JPH11208488A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置の制御装置Info
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- JPH11208488A JPH11208488A JP10011514A JP1151498A JPH11208488A JP H11208488 A JPH11208488 A JP H11208488A JP 10011514 A JP10011514 A JP 10011514A JP 1151498 A JP1151498 A JP 1151498A JP H11208488 A JPH11208488 A JP H11208488A
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B62D5/046—Controlling the motor
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動パワーステアリング装置の制御装置にお
いて、モータのモータ温度を測定又は推定し、測定値又
は推定値によってモータ電流指令値を補正して、温度変
化によるモータ電流特性の変化に対する補償制御を行な
う。 【解決手段】 ハンドルの操舵トルクを検出するトルク
センサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリ
ングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵ト
ルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロー
ルユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の
制御装置であり、前記コントロールユニットが、前記モ
ータの温度推定値又は温度推定値によりモータ電流指令
値を補正し、補正されたモータ電流指令値でモータ電流
を制御する。
いて、モータのモータ温度を測定又は推定し、測定値又
は推定値によってモータ電流指令値を補正して、温度変
化によるモータ電流特性の変化に対する補償制御を行な
う。 【解決手段】 ハンドルの操舵トルクを検出するトルク
センサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリ
ングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵ト
ルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロー
ルユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の
制御装置であり、前記コントロールユニットが、前記モ
ータの温度推定値又は温度推定値によりモータ電流指令
値を補正し、補正されたモータ電流指令値でモータ電流
を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両の操
舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電
動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に温度
変化に応じてモータ電流特性の変化を補償制御する電動
パワーステアリング装置の制御装置に関する。
舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電
動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に温度
変化に応じてモータ電流特性の変化を補償制御する電動
パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車や車両のステアリング装置をモー
タの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング
装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベル
ト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラ
ック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる電
動パワーステアリング装置は、据え切り状態でハンドル
の端当てロック状態が長時間保持されたり、長時間の車
庫入れ動作が繰り返されたりすると、モータに大電流が
連続して流れることになり、モータが発熱して発煙した
り匂いを出したり、更には焼損するなどして事故を誘発
しかねないといった問題がある。
タの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング
装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベル
ト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラ
ック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる電
動パワーステアリング装置は、据え切り状態でハンドル
の端当てロック状態が長時間保持されたり、長時間の車
庫入れ動作が繰り返されたりすると、モータに大電流が
連続して流れることになり、モータが発熱して発煙した
り匂いを出したり、更には焼損するなどして事故を誘発
しかねないといった問題がある。
【０００３】このようなモータの過度の使用等による発
熱を防止したり、モータを保護する目的から従来はモー
タに温度センサを取付けるか、又はモータの駆動素子の
放熱器に温度センサを取付け、温度センサの検出温度に
基いてモータの巻線温度を推定し、巻線温度に応じてモ
ータの過熱を防止するようにしている。また、温度セン
サを用いないモータの保護装置として、特開平１−１８
６４６８号公報に示されているように、モータ電流の所
定時間毎の平均電流の大きさに応じてモータ電流の最大
値を制限する方法が知られている。
熱を防止したり、モータを保護する目的から従来はモー
タに温度センサを取付けるか、又はモータの駆動素子の
放熱器に温度センサを取付け、温度センサの検出温度に
基いてモータの巻線温度を推定し、巻線温度に応じてモ
ータの過熱を防止するようにしている。また、温度セン
サを用いないモータの保護装置として、特開平１−１８
６４６８号公報に示されているように、モータ電流の所
定時間毎の平均電流の大きさに応じてモータ電流の最大
値を制限する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
電動パワーステアリング装置の制御装置ではモータの過
熱による故障を防止する機能を有しているが、温度変化
によるモータ電流特性の変化に対しては何ら補償制御を
行なっていない。モータがエンジンルーム内にレイアウ
トされる電動パワーステアリング装置では、エンジンと
車両環境モータの使用の状態により−４０℃〜２００℃
という大きな温度変化が頻繁に発生する。この温度変化
によりモータの電気特性が変化し、モータの出力特性が
大きく変化する。このため、電動パワーステアリング装
置の環境温度により、操舵補助特性が変化するという問
題があった。
電動パワーステアリング装置の制御装置ではモータの過
熱による故障を防止する機能を有しているが、温度変化
によるモータ電流特性の変化に対しては何ら補償制御を
行なっていない。モータがエンジンルーム内にレイアウ
トされる電動パワーステアリング装置では、エンジンと
車両環境モータの使用の状態により−４０℃〜２００℃
という大きな温度変化が頻繁に発生する。この温度変化
によりモータの電気特性が変化し、モータの出力特性が
大きく変化する。このため、電動パワーステアリング装
置の環境温度により、操舵補助特性が変化するという問
題があった。
【０００５】本発明は上述のような事情によりなされた
ものであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング
装置のモータ温度を測定又は推定し、その測定値又は推
定値によってモータ電流指令値を補正して、温度変化に
よるモータ電流特性の変化に対する補償制御を行なう電
動パワーステアリング装置の制御装置を提供することに
ある。
ものであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング
装置のモータ温度を測定又は推定し、その測定値又は推
定値によってモータ電流指令値を補正して、温度変化に
よるモータ電流特性の変化に対する補償制御を行なう電
動パワーステアリング装置の制御装置を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ハンドルの操
舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一
体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢
するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モ
ータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動
パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本
発明の上記目的は、前記コントロールユニットが、前記
モータの温度測定値又は温度推定値によりモータ電流指
令値を補正し、補正されたモータ電流指令値でモータ電
流を制御することによって達成される。
舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一
体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢
するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モ
ータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動
パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本
発明の上記目的は、前記コントロールユニットが、前記
モータの温度測定値又は温度推定値によりモータ電流指
令値を補正し、補正されたモータ電流指令値でモータ電
流を制御することによって達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明では、電動パワーステアリ
ング装置のモータの温度変化による特性変化が操舵補助
特性の変化として現われないように、モータ温度の測定
値又は推定値によりモータ電流指令値を補正する。この
ため、温度変化の大きい環境下で電動パワーステアリン
グ装置が使用された場合でも、操舵補助特性を常に同一
にして制御することができる。
ング装置のモータの温度変化による特性変化が操舵補助
特性の変化として現われないように、モータ温度の測定
値又は推定値によりモータ電流指令値を補正する。この
ため、温度変化の大きい環境下で電動パワーステアリン
グ装置が使用された場合でも、操舵補助特性を常に同一
にして制御することができる。
【０００８】以下、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【０００９】先ず、本発明を実施するに適した電動パワ
ーステアリング装置の構成を図１に示して説明する。操
向ハンドル１の軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイ
ント４ａ及び４ｂ，ピニオンラック機構５を経て操向車
輪のタイロッド６に結合されている。軸２には、操向ハ
ンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設
けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモー
タ２０がクラッチ２１、減速ギア３を介して軸２に結合
されている。パワーステアリング装置を制御するコント
ロールユニット３０には、バッテリ１４からイグニショ
ンキー１１を経て電力が供給され、コントロールユニッ
ト３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴ
と車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基いてアシス
ト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行ない、演算された
操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を
制御する。クラッチ２１はコントロールユニット３０で
ＯＮ／ＯＦＦ制御され、通常の動作状態ではＯＮ（結
合）されている。そして、コントロールユニット３０に
よりパワーステアリング装置が故障と判断された時、及
びイグニションキー１１によりバッテリ１４の電源がＯ
ＦＦとなっている時に、クラッチ２１はＯＦＦ（切離）
される。
ーステアリング装置の構成を図１に示して説明する。操
向ハンドル１の軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイ
ント４ａ及び４ｂ，ピニオンラック機構５を経て操向車
輪のタイロッド６に結合されている。軸２には、操向ハ
ンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設
けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモー
タ２０がクラッチ２１、減速ギア３を介して軸２に結合
されている。パワーステアリング装置を制御するコント
ロールユニット３０には、バッテリ１４からイグニショ
ンキー１１を経て電力が供給され、コントロールユニッ
ト３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴ
と車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基いてアシス
ト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行ない、演算された
操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を
制御する。クラッチ２１はコントロールユニット３０で
ＯＮ／ＯＦＦ制御され、通常の動作状態ではＯＮ（結
合）されている。そして、コントロールユニット３０に
よりパワーステアリング装置が故障と判断された時、及
びイグニションキー１１によりバッテリ１４の電源がＯ
ＦＦとなっている時に、クラッチ２１はＯＦＦ（切離）
される。
【００１０】コントロールユニット３０は主としてＣＰ
Ｕで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラム
で実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。
例えば位相補償器３１は独立したハードウェアとしての
位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位
相補償機能を示している。尚、コントロールユニット３
０をＣＰＵで構成せず、各機能要素を独立のハードウェ
アで構成することも可能である。
Ｕで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラム
で実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。
例えば位相補償器３１は独立したハードウェアとしての
位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位
相補償機能を示している。尚、コントロールユニット３
０をＣＰＵで構成せず、各機能要素を独立のハードウェ
アで構成することも可能である。
【００１１】ここで、コントロールユニット３０の一般
的な機能及び動作を説明する。トルクセンサ１０で検出
されて入力される操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高
めるために位相補償器３１で位相補償され、位相補償さ
れた操舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力
される。又、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵
補助指令値演算器３２に入力される。操舵補助指令値演
算器３２は、入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基
いてモータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵
補助指令値Ｉを決定し、操舵補助指令値演算器３２には
メモリ３３が付設されている。メモリ３３は車速Ｖをパ
ラメータとして操舵トルクに対応する操舵補助指令値Ｉ
を格納しており、操舵補助指令値演算器３２による操舵
補助指令値Ｉの演算に使用される。操舵補助指令値Ｉは
減算器３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるた
めのフィードフォワード系の微分補償器３４に入力さ
れ、減算器３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算器３５に
入力され、その比例出力は加算器３０Ｂに入力されると
共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算
器３６に入力される。微分補償器３４及び積分補償器３
６の出力も加算器３０Ｂに加算入力され、加算器３０Ｂ
での加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号と
してモータ駆動回路３７に入力される。モータ２０のモ
ータ電流検出値ｉはモータ電流検出回路３８で検出さ
れ、モータ電流検出値ｉは減算器３０Ａに入力されてフ
ィードバックされる。
的な機能及び動作を説明する。トルクセンサ１０で検出
されて入力される操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高
めるために位相補償器３１で位相補償され、位相補償さ
れた操舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力
される。又、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵
補助指令値演算器３２に入力される。操舵補助指令値演
算器３２は、入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基
いてモータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵
補助指令値Ｉを決定し、操舵補助指令値演算器３２には
メモリ３３が付設されている。メモリ３３は車速Ｖをパ
ラメータとして操舵トルクに対応する操舵補助指令値Ｉ
を格納しており、操舵補助指令値演算器３２による操舵
補助指令値Ｉの演算に使用される。操舵補助指令値Ｉは
減算器３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるた
めのフィードフォワード系の微分補償器３４に入力さ
れ、減算器３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算器３５に
入力され、その比例出力は加算器３０Ｂに入力されると
共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算
器３６に入力される。微分補償器３４及び積分補償器３
６の出力も加算器３０Ｂに加算入力され、加算器３０Ｂ
での加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号と
してモータ駆動回路３７に入力される。モータ２０のモ
ータ電流検出値ｉはモータ電流検出回路３８で検出さ
れ、モータ電流検出値ｉは減算器３０Ａに入力されてフ
ィードバックされる。
【００１２】モータ駆動回路３７の構成例を図３に示し
て説明すると、モータ駆動回路３７は加算器３０Ｂから
の電流制御値Ｅに基いて電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の各ゲートを駆動するＦＥＴゲ
ート駆動回路３７１、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４で成るＨブリ
ッジ回路、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２のハイサイド側を駆動
する昇圧電源３７２等で構成されている。ＦＥＴ１及び
ＦＥＴ２は、電流制御値Ｅに基いて決定されるデューテ
ィ比Ｄ１のＰＷＭ（パルス幅変調）信号によってＯＮ／
ＯＦＦされ、実際にモータに流れる電流Ｉｒの大きさが
制御される。ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、デューティ比Ｄ
１の小さい領域では所定１次関数式（ａ，ｂを定数とし
てＤ２＝ａ・Ｄ１＋ｂ）で定義されるデューティ比Ｄ２
のＰＷＭ信号で駆動され、デューティ比Ｄ１の大きい領
域ではＰＷＭ信号の符号により決定されるモータの回転
方向に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。例えばＦＥＴ３が導
通状態にあるときは、電流はＦＥＴ１、モータ２０、Ｆ
ＥＴ３、抵抗Ｒ１を経て流れ、モータ２０に正方向の電
流が流れる。又、ＦＥＴ４が導通状態にあるときは、電
流はＦＥＴ２、モータ２０、ＦＥＴ４、抵抗Ｒ２を経て
流れ、モータ２０に負方向の電流が流れる。従って、加
算器３０Ｂからの電流制御値ＥもＰＷＭ出力となってい
る。又、モータ電流検出回路３８は抵抗Ｒ１の両端にお
ける電圧降下に基いて正方向電流の大きさを検出すると
共に、抵抗Ｒ２の両端における電圧降下に基いて負方向
の電流の大きさを検出する。モータ電流検出回路３８で
検出されたモータ電流検出値ｉは、減算器３０Ａに入力
されてフィードバックされる。
て説明すると、モータ駆動回路３７は加算器３０Ｂから
の電流制御値Ｅに基いて電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の各ゲートを駆動するＦＥＴゲ
ート駆動回路３７１、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４で成るＨブリ
ッジ回路、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２のハイサイド側を駆動
する昇圧電源３７２等で構成されている。ＦＥＴ１及び
ＦＥＴ２は、電流制御値Ｅに基いて決定されるデューテ
ィ比Ｄ１のＰＷＭ（パルス幅変調）信号によってＯＮ／
ＯＦＦされ、実際にモータに流れる電流Ｉｒの大きさが
制御される。ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、デューティ比Ｄ
１の小さい領域では所定１次関数式（ａ，ｂを定数とし
てＤ２＝ａ・Ｄ１＋ｂ）で定義されるデューティ比Ｄ２
のＰＷＭ信号で駆動され、デューティ比Ｄ１の大きい領
域ではＰＷＭ信号の符号により決定されるモータの回転
方向に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。例えばＦＥＴ３が導
通状態にあるときは、電流はＦＥＴ１、モータ２０、Ｆ
ＥＴ３、抵抗Ｒ１を経て流れ、モータ２０に正方向の電
流が流れる。又、ＦＥＴ４が導通状態にあるときは、電
流はＦＥＴ２、モータ２０、ＦＥＴ４、抵抗Ｒ２を経て
流れ、モータ２０に負方向の電流が流れる。従って、加
算器３０Ｂからの電流制御値ＥもＰＷＭ出力となってい
る。又、モータ電流検出回路３８は抵抗Ｒ１の両端にお
ける電圧降下に基いて正方向電流の大きさを検出すると
共に、抵抗Ｒ２の両端における電圧降下に基いて負方向
の電流の大きさを検出する。モータ電流検出回路３８で
検出されたモータ電流検出値ｉは、減算器３０Ａに入力
されてフィードバックされる。
【００１３】上述のような一般的なコントロールユニッ
ト３０に対して、本発明では図４に示すようにトルクセ
ンサ１０で検出された操舵トルクＴに基づいて操舵補助
や補償制御のためのモータ電流指令値Ｉｒｅｆを決定
し、モータ電流検出回路３８からのモータ電流検出値ｉ
がモータ電流指令値Ｉｒｅｆと等しくなるように制御し
ている。モータ電流指令値Ｉｒｅｆは上下制限値±Ｉｌ
ｍｔを有する最大電流制限部４０から出力され、モータ
電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流検出値ｉとの差（Ｉｒ
ｅｆ−ｉ）が減算器４１で求められ、その差電流（Ｉｒ
ｅｆ−ｉ）が電流制御部５０に入力される。一方、位相
補償器３１の出力は操舵補助指令値演算部３２及び演算
器４２を経て最大電流制限部４０に入力され、電流制御
部５０からの駆動電流及びモータ電流検出回路３８から
のモータ電流検出値ｉに基いて、モータ角速度推定部４
３で推定された角速度ωはロストルク補償器４４及び収
れん性制御器４５に入力され、モータ角加速度推定部４
６からの角加速度ω＊は慣性補償器４７に入力される。
ロストルク補償器４４、収れん性制御器４５及び慣性補
償器４７の各出力は演算器４２に入力されている。尚、
図４では、モータ２０をモータ電気的特性部２１とモー
タトルク定数部２２にとに分離している。
ト３０に対して、本発明では図４に示すようにトルクセ
ンサ１０で検出された操舵トルクＴに基づいて操舵補助
や補償制御のためのモータ電流指令値Ｉｒｅｆを決定
し、モータ電流検出回路３８からのモータ電流検出値ｉ
がモータ電流指令値Ｉｒｅｆと等しくなるように制御し
ている。モータ電流指令値Ｉｒｅｆは上下制限値±Ｉｌ
ｍｔを有する最大電流制限部４０から出力され、モータ
電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流検出値ｉとの差（Ｉｒ
ｅｆ−ｉ）が減算器４１で求められ、その差電流（Ｉｒ
ｅｆ−ｉ）が電流制御部５０に入力される。一方、位相
補償器３１の出力は操舵補助指令値演算部３２及び演算
器４２を経て最大電流制限部４０に入力され、電流制御
部５０からの駆動電流及びモータ電流検出回路３８から
のモータ電流検出値ｉに基いて、モータ角速度推定部４
３で推定された角速度ωはロストルク補償器４４及び収
れん性制御器４５に入力され、モータ角加速度推定部４
６からの角加速度ω＊は慣性補償器４７に入力される。
ロストルク補償器４４、収れん性制御器４５及び慣性補
償器４７の各出力は演算器４２に入力されている。尚、
図４では、モータ２０をモータ電気的特性部２１とモー
タトルク定数部２２にとに分離している。
【００１４】収れん性制御器４５は、車両のヨーの収れ
ん性を改善するためにハンドルが振れ回る動作に対して
ブレーキをかけるようになっている。ロストルク補償器
４４は、モータ２０のロストルクの影響をキャンセルす
るために、ロストルク補償信号ＬＴを出力してモータ２
０のロストルクの発生する方向、つまりモータ２０の回
転方向に対してロストルク相当のアシストを行なう。
又、慣性補償器４７はモータ２０の慣性により発生する
力相当分をアシストするものであり、慣性補償信号を出
力して慣性感又は制御の応答性の悪化を防ぐようになっ
ている。従って、ロストルク補償器４４に入力される推
定値ωはモータ回転方向を示すものであり、慣性補償器
４７に入力される推定値ω＊はモータ角加速度を示すも
のとなっている。
ん性を改善するためにハンドルが振れ回る動作に対して
ブレーキをかけるようになっている。ロストルク補償器
４４は、モータ２０のロストルクの影響をキャンセルす
るために、ロストルク補償信号ＬＴを出力してモータ２
０のロストルクの発生する方向、つまりモータ２０の回
転方向に対してロストルク相当のアシストを行なう。
又、慣性補償器４７はモータ２０の慣性により発生する
力相当分をアシストするものであり、慣性補償信号を出
力して慣性感又は制御の応答性の悪化を防ぐようになっ
ている。従って、ロストルク補償器４４に入力される推
定値ωはモータ回転方向を示すものであり、慣性補償器
４７に入力される推定値ω＊はモータ角加速度を示すも
のとなっている。
【００１５】ここで、モータ電流検出値ｉとモータ２０
の出力トルクτとの関係は、トルク定数をＫＴとして下
記数１となる。
の出力トルクτとの関係は、トルク定数をＫＴとして下
記数１となる。
【００１６】
【数１】τ＝ＫＴ・ｉ 一般的にトルク定数ＫＴを一定とみなしてモータ電流検
出値ｉを制御することにより、操舵補助トルクを制御し
ている。
出値ｉを制御することにより、操舵補助トルクを制御し
ている。
【００１７】ところで、モータ２０のトルク定数ＫＴは
図５に示すように温度ｔの関数となっており、特にモー
タが温度変化の大きい環境下で使用された場合、その影
響は無視できない。図５において、特性Ａは温度２０℃
におけるトルク定数ＫＴ２０を示しており、温度が上昇
すると特性Ｂのように急勾配となり、温度が下降すると
特性Ｃのように緩勾配となる。これより、トルク定数Ｋ
Ｔと温度ｔとの関係は、トルク定数の温度係数をβとし
て次の数２となる。
図５に示すように温度ｔの関数となっており、特にモー
タが温度変化の大きい環境下で使用された場合、その影
響は無視できない。図５において、特性Ａは温度２０℃
におけるトルク定数ＫＴ２０を示しており、温度が上昇
すると特性Ｂのように急勾配となり、温度が下降すると
特性Ｃのように緩勾配となる。これより、トルク定数Ｋ
Ｔと温度ｔとの関係は、トルク定数の温度係数をβとし
て次の数２となる。
【００１８】
【数２】ＫＴ（ｔ）＝｛１＋０．００２（ｔ−２０）／
β｝・ＫＴ２０ このようなトルク定数ＫＴの温度による変化を補正する
ため、次のような補正係数ａを導入する。
β｝・ＫＴ２０ このようなトルク定数ＫＴの温度による変化を補正する
ため、次のような補正係数ａを導入する。
【００１９】
【数３】ａ＝１／｛１＋０．００２（ｔ−２０）／β｝ そして、この補正係数ａでモータ電流指令値Ｉｒｅｆを
下記数４で補正し、補正後のモータ電流指令値Ｉｒｅｆ
＊を得る。
下記数４で補正し、補正後のモータ電流指令値Ｉｒｅｆ
＊を得る。
【００２０】
【数４】Ｉｒｅｆ＊＝Ｉｒｅｆ・ａ また、電流制御によってモータ電流指令値Ｉｒｅｆ＝モ
ータ電流検出値ｉが満たされている場合、モータ２０の
出力トルクτは次のようになる。
ータ電流検出値ｉが満たされている場合、モータ２０の
出力トルクτは次のようになる。
【００２１】
【数５】τ＝ＫＴ（ｔ）・Ｉｒｅｆ＊ ここで、数２、数４を数５に代入すると、
【数６】τ＝ＫＴ２０・Ｉｒｅｆ となる。このように温度２０℃におけるトルク定数ＫＴ
は温度に依存しないので、出力トルクτの温度変化を補
正することができる。この場合、操舵補助特性はトルク
定数ＫＴ２０に基づいて設定する。
は温度に依存しないので、出力トルクτの温度変化を補
正することができる。この場合、操舵補助特性はトルク
定数ＫＴ２０に基づいて設定する。
【００２２】また、モータ電流指令値Ｉｒｅｆは最大電
流制御部４０で最大電流指令値Ｉｒｅｆが上下限値±Ｉ
ｌｍｔに制限されるが、上記数６のようなトルク定数の
補正を行なえば、モータ出力トルクτの最大値も補正さ
れる。例えばモータ温度が２０℃より高い場合、トルク
定数ＫＴは小さくなるので補正係数ａは１以上になり、
モータ電流指令値Ｉｒｅｆの最大値もＩｒｅｆ・ａとな
り、モータ出力トルクτの最大値の減少を防ぐことがで
きる。尚、補正係数ａは図６に示すようにしてモータ電
流指令値Ｉｒｅｆを補正し、補正されたモータ電流指令
値Ｉｒｅｆ＊を減算器４１に入力する。モータの温度推
定は例えば下記数７による。数７は基準温度を２０℃に
した例であるが、任意の温度を基準温度として求めるこ
とができる。
流制御部４０で最大電流指令値Ｉｒｅｆが上下限値±Ｉ
ｌｍｔに制限されるが、上記数６のようなトルク定数の
補正を行なえば、モータ出力トルクτの最大値も補正さ
れる。例えばモータ温度が２０℃より高い場合、トルク
定数ＫＴは小さくなるので補正係数ａは１以上になり、
モータ電流指令値Ｉｒｅｆの最大値もＩｒｅｆ・ａとな
り、モータ出力トルクτの最大値の減少を防ぐことがで
きる。尚、補正係数ａは図６に示すようにしてモータ電
流指令値Ｉｒｅｆを補正し、補正されたモータ電流指令
値Ｉｒｅｆ＊を減算器４１に入力する。モータの温度推
定は例えば下記数７による。数７は基準温度を２０℃に
した例であるが、任意の温度を基準温度として求めるこ
とができる。
【００２３】
【数７】ｔ＝（Ｒ−Ｒ２０）／α＋２０ （℃） Ｒ２０：２０℃におけるモータ端子間抵抗値 α：モータ巻線の温度係数 尚、温度はセンサを設けて測定するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明の電動パワーステア
リング装置の制御装置によれば、モータの温度による特
性変化が操舵補助特性に影響しないようにするため、モ
ータ温度を推定又は測定してモータ電流指令値を補正す
るように動作する。従って、モータが温度変化の大きい
環境下で使用された場合でも、操舵補助特性を変化させ
ないようにすることができる。
リング装置の制御装置によれば、モータの温度による特
性変化が操舵補助特性に影響しないようにするため、モ
ータ温度を推定又は測定してモータ電流指令値を補正す
るように動作する。従って、モータが温度変化の大きい
環境下で使用された場合でも、操舵補助特性を変化させ
ないようにすることができる。
【図１】電動パワーステアリング装置の一例を示すブロ
ック構成図である。
ック構成図である。
【図２】コントロールユニットの一般的な内部構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】モータ駆動回路の一例を示す結線図である。
【図４】本発明によるコントロールユニットの構成例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】トルク定数の特性例を示す特性図である。
【図６】本発明の要部を示すブロック図である。
１ 操向ハンドル ５ ピニオンラック機構 １０ トルクセンサ １２ 車速センサ ２０ モータ ３０ コントロールユニット ３１ 位相補償器 ３７ モータ駆動回路 ３８ モータ電流検出回路 ４０ 最大電流制限部 ５０ 電流制御部 ５１ 補正係数（α）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 秀行 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ハンドルの操舵トルクを検出するトルク
センサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリ
ングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵ト
ルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロー
ルユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の
制御装置において、前記コントロールユニットが、前記
モータの温度測定値又は温度推定値によりモータ電流指
令値を補正し、補正されたモータ電流指令値でモータ電
流を制御するようになっていることを特徴とする電動パ
ワーステアリング装置の制御装置。
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| JP01151498A JP3991416B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| US09/225,490 US6326753B1 (en) | 1998-01-23 | 1999-01-06 | Controller of electric power-steering system |
| DE19902516A DE19902516B4 (de) | 1998-01-23 | 1999-01-22 | Regler für ein elektrisches Servolenksystem |
| KR1019990001865A KR100286485B1 (ko) | 1998-01-23 | 1999-01-22 | 전동 파워-스티어링 장치의 제어장치 |
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| JP01151498A JP3991416B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
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- 1999-01-22 KR KR1019990001865A patent/KR100286485B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1999-01-22 DE DE19902516A patent/DE19902516B4/de not_active Expired - Lifetime
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| US6326753B1 (en) | 2001-12-04 |
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| JP3991416B2 (ja) | 2007-10-17 |
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