JP4788855B2

JP4788855B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP4788855B2
Application number: JP2001178904A
Authority: JP
Inventors: 富久男福留
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: JP2002370659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータにより操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置において、操舵補助力発生用の電動モータが過負荷により過熱するのを防止するため、そのモータへの指示電流の上限値を予め設定した制限条件に従って制限することが行われている。
【０００３】
例えば、その制限条件として制限開始時におけるモータの連続駆動時間や通電電流の積算値等のモータ負荷に対応する変量の設定値を予め定め、その変量が設定値に至ったならば、その指示電流の上限値を最大値から最小値まで低減し、その後に最小値から最大値まで復帰させている。その指示電流の上限値の低減や復帰を徐々に行うことで、そのモータや制御装置の過熱を防止すると共に冷却を行っている。その指示電流の上限値が最大値まで復帰することで、操舵補助力が必要以上に不足することなく操舵フィーリングを良好に維持できる。
【０００４】
従来、そのモータへの指示電流の上限値を制限している途中で車両のイグニッションキースイッチがオフされた場合、制御装置への通電を即座に遮断することなく、モータの指示電流の上限値が最大値まで復帰した後に通電を遮断している。これにより、イグニッションキースイッチをオフした後に短時間でオンして再始動する場合におけるモータの過熱を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
その操舵補助用モータへの指示電流の上限値の制限条件は、車両が運転中であることを前提に決定されている。車両の運転中にあっては操舵補助用モータは頻繁に駆動されることから、その指示電流の上限値を制限した後に最大値まで復帰する時間を充分に長くし、そのモータの冷却を行う必要がある。ところが、イグニッションキースイッチをオフして通電遮断操作をした後は、操舵補助用モータは駆動されない。そのため、その操舵補助用モータへの指示電流の上限値を制限している途中で通電遮断操作された場合、モータの指示電流の上限値が最大値まで復帰するまでの時間が必要以上に長くなり、その復帰までは制御装置への通電が遮断されないため、必要以上に電力が消費されることになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵補助力発生用の電動モータへの指示電流の上限値を、予め設定した制限条件に従って制限する制御装置を備える電動パワーステアリング装置に適用される。
【０００７】
本発明の第１の特徴は、その電動モータの雰囲気温度を検出する温度センサと、その検出された雰囲気温度が予め定めた設定値未満か否かを判断する手段とが設けられ、その電動モータへの指示電流の上限値を制限している途中で制御装置への通電遮断操作がなされた時に、その検出された雰囲気温度が前記設定値未満であれば、その制御装置への通電が遮断される点にある。
この構成によれば、その電動モータへの指示電流の上限値を制限している途中で制御装置への通電遮断操作がなされた時に、その検出された雰囲気温度が予め定めた設定値未満か否かを判断することで、その電動モータが再始動後における過熱を生じないように充分に冷却されたか否かを判断することができる。これにより、再始動後における電動モータの過熱を生じさせるおそれなく可及的速やかに制御装置への通電を遮断することができる。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、その制御装置への通電遮断操作がなされてからの経過時間が予め定めた設定値以上か否かを判断する手段が設けられ、その電動モータへの指示電流の上限値を制限している途中で制御装置への通電遮断操作がなされた時に、その経過時間が前記設定値以上であれば、その制御装置への通電が遮断される点にある。
この構成によれば、その電動モータへの指示電流の上限値を制限している途中で制御装置への通電遮断操作がなされた時に、その通電遮断操作がなされてからの経過時間が予め定めた設定値以上か否かを判断することで、その電動モータが再始動後における過熱を生じないように充分に冷却されたか否かを判断することができる。これにより、再始動後における電動モータの過熱を生じさせるおそれなく可及的速やかに制御装置への通電を遮断することができる。
【０００９】
本発明においては上記第１の特徴と第２の特徴とを併せ持つのが好ましい。
【００１０】
本発明においては、その制限条件として、その制限開始時における電動モータの通電電流の積算値に対応する基準電流、その指示電流の上限値の最小値、および、その指示電流の上限値を低下させた後に最大値まで増大させる際の増大速度が予め設定され、その通電電流の積算値が基準電流の二乗値を超えた時に、その指示電流の上限値の最大値からの低減が開始され、その通電電流の積算値が指示電流の上限値の最小値の二乗値を超えた時に、その指示電流の上限値は最小値とされ、しかる後に、その増大速度で最大値まで増大され、その基準電流は設定された雰囲気温度が低い程に大きくされ、その指示電流の上限値の最小値は、その設定された雰囲気温度が低い程に大きくされ、その増大速度は、その設定された雰囲気温度が低い程に速くされる。これにより、その電動モータへの指示電流の上限値を適正に制限することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に示す電動パワーステアリング装置１においては、車両のステアリングホイールＨに連結されるステアリングシャフト２が、ステアリングギヤ３を介して車輪４に連結されている。そのステアリングギヤ３は、本実施形態ではラックピニオン式とされ、そのステアリングシャフト２にユニバーサルジョイント５を介して接続されるピニオン６と、そのピニオン６に噛み合うラック７とを備え、そのラック７にリンク機構を介して車輪４が連結される。これにより、ステアリングホイールＨの回転がステアリングシャフト２およびピニオン６を介してラック７に伝達され、そのラック７の移動により車輪４のトー角が変化することで操舵がなされる。そのステアリングギヤ３は、ドライバーの操舵により作動する部材の動きを舵角が変化するように車輪に伝達できるものであればよく、例えばボールスクリュー式としてもよい。
【００１２】
操舵補助力発生用の電動モータ１０の出力が、出力伝達機構を介して車輪４に伝達される。その出力伝達機構は、そのステアリングシャフト２に設けられる従動ギヤ１１と、この従動ギヤ１１に噛み合う駆動ギヤ１２とを有し、その駆動ギヤ１２がモータ１０により駆動されることで操舵補助力が発生する。その出力伝達機構はモータ１０の出力を舵角が変化するように車輪４に伝達できればよく、例えば、ラックピニオン式ステアリングギヤのラックに一体化されるスクリューと、そのスクリューにねじ合わされるナットとを有し、そのナットがモータ１０により駆動されるものでもよい。
【００１３】
その操舵補助力を決定するための操舵補助基準値として、ステアリングシャフト２により伝達される操舵トルクを検出するトルクセンサ２１と、車速を検出する車速センサ２２が、車載制御装置２３に接続されている。なお、その操舵補助基準値は操舵補助力を決定するための基準となるものであれば特に限定されず、例えば舵角を採用してもよい。
【００１４】
その制御装置２３に、モータ１０の電流値を検出する電流検出センサ２５と、そのモータ１０の雰囲気温度を検出する温度センサ２６とが接続されている。その温度センサ２６は、モータ１０の雰囲気温度を検出可能であれば、その構造や配置は限定されない。例えば、その温度センサ２６をモータ１０や制御装置２３の近傍に配置したり、制御装置２３のハウジング２３ａ内に配置してもよい。
【００１５】
その制御装置２３は、上記トルクセンサ２１により検出された操舵トルクと車速センサ２２により検出された車速とに応じた指示電流値を演算する。すなわち制御装置２３は、その操舵トルクと車速と指示電流値との間の予め設定された関係を記憶し、その記憶した関係と検出された操舵トルクと車速とから指示電流値を演算する。その記憶される関係は、例えば、操舵トルクが大きく車速が小さい程に操舵補助力が大きくなるように定められる。制御装置２３は、例えばＰＩＤ制御を行うことで、その電流検出センサ２５により検出された電流値と、その指示電流値との偏差をなくすように指示電圧を求め、その指示電圧をモータ１０へ出力する。
【００１６】
その制御装置２３は、そのモータ１０への指示電流の上限値を制限するための制限条件を記憶し、その制限条件に従ってモータ１０への指示電流の上限値を制限する。その制限条件は、モータ１０の過負荷によるモータ１０の過熱を防止できるように予め設定される。
【００１７】
本実施形態では、そのモータ１０の通電電流Ｉｍの積算値が予め定めた基準電流Ｉａの二乗値を超えた時に、その指示電流の上限値を最大値Imaxから最小値Iminまで減少させることを開始する。また、その積算値が予め定めた指示電流の上限値の最小値Iminの二乗未満になった時に、その指示電流の上限値を最小値Iminから最大値Imaxまで増大させることを開始する。その制限条件として、その基準電流Ｉａ、その指示電流の上限値の最小値Imin、および、その指示電流の上限値を最小値Iminから最大値Imaxまで増大させる際の増大速度が予め設定される。その指示電流の上限値の最大値Imaxは、電動パワーステアリング装置１が必要とする最大操舵補助力に応じたモータ１０の仕様から予め定められる。それら制限条件と指示電流の上限値の最大値Imaxは制御装置２３に記憶される。
【００１８】
ここで、その通電電流Ｉｍの積算値はモータ１０の発熱量に相関し、そのモータ１０の発熱量は通電電流Ｉｍの二乗に相関する。よって、Ｍを通電電流Ｉｍの積算値、ｓをラプラス演算子、Ｇ（ｓ）を伝達関数として、Ｍ＝Ｇ（ｓ）・Ｉｍ²により通電電流Ｉｍの積算値を近似的に求めることができる。本実施形態においては、Ｇ（ｓ）＝１／｛（１０００＋ｓ）・ｓ｝として通電電流Ｉｍの積算値Ｍ＝Ｉｍ²／｛（１０００＋ｓ）・ｓ｝を求め、その積算値Ｍが上記基準電流Ｉａの二乗値を超えた時、すなわちＩｍ²／｛（１０００＋ｓ）・ｓ｝＞Ｉａ²となった時に、その指示電流の上限値の制限を開始する。なお、その伝達関数Ｇ（ｓ）は一例であり、通電電流Ｉｍの積算値を近似的に求めることができるものであればよい。
その基準電流Ｉａの二乗値は、予め定めた雰囲気温度において、その指示電流の上限値の最大値Imaxを通電した状態で、モータ１０を許容される時間ｔａだけ連続駆動した場合におけるモータ１０の通電電流の積算値に対応するように定められる。
その指示電流の上限値の最小値Iminは、予め定めた雰囲気温度において、その最小値Iminを通電した状態でモータ１０の連続駆動が許容されるように設定される。その予め定めた雰囲気温度において、その指示電流の上限値が最小値Iminとされた状態においては、モータ１０の発熱量に相関する通電電流Ｉｍの二乗値が指示電流の上限値の最小値Iminの二乗値よりも小さくなれば、モータ１０を連続駆動することができる。
【００１９】
その制限条件は、モータ１０の設定された雰囲気温度が低い程に緩和されるように設定される。すなわち、そのモータ１０の許容連続駆動時間ｔａに対応する基準電流Ｉａと、その指示電流の上限値の最小値Iminとは、その設定された雰囲気温度が低い程に大きくされる。また、その増大速度は、その設定された雰囲気温度が低い程に速くされる。
【００２０】
図２は、その記憶される制限条件の一例を示すもので、本実施形態においては、その制限条件は、設定された雰囲気温度が２５℃未満、２５℃〜３０℃、３０℃〜３５℃、３５℃〜４０℃、４０℃〜４５℃、４５℃〜５０℃、５０℃〜５５℃、５５℃〜６０℃、６０℃〜６５℃、６５℃〜７０℃、７０℃以上の各基準温度範囲毎に、予め設定されて制御装置２３に記憶される。すなわち、モータ１０への指示電流の上限値の最大値Imax（本実施形態では６５アンペア）でのモータ１０の許容連続駆動時間ｔａに対応付けられた基準電流Ｉａ、そのモータ１０への指示電流の上限値の最小値Imin、その指示電流の上限値を最小値Iminから最大値Imaxまで増大させる時の増大速度Ｖｉとが、設定された雰囲気温度の各基準温度範囲毎に記憶される。
【００２１】
図３は、そのモータ１０の許容連続駆動時間ｔａとモータ１０への指示電流の上限値との関係の一例を示し、図示例では設定された雰囲気温度が２５℃未満、モータ１０への指示電流の上限値の最大値Imaxは６５アンペアとされている。
【００２２】
図４は、モータ１０への指示電流の上限値と通電電流の積算値Ｍとの関係の一例を示し、その積算値Ｍが基準電流Ｉａの二乗値である時に上限値は最大値Imaxであり、その積算値Ｍが上限値の最小値Iminの二乗値である時に上限値は最小値Iminとなる。本実施形態では、その積算値Ｍが基準電流Ｉａの二乗値を超えて上限値の最小値Iminの二乗値に至るまでの間においては、その指示電流の上限値は直線補間により求められ、その指示電流の上限値が漸減するものとされている。図示例では設定された雰囲気温度が２５℃未満、その最大値Imaxは６５アンペアとされている。なお、図２の一例においては、雰囲気温度が６５℃以上では基準電流Ｉａよりも指示電流の上限値の最小値Iminを小さくしている。このような場合、その積算値Ｍが基準電流Ｉａの二乗値を超えると、その指示電流の上限値は最大値Imaxから漸減するのではなく、即座に最小値Iminとなる。
【００２３】
図５は、モータ１０への指示電流の上限値を最小値Iminから最大値Imaxまで増大させる時の、その指示電流の上限値と時間との関係の一例を示し、図示例では設定された雰囲気温度が２５℃未満、その最大値Imaxは６５アンペアとされている。
【００２４】
その制御装置２３によるモータ１０の制御手順を、図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、上記モータ１０の雰囲気温度の設定（図２の基準温度範囲の設定）を行い（ステップ１）、電流検出センサ２５により検出したモータ１０の通電電流Ｉｍの値を読み込む（ステップ２）。次に、その通電電流Ｉｍの積算値Ｍ＝Ｉｍ² ／｛（１０００＋ｓ）・ｓ｝を演算し（ステップ３）、その積算値Ｍが基準電流Ｉａの二乗値以下か否を判断する（ステップ４）。その積算値Ｍが基準電流Ｉａの二乗値以下であればステップ１に戻る。その積算値Ｍが基準電流Ｉａの二乗値を超える場合、例えば上記図４に示すように、設定された雰囲気温度に対応する指示電流の上限値の最小値Iminと最大値Imaxとの間における通電電流Ｉｍの積算値Ｍと指示電流の上限値との関係に従って、モータ１０の指示電流の上限値を減少させる（ステップ５）。次に、その指示電流の上限値が最小値Iminに到達したか否かを判断し（ステップ６）、到達していなければステップ５に戻る。その指示電流の上限値が最小値Iminに到達すれば、設定された雰囲気温度に対応する上記増大速度Ｖｉで、モータ１０への指示電流の上限値を最小値Iminから最大値Imaxへ増大させる（ステップ７）。次に、その指示電流の上限値が最大値Imaxに到達したか否かを判断し（ステップ８）、最大値Imaxに到達していなければステップ７に戻る。その指示電流の上限値が最大値Imaxに到達すれば、制御を終了するか否かを判断し（ステップ９）、終了しなければステップ１に戻る。なお、その制御終了は、例えば車両のイグニッションキースイッチがオフか否かにより判断する。
【００２５】
上記モータ１０の制御を行っている時に、車両のイグニッションキースイッチのオフ等により通電遮断操作がなされた時の通電遮断制御手順を、図７のフローチャートを参照して説明する。
この通電遮断制御は、上記モータ１０の制御と並列処理してもよいし、所定間隔毎に交互に互いに割り込み処理するようにしてもよい。
まず、イグニッションキースイッチのオフ操作による通電遮断信号の入力に基づき通電遮断操作がなされると（ステップ１０１）、その通電遮断操作がなされてから予め定めた設定時間の経過後に設定時間経過信号を出力するタイマーをオンする（ステップ１０２）。その設定時間は、制御装置２３への通電遮断後の再始動時において過熱するおそれのない温度までモータ１０を低下させるのに要する時間に基づき予め設定されて制御装置２３に記憶され、例えば１分とされる。
次に、モータ１０への指示電流の上限値が最大値Imaxであるか否かを判断する（ステップ１０３）。その指示電流の上限値が最大値でない場合、そのモータ１０への指示電流の上限値を制限している途中であると判断される。これにより、そのモータ１０への指示電流の上限値を制限している途中であるか否かを確実に判断することができる。
ステップ１０３において、モータ１０への指示電流の上限値が最大値Imaxであれば、通電遮断操作時においてはモータ１０への指示電流の上限値は制限されていないので、制御装置２３への通電を遮断して制御を終了する（ステップ１０４）。
ステップ１０３において、モータ１０への指示電流の上限値が最大値Imaxでなければ、温度センサ２６により検出されるモータ１０の雰囲気温度Ｔが設定温度Ｔｏ未満か否かを判断する（ステップ１０５）。その設定温度Ｔｏは、制御装置２３への通電遮断後の再始動時においてモータ１０が過熱するおそれのない温度に基づき予め設定されて制御装置２３に記憶され、例えば５５℃とされる。
ステップ１０５においてモータ１０の検出雰囲気温度Ｔが設定温度Ｔｏ未満であれば、すなわち、モータ１０への指示電流の上限値を制限している途中で制御装置２３への通電遮断操作がなされた時に温度センサ２６により検出された雰囲気温度Ｔが設定温度Ｔｏ未満であれば、制御装置２３への通電を遮断して制御を終了する（ステップ１０４）。
ステップ１０５において温度センサ２６により検出されるモータ１０の雰囲気温度Ｔが設定温度Ｔｏ以上であれば、上記設定時間が経過したか否かを、すなわち通電遮断操作がなされてからの経過時間が予め定めた設定値以上か否かをタイマーからの信号に基づき判断する（ステップ１０６）。
ステップ１０６において設定時間が経過していれば、すなわち、モータ１０への指示電流の上限値を制限している途中で制御装置２３への通電遮断操作がなされた時に、その経過時間が設定値以上であれば、制御装置２３への通電を遮断して制御を終了し（ステップ１０４）、その設定時間が経過していなければステップ１０１へ戻る。
【００２６】
上記構成によれば、操舵補助力発生用モータ１０への指示電流の上限値を制限している途中にイグニッションキースイッチをオフすることで通電遮断操作した場合に、温度センサ２６により検出された雰囲気温度Ｔが予め定めた設定値Ｔｏ未満か否かを判断することで、また、その通電遮断操作がなされてからの経過時間が予め定めた設定値以上か否かを判断することで、そのモータ１０が再始動後における過熱を生じないように充分に冷却されたか否かを判断することができる。これにより、再始動後におけるモータ１０の過熱を生じさせるおそれなく可及的速やかに制御装置への通電を遮断し、必要以上に電力消費量が増大するのを防止することができる。また、上記実施形態によれば、そのモータ１０への指示電流の上限値を過負荷防止のために制限する際に、その制限を雰囲気温度に応じて緩和できる。これにより、その指示電流が過度に制限されるのを防止し、操舵フィーリングの低下を抑制できる。
【００２７】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、操舵補助力発生用モータ１０への指示電流の上限値を制限している途中に通電遮断操作した場合に、上記実施形態では温度センサ２６により検出された雰囲気温度Ｔが予め定めた設定値Ｔｏ未満か否かの判断と、通電遮断操作がなされてからの経過時間が予め定めた設定値以上か否かの判断の双方を行ったが、何れか一方の判断のみを行い、その判断に応じて制御装置への通電を遮断するか否かを決定してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵補助力発生用モータへの指示電流を過負荷防止のために制限する制御の途中で通電遮断操作を行った場合に、再始動後におけるモータの過熱を生じるおそれなく可及的速やかに制御装置への通電を遮断し、必要以上に電力消費量が増大するのを防止する電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における制御装置に記憶される制限条件の一例を示す図
【図３】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるモータへの指示電流の上限値の制限開始時におけるモータの連続駆動時間の設定値とモータへの指示電流の上限値との関係の一例を示す図
【図４】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるモータの通電電流値の積算値とモータへの指示電流の上限値との関係の一例を示す図
【図５】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるモータへの指示電流の上限値を漸増させる時の指示電流の上限値と時間との関係の一例を示す図
【図６】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるモータの制御手順を示すフローチャート
【図７】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における通電遮断制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１０電動モータ
２３制御装置
２６温度センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering apparatus that generates a steering assist force by an electric motor.
[0002]
[Prior art]
In an electric power steering apparatus, in order to prevent an electric motor for generating a steering assist force from being overheated due to an overload, an upper limit value of an instruction current to the motor is limited according to a preset limit condition. .
[0003]
For example, as a limiting condition, a set value of a variable corresponding to a motor load such as a continuous driving time of the motor at the start of the limit or an integrated value of energization current is determined in advance, and if the variable reaches the set value, the indicated current Is reduced from the maximum value to the minimum value, and then returned from the minimum value to the maximum value. By gradually reducing or returning the upper limit value of the indicated current, overheating of the motor and control device is prevented and cooling is performed. By returning the upper limit value of the command current to the maximum value, the steering feeling can be satisfactorily maintained without the steering assist force being insufficient more than necessary.
[0004]
Conventionally, when the ignition key switch of a vehicle is turned off while the upper limit value of the command current to the motor is being limited, the upper limit value of the motor command current is not cut off immediately without energizing the control device. Power is cut off after returning to the maximum value. This prevents overheating of the motor when the ignition key switch is turned off and then turned on and restarted in a short time.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The limiting condition of the upper limit value of the command current to the steering assist motor is determined on the assumption that the vehicle is in operation. Since the steering assist motor is driven frequently while the vehicle is in operation, it is necessary to sufficiently lengthen the time for returning to the maximum value after limiting the upper limit value of the indicated current and to cool the motor. There is. However, the steering assist motor is not driven after the ignition key switch is turned off to turn off the energization. For this reason, if energization is cut off while the upper limit value of the command current to the steering assist motor is being limited, the time until the upper limit value of the motor command current returns to the maximum value becomes longer than necessary. Since the energization to the control device is not interrupted until the return, more power is consumed than necessary.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is applied to an electric power steering apparatus including a control device that limits an upper limit value of an instruction current to an electric motor for generating a steering assist force in accordance with a preset restriction condition.
[0007]
The first feature of the present invention is that a temperature sensor for detecting the ambient temperature of the electric motor and means for determining whether or not the detected ambient temperature is less than a preset value are provided. When the control device is turned off while the upper limit value of the instruction current is being limited, if the detected ambient temperature is lower than the set value, the control device is turned off. There is in point.
According to this configuration, when the energization cut-off operation is performed on the control device while the upper limit value of the instruction current to the electric motor is being limited, whether or not the detected ambient temperature is less than a predetermined set value. It is possible to determine whether or not the electric motor has been sufficiently cooled so as not to cause overheating after restart. Thereby, the energization to the control device can be cut off as quickly as possible without causing the overheating of the electric motor after the restart.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided means for determining whether or not an elapsed time after the operation of turning off the power to the control device is equal to or more than a predetermined set value, and the instruction current to the electric motor is determined. When the energization cut-off operation to the control device is performed while the upper limit value is being limited, if the elapsed time is equal to or greater than the set value, the energization to the control device is cut off.
According to this configuration, when an energization cut-off operation is performed on the control device while the upper limit value of the instruction current to the electric motor is being limited, an elapsed time after the energization cut-off operation is determined in advance. By determining whether or not it is greater than or equal to the set value, it is possible to determine whether or not the electric motor has been sufficiently cooled so as not to cause overheating after restart. Thereby, the energization to the control device can be cut off as quickly as possible without causing the overheating of the electric motor after the restart.
[0009]
In the present invention, it is preferable to have both the first feature and the second feature.
[0010]
In the present invention, as the limiting condition, the reference current corresponding to the integrated value of the energization current of the electric motor at the start of the limitation, the minimum value of the upper limit value of the indicated current, and the upper limit value of the indicated current are reduced. After that, when the increase rate when increasing to the maximum value is set in advance and the integrated value of the energization current exceeds the square value of the reference current, the reduction of the indicated current from the maximum value is started. When the integrated value of the energizing current exceeds the square value of the minimum value of the upper limit value of the command current, the upper limit value of the command current is set to the minimum value, and then increased to the maximum value at the increasing speed, and the reference current Is increased as the set ambient temperature is lower, the minimum value of the upper limit value of the indicated current is increased as the set ambient temperature is lower, and the rate of increase is lower when the set ambient temperature is lower. About Rot Ru. Thereby, the upper limit value of the command current to the electric motor can be appropriately limited.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the electric power steering apparatus 1 shown in FIG. 1, a steering shaft 2 connected to a steering wheel H of a vehicle is connected to wheels 4 via a steering gear 3. The steering gear 3 is of a rack and pinion type in this embodiment, and includes a pinion 6 connected to the steering shaft 2 via a universal joint 5 and a rack 7 that meshes with the pinion 6, and is linked to the rack 7. The wheels 4 are connected via a mechanism. Thereby, the rotation of the steering wheel H is transmitted to the rack 7 via the steering shaft 2 and the pinion 6, and steering is performed by changing the toe angle of the wheel 4 by the movement of the rack 7. The steering gear 3 may be of any type as long as it can transmit the movement of the member operated by the driver's steering to the wheels so that the steering angle changes. For example, the steering gear 3 may be a ball screw type.
[0012]
The output of the electric motor 10 for generating the steering assist force is transmitted to the wheels 4 through the output transmission mechanism. The output transmission mechanism includes a driven gear 11 provided on the steering shaft 2 and a drive gear 12 that meshes with the driven gear 11. The drive gear 12 is driven by the motor 10 to generate a steering assist force. To do. The output transmission mechanism only needs to be able to transmit the output of the motor 10 to the wheel 4 so that the steering angle changes. For example, a screw integrated with a rack of a rack and pinion type steering gear and a nut screwed to the screw are provided. And the nut may be driven by the motor 10.
[0013]
A torque sensor 21 that detects a steering torque transmitted by the steering shaft 2 and a vehicle speed sensor 22 that detects a vehicle speed are connected to the in-vehicle controller 23 as a steering assist reference value for determining the steering assist force. . The steering assist reference value is not particularly limited as long as it becomes a reference for determining the steering assist force, and for example, a steering angle may be adopted.
[0014]
A current detection sensor 25 that detects the current value of the motor 10 and a temperature sensor 26 that detects the ambient temperature of the motor 10 are connected to the control device 23. The structure and arrangement of the temperature sensor 26 are not limited as long as the ambient temperature of the motor 10 can be detected. For example, the temperature sensor 26 may be disposed in the vicinity of the motor 10 or the control device 23, or may be disposed in the housing 23 a of the control device 23.
[0015]
The control device 23 calculates an instruction current value according to the steering torque detected by the torque sensor 21 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 22. That is, the control device 23 stores a preset relationship among the steering torque, the vehicle speed, and the command current value, and calculates a command current value from the stored relationship, the detected steering torque, and the vehicle speed. The stored relationship is determined such that, for example, the steering assist force increases as the steering torque increases and the vehicle speed decreases. The control device 23 obtains an instruction voltage so as to eliminate a deviation between the current value detected by the current detection sensor 25 and the instruction current value by performing PID control, for example, and outputs the instruction voltage to the motor 10. To do.
[0016]
The control device 23 stores a restriction condition for restricting the upper limit value of the instruction current to the motor 10 and restricts the upper limit value of the instruction current to the motor 10 according to the restriction condition. The limiting condition is set in advance so that overheating of the motor 10 due to overload of the motor 10 can be prevented.
[0017]
In this embodiment, when the integrated value of the energization current Im of the motor 10 exceeds a predetermined square value of the reference current Ia, the upper limit value of the indicated current is started to be reduced from the maximum value Imax to the minimum value Imin. To do. In addition, when the integrated value becomes less than the square of the minimum value Imin of the predetermined upper limit value of the command current, it starts to increase the upper limit value of the command current from the minimum value Imin to the maximum value Imax. As the limiting conditions, the reference current Ia, the minimum value Imin of the upper limit value of the command current, and the increasing speed when the upper limit value of the command current is increased from the minimum value Imin to the maximum value Imax are set in advance. The maximum value Imax of the upper limit value of the command current is determined in advance from the specifications of the motor 10 corresponding to the maximum steering assist force required by the electric power steering device 1. These limiting conditions and the maximum value Imax of the upper limit value of the command current are stored in the control device 23.
[0018]
Here, the integrated value of the energization current Im correlates with the heat generation amount of the motor 10, and the heat generation amount of the motor 10 correlates with the square of the energization current Im. Therefore, the integrated value of the energizing current Im can be approximately obtained from M = G (s) · Im ^{2 where} M is the integrated value of the energizing current Im, s is the Laplace operator, and G (s) is the transfer function. . In the present embodiment, the integrated value M = Im ² / {(1000 + s) · s} of the energization current Im is obtained as G (s) = 1 / {(1000 + s) · s}, and the integrated value M is the reference current. When the square value of Ia is exceeded, that is, when Im ² / {(1000 + s) · s}> Ia ² , restriction of the upper limit value of the indicated current is started. The transfer function G (s) is merely an example, and any transfer function G (s) may be used as long as the integrated value of the energization current Im can be obtained approximately.
The square value of the reference current Ia is the energization of the motor 10 when the motor 10 is continuously driven for an allowable time ta while the maximum value Imax of the upper limit value of the indicated current is energized at a predetermined ambient temperature. It is determined to correspond to the integrated value of current.
The minimum value Imin of the upper limit value of the instruction current is set so that continuous driving of the motor 10 is allowed at a predetermined ambient temperature while the minimum value Imin is energized. In the state where the upper limit value of the command current is the minimum value Imin at the predetermined ambient temperature, the square value of the energizing current Im correlated with the heat generation amount of the motor 10 is the minimum value Imin of the upper limit value of the command current. If it becomes smaller than the square value, the motor 10 can be continuously driven .
[0019]
The restriction condition is set so as to be relaxed as the set atmospheric temperature of the motor 10 is lower. That is, the reference current Ia corresponding to the allowable continuous drive time ta of the motor 10 and the minimum value Imin of the upper limit value of the command current are increased as the set ambient temperature is lower. Further, the increasing speed is increased as the set ambient temperature is lower.
[0020]
FIG. 2 shows an example of the stored limiting conditions. In the present embodiment, the limiting conditions are set at an ambient temperature of less than 25 ° C., 25 ° C. to 30 ° C., 30 ° C. to 35 ° C., Reference temperature ranges of 35 ° C to 40 ° C, 40 ° C to 45 ° C, 45 ° C to 50 ° C, 50 ° C to 55 ° C, 55 ° C to 60 ° C, 60 ° C to 65 ° C, 65 ° C to 70 ° C, 70 ° C or more Each time, it is preset and stored in the control device 23. That is, the reference current Ia associated with the allowable continuous drive time ta of the motor 10 at the maximum value Imax (65 amperes in the present embodiment) of the upper limit value of the instruction current to the motor 10, and the instruction current to the motor 10 The minimum value Imin of the upper limit value and the increasing speed Vi when the upper limit value of the indicated current is increased from the minimum value Imin to the maximum value Imax are stored for each reference temperature range of the set ambient temperature.
[0021]
FIG. 3 shows an example of the relationship between the allowable continuous drive time ta of the motor 10 and the upper limit value of the instruction current to the motor 10. In the illustrated example, the set ambient temperature is less than 25 ° C., and the instruction current to the motor 10 is shown. The maximum value Imax of the upper limit value is 65 amperes.
[0022]
FIG. 4 shows an example of the relationship between the upper limit value of the command current to the motor 10 and the integrated value M of the energized current. When the integrated value M is the square value of the reference current Ia, the upper limit value is the maximum value Imax. When the integrated value M is a square value of the minimum value Imin of the upper limit value, the upper limit value becomes the minimum value Imin. In the present embodiment, the upper limit value of the indicated current is obtained by linear interpolation until the integrated value M exceeds the square value of the reference current Ia and reaches the square value of the minimum value Imin of the upper limit value. It is assumed that the upper limit value of the command current gradually decreases. In the illustrated example, the set ambient temperature is less than 25 ° C., and its maximum value Imax is 65 amperes. In the example of FIG. 2, the minimum value Imin of the upper limit value of the instruction current is made smaller than the reference current Ia when the atmospheric temperature is 65 ° C. or higher. In such a case, when the integrated value M exceeds the square value of the reference current Ia, the upper limit value of the indicated current does not gradually decrease from the maximum value Imax but immediately becomes the minimum value Imin.
[0023]
FIG. 5 shows an example of the relationship between the upper limit value of the command current and time when the upper limit value of the command current to the motor 10 is increased from the minimum value Imin to the maximum value Imax. In the example shown in FIG. The temperature is less than 25 ° C., and its maximum value Imax is 65 amperes.
[0024]
The control procedure of the motor 10 by the control device 23 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the setting of the ambient temperature of the motor 10 (setting of the reference temperature range in FIG. 2) is performed (step 1), and the value of the energization current Im of the motor 10 detected by the current detection sensor 25 is read (step 2). Next, an integrated value M = Im ² / {(1000 + s) · s} of the energizing current Im is calculated (step 3), and it is determined whether or not the integrated value M is less than or equal to the square value of the reference current Ia (step 4). ). If the integrated value M is less than or equal to the square value of the reference current Ia, the process returns to step 1. When the integrated value M exceeds the square value of the reference current Ia, for example, as shown in FIG. 4, the energization between the minimum value Imin and the maximum value Imax of the upper limit value of the indicated current corresponding to the set ambient temperature In accordance with the relationship between the integrated value M of the current Im and the upper limit value of the command current, the upper limit value of the command current of the motor 10 is decreased (step 5). Next, it is determined whether or not the upper limit value of the indicated current has reached the minimum value Imin (step 6), and if not, the process returns to step 5. If the upper limit value of the command current reaches the minimum value Imin, the upper limit value of the command current to the motor 10 is increased from the minimum value Imin to the maximum value Imax at the increase speed Vi corresponding to the set ambient temperature ( Step 7). Next, it is determined whether or not the upper limit value of the command current has reached the maximum value Imax (step 8). If the maximum value Imax has not been reached, the process returns to step 7. If the upper limit value of the command current reaches the maximum value Imax, it is determined whether or not to end the control (step 9). If not, the process returns to step 1. Note that the end of the control is determined based on, for example, whether or not the ignition key switch of the vehicle is off.
[0025]
With reference to the flowchart of FIG. 7, a description will be given of an energization interruption control procedure when an energization interruption operation is performed by turning off the ignition key switch of the vehicle while the motor 10 is being controlled.
This energization cut-off control may be processed in parallel with the control of the motor 10 or may be alternately interrupted at predetermined intervals.
First, when a power cut-off operation is performed based on an input of a power cut-off signal by turning off the ignition key switch (step 101), a set time elapsed signal is output after a predetermined set time has elapsed since the power cut-off operation was performed. The timer to be turned on is turned on (step 102). The set time is set in advance based on the time required to lower the motor 10 to a temperature at which there is no risk of overheating when restarting after the power supply to the control device 23 is interrupted, and stored in the control device 23, for example, 1 minute. It is said.
Next, it is determined whether or not the upper limit value of the instruction current to the motor 10 is the maximum value Imax (step 103). If the upper limit value of the command current is not the maximum value, it is determined that the upper limit value of the command current to the motor 10 is being limited. Thereby, it is possible to reliably determine whether or not the upper limit value of the instruction current to the motor 10 is being limited.
In step 103, if the upper limit value of the command current to the motor 10 is the maximum value Imax, the upper limit value of the command current to the motor 10 is not limited during the power-off operation. The control is terminated by shutting off (step 104).
If the upper limit value of the instruction current to the motor 10 is not the maximum value Imax in step 103, it is determined whether or not the ambient temperature T of the motor 10 detected by the temperature sensor 26 is lower than the set temperature To (step 105). The set temperature To is set in advance based on a temperature at which the motor 10 is not likely to be overheated upon restart after the energization of the control device 23 is interrupted, and is stored in the control device 23, for example, 55 ° C.
If the detected ambient temperature T of the motor 10 is lower than the set temperature To in step 105, that is, the temperature when the energization cutoff operation to the control device 23 is performed while the upper limit value of the instruction current to the motor 10 is being limited. If the ambient temperature T detected by the sensor 26 is lower than the set temperature To, the power supply to the control device 23 is cut off and the control is terminated (step 104).
If the ambient temperature T of the motor 10 detected by the temperature sensor 26 in step 105 is equal to or higher than the set temperature To, whether or not the set time has elapsed, that is, the elapsed time since the energization cut-off operation has been determined in advance. Whether or not the set value is exceeded is determined based on the signal from the timer (step 106).
If the set time has elapsed in step 106, that is, when the energization cutoff operation to the control device 23 is performed while the upper limit value of the instruction current to the motor 10 is being limited, the elapsed time is equal to or greater than the set value. If so, the power supply to the control device 23 is cut off and the control is terminated (step 104). If the set time has not elapsed, the process returns to step 101.
[0026]
According to the above configuration, the atmosphere detected by the temperature sensor 26 when the power supply is cut off by turning off the ignition key switch while the upper limit value of the instruction current to the steering assist force generation motor 10 is being limited. By determining whether or not the temperature T is lower than a predetermined set value To, and determining whether or not the elapsed time since the energization cut-off operation is greater than or equal to a predetermined set value, the motor It can be determined whether or not 10 has been sufficiently cooled so as not to cause overheating after restart. Thereby, the energization to the control device can be cut off as soon as possible without causing the motor 10 to be overheated after the restart, and the power consumption can be prevented from increasing more than necessary. Moreover, according to the said embodiment, when restrict | limiting the upper limit of the instruction | indication electric current to the motor 10 for overload prevention, the restriction | limiting can be eased according to atmospheric temperature. Thereby, it is possible to prevent the command current from being excessively limited, and to suppress a decrease in steering feeling.
[0027]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the ambient temperature T detected by the temperature sensor 26 is set to a predetermined value when the energization is cut off while the upper limit value of the instruction current to the steering assist force generation motor 10 is being limited. Both the determination of whether or not it is less than To and the determination whether or not the elapsed time after the energization cut-off operation is greater than or equal to a predetermined set value have been made. Accordingly, it may be determined whether to cut off the power supply to the control device.
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to prevent overheating of the motor after restarting when an energization cut-off operation is performed in the middle of the control for limiting the command current to the steering assist force generation motor to prevent overload. It is possible to provide an electric power steering device that cuts off the power supply to the control device as quickly as possible and prevents an increase in power consumption more than necessary.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of limiting conditions stored in a control device in the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention. The figure which shows an example of the relationship between the setting value of the continuous drive time of a motor at the time of the restriction | limiting start of the upper limit of the instruction current to the motor in the electric power steering device of embodiment of this invention, and the upper limit of the instruction current to a motor. FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the integrated value of the motor energization current value and the upper limit value of the instruction current to the motor in the electric power steering apparatus of the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between the upper limit value of the instruction current and the time when the upper limit value of the instruction current to the motor in the power steering device is gradually increased. FIG. 6 is an electric power according to the embodiment of the present invention. [Description of symbols is a flowchart showing a power cutoff control procedure in the electric power steering apparatus of the embodiment of the flowchart Fig. 7 the invention showing a motor of a control procedure in a steering device
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric motor 23 Control apparatus 26 Temperature sensor

Claims

In an electric power steering apparatus including a control device that limits an upper limit value of an instruction current to an electric motor for generating a steering assist force according to a preset restriction condition,
A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the electric motor;
Means for determining whether or not the detected ambient temperature is less than a predetermined set value;
If the detected ambient temperature is less than the set value when an energization cut-off operation to the control device is performed while the upper limit value of the instruction current to the electric motor is being limited, the energization to the control device is performed. Is shut off ,
As the limiting conditions, the reference current corresponding to the integrated value of the energization current of the electric motor at the start of the limitation, the minimum value of the upper limit value of the indicated current, and the maximum value after the upper limit value of the indicated current is reduced The increasing speed when increasing is preset,
When the accumulated value of the energized current exceeds the square value of the reference current, the reduction of the upper limit value of the indicated current starts from the maximum value, and the accumulated value of the energized current becomes the square of the minimum value of the upper limit value of the indicated current. When the value is exceeded, the upper limit value of the indicated current is set to the minimum value, and then increased to the maximum value at the increasing speed,
The reference current is increased as the set ambient temperature is lower,
The minimum value of the upper limit value of the indicated current is increased as the set ambient temperature is lower.
Its rate of increase is the electric power steering apparatus that set ambient temperature is characterized Rukoto is fast enough low.

In an electric power steering apparatus including a control device that limits an upper limit value of an instruction current to an electric motor for generating a steering assist force according to a preset restriction condition,
Means is provided for determining whether or not the elapsed time since the energization cut-off operation to the control device is greater than or equal to a predetermined set value,
When an energization cut-off operation to the control device is performed in the middle of limiting the upper limit value of the instruction current to the electric motor, if the elapsed time is equal to or greater than the set value, the energization to the control device is cut off , As the limiting conditions, the reference current corresponding to the integrated value of the energization current of the electric motor at the start of the limitation, the minimum value of the upper limit value of the indicated current, and the maximum value after the upper limit value of the indicated current is reduced The increasing speed when increasing is preset,
When the accumulated value of the energized current exceeds the square value of the reference current, the reduction of the upper limit value of the indicated current starts from the maximum value, and the accumulated value of the energized current becomes the square of the minimum value of the upper limit value of the indicated current. When the value is exceeded, the upper limit value of the indicated current is set to the minimum value, and then increased to the maximum value at the increasing speed,
The reference current is increased as the set ambient temperature is lower,
The minimum value of the upper limit value of the indicated current is increased as the set ambient temperature is lower.
Its rate of increase is the electric power steering apparatus that set ambient temperature is characterized Rukoto is fast enough low.

A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the electric motor;
Means for determining whether or not the detected ambient temperature exceeds a predetermined set value;
If the detected ambient temperature is less than the set value when an energization cut-off operation to the control device is performed while the upper limit value of the instruction current to the electric motor is being limited, the energization to the control device is performed. The electric power steering device according to claim 2, wherein the electric power steering is cut off.