JP5218140B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5218140B2 JP5218140B2 JP2009036992A JP2009036992A JP5218140B2 JP 5218140 B2 JP5218140 B2 JP 5218140B2 JP 2009036992 A JP2009036992 A JP 2009036992A JP 2009036992 A JP2009036992 A JP 2009036992A JP 5218140 B2 JP5218140 B2 JP 5218140B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal substrate
- drive circuit
- junction temperature
- control unit
- power steering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
特許文献1の制御ユニットの制御回路を実装する絶縁基板は、マイコンの高機能化による制御回路部品の削減や、特定用途向けIC(ASIC)その他の半導体集積回路等を行うことで小型化が可能である。しかし、駆動回路を実装する1枚の金属基板は、駆動回路部品を小型化しても、大電流で自己発熱する駆動回路部品の放熱に必要な放熱容積を確保しなければならないので、面積が小さな小型の金属基板にはできない。
ここで、放熱ケースの内部空間に2枚以上の金属基板を取付け、各金属基板に自己発熱の大きな駆動回路部品を分割して実装し、特許文献2のように、各金属基板に実装した複数の温度センサの検出温度に基づいてモータ電流を制御することで、駆動回路部品の自己発熱を抑制することが考えられるが、複数の温度センサと、これら温度センサの信号処理に必要な回路が必要になり、部品点数の増大によりコストアップの面で問題がある。
また、請求項4記載の発明は、請求項3記載の電動パワーステアリング装置において、前記過熱防止機能は、前記第1及び第2金属基板に実装されている駆動回路を構成する部品の周囲温度を検出する周囲温度検出手段と、この周囲温度検出手段に基づいて前記駆動回路を構成する部品のジャンクション温度を演算するジャンクション温度演算手段と、前記ジャンクション温度演算手段が演算したジャンクション温度に基づいて前記電動モータの制御電流を変更する制御電流変更手段とを備えている。
また、駆動回路を構成する部品を重なり合うように配置したので、制御ユニットを小型にして車両搭載性を向上させることができる。
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を右ハンドル車に適用した場合の右方向から示した斜視図、図2は制御ユニットの分解斜視図、図3は減速ギヤボックスの要部を示す縦断面図、図4は制御ユニットの回路ブロック図、図5は制御ユニットの要部断面図、図6は本発明に係る過熱防止機能ブロック図、図7は過熱防止機能を示すフローチャート、図8はジャンクション温度演算処理ルーチンを示すフローチャート、図9は制御回路で記憶されているジャンクション温度演算テーブル、図10は制御回路で記憶されている温度保護テーブルである。
減速ギヤボックス4は、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか1つを例えばダイキャスト成型することにより形成されている。
減速ギヤボックス4に形成された制御ユニット装着部20は、ウォーム収納部12とその下側のウォームホイール収納部14の上部側とで形成した平坦取付面20aと、この平坦取付面20a及びトルクセンサ収納部16の上面に形成した平坦取付面20aに対して直交し、左右方向に長尺方向が延在する矩形状のユニット載置面20bとで形成されている。
放熱ケース21は、例えばアルミニウム(アルミニウム合金)のダイカストからなる略箱型形状の部材である。この放熱ケース21の外周にはネジ通過孔を設けたケース取付片21aが突出して形成されているとともに、矩形状の底板21bの四隅近傍には基板取付用ネジ孔21cが形成されている。底板21bの四隅には絶縁基板25の四隅に当接して絶縁基板25を支持する支持部21dが立ち上がって形成されており、この支持部21dの上部に基板取付用ネジ孔21eが形成されている。底板21bの長辺から立ち上がっている一対の壁板21fの一方には矩形状の切欠き21gが形成されており、この切欠きの下端隅部に、補助放熱板22を支持する支持部21hが立ち上がって形成されており、この支持部21hの上部に放熱板取付用ネジ孔21iが形成されている。また、放熱ケース21の長尺方向の一方には、電動モータ5の接続端子5c,5dに電気的に接続する端子台40が固定されている。
そして、上記構成の制御ユニット19を制御ユニット装着部20に装着するには、先ず、放熱ケース21の底板21bに第1金属基板23を当接し、これらの四隅に設けた基板取付用ネジ孔21c及びネジ通過孔23aを対応させてネジ(不図示)をねじ込むことで、第1金属基板23を放熱ケース21内に固定する。そして、放熱ケース21の切欠き21gに補助放熱板22の壁板22aを嵌め込むとともに、互いに対応させた支持板22bのネジ通過孔22c及び放熱ケース21の放熱板取付用ネジ孔21iにネジ(不図示)をねじ込むことで、支持板22bが放熱ケース21内に突出した状態で補助放熱板22を固定する。この際、支持板22bは、第1金属基板23に実装されているFETチップ28aに対して所定間隔を空けて重なる位置に配置される。
次に、絶縁基板25のスルーホール34,35に、第1金属基板23の信号端子29及び第2金属基板24の信号端子31を嵌め込み半田付けするとともに、さらに絶縁基板25の四隅に設けたネジ通過孔25aを放熱ケース21の支持部21dに形成した基板取付用ネジ孔21eに対応させた後にネジ(不図示)をねじ込むことで、絶縁基板25を放熱ケース21内に固定する。
なお、制御ユニット19の端子台40及び電動モータ5の接続端子5c,5dは電気的に接続されており、図1の符号47で示す合成樹脂製の端子カバーで覆われている。
車両の図示しないイグニッションスイッチをオン状態としてバッテリから電力が供給されると、制御ユニット19の制御回路が、トルクセンサ15のトルク検出値から検知される操舵トルクの値に応じた操舵補助トルクを発生させるべく、操舵トルクに応じたモータ制御電流の目標値を実現するデューティ比のPWM駆動信号を生成して駆動回路を制御する。これにより、電動モータ5は、正転又は逆転方向に回転して必要とする操舵補助力を発生するように駆動する。
図6は、過熱防止機能の機能ブロック図であり、電動モータ5を制御しているモータ電流値を検出するモータ電流検出手段50と、モータ電流検出手段50が検出したモータ制御値とサーミスタ27が検出した周囲温度に基づいて駆動回路を構成する回路部品のジャンクション温度を演算するジャンクション温度演算手段51と、過熱防止機構に必要なテーブルを記憶している記憶手段52と、演算したジャンクション温度に基づいて電動モータの最大制御電流値を演算する最大制御電流値設定手段53と、トルクセンサ15で検出したトルク検出値及びモータ電流検出手段50が検出したモータ電流値に基づいてモータ制御電流値を演算するモータ制御電流値演算手段54と、このモータ制御電流値演算手段54で演算したモータ制御電流値及び最大制御電流値設定手段53で設定した最大制御電流値を比較し、小さい方の電流値をモータ制御電流値として設定する電流値設定手段55と、この電流値設定手段で設定したモータ制御電流値に基づいて電流モータ5を制御するモータ駆動制御手段56とを備えている。
制御回路は、例えば図7及び図8のフローチャートで示す過熱防止処理を行う。なお、これらフローチャートは、例えば10msec程度に設定されたサンプリング時間ΔT毎にタイマ割込によって実行される。このフローチャートでは、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理によって得られた結果が随時記憶手段52に更新記憶されるとともに、必要な情報やプログラムは随時記憶手段52から読み込まれる。
次いでステップS2において、モータ制御電流値演算手段54は、トルクセンサ15から検出したトルク検出値とモータ電流検出手段50が検出したモータ電流値に基づいてモータ制御電流値A1を演算する。
次いでステップS3に移行し、サーミスタ27で検出した周囲温度Taを読み込む。
次いでステップS4に移行し、ジャンクション温度演算手段51は、周囲温度Taに基づいてジャンクション温度Tjを演算する(後述する図8のジャンクション温度演算処理ルーチン)。
そして、ステップS8では、モータ駆動制御手段56が、設定したモータ制御電流値A1を出力して電動モータ5を制御してからリターンに移行する。
次いでステップS21に移行し、図9のジャンクション温度演算テーブルを参照してサーミスタ27で検出した周囲温度Taに対応する第2温度T2を演算する。
次いでステップS22に移行し、演算した第1温度T1及び第2温度T2とを比較する。そして、このステップS22において、第1温度T1が第2温度T2より大きな値の場合にはステップS23に移行し、第1温度T1が第2温度T2以下の場合にはステップS24に移行する。
次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置1における制御ユニット19の作用効果について説明する。
本実施形態の制御ユニット19は、図5に示すように、駆動回路の一部を構成するFETチップ28a,電界コンデンサ28bが第1金属基板23に実装され、駆動回路の残りを構成する電磁リレー30が第2金属基板24に実装されている。そして、第1金属基板23が放熱ケース21の底板21c上に固定され、第2金属基板24が、第1金属基板23と放熱ケース21の開口部を覆うように固定した絶縁基板25との間の空間の一部を区切るように放熱ケース21に一体化された補助放熱板22の支持板22b上に固定されている。
したがって、本実施形態の電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイールの操舵トルクに応じた操舵補助力を増大させるために電動モータ5を制御するモータ電流の大電流化と、車両搭載性の向上のために制御ユニット19の小型化を同時に図ることができる。
図7及び図8で示したように、制御回路が行う過熱防止機能では、過熱防止の監視対象である制御ユニット19の駆動回路を構成する回路部品のジャンクション温度Tjが高い場合には、電動モータ5に供給されるモータ制御電流値A1が温度保護テーブルで設定した最大電流制限値A2(図10参照)に変更設定されるので、操舵補助力がその分低減されて、ステアリングホイール操作がその分重くなるものの、過熱により第1金属基板24及び第2金属基板24に実装されている駆動回路を構成する回路部品(電磁リレー30及びFETチップ28a)が劣化又は損傷することを、積極的かつ確実に回避することができる。
なお、上記実施形態においては、絶縁基板25のスルーホール34,35に、第1金属基板23の信号端子29及び第2金属基板24の信号端子31を嵌め込み半田付けする構造としたが、例えばインサート成形された導電板を使用することで絶縁基板25と第1及び第2金属基板23,24を電気的接続すると制御ユニット19の小型化を促進することができ、さらに車両搭載性を向上させることができる。
Claims (6)
- 操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータと、前記電動モータを制御する制御ユニットと、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御ユニットは、開口部を有する放熱ケースと、この放熱ケース内の底面に固定されている第1金属基板と、この第1金属基板の一部に所定の空間をあけて重なり合う支持板を設けて前記放熱ケースに固定されている補助放熱板と、前記支持板上に固定されている第2金属基板と、前記第1金属基板及び前記第2金属基板を覆うように前記放熱ケースの前記開口部側に固定されている絶縁基板と、前記第1金属基板の前記支持板に重なり合っている部位及び前記支持板に重なり合っていない部位に実装されている駆動回路を構成する一部の部品と、前記第2金属基板に実装されている前記駆動回路を構成する残りの部品と、前記絶縁基板に実装されている制御回路及び電源回路を構成する部品と、を備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記第1金属基板の前記支持板に重なり合っている部位及び前記第2金属基板に、高さの低い前記駆動回路を構成する部品が実装されており、前記第1金属基板の前記支持板に重なり合っていない部位に、高さの高い前記駆動回路を構成する部品が実装されていることを特徴とする請求項1記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記制御ユニットは、前記第1及び第2金属基板に実装されている前記駆動回路を構成する部品の過熱を防止する過熱防止機能を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記過熱防止機能は、前記第1及び第2金属基板に実装されている駆動回路を構成する部品の周囲温度を検出する周囲温度検出手段と、この周囲温度検出手段に基づいて前記駆動回路を構成する部品のジャンクション温度を演算するジャンクション温度演算手段と、前記ジャンクション温度演算手段が演算したジャンクション温度に基づいて前記電動モータの制御電流を変更する制御電流変更手段と、を備えていることを特徴とする請求項3記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記周囲温度検出手段は、前記第2金属基板に近接した前記第1金属基板上に配置されており、
前記ジャンクション温度演算手段は、前記周囲温度検出手段が検出した周囲温度を前記第1金属基板に実装した前記駆動回路を構成する一部の部品の第1ジャンクション温度とするとともに、前記周囲温度検出手段が検出した周囲温度に基づいて前記第2金属基板に実装した前記駆動回路を構成する残りの部品の第2ジャンクション温度を推定演算し、
前記制御電流変更手段は、前記第1ジャンクション温度及び第2ジャンクション温度のうち高い温度に基づいて前記電動モータの制御電流を変更することを特徴とする請求項4記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記ジャンクション温度演算手段は、予め記憶している前記駆動回路の部品の熱抵抗、熱容量等に基づいて前記第1ジャンクション温度及び前記第2ジャンクション温度を補正することを特徴とする請求項5記載の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009036992A JP5218140B2 (ja) | 2009-02-19 | 2009-02-19 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009036992A JP5218140B2 (ja) | 2009-02-19 | 2009-02-19 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010188932A JP2010188932A (ja) | 2010-09-02 |
JP5218140B2 true JP5218140B2 (ja) | 2013-06-26 |
Family
ID=42815467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009036992A Expired - Fee Related JP5218140B2 (ja) | 2009-02-19 | 2009-02-19 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5218140B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013065696A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Omron Automotive Electronics Co Ltd | 電動機制御装置 |
JP6457256B2 (ja) * | 2013-12-19 | 2019-01-23 | 日本電産エレシス株式会社 | 電動パワーステアリング用のモータ駆動装置 |
CA3035307C (en) | 2016-09-02 | 2024-04-02 | Kongsberg Inc. | Techniques for limiting electrical current provided to a motor in an electric power steering system |
US11821420B2 (en) | 2017-06-30 | 2023-11-21 | Tesla, Inc. | Electric pump system and method |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2983405B2 (ja) * | 1993-03-23 | 1999-11-29 | 三菱電機株式会社 | 電動式パワーステアリング回路装置 |
JPH11163490A (ja) * | 1997-11-27 | 1999-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 電子装置 |
JP2000196011A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | 電子装置及びその製造方法 |
JP3644835B2 (ja) * | 1999-01-18 | 2005-05-11 | 三菱電機株式会社 | 電動式パワーステアリング回路装置 |
JP4034937B2 (ja) * | 2001-01-09 | 2008-01-16 | 本田技研工業株式会社 | 車両の制御装置 |
JP3651406B2 (ja) * | 2001-03-29 | 2005-05-25 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP3646665B2 (ja) * | 2001-04-17 | 2005-05-11 | 株式会社日立製作所 | インバータ装置 |
JP2003332526A (ja) * | 2001-11-07 | 2003-11-21 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
JP2003182606A (ja) * | 2001-12-17 | 2003-07-03 | Toyoda Mach Works Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP3651444B2 (ja) * | 2002-02-27 | 2005-05-25 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
JP2003309384A (ja) * | 2002-04-17 | 2003-10-31 | Denso Corp | 電流スイッチング回路装置及び電動パワーステアリングの回路装置 |
JP4110867B2 (ja) * | 2002-07-23 | 2008-07-02 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置のecu |
JP2005019791A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パワー制御装置 |
JP2008290615A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2009012631A (ja) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
-
2009
- 2009-02-19 JP JP2009036992A patent/JP5218140B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010188932A (ja) | 2010-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5625242B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置、制御ユニットおよび車両 | |
JP2009023460A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
US20150180316A1 (en) | Motor drive device for electric power steering | |
US20130062137A1 (en) | Electric Power Steering System | |
JP2010105640A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2008037131A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2007276740A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
KR20080045704A (ko) | 전동파워스티어링장치 | |
JP5218140B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2009023456A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP5298459B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2007186145A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP4952666B2 (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
JP5343950B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP5194527B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置及び車両 | |
JP2009012631A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2010089739A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2009023459A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2009280018A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2004017884A (ja) | 電動式パワーステアリング回路装置及びその製造方法 | |
JP2009023457A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP2009023458A (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP5566355B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP5003007B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
JP5003006B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20101022 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20101022 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110407 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20111216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130218 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5218140 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |