動が考慮された電動機動力値
（Ｐ＝Ｖ・Ｉ＝Ｉ2 ・Ｒ）に基づいて電動機１２の過負
荷状態を判定することにより、電流値（Ｉ）だけでは考
慮されていなかった雰囲気温度や電動機１２の過熱温度
の変化に対応した電動機１２の過負荷状態の検出が可能
となる。
態によって電動機１２における巻線抵抗等の回路抵抗
（Ｒ）が変化する。この電動機１２の回路抵抗（Ｒ）は
Ｖ＝Ｉ・Ｒ という形で電動機１２の両端子間電圧
（Ｖ）として電動機１２の過負荷状態に考慮される。よ
って、回路抵抗（Ｒ）の変動が考慮された電動機動力値
（Ｐ＝Ｖ・Ｉ＝Ｉ2 ・Ｒ）に基づいて電動機１２の過負
荷状態を判定することにより、電流値（Ｉ）だけでは考
慮されていなかった雰囲気温度や電動機１２の過熱温度
の変化に対応した電動機１２の過負荷状態の検出が可能
となる。
【００３５】また、電動機駆動装置が電動機１２により
ステアリングシャフト５に操舵補助力を付与する電動パ
ワーステアリング装置に組み込まれることにより、電流
検出手段１３ｅが電動機１２とは別体に設けらる。これ
により、電動機１２と電流検出手段１３ｅとの雰囲気温
度が異なってしまう場合でも、上述のように電動機１２
の温度変化は電圧検出手段１３ｍにおける回路抵抗
（Ｒ）変化によって考慮されているため、電動機１２の
過負荷状態を確実に検出することができる。
ステアリングシャフト５に操舵補助力を付与する電動パ
ワーステアリング装置に組み込まれることにより、電流
検出手段１３ｅが電動機１２とは別体に設けらる。これ
により、電動機１２と電流検出手段１３ｅとの雰囲気温
度が異なってしまう場合でも、上述のように電動機１２
の温度変化は電圧検出手段１３ｍにおける回路抵抗
（Ｒ）変化によって考慮されているため、電動機１２の
過負荷状態を確実に検出することができる。
【００３６】また、電動機過負荷判定手段１３ｇによる
電動機１２の過負荷状態の判定に、電動機動力（電流＊
電圧）の一次遅れ値ＩＶを用いるようにしたことで、こ
の一次遅れ値ＩＶは、電動機１２の実温度と相関するた
め、電動機１２の過負荷状態（過熱状態）を忠実に判定
することが可能となる。
電動機１２の過負荷状態の判定に、電動機動力（電流＊
電圧）の一次遅れ値ＩＶを用いるようにしたことで、こ
の一次遅れ値ＩＶは、電動機１２の実温度と相関するた
め、電動機１２の過負荷状態（過熱状態）を忠実に判定
することが可能となる。
【００３７】また、電流制限手段において、電動機過負
荷判定手段１３ｇで判定された電動機１２の過負荷状態
に応じて電動機１２に供給される指示電流icmd（操舵補
助力）を制限する処理を行うようにしたことで、前もっ
て電動機１２が過負荷状態になるのを回避することがで
きるようになると共に、電動機１２の過負荷状態に応じ
た電流値制限制御により、電動機１２の回転トルク低下
を必要最小限度に抑えることができるようになる。
荷判定手段１３ｇで判定された電動機１２の過負荷状態
に応じて電動機１２に供給される指示電流icmd（操舵補
助力）を制限する処理を行うようにしたことで、前もっ
て電動機１２が過負荷状態になるのを回避することがで
きるようになると共に、電動機１２の過負荷状態に応じ
た電流値制限制御により、電動機１２の回転トルク低下
を必要最小限度に抑えることができるようになる。
【００３８】また、前記電流制限手段に備えたマップ
（図６）より、電動機１２の過負荷状態の上昇に伴って
電動機１２に安全に流すことができる電流値の上限値の
低下に合わせて指示電流icmd（操舵補助力）の上限値を
低下させるようにしておくことにより、電動機１２の回
転トルク低下を必要最小限度に抑えつつ、電動機１２が
過負荷状態になるのを回避し、これにより、より安全な
電動駆動装置を得ることができるようになる。
（図６）より、電動機１２の過負荷状態の上昇に伴って
電動機１２に安全に流すことができる電流値の上限値の
低下に合わせて指示電流icmd（操舵補助力）の上限値を
低下させるようにしておくことにより、電動機１２の回
転トルク低下を必要最小限度に抑えつつ、電動機１２が
過負荷状態になるのを回避し、これにより、より安全な
電動駆動装置を得ることができるようになる。
【００３９】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。
【００４０】例えば、発明の実施の形態では、コントロ
ールユニット内の演算機能による一次遅れ値を算出する
ようにしたが、電子回路によって同様の一次遅れ値を求
めることができる。また、発明の実施の形態では、電動
パワーステアリング装置の電動機駆動装置に本発明を適
用したが、その他の電動機駆動装置にも適用することが
できる。
ールユニット内の演算機能による一次遅れ値を算出する
ようにしたが、電子回路によって同様の一次遅れ値を求
めることができる。また、発明の実施の形態では、電動
パワーステアリング装置の電動機駆動装置に本発明を適
用したが、その他の電動機駆動装置にも適用することが
できる。
【００４１】
【発明の効果】 以上説明してきたように本発明請求項
１記載の電動機駆動装置では、上述のように、電圧検出
手段で検出された電動機への供給電圧値と電流検出手段
で検出された電動機に流れる電流値とを積算することに
より電動機動力値を求め該電動機動力値に基づいて電動
機の過負荷状態を判定する電動機過負荷判定手段を備え
た手段としたことで、電流値だけでは考慮されていなか
った雰囲気温度や電動機の過熱温度の変化に対応した電
動機の過負荷状態の検出が、回路抵抗値を含む電圧値の
導入によって可能になるという効果が得られる。また、
センサを必要としないため、コストアップを回避するこ
とができる。
１記載の電動機駆動装置では、上述のように、電圧検出
手段で検出された電動機への供給電圧値と電流検出手段
で検出された電動機に流れる電流値とを積算することに
より電動機動力値を求め該電動機動力値に基づいて電動
機の過負荷状態を判定する電動機過負荷判定手段を備え
た手段としたことで、電流値だけでは考慮されていなか
った雰囲気温度や電動機の過熱温度の変化に対応した電
動機の過負荷状態の検出が、回路抵抗値を含む電圧値の
導入によって可能になるという効果が得られる。また、
センサを必要としないため、コストアップを回避するこ
とができる。
【００４２】請求項２記載の電動機駆動装置は、請求項
１記載の電動機駆動装置において、前記電動機過負荷判
定手段が、電動機の実温度に相関する関係にある電動機
動力値の一次遅れ値によって電動機の過負荷状態を判定
するように構成されている手段としたことで、電動機の
過負荷状態（過熱状態）を忠実に判定することが可能と
なる。
１記載の電動機駆動装置において、前記電動機過負荷判
定手段が、電動機の実温度に相関する関係にある電動機
動力値の一次遅れ値によって電動機の過負荷状態を判定
するように構成されている手段としたことで、電動機の
過負荷状態（過熱状態）を忠実に判定することが可能と
なる。
【００４３】請求項３記載の電動機駆動装置は、請求項
１または２に記載の電動機駆動装置において、前記電動
機過負荷判定手段で判定された電動機の過負荷状態に応
じて電動機に流れる電流値を制限する電流制限手段を備
えている手段としたことで、前もって電動機が過負荷状
態になるのを回避することができるようになると共に、
電動機の過負荷状態に応じた電流値制限制御により、電
動機の回転トルク低下を必要最小限度に抑えることがで
きるようになる。
１または２に記載の電動機駆動装置において、前記電動
機過負荷判定手段で判定された電動機の過負荷状態に応
じて電動機に流れる電流値を制限する電流制限手段を備
えている手段としたことで、前もって電動機が過負荷状
態になるのを回避することができるようになると共に、
電動機の過負荷状態に応じた電流値制限制御により、電
動機の回転トルク低下を必要最小限度に抑えることがで
きるようになる。
【００４４】請求項４記載の電動機駆動装置は、請求項
３記載の電動機駆動装置において、前記電流制限手段
が、前記電動機過負荷状態の上昇に応じて電動機に流れ
る電流値の制限値を低下させるように構成されている手
段としたことで、電動機の過負荷状態の上昇に伴って電
動機に安全に流すことができる電流値の上限値の低下に
合わせて電流値の上限値を低下させるようにしておくこ
とにより、電動機の回転トルク低下を必要最小限度に抑
えつつ、電動機が過負荷状態になるのを回避し、より安
全な電動駆動装置を得ることができるようになる。
３記載の電動機駆動装置において、前記電流制限手段
が、前記電動機過負荷状態の上昇に応じて電動機に流れ
る電流値の制限値を低下させるように構成されている手
段としたことで、電動機の過負荷状態の上昇に伴って電
動機に安全に流すことができる電流値の上限値の低下に
合わせて電流値の上限値を低下させるようにしておくこ
とにより、電動機の回転トルク低下を必要最小限度に抑
えつつ、電動機が過負荷状態になるのを回避し、より安
全な電動駆動装置を得ることができるようになる。
【００４５】請求項５記載の電動機駆動装置は、請求項
１〜４のいずれかに記載の電動機駆動装置において、前
記電動機駆動装置が電動機により操舵軸に操舵補助トル
ク力を付与する電動パワーステアリング装置に組み込ま
れ、前記電流値検出手段が前記電動機とは別体に設けら
れている手段としたことで、電動機と電流検出手段との
雰囲気温度が異なってしまうが、電動機の温度変化は電
圧値検出手段における回路抵抗変化によって考慮されて
いるため、電動機の過負荷状態を確実に検出することが
できるようになる。
１〜４のいずれかに記載の電動機駆動装置において、前
記電動機駆動装置が電動機により操舵軸に操舵補助トル
ク力を付与する電動パワーステアリング装置に組み込ま
れ、前記電流値検出手段が前記電動機とは別体に設けら
れている手段としたことで、電動機と電流検出手段との
雰囲気温度が異なってしまうが、電動機の温度変化は電
圧値検出手段における回路抵抗変化によって考慮されて
いるため、電動機の過負荷状態を確実に検出することが
できるようになる。
【図１】発明の実施の形態の電動機駆動装置が適用され
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。
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】発明の実施の形態の電動機駆動装置を含むコン
トロールユニットの具体的構成を示すシステムブロック
図である。
トロールユニットの具体的構成を示すシステムブロック
図である。
【図３】発明の実施の形態の電動機駆動装置における電
動機動力値の一次遅れ値の算出方法を示すフローチャー
トである。
動機動力値の一次遅れ値の算出方法を示すフローチャー
トである。
【図４】発明の実施の形態の電動機駆動装置におけるロ
ーパスフィルタの演算処理内容を示す回路図である。
ーパスフィルタの演算処理内容を示す回路図である。
【図５】電流一定で電動機を間欠駆動した時の電動機の
実温度と電動機動力の一次遅れ値との関係を示すタイム
チャートである。
実温度と電動機動力の一次遅れ値との関係を示すタイム
チャートである。
【図６】発明の実施の形態の電動機駆動装置における電
動機動力の一次遅れ値と操舵補助力制限値との関係を示
すマップである。
動機動力の一次遅れ値と操舵補助力制限値との関係を示
すマップである。
１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ３ トルクセンサ ４ 減速器 ５ ステアリングシャフト ６ ユニバーサルジョイント ７ 中間シャフト ８ ユニバーサルジョイント ９ ピニオン軸 １０ ラック軸 １１ａ タイロッド １１ｂ タイロッド １２ 電動機 １３ コントロールユニット １４ 車速センサ １５ イグニッションスイッチ １６ バッテリ Ｌ 駆動電源ライン Ｐ パワー素子部
Claims (5)
- 【請求項１】 回転力を発生させる電動機を駆動する駆
動手段と、 該駆動手段から電動機に供給される電圧値を検出する電
圧検出手段と、 前記電動機に流れる電流値を検出する電流検出手段と、 前記電圧検出手段で検出された電動機への供給電圧値と
前記電流検出手段で検出された電動機に流れる電流値と
を積算することにより電動機動力値を求め該電動機動力
値に基づいて電動機の過負荷状態を判定する電動機過負
荷判定手段と、を備えていることを特徴とする電動機駆
動装置。 - 【請求項２】 前記電動機過負荷判定手段が、前記電動
機動力値の一次遅れ値によって電動機の過負荷状態を判
定するように構成されていることを特徴とする請求項１
記載の電動機駆動装置。 - 【請求項３】 前記電動機過負荷判定手段で判定された
電動機の過負荷状態に応じて電動機に流れる電流値を制
限する電流制限手段を備えていることを特徴とする請求
項１または２に記載の電動機駆動装置。 - 【請求項４】 前記電流制限手段が、前記電動機過負荷
状態の上昇に応じて電動機に流れる電流値の制限値を低
下させるように構成されていることを特徴とする請求項
３記載の電動機駆動装置。 - 【請求項５】 前記電動機駆動装置が電動機により操舵
軸に操舵補助トルク力を付与する電動パワーステアリン
グ装置に組み込まれ、 前記電流値検出手段が前記電動機とは別体に設けられて
いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
電動機駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001175623A JP2002369583A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 電動機駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001175623A JP2002369583A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 電動機駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002369583A true JP2002369583A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19016722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001175623A Pending JP2002369583A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 電動機駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002369583A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1596492A1 (en) * | 2003-02-14 | 2005-11-16 | Mitsuba Corporation | Motor control method and motor controller |
-
2001
- 2001-06-11 JP JP2001175623A patent/JP2002369583A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1596492A1 (en) * | 2003-02-14 | 2005-11-16 | Mitsuba Corporation | Motor control method and motor controller |
| EP1596492A4 (en) * | 2003-02-14 | 2008-11-26 | Mitsuba Corp | MOTOR CONTROL METHOD AND MOTOR CONTROLLER |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20041122 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Effective date: 20041217 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Effective date: 20050831 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20051111 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |