JP2008049968A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度センサ故障時であっても、運転者の操舵負荷の低減を図ることができるパワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】 温度センサによる電動モータ駆動手段の温度に基づき電動モータの第１制限電流値を算出する第１制限電流値算出手段と、温度変化推定手段による電動モータの推定温度に基づき電動モータの第２制限電流値を算出する第２制限電流値算出手段と、温度センサの異常が検出されたとき、第２制限電流値に基づき電動モータに流れる電流値を制限するモータ電流制限手段と、を有するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ドライバの操舵に対してモータによる操舵補助力を付与するようにしたパワーステアリング装置に関する。

この種の技術としては、特許文献１に記載の技術が開示されている。

この公報では、イグニッションスイッチを投入した際のコントロールユニットの温度をモータの初期温度として、モータ電流に基づいて算出したモータの上昇温度を初期温度に加算したものをモータ推定温度とし、このモータ推定温度に基づいてモータ電流を制御している。温度センサが故障していると判断された場合には、コントロールユニットまたはモータの連続定格電流のうち小さい方の連続定格電流によってモータ電流を制御している。
特開２００２−２１１４２５号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、温度センサ故障時にはモータ温度が十分低い場合であっても、モータ電流が低く制御されてしまうため、運転者の操舵負荷が増大するといった問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、温度センサ故障時であっても、運転者の操舵負荷の低減を図ることができるパワーステアリング装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、第１の発明では、操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、第１発熱部の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出出力に基づき電動モータの第１制限電流値を算出する第１制限電流値算出手段と、電動モータに流れる電流値に基づいて第２発熱部の温度変化を推定する温度変化推定手段と、温度変化推定手段の推定温度変化に基づき電動モータの第２制限電流値を算出する第２制限電流値算出手段と、温度センサの異常が検出されたときであって、温度変化推定手段の推定温度変化から推定した第２発熱部の温度が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、第２発熱部の推定温度をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段と、第１制限電流値と第２制限電流値とを比較し、制限電流値の低い方に基づき電動モータに流れる電流値を制限すると共に、温度センサの異常が検出されたとき、第２制限電流値に基づき電動モータに流れる電流値を制限するモータ電流制限手段と、を有するようにした。

第２の発明では、操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、発熱部の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出出力に基づき電動モータの第１制限電流値を算出する第１制限電流値算出手段と、電動モータに流れる電流値に基づいて発熱部の温度変化を推定する温度変化推定手段と、温度変化推定手段の推定温度変化に基づき電動モータの第２制限電流値を算出する第２制限電流値算出手段と、温度センサの異常が検出されたときであって、温度変化推定手段の推定温度変化から推定した発熱部の温度が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、発熱部の推定温度をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段と、第１制限電流値と第２制限電流値とを比較し、制限電流値の低い方に基づき電動モータに流れる電流値を制限すると共に、温度センサの異常が検出されたとき、第２制限電流値に基づき電動モータに流れる電流値を制限するモータ電流制限手段と、を有するようにした。

第３の発明では、操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、電動モータまたはこの電動モータの駆動手段の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出出力に基づき電動モータの第１制限電流値を算出する第１制限電流値算出手段と、電動モータに流れる電流値に基づいて電動モータの推定モータ温度変化を推定するモータ温度変化推定手段と、モータ温度変化推定手段の推定モータ温度変化に基づき電動モータの第２制限電流値を算出する第２制限電流値算出手段と、温度センサの異常が検出されたときであってモータ温度変化推定手段の推定温度変化から推定した電動モータの温度が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、電動モータの推定温度をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段と、第１制限電流値と第２制限電流値とを比較し、制限電流値の低い方に基づき電動モータに流れる電流値を制限すると共に、温度センサの異常が検出されたとき、第２制限電流値に基づき電動モータに流れる電流値を制限するモータ電流制限手段と、を有するようにした。

第１の発明ないし第３の発明のパワーステアリング装置にあっては、温度センサが故障した場合には、温度変化推定手段において温度の増加変化が推定されると、第２制限電流値はアシスト制限領域の値に設定される。よって、電動モータや電動モータ駆動手段の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

以下、第１の発明、第２の発明、第３の発明のパワーステアリング装置を実現する最良の形態を、実施例１および実施例２において説明する。

まず、実施例１におけるパワーステアリング装置の構成を説明する。

図１はパワーステアリング装置のシステム図である。

パワーステアリング装置は、運転者の操舵力を伝達する操舵伝達機構１と、運転者の操舵力に対してアシストトルク（操舵捕助力）を発生させるアシストトルク発生機構２と、アシストトルク発生機構２に圧油を供給する圧油供給機構３と、各装置を制御するコントロールユニット４とを有する。

操舵伝達機構１は、ステアリングホイール１０からコラムシャフト１１、ユニバーサルジョイント１２、中間軸１３、ユニバーサルジョイント１４、入力軸１５が順に接続され、入力軸１５には操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ１６が設けられる。また、入力軸の先端にはピニオン１７が接続される。

アシストトルク発生機構２は、パワーシリンダ２０と、パワーシリンダ２０内部を軸方向に移動可能なピストン２１と、ピストン２１と一体に移動するラック２２とを有する。パワーシリンダ２０内部はピストン２１によって、第１シリンダ室２３と第２シリンダ室２４とに画成される。

圧油供給機構３は、圧油を発生させるポンプ３０と、ポンプ３０を駆動する電動モータ３１と、圧油をパワーシリンダ２０に供給する第１油路３２、第２油路３３とを有する。第１油路３２は、パワーシリンダ２０の第１シリンダ室２３とポンプ３０とを連通し、第２油路３３は、パワーシリンダ２０の第２シリンダ室２４とポンプ３０とを連通する。第１油路３２と第２油路３３との間にはノーマルオープン型のフェールセーフバルブ３４が設けられる。なお、電動モータ３１は第１の発明の第２発熱部に相当する。

コントロールユニット４は、車速センサ５とバッテリ６とが接続される。コントロールユニット４は、車速センサ５からの車速情報に応じて電動モータ３１を制御し、アシストトルク発生機構２への圧油の供給量を調節して、車速に応じてアシストトルクを可変にする。

操舵伝達機構１のピニオン１７と、アシストトルク発生機構２のラック２２とは噛合わされて設けられ、運転者による操舵力と、アシストトルク発生機構２によるアシストトルクとがタイロッド７を介して、図外の転舵輪に伝達される。

コントロールユニット４は、通常はノーマルオープン型のフェールセーフバルブ３４を遮断して、第１油路３２と第２油路３３との間の油の移動を遮断する。ステアリングホイール１０が操舵され、操舵トルクセンサ１６から操舵トルク情報が入力されると、操舵トルクに応じたアシストトルクを発生させるために電動モータ３１によりポンプ３０を駆動する。

ステアリングホイール１０が左に操舵されたときには、第１油路３２を介して、パワーシリンダ２０の第１シリンダ室２３に圧油が供給され、左側の操舵に対してアシスト力を発生させる。一方、ステアリングホイール１０が右に操舵されたときには、第２油路３３を介して、パワーシリンダ２０の第２シリンダ室２４に圧油が供給され、右側の操舵に対してアシスト力を発生させる。

フェール時には、ノーマルオープン型のフェールセーフバルブ３４を開放し、第１シリンダ室２３と第２シリンダ室２４との間を圧油が移動可能にして、運転者による操舵を可能にする。

なお、コントロールユニットは第１の発明の第１発熱部に、第３の発明の電動モータの駆動手段に相当する。

図２はコントロールユニット４の制御ブロック図である。

温度センサ４０は、コントロールユニット４の温度を検出する。このコントロールユニット４の温度情報を、温度保護トルク制限値算出手段４２に出力する。

温度センサ故障検出手段４１は、温度センサ４０の故障を検出する。温度センサ４０は故障をすると、通常検出する温度範囲外の高い温度や低い温度を示し、通常検出する温度範囲外の温度が検出された場合には、温度センサ故障検出手段４１は、温度保護トルク制限値算出手段４２に温度センサ故障情報を出力する。

温度保護トルク制限値算出手段４２は、温度センサ４０からコントロールユニット４の温度情報と、電流センサ４８から電動モータ３１に供給するモータ電流情報と、温度センサ故障検出手段４１から温度センサ故障情報とを入力する

温度保護トルク制限値算出手段４２は、コントロールユニット４の温度や、モータ電流から算出した電動モータ３１の温度に応じて、コントロールユニット４や電動モータ３１の正常可動温度範囲内となるようにアシスト力を制限する指令値である温度保護トルクリミット値をリミッタ４４に出力する。この温度保護トルク制限値算出手段４２内の制御ブロックについては、図３を用いて後で詳述する。

アシストトルク算出手段４３は、操舵トルクセンサ１６から操舵トルク情報と、車速センサ５から車速情報を入力し、アシストトルク指令値を算出してリミッタ４４にアシストトルク指令値情報を出力する。

リミッタ４４は、温度保護トルク制限値算出手段４２から温度保護トルクリミット値情報と、アシストトルク算出手段４３からアシストトルク指令値情報とを入力し、入力された情報に基づいてモータ制御手段４６にモータトルク指令値情報を入力する。なお、前述の温度保護トルク制限値算出手段４２とリミッタ４４は、第１の発明、第２の発明、第３の発明のモータ電流制限手段に相当する。

回転位置算出手段４５は、電動モータ３１の回転角を検出する回転角センサ３５から回転角情報を入力し、電動モータ３１の回転位置を算出して、モータ制御手段４６へ出力する。

モータ制御手段４６は、回転位置算出手段４５から電動モータ３１の回転位置情報と、電流センサ４８からU相、V相、W相の各電流情報を入力する。U相、V相、W相の3相の電流を2相の電流に変換して、PI制御等のフィードバック制御によって、モータの駆動信号（PWM信号）を生成して、モータ駆動手段４７に出力する。

モータ駆動手段４７は、モータ制御手段４６からモータ駆動信号が入力される。モータ駆動手段４７はFET等のパワー素子で構成され、モータ駆動信号に応じて、パワー素子をスイッチングして、電動モータ３１に電流を通電させる。

図３は、温度保護トルク制限値算出手段４２のブロック図である。

A/D変換部４２ａでは、温度センサ４０からアナログの温度センサ情報を入力し、デジタル変換した情報を温度センサ計測温度情報としてトルクリミット値１算出部４２ｂに出力する。

トルクリミット値１算出部４２ｂでは、A/D変換部４２ａから温度センサ計測温度情報と、温度センサ故障検出手段４１から温度センサ故障信号とを入力し、コントロールユニット４の温度に基づく温度保護トルクリミット値であるトルクリミット値１を算出する。トルクリミット値１はセレクトロー演算部４２ｅに入力される。

トルクリミット値１算出部４２ｂは、図４に示すトルクリミット値１算出マップを保持している。図４に示すように、トルクリミット値１算出マップは、温度センサ計測温度、つまりコントロールユニット４の温度がアシスト制限開始温度未満（フルアシスト領域）の場合には、トルクリミット値１をフルアシスト値に設定する。一方、温度センサ計測温度がアシスト制限開始温度以上（アシスト制限領域）になると、温度センサ計測温度が大きくなるほどトルクリミット値１を小さい値に設定する。

なお、トルクリミット値１は、アシストトルクを制限することによって、電動モータ３１に供給する電流を制限する値であって、第１の発明、第２の発明、第３の発明の第１制限電流値に相当する。また、トルクリミット値１算出部４２ｂは、第１の発明、第２の発明、第３の発明の第１制限電流値算出手段に相当する。

発熱量推定手段４２ｃは、電流センサ４８から電動モータ３１に供給するモータ電流情報と、温度センサ故障検出手段４１から温度センサ故障情報とを入力し、電動モータ３１の発熱量を推定して、電動モータ３１の推定温度をトルクリミット値２に出力する。

なお、発熱量推定手段４２ｃは、第１の発明、第２の発明の温度変化推定手段に、第３の発明のモータ温度変化推定手段に相当し、また第１の発明、第２の発明、第３の発明のリセット手段に相当する。

トルクリミット値２算出部４２ｄでは、発熱量推定手段４２ｃから電動モータ３１の推定温度を入力し、電動モータ３１の推定温度に基づく温度保護トルクリミット値であるトルクリミット値２を算出する。トルクリミット値２はセレクトロー演算部４２ｅに入力される。

トルクリミット値２算出部４２ｄは、図５に示すトルクリミット値２算出マップを保持している。図５に示すように、トルクリミット値２算出マップは、電動モータ３１の推定温度がアシスト制限開始温度未満（フルアシスト領域）の場合には、トルクリミット値２をフルアシスト値に設定する。一方、電動モータ３１の推定温度がアシスト制限開始温度以上（アシスト制限領域）になると、電動モータ３１の推定温度が大きくなるほどトルクリミット値２を小さい値に設定する。

なお、トルクリミット値２は実際には電動モータ３１に供給する電流を制限する値であって、第１の発明、第２の発明、第３の発明の第２制限電流値に相当する。また、トルクリミット値２算出部４２ｄは、第１の発明、第２の発明、第３の発明の第２制限電流値算出手段に相当する。

セレクトロー演算部４２ｅは、トルクリミット値１算出部４２ｂからトルクリミット値１と、トルクリミット値２算出部４２ｄからトルクリミット値２とを入力して、トルクリミット値１とトルクリミット値２のうち、小さい方を温度保護トルクリミット値情報として出力する。

次に作用について説明する。

実施例１のパワーステアリング装置では、コントロールユニット４や電動モータ３１が熱によって破損することがないように、コントロールユニット４や電動モータ３１の温度を監視している。コントロールユニット４の温度監視のためには、温度センサ４０を設けて直接温度を検出している。一方、電動モータ３１は温度センサ４０で検出した温度を電動モータ３１の初期温度とし、電動モータ３１への供給電流から求めた発熱量を加えることで、電動モータ３１の温度を推定している。

従来のパワーステアリング装置では、温度センサが故障した場合には、コントロールユニット４または電動モータ３１の連続定格電流のうち小さい方の連続定格電流によって電動モータ３１に供給する電流を制御していた。連続定格電流とは、連続で電流を流してもコントロールユニット４や電動モータ３１が破損することのない電流のことである。

しかしながら、温度センサ４０が故障してしまうと、電動モータ３１の温度が十分低い場合であっても、電動モータ３１の電流が低く制御されてしまうため、運転者の操舵負荷が増大する虞がある。

そこで実施例１では、温度センサ４０の故障を検出した場合であっても、電動モータ３１の推定温度をもとに温度保護トルクリミット値を設定するようにした。

［パワーステアリング制御処理］
図６は、コントロールユニット４で行われる処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１では、コントロールユニット４の温度に基づいてトルクリミット値１を算出して、ステップＳ２へ移行する。トルクリミット値１算出処理については、図７を用いて後で詳述する。

ステップＳ２では、電動モータ３１の温度に基づいてトルクリミット値２を算出して、ステップＳ３へ移行する。トルクリミット値２算出処理については、図８を用いて後で詳述する。

ステップＳ３では、トルクリミット値１およびトルクリミット値２に基づいて、温度保護トルクリミット値を算出して、ステップＳ４へ移行する。温度保護トルクリミット値算出処理については、図９を用いて後で詳述する。

ステップＳ４では、アシストトルク指令値と温度保護トルクリミット値に基づいてモータ指令トルクを算出して、処理を終了する。モータ指令トルク算出処理については、図１０を用いて後で詳述する。

図７は、トルクリミット値１算出処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１１では、温度センサ４０の計測温度を取得して、ステップＳ１２へ移行する。

ステップＳ１２では、温度センサ故障検出手段４１から温度センサ故障信号の有無から、温度センサ４０は正常であるか否かを判定する。温度センサ４０が正常である場合にはステップＳ１３へ移行し、温度センサ４０が正常でない場合、つまり故障している場合にはステップＳ１４へ移行する。

ステップＳ１３では、温度センサ計測温度からトルクリミット値１を算出して、処理を終了する。トルクリミット値１の算出には、図４に示すトルクリミット値１算出マップを用いる。温度センサ計測温度、つまりコントロールユニット４の温度がアシスト制限開始温度未満の場合には、トルクリミット値１をフルアシスト値に設定する。一方、温度センサ計測温度がアシスト制限開始温度以上になると、温度センサ計測温度が大きくなるほどトルクリミット値１を小さい値に設定する。

ステップＳ１４では、トルクリミット値１を最大値、つまりフルアシスト値に設定して処理を終了する。後述するが、トルクリミット値１とトルクリミット値２とを比較して、小さい方を温度保護トルクリミット値として設定する。温度センサ４０が故障した場合には、温度保護トルクをトルクリミット値２に設定するために、トルクリミット値１を最大値に設定している。

図８は、トルクリミット値２算出処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２１では、電動モータ３１に供給されるトルク電流と磁界電流とから、電動モータ３１の推定温度を算出して、ステップＳ２２へ移行する。電動モータ３１が停止しているときの温度センサ４０の温度を初期温度とし、電動モータ３１に供給されるトルク電流と磁界電流とから求めた発熱量を加えることで、電動モータ３１の温度を推定する。

ステップＳ２２では、温度センサ故障検出手段４１から温度センサ故障信号の有無から、温度センサ４０は正常であるか否かを判定する。温度センサ４０が正常である場合にはステップＳ２７へ移行し、温度センサ４０が正常でない場合、つまり故障している場合にはステップＳ２３へ移行する。

ステップＳ２３では、温度センサ異常フラグフラグがセットされているか否かを判定する。温度センサ異常フラグフラグがセットされている場合にはステップＳ２７へ移行し、温度センサ異常フラグフラグがセットされていない場合にはステップＳ２４へ移行する。温度センサ異常フラグフラグは、温度センサ故障時のデータセットフラグである。

ステップＳ２４では、トルクリミット値２がフルアシスト値であるか否かを判定する。トルクリミット値２がフルアシスト値である場合にはステップＳ２５へ移行し、トルクリミット値２がフルアシスト値でない場合にはステップＳ２７へ移行する。

ステップＳ２５では、電動モータ３１の推定温度をアシスト制限開始温度に設定して、ステップＳ２６へ移行する。ステップＳ２１における電動モータ３１の推定温度の算出は、前回の処理において算出された電動モータ３１の推定温度に、トルク電流と磁界電流とから算出した電動モータ３１の発熱量を加えて求めている。ステップＳ２５では、電動モータ３１の推定温度をアシスト制限開始温度に設定することで、次回の処理において電動モータ３１の発熱量が加えられた場合には、トルクリミット値２をアシストトルクに対して制限を行う値に設定できるようにしている。

ステップＳ２６では、温度センサ異常フラグフラグをセットして、ステップＳ２７へ移行する。

ステップＳ２７では、ステップＳ２１において推定された電動モータ３１の推定温度、またはステップＳ２５において設定されたアシスト制限開始温度に基づいて、トルクリミット値２を算出して、処理を終了する。トルクリミット値２の算出には、図５に示すトルクリミット値２算出マップを用いる。温度センサ計測温度、つまりコントロールユニット４の温度がアシスト制限開始温度未満の場合には、トルクリミット値２をフルアシスト値に設定する。一方、温度センサ計測温度がアシスト制限開始温度以上になると、温度センサ計測温度が大きくなるほどトルクリミット値２を小さい値に設定する。

図９は、温度保護トルクリミット値算出処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ３１では、トルクリミット値１とトルクリミット値２とを比較して、トルクリミット値１がトルクリミット値２未満であるか否かを判定する。トルクリミット値１がトルクリミット値２未満である場合にはステップＳ３２に移行し、トルクリミット値２がトルクリミット値２以上である場合にはステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３２では、トルクリミット値１を温度保護トルクリミット値に設定して、処理を終了する。

ステップＳ３３では、トルクリミット値２を温度保護トルクリミット値に設定して、処置を終了する。

図１０は、モータ指令トルク算出処置の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ４１では、アシストトルク指令値が、温度保護トルクリミット値未満であるか否かを判定する。アシストトルク指令値が温度保護トルクリミット値未満である場合にはステップＳ４２へ移行し、アシストトルク指令値が温度保護トルクリミット値以上である場合にはステップＳ４３へ移行する。

ステップＳ４２では、アシストトルク指令値をモータ指令トルクに設定して、ステップＳ４４へ移行する。

ステップＳ４３では、アシストトルク指令値をモータ指令トルクに設定して、ステップＳ４４へ移行する。

ステップＳ４４では、ステップＳ４２またはステップＳ４３において設定したモータ指令トルクを出力して、処理を終了する。

［パワーステアリング制御作用］
図１１は、温度センサ４０が故障したときのトルクリミット値２の設定について説明する図である。

実施例１のパワーステアリング装置は、コントロールユニット４に設けた温度センサ４０が故障した場合であっても、電動モータ３１の推定温度に応じて温度保護トルクリミット値を設定し、設定された温度保護トルクリミット値の範囲内においてアシストトルクを発生させようとするものである。

発熱量推定手段４２ｃ（図３参照）では、環境温度、電動モータ３１の温度自体は検出することはできないが、電動モータ３１の発熱による温度の増減の推定精度は高い。

例えば、温度センサ４０が故障したときの電動モータ３１の推定温度がT1( < アシスト制限開始温度)であったとする（図１１参照）。この場合、一旦電動モータ３１の推定温度を安全サイド、つまり現在の推定温度T1よりも高いアシスト制限温度に設定を変更する。その後、設定を変更した推定温度（アシスト制限温度）を基準として、発熱量推定手段４２ｃで推定した電動モータ３１の温度の増減により求めた推定温度に基づいて、電動モータ３１へ供給する電流を制御する。

そのため、温度センサ４０が故障した場合には、発熱量推定手段４２ｃにおいて発熱量の増加が推定されると、トルクリミット値２はアシストトルクを制限する値に設定される。よって、コントロールユニット４や電動モータ３１の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

また例えば、温度センサ４０が故障したときの電動モータ３１の推定温度がT2( ≧ アシスト制限開始温度)であったとする（図１１参照）。この場合には、前述の推定温度がT1であった場合と異なり、推定温度はT2を維持する。

そのため、アシストトルクを制限する値に設定されたトルクリミット値２を維持することができる。よって、コントロールユニット４や電動モータ３１の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

また、温度センサ４０が故障したときには、トルクリミット値１を最大値、すなわちフルアシスト値に設定する。温度保護トルクトルクリミット値は、トルクリミット値１とトルクリミット値２とを比較して小さい方の値に設定されるため、トルクリミット値１が最大値であれば、トルクリミット値２が優先的に設定されることとなる。

そのため、温度センサ４０が故障した後も、電動モータ３１の推定温度に基づいて温度保護トルクリミット値を設定することが可能となり、コントロールユニット４や電動モータ３１の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

なお実施例１では、発熱量推定手段４２ｃは電動モータ３１へ供給する電流から、電動モータ３１の発熱量を推定して、推定した発熱量から電動モータ３１の推定温度を求めるようにしていた。これを電動モータ３１へ供給する電流から、コントロールユニット４の発熱量を推定して、推定した発熱量からコントロールユニット４の推定温度を求めるようにしても良い。この場合、コントロールユニット４は第２の発明の発熱部に相当する。

また、温度センサ４０はコントロールユニット４の温度のみを検出するようにしたが、電動モータ３１の温度のみを検出するようにしても良い。この場合、電動モータ３１は第２の発明の発熱部に相当する。

温度センサ４０を電動モータ３１の温度のみを検出するようにした場合も、トルクリミット値２は温度センサ４０に基づいて算出すればよい。温度センサ４０を電動モータ３１の温度のみを検出するようにした場合も、温度センサ４０をコントロールユニット４の温度のみを検出するようにした場合と同様の効果を得ることができる。

次に、実施例１の効果について述べる

（１）操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータ３１と、コントロールユニット４（第１発熱部）の温度を検出する温度センサ４０と、温度センサ４０の検出出力に基づき電動モータ３１の第１制限電流値であるトルクリミット値１を算出するトルクリミット値１算出部４２ｂ（第１制限電流値算出手段）と、電動モータ３１に流れる電流値に基づいて電動モータ３１（第２発熱部）の温度変化を推定する温度変化推定手段としての発熱量推定手段４２ｃと、発熱量推定手段４２ｃの推定温度変化に基づき電動モータの第２制限電流値であるトルクリミット値２を算出するトルクリミット値２算出部４２ｄ（第２制限電流値算出手段）と、温度センサ４０の異常が検出されたときであって、電動モータ３１の温度変化が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、温度変化推定手段の推定温度変化をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段としての発熱量推定手段４２ｃと、トルクリミット値１とトルクリミット値２とを比較し、低い方に基づき電動モータに流れる電流値を制限すると共に、温度センサ４０の異常が検出されたとき、トルクリミット値２に基づき電動モータ３１に流れる電流値を制限する温度保護トルク制限値算出手段４２およびリミッタ４４（モータ電流制限手段）とを備えた。

発熱量推定手段４２ｃでは、環境温度、電動モータ３１の温度自体は検出することはできないが、電動モータ３１の発熱による温度の増減の推定精度は高い。温度センサ４０が故障した場合には、一旦電動モータ３１の推定温度を安全サイド、つまり現在の推定温度よりも高いアシスト制限温度に設定を変更する。その後、設定を変更した推定温度（アシスト制限温度）を基準として、発熱量推定手段４２ｃで推定した電動モータ３１の温度の増減により求めた推定温度に基づいて、電動モータ３１へ供給する電流を制御することが可能となる。

そのため、温度センサ４０が故障した場合には、発熱量推定手段４２ｃにおいて発熱量の増加が推定されると、トルクリミット値２はアシストトルクを制限する値に設定される。よって、コントロールユニット４や電動モータ３１の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

（２）操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータ３１と、電動モータ３１（発熱部）の温度を検出する温度センサ４０と、温度センサ４０の検出出力に基づき電動モータ３１の第１制限電流値であるトルクリミット値１を算出するトルクリミット値１算出部４２ｂ（第１制限電流値算出手段）と、電動モータ３１に流れる電流値に基づいて電動モータ３１の温度変化を推定する温度変化推定手段としての発熱量推定手段４２ｃと、発熱量推定手段４２ｃの推定温度変化に基づき電動モータの第２制限電流値であるトルクリミット値２を算出するトルクリミット値２算出部４２ｄ（第２制限電流値算出手段）と、温度センサ４０の異常が検出されたときであって、電動モータ３１の温度変化が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、温度変化推定手段の推定温度変化をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段としての発熱量推定手段４２ｃと、トルクリミット値１とトルクリミット値２とを比較し、低い方に基づき電動モータに流れる電流値を制限すると共に、温度センサ４０の異常が検出されたとき、トルクリミット値２に基づき電動モータ３１に流れる電流値を制限する温度保護トルク制限値算出手段４２およびリミッタ４４（モータ電流制限手段）とを備えた。

発熱量推定手段４２ｃでは、環境温度、電動モータ３１の温度自体は検出することはできないが、電動モータ３１の発熱による温度の増減の推定精度は高い。温度センサ４０が故障した場合には、一旦電動モータ３１の推定温度を安全サイド、つまり現在の推定温度よりも高いアシスト制限温度に設定を変更する。その後、設定を変更した推定温度（アシスト制限温度）を基準として、発熱量推定手段４２ｃで推定した電動モータ３１の温度の増減により求めた推定温度に基づいて、電動モータ３１へ供給する電流を制御することが可能となる。

そのため、温度センサ４０が故障した場合には、発熱量推定手段４２ｃにおいて発熱量の増加が推定されると、トルクリミット値２はアシストトルクを制限する値に設定される。よって、コントロールユニット４や電動モータ３１の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

（３）操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータ３１と、電動モータ３１またはコントロールユニット４（電動モータ駆動手段）の温度を検出する温度センサ４０と、温度センサ４０の検出出力に基づき電動モータ３１の第１制限電流値であるトルクリミット値１を算出するトルクリミット値１算出部４２ｂ（第１制限電流値算出手段）と、電動モータ３１に流れる電流値に基づいて電動モータ３１（第２発熱部）の温度変化を推定する温度変化推定手段としての発熱量推定手段４２ｃと、発熱量推定手段４２ｃの推定温度変化に基づき電動モータの第２制限電流値であるトルクリミット値２を算出するトルクリミット値２算出部４２ｄ（第２制限電流値算出手段）と、温度センサ４０の異常が検出されたときであって、電動モータ３１の温度変化が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、温度変化推定手段の推定温度変化をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段としての発熱量推定手段４２ｃと、トルクリミット値１とトルクリミット値２とを比較し、低い方に基づき電動モータに流れる電流値を制限すると共に、温度センサ４０の異常が検出されたとき、トルクリミット値２に基づき電動モータ３１に流れる電流値を制限する温度保護トルク制限値算出手段４２およびリミッタ４４（モータ電流制限手段）とを備えた。

発熱量推定手段４２ｃでは、環境温度、電動モータ３１の温度自体は検出することはできないが、電動モータ３１の発熱による温度の増減の推定精度は高い。温度センサ４０が故障した場合には、一旦電動モータ３１の推定温度を安全サイド、つまり現在の推定温度よりも高いアシスト制限温度に設定を変更する。その後、設定を変更した推定温度（アシスト制限温度）を基準として、発熱量推定手段４２ｃで推定した電動モータ３１の温度の増減により求めた推定温度に基づいて、電動モータ３１へ供給する電流を制御することが可能となる。

そのため、温度センサ４０が故障した場合には、発熱量推定手段４２ｃにおいて発熱量の増加が推定されると、トルクリミット値２はアシストトルクを制限する値に設定される。よって、コントロールユニット４や電動モータ３１の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

実施例１では温度センサ４０の故障を監視し、温度センサ４０が故障した場合には、トルクリミット値２に基づいて温度保護トルクリミット値を設定して、アシストトルク指令値に制限をかけるようにしていた。一方、実施例２では、発熱量推定手段４２ｃの故障も監視し、発熱量推定手段４２ｃが故障した場合には、トルクリミット値１に基づいて温度保護トルクリミット値を設定して、アシストトルク指令値に制限をかけるようにした。

以下、実施例２のパワーステアリング装置の構成について説明する。実施例と同じ構成については、実施例１と同一の符号を付して説明を省略する。

図１２は、温度保護トルク制限値算出手段４２のブロック図である。実施例２の温度保護トルク制限値算出手段４２は、発熱量推定故障検出手段４２ｆを新たに有する。

発熱量推定故障検出手段４２ｆは、発熱量推定手段４２ｃの故障を検出すると、トルクリミット値２算出部４２ｄに発熱量推定故障情報を出力する。

トルクリミット値２算出部４２ｄでは、発熱量推定手段から電動モータ３１の推定温度と、発熱量推定故障検出手段４２ｆから発熱量推定障信号とを入力し、電動モータ３１の推定温度に基づく温度保護トルクリミット値であるトルクリミット値２を算出する。トルクリミット値２はセレクトロー演算部４２ｅに入力される。

次に作用について説明する。

実施例２のコントロールユニット４の処理は、実施例１のコントロールユニット４の処理と、トルクリミット値２算出処理のみが異なるので、以下にはトルクリミット値２算出処理について説明する。

図１３は、トルクリミット値２算出処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２１では、電動モータ３１に供給されるトルク電流と磁界電流とから、電動モータ３１の推定温度を算出して、ステップＳ２２へ移行する。電動モータ３１が停止しているときの温度センサ４０の温度を初期温度とし、電動モータ３１に供給されるトルク電流と磁界電流とから求めた発熱量を加えることで、電動モータ３１の温度を推定する。

ステップＳ２２では、温度センサ故障検出手段４１から温度センサ故障信号の有無から、温度センサ４０は正常であるか否かを判定する。温度センサ４０が正常である場合にはステップＳ２８へ移行し、温度センサ４０が正常でない場合、つまり故障している場合にはステップＳ２３へ移行する。

ステップＳ２３では、温度センサ異常フラグフラグがセットされているか否かを判定する。温度センサ異常フラグフラグがセットされている場合にはステップＳ２７へ移行し、温度センサ異常フラグフラグがセットされていない場合にはステップＳ２４へ移行する。温度センサ異常フラグフラグは、温度センサ故障時のデータセットフラグである。

ステップＳ２４では、トルクリミット値２がフルアシスト値であるか否かを判定する。トルクリミット値２がフルアシスト値である場合にはステップＳ２５へ移行し、トルクリミット値２がフルアシスト値でない場合にはステップＳ２７へ移行する。

ステップＳ２５では、電動モータ３１の推定温度をアシスト制限開始温度に設定して、ステップＳ２６へ移行する。ステップＳ２１における電動モータ３１の推定温度の算出は、前回の処理において算出された電動モータ３１の推定温度に、トルク電流と磁界電流とから算出した電動モータ３１の発熱量を加えて求めている。ステップＳ２５では、電動モータ３１の推定温度をアシスト制限開始温度に設定することで、次回の処理において電動モータ３１の発熱量が加えられた場合には、トルクリミット値２をアシストトルクに対して制限を行う値に設定できるようにしている。

ステップＳ２６では、温度センサ異常フラグフラグをセットして、ステップＳ２７へ移行する。

ステップＳ２７では、ステップＳ２１において推定された電動モータ３１の推定温度、またはステップＳ２５において設定されたアシスト制限開始温度に基づいて、トルクリミット値２を算出して、処理を終了する。トルクリミット値２の算出には、図５に示すトルクリミット値２算出マップを用いる。温度センサ計測温度、つまりコントロールユニット４の温度がアシスト制限開始温度未満の場合には、トルクリミット値２をフルアシスト値に設定する。一方、温度センサ計測温度がアシスト制限開始温度以上になると、温度センサ計測温度が大きくなるほどトルクリミット値２を小さい値に設定する。

ステップＳ２８では、発熱量推定手段４２ｃが正常であるか否かを判定する。発熱量推定手段４２ｃが正常である場合にはステップＳ２７へ移行し、発熱量推定手段４２ｃが正常でない場合、すなわち故障している場合には、ステップＳ２９へ移行する。

ステップＳ２９では、トルクリミット値１を最大値、つまりフルアシスト値に設定して処理を終了する。これは、トルクリミット値１とトルクリミット値２とを比較して、小さい方を温度保護トルクリミット値として設定するため、発熱量推定手段４２ｃが故障した場合であって、温度センサ４０が正常である場合には、温度保護トルクをトルクリミット値１に設定するために、トルクリミット値２を最大値に設定している。

実施例２では、温度センサ４０が正常であって、発熱量推定手段４２ｃが故障したときには、トルクリミット値２を最大値、すなわちフルアシスト値に設定する。温度保護トルクトルクリミット値は、トルクリミット値１とトルクリミット値２とを比較して小さい方の値に設定されるため、トルクリミット値２が最大値であれば、トルクリミット値１が優先的に設定されることとなる。そのため、発熱量推定手段４２ｃが故障した後も、温度センサ４０の検出温度に基づいて温度保護トルクリミット値を設定することが可能となり、コントロールユニット４や電動モータ３１の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

［他の実施例］
以上、第１の発明ないし第３の発明を実施するための最良の形態を、実施例１および実施例２に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

実施例１および実施例２では、電動モータ３１によってポンプ３０を駆動して、ポンプ３０で発生した圧油を用いてアシストトルクを発生させているが、電動モータ３１によって直接アシストトルクを与える構成になっているものでも良い。

更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項３に記載のパワーステアリング装置において、
前記モータ電流制限手段は、前記温度センサが正常であって、かつ前記モータ温度変化推定手段の異常が検出された場合には、前記温度センサの検出出力に基づき前記電動モータに流れる電流値を制御することを特徴とするパワーステアリング装置。

そのため、モータ温度変化推定手段の異常が検出された後も、電動モータや電動モータ駆動手段の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

（ロ）請求項３に記載のパワーステアリング装置において、
前記リセット手段は、前記推定モータ温度変化が前記アシスト制限領域にあるとき、この推定モータ温度変化を維持することを特徴とするパワーステアリング装置。

そのため、アシストトルクを制限する値に設定された第２制限電流値を維持することができる。よって、電動モータや電動モータ駆動手段の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

（ハ）請求項３に記載のパワーステアリング装置において、
前記温度センサの異常が検出されたとき、前記第１制限電流値を最大値に設定することを特徴とするパワーステアリング装置。

そのため、温度センサが故障した後も、第２制限電流値に基づき電動モータに流れる電流値を制限することが可能となるため、電動モータや電動モータ駆動手段の高温による破損を防ぎつつも、操舵に対するアシストトルクを付与することができる。

実施例１のパワーステアリング装置のシステム図である。 実施例１のコントロールユニットの制御ブロック図である。 実施例１の、温度保護トルク制限値算出手段のブロック図である。 実施例１のトルクリミット値１算出マップである。 実施例１のトルクリミット値２算出マップである。 実施例１のコントロールユニットで行われる処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のトルクリミット値１算出処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のトルクリミット値２算出処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の温度保護トルクリミット値算出処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のモータ指令トルク算出処置の流れを示すフローチャートである。 実施例１の温度センサが故障したときのトルクリミット値２の設定について説明する図である。 実施例２の温度保護トルク制限値算出手段のブロック図である。 実施例２のトルクリミット値２算出処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

４ コントロールユニット
３１ 電動モータ
４０ 温度センサ
４１ 温度センサ故障検出手段
４２ 温度保護トルク制限値算出手段
４２ｃ 発熱量推定手段
４２ｆ 発熱量推定故障検出手段
４３ アシストトルク算出手段
４４ リミッタ
４８ 電流センサ

Claims (3)

1. 操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、
   第１発熱部の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサの検出出力に基づき前記電動モータの第１制限電流値を算出する第１制限電流値算出手段と、
   前記電動モータに流れる電流値に基づいて第２発熱部の温度変化を推定する温度変化推定手段と、
   前記温度変化推定手段の推定温度変化に基づき前記電動モータの第２制限電流値を算出する第２制限電流値算出手段と、
   前記温度センサの異常が検出されたときであって、前記温度変化推定手段の推定温度変化から推定した第２発熱部の温度が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、前記第２発熱部の推定温度をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段と、
   前記第１制限電流値と前記第２制限電流値とを比較し、制限電流値の低い方に基づき前記電動モータに流れる電流値を制限すると共に、前記温度センサの異常が検出されたとき、前記第２制限電流値に基づき前記電動モータに流れる電流値を制限するモータ電流制限手段と、
   を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、
   発熱部の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサの検出出力に基づき前記電動モータの第１制限電流値を算出する第１制限電流値算出手段と、
   前記電動モータに流れる電流値に基づいて前記発熱部の温度変化を推定する温度変化推定手段と、
   前記温度変化推定手段の推定温度変化に基づき前記電動モータの第２制限電流値を算出する第２制限電流値算出手段と、
   前記温度センサの異常が検出されたときであって、前記温度変化推定手段の推定温度変化から推定した前記発熱部の温度が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、前記発熱部の推定温度をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段と、
   前記第１制限電流値と前記第２制限電流値とを比較し、制限電流値の低い方に基づき前記電動モータに流れる電流値を制限すると共に、前記温度センサの異常が検出されたとき、前記第２制限電流値に基づき前記電動モータに流れる電流値を制限するモータ電流制限手段と、
   を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
3. 操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、
   前記電動モータまたはこの電動モータの駆動手段の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサの検出出力に基づき前記電動モータの第１制限電流値を算出する第１制限電流値算出手段と、
   前記電動モータに流れる電流値に基づいて前記電動モータの推定モータ温度変化を推定するモータ温度変化推定手段と、
   前記モータ温度変化推定手段の推定モータ温度変化に基づき前記電動モータの第２制限電流値を算出する第２制限電流値算出手段と、
   前記温度センサの異常が検出されたときであって前記モータ温度変化推定手段の推定温度変化から推定した電動モータの温度が電流制限を行わないフルアシスト領域にあるとき、前記電動モータの推定温度をこのフルアシスト領域と電流制限を行うアシスト制限領域との境界点であるアシスト制限開始温度に設定するリセット手段と、
   前記第１制限電流値と前記第２制限電流値とを比較し、制限電流値の低い方に基づき前記電動モータに流れる電流値を制限すると共に、前記温度センサの異常が検出されたとき、前記第２制限電流値に基づき前記電動モータに流れる電流値を制限するモータ電流制限手段と、
   を有することを特徴とするパワーステアリング装置。

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