JP2014168341A - Motor control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動パワーステアング装置等に使用されている電動モータを制御するモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that controls an electric motor used in an electric power steering device or the like.
電動パワーステアリング装置に使用されている電動モータの駆動回路は、電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)等の複数のスイッチング素子を含んでいる。これらのスイッチング素子が操舵状況に応じてオンオフ制御されることによって電動モータが駆動され、操舵状況に応じた適切な操舵補助が実現される。
電動モータの駆動回路に使用されているFETは、温度が高くなりすぎると破損する。そこで、FETの温度を監視し、FETの温度が所定温度を超えたときには、モータ電流を制限するといったことが行われている。
A drive circuit for an electric motor used in an electric power steering apparatus includes a plurality of switching elements such as a field effect transistor (FET). These switching elements are on / off controlled in accordance with the steering situation to drive the electric motor, thereby realizing appropriate steering assistance in accordance with the steering situation.
The FET used in the drive circuit of the electric motor is damaged when the temperature becomes too high. Therefore, the temperature of the FET is monitored, and when the temperature of the FET exceeds a predetermined temperature, the motor current is limited.
FETの温度を検出するために、FETの近傍にサーミスタを配置することが考えられる。しかしながら、サーミスタによる温度計測値は、実際のFETの温度(実温度)から離れた値を示す。この原因は、サーミスタの受温部をFETに直接固定できないためであると考えられる。
この発明の目的は、スイッチング素子の実温度を正確に検出することができるようになるモータ制御装置を提供することである。
In order to detect the temperature of the FET, it is conceivable to arrange a thermistor in the vicinity of the FET. However, the temperature measurement value by the thermistor shows a value away from the actual FET temperature (actual temperature). This is considered to be because the temperature receiving portion of the thermistor cannot be directly fixed to the FET.
An object of the present invention is to provide a motor control device that can accurately detect the actual temperature of a switching element.
請求項1に記載の発明は、電動モータ(18)を制御するモータ制御装置(12)であって、複数のスイッチング素子(51〜56)を含み、前記電動モータを駆動する駆動回路(32)と、前記各スイッチング素子の近傍にそれぞれ配置され、前記各スイッチング素子の温度を個別に検出するための複数の温度センサ(61〜66)と、電源オン時に、前記各温度センサに対する温度補正値(K1〜K6)を演算する温度補正値演算手段(33,34,71,S1)と、前記各温度センサによって検出される前記各スイッチング素子の温度を、前記温度補正値演算手段によって演算された対応する温度補正値を用いて補正することにより、前記各スイッチング素子の実温度を演算する実温度演算手段(72,S2,S3)とを含み、前記温度補正値演算手段は、電源オン時に、前記各スイッチング素子に流れる電流を検出するとともに前記各スイッチング素子の端子間電圧を検出し、検出された電流および端子間電圧に基づいて、前記各スイッチング素子のオン抵抗を演算し、演算された前記各スイッチング素子のオン抵抗に基づいて、前記各スイッチング素子の温度を推定する温度推定手段と、電源オン時に前記各温度センサによって検出された前記各スイッチング素子の温度と、前記温度推定手段によって推定された前記各スイッチング素子の温度とに基づいて、前記各温度センサに対する温度補正値を演算する手段とを含む、モータ制御装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
The invention according to
この発明によれば、電源オン時に、各温度センサに対する温度補正値を演算することができる。これにより、各温度センサによって検出される各スイッチング素子の温度を適切に補正することができるから、各スイッチング素子の実温度を正確に測定することができる。
請求項2記載の発明は、任意の1つのスイッチング素子について、電源オン時に対応する温度センサによって検出された当該スイッチング素子の温度をTsとし、電源オン時に前記温度推定手段によって推定された当該スイッチング素子の温度をTeとすると、前記温度補正値演算手段は、TeをTsで除算することにより、当該温度センサに対応する温度補正値を演算するように構成されている、請求項1に記載のモータ制御装置である。
According to the present invention, the temperature correction value for each temperature sensor can be calculated when the power is turned on. Thereby, since the temperature of each switching element detected by each temperature sensor can be corrected appropriately, the actual temperature of each switching element can be accurately measured.
According to the second aspect of the present invention, for any one switching element, the temperature of the switching element detected by the corresponding temperature sensor when the power is turned on is Ts, and the switching element estimated by the temperature estimating means when the power is turned on 2. The motor according to
請求項3記載の発明は、任意の1つのスイッチング素子について、対応する温度センサによって検出された当該スイッチング素子の温度をTsとし、前記温度補正値演算手段によって演算された当該温度センサに対応する温度補正値をKとすると、前記実温度演算手段は、TsにKを乗算することにより、当該スイッチング素子の実温度を演算するように構成されている、請求項2に記載のモータ制御装置である。
The invention according to
請求項4記載の発明は、任意の1つのスイッチング素子について、電源オン時に対応する温度センサによって検出された当該スイッチング素子の温度をTsとし、電源オン時に前記温度推定手段によって推定された当該スイッチング素子の温度をTeとすると、前記温度補正値演算手段は、TeからTsを減算することにより、当該温度センサに対応する温度補正値を演算するように構成されている、請求項1に記載のモータ制御装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, for any one switching element, the temperature of the switching element detected by a temperature sensor corresponding when the power is turned on is defined as Ts, and the switching element estimated by the temperature estimating means when the power is turned on. 2. The motor according to
請求項5記載の発明は、任意の1つのスイッチング素子について、対応する温度センサによって検出された当該スイッチング素子の温度をTsとし、前記温度補正値演算手段によって演算された当該温度センサに対応する温度補正値をKとすると、前記実温度演算手段は、TsにKを加算することにより、当該スイッチング素子の実温度を演算するように構成されている、請求項4に記載のモータ制御装置である。
The invention according to
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置1は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール2と、このステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering device to which a motor control device according to an embodiment of the present invention is applied.
The electric
ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して相対回転可能に連結されている。
ステアリングシャフト6の周囲には、トルクセンサ11が配置されている。トルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に与えられた操舵トルクを検出する。
The steering shaft 6 includes an input shaft 8 connected to the
A
転舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示略)を介して転舵輪3が連結されている。ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端(図1では下端)には、ピニオン16が連結されている。
The steered
ラック軸14は、自動車の左右方向(直進方向に直交する方向)に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の中間部には、ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることによって、転舵輪3を転舵することができる。
The
ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを転舵機構4に伝達するための減速機構19とを含む。電動モータ18は、この実施形態では、三相ブラシレスモータからなる。電動モータ18は、界磁としてのロータ(図示略)と、U相、V相およびW相の界磁巻線(図示略)を含むステータ(図示略)とを備えている。電動モータ18の近傍には、電動モータ18のロータの回転角θを検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ23が配置されている。減速機構19は、ウォーム軸20と、このウォーム軸20と噛み合うウォームホイール21とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機構19は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング22内に収容されている。
When the
The
ウォーム軸20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、ステアリングシャフト6とは同方向に回転可能に連結されている。ウォームホイール21は、ウォーム軸20によって回転駆動される。
電動モータ18によってウォーム軸20が回転駆動されると、ウォームホイール21が回転駆動され、ステアリングシャフト6が回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によってウォーム軸20を回転駆動することによって、転舵輪3が転舵されるようになっている。
The
When the
電動モータ18は、モータ制御装置としてのECU(電子制御ユニット:Electronic Control Unit)12によって制御される。ECU12には、トルクセンサ11によって検出される操舵トルク、回転角センサ23の出力信号、車速センサ24によって検出される車速等が入力されている。
図2は、モータ制御装置としてのECU12の電気的構成を示す概略図である。
The
FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrical configuration of the
この実施形態では、ECU12は、ベクトル制御方式によって電動モータ18を制御する。ベクトル制御方式では、三相固定座標系におけるU相、V相およびW相の電流値を、二相回転座標系における二相の電流に変換し、この二相の電流を用いてモータを制御する。二相回転座標系は、ロータの磁極方向に沿うd軸と、d軸に直交するq軸とによって規定される座標系である。二相回転座標系における2相の電流は、d軸電流成分とq軸電流成分とからなる。
In this embodiment, the
ECU12の電源は、イグニッションキーがオン操作されることによってオンされる。イグニッションキーがオフ操作されると、ECU12にはイグニッションオフ指令が入力される。イグニッションオフ指令が入力された後に、ECU12の電源がオフされる。ECU12は、マイクロコンピュータ31と、駆動回路32と、電流検出部33と、電圧検出部34とを含んでいる。
The power source of the
駆動回路32は、電動モータ18に電力を供給するものであり、マイクロコンピュータ31によって制御される。駆動回路32は、三相インバータ回路からなり、複数のスイッチング素子51〜56を含んでいる。この実施形態では、各スイッチング素子51〜56は、FET( Field Effect Transistor)から構成されている。
この駆動回路32では、電動モータ18のU相に対応した一対のFET51,52の直列回路と、V相に対応した一対のFET53,FET54の直列回路と、W相に対応した一対のFET55,FET56の直列回路とが、直流電源25と接地との間に並列に接続されている。以下において、各相の一対のFETのうち、電源25側のものを「ハイサイドFET」といい、接地側のものを「ローサイドFET」という場合がある。駆動回路32内の各FET51〜56の近傍には、各FET51〜56の温度を検出するための温度センサとしてのサーミスタ61〜66が配置されている。
The
In the
U相に対応した一対のFET51,52の間の接続点は、電動モータ18のU相界磁巻線に接続されている。V相に対応した一対のFET53,54の間の接続点は、電動モータ18のV相界磁巻線に接続されている。W相に対応した一対のFET55,56の間の接続点は、電動モータ18のW相界磁巻線に接続されている。
ローサイドFET52,54,56と接地とを接続するための各接続線には、電動モータ18の各相電流を検出するための電流センサ26,27,28がそれぞれ設けられている。電流検出部33は、電流センサ26,27,28の出力信号に基づいて、電動モータ18の各相電流を検出する。
A connection point between the pair of
電圧検出部34は、各FET51〜56の端子間電圧を検出するための各部の電圧を検出する。各部の電圧は、たとえば、電動モータ18の各端子の電圧および電源25の電圧が含まれる。
図2に戻り、マイクロコンピュータ31は、CPUおよびメモリ(ROM、RAM、不揮発性メモリなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、電流指令値設定部41と、回転角演算部42と、座標変換部43と、電流偏差演算部44と、PI(比例積分)制御部45と、座標変換部46と、PWM(Pulse Width Modulation)制御部47と、温度監視部48とが含まれる。
The
Returning to FIG. 2, the
電流指令値設定部41は、トルクセンサ11によって検出される検出操舵トルクThと車速センサ24によって検出される車速Vに基づいて、電動モータ18に流すべき電流の指令値である電流指令値を設定する。具体的には、電流指令値設定部41は、d軸電流指令値Id *およびq軸電流指令値Iq *(以下、これらを総称するときには「二相電流指令値Idq *」という。)を生成する。さらに具体的には、電流指令値生成部41は、q軸電流指令値Iq *を有意値とする一方で、d軸電流指令値Id *を零とする。電流指令値設定部41によって設定された二相電流指令値Idq *は、電流偏差演算部44に与えられる。
Based on the detected steering torque Th detected by the
回転角演算部42は、回転角センサ23の出力信号に基づいて、電動モータ18のロータの回転角(電気角。以下、「ロータ角θ」という。)を演算する。
電流検出部33は、電流センサ26,27,28の出力信号に基づいて、電動モータ18のU相電流IU、V相電流IVおよびW相電流IW(以下、これらを総称するときは、「三相検出電流IUVW」という。)を検出する。電流検出部33は、各FET51〜56に流れる電流を検出する電流検出部としても用いられる。電流検出部33によって検出された三相検出電流IUVWは、座標変換部43に与えられるとともに、温度監視部48に与えられる。
The rotation
Based on the output signals of the
座標変換部43は、電流検出部33によって検出されるUVW座標系の三相検出電流IUVW(U相電流IU、V相電流IVおよびW相電流IW)を、dq座標系の二相検出電流IdおよびIq(以下総称するときには「二相検出電流Idq」という。)に変換する。これらが電流偏差演算部44に与えられるようになっている。座標変換部43における座標変換には、回転角演算部42によって演算されたロータ角θが用いられる。
The coordinate
電流偏差演算部44は、電流指令値設定部41によって設定される二相電流指令値Idq *と、座標変換部43から与えられる二相検出電流Idqとの偏差を演算する。より具体的には、電流偏差演算部44は、d軸電流指令値Id *に対するd軸検出電流Idの偏差およびq軸電流指令値Iq *に対するq軸検出電流Iqの偏差を演算する。これらの偏差は、PI制御部45に与えられる。
The current
PI制御部45は、電流偏差演算部44によって演算された電流偏差に対するPI演算を行なうことにより、電動モータ18に印加すべき二相電圧指令値Vdq *(d軸電圧指令値Vd *およびq軸電圧指令値Vq *)を生成する。この二相電圧指令値Vdq *は、座標変換部46に与えられる。
座標変換部46は、二相電圧指令値Vdq *を三相電圧指令値VUVW *に変換する。この座標変換には、回転角演算部42によって演算されたロータ角θが用いられる。三相電圧指令値VUVW *は、U相電圧指令値VU *、V相電圧指令値VV *およびW相電圧指令値VW *からなる。この三相電圧指令値VUVW *は、PWM制御部47に与えられる。
The
The coordinate
PWM制御部47の動作モードには、通常モードの他、温度監視部48によって強制的に制御される特殊なモードがある。通常モード時には、PWM制御部47は、U相電圧指令値VU *、V相電圧指令値VV *およびW相電圧指令値VW *にそれぞれ対応するデューティのU相PWM制御信号、V相PWM制御信号およびW相PWM制御信号を生成する。また、PWM制御部47は、これらのPWM制御信号に基づいて、駆動回路32内の各FET51〜56のゲート信号を生成して各FET51〜56に与える。これにより、三相電圧指令値VUVW *に相当する電圧が電動モータ18の各相の界磁巻線に印加されることになる。
The operation mode of the
温度監視部48には、各サーミスタ61〜66が接続されている。また、温度監視部48には、電流検出部33によって検出される相電流(FETに流れる電流)および電圧検出部34によって検出される各部の電圧が与えられる。
温度監視部48は、温度補正値演算部71と、実温度演算部72と、過熱保護部73とを含んでいる。温度補正値演算部71は、ECU32の電源がオンされたときに、PWM制御部47を制御して、各サーミスタ61〜66(各FET51〜56)に対する温度補正値K1〜K6を演算する。実温度演算部72は、温度補正値演算部71によって演算された温度補正値K1〜K6と、サーミスタ61〜66による温度検出値とに基づいて、各FET51〜56の実温度を演算する。過熱保護部73は、実温度演算部72によって演算された各FET51〜56の実温度に基づいて、過熱保護を行う。
The thermistors 61 to 66 are connected to the
The
以下、温度補正値演算部71、実温度演算部72および過熱保護部73について詳細に説明する。
温度補正値演算部71について説明する。まず、温度補正値の演算方法の考え方について説明する。任意の1つのサーミスタ(FET)に対する温度補正値について説明する。サーミスタによって検出されるFETの温度Tsは、実際のFETの温度Ttとは異なる。サーミスタによるFETの温度検出値をTsとし、温度補正値をKとすると、実際のFETの温度Ttは、次式(1)によって表すことができる。
Hereinafter, the temperature correction
The temperature correction
Tt=K・Ts …(1)
FETのオン抵抗はFETの温度に依存する。したがって、FETのオン抵抗がわかれば、FETの温度−オン抵抗特性に基づいて、FETの温度を推定することができる。そこで、ECU12の電源オン時に、FETに電流を流して、FETに流れる電流(FET電流)とFET端子間電圧とを検出することにより、FETのオン抵抗を検出する。そして、FETのオン抵抗とFETの温度−オン抵抗特性とからFETの温度を推定する。このようにして推定されたFETの温度をTeとし、サーミスタによる温度検出値をTsとすると、温度補正値Kは、次式(2)に基づいて演算することができる。
Tt = K · Ts (1)
The on-resistance of the FET depends on the temperature of the FET. Therefore, if the on-resistance of the FET is known, the temperature of the FET can be estimated based on the temperature-on resistance characteristics of the FET. Therefore, when the
K=Te/Ts …(2)
温度補正値演算部71の動作をより具体的に説明する。不揮発性メモリには、各FET51〜56の温度−オン抵抗特性を記述したマップが予め記憶されている。温度補正値演算部71は、ECU12の電源がオンされたときに、まず、PWM制御部47を制御して、U相に対応したハイサイドFET51およびローサイドFET52をオン、他の相のFET53〜56をオフさせる。これにより、FET51およびFET52に電流が流れる。FET51およびFET52に流れる電流値は、電流センサ26の出力信号に基づいて検出される。そこで、温度補正値演算部71は、電流検出部33からFET51およびFET52に流れる電流を取り込む。
K = Te / Ts (2)
The operation of the temperature correction
また、温度補正値演算部71は、電圧検出部34によって検出されている各部の電圧に基づいて、FET51の端子間電圧およびFET52の端子間電圧を演算する。具体的には、FET51の端子間電圧は、電源25の電圧と、FET51とFET52との接続点の電圧(電動モータ18のU相端子の電圧)との差として求められる。FET52の端子間電圧は、FET51とFET52との接続点の電圧として求められる。
Further, the temperature correction
この後、温度補正値演算部71は、FET51の端子間電圧をFET51に流れる電流で除算することにより、FET51のオン抵抗を演算する。そして、温度補正値演算部71は、FET51のオン抵抗と、FET51の温度−オン抵抗特性を記述したマップとに基づいて、FET51の温度を推定する。図3に、FET51の温度−オン抵抗の特性の一例を示す。また、温度補正値演算部71は、サーミスタ61を用いてFET51の温度を検出する。温度補正値演算部71は、FET51の温度推定値Te1と、サーミスタ61によるFET51の温度検出値Ts1とに基づき、次式(3)を用いて、サーミスタ61(FET51)に対する温度補正値K1を演算する。
Thereafter, the temperature correction
K1=Te1/Ts1 …(3)
同様に、温度補正値演算部71は、FET52の端子間電圧をFET52に流れる電流で除算することにより、FET52のオン抵抗を演算する。そして、温度補正値演算部71は、FET52のオン抵抗と、FET52の温度−オン抵抗特性を記述したマップとに基づいて、FET52の温度を推定する。また、温度補正値演算部71は、サーミスタ62を用いてFET52の温度を検出する。温度補正値演算部71は、FET52の温度推定値Te2と、サーミスタ62によるFET52の温度検出値Ts2とに基づき、次式(4)を用いて、サーミスタ62(FET52)に対する温度補正値K2を演算する。
K1 = Te1 / Ts1 (3)
Similarly, the temperature correction
K2=Te2/Ts2 …(4)
次に、温度補正値演算部71は、PWM制御部47を制御して、V相に対応したFET53およびFET54をオン、他の相のFET51,FET52,FET55,FET56をオフさせる。そして、温度補正値演算部71は、前述した温度補正値K1,K2の演算方法と同様な方法で、サーミスタ63,64(FET53,FET54)に対応する温度補正値K3,K4を演算する。
K2 = Te2 / Ts2 (4)
Next, the temperature correction
次に、温度補正値演算部71は、PWM制御部47を制御して、W相に対応したFET55およびFET56をオン、他の相のFET51〜FET54をオフさせる。そして、温度補正値演算部71は、前述した温度補正値K1,K2の演算方法と同様な方法で、サーミスタ65,66(FET55,FET56)に対応する温度補正値K5,K6を演算する。この後、温度補正値演算部71は、PWM制御部47の動作モードを通常モードに設定する。これにより、PWM制御部47は、通常の動作(三相電圧指令値VUVW *に応じた動作)を開始する。
Next, the temperature correction
実温度演算部72の動作について説明する。実温度演算部72は、所定の演算周期毎に、FET51〜56の実温度を演算する。具体的には、実温度演算部72は、各サーミスタ61〜66による温度検出値Ts1〜Ts6と、対応する温度補正値K1〜K6とを用いて、FET51〜56の実温度Tt1〜Tt6を演算する。より具体的には、実温度演算部72は、次式(5) 〜(10)に基づいて、FET51〜56の実温度Tt1〜Tt6を演算する。
The operation of the actual
Tt1=K1・Ts1 …(5)
Tt2=K2・Ts2 …(6)
Tt3=K3・Ts3 …(7)
Tt4=K4・Ts4 …(8)
Tt5=K5・Ts5 …(9)
Tt6=K6・Ts6 …(10)
次に、過熱保護部73の動作について説明する。過熱保護部73は、実温度演算部72によって演算された各FET51〜56の実温度Tt1〜Tt6のうちのいずれかが所定値αを超えているか否かを判別する。各FET51〜56の実温度Tt1〜Tt6のうちのいずれかが所定値αを超えているときには、過熱保護部73は、電流指令値設定部41に対して電流指令値制限指令を出力する。電流指令値設定部41は、温度監視部48から電流指令値制限指令が与えられると、電流指令値の絶対値が所定値以下となるように電流指令値を制限する。
Tt1 = K1 · Ts1 (5)
Tt2 = K2 · Ts2 (6)
Tt3 = K3 · Ts3 (7)
Tt4 = K4 · Ts4 (8)
Tt5 = K5 · Ts5 (9)
Tt6 = K6 · Ts6 (10)
Next, the operation of the
図4は、温度監視部48によって実行される温度監視処理の手順を示すフローチャートである。
ECU12の電源がオンされると、温度補正値演算部71は、各温度補正値K1〜K6を演算する(ステップS1)。
温度補正値演算部71によって各温度補正値K1〜K6が演算されると、実温度演算部72は、各サーミスタ61〜66の出力信号に基づいて各FET51〜56の温度Ts1〜Ts6を検出する(ステップS2)。ステップS2の処理は、イグニッションオフ指令が入力されるまで(後述するステップS6でYESとなるまで)、所定の演算周期毎に行われる。実温度演算部72は、各サーミスタ61〜66に基づく温度検出値Ts1〜Ts6を温度補正値K1〜K6を用いて補正することにより、各FET51〜56の実温度Tt1〜Tt6を演算する(前記式(5) 〜(10)参照)(ステップS3)。
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the temperature monitoring process executed by the
When the power of the
When the temperature correction values K1 to K6 are calculated by the temperature
次に、過熱保護部73は、実温度演算部72によって演算された各FET51〜56の実温度Tt1〜Tt6のうちのいずれかが、所定値αを超えているか否かを判別する(ステップS4)。全てのFET51〜56の実温度Tt1〜Tt6が、所定値α以下である場合には(ステップS4:NO)、過熱保護部73は、イグニッションオフ指令が入力されたか否かを判別する(ステップS6)。イグニッションオフ指令が入力されていなければ(ステップS6:NO)、ステップS2に戻る。
Next, the
前記ステップS4において、各FET51〜56の実温度Tt1〜Tt6のうちのいずれかが、所定値αを超えていると判別された場合には(ステップS4:YES)、過熱保護部73は、電流指令値設定部41に電流指令値制限指令を与える(ステップS5)。電流指令値設定部41は、電流指令値制限指令が与えられたときには、電流指令値の絶対値を所定値以下に制限する。これにより、電動モータ18に流れる電量が制限されるので、各FET51〜56の温度上昇が抑制される。この後、過熱保護部73は、イグニッションオフ指令が入力されたか否かを判別する(ステップS6)。イグニッションオフ指令が入力されていなければ(ステップS6:NO)、ステップS2に戻る。
If it is determined in step S4 that any of the actual temperatures Tt1 to Tt6 of the
前記ステップS6において、イグニッションオフ指令が入力されたと判別された場合には(ステップS6:YES)、温度監視処理を終了する。
前記実施形態によれば、ECU12の電源オン時に、各サーミスタ61〜66(各FET51〜56)に対する温度補正値K1〜K6を演算することができる。これにより、サーミスタ61〜66によって検出される各FET51〜56の温度を適切に補正することができるから、各FET51〜56の実温度を正確に測定できるようになる。そして、各FET51〜56の実温度のいずれかが所定値αを超えた場合には、電動モータ18に流れる電流を制限することができる。これにより、FET51〜56の過熱を未然に防止できる。
If it is determined in step S6 that an ignition-off command has been input (step S6: YES), the temperature monitoring process is terminated.
According to the embodiment, when the
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前記実施形態では、温度監視部48は、温度補正値K1〜K6を演算する際には、直列に接続されたハイサイドFETとローサイドFETとをオンすることにより、これらの2つのFETに電流を流しているが、ある相に対応するハイサイドFETと、他の相のローサイドFETとをオンすることにより、これらの2つのFETに電流を流すようにしてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, when the
また、前記実施形態では、任意の1つのFETの実温度Ttが、サーミスタによる検出温度Tsと温度補正値Kとを用いて前記式(1)によって表される場合について説明したが、任意の1つのFETの実温度Ttが次式(11)によって表されてもよい。
Tt=Ts+K …(11)
この場合には、FETのオン抵抗から推定されたFETの温度をTeとし、サーミスタの検出温度をTsとすると、温度補正値Kは、次式(12)に基づいて演算することができる。
In the above-described embodiment, the case where the actual temperature Tt of any one FET is expressed by the above equation (1) using the temperature Ts detected by the thermistor and the temperature correction value K has been described. The actual temperature Tt of two FETs may be expressed by the following equation (11).
Tt = Ts + K (11)
In this case, assuming that the temperature of the FET estimated from the on-resistance of the FET is Te and the temperature detected by the thermistor is Ts, the temperature correction value K can be calculated based on the following equation (12).
K=Te−Ts …(12)
また、前記実施形態では、スイッチング素子としてFETを用いる構成を説明したけれども、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のFET以外の半導体素子を用いてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
K = Te-Ts (12)
Moreover, although the said embodiment demonstrated the structure which uses FET as a switching element, you may use semiconductor elements other than FET, such as IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1…電動パワーステアング装置、12…ECU、26,27,28…電流センサ、32…駆動回路、33…電流検出部、34…電圧検出部、41…電流指令値設定部、48…温度監視部、51〜56…FET、61〜66…サーミスタ(温度センサ)、71…温度補正値演算部、72…実温度演算部、73…過熱保護部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数のスイッチング素子を含み、前記電動モータを駆動する駆動回路と、
前記各スイッチング素子の近傍にそれぞれ配置され、前記各スイッチング素子の温度を個別に検出するための複数の温度センサと、
電源オン時に、前記各温度センサに対する温度補正値を演算する温度補正値演算手段と、
前記各温度センサによって検出される前記各スイッチング素子の温度を、前記温度補正値演算手段によって演算された対応する温度補正値を用いて補正することにより、前記各スイッチング素子の実温度を演算する実温度演算手段とを含み、
前記温度補正値演算手段は、
電源オン時に、前記各スイッチング素子に流れる電流を検出するとともに前記各スイッチング素子の端子間電圧を検出し、検出された電流および端子間電圧に基づいて、前記各スイッチング素子のオン抵抗を演算し、演算された前記各スイッチング素子のオン抵抗に基づいて、前記各スイッチング素子の温度を推定する温度推定手段と、
電源オン時に前記各温度センサによって検出された前記各スイッチング素子の温度と、前記温度推定手段によって推定された前記各スイッチング素子の温度とに基づいて、前記各温度センサに対する温度補正値を演算する手段とを含む、モータ制御装置。 A motor control device for controlling an electric motor,
A drive circuit including a plurality of switching elements and driving the electric motor;
A plurality of temperature sensors respectively disposed in the vicinity of each of the switching elements and individually detecting the temperature of each of the switching elements;
Temperature correction value calculating means for calculating a temperature correction value for each of the temperature sensors when the power is turned on;
The actual temperature of each switching element is calculated by correcting the temperature of each switching element detected by each temperature sensor using the corresponding temperature correction value calculated by the temperature correction value calculating means. Temperature calculating means,
The temperature correction value calculating means includes
When the power is turned on, the current flowing through each switching element is detected and the voltage between the terminals of each switching element is detected, and the on-resistance of each switching element is calculated based on the detected current and the voltage between terminals, Temperature estimating means for estimating the temperature of each switching element based on the calculated on-resistance of each switching element;
Means for calculating a temperature correction value for each temperature sensor based on the temperature of each switching element detected by each temperature sensor when the power is turned on and the temperature of each switching element estimated by the temperature estimation means And a motor control device.
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