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JP2008265381A - Electric power steering apparatus - Google Patents

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JP2008265381A
JP2008265381A JP2007107291A JP2007107291A JP2008265381A JP 2008265381 A JP2008265381 A JP 2008265381A JP 2007107291 A JP2007107291 A JP 2007107291A JP 2007107291 A JP2007107291 A JP 2007107291A JP 2008265381 A JP2008265381 A JP 2008265381A
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Japan
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power source
auxiliary power
motor
steering
power supply
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Application number
JP2007107291A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Izumitani
圭亮 泉谷
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JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device enabling the consistent operation for a long period by preventing the shortening of the lifetime of an auxiliary power source attached to a main power source by repeating the charging and discharging. <P>SOLUTION: A chargeable/dischargeable auxiliary power source 8 is provided on a power supply circuit with a motor 5 for the steering assist being connected to a main power source 7. When the load on the motor 5 is small, the auxiliary power source 8 is connected to the main power source 7 and charged by the operation of an assist control ECU 6. When the load on the motor 5 is large, the auxiliary power source 8 is connected to the side of the motor 5 and discharged. A temperature detector 9 for detecting the temperature of the auxiliary power source 8 is provided, the resistance of a variable resistor 81 connected to the auxiliary power source 8 is changed by the operation of the assist control ECU 6 based on the detected temperature of the temperature detector 9, and the charging/discharging time constant of the auxiliary power source 8 is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車載電源からの給電により駆動されるモータを操舵補助力の発生源として備える電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus including a motor driven by power supplied from an on-vehicle power source as a generation source of steering assist force.

ステアリングホイール等の操舵部材の回転操作に応じて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの発生力を舵取機構に加えて操舵を補助する電動パワーステアリング装置は、操舵補助力の発生源としてのモータが車載バッテリーからの給電により駆動されることから、操舵補助のためのエンジンの直接的な動力負担を軽減することができ、車両の燃費向上に寄与し得るという利点を有している。   An electric power steering device that drives a steering assist motor in response to a rotation operation of a steering member such as a steering wheel and assists steering by adding the generated force of the motor to a steering mechanism is used as a generation source of the steering assist force. This motor is driven by power supplied from the on-board battery, so that it is possible to reduce the direct power burden of the engine for assisting the steering and to contribute to improving the fuel consumption of the vehicle.

一方操舵補助用のモータとしては、大なる路面反力に抗してなされる低速走行又は停止状態での操舵、所謂、据切り操舵時における操舵補助力を想定して大出力のモータが用いられているために、車載バッテリーの負担が大きくなるという問題がある。   On the other hand, as a motor for assisting steering, a motor with high output is used assuming steering assist force at the time of low speed traveling or stopping against a large road reaction force, that is, so-called steering steering. Therefore, there is a problem that the burden on the in-vehicle battery becomes large.

このような問題に対応するために、主電源としての車載バッテリーに充放電が可能な補助電源を並設し、操舵のためのモータの負荷が大きいときには、主電源からの給電に加えて補助電源の放電によりモータを駆動することにより主電源の負担を軽減する一方、モータの負荷が小さいときには、主電源からの給電により補助電源を充電しておくように構成された電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to cope with such problems, an auxiliary power source that can be charged and discharged is arranged in parallel with the in-vehicle battery as the main power source, and when the motor load for steering is heavy, in addition to the power supply from the main power source, the auxiliary power source An electric power steering device is proposed that is configured to reduce the burden on the main power source by driving the motor by discharging, while charging the auxiliary power source by supplying power from the main power source when the load on the motor is small. (For example, refer to Patent Document 1).

補助電源は、操舵補助用のモータを主電源としての車載バッテリーに接続する給電回路に設けたキャパシタであり、切換え手段により、モータの側の放電位置と主電源の側の充電位置とに切換え接続可能としてある。操舵補助用のモータを駆動制御するアシスト制御ECUは、前記モータの負荷の大小に応じて切換え手段に動作指令を発し、この動作指令に応じて切換え手段は、モータ負荷が大きい場合には放電位置に、モータ負荷が小さい場合には充電位置に切換え動作をなすように構成されている。
特開2003−320942号公報
The auxiliary power supply is a capacitor provided in the power supply circuit that connects the steering assist motor to the in-vehicle battery as the main power supply, and is switched between the discharge position on the motor side and the charging position on the main power supply side by switching means It is possible. The assist control ECU that drives and controls the steering assist motor issues an operation command to the switching means according to the magnitude of the load of the motor, and the switching means responds to the discharge position when the motor load is large. In addition, when the motor load is small, the operation is switched to the charging position.
JP 2003-320942 A

このように構成された電動パワーステアリング装置においては、据切り操舵に対して要求される大なる操舵補助力を、主電源としての車載バッテリーの容量を増すことなく実現することができるが、一方では、例えば、車庫入れ時、縦列駐車時等、据切り操舵が繰り返し実行され、充放電の切換えが頻繁になされた場合に、内部抵抗を流れる充放電電流の作用により補助電源が自己発熱し、この発熱による高温状態の継続が補助電源の寿命を劣化させるという不具合があった。   In the electric power steering apparatus configured as described above, a large steering assist force required for stationary steering can be realized without increasing the capacity of the in-vehicle battery as a main power source. For example, when stationary steering is repeatedly executed during garage entry, parallel parking, etc., and charging / discharging is frequently switched, the auxiliary power supply self-heats due to the action of the charging / discharging current flowing through the internal resistance. There was a problem that continuation of the high temperature state due to heat generation deteriorated the life of the auxiliary power supply.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主電源に付設された補助電源の寿命が、充放電の繰り返しよって劣化することを防止し、長期に亘って安定した動作が可能となる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents the life of the auxiliary power source attached to the main power source from deteriorating due to repeated charging and discharging, and enables stable operation over a long period of time. An object is to provide an electric power steering apparatus.

本発明の第1発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータを主電源に接続する給電回路に充放電が可能な補助電源を設け、前記モータの小負荷時には、前記補助電源を前記主電源に接続して充電し、前記モータの大負荷時には、前記補助電源を前記モータに接続して放電させるようにした電動パワーステアリング装置において、前記補助電源の温度を検出する温度検出器と、前記補助電源の充放電時定数を変更する時定数変更手段と、前記温度検出器による検出温度の高低に応じて前記充放電時定数を大小とするように前記時定数変更手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。   An electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention is provided with an auxiliary power source capable of charging and discharging in a power supply circuit that connects a steering assist motor to a main power source. In the electric power steering apparatus that is connected to the main power source for charging, and the auxiliary power source is connected to the motor for discharging when the motor is under a heavy load, a temperature detector that detects the temperature of the auxiliary power source; Time constant changing means for changing the charge / discharge time constant of the auxiliary power supply, and control means for controlling the time constant changing means so that the charge / discharge time constant is increased or decreased according to the temperature detected by the temperature detector. It is characterized by providing.

本発明の第2発明に係る電動パワーステアリング装置は、第1発明における時定数変更手段が、前記補助電源に直列接続された可変抵抗器であることを特徴とする。   An electric power steering apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that the time constant changing means in the first aspect is a variable resistor connected in series to the auxiliary power source.

第1発明に係る電動パワーステアリング装置においては、補助電源の温度を温度検出器により検出し、この検出温度の高低に応じて補助電源の充放電時定数を大小に変更するから、自己発熱により補助電源の温度が高くなっている場合には、補助電源の充放電を緩やかに行わせて内部抵抗による発熱を抑制することができ、自己発熱に起因する補助電源の寿命劣化を防止することができる。   In the electric power steering apparatus according to the first aspect of the invention, the temperature of the auxiliary power source is detected by the temperature detector, and the charge / discharge time constant of the auxiliary power source is changed according to the detected temperature level. When the temperature of the power supply is high, charging and discharging of the auxiliary power supply can be performed slowly to suppress heat generation due to internal resistance, and the life of the auxiliary power supply due to self-heating can be prevented from deteriorating. .

第2発明に係る電動パワーステアリング装置においては、補助電源に直列接続された可変抵抗器の抵抗の増減により充放電時定数を大小に連続して変更することができ、補助電源の温度に応じた細やかな時定数の変更制御が可能となり、自己発熱に起因する補助電源の寿命劣化をより確実に防止することができる。   In the electric power steering apparatus according to the second aspect of the invention, the charge / discharge time constant can be continuously changed from large to small by increasing / decreasing the resistance of a variable resistor connected in series to the auxiliary power source, according to the temperature of the auxiliary power source. Detailed change control of the time constant becomes possible, and the life deterioration of the auxiliary power source due to self-heating can be more reliably prevented.

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。なお本図においては、ラックピニオン式の操舵機構1を備える車両への適用例が示されているが、本発明は、操舵機構の形式の如何に拘らず適用可能であることはいうまでもない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an electric power steering apparatus according to the present invention. In this figure, an example of application to a vehicle equipped with a rack and pinion type steering mechanism 1 is shown, but it goes without saying that the present invention can be applied regardless of the type of the steering mechanism. .

ラックピニオン式の操舵機構1は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング10の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸11と、ラックハウジング10の中途に交叉するピニオンハウジング20の内部に回転自在に支持されたピニオン軸2とを備えている。ラック軸11の両端は、ラックハウジング10の両側外部に突出させてあり、これらの突出端は、各別のタイロッド12,12を介して操舵輪としての左右の前輪13,13に連結されている。またピニオンハウジング20の外部に突出するピニオン軸2の上端は、ステアリング軸3を介して操舵部材としてのステアリングホイール30に連結されている。   The rack-and-pinion type steering mechanism 1 crosses the rack housing 10 in the middle of the rack housing 10, which is supported in an axially movable manner in a rack housing 10 that extends in the left-right direction of a vehicle body (not shown). A pinion shaft 2 rotatably supported inside the pinion housing 20 is provided. Both ends of the rack shaft 11 are protruded to the outside of both sides of the rack housing 10, and these protruding ends are connected to left and right front wheels 13, 13 as steering wheels via respective tie rods 12, 12. . Further, the upper end of the pinion shaft 2 protruding outside the pinion housing 20 is connected to a steering wheel 30 as a steering member via the steering shaft 3.

ピニオンハウジング20の内部に延びるピニオン軸2の下部には、図示しないピニオンが一体形成されており、このピニオンは、ラックハウジング10との交叉部において、ラック軸11の中途部外面に適長に亘って設けられたラックに噛合させてある。ステアリング軸3は、筒形をなすハウジング31の内部に回転自在に支持され、該ハウジング31を介して、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って取り付けてあり、ハウジング31の下方へのステアリング軸3の突出端にピニオン軸2が連結され、同じく上方への突出端にステアリングホイール30が固設されている。   A pinion (not shown) is integrally formed at the lower part of the pinion shaft 2 extending inside the pinion housing 20, and this pinion has an appropriate length on the outer surface of the middle portion of the rack shaft 11 at the intersection with the rack housing 10. Is engaged with a rack provided. The steering shaft 3 is rotatably supported inside a cylindrical housing 31 and is attached to the interior of a passenger compartment (not shown) while maintaining a tilted posture with the front facing down via the housing 31. A pinion shaft 2 is connected to the protruding end of the steering shaft 3 downward, and a steering wheel 30 is fixed to the protruding end.

以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール30が回転操作された場合、この回転がステアリング軸3を介してピニオン軸2に伝達され、該ピニオン軸2の回転が、ピニオンとラックとの噛合によりラック軸11の軸長方向の移動に変換され、この移動により左右の前輪13,13が各別のタイロッド12,12を介して押し引きされて操舵がなされる。   With the above configuration, when the steering wheel 30 is rotated for steering, this rotation is transmitted to the pinion shaft 2 via the steering shaft 3, and the rotation of the pinion shaft 2 is caused by the engagement of the pinion and the rack. The rack shaft 11 is converted into a movement in the axial direction, and by this movement, the left and right front wheels 13 and 13 are pushed and pulled through the respective tie rods 12 and 12 for steering.

ステアリング軸3を支持するハウジング31の中途には、ステアリングホイール30の操作によりステアリング軸3に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ4が設けてあり、このトルクセンサ4の下部に操舵補助用のモータ5が取付けてある。   A torque sensor 4 for detecting a steering torque applied to the steering shaft 3 by the operation of the steering wheel 30 is provided in the middle of the housing 31 that supports the steering shaft 3. A steering assist motor 5 is provided below the torque sensor 4. Is installed.

トルクセンサ4は、検出対象となるステアリング軸3を、捩れ特性が既知のトーションバーにより同軸上に連結された上下の2軸に分割し、これらの2軸間にトーションバーの捩れを伴って生じる相対角変位を適宜の手段により検出する公知の構成を有している。   The torque sensor 4 divides the steering shaft 3 to be detected into two upper and lower axes that are coaxially connected by a torsion bar having a known torsion characteristic, and the torsion bar is twisted between these two axes. It has a known configuration for detecting the relative angular displacement by an appropriate means.

操舵補助用のモータ5は、ハウジング31の外側に軸心を略直交させて取り付けてあり、ハウジング31の内部に延びるモータ5の出力軸の回転を、ハウジング31の内部に構成されたウォームギヤ減速機により減速してステアリング軸3に伝えるようになしてある。   The steering assisting motor 5 is attached to the outside of the housing 31 with its axis substantially orthogonal, and the rotation of the output shaft of the motor 5 extending inside the housing 31 is used to rotate the output shaft of the motor 5. Thus, the speed is reduced and transmitted to the steering shaft 3.

このように取付けられた操舵補助用のモータ5は、アシスト制御ECU6に接続されている。アシスト制御ECU6は、CPU、ROM及びRAMを有し、ROMに記憶された制御プログラムに従うCPUの動作により所定の制御動作をなす演算制御部と、モータ5の駆動回路とを一体に備えてなり、車載バッテリーを用いてなる主電源7と補助電源8とに後述の如く接続されている。このアシスト制御ECU6には、トルクセンサ4による操舵トルクの検出値が与えられ、また補助電源8に付設された温度検出器9から、補助電源8の温度の検出値が与えられている。   The steering assisting motor 5 attached in this way is connected to the assist control ECU 6. The assist control ECU 6 includes a CPU, a ROM, and a RAM, and integrally includes an arithmetic control unit that performs a predetermined control operation by the operation of the CPU according to a control program stored in the ROM, and a drive circuit of the motor 5. It is connected to a main power source 7 and an auxiliary power source 8 using a vehicle-mounted battery as described later. The assist control ECU 6 is provided with a detected value of the steering torque by the torque sensor 4 and a detected value of the temperature of the auxiliary power supply 8 from a temperature detector 9 attached to the auxiliary power supply 8.

アシスト制御ECU6は、トルクセンサ4から与えられる操舵トルクの検出結果に基づいて操舵補助用のモータ5を制御対象とするアシスト制御動作をなす。このアシスト制御動作は、操舵トルクの検出値を所定のサンプリング周期にて取り込み、この検出値を予め設定された制御マップに適用して発生すべき操舵補助力の目標値(目標補助力)を定め、この目標補助力を発生すべく操舵補助用のモータ5の駆動回路を動作させ、主電源7及び補助電源8からの給電により操舵補助用のモータ5を駆動せしめる公知の制御動作である。   The assist control ECU 6 performs an assist control operation for controlling the steering assist motor 5 based on the detection result of the steering torque given from the torque sensor 4. In this assist control operation, a detected value of steering torque is taken at a predetermined sampling period, and this detected value is applied to a preset control map to determine a target value (target assist force) of the steering assist force to be generated. This is a known control operation in which the drive circuit of the steering assist motor 5 is operated to generate the target assist force, and the steering assist motor 5 is driven by power supplied from the main power supply 7 and the auxiliary power supply 8.

なお、操舵トルクに基づいて定まる目標補助力は、車速、ヨーレート等の操舵に影響を与える走行状態の検出結果に基づいて補正して使用される。例えば、車速による補正は、前輪13,13に加わる路面反力が小さい高速走行時には、モータ5が発生する操舵補助力を低く抑え、ステアリングホイール30に剛性感を付与してふらつきのない安定した走行を実現すべくなされ、逆に路面反力が大きい停止時及び低速走行時には、モータ5が発生する操舵補助力を高め、ステアリングホイール30の操作を軽快に行わせ、操舵に要する労力負担を軽減すべくなされる。   The target auxiliary force determined based on the steering torque is used after being corrected based on the detection result of the running state that affects the steering such as the vehicle speed and the yaw rate. For example, the correction by the vehicle speed is a stable driving without wobbling by suppressing the steering assist force generated by the motor 5 at a low speed when the road surface reaction force applied to the front wheels 13 and 13 is small and giving the steering wheel 30 a rigidity. Conversely, when the road surface reaction force is large and the vehicle is running at a low speed, the steering assist force generated by the motor 5 is increased, the steering wheel 30 is operated lightly, and the labor burden required for steering is reduced. It will be done.

一方アシスト制御ECU6は、以上の如く駆動されるモータ5の負荷の大小と、温度検出器9から与えられる補助電源8の温度検出値とに基づいて、主電源7及び補助電源8による給電回路を制御対象として以下に示す給電制御動作をなす。   On the other hand, the assist control ECU 6 sets the power supply circuit by the main power supply 7 and the auxiliary power supply 8 based on the magnitude of the load of the motor 5 driven as described above and the temperature detection value of the auxiliary power supply 8 given from the temperature detector 9. The following power supply control operation is performed as a control target.

図2は、給電回路の概略構成を示す図である。図示の如くアシスト制御ECU6は、車載バッテリーを用いてなる主電源7の正極及び負極に常時給電可能に接続されている。補助電源8は、内部抵抗8bを有するキャパシタ8aであり、切換えスイッチ80を介して主電源7及びアシスト制御ECU6に並列接続されている。また補助電源8には、時定数変更手段としての可変抵抗器81が直列接続されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the power feeding circuit. As shown in the figure, the assist control ECU 6 is connected to a positive electrode and a negative electrode of a main power source 7 using an in-vehicle battery so that power can be supplied constantly. The auxiliary power supply 8 is a capacitor 8a having an internal resistance 8b, and is connected in parallel to the main power supply 7 and the assist control ECU 6 via a changeover switch 80. The auxiliary power supply 8 is connected in series with a variable resistor 81 as time constant changing means.

切換えスイッチ80は、図中に実線により示す充電位置と、同じく2点鎖線により示す放電位置との間に切換え可能に構成されている。切換えスイッチ80が充電位置に切り換えられている場合、補助電源8は主電源7に接続され、該主電源7との間の電位差がなくなるまで充電されてキャパシタ8aに電荷が蓄積される。一方切換えスイッチ80が放電位置に切換えられている場合、補助電源8はアシスト制御ECU6に接続され、キャパシタ8aに蓄積された電荷がアシスト制御ECU6に放電される。   The changeover switch 80 is configured to be switchable between a charging position indicated by a solid line in the drawing and a discharging position indicated by a two-dot chain line. When the changeover switch 80 is switched to the charging position, the auxiliary power supply 8 is connected to the main power supply 7 and is charged until there is no potential difference from the main power supply 7 and charges are accumulated in the capacitor 8a. On the other hand, when the changeover switch 80 is switched to the discharge position, the auxiliary power supply 8 is connected to the assist control ECU 6, and the charge accumulated in the capacitor 8a is discharged to the assist control ECU 6.

以上のようになされる充放電中に補助電源8の温度は、充放電電流が流れる内部抵抗8bの発熱により上昇する。このように上昇する補助電源8の温度は、前述の如く温度検出器9により検出され、アシスト制御ECU6に与えられている。   During the charging / discharging performed as described above, the temperature of the auxiliary power supply 8 rises due to the heat generated by the internal resistor 8b through which the charging / discharging current flows. The temperature of the auxiliary power supply 8 that rises in this way is detected by the temperature detector 9 as described above, and is given to the assist control ECU 6.

切換えスイッチ80にはアシスト制御ECU6から動作指令が与えられており、この動作指令に応じて切換えスイッチ80は、前述した充電位置及び放電位置のいずれか一方に切換えられる。アシスト制御ECU6の動作指令は、補助電源8に直列接続された可変抵抗器81にも与えられており、この動作指令に応じて可変抵抗器81の抵抗が大小に変更されるように構成してある。   An operation command is given to the changeover switch 80 from the assist control ECU 6, and the changeover switch 80 is switched to one of the above-described charging position and discharging position in accordance with this operation command. The operation command of the assist control ECU 6 is also given to the variable resistor 81 connected in series to the auxiliary power supply 8, and the resistance of the variable resistor 81 is configured to be changed according to the operation command. is there.

図3は、アシスト制御ECU6によりなされる給電制御動作の内容を示すフローチャートである。本図に従う給電制御動作は、前述したアシスト制御動作に並行して所定の制御周期毎に繰り返し実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing the content of the power feeding control operation performed by the assist control ECU 6. The power feeding control operation according to this figure is repeatedly executed at predetermined control cycles in parallel with the assist control operation described above.

まずアシスト制御ECU6は、温度検出器9から与えられる補助電源8の検出温度tを取込み(ステップS1)、この検出温度tを基準温度t0 と比較する(ステップS2)。この比較に用いる基準温度t0 は、補助電源8の寿命劣化を引き起こすことが想定される温度であり、例えば、補助電源8を構成するキャパシタ8aの仕様に基づいて予め定められている。 First, the assist control ECU 6 takes in the detected temperature t of the auxiliary power source 8 given from the temperature detector 9 (step S1), and compares this detected temperature t with the reference temperature t 0 (step S2). The reference temperature t 0 used for this comparison is a temperature that is expected to cause the life of the auxiliary power supply 8 to be deteriorated. For example, the reference temperature t 0 is determined in advance based on the specifications of the capacitor 8a constituting the auxiliary power supply 8.

アシスト制御ECU6は、ステップS2での比較に応じて可変抵抗器81に動作指令を発し、温度検出器9の検出温度tが基準温度t0 を超えていると判定された場合(ステップS2:YES)には、可変抵抗器81の抵抗値を大に設定し(ステップS3)、逆に、検出温度tが基準温度t0 以下であると判定された場合(ステップS2:NO)には、可変抵抗器81の抵抗値を小に設定し(ステップS4)、夫々ステップS5に進む。 If the assist control ECU6 is that issues an operation command to the variable resistor 81 in response to the comparison in step S2, it is determined the detected temperature t of the temperature detector 9 exceeds the reference temperature t 0 (step S2: YES the), sets the resistance value of the variable resistor 81 to the large (step S3), and conversely, if the detected temperature t is equal to or less than the reference temperature t 0 (step S2: NO), a variable The resistance value of the resistor 81 is set to a small value (step S4), and the process proceeds to step S5.

補助電源8の温度上昇は、充電及び放電に伴うキャパシタ8aに生じる内部エネルギ損失に対応する。この内部エネルギ損失W(J)は、次式によって与えられる。   The rise in temperature of the auxiliary power supply 8 corresponds to internal energy loss that occurs in the capacitor 8a due to charging and discharging. This internal energy loss W (J) is given by the following equation.

Figure 2008265381
Figure 2008265381

(1)式中のCは、キャパシタ8aの容量(F)であり、Vは、キャパシタ8aの充電電圧(V)、即ち、主電源7の電源電圧である。また(1)式中のRは、キャパシタ8aの放電抵抗(Ω)、即ち、駆動回路を含めたモータ5の負荷抵抗であり、RC は、補助電源8の内部抵抗8bの抵抗値(Ω)である。これらの各値は、給電回路の構成要素に固有の定数値として与えられる。 In the equation (1), C is the capacitance (F) of the capacitor 8a, and V is the charging voltage (V) of the capacitor 8a, that is, the power supply voltage of the main power supply 7. In the equation (1), R is the discharge resistance (Ω) of the capacitor 8a, that is, the load resistance of the motor 5 including the drive circuit, and R C is the resistance value (Ω) of the internal resistance 8b of the auxiliary power supply 8. ). Each of these values is given as a constant value specific to the component of the power feeding circuit.

一方(1)式中のTは、補助電源8(キャパシタ8a)の充放電時定数であり、この時定数Tは、可変抵抗器81の抵抗値の大小に応じて大小に変更することができる。(1)式から明らかなように、キャパシタ8aの内部エネルギ損失Wは、充放電時定数Tが大きい場合に小さく、充放電時定数Tが小さい場合に大きくなるから、可変抵抗器81の抵抗値を大とし、充放電時定数Tを大とすることにより、キャパシタ8aの内部エネルギ損失Wを低レベルに維持し、充電及び放電に伴う補助電源8の温度上昇を抑えることが可能となる。   On the other hand, T in the equation (1) is a charging / discharging time constant of the auxiliary power supply 8 (capacitor 8a), and this time constant T can be changed depending on the resistance value of the variable resistor 81. . As apparent from the equation (1), the internal energy loss W of the capacitor 8a is small when the charging / discharging time constant T is large, and is large when the charging / discharging time constant T is small. By increasing the charging / discharging time constant T, the internal energy loss W of the capacitor 8a can be maintained at a low level, and the temperature rise of the auxiliary power supply 8 due to charging and discharging can be suppressed.

ステップS5以降のアシスト制御ECU6の動作は、従来と同様、モータ5の負荷の大小に応じて切換えスイッチ80に動作指令を発し、該切換えスイッチ80を放電位置又は充電位置に切換える動作であり、アシスト制御ECU6は、操舵補助用のモータ5の負荷の大小を調べ(ステップS5)、大負荷状態にある場合には(ステップS5:YES)、切換えスイッチ80を放電位置に切換え動作させ(ステップS6)、また小負荷状態にある場合には(ステップS5:NO)、切換えスイッチ80を充電位置に切換え動作させて(ステップS7)一回の制御動作を終える。   The operation of the assist control ECU 6 after step S5 is an operation for issuing an operation command to the changeover switch 80 according to the magnitude of the load of the motor 5 and switching the changeover switch 80 to the discharging position or the charging position, as in the conventional case. The control ECU 6 checks the magnitude of the load on the steering assist motor 5 (step S5). If the load is in a heavy load state (step S5: YES), the control switch 6 switches the changeover switch 80 to the discharge position (step S6). If it is in a small load state (step S5: NO), the changeover switch 80 is switched to the charging position (step S7), and one control operation is completed.

ステップS5における負荷の大小判定は、例えば、前述したアシスト制御動作においてアシスト制御ECU6内にて決定される目標補助力を予め設定された基準補助力と比較することによりなされる。この比較の結果、目標補助力の実現のために大負荷が必要であると判定された場合には、ステップS6において放電位置への切換えがなされるから、モータ5は、主電源7からの給電と補助電源8の放電とにより駆動され、大なる操舵補助力を発生することができる。一方、小負荷状態にあると判定された場合には、ステップS7において充電位置への切換えがなされ、補助電源8は主電源7からの給電により充電され、この間のモータ5は、主電源7からの給電によって駆動される。   The magnitude determination of the load in step S5 is made, for example, by comparing the target auxiliary force determined in the assist control ECU 6 in the assist control operation described above with a preset reference auxiliary force. As a result of this comparison, if it is determined that a large load is necessary to achieve the target assist force, the motor 5 is supplied with power from the main power source 7 because switching to the discharge position is performed in step S6. And the auxiliary power supply 8 is discharged, and a large steering assist force can be generated. On the other hand, when it is determined that the vehicle is in a small load state, switching to the charging position is performed in step S7, and the auxiliary power source 8 is charged by power feeding from the main power source 7, and the motor 5 during this period is switched from the main power source 7. It is driven by power supply.

以上の充放電が繰り返し実行された場合、補助電源8の温度は自己発熱により上昇するが、本発明に係る電動パワーステアリング装置においては、アシスト制御ECU6が前述したステップS2〜ステップS4の動作により、補助電源8の温度が基準温度t0 を超えている場合、可変抵抗器81の抵抗値が大となり、充放電が大きい時定数Tの下で実行されるから、補助電源8の更なる温度上昇を抑え、補助電源8の寿命劣化を防止して、長期に亘って安定した動作を行わせることができる。 When the above charging / discharging is repeatedly performed, the temperature of the auxiliary power supply 8 rises due to self-heating. However, in the electric power steering device according to the present invention, the assist control ECU 6 performs the above-described operations in steps S2 to S4. When the temperature of the auxiliary power supply 8 exceeds the reference temperature t 0 , the resistance value of the variable resistor 81 becomes large, and charging / discharging is performed under a large time constant T. Therefore, the temperature of the auxiliary power supply 8 is further increased. It is possible to suppress the deterioration of the life of the auxiliary power source 8 and to perform a stable operation over a long period of time.

以上の実施の形態においては、時定数変更手段として可変抵抗器81が用いられており、該可変抵抗器81の抵抗値の変更により充放電時定数Tの段階的又は連続的な変更が可能であり、例えば、基準温度t0 を複数定め、これらと温度検出器9の検出温度tとの比較結果に基づいて段階的又は連続的な変更を行わせることにより、自己発熱に起因する補助電源8の寿命劣化を一層確実に防止することができる。 In the above embodiment, the variable resistor 81 is used as the time constant changing means, and the charge / discharge time constant T can be changed stepwise or continuously by changing the resistance value of the variable resistor 81. Yes, for example, by determining a plurality of reference temperatures t 0 and making a stepwise or continuous change based on the comparison result between the reference temperature t 0 and the detected temperature t of the temperature detector 9, the auxiliary power source 8 caused by self-heating is provided. It is possible to more reliably prevent the deterioration of the lifespan.

本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an electric power steering apparatus according to the present invention. 給電回路の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of an electric power feeding circuit. 給電制御動作の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of electric power feeding control operation.

符号の説明Explanation of symbols

5 モータ、7 主電源、8 補助電源、9 温度検出器、81 可変抵抗器(時定数変更手段)   5 Motor, 7 Main power supply, 8 Auxiliary power supply, 9 Temperature detector, 81 Variable resistor (Time constant changing means)

Claims (2)

操舵補助用のモータを主電源に接続する給電回路に充放電が可能な補助電源を設け、前記モータの小負荷時には、前記補助電源を前記主電源に接続して充電し、前記モータの大負荷時には、前記補助電源を前記モータに接続して放電させるようにした電動パワーステアリング装置において、
前記補助電源の温度を検出する温度検出器と、
前記補助電源の充放電時定数を変更する時定数変更手段と、
前記温度検出器による検出温度の高低に応じて前記充放電時定数を大小とするように前記時定数変更手段を制御する制御手段と
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。
A power supply circuit for connecting a steering assist motor to a main power supply is provided with a chargeable / dischargeable auxiliary power supply. When the motor is under a small load, the auxiliary power supply is connected to the main power supply for charging, and the motor has a large load. Sometimes, in the electric power steering device that discharges by connecting the auxiliary power source to the motor,
A temperature detector for detecting the temperature of the auxiliary power source;
Time constant changing means for changing the charge / discharge time constant of the auxiliary power source;
An electric power steering apparatus comprising: control means for controlling the time constant changing means so as to increase or decrease the charge / discharge time constant according to the temperature detected by the temperature detector.
前記時定数変更手段は、前記補助電源に直列接続された可変抵抗器である請求項1記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the time constant changing means is a variable resistor connected in series to the auxiliary power source.
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US8381869B2 (en) 2009-03-25 2013-02-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric power steering device
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