JP2586020Y2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は自動車の電動パワーステ
アリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動機を操舵力の助勢手段として用いた
電動パワーステアリング装置が実用化されている。図１
はその制御系のブロック図である。ステアリングシャフ
トに介装されたトルクセンサ１はこれに加わるトルクを
検出し、また車速センサ２は車速を検出し、各検出デー
タはマイクロプロセッサ３へ入力される。両センサ１，
２からの情報に基づきアシスト特性決定部31は検出した
トルクを解消するに必要な電動機５の駆動を行なうため
の電流成分を決定する。

【０００３】慣性制御特性決定部32は同じく両センサ
１，２からの情報に基づき電動機５の慣性を打消すのに
必要な駆動を行なうための電流成分を決定する。両電流
成分は加算部33で加算され、保護部34で上限値に規制さ
れて出力される。電動機５の駆動電流は電流検出部６で
検出され、検出電流はマイクロプロセッサ３へ入力され
る。保護部34は電動機５の過熱保護を目的とし、検出駆
動電流に応じて駆動電流の上限値を規制するのである。

【０００４】保護部34の出力、つまり駆動電流の指令値
及びフィードバック情報としての電流検出部６出力は減
算部35へ入力され両者の差が電動機駆動回路４へ入力さ
れ、この差に相当するPWM 波で電動機５が駆動されるよ
うになっている。保護部34における上限値設定は所定時
間内の駆動電流値の平均値に基づいて決定していた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】以上のような従来の装
置においては電流平均値による上限設定が合理的ではな
く電動機駆動回路４を構成するトランジスタに余裕をも
たせた設計とする必要があった。また車庫から通路へ出
る場合、又は縦列駐車の状態から脱け出す場合のように
据え切りを繰返して電動機電流の平均値が増加し、これ
によって保護部34による上限規制が働いた場合には車庫
等を出て走り出した直後の操舵感覚が不快であるという
問題点があった。本考案はこのような問題点を解決する
ためになされたものであり、電動機駆動電流の２乗値を
用いることにより合理的な上限規制ができ、これによっ
て電動機駆動回路の構成を適切なものとし、また車庫出
しの場合等の直後の操舵感覚を改善した電動パワーステ
アリング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】第１の考案の電動パワー
ステアリング装置は、操舵力を助勢する電動機の駆動電
流を検出し、それに基づいて電動機の過熱保護を行なう
べくなしてある電動パワーステアリング装置において、
駆動電流の２乗値を算出する手段と、算出した２乗値に
基づいて駆動電流の上限値を決定する手段とを具備する
ことを特徴とする。

【０００７】第２の考案の電動パワーステアリング装置
は、車速及び操舵軸に加えられたトルクを検出し、これ
らの検出値と、予め定めてあるアシスト特性及び慣性制
御特性とに従い駆動電流値が定められる電動機によって
操舵力を助勢すべくなしてあり、該電動機の駆動電流を
検出し、それに基づいて電動機の過熱保護を行なうべく
なしてある電動パワーステアリング装置において、駆動
電流の２乗値を算出する手段と、算出した２乗値に基づ
いてアシスト特性によって定まる駆動電流成分のみの上
限値を決定する手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】第１考案では駆動電流の２乗値は発熱量と関連
が深く、過熱保護の指標としては駆動電流の平均値より
適切である。第２考案では慣性制御特性成分を抑制しな
いので車庫出し直後等において操舵した場合においても
電動機の慣性が必要量補償され、その結果切り始め時に
重いとか、舵輪を停止させる場合に行き過ぎ感がある等
慣性制御不足に起因する不快な操舵感覚が解消される。

【０００９】

【実施例】以下本考案をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図２は本考案装置の制御系のブロック図で
ある。マイクロプロセッサ３については図１同様に機能
ブロックに擬制して示してある。ステアリングシャフト
に介装されたトルクセンサ１はこれに加わるトルクを検
出し、また車速センサ２は車速を検出し、各検出データ
はマイクロプロセッサ３へ入力される。両センサ１，２
からの情報に基づきアシスト特性決定部31は検出したト
ルクを解消するに必要な電動機５の駆動を行なうための
電流成分を決定する。慣性制御特性決定部32は同じく両
センサ１，２からの情報に基づき電動機５の慣性を打消
すのに必要な駆動を行なうための電流成分を決定する。

【００１０】アシスト特性決定部31によって決定された
電流成分の値は保護部36へ入力され、ここで上限値に規
制され、その出力は加算部37へ与えられる。慣性制御特
性決定部32で決定された電流成分値はそのまま加算部37
へ入力され、ここで両者の和が求められ、その和は減算
部38へ入力される。操舵力助勢用の電動機５の駆動電流
は電流検出部６によって検出されマイクロプロセッサ３
へ与えられる。このデータはフィードバック情報として
減算部38へ与えられると共に保護部36へ上限値決定のた
めに与えられる。減算部38出力の差分は電動機駆動回路
４へ入力され、この差に相当するPWM 波で電動機５が駆
動されるようにしている。

【００１１】図３は保護部における上限値の一例を示し
横軸は駆動電流の積算値、つまり （駆動電流）² ／（１＋1000Ｓ） 但しＳはラプラス演算子を示し、縦軸は上限値を示して
いる。この積算値は電流の２乗値で表される発熱量の１
次遅れ値を示し、電動機駆動回路４のトランジスタの昇
温特性を模擬している。図示の例で明らかなように積算
値が所定値を超えると上限値を定格の72Ａから減少させ
ていく。

【００１２】本案は以上のように駆動電流の２乗値に基
づきアシスト特性の電流成分のみの上限値を決定するの
であるが、補助的に電動機駆動回路４の温度をモニタす
ることとし、それを制御に用いてもよい。この測温精度
を高めるには図４，５に示すように温度センサ11とトラ
ンジスタチップ12,12 とを共通のヒートスプレッダ13上
に固定し、これをケース14で外被した構成とするのがよ
い。15はケース14に取付けたヒートシンクである。

【００１３】

【考案の効果】以上の如き本考案による場合は発熱量を
より良く表す駆動電流の２乗値によって上限値を定める
ので、より適切な上限値決定ができ、このために駆動回
路の素子選定に際し徒らに電流容量上の余裕をもたせる
必要がない。特に前述の実施例のように１次遅れの積算
値を用いることとする場合は駆動回路の素子の昇温状態
をより良く模擬し、一層適切な上限値が決定できる。更
に本考案では慣性制御特性の成分については上限値を設
けず、その必要性に応じた電流を通流せしめる。従って
車庫出し等の場合に駆動電流が大きくなり、その２乗値
成分又は前記積算値が大となっても慣性制御特性の成分
はそのまま供給されるからそのような状況下でも電動機
の慣性を補償できて快適な操舵感覚が得られる。

【００１４】なお慣性制御特性の電流成分の絶対値自体
はアシスト特性の成分値に比して小さいのでこれによる
昇温過熱の問題は事実上無いと言うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電動パワーステアリング装置の制御系の
ブロック図である。

【図２】本考案の電動パワーステアリング装置の制御系
のブロック図である。

【図３】上限値を示すグラフである。

【図４】電動機駆動回路における温度センサ取付状態を
示す平面図である。

【図５】電動機駆動回路における温度センサ取付状態を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ トルクセンサ ２ 車速センサ ３ マイクロプロセッサ ４ 電動機駆動回路 ５ 電動機 ６ 電流検出部 31 アシスト特性決定部 32 慣性制御特性決定部 36 保護部

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵力を助勢する電動機の駆動電流を検
   出し、それに基づいて電動機の過熱保護を行なうべくな
   してある電動パワーステアリング装置において、駆動電
   流の２乗値を算出する手段と、算出した２乗値に基づい
   て駆動電流の上限値を決定する手段とを具備することを
   特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 車速及び操舵軸に加えられたトルクを検
   出し、これらの検出値と、予め定めてあるアシスト特性
   及び慣性制御特性とに従い駆動電流値が定められる電動
   機によって操舵力を助勢すべくなしてあり、該電動機の
   駆動電流を検出し、それに基づいて電動機の過熱保護を
   行なうべくなしてある電動パワーステアリング装置にお
   いて、駆動電流の２乗値を算出する手段と、算出した２
   乗値に基づいてアシスト特性によって定まる駆動電流成
   分のみの上限値を決定する手段とを備えることを特徴と
   する電動パワーステアリング装置。