JPWO2018088432A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
コイル温度演算部114は、上記数22〜27及び数29を用いてコイル温度を算出するが、イグニションがオンの状態においては、コイルに通電していなくても、制御基板には半導体スイッチング素子の微弱な発熱、マイコンやその他の半導体の動作による発熱等、待機電力相当の発熱があるので、この発熱の影響による各コイル温度の上昇分(以下、「付加コイル温度」とする)を予めTU10、TV10、TW10、TU20、TV20及びTW20として求めておき、上記数22〜数27により推定されるコイル温度にそれぞれ加算し、コイル温度TU1’、TV1’、TW1’、TU2’、TV2’及びTW2’を算出する。
第3実施形態では、上記数38〜43及び数45を用いてコイル温度を算出する。即ち、コイル温度演算部内の外気温推定部が数45を用いて外気温T0を推定し、伝達関数行列部が数38〜43に基づいてコイル温度TU1〜TW1及びTU2〜TW2を算出する。よって、第3実施形態では、コイル温度推定部の構成が第1実施形態と異なり、その他の構成は第1実施形態と同じである。
第4実施形態のコイル温度演算部414は、上記数47〜52を用いてコイル温度TU1〜TW1及びTU2〜TW2を算出し、更に、付加コイル温度を加算し、コイル温度TU1〜TW1’及びTU2’〜TW2’を出力する。他の構成は第3実施形態と同じである。
基板温度がTのときの基板抵抗RE(T)は、基準温度Tbでの基板抵抗RE0及び制御基板の温度係数αEを用いて、下記数71より算出されるので、数71を数69及び数70に代入すると、正常時及び異常時の発熱量QEはそれぞれ下記数72及び数73より算出することができる。
上記数82〜数84をブロック図で表わすと、図24のようになり、第5実施形態のコイル温度演算部は、図24に示される構成により、発熱量QU、QV、QW及びQE並びに基板温度TEからコイル温度TU、TV及びTWを算出する。即ち、発熱量QU、QV及びQWへのGLの乗算をそれぞれ演算部561、563及び566で行い、数82〜数84中の括弧内の加算をそれぞれ加算部572、570及び571で行い、それら加算結果へのGMの乗算をそれぞれ演算部564、565及び562で行う。また、数82〜数84に共通な第3項の乗算及び第4項の乗算をそれぞれ演算部567及び568で行い、それらの加算を加算部576で行う。そして、以上の結果に対して、数82の加算を加算部573及び577で行い、数83の加算を加算部574及び578で行い、数84の加算を加算部575及び579で行う。加算部577、578及び579からの出力がそれぞれコイル温度TU、TV及びTWとなる。
上記数101〜数103をブロック図で表わすと、図26のようになり、コイル温度演算部740は、図26に示される構成により、発熱量QU、QV及びQW並びに基板温度TEからコイル温度TU’、TV’及びTW’を算出する。即ち、コイル温度演算部770は、入力する発熱量QUに対して演算部701、705及び702において数101〜数103中の乗算を行い、発熱量QVに対して演算部706、704及び703において数101〜数103中の乗算を行い、発熱量QWに対して演算部708、707及び709において数101〜数103中の乗算を行い、基板温度TEに対して演算部710、711及び712において数101〜数103中の乗算を行う。そして、それらの乗算結果に対する数101中の加算を加算部720、721及び726で行い、数102中の加算を加算部723、724及び725で行い、数103中の加算を加算部722、727及び728で行い、更に、付加コイル温度TU0、TV0及びTW0の加算を加算部729、730及び731でそれぞれ行う。加算部729、730及び731からの出力がそれぞれコイル温度TU’、TV’及びTW’となる。
上記数108〜数110をブロック図で表わすと、図28のようになり、第8実施形態のコイル温度演算部は、図28に示される構成により、発熱量QU、QV及びQW並びに基板温度TEからコイル温度TU’、TV’及びTW’を算出する。即ち、発熱量QU、QV及びQWへのGLの乗算をそれぞれ演算部751、753及び756で行う。また、数108〜数110中の括弧内の加算をそれぞれ加算部762、760及び761で行い、それら加算結果へのGMの乗算をそれぞれ演算部754、755及び752で行う。数108〜数110に共通な第3項の乗算は演算部757で行う。そして、それらの乗算結果の加算を、数108については加算部763及び766で、数109については加算部764及び767で、数110については加算部765及び768で行い、更に、付加コイル温度TU0、TV0及びTW0の加算を加算部729、730及び731でそれぞれ行う。加算部729、730及び731からの出力がそれぞれコイル温度TU’、TV’及びTW’となる。
2 コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)
10 トルクセンサ
12 車速センサ
13、103 バッテリ
14 舵角センサ
20 モータ
21 回転角センサ
30 コントロールユニット(ECU)
31、130 電流指令値演算部
33、150A、150B 電流制限部
35、163A、164A、165A PI制御部
36 PWM制御部
37、172A、172B インバータ
101 モータ回転角検出回路
102 モータ角速度演算部
104 ノイズフィルタ
105 温度センサ
110、310、510 コイル温度推定部
111 モータ電流調節部
112A、112B、112C、112D、112E、112F、512、513、514、710、720、730 コイル発熱量演算部
113、515 基板発熱量演算部
114、214、314、414、516、740 コイル温度演算部
116、316 外気温推定部
117、217、317、417 伝達関数行列部
120、520 過熱処理部
140 異常検出部
160A、160B 電流制御部
161A dq軸電流指令値算出部
162A 2相/3相変換部
170A,170B モータ駆動部
171A,171B 電流検出回路
173A,173B ゲート駆動回路
174A,174B 電源遮断回路
180A,180B モータ電流遮断回路
181A,181B 異常検出回路
200 3相モータ(2系統巻線モータ)
511 切換部
Claims (24)
- 2系統モータ巻線を有する多相モータを制御する制御基板を備える電動パワーステアリング装置において、
前記制御基板の基板温度を検出する温度センサと、
前記多相モータの全てのモータ電流及び前記基板温度により、全てのコイル間の温度差で生じる前記全てのコイル間の伝熱現象並びに前記コイル及び前記制御基板間の伝熱現象に基づいて、全てのコイル温度を推定するコイル温度推定部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。 - 前記伝熱現象が周波数特性で表わされる請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記コイル温度推定部が、
前記モータ電流から各系統の各相のコイル発熱量を求めるコイル発熱量演算部と、
前記コイル発熱量及び前記基板温度により、前記周波数特性に基づいて前記コイル温度を求めるコイル温度演算部とを具備する請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記コイル発熱量演算部が、
前記コイル発熱量を求めるために用いる各系統の各相のコイル抵抗を、対応する系統及び相の前記コイル温度に応じて変更する請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記周波数特性が、前記コイル発熱量から前記コイル温度又は前記基板温度への周波数特性である発熱量周波数特性及び外気温から前記コイル温度又は前記基板温度への周波数特性である外気温周波数特性を含む請求項3又は4に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記コイル温度演算部が、
前記発熱量周波数特性及び前記外気温周波数特性を伝達関数として、前記コイル発熱量及び前記外気温又は前記基板温度の線形結合により、前記コイル温度を求める請求項5に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記コイル温度推定部が、
前記モータ電流から各系統の各相のコイル発熱量を求めるコイル発熱量演算部と、
前記モータ電流から前記制御基板の基板発熱量を求める基板発熱量演算部と、
前記コイル発熱量、前記基板発熱量及び前記基板温度により、前記周波数特性に基づいて前記コイル温度を求めるコイル温度演算部とを具備する請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記コイル発熱量演算部が、
前記コイル発熱量を求めるために用いる各系統の各相のコイル抵抗を、対応する系統及び相の前記コイル温度に応じて変更し、
前記基板発熱量演算部が、
前記基板発熱量を求めるために用いる基板抵抗を、前記基板温度に応じて変更する請求項7に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記周波数特性が、前記コイル発熱量又は前記基板発熱量から前記コイル温度又は前記基板温度への周波数特性である発熱量周波数特性及び外気温から前記コイル温度又は前記基板温度への周波数特性である外気温周波数特性を含む請求項7又は8に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記コイル温度演算部が、
前記発熱量周波数特性及び前記外気温周波数特性を伝達関数として、前記コイル発熱量、前記基板発熱量及び前記外気温又は前記基板温度の線形結合により、前記コイル温度を求める請求項9に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記コイル温度推定部が、
いずれかの系統に異常が発生した場合、異常な系統の前記モータ電流を全てゼロにして前記コイル温度を推定する請求項1乃至10のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 - 多系統モータ巻線を有する多相モータを制御する制御基板を備える電動パワーステアリング装置において、
前記制御基板の基板温度を検出する温度センサと、
前記多相モータの各相のモータ電流から前記各相のコイル発熱量及び前記制御基板の基板発熱量を求め、前記コイル発熱量、前記基板発熱量及び前記基板温度から、前記各相のコイル間の温度差で生じる前記各相間の伝熱現象及び前記コイルと前記制御基板間の伝熱現象に基づいて、前記各相のコイル温度を推定するコイル温度推定部とを備え、
前記コイル温度推定部は、いずれかの系統に異常が発生した場合、正常な系統において求められる前記コイル発熱量及び前記基板発熱量を補正した補正コイル発熱量及び補正基板発熱量並びに前記基板温度から、前記コイル温度を推定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記コイル温度推定部が、
前記補正コイル発熱量及び前記補正基板発熱量を、前記コイル発熱量及び前記基板発熱量に対するゲイン乗算に基づいて求める請求項12に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記伝熱現象が周波数特性で表わされる請求項12又は13に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記コイル温度推定部が、
前記各相の前記モータ電流から前記コイル発熱量及び前記補正コイル発熱量を求めるコイル発熱量演算部と、
前記モータ電流から前記基板発熱量及び前記補正基板発熱量を求める基板発熱量演算部と、
前記コイル発熱量及び前記基板発熱量又は前記補正コイル発熱量及び前記補正基板発熱量並びに前記基板温度より、前記周波数特性に基づいて前記コイル温度を求めるコイル温度演算部とを具備する請求項14に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記コイル発熱量演算部が、
前記コイル発熱量を求めるために用いる前記各相のコイル抵抗を、対応する相の前記コイル温度に応じて変更し、
前記基板発熱量演算部が、
前記基板発熱量を求めるために用いる基板抵抗を、前記基板温度に応じて変更する請求項15に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記周波数特性が、前記コイル発熱量又は前記基板発熱量から前記コイル温度又は前記基板温度への周波数特性である発熱量周波数特性及び外気温から前記コイル温度又は前記基板温度への周波数特性である外気温周波数特性を含む請求項14乃至16のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記コイル温度演算部が、
前記発熱量周波数特性及び前記外気温周波数特性を伝達関数として、前記コイル発熱量及び前記基板発熱量又は前記補正コイル発熱量及び前記補正基板発熱量並びに前記基板温度の線形結合により、前記コイル温度を求める請求項17に記載の電動パワーステアリング装置。 - 多相モータを制御する制御基板を備える電動パワーステアリング装置において、
前記制御基板の基板温度を検出する温度センサと、
前記多相モータの各相のモータ電流及び前記基板温度により、前記各相のコイル間の温度差で生じる前記各相間の第1伝熱現象及び前記コイルから前記制御基板への第2伝熱現象に基づいて、前記各相のコイル温度を推定するコイル温度推定部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。 - 前記第1伝熱現象及び前記第2伝熱現象は周波数特性で表わされる請求項19に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記コイル温度推定部は、
前記モータ電流から前記各相のコイル発熱量を求めるコイル発熱量演算部と、
前記コイル発熱量及び前記基板温度により、前記周波数特性に基づいて前記コイル温度を求めるコイル温度演算部とを具備する請求項20に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記コイル発熱量演算部は、
前記コイル発熱量を求めるために用いる前記各相のコイル抵抗を、対応する相の前記コイル温度に応じて変更する請求項21に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記周波数特性は、前記コイル発熱量から前記コイル温度又は前記基板温度への周波数特性である発熱量周波数特性及び外気温から前記コイル温度又は前記基板温度への周波数特性である外気温周波数特性を含む請求項21又は22に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記コイル温度演算部は、
前記発熱量周波数特性及び前記外気温周波数特性を伝達関数として、前記コイル発熱量及び前記基板温度の線形結合により、前記コイル温度を求める請求項23に記載の電動パワーステアリング装置。
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