JP4291015B2 - 電動パワーステアリング装置の出力制限方法および出力制限装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自己発熱の大きいシステムである電動パワーステアリング装置の出力制限方法および出力制限装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、ステアリング系にモータを備え、モータから供給する動力を、制御装置を用いて制御することにより、運転者の操舵力を軽減するものである。
【０００３】
電動パワーステアリング装置では、操舵の仕方によってはスイッチング素子を介してモータに大電流が連続して流れ、抵抗損失による発熱でスイッチング素子やモータの破損が発生する可能性が高かった。そこで、そのような発熱によるスイッチング素子やモータの破損を回避するために、電動パワーステアリング装置のスイッチング素子とモータの各温度を温度センサにより検出して、電流値を制限するものが特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１で開示された技術においては、温度センサを使用し、電動パワーステアリング装置に使用する駆動回路の過熱を防止し、駆動回路の過熱から保護する。それは、発熱する部分で最も高温になる部分またはその温度に相関する部位の温度が計測できるように構成されており、その温度に応じて出力を制限し、発熱体の過熱を防止するように動作する。しかしながら、この場合、温度センサの異常を検出するようにはしていないため、温度センサが異常となった場合に適正な電流制限がなされないという問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献２においては、上記の問題を解決する手段が開示されており、その手段は、車両の運転状態に応じた電流が流されて操舵ハンドルの回動操作に対するアシスト力を発生する電動モータを備えた車両の電動パワーステアリング装置において、電流により発熱する部分の温度を検出する温度検出手段と、電動モータに流される電流の電流値に基づいて求められる発熱する部分の推定温度に応じた値が所定値以上変化したか否かを判定する温度条件判定手段と、発熱する部分の推定温度に応じた値が所定値以上変化したと判定された場合に温度検出手段による検出温度が所定温度以上変化していないとき、温度検出手段が異常であると判定する異常判定手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−９２７８１号公報
【特許文献２】
特開２００１−１３０４３２公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１で開示された従来技術では温度センサが故障しているかどうかの判断はされていないという問題点があった。また、特許文献２で開示された従来技術では、推定温度に基づいて温度センサが異常であるかどうかの判定を行う手段を備えてはいるが、温度センサあるいは温度推定手段に基づいたモータの出力を制限する方法については開示されていなかった。また、従来の技術では温度センサにより測定される温度に応じて電動パワーステアリング装置の出力を制限するため、温度センサを取り付けた位置の環境温度に応じて出力を制限するまでの時間が大きく変化する。電動パワーステアリング装置は、モータ、モータ駆動装置、ハーネス、コネクタ等発熱する部位は複数あり、それぞれの環境温度も異なる。したがって、温度センサを取り付けた位置によって出力を制限するまでの時間が大幅に長くなったりすると過熱してしまう部位が生じることがあるため、それぞれの部位に温度センサを取り付けたり、温度推定をそれぞれの部位について実施したりする必要があり、システムが複雑になりコストが上昇するという問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、低コストで、複雑でないシステムで装置の温度を推定し、温度センサが検出する温度あるいは温度推定手段によって推定された温度に基づいてモータの出力を制限する電動パワーステアリング装置の出力制限方法および出力制限装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る電動パワーステアリング装置の出力制限方法および出力制限装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００１０】
電動パワーステアリング装置の出力制限方法（請求項１に対応）は、電動パワーステアリング装置の一部に取り付けられた温度センサが検出する温度によって、モータの出力を制限するようにした電動パワーステアリング装置の出力制限方法において、モータ電流検出部で検出したモータに流れる電流を入力し、この電流に基づき、単位時間当たりの発熱量と放熱量の差を計算し、さらに当該差を積分して温度上昇を計算し、この温度上昇値と、第２の設定温度であるスタート温度とを加算して電動パワーステアリング装置の推定温度を求め、温度センサで検出された温度を入力し、温度が、第２の設定温度よりも高く設定された第１の設定温度以下の場合には、システム作動開始時の温度センサによって測定された検出温度と第１の設定温度との差をオフセット値とし、それ以後の温度センサの検出温度にオフセット値を加えた値を仮想温度として求め、温度が第１の設定温度以上の場合にはそれ以後の温度センサの検出温度を仮想温度として求め、推定温度と、仮想温度のうち高い方に基づいてモータの出力制限を行うことで特徴づけられる。
【００１１】
電動パワーステアリング装置の出力制限方法によれば、上記のごとくして求めた推定温度と仮想温度のうち高い方に基づいてモータの出力制限を行うようにしたため、電動パワーステアリング装置における駆動回路などの発熱体の過熱を確実に防止し、駆動回路などの発熱体の過熱から確実に保護することができる。
【００１２】
電動パワーステアリング装置の出力制限装置（請求項２に対応）は、電動パワーステアリング装置の一部に取り付けられた温度センサが検出する温度によって、モータの出力を制限するようにした電動パワーステアリング装置の出力制限装置において、モータ電流検出部で検出したモータに流れる電流を入力し、この電流に基づき、単位時間当たりの発熱量と放熱量の差を計算し、さらに当該差を積分して温度上昇を計算し、この温度上昇値と、第２の設定温度であるスタート温度とを加算して電動パワーステアリング装置の推定温度を求める温度推定手段と、温度センサで検出された温度を入力し、温度が、第２の設定温度よりも高く設定された第１の設定温度以下の場合には、システム作動開始時の温度センサによって測定された検出温度と第１の設定温度との差をオフセット値とし、それ以後の温度センサの検出温度にオフセット値を加えた値を仮想温度として求め、温度が第１の設定温度以上の場合にはそれ以後の温度センサの検出温度を仮想温度として求める仮想温度算出手段と、推定温度と、仮想温度のうち高い方に基づいてモータの出力制限を行う出力制限手段とを備えることで特徴づけられる。
【００１３】
電動パワーステアリング装置の出力制限装置によれば、上記のごとく温度推定手段と仮想温度算出手段と出力制限手段とを備え、推定温度と仮想温度のうち高い方に基づいてモータの出力制限を行うようにしたため、電動パワーステアリング装置における駆動回路などの発熱体の過熱を確実に防止し、駆動回路などの発熱体の過熱から確実に保護することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の模式構造図である。電動パワーステアリング装置１０では、ステアリング・ホイール（ハンドル）１１に一体的に設けられたステアリング軸１２に、自在継手１３ａ，１３ｂを有する連結軸１３を介して、ラック・ピニオン機構１５のピニオン１５ａに連結されることによって、手動操舵トルク発生機構１６が構成されている。
【００１６】
ピニオン１５ａに噛み合うラック歯１７ａを有し、これらの噛み合いにより軸方向に変換されて往復動するラック軸１７は、その両端にタイロッド１８を介して転動軸としての左右の前輪１９に連結されている。運転者は、ハンドル１１を操作することにより、手動操舵トルク発生機構１６と通常のラック・ピニオン式のステアリング装置を介して、前輪を揺動させて車両の向きを変えることができる。
【００１７】
この手動操舵トルク発生機構１６によって発生する操舵トルクを軽減するために、アシストトルク（操舵補助トルク）を供給するモータ２０が例えばラック軸１７と同軸的に配設され、ラック軸１７にほぼ平行に設けられたボールねじ機構２１を介してモータ２０からの回転運動により供給されるアシストトルクが直進運動のための力に変換され、ラック軸１７に作用する。
【００１８】
モータ２０のロータには、駆動側ヘリカルギヤ２０ａが一体的に設けられている。このヘリカルギヤ２０ａは、ボールねじ機構２１のねじ軸２１ａの軸端に一体的に設けられたヘリカルギヤ２１ｂと噛み合っている。また、ボールねじ機構２１のナットは、ラック軸１７に連結されている。
【００１９】
図２は、電動パワーステアリング装置の制御装置を示す図である。図１において、図示しないステアリングギヤボックス内には、ピニオン１５ａに作用する手動操舵トルクＴを検出する手動操舵トルク検出部２２が設けられる。この手動操舵トルク検出部２２は、検出した手動操舵トルクＴを手動操舵トルク検出信号Ｔｄに変換し、その変換された手動操舵トルク検出信号Ｔｄを制御装置２４へ入力する。また、車両には車速に対応した車速信号ｖを検出する車速センサ２３も設けられており、車速信号ｖを制御装置２４に入力する。
【００２０】
さらに、電動パワーステアリング装置１０には図２で示すようにモータ電流検出部２５が設けられている。このモータ電流検出部２５は、モータ２０に対して直列に接続された抵抗等を備え、モータ２０に実際に流れるモータ電流ＩＭの大きさおよび方向を検出する。そして、モータ電流検出部２５は、モータ電流ＩＭに対応したモータ電流信号Ｉｍを制御装置２４に入力する。
【００２１】
さらに、電動パワーステアリング装置１０には、図２で示すようにモータ電圧検出部２６が設けられている。モータ電圧検出部２６は、モータ２０の両端の電圧を各々検出し、モータ２０に実際に印加されているモータ電圧ＶＭの大きさおよび方向を検出する。そして、モータ電圧検出部２６は、モータ電圧ＶＭに対応したモータ電圧信号Ｖｍを制御装置２４に入力する。
【００２２】
また、電動パワーステアリング装置１０の制御装置２４には、温度センサ２７を設けている。図３に、温度センサの取り付け位置を示す。温度センサ２７は、制御部３０が設けられた基板３１に接するヒートシンク３２上に設け、熱を伝えるために金属の金具等で温度センサ２７を固定し、さらにヒートシンク３２にネジ等で取り付ける。温度センサ２７は、ヒートシンク３２の温度に対応する信号を電圧信号ＶＴ１とし出力し、その電圧信号ＶＴ１を制御装置２４に入力する。
【００２３】
制御装置２４は、手動操舵トルク検出部２２、車速センサ２３、モータ電流検出部２５、モータ電圧検出部２６、温度センサ２７の各検出信号Ｔｄ、ｖ、Ｉｍ、Ｖｍ、ＶＴ１が入力される。そして、制御装置２４は、これらの検出信号Ｔｄ、ｖ、Ｉｍ、Ｖｍ、ＶＴ１に基づいてモータ２０に流すモータ電流ＩＭの大きさおよび方向を決定し、モータの運転を行って、モータの出力する動力（操舵補助トルク）を制御する。
【００２４】
制御装置２４は、手動操舵トルク検出部２２、車速センサ２３、モータ電流検出部２５、モータ電圧検出部２６、温度センサ２７等からの検出信号がアナログ信号として入力されるので、図示しないＡ／Ｄ変換部によりアナログ信号をディジタル信号に変換し、各ＣＰＵに取り込んでいる。
【００２５】
制御装置２４は、目標電流決定部２９と、制御部３０とを備える。目標電流決定部２９は、手動操舵トルク検出信号Ｔｄ、車速信号ｖ、モータ電流信号Ｉｍ、モータ電圧信号Ｖｍに基づいて目標補助トルクを決定し、目標補助トルクをモータ２０から供給するために必要となる目標電流信号ＩＴを出力する。そのとき、第１の温度センサ２７からの電圧信号ＶＴ１とモータ電流信号Ｉｍから得られる推定温度信号Ｔｍｃに基づいて出力が制限された目標電流信号ＩＴを出力する。
【００２６】
図４は、目標電流決定部２９のブロック構成図である。目標電流決定部２９は、主に、モータ回転速度算出部３３、ベース電流算出部３４、イナーシャ補償電流算出部３５、ダンパー補償電流算出部３６、イナーシャ補償部３７、ダンパー補償部３８、目標電流最終決定部３９とローパスフィルタ４０と位相補償部４１とハイパスフィルタ４２と温度推定部４３と仮想温度算出部４４と出力制限部４５から構成される。
【００２７】
モータ回転速度算出部３３は、モータ電流検出部２５からのモータ電流信号Ｉｍおよびモータ電圧検出部２６からのモータ電圧信号Ｖｍが入力され、ダンパー補償電流算出部３６にモータ回転速度信号Ｎｍを出力する。
【００２８】
ベース電流算出部３４は、手動操舵トルク検出部２２からの操舵トルク信号Ｔｄをローパスフィルタ４０を通して、位相補償部４１により位相補償された操舵トルク信号Ｔｓおよび車速センサ２３からの車速信号Ｖが入力され、イナーシャ補償部３７に目標電流信号ＩＭＳを出力する。ベース電流算出部３４は、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルク信号Ｔｓおよび車速信号Ｖと目標電流信号ＩＭＳとの対応するデータに基づいて、操舵トルク信号Ｔｓおよび車速信号Ｖをアドレスとして対応する目標電流信号ＩＭＳを読み出す。なお、目標電流信号ＩＭＳは、モータ２０に流す目標のモータ電流を設定する上で基準となる電流の情報を含む信号である。
【００２９】
イナーシャ補償電流算出部３５は、モータおよびシステムの慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するためのイナーシャ補償電流算出処理を行うためのものであり、手動操舵トルク検出部２２からの操舵トルク信号Ｔｄをローパスフィルタ４０を通した信号Ｔｌと信号Ｔｌをハイパスフィルタ４２を通した操舵トルク信号Ｔｈおよび車速センサ２３からの車速信号Ｖが入力され、イナーシャ補償部３７にイナーシャ補償信号ＩＳを出力する。まず、イナーシャ補償電流算出部３５は、操舵トルク信号Ｔｈ、Ｔｌを時間微分し、操舵トルクの時間微分値を算出する。そして、イナーシャ補償電流算出部３５は、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖとイナーシャ補償信号ＩＳとの対応するデータに基づいて、操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖをアドレスとして対応するイナーシャ補正信号ＩＳを読み出す。
【００３０】
ダンパー補償電流算出部３６は、モータの回転を制限する電流を算出するためのものであり、モータ回転速度算出部３３からのモータ回転速度信号Ｎｍおよび車速センサ２３からの車速信号Ｖと操舵トルク信号Ｔｌが入力され、ダンパー補償部３８にダンパー補償信号ＤＳを出力する。
【００３１】
イナーシャ補償部３７は、ベース電流算出部３４からの目標電流信号ＩＭＳおよびイナーシャ補償電流算出部３５からのイナーシャ補償信号ＩＳが入力され、ダンパー補償部３８に補償目標電流信号ＩＭＳ’を出力する。
【００３２】
ダンパー補償部３８は、イナーシャ補償部３７からの補償目標電流信号ＩＭＳ’およびダンパー補償電流算出部３６からのダンパー補償信号ＤＳが入力され、目標電流最終決定部３９に補償目標電流信号ＩＭＳ’’を出力する。
【００３３】
目標電流最終決定部３９は、ダンパー補償部３８からの補償目標電流信号ＩＭＳ’’および位相補償部４１からの位相補償された操舵トルク信号Ｔｓが入力され、目標電流信号ＩＴ’を出力する。
【００３４】
温度推定部４３は、詳細に後述するように、モータ電流信号Ｉｍと温度センサ２７からの電圧信号ＶＴ１を入力とし、制御部３０の温度の推定を行い、推定温度信号Ｔｍｃを仮想温度算出部４４と出力制限部４５に出力する。
【００３５】
仮想温度算出部４４は、詳細に後述するように、推定温度信号Ｔｍｃと温度センサ２７からの電圧信号ＶＴ１を入力とし、温度センサ２７からの電圧信号ＶＴ１に基づく仮想温度Ｔｉｍａｇを算出し、仮想温度Ｔｉｍａｇに係る仮想温度信号Ｔｉｍａｇｓを出力制限部４５に出力する。
【００３６】
出力制限部４５は、詳細に後述するように、目標電流最終決定部３９からの目標電流ＩＴ’と仮想温度算出部４４からの仮想温度信号Ｔｉｍａｇｓと温度推定部４３から出力される推定温度信号Ｔｍｃを入力信号とし、仮想温度Ｔｉｍａｇと推定温度Ｔｍのうち高い方の温度により目標電流ＩＴ’を制限し、最終目標電流ＩＴとして出力する。
【００３７】
図５は、制御部３０のブロック構成図である。制御部３０は、モータ運転制御部４６とモータ駆動部４７とモータ電流検出部２５を備えている。
【００３８】
モータ運転制御部４６は、フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４８とフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）制御部４９とＰＷＭ信号生成部５０とを備えている。フィードバック制御部４８は、偏差演算部５１と偏差電流制御部５２から構成される。
【００３９】
偏差演算部５１は、目標電流決定部２９から出力された目標電流信号ＩＴとモータ電流検出部２５からのモータ電流信号Ｉｍとの偏差を求め、その値を偏差信号５１ａとして出力する。
【００４０】
偏差電流制御部５２は、比例要素と積分要素と加算演算部から構成され、入力された偏差信号５１ａに対して、比例要素で比例処理した信号５１ａ’を出力し、積分要素で積分処理した信号５１ａ’’を出力し、加算演算部で信号５１ａ’と信号５１ａ’’を加算し、偏差信号５１ａの値がゼロに近づくように、デューティー比信号である偏差電流制御信号５２ａを生成・出力する。
【００４１】
フィードフォワード制御部４９は、フィードフォワード制御要素を生成し、出力するためのものであり、フィードフォワード比例要素５３とリミッタ５４と加算演算部５５から構成される。フィードフォワード比例要素５３は、或る任意のＦ／Ｆゲイン（Ｋｆｆ）によって、入力された目標電流信号ＩＴに比例したＦ／Ｆ信号５３ａを出力し、リミッタ５４は、Ｆ／Ｆ信号５３ａが所定の範囲内であれば、そのまま出力し、所定の範囲外では、制限して任意の一定の値の信号を出力するものである。
【００４２】
すなわち、フィードフォワード制御部４９のリミッタ５４は、フィードフォワード比例要素５３に入力された目標電流信号ＩＴに対して、その値が所定範囲内にある場合には、上記Ｆ／Ｆゲインで目標電流信号ＩＴに比例した値を持つデューティー比信号を出力し、その値が所定範囲外にある場合には、任意の一定の値のデューティー比信号を出力する。リミッタ５４の出力信号をフィードフォワード制御信号５４ａと呼ぶことにする。
【００４３】
加算演算部５５は、偏差電流制御部５２から出力された偏差電流制御信号５２ａにリミッタ５４から出力されたフィードフォワード制御信号５４ａを加え、その値を、モータ２０に供給するモータ電流をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号のデューティー比を決める最終出力デューティー比信号５５ａとして出力する。
【００４４】
ＰＷＭ信号生成部５０は、最終出力デューティー比信号５５ａに基づいてモータ２０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を駆動制御信号５０ａとして出力する。このＰＷＭ信号５０ａは、最終出力デューティー比信号５５ａで決められるデューティー比を持つ信号である。
【００４５】
図５に示すモータ駆動部４７は、ゲート駆動回路部５６と４個の電力用電界効果トランジスタをＨ型ブリッジ回路の構成で接続したモータ駆動回路５７とを備える。ゲート駆動回路部５６は、駆動制御信号（ＰＷＭ信号）５０ａに基づいて、ハンドル１１の操舵方向に応じて２つの電界効果トランジスタを選択し、選択した２つの電界効果トランジスタのゲートを駆動してこれらの電界効果トランジスタをスイッチング動作させる。
【００４６】
モータ電流検出部２５は、モータ駆動回路５７に直列に接続されたシャント抵抗５８の両端に生じる電圧からモータ２０に流れるモータ電流（電機子電流）の値ＩＭを検出してモータ電流信号Ｉｍを出力する。
【００４７】
以上により、制御装置２４は、手動操舵トルク検出部２２によって検出された手動操舵トルクＴと車速Ｖ、モータ電流ＩＭ、モータ電圧ＩＶに基づいてバッテリ電源５９からモータ２０へ供給する電流をＰＷＭ制御し、モータ２０が出力する動力（操舵補助トルク）を制御する。
【００４８】
また、図５に示すように、制御装置２４は、制御部３０においてモータ駆動回路５７に直列に接続されたシャント抵抗５８の両端に生じる電圧からモータ２０に実際に流れるモータ電流の値ＩＭをモータ電流信号Ｉｍとして検出し、モータ電流信号Ｉｍに基づくフィードバック制御を行うことで、モータ２０の制御特性を向上させている。
【００４９】
さらに、制御装置２４は、制御部３０において、目標電流信号ＩＴをフィードフォワード比例要素５３に入力し、リミッタ５４から出力されたフィードフォワード制御信号５４ａを加算演算部５５で偏差電流制御信号５２ａに加算することにより、フィードフォワード制御を行うことで、モータ２０の制御特性をさらに向上させている。
【００５０】
次に、本発明において設けられた温度推定部４３と仮想温度算出部４４と出力制限部４５について詳細に説明する。図６は、温度推定部４３と仮想温度算出部４４と出力制限部４５の部分の詳細なブロック図である。温度推定部４３は、モータ電流検出部２５で検出されたモータ電流Ｉｍから制御部３０の温度を推定する。仮想温度算出部４４は、作業開始温度算出部４４ａと温度オフセット計算部４４ｂとオフセット値変化下限処理部４４ｃと仮想温度計算部４４ｄから成り、温度センサの検出温度に基づいて仮想温度を算出する。作業開始温度算出部４４ａは、作業開始時の温度を求める。温度オフセット計算部４４ｂは、作業開始温度と後に述べる第１の設定温度との差であるオフセット値を計算する。オフセット値変化下限処理部４４ｃは、後に述べるように、再セット時に求めたオフセット値が、前回オフセット値よりも小さい場合に、オフセット値を今回オフセット値に移行する段階での処理を行う。仮想温度計算部４４ｄは、仮想温度を計算する。出力制限部４５は、出力制限検索部４５ａとレシオ変化上限処理部４５ｂと出力制限電流算出部４５ｃから成り、温度推定部４３により推定された推定温度Ｔｍｃと仮想温度算出部４４により算出された仮想温度Ｔｉｍａｇのうち高い方の温度に基づいて電動パワーステアリング装置１０のモータ２０へ流すモータ電流Ｉｍの目標電流ＩＴ’を制限する。出力制限検索部４５ａは、推定温度Ｔｍｃと仮想温度Ｔｉｍａｇのうち高い方の温度に対応する出力制限係数を検索する。レシオ変化上限処理部４５ｂは、出力制限の変化率に制限を加え、急なアシスト変化を防止する。出力制限電流算出部４５ｃは、出力制限係数に基づいて出力が制限された電流を算出する。
【００５１】
本発明の電動パワーステアリング装置の温度推定部４３での温度推定の原理を説明する。ある発熱をする物体Ｍにおける発熱開始時刻ｔ０から発熱を続けたときの時刻ｔにおける温度上昇値ＤＴは、単位時間当たりの発熱量ｑｈと単位時間当たりの放熱量ｑｃの差を発熱開始時刻ｔ０から時刻ｔまで時間で積分したものをその物体Ｍの熱容量Ｃで割った式で表現する。
【００５２】
【数１】

【００５３】
ここで、簡単のために単位時間当たりの放熱量ｑｃは物体Ｍの放熱特性値で決まる固定値として計算に用いても良いが、一般には、この単位時間当たりの放熱量ｑｃは物体Ｍの温度Ｔと外気温ＴＥとの差（Ｔ−ＴＥ）によって変化するため、この温度差（Ｔ−ＴＥ）をパラメータとすると精度が向上する。そのため、温度上昇値ＤＴをそのままパラメータにしても良いし、物体Ｍの周辺温度（外気温）ＴＥが解れば、周囲温度との差（Ｔ−ＴＥ）をパラメータにする。例えば、温度差がそれほど大きくない場合には、ニュートンの冷却の法則が成り立ち、物体が放射によって単位時間当たり失う熱量は、その物体と周囲との温度差に比例する。
【００５４】
式（１）を用いて時刻ｔにおける物体Ｍの温度は式（２）で表される推定温度Ｔとして推定される。
【００５５】
【数２】
推定温度Ｔ＝スタート温度ＴＳ＋温度上昇値ＤＴ （２）
【００５６】
ここで、スタート温度ＴＳは、後に説明する仮想温度を求めるときの第１の設定温度より低く設定した第２の設定温度であり、推定温度の誤差±５℃以上第１の設定温度から離れるようにし、例えば、第１の設定温度を５０℃に設定したとき、第２の設定温度、すなわち、スタート温度は４０℃に設定する。
【００５７】
一般に電気部品の発熱は電流がその電気部品に流れることによって発生するジュール熱により生じる。その電気部品の単位時間当たりの発熱量の算出には、電流の２乗に比例した抵抗損失とその他の発熱量（還流ダイオードに流れる電流によるもの）を算出し、その和を計算して総発熱量を計算する。
【００５８】
本発明の電動パワーステアリング装置の温度推定部では、温度推定計算において電気部品の総発熱量の算出を初めに計算する。そのとき、単位時間当たりの発熱量ｑｃが電気部品に流れる電流の単純な一次関数にすることを特徴としＣＰＵの負荷を軽減している。電気部品の単位時間当たりの総発熱量をより正確に算出する場合は、電気部品に流れる電流に対する発熱量を電流の大きさの所定区間の範囲毎で異なる一次関数により対応付けることにより誤差を少なくすることもできる。
【００５９】
図７は、温度推定部４３の具体例を示す構成図である。温度推定部４３は、図示しないＥＣＵ内に設けられ、ＣＰＵ６０とメモリ６１を備えた構成となっている。メモリ６１には、温度センサ出力電圧対温度データテーブル記憶領域６２と損失係数記憶領域６４と放熱定数記憶領域６５と発熱量記憶領域６６とスタート温度記憶領域６７と発熱量積算値記憶領域６８とモータ温度推定プログラム記憶領域７０が設けられている。また、メモリ６１には、推定温度記憶領域７６と実測温度記憶領域７７と推定温度上昇値記憶領域７８が設けられている。
【００６０】
また、入力インターフェース部７１と出力インターフェース部７２とＣＰＵ６０とメモリ６１は、バス７３，７４，７５により接続されている。入力インターフェース部７１には、モータ電流検出部２５から出力されるモータ電流信号Ｉｍと温度センサ２７から出力される電圧信号ＶＴ１が入力され、出力インターフェース部７２からは、推定温度信号Ｔｍｃと発熱量ＷＨが出力される。
【００６１】
温度センサ出力電圧対温度データテーブル記憶領域６２は、温度センサの出力電圧に対応する温度データを記憶する領域である。損失係数記憶領域６４はモータ電流から温度を推定するときの損失係数を記憶するための領域である。放熱定数記憶領域６５はモータ電流から温度を推定するときの放熱定数を記憶するための領域である。発熱量記憶領域６６は、モータ電流から求めた単位時間当たりの発熱量と放熱量との差ＷＨを記憶する領域である。発熱量積算値記憶領域６８は、発熱量と放熱量の差ＷＨの積分値を求めるときに積算した発熱量と放熱量の差を記憶する領域である。スタート温度記憶領域６７は第２の設定温度を記憶する領域である。推定温度記憶領域７６は、得られた推定温度Ｔｍｃを記憶する領域である。実測温度記憶領域７７は、温度センサにより出力される電圧に基づいて得られた温度を記憶する領域である。温度推定プログラム記憶領域７０は、温度推定処理を行うための処理プログラムが記憶されている領域である。
【００６２】
図８と図９は温度推定部４３での処理プログラムのフローチャートである。まず、イグニッションスイッチがオンにされると、温度推定部４３では、温度推定プログラムが実行される。初期設定が完了されたかどうか判断する（ステップＳＴ１０）。もし、初期設定が完了されていなければ、安定待ち終了かどうか判断する（ステップＳＴ１１）。安定待ち終了でなければ、ステップＳＴ１１を繰り返し実行し、安定待ち終了であれば、温度推定部４３に入力インターフェース７１を介して温度センサ２７からの電圧信号ＶＴ１とモータ電流信号Ｉｍが入力される（ステップＳＴ１２）。また、ステップＳＴ１０で初期設定が完了しているならば、ステップＳＴ１２を実行し、推定温度算出処理を実行する（ステップＳＴ１３）。
【００６３】
図９は、推定温度算出処理（ステップＳＴ１３）を示す処理フローチャートである。ＣＰＵ６０は、モータ電流の絶対値を計算し（ステップＳＴ１４）、モータ電流の絶対値が所定値（例えば９Ａ）以上かどうか判断する（ステップＳＴ１５）。その判断で、モータ電流の絶対値が所定値より小さいならば、放熱定数記憶領域６５から放熱定数としてＹＷ（例えば２２Ｗ）を取り出し（ステップＳＴ１６）、モータ電流が所定値以上ならば、放熱定数にＸＷ（例えば９Ｗ）を取り出す（ステップＳＴ１７）。次に、モータ電流の絶対値と損失係数との積から放熱定数を引くことにより単位時間当たりの発熱量ｑｈと放熱量ｑｃの差を計算する（ステップＳＴ１８）。その求めた単位時間当たりの発熱量ｑｈと放熱量ｑｃの差ＷＨを発熱量記憶領域６６に記憶する。次に、単位時間当たりの発熱量ｑｈと放熱量ｑｃの差ＷＨを発熱開始時刻ｔ０、すなわち、モータ電流がゼロではなくなった時刻から時刻ｔまで単位時間当たりの発熱量ｑｈと放熱量ｑｃの差を積算し、積分値ΣＷＨを求める（ステップＳＴ１９）。その積分値を熱容量Ｃで割ることにより、上昇温度ＤＴを算出する（ステップＳＴ２０）。ＣＰＵ６０は、スタート温度記憶領域６７から、スタート温度を読み出し、その値と温度上昇値ＤＴの和を求めることにより、推定温度Ｔを計算、推定温度記憶領域７６に記憶する（ステップＳＴ２１）。このようにして求めた推定温度Ｔは推定温度信号Ｔｍｃとして、出力インターフェース７２から出力される（ステップＳＴ２２）。また、発熱量ＷＨを出力する（ステップＳＴ２３）。そして、メインルーチンにリターンする。
【００６４】
次に、イグニッションスイッチがオンかどうか判断し（ステップＳＴ２４）、オフであるときは終了し、オンであるときは、次のステップＳＴ２５を実行する。
【００６５】
ステップＳＴ２５では、ＣＰＵ６０は、発熱量記憶領域６６から単位時間当たりの発熱量と放熱量の差を読み出し、ゼロより小さいかどうか判断する（ステップＳＴ２５）。もし、単位時間当たりの発熱量と放熱量の差がゼロより小さくないならば、再初期化カウンタをクリアし（ステップＳＴ２６）、ステップＳＴ１０から再び実行する。もし、ステップＳＴ２５で単位時間当たりの発熱量と放熱量の差がゼロより小さいならば、ＣＰＵ６０は、推定温度記憶領域７６から推定温度を読み出し、また、実測温度記憶領域から実測温度（センサ温度）を読み出し、推定温度が実測温度より低いかどうかを判断する（ステップＳＴ２７）。もし、低くなければ、ステップＳＴ２６に行き、再初期化カウンタをクリアし、ステップＳＴ１０から再び実行する。もし、ステップＳＴ２７で推定温度が実測温度よりも低いならば、この推定温度が実測温度よりも低い状態になってからカウントしているタイマーが規定時間以上かどうかを判断する（ステップＳＴ２８）。規定時間経過していなければ、経過時間を更新し（ステップＳＴ２９）、ステップＳＴ１０から再び実行する。もし、規定時間経過したならば、発熱量積算値記憶領域をクリアする（ステップＳＴ３０）。その後、再初期化カウンタをクリアし（ステップＳＴ２６）、再び、ステップＳＴ１０から実行する。
【００６６】
次に、仮想温度算出部４４について詳細に説明する。
【００６７】
通常のパワーデバイスの制御では、使用デバイスの温度が仕様範囲内になるように出力を制限する。したがって、使用する環境温度が低いときにはその分だけデバイスの温度上昇の時間が遅くなり、作動制限のかかるまでの時間が長くなる。本発明では、環境温度が所定の温度よりも低い場合に、その温度までの偏差をオフセット値として、計算し、常に所定の温度以上からスタートするようにする。つまり第１の設定温度（例えば５０℃）以下からスタートする場合は常に第１の設定温度（５０℃）からスタートするようにオフセット値が計算される。スタートが第１の設定温度（５０℃）以上ではオフセット値はゼロとなりその温度からスタートする。
【００６８】
このことを図１０を用いて説明する。図１０は、実際のスタート時点での温度を横軸にとり、縦軸は制御上のスタート時点の温度を示す。直線Ｌ１０は、第１の設定温度（この例では５０℃）とし、点線Ｌ１１は、スタート時点の温度センサからの温度を示す。直線Ｌ１２は、第１の設定温度以上での実際のスタート時点での温度と制御上のスタート時点の温度の関係を示す。温度センサによる温度が第１の設定温度（５０℃）以下では、すべて第１の設定温度（５０℃）から開始するようにし、第１の設定温度と温度センサからの温度との差をオフセット値とする。温度センサからの温度が第１の設定温度（５０℃）以上のときには、制御上のスタート時点の温度と温度センサとの差がゼロであるのでオフセット値ゼロとする。
【００６９】
仮想温度Ｔｉｍａｇは、温度センサの検出温度に基づいて次のようにして求められる。システムの作動開始時の駆動装置ヒートシンク温度（温度センサの検出温度）が第１の設定温度（例えば５０℃）以下の場合には、その作動開始時の温度センサによって測定される検出温度の第１の設定温度からの差をオフセット値Ｔｏｆｆとし、以後の温度センサの検出温度にオフセット値Ｔｏｆｆを加えた値を仮想温度（Ｔｉｍａｇ）として使用する。システムの作動開始時の駆動装置ヒートシンク温度（温度センサの検出温度）が第１の設定温度以上の場合には、以後の温度センサの検出温度を仮想温度Ｔｉｍａｇとして使用する。例えば、作動開始時の温度が４５℃の場合、第１の設定温度が５０℃であったときオフセット値は５℃である。このとき、操作中に６０℃になった場合は仮想温度Ｔｉｍａｇは６５℃となる。システムの作動開始後のオフセットの計算は発熱状態のスタートを判断したとき、すなわち発熱量が正になった時点がスタートとなり、その時点での第１の設定温度と温度センサの検出温度との差がオフセット値となる。
【００７０】
具体的には、オフセット値の再セットは次のようにして行う。推定温度Ｔｍｃが温度センサの検出温度より小さく、発熱量がゼロより小さい状態が所定時間（例えば５秒間）継続したとき、温度センサの検出温度をオフセット値を計算するための温度Ｔｉｎとする。オフセット値は、第１の設定温度から温度Ｔｉｎを引いた値として求める。また、このオフセット値が負値の場合は、オフセット値をゼロとする。さらに、オフセット値が、前回の再セット時のオフセット値より小さくなる場合には、前回の再セット時のオフセット値から所定の割合で今回のオフセット値になるまで減少させる。この所定の割合は、ケースの放熱特性で変わる値であり、例えば、この例では６０秒間に１℃の割合で設定する。
【００７１】
図１１は、仮想温度算出部４４の具体例を示す構成図である。この具体例では、作業開始温度算出部４４ａと温度オフセット計算部４４ｂとオフセット値変化下限処理部４４ｃと仮想温度計算部４４ｄのそれぞれの機能を、一つのＣＰＵとメモリを有するマイクロコンピュータにより実現する。仮想温度算出部４４は、図示しないＥＣＵ内に設けられ、ＣＰＵ８０とメモリ８１を備えた構成となっている。メモリ８１には、温度センサ出力電圧対温度データテーブル記憶領域８２と推定温度記憶領域８３と発熱量記憶領域８４と初期温度記憶領域８５と実測温度記憶領域８６と第１の設定温度記憶領域８７とオフセット値記憶領域８８と仮想温度記憶領域８９と仮想温度算出プログラム記憶領域９０が設けられている。
【００７２】
また、入力インターフェース部９１と出力インターフェース部９２とＣＰＵ８０とメモリ８１は、バス９３，９４，９５により接続されている。入力インターフェース部９１には、温度推定部４３から出力される推定温度信号Ｔｍｃと発熱量信号ＷＨと温度センサ２７から出力される電圧信号ＶＴ１が入力され、出力インターフェース部９２からは、仮想温度信号Ｔｉｍａｇｓが出力される。
【００７３】
温度センサ出力電圧対温度データテーブル記憶領域８２は、温度センサの出力電圧に対応する温度データを記憶する領域である。推定温度記憶領域８３は、温度推定部４３から入力された推定温度Ｔｍｃを記憶する領域である。発熱量記憶領域８４は、温度推定部４３から入力されたモータ電流から求めた単位時間当たりの発熱量と放熱量との差ＷＨを記憶する領域である。初期温度記憶領域８５は再セット時の温度センサ２７によって検出される温度を記憶する領域である。実測温度記憶領域８６は、温度センサ２７により出力される電圧ＶＴ１に基づいて得られた温度を記憶する領域である。第１の設定温度記憶領域８７は、オフセット値を計算するときに用いる第１の設定温度を記憶する領域である。オフセット値記憶領域８８は、再セット時に求めたオフセット値を記憶する領域である。仮想温度記憶領域８９は、計算された仮想温度Ｔｉｍａｇを記憶する領域である。仮想温度算出プログラム記憶領域９０は、仮想温度算出処理を行うための処理プログラムが記憶されている領域である。
【００７４】
図１２〜図１４は仮想温度算出部での処理プログラムのフローチャートである。まず、イグニッションスイッチがオンにされると、仮想温度算出部４４では、仮想温度算出プログラムが実行される。イグニッションスイッチオン後、所定時間経過したかを判断する（ステップＳＴ４０）。もし、所定時間経過していなければ、ステップＳＴ４０を繰り返す。所定時間経過したならば、入力インターフェース９１を介して温度センサ２７からの電圧信号ＶＴ１と温度推定部４３からの推定温度信号Ｔｍｃと発熱量ＷＨが入力される（ステップＳＴ４１）。電圧信号ＶＴ１より温度センサ２７での温度を求め、実測温度記憶領域８６に記憶する（ステップＳＴ４２）。推定温度信号に基づいて推定温度Ｔｍｃを推定温度記憶領域８３に記憶する（ステップＳＴ４３）。発熱量信号に基づいて発熱量ＷＨを発熱量記憶領域に記憶する（ステップＳＴ４４）。第１の設定温度からの実測温度Ｔｉｎの差を求め、その差Ｔｏｆｆをオフセット値記憶領域８８に記憶する（ステップＳＴ４５）。次にイグニッションスイッチオフかどうか判断する（ステップＳＴ４６）。イグニッションスイッチがオフであるならば、処理プログラムは終了する。イグニッションスイッチがオンであるならば、入力インターフェース９１を介して温度センサ２７からの電圧信号ＶＴ１と温度推定部４３からの推定温度信号Ｔｍｃと発熱量ＷＨが入力される（ステップＳＴ４７）。電圧信号ＶＴ１より温度センサ２７での温度を求め、実測温度記憶領域８６に記憶する（ステップＳＴ４８）。推定温度信号Ｔｍｃに基づいて推定温度Ｔｍを推定温度記憶領域８３に記憶する（ステップＳＴ４９）。発熱量信号に基づいて発熱量ＷＨを発熱量記憶領域８４に記憶する（ステップＳＴ５０）。推定温度Ｔｍが実測温度より低いかどうか判断する（ステップＳＴ５１）。もし、推定温度が実測温度以上の場合は、タイムカウンタをクリアして、ステップＳＴ６６を実行する。もし、推定温度が実測温度より小さい場合は、発熱量ＷＨがゼロより小さいかどうか判断する（ステップＳＴ５２）。もし、発熱量ＷＨがゼロ以上のときには、タイムカウンタをクリアして、ステップＳＴ６６を実行する。もし、発熱量ＷＨがゼロより小さいときには、タイムカウンタＴに１サイクルタイム加算する（ステップＳＴ５３）。次に、タイムカウンタの値が所定の時間（例えば５秒）になったかどうか判断する（ステップＳＴ５４）。所定の時間より小さければ、ステップＳＴ６６を実行する。もし、所定の時間（例えば５秒）に達したら、第１の設定温度とそのときの実測温度との差を求め、今回オフセット値記憶領域８８ａに記憶する（ステップＳＴ５５）。今回オフセット値が負の値かどうか判断する（ステップＳＴ５６）。今回オフセット値が負の値のときには、オフセット値記憶領域８８にゼロを記憶させる（ステップＳＴ５７）。そして、ステップＳＴ６６を実行する。今回オフセット値がゼロ以上の場合は、今回オフセット値と前回オフセット値記憶領域８８ｂの値の差Ｄｏｆｆを求める（ステップＳＴ５８）。その差Ｄｏｆｆがゼロ以上かどうか判断する（ステップＳＴ５９）。その差Ｄｏｆｆがゼロ以上のときには、その今回オフセット値をオフセット値として記憶させる（ステップＳＴ６０）。その差Ｄｏｆｆが負の値のときには、タイムカウンタＴにサイクルタイムを加算する（ステップＳＴ６１）。前回オフセット値から所定の割合（１℃／６０秒）とタイムＴとの積を減算した値Ｔｏｆｆｓを求める（ステップＳＴ６２）。Ｔｏｆｆｓが今回オフセット値より大きいかどうか判断する（ステップＳＴ６３）。Ｔｏｆｆｓの方が大きいときには、Ｔｏｆｆｓをオフセット値と記憶させる（ステップＳＴ６４）。ステップＳＴ６６を実行。Ｔｏｆｆｓの方が今回オフセット値以下になったら、今回オフセット値をオフセット値として記憶させる（ステップＳＴ６５）。実測温度にオフセット値を加算して仮想温度Ｔｉｍａｇを求め（ステップＳＴ６６）、仮想温度Ｔｉｍａｇを出力する（ステップＳＴ６７）。
【００７５】
図１５は、出力制限部４５の具体例を示す構成図である。この具体例では、図６で示した出力制限検索部４５ａとレシオ変化上限処理部４５ｂと出力制限電流算出部４５ｃのそれぞれの機能は、一つのＣＰＵとメモリを有するマイクロコンピュータにより実現させる構成として説明する。出力制限部４４は、図示しないＥＣＵ内に設けられ、ＣＰＵ１００とメモリ１０１を備えた構成となっている。メモリ１０１には、温度対出力制限係数データテーブル記憶領域１０２と出力制限処理プログラム記憶領域１０３が設けられている。
【００７６】
また、入力インターフェース部１０４と出力インターフェース部１０５とＣＰＵ１００とメモリ１０１は、バス１０６，１０７，１０８により接続されている。入力インターフェース部１０４には、目標電流最終決定部３９から出力される目標電流ＩＴ’と仮想温度算出部４４から出力される仮想温度信号Ｔｉｍａｇｓと温度推定部４３からの推定温度信号Ｔｍｃが入力され、出力インターフェース部１０５からは、最終目標電流ＩＴが出力される。
【００７７】
温度対出力制限係数データテーブル記憶領域１０２は、温度に対する出力制限係数を記憶させる領域である。出力制限処理プログラム記憶領域１０３は、出力制限処理を行うための処理プログラムが記憶されている領域である。図１６は、温度対出力制限係数データテーブルを示すグラフである。横軸は、温度であり、縦軸は目標電流に掛ける出力制限係数Ｒを示す。出力制限係数Ｒは、温度が所定の温度以下では１であるが、温度が所定の温度以上になったとき、温度の増加に伴い、１から減少する。例えば、図１６では、温度が６０℃以下の温度では、出力制限係数は１であり、６０℃以上では、ある傾きの直線でＬＡで減少し、さらに、８０℃以上では直線ＬＡの傾きよりも急な傾きの直線ＬＢで減少するようにしている。このような出力制限係数を目標電流ＩＴ’に掛けることにより、出力制限部４４は、制限された目標電流ＩＴを出力することができる。
【００７８】
図１７は、出力制限処理プログラムに基づく処理のフローチャートである。まず、出力制限部４５の入力インターフェース部１０４を通して目標電流ＩＴ’と仮想温度算出部４４からの仮想温度信号Ｔｉｍａｇｓと温度推定部４３からの推定温度信号Ｔｍｃが入力される（ステップＳＴ７０）。ＣＰＵ１００は、仮想温度Ｔｉｍａｇと推定温度Ｔｍを比較する（ステップＳＴ７１）。もし、仮想温度Ｔｉｍａｇが推定温度Ｔｍ以上のときには、仮想温度Ｔｉｍａｇに基づいて、その温度に対応する出力制限係数Ｒを検索する（ステップＳＴ７２）。また、推定温度Ｔｍの方が仮想温度Ｔｉｍａｇより高いときには、推定温度信号Ｔｍｃに基づいて、その温度に対応する出力制限係数Ｒを検索する（ステップＳＴ７３）。ＣＰＵ１００は、出力制限係数Ｒの値と目標電流ＩＴ’との積を求め（ステップＳＴ７４）。その積を出力インターフェース１０５を通して出力する（ステップＳＴ７５）。そしてリターンする。
【００７９】
次に、上記で説明した電動パワーステアリング装置における動作を図１８、図１９を用いて説明する。図１８は、温度センサ２７が正常であるときの仮想温度Ｔｉｍａｇと推定温度Ｔｍの時間変化を示す。第１の設定温度は５０℃に設定し、第２の設定温度は４０℃に設定している。曲線Ａは推定温度Ｔｍの時間変化を示し、曲線Ｂは仮想温度Ｔｉｍａｇの時間変化を示す。また、直線Ｃは出力制限開始温度であり、直線Ｄは、第２出力制限温度である。なお、この例では、図１６で示すような温度に対する出力制限係数の特性を有すもので出力制限を行っている。すなわち、温度が６０℃以下の場合は、出力係数１であり、制限せず、温度が６０℃になったら、第１の出力制限を開始し、温度８０℃までは、直線ＬＡで出力制限係数は減少し、第２の出力制限の８０℃以上では、直線ＬＢで出力制限係数を変化させる。温度センサが正常なときは、仮想温度Ｔｉｍａｇは５０℃から上昇し、時間が経過し、６０℃に達したら、第一の出力制限がかかり、それにより、温度の上昇率が減少して、温度が増加する。そして、温度８０℃以上では、さらに、出力制限がかかり、より温度上昇は少なくなっていることが分かる。推定温度Ｔｍは４０℃から上昇し、仮想温度Ｔｉｍａｇが６０℃で制限された時点で、推定温度Ｔｍも制限され、温度上昇率が減少して増加する。また、８０℃で仮想温度Ｔｉｍａｇが制限された時点で、仮想温度Ｔｉｍａｇも上昇率が減少していることが分かる。このように、仮想温度Ｔｉｍａｇは５０℃以上から始まるため、通常は仮想温度Ｔｉｍａｇが推定温度Ｔｍよりも高く、通常の制御は、仮想温度Ｔｉｍａｇによって行われることが分かる。図１９は、温度センサ２７が異常であるときの仮想温度Ｔｉｍａｇと推定温度Ｔｍの時間変化を示す。温度センサ２７が異常のときは、曲線Ｆのように、仮想温度Ｔｉｍａｇは、若干温度は上昇するがほとんど変化しない。しかし、推定温度Ｔｍは上昇し、推定温度Ｔｍが６０℃以上のときは、制限がかかり上昇率が減少する。さらに、推定温度Ｔｍが８０℃になったとき第２の出力制限がかかり、上昇率が減少する。このように、温度センサに異常があり、仮想温度Ｔｍが上昇しない場合、推定温度Ｔｍは上昇し、推定温度Ｔｍにより出力制限がかかる。以上の動作により仮想温度Ｔｉｍａｇと推定温度Ｔｍのうち高い方の温度によって出力制限された目標電流ＩＴが制御部３０に出力される。
【００８０】
次に本発明に係る第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、温度センサ２７の上昇温度によって出力制限を行う。すなわち、温度センサ２７の上昇温度（検出温度）から得られる仮想温度Ｔｉｍａｇによって出力制限を行う。
【００８１】
図２０は、温度推定部４３と仮想温度算出部４４と出力制限部４５の詳細なブロック図である。仮想温度算出部４４は、作業開始温度算出部４４ａと温度オフセット計算部４４ｂとオフセット値変化下限処理部４４ｃと仮想温度計算部４４ｄから成る。出力制限部４５は、出力制限検索部４５ａとレシオ変化上限処理部４５ｂと出力制限電流算出部４５ｃから成る。この実施形態では、温度センサ２７からの検出温度に基づいて出力制限を行い、推定温度Ｔｍは、温度センサ２７からの検出温度に基づいて仮想温度Ｔｉｍａｇを算出するときに用い、出力制限には用いない。それぞれのブロックの構成は第１の実施形態と同様であるが、出力制限部４５への入力が第１の実施形態と異なり目標電流ＩＴ’と仮想温度信号Ｔｉｍａｇｓであるため、出力制限部の処理プログラムについて説明し、他の説明は省略する。
【００８２】
図２１は、出力制限処理プログラムに基づく処理のフローチャートである。まず、出力制限部４５の入力インターフェース部１０４を通して目標電流ＩＴ’と仮想温度信号Ｔｉｍａｇｓが入力される（ステップＳＴ８０）。ＣＰＵ１００は、メモリ１０１の記憶領域から瞬時に入力されたその仮想温度Ｔｉｍａｇに対応する出力制限係数Ｒを検索する（ステップＳＴ８１）。ＣＰＵ１００は、出力制限係数Ｒと目標電流ＩＴ’との積ＩＴを求め（ステップＳＴ８２）。その積ＩＴを出力インターフェース１０５を通して出力する（ステップＳＴ８３）。そして、リターンする。
【００８３】
以上の動作により温度によって出力制限された目標電流が制御部に出力される。このように、第２の実施形態によれば、発熱体の温度検知手段と、発熱体の温度推定手段と、所定の条件によって算出されたオフセット値によって、そのオフセット値を加算した仮想温度を作り、その仮想温度で作動制限を実施するため、作動する環境温度が変わっても作動する時間が大幅に増大することがない。電動パワーステアリング装置に接続されているデバイスは、最大作業時間がそれぞれの作動環境で定められている。したがって、作動制限時間のばらつきがこれらの最大作動時間以内に制御されることにより、過熱防止処理が軽減されコストが軽減される。
【００８４】
なお、第２の実施形態において、出力制限部に仮想温度信号を入力することにより、仮想温度に基づいて出力制限を行うことについて説明したが、出力制限部に推定温度信号を入力することにより、推定温度に基づいて出力制限を行うようにしても良い。
【００８５】
また、第１の実施形態と第２の実施形態において、温度推定部４３での処理を実行するＣＰＵと、仮想温度算出部４４での処理を実行するＣＰＵと、出力制限部４５での処理を実行するＣＰＵをそれぞれ別々のＣＰＵを使用して説明したが、一つのＣＰＵで共有して実行するようにしても良い。
【００８６】
さらに、本実施形態においては、この出力制限方法を電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、電動パワーステアリング装置以外の装置でモータを用いて駆動する装置での出力制限方法として適用することもできる。
【００８７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００８８】
モータに流れる電流を検知することにより、電動パワーステアリング装置の温度を推定し、その推定温度と、温度センサの検出温度から得られる仮想温度のうち高い方に基づいてモータの出力制限を行うため、電動パワーステアリング装置における駆動回路などの発熱体の過熱を確実に防止し、駆動回路などの発熱体の過熱から確実に保護することができる。
【００８９】
温度センサの上昇温度によって出力制限を行うため、環境温度が異なるそれぞれの部位がある電動パワーステアリング装置においても確実に過熱防止をすることができ、また、その処理が簡単化されコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の模式構造図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置を示す図である。
【図３】温度センサの取り付け位置を示す図である。
【図４】目標電流決定部のブロック構成図である。
【図５】制御部のブロック構成図である。
【図６】温度推定部と仮想温度算出部と出力制限部の詳細なブロック図である。
【図７】温度推定部の具体例を示す構成図である。
【図８】温度推定プログラムの処理フローチャートである。
【図９】温度推定プログラムの処理フローチャートである。
【図１０】オフセット値の説明図である。
【図１１】仮想温度算出部の具体例を示す構成図である。
【図１２】仮想温度算出プログラムの処理フローチャートである。
【図１３】仮想温度算出プログラムの処理フローチャートである。
【図１４】仮想温度算出プログラムの処理フローチャートである。
【図１５】出力制限部の具体例を示す構成図である。
【図１６】温度対出力制限係数データテーブルを示すグラフである。
【図１７】出力制限処理プログラムの処理フローチャートである。
【図１８】温度センサが正常のときの仮想温度と推定温度の時間変化を示すグラフである。
【図１９】温度センサが異常のときの仮想温度と推定温度の時間変化を示すグラフである。
【図２０】第２の実施形態での温度推定部と仮想温度算出部と出力制限部の詳細なブロック図である。
【図２１】出力制限処理プログラムの処理フローチャートである。
【符号の説明】
１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリング軸
１３ 連結軸
１５ ピニオン機構
１６ 手動操舵トルク発生機構
１７ ラック軸
１８ タイロッド
１９ 前輪
２０ モータ
２１ ボールねじ機構
２２ 手動操舵トルク検出部
２３ 車速センサ
２４ 制御装置
２５ モータ電流検出部
２６ モータ電圧検出部
２７ 温度センサ
２９ 目標電流決定部
３０ 制御部
４３ 温度推定部
４４ 仮想温度算出部
４５ 出力制限部

Claims (2)

1. 電動パワーステアリング装置の一部に取り付けられた温度センサが検出する温度によって、モータの出力を制限するようにした電動パワーステアリング装置の出力制限方法において、
   モータ電流検出部で検出した前記モータに流れる電流を入力し、この電流に基づき、単位時間当たりの発熱量と放熱量の差を計算し、さらに当該差を積分して温度上昇を計算し、この温度上昇値と、第２の設定温度であるスタート温度とを加算して前記電動パワーステアリング装置の推定温度を求め、
   前記温度センサで検出された前記温度を入力し、前記温度が、前記第２の設定温度よりも高く設定された第１の設定温度以下の場合には、システム作動開始時の前記温度センサによって測定された検出温度と前記第１の設定温度との差をオフセット値とし、それ以後の前記温度センサの検出温度に前記オフセット値を加えた値を仮想温度として求め、前記温度が前記第１の設定温度以上の場合にはそれ以後の前記温度センサの検出温度を仮想温度として求め、
   前記推定温度と、前記仮想温度のうち高い方に基づいて前記モータの出力制限を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置の出力制限方法。
2. 電動パワーステアリング装置の一部に取り付けられた温度センサが検出する温度によって、モータの出力を制限するようにした電動パワーステアリング装置の出力制限装置において、
   モータ電流検出部で検出した前記モータに流れる電流を入力し、この電流に基づき、単位時間当たりの発熱量と放熱量の差を計算し、さらに当該差を積分して温度上昇を計算し、この温度上昇値と、第２の設定温度であるスタート温度とを加算して前記電動パワーステアリング装置の推定温度を求める温度推定手段と、
   前記温度センサで検出された前記温度を入力し、前記温度が、前記第２の設定温度よりも高く設定された第１の設定温度以下の場合には、システム作動開始時の前記温度センサによって測定された検出温度と前記第１の設定温度との差をオフセット値とし、それ以後の前記温度センサの検出温度に前記オフセット値を加えた値を仮想温度として求め、前記温度が前記第１の設定温度以上の場合にはそれ以後の前記温度センサの検出温度を仮想温度として求める仮想温度算出手段と、
   前記推定温度と、前記仮想温度のうち高い方に基づいて前記モータの出力制限を行う出力制限手段と、
   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の出力制限装置。

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