JP2016174510A - モータ制御装置、及びこれを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態に係るEPS装置の概略構成を示しており、この装置はステアリングホイール10、操舵トルク検出センサ11、アシスト用の電動モータ12及びモータ制御装置13などを含んで構成されている。また、ステアリングシャフト14を内包するステアリングコラム15内には、操舵トルク検出センサ11及び減速機16が設けられている。
ここで、各MOSFET31〜36におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードD1〜D6は寄生ダイオードである。
ここで、各MOSFET41〜46におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードD7〜D12は寄生ダイオードである。
初期状態(通常時)には、電動モータ12は複数系統のモータ駆動回路、本例では図4に示すように第1系統のモータ駆動回路21aと第2系統のモータ駆動回路21bから通電電流が供給され、これらの電流を加算したシステムトータルの通電電流値で駆動されている。
Δt=KI2−J(Δt’−T0)+Δt’
上式において、Kは発熱量係数、Iは通電電流、Jは放熱量係数、T0は基準温度(周囲温度)である。
(1)検出温度の所定値の上昇(例えば基板温度が5℃上昇)
(2)所定時間の経過(例えば10sec経過)
(3)推定温度の所定値の上昇(例えば基板温度の推定値が2℃上昇)
そして、上記(1)〜(3)のいずれかが成立する毎に値をクリアし、その時点からの温度上昇率を実測値ΔTと推定値Δtで比較することとする。
[変形例1]
例えば、上述した実施形態では、2系統のモータ駆動回路で電動モータを駆動する場合について説明したが、同様にして3系統以上のモータ駆動回路で電動モータを駆動するモータ制御装置にも適用できるのはもちろんである。
モータ制御装置をEPS装置に適用する場合を例に取って説明したが、EPS装置に限らず、複数系統のモータ駆動回路で電動モータを駆動する他の様々な装置やシステムに用いることができる。
また、第1系統と第2系統のモータ駆動回路21a,21bを交互に停止させて温度上昇の変化を検出したが、第1系統と第2系統のモータ駆動回路21a,21bから電動モータ12へ供給する各系統間の電流の分担比を変化させるようにしても良い。例えば図10に示すように、第1系統のモータ駆動回路21aの通電電流値(消費電流)をa0からa1に増大させ、第2系統のモータ駆動回路21bの通電電流値をa0からa2に減少させ、システムトータルの通電電流値を図9に示した通常と同じに設定し、温度の上昇率の変化から故障しているモータ駆動回路を検出しても良い。
或いは、図11に示すように、操舵トルク信号S1に応じた要求出力が50%以下の場合は第1系統のモータ駆動回路21aのみで電動モータ12を駆動し、要求出力が50%を超え、第1系統のモータ駆動回路21aのみでは出力が不足する場合には、その分だけ第2系統のモータ駆動回路21bで電動モータ12を駆動し、温度の上昇率の変化から故障しているモータ駆動回路を検出しても良い。
更に、温度センサ51を、MOSFET40,50が実装される基板と同一の基板上に設ける例を説明したが、これらのMOSFET40,50の発熱による温度上昇を検出できれば、他の位置に設けても良く、予め設けられている温度センサの検出信号を流用しても良い。MOSFET40,50の発熱は、温度の直接的または間接的な測定だけでなく、電源ライン37a,37bを流れる電流値から推定することもできる。
更にまた、電源リレー回路25a,25bが、寄生ダイオードを有するMOSFETで形成された電源リレー39,49と逆接保護リレー40,50で構成される例について説明したが、発熱する可能性があれば他の構成にも適用可能である。
また、各スイッチング素子が電界効果トランジスタを例に取ったが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの他の半導体スイッチング素子でも同様に適用可能である。
Claims (8)
- 電動モータを駆動する複数系統のモータ駆動回路と、前記複数系統のモータ駆動回路を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、正常時に比べて温度上昇が早い場合に、前記複数系統のモータ駆動回路から前記電動モータへ供給する各系統間の電流の分担比を変化させ、温度上昇率の差異に基づき故障を検出し、故障した系統のモータ駆動回路の電流を正常な系統のモータ駆動回路の電流より小さくなるように制御する、ことを特徴とするモータ制御装置。 - 前記制御装置は、温度上昇率の実測値と推定値との差から故障したモータ駆動回路を特定し、前記温度上昇率の実測値は検出温度と所定温度の上昇に要した実測時間とから求め、前記温度上昇率の推定値は推定温度と所定温度の上昇に要する推定時間とから求める、ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記温度上昇率の推定値は、前記制御装置により、前記モータ駆動回路の消費電流から発熱量を算出し、前回の温度上昇率の推定値と周囲温度とから放熱量を算出し、発熱量、放熱量及び前回の温度上昇率の推定値に基づいて算出する、ことを特徴とする請求項2に記載のモータ制御装置。
- 前記制御装置は、前記検出温度の所定値の上昇、所定時間の経過、及び前記推定温度の所定値の上昇のいずれかの成立毎に前記温度上昇率の推定値を算出する、ことを特徴とする請求項2または3に記載のモータ制御装置。
- 前記複数系統のモータ駆動回路はそれぞれ電源リレー回路を備え、前記電源リレー回路の発熱による温度上昇を検出するための温度センサを更に具備する、ことを特徴とする請求項1乃至4いずれか1つの項に記載のモータ制御装置。
- 前記制御装置は、各系統間の電流の分担比を変化させて温度上昇率が低下した場合に、電流を増加させた系統のモータ駆動回路により前記電動モータを駆動する、ことを特徴とする請求項1乃至5いずれか1つの項に記載のモータ制御装置。
- 前記制御装置は、各系統間の電流の分担比を変化させたときの温度上昇率の増大が所定値よりも大きい場合に、電流を増加させた系統のモータ駆動回路が故障していると判定する、ことを特徴とする請求項1乃至6いずれか1つの項に記載のモータ制御装置。
- 電動モータによって操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置であって、
前記電動モータを駆動する複数系統のモータ駆動回路と、前記複数系統のモータ駆動回路を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、正常時に比べて温度上昇が早い場合に、前記複数系統のモータ駆動回路から前記電動モータへ供給する各系統間の電流の分担比を変化させ、温度上昇率の差異に基づき故障を検出し、故障した系統のモータ駆動回路を停止させ、残りのモータ駆動回路で前記電動モータを駆動してアシストを継続する、ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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