JP2012095420A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過熱保護の演算に誤りを検出可能な、信頼性の高いが電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】モータに流れる電流値を制限する過熱保護電流値を演算する過熱保護電流値演算ユニット１３２と、前記演算された過熱保護電流値に基づいて前記モータに流れる電流値を制限し、前記モータに流れる電流値による発熱を抑制して車載機器を保護する過熱保護制御ユニットとを備え、前記演算された過熱保護制限電流値に関連する情報を記憶し、今回演算した過熱保護電流値と前記記憶されている過熱保護電流値に関連する情報との比較に基づいて、前記今回の演算による過熱保護電流値の異常の有無を判定するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の運転者による操舵トルクに基づきモータを駆動制御し、モータが発生する動力により運転者の操舵トルクを軽減する、電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置は、モータを駆動することにより電動パワーステアリング装置としての機能を実現するが、モータの駆動に伴い、そのモータなどを制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと称する）やモータが発熱する。そこで、電動パワーステアリング装置は、ＥＣＵとモータが発熱により破壊されることを防止するために、モータに通電する電流を制限して発熱を抑える過熱保護ユニットを備えることが一般的である。

電動パワーステアリング装置に設けられる過熱保護ユニットとしては、従来、モータに通電した電流の積算値に基づいてＥＣＵとモータの発熱部位の発熱により上昇する温度を推定し、モータへの電源供給の遮断後、前記推定した温度上昇に基づいて制御装置の電源を遮断するまでの時間を演算し、この演算した時間の後に制御装置の電源を遮断するようにした装置（例えば、特許文献１参照）や、ＥＣＵとモータの各部に取り付けた温度センサを用いてＥＣＵやモータの発熱部位の発熱状態を推定し、この推定した温度に基づいて電源リレーを遮断するようにした装置（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。

特許第２８９２８９９号公報（特開平６−２４７３２４号公報） 特開２００６−２２４６９０号公報

前述した従来の過熱保護ユニットは、モータに通電した電流の積算値や温度センサの値を元に発熱状態を判定して、ＥＣＵとモータが発熱により破壊されることを防止しているが、発熱状態を判定するための演算に誤りが生じた場合、過熱保護ユニットが機能せずＥＣＵ或いはモータが破損する可能性がある。

例えば、特許文献１に示された従来の過熱保護ユニットは、モータに通電した電流の積算値を元に発熱状態を判定してモータに通電する電流を制限若しくは遮断しているため、過熱保護制限値の演算や積算値を記憶するＲＡＭに異常が発生して積算値が本来の値から変化すると、それ以降の演算は誤った値の積算値に基づいて行われることになる。その結果、過熱保護ユニットが制限するモータ電流の制限が、不十分になることや過剰になることがあった。

又、発熱状態を判定するための演算の誤りを検知するユニットとして、同じ計算を物理的に独立した別の演算装置などで実施して、通信により相互に監視するユニットが考えられるが、装置が高価になるという問題があった。

この発明は、従来の電動パワーステアリング装置に於ける前述のような課題を解決することを目的とする。

この発明による電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵トルクに対応して演算された目標電流に基づいて駆動されるモータを備え、前記モータにより発生されたアシストトルクにより前記運転者の操舵力を軽減させるようにした電動パワーステアリング装置であって、前記モータに流れる電流値を制限する過熱保護電流値を演算する過熱保護電流値演算ユニットと、前記演算された過熱保護電流値に基づいて前記モータに流れる電流値を制限し、前記モータに流れる電流値による発熱を抑制して車載機器を保護する過熱保護制御ユニットとを備え、前記演算された過熱保護制限電流値若しくはその過熱保護電流値に関連する情報を記憶し、今回演算した過熱保護電流値と前記記憶されている過熱保護電流値に関連する情報との比較に基づいて、前記今回の演算による過熱保護電流値の異常の有無を判定することを特徴とするものである。

この発明による電動パワーステアリング装置によれば、モータに流れる電流値を制限する過熱保護電流値を演算する過熱保護電流値演算ユニットと、前記演算された過熱保護電流値に基づいて前記モータに流れる電流値を制限し、前記モータに流れる電流値による発熱を抑制して車載機器を保護する過熱保護制御ユニットとを備え、前記演算された過熱保護制限電流値に関連する情報を記憶し、今回演算した過熱保護電流値と前記記憶されている過熱保護電流値に関連する情報との比較に基づいて、前記今回の演算による過熱保護電流値の異常の有無を判定するようにしているので、ＥＣＵやモータ等の発熱部位の温度変化が、過熱保護ユニットの演算周期に対して緩やかに変化する特性を利用して、過去に演算した過熱保護制限値若しくはその過熱保護電流値に関連する情報を記憶しておき、今回の過熱保護の演算結果と過去の過熱保護の演算結果の差が所定値を超えている場合に、過熱保護の演算に異常があることができ、信頼性の高い電動パワーステアリング装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、トルク信号と目標電流値の関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流演算ユニットのフローチャートである。 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、制限後の目標電流値に対する過熱保護電流値変化量の関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値に対する過熱保護電流値領域の関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算が正常な場合の動作を示すタイムチャートである。

この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算に異常が発生して、制限値が上限値になった場合の動作を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算に異常が発生して、制限値が「０」になった場合の動作を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流演算ユニットのフローチャートである。 この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算に異常が発生して、制限値が上限値になった場合の動作を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流演算ユニットのフローチャートである。 この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算に異常が発生して、過去の過熱保護電流値領域の値から過熱保護電流値を算出する動作を示す説明図である。

実施の形態１．
以下、図に基づいて、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置について説明する。この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。図１に於いて、ＥＣＵ１は、運転者の操舵トルクを計測するトルクセンサ（図示せず）からのトルク信号やイグニッションスイッチ（図示せず）の接続状態を示すＩＧ信号等の車両からの信号に基づいて、ステアリングシャフトに（図示せず）にアシストトルクを付与するためのモータ２を駆動制御する制御装置である。

ＥＣＵ１は、トルク信号入力回路１１と、ＩＧ信号入力回路１２と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）１３と、モータ駆動ユニット１４と、モータ電流検出ユニット１５と、マイコン電源回路１６とを備える。マイコン１３は、その内部に、目標電流演算ユニット１３１と、過熱保護電流演算ユニット１３２と、電流制限ユニット１３３と、電流制御ユニット１３４と、起動停止ユニット１３５とを構成している。

トルク信号入力回路１１は、トルクセンサが検出したトルク信号ＴＲＱを入力する回路で、高周波ノイズの除去を行う回路や、入力電圧範囲を制限する回路で構成されており、トルクセンサが検出したトルク信号ＴＲＱに基づいてトルク信号Ｓ＿ＴＲＱを出力する。ＩＧ信号入力回路１２は、イグニッションスイッチの接続状態を表すＩＧ信号を入力する回路で、高周波ノイズの除去を行う回路や、入力電圧範囲を制限する回路で構成されている。

マイコン１３は、車両からの信号、例えば車両の運転状態を示す信号に基づいて、モータ２を駆動する信号の出力や電動パワーステアリング装置の起動や停止の制御を行う。モータ駆動ユニット１４は、マイコン１３が出力したモータ駆動信号に基づいてモータ２を駆動する電流を出力する。モータ電流検出ユニット１５は、モータ２に通電されている電流を測定し、検出電流値ＭＩを出力する。

マイコン電源回路１６は、ＩＧ信号とマイコン１３が出力した過熱保護状態フラグを元にマイコン１３に供給する電源を制御する回路であり、ＩＧ信号がＯＮ、又は過熱保護状態フラグが「１」のときは電源をＯＮにし、ＩＧ信号がＯＦＦ、且つ過熱保護状態フラグが「０」のときは電源をＯＦＦにする。尚、マイコン１３が動作していない場合は、過熱保護状態フラグは「０」とする。

次にマイコン１３の内部の構成について説明する。目標電流演算ユニット１３１は、マイコン１３に入力されたトルク信号入力回路１１からのトルク信号Ｓ＿ＴＲＱに基づいて、目標電流値ＴＩを算出してこれを出力する。目標電流値ＴＩの算出は、例えば、後述の図２に示すような特性により求める。尚、この発明の実施の形態１では、説明を簡単にするために、目標電流演算ユニット１３１への入力をトルク信号Ｓ＿ＴＲＱのみとしているが、車速信号やモータ回転速度信号等を用いて、目標電流値ＴＩの特性を変化させるようにしてもよい。

図２は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、トルク信号と目標電流値の関係を示す説明図である。図２に於いて、縦軸は目標電流値ＴＩを示し、正の目標電流値ＴＩは、ステアリングシャフトに右方向のアシストトルクを与えるためにモータ２を駆動する目標電流値であり、負の目標電流値ＴＩは、ステアリングシャフトに左方向のアシストトルクを与えるためにモータ２を駆動する目標電流値である。横軸はトルク信号Ｓ＿ＴＲＱを示し、正のトルク信号Ｓ＿ＴＲＱは、運転者の右方向への操舵に基づくトルク信号、負のトルク信号Ｓ＿ＴＲＱは、運転者の左方向への操舵に基づくトルク信号である。

図２に示すように、目標電流値ＴＩは、トルク信号Ｓ＿ＴＲＱが所定の範囲にあるときトルク信号Ｓ＿ＴＲＱに比例し、所定の範囲以下では「０」であり、所定の範囲を超えると一定値となる特性を備える。

過熱保護電流演算ユニット１３２は、後述する電流制限ユニット１３３が出力する制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔを用いて過熱保護電流値ＰＩを演算してこれを出力する。又、過熱保護電流演算ユニット１３２は、演算した過熱保護電流値ＰＩが上限値よりも低い場合は過熱保護状態フラグを「１」にして出力し、過熱保護電流値ＰＩが上限値にある場合は過熱保護状態フラグを「０」にして出力する。

電流制限ユニット１３３は、目標電流演算ユニット１３１が算出した目標電流値ＴＩの絶対値と過熱保護電流演算ユニット１３２が算出した過熱保護電流値ＰＩを比較して、過熱保護電流値ＰＩの方が目標電流値ＴＩより小さい場合は、目標電流値ＴＩの電流量が過熱保護電流値ＰＩと同じになるように目標電流値ＴＩを制限し、この制限した目標電流値を制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔとして出力する。

電流制御ユニット１３４は、モータ電流検出ユニット１５にて測定した検出電流値ＭＩが、電流制限ユニット１３３が出力する制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔに追従するようにモータ駆動信号を出力する。

起動停止ユニット１３５は、マイコン１３に入力されたＩＧ信号を元に、電動パワーステアリング装置の起動と停止を制御するもので、ＩＧ信号がＯＮのときは電動パワーステアリング装置を起動し、ＯＦＦのときは電動パワーステアリング装置を停止させる。

次に、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の動作について説明する。図３は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流演算ユニットのフローチャートである。図３に示すフローチャートによる処理は、電動パワーステアリング装置が動作している間、所定時間、例えば１０［ｍｓｅｃ］毎に実行される。

ここで、過熱保護電流値をＰＩ、過熱保護電流値の前回値をＰＩ＿０、過熱保護電流値の変化量をＤ＿ＰＩ、過熱保護電流値領域をＡｒｅａ＿ＰＩ、過熱保護電流値領域の前回値をＡｒｅａ＿ＰＩ＿０とし、過熱保護電流値ＰＩの初期値は、モータ２に通電する電流値の最大値よりも高い値に設定しているとする。

図３に於いて、ステップＳ１では、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩを、図４に示す制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔの絶対値に対する過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩの特性より求める。即ち、図４は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、制限後の目標電流値に対する過熱保護電流値変化量の関係を示す説明図で、縦軸は過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩを示し、横軸は制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔの絶対値を示している。

図４に於いて、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔの絶対値が「０」から第１の所定値「Ｔｉ＿Ａ」までの範囲は、モータ２に通電される電流が小さいため、発熱部位の温度は低下する領域である。従って、過熱保護電流値ＰＩを上昇させるために、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩを正の値に設定する。又、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔの絶対値が第１の所定値「Ｔｉ＿Ａ」から第２の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」の範囲は、発熱部位の温度は変化しない領域である。従って、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩを「０」に設定する。又、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔの絶対値が第２の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」以上の範囲は、モータ２に通電される電流が大きいため、発熱部位の温度が上昇する領域である。従って、過熱保護電流値ＰＩを低減させるために、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩを負の値に設定する。

図３に於いて、ステップＳ１では前述のようにして過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩを演算し、次にステップＳ２では、過熱保護電流値の前回値ＰＩ＿０に対して、ステップＳ１で求めた過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩを加算し、過熱保護電流値ＰＩを算出する。

ステップＳ３では、ステップＳ２での演算の結果、過熱保護電流値ＰＩが過熱保護電流値ＰＩの上限値よりも高くなった場合は、過熱保護電流値ＰＩを過熱保護電流値ＰＩの上限値でクリップする。過熱保護電流値ＰＩが過熱保護電流値ＰＩの下限値よりも低くなった場合は、過熱保護電流値ＰＩを過熱保護電流値ＰＩの下限値でクリップする。この実施の形態１では、過熱保護電流値ＰＩの上限値を過熱保護電流値ＰＩの初期値と同じ値とし、過熱保護電流値ＰＩの下限値を「０」とする。

ステップＳ４では、今回演算した過熱保護電流値ＰＩを保持するために、今回演算した過熱保護電流値ＰＩを過熱保護電流値の前回値ＰＩ＿０にコピーする。ステップＳ５では、今回演算した加熱保護電流値ＰＩに対応する過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩを、図５に示す設定に基づいて算出する。

即ち、図５は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値に対する過熱保護電流値領域の関係を示す説明図であり、過熱保護電流値ＰＩの「０」から上限値までを６個の範囲に区切り、これ等の範囲を過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩ「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」として設定している。

図３に於いて、ステップＳ５では前述のようにして過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩを算出し、ステップＳ６では、ステップＳ５にて算出した過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩと過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０とを比較する。この実施の形態１では、比較した結果が「１」以下（同一あるいは隣接する領域）の場合は正常であると判定して（Ｙｅｓ）、ステップＳ７に進み、比較した結果が「２」以上の場合は異常であると判定して（Ｎｏ）、ステップＳ８に進む。

ステップＳ７では、演算した過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩを保持するために、この過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩを過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０にコピーする。一方、ステップＳ６からステップＳ８に進むと、過熱保護電流値ＰＩの演算に異常が発生したと判定し、運転者に警告をするためにウォーニングランプを点灯させる等の処理を行う。

次に、過熱保護電流演算ユニットによる過熱保護電流値の演算が正常であり、正常動作が行なわれる場合の過熱保護演算処理について説明する。図６は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算が正常である場合の動作を示すタイムチャートであり、（ａ）は制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔ、（
ｂ）は熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩ、（ｃ）は過熱保護電流値ＰＩ、（ｄ）は過熱保護状態フラグ、を夫々示す。

図６に於いて、時刻ｔ１まではステアリングは中立位置にあり、（ａ）に示す制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは「０」である。従って、（ｂ）に示す過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは前述の図４の特性に示すように正の所定値に設定されている。このとき、（ｃ）に示す過熱保護電流値ＰＩは、初期値、即ち上限値にあり、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは「６」にある。又、（ｄ）に示す過熱保護状態フラグは「０」である。

いま、時刻ｔ１に於いて、運転者が前述の中立位置から右方向に操舵を開始したとすると、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔが増大を開始する。時刻ｔ２に於いて制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔが第１の所定値「Ｔｉ＿Ａ」に達すると、図４の特性に基づいて過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは「０」となる。このとき過熱保護電流値ＰＩは上限値のままであり、過熱保護状態フラグは「０」である。

次に、時刻ｔ３に於いて制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔが第２の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」に達したとすると、図４の特性に基づいて過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは「０」から負の値になるため、過熱保護電流値ＰＩは上限値から低下する。これにより、過熱保護状態フラグは「１」となる。

時刻ｔ３から時刻ｔ４に至るまでの間、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは、第２の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」以上の範囲で変化し、その変化に対応して過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩが負の値の範囲内で変化する。この間、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩが負の値であるので、過熱保護電流値ＰＩは（ｃ）に示すように上限値から低下を続け、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは「６」から「５」に移行する。

時刻ｔ４に至ると、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは第２の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」以下となる。そして時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間では、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは第１の所定値「Ｔｉ＿Ａ」から第２の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」の範囲の値となるので、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは、「０」となり、過熱保護電流値ＰＩは変化しない。

時刻ｔ５から時刻ｔ６の間では、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは、第１の所定値「Ｔｉ＿Ａ」から低下して「０」に至る。これにより、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは、図４に示す特性に基づき、（ｂ）に示すように時刻ｔ５から正の値で増加し時刻ｔ６に於いて最大値（初期値）に達する。時刻ｔ５から時刻ｔ６の間では、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩが正の値で増加するので、過熱保護電流値ＰＩは（ｃ）に示すように増加する。

次に、時刻ｔ６に於いて運転者が左方向に操舵を行うと、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔが負の方向に増大を開始し、その絶対値の増大に伴って図４に示すように過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは、最大値から低下して行く。そして、時刻ｔ７に於いて制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔが負の第１の所定値「Ｔｉ＿Ａ」に達すると、図４の特性に示すように過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは「０」となり、過熱保護電流値ＰＩは（ｃ）に示すように変化しなくなる。

時刻ｔ８に於いて、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔが負の第２の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」に達し、時刻ｔ８から時刻ｔ９に至るまでの間に、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは、負の第２の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」以上の範囲で変化し、その変化に対応して過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩが負の値の範囲内で変化する。この間、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩが負の値であるので、過熱保護電流値ＰＩは（ｃ）に示すように低下を続け、過熱
保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは「５」から「４」、「４」から「３」、「３」から「２」へと順次変化する。

時刻ｔ９から時刻ｔ１０の間では、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは、負の第二の所定値「Ｔｉ＿Ｂ」と負の第１の所定値「Ｔｉ＿Ａ」との間に存在する。従って、この間では過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは「０」となり、過熱保護電流値ＰＩは変化せず、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは「２」のままである。

時刻ｔ１０から時刻ｔ１１の間では、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは、負の第１の所定値「Ｔｉ＿Ａ」から「０」へと減少するので、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは「０」から最大値（初期値）へと増大し、この間では過熱保護電流値ＰＩは増大を開始する。

時刻ｔ１１に於いて、運転者による操舵が停止されステアリングは中立位置に保たれるので、制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔは「０」となり、時刻ｔ１１以降、その状態が保たれる。従って、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは最大値に維持されるので、（ｃ）に示すように過熱保護電流値ＰＩは継続的に増大し、時刻ｔ１２に於いて上限値に達する。過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは、時刻ｔ１０からｔ１２までの間で「２」から「３」、「３」から「４」、「４」から「５」、「５」から「６」へと順次変化する。過熱保護状態フラグは、（ｄ）に示すように時刻ｔ３から時刻ｔ１２に至るまで「１」となる。

過熱保護電流演算ユニット１３２による過熱保護電流値の演算が正常である場合に於いて、過熱保護電流値ＰＩは過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩが取りうる範囲で変化するため、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩの夫々の幅は、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩが取りうる範囲よりも広く設定している。これにより、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは、例えば「２」から「５」へ直ちに変化するように隣り合う領域を超えて変化することはない。

電流制限ユニット１３３は、前述したように、目標電流演算ユニット１３１が算出した目標電流値ＴＩの絶対値と過熱保護電流演算ユニット１３２が算出した過熱保護電流値ＰＩを比較して、過熱保護電流値ＰＩの方が目標電流値ＴＩより小さい場合は、目標電流値ＴＩの電流量が過熱保護電流値ＰＩと同じになるように目標電流値ＴＩを制限し、この制限した目標電流値を制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔとして出力する。そして、電流制御ユニット１３４は、モータ電流検出ユニット１５にて測定した検出電流値ＭＩが、電流制限ユニット１３３が出力する制限後の目標電流値ＴＩ＿ｌｉｍｉｔに追従するようにモータ駆動信号を出力する。

電動パワーステアリング装置は、例えばモータ２への通電電流の積算値等を用いてＥＣＵとモータの発熱部位の発熱により上昇する温度を推定し、モータへの電源供給の遮断後、前記推定した温度上昇に基づいて制御装置の電源を遮断するまでの時間を演算し、記推定した温度上昇に基づいて制御装置の電源を遮断するまでの時間を演算し、この演算した時間の後に制御装置の電源を遮断する等の制御が行われる。

次に、図３のステップＳ２に於いて、過熱保護電流値の前回値ＰＩ＿０が上限値に変化するという異常が発生した場合の動作について説明する。図７は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算に異常が発生して、制限値が上限値になった場合の動作を示すタイムチャートである。図７に於いて、図６と同一または相当部分には図６に示す符号と同一符号を付している。尚、図７の（ｃ）に於いて破線で示す波形は、図６で示した正常時の波形を示している。

図７に於いて、時点ｔ８と時点ｔ９との間の期間中に過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩの前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０が「４」にあるとし、このときに、過熱保護電流値ＰＩの前回値ＰＩ＿０を記憶しているＲＡＭに異常が生じて、過熱保護電流値ＰＩの前回値ＰＩ＿０が過熱保護電流値ＰＩの上限値に変化したとすると、過熱保護電流値ＰＩは、過熱保護電流値の上限値にＤ＿ＰＩを加えた値になり、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは「６」になる。つまり、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは、「４」から直ちに「６」に変化することになる。

その結果、図３のステップＳ６に於いて、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩと過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０の差は「２」となるため、ステップＳ８に分岐し、過熱保護電流の演算が異常であると判定される。

このように過熱保護電流値ＰＩが高くなる方向に急激に変化し、目標電流値を制限する制限電流値が高い方に変化すると、過熱保護が十分に行われず、モータ２に通電される電流が正常時に比べて大きくなることがあるため、ＥＣＵやモータが破損する可能性がある。従って、図３のステップＳ８に於いて過熱保護電流の演算が異常であると判定し、ウォーニングランプ点灯等により、運転者に異常を通知する。

次に、過熱保護電流値ＰＩにより目標電流値ＴＩを制限している状態で、図３のステップＳ２に於いて、過熱保護電流値ＰＩの演算結果が「０」になるという異常が発生した場合の動作について説明する。図８は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算に異常が発生して、制限値が「０」になった場合の動作を示すタイムチャートである。図８に於いて、図６と同一または相当部分には図６に示す符号と同一符号を付している。尚、図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に於いて破線で示す波形は、図６で示した正常時の波形を示している。

図８に於いて、時点ｔ８と時点ｔ９との間の期間中に過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０が「４」にあるとし、このとき過熱保護電流値ＰＩの前回値ＰＩ＿０を記憶しているＲＡＭに異常が生じて、過熱保護電流値ＰＩが「０」になったとすると、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは「４」から直ちに「１」に変化する。

その結果、図３のステップＳ６に於いて、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩと過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０の差は「３」となるため、ステップＳ８に分岐し、過熱保護電流の演算が異常であると判定される。

このように過熱保護電流値ＰＩが低くなる方向に急激に変化し、目標電流値を制限する制限電流値が低い方に変化すると、過熱保護が過剰に行われて、モータ２に通電される電流が正常時に比べて小さくなることがあるため、運転者の操舵力を十分に軽減できなくなる可能性がある。従って、図３のステップＳ８に於いて過熱保護電流の演算が異常であると判定し、ウォーニングランプ点灯などにより、運転者に異常を通知する。

以上に説明したように、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置によれば、過熱保護電流演算ユニット１３２に於いて過熱保護電流制限値に関係する情報の今回値と前回値を比較し、その差が大きい場合に過熱保護電流制限値の演算に異常があることを判定するようにしているので、過熱保護が十分に行われず、モータ２に通電される電流が正常時に比べて大きくなることがあるため、ＥＣＵやモータが破損することや、過熱保護が過剰に行われて、モータ２に通電される電流が正常時に比べて小さくなり、運転者の操舵力を十分に軽減できなくなる等の異常事態を未然に防ぐことができる。

尚、前述の実施の形態１では、過熱保護電流制限値に関係する情報として、過熱保護電流制限値が取りうる範囲を６分割した領域を用いたが、その分割数を変更したり、過熱保護電流制限値そのものを用いるようにしてもよい。

実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置について説明する。前述の実施の形態１では、過熱保護制限電流値の演算に異常があると判定した場合に、ウォーニングランプの点灯などを行う処理を実施するようにしていたが、実施の形態２による電動パワーステアリング装置は、前回演算した過熱保護制限電流値に関係する情報を元に過熱保護制限電流値を算出し、今回の過熱保護制限電流として使用するようにしたものである。

図９は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流演算ユニットのフローチャートである。図９に示すフローチャートは、前述の実施の形態１に於ける図３のフローチャートのステップＳ８をステップＳ８１に変更したものであり、その他のステップは図３にステップと同一である。

図９に於いて、ステップＳ１からステップＳ７の動作は、図３と同等のため説明は省略する。ステップＳ６にて、過熱保護電流値ＰＩの演算結果が異常と判断された場合に、ステップＳ８１に分岐する。過熱保護電流値ＰＩの演算結果が異常であるので、ステップＳ８１では過熱保護電流値ＰＩ、過熱保護電流値の前回値ＰＩ＿０、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩは使用できないものとする。

ステップＳ８１では、過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０が属する領域の最小電流をＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０）とし、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩが取りうる負側の最大値をＤ＿ＰＩ＿Ｎｍａｘとする。そして、ステップＳ８１では、過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０により、過熱保護電流値ＰＩを算出する。過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０から想定される今回の過熱保護電流値ＰＩの最小値として、過熱保護電流値ＰＩを次に示す式（１）で求め、ステップＳ３に移行する。

ＰＩ＝ＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０）＋Ｄ＿ＰＩ＿Ｎｍａｘ
・・・・・式（１）

図１０は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算に異常が発生して、制限値が上限値になった場合の動作を示すタイムチャートであり、過熱保護電流値ＰＩによる制限が発生している状態で、図９のステップＳ２に於いて、過熱保護電流値の前回値ＰＩ＿０が上限値に変化するという異常が発生した場合を示している。図１０に於いて、図６と同一または相当部分には図６に示す符号と同一符号を付している。尚、図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に於いて破線で示す波形は、図６で示した正常時の波形を示している。

いま、前述の図７に示したように、過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０が「４」のときに、過熱保護電流値の前回値ＰＩ＿０を記憶しているＲＡＭに異常が生じて、過熱保護電流値の前回値ＰＩ＿０が過熱保護電流値の上限値に変化すると、過熱保護電流値ＰＩは、過熱保護電流値の上限値にＤ＿ＰＩを加えた値になり、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは「６」になる。その結果、図９のステップＳ６に於いて、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩと過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０の差は「２」となるため、図１０のステップＳ８１に分岐する。

ステップＳ８１に於いて、過熱保護電流値ＰＩは、過熱保護電流値ＰＩをＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０）とＤ＿ＰＩ＿Ｎｍａｘの和により求められ、図１０の（ｃ）に示すように、過熱保護電流値ＰＩは正常時に比べて低めになる。しかし、その過熱保護電流値ＰＩは、運転者の操舵力を軽減する機能に大きな影響が出ることはない値に設定される。

以上のように、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置によれば、過熱保護電流値の前回値ＰＩ＿０が上限値に変化する異常が発生しても、過熱保護が正常に行われ、かつ運転者に影響が発生しないように動作することができる。

実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置について説明する。前述の実施の形態２では、前回演算した過熱保護制限電流値に関係する情報を元に過熱保護制限電流値を算出し、この算出した過熱保護電流値を今回の過熱保護制限電流として使用していたが、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置は、過去数回演算した過熱保護制限電流値に関係する情報を元に過熱保護制限電流値を算出し、この算出した過熱保護電流値を今回の過熱保護制限電流として使用するようにしたものであるが、ここでは、過去３回演算した過熱保護制限電流値に関連する情報に基づいて過熱保護制限電流値を算出する例を示す。

図１１は、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流演算ユニットのフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、前述の実施の形態１に於ける図３にフローチャートのステップＳ６以降の処理を変更したものである。ここで、過熱保護電流値領域の２回前値をＡｒｅａ＿ＰＩ＿１、３回前値をＡｒｅａ＿ＰＩ＿２とし、過熱保護電流値領域の２回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１が属する領域の最小電流をＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１）、過熱保護電流値領域の３回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２が属する領域の最小電流をＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２）とし、前回値による過熱保護電流値の演算結果をＰＩ＿Ａ０、２回前値による過熱保護電流値の演算結果をＰＩ＿Ａ１、３回前値による過熱保護電流値の演算結果をＰＩ＿Ａ２とする。

図１１に於いて、ステップＳ１からステップＳ６までの動作は、図３と同様であるため説明は省略する。ステップＳ６にて過熱保護電流値ＰＩの演算結果が正常と判断された場合（Ｙｅｓ）はステップＳ７１に分岐し、過熱保護電流値ＰＩの演算結果が異常と判断された場合（Ｎｏ）は、ステップＳ８２に分岐する。

ステップＳ６にて過熱保護電流値ＰＩの演算結果が正常と判断され（Ｙｅｓ）、ステップＳ７１に分進むと、先ずステップＳ７１では、過熱保護電流値領域の２回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１の値を過熱保護電流値領域の３回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２にコピーする。

次にステップＳ７２では、過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０の値を過熱保護電流値領域の２回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１にコピーする。

次にステップＳ７では、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩの値を過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０にコピーする。

以上のステップＳ７１、ステップＳ７２、ステップＳ７の処理を行うことにより、過去３回分の過熱保護電流値領域が保持されることになる。

一方、ステップＳ６にて過熱保護電流値ＰＩの演算結果が異常と判断され（Ｎｏ）、ステップＳ８２に分岐すると、先ずステップＳ８２では、過熱保護電流値領域の３回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２に基づいて、過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ２を算出する。過熱保護電流値領域の３回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２から想定される今回の過熱保護電流値ＰＩの最小値として、過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ２を、次に示す式（２）により演算する。この演算では、過熱保護電流値領域の３回前の値を用いるので、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩによる変化量は最大３倍になることを考慮する。この演算後、ステップＳ８３に移行する。

ＰＩ＿Ａ２＝ＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２）
＋（Ｄ＿ＰＩ＿Ｎｍａｘ）＊３ ・・・・・式（２）

ステップＳ８３では、過熱保護電流値領域の２回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１に基づいてより過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ１を算出する。過熱保護電流値領域の２回前値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１から想定される今回の過熱保護電流値ＰＩの最小値として、過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ１を、次に示す式（３）により演算する。この演算では過熱保護電流値領域の２回前の値を用いるので、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩによる変化量は最大２倍になることを考慮する。この演算後、ステップＳ８４に移行する。

ＰＩ＿Ａ１＝ＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１）
＋（Ｄ＿ＰＩ＿Ｎｍａｘ）＊２ ・・・・式（３）

ステップＳ８４では、過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０に基づいて過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ０を算出する。過熱保護電流値領域の前回値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０から想定される今回の過熱保護電流値ＰＩの最小値として、過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ０を次に示す式（４）により演算し、ステップＳ８５に移行する。

ＰＩ＿Ａ０＝ＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０）
＋Ｄ＿ＰＩ＿Ｎｍａｘ ・・・・・式（４）

ステップＳ８５では、ステップＳ８２、ステップＳ８３、ステップＳ８４で得られた、過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ２、過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ１、過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ０の内、最も大きい値のものを過熱保護電流値ＰＩとしてステップＳ３に戻り、前述の動作を繰り返す。

図１２は、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置に於ける、過熱保護電流値の演算に異常が発生して、過去の過熱保護電流値領域の値から過熱保護電流値を算出する動作を示す説明図である。図１２では、実際の動作例を示している。図１２に於いて、Ｔ２は３回前の過熱保護電流値領域の値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２に基づく過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ２の演算タイミング、Ｔ１は２回前の過熱保護電流値領域の値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１に基づく過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ１の演算タイミング、Ｔ０は前回の過熱保護電流値領域の値Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２に基づく過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ０の演算タイミング、Ｔは今回の過熱保護電流値の演算タイミング、を夫々示す。Ｘは演算が正常な場合に、過熱保護電流値ＰＩがとり得る範囲を示している。

図１２に於いて、前回の演算による過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ０の属する過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩは「４」であるが、２回前の演算による過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ１の属する過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩと、３回前の演算による過熱保護電流値ＰＩ＿
Ａ２の属する過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩとは、夫々「５」であるとする。又、過熱保護電流値領域Ａｒｅａ＿ＰＩに於ける「４」の範囲は、過熱保護電流値変化量Ｄ＿ＰＩの最大値Ｄ＿ＰＩ＿Ｎｍａｘに対して十分に広いとする。

このとき、タイミングＴによる今回の演算で異常と判定された場合は、タイミングＴ０に於ける前回値の演算に於ける過熱保護電流値領域の最小値はＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿０）であるが、タイミングＴ１、Ｔ２に於ける２回前値と３回前値の演算に於ける過熱保護電流値領域の最小値は、ＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿１）、ＰＩ＿ｍｉｎ（Ａｒｅａ＿ＰＩ＿２）となり、前回値の演算に於ける過熱保護電流値領域の最小値が２回前値と３回前値の演算に於ける過熱保護電流値領域の最小値より小さくなる。又、過熱保護電流値の変化量Ｄ＿ＰＩを考慮しても、２回前値を使って求めた過熱保護電流値ＰＩ＿Ａ１が、正常時に過熱保護電流値ＰＩが取りうる範囲Ｘに最も近くなる。

以上のように、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング装置によれば、過去の複数の情報から算出した過熱保護電流値のうち、最も正常時の値に近い値を選択することにより、運転者への影響をより低減する電動パワーステアリングシステムを実現することができる。

尚、過去の複数の情報の中に異常な値があることが判別された場合は、それを除外して、残りの情報を使って計算するようにしてもよい。これにより、異常な値を使わずに過熱保護電流値を算出できるため、より信頼性の高い電動パワーステアリングシステムが実現できる。

実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置について説明する。この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置は、前述の実施の形態１乃至３の過熱保護電流値に関連する過去の情報を記憶するデバイスとして不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）を使用し、演算が異常になる原因が、一時的にＲＡＭにデータが記憶されないというものであっても、ＥＥＰＲＯＭに記憶された値を用いて過熱保護の演算を継続できるようにして、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置を実現できるようにしたものである。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング装置について説明する。前述の実施の形態１乃至４では、個々の情報をメモリ上の一箇所のみに記憶していたが、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング装置は、メモリ上の複数の箇所に記憶させて、メモリの特定の箇所が異常になった場合でも、他の箇所に正常な値が記憶されていればその値を使用するようにしたものである。これにより、メモリの故障に対して冗長性が得られるため、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置を実現することができる。

１ ＥＣＵ ２ モータ
１１ トルク信号入力回路 １２ ＩＧ信号入力回路
１３ マイコン １４ モータ駆動回路
１５ モータ電流検出回路 １６ マイコン電源回路
１３１ 目標電流演算ユニット １３２ 過熱保護電流演算ユニット
１３３ 電流制限ユニット １３４ 電流制御ユニット

Claims (6)

1. 運転者の操舵トルクに対応して演算された目標電流に基づいて駆動されるモータを備え、前記モータにより発生されたアシストトルクにより前記運転者の操舵力を軽減させるようにした電動パワーステアリング装置であって、
   前記モータに流れる電流値を制限する過熱保護電流値を演算する過熱保護電流値演算ユニットと、
   前記演算された過熱保護電流値に基づいて前記モータに流れる電流値を制限し、前記モータに流れる電流値による発熱を抑制して車載機器を保護する過熱保護制御ユニットとを備え、
   前記演算された過熱保護制限電流値に関連する情報を記憶し、今回演算した過熱保護電流値と前記記憶されている過熱保護電流値に関連する情報との比較に基づいて、前記今回の演算による過熱保護電流値の異常の有無を判定する、
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 過熱保護電流値がとり得る範囲を少なくとも３つの範囲に区切る過熱保護電流値領域を備え、
   前記今回演算した過熱保護電流値が属する前記過熱保護電流値領域が、前記記憶されている過熱保護電流値が属する過熱保護電流値領域に隣接しない過熱保護電流値領域であるとき、前記今回の演算による過熱保護電流値が異常であると判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記判定の結果、前記今回の演算による過熱保護電流値が異常であると判定したときは、前記記憶されている過熱保護電流値に関連する情報を用いて過熱保護電流値を算出し、この算出した過熱保護電流値を今回演算した過熱保護電流値に代えて用いる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記過熱保護電流値は、所定の時間毎に複数回演算され、
   前回を含めて複数回前まで演算された前記過熱保護電流値に関連する情報を記憶し、
   前記判定の結果、前記今回の演算による過熱保護電流値が異常であると判定したときは、前記記憶されている前記複数回前の情報のうちから正常時の過熱保護電流値に関連する情報に最も近い情報を用いて過熱保護制限電流値を算出し、この算出した過熱保護電流値を今回演算した過熱保護制限電流値に代えて用いる、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記過熱保護電流値に関連する情報の記憶は、メモリの複数個所に夫々行なわれ、
   過熱保護電流値演算ユニットは、前記メモリの複数個所に記憶された何れかの情報を用いて前記過熱保護電流値を算出し得るように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記メモリは、不揮発性メモリにより構成されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

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