JP4603561B2

JP4603561B2 - アライメント変更制御装置

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Publication number: JP4603561B2
Application number: JP2007046459A
Authority: JP
Inventors: 泰堀内; 伸夫杉谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2027-02-27
Also published as: JP2008207684A; US7878512B2; US20080203690A1; EP1964754A1; EP1964754B1

Description

本発明は、車両の車輪のアライメント角を変更する電動アクチュエータを制御するアライメント変更制御装置に関する。

車両の操向ハンドルに連動させて、後輪を操舵する四輪操舵の技術を適用した車両が公知となっている。例えば、特許文献１には、操向ハンドルの操舵角と車速にもとづいて、全走行輪のアライメント角を独立して作動制御する全輪独立操舵装置の技術が開示されている。

特許文献１に記載の全輪独立操舵装置は、油圧式アクチュエータを用いるため、油圧系統を別途備える必要がある。そこで、車両重量の増大を抑え、コストを低減させるために、アライメント角を変更するアクチュエータとして、油圧式アクチュエータに換えて電動式アクチュエータを用いることがある。

このような電動アクチュエータを用いた操舵装置では、電動アクチュエータの動力である電動機を、主にジュール熱による昇温で焼損させないために、電動機の温度を測定し、所定温度以上の高温時には動作を制限する必要がある。そのため、電動機の温度を測定する場合、電動機本体に温度センサを取り付けることが考えられるが、温度センサの出力信号に電動機などで発生するノイズが混入して、正確な測定が難しいという問題点がある。
そこで、引用文献２には、電動機に供給する電流量から、熱モデルを用いて電動機の温度を推定し、電動機に供給する電流量を制限する制御回路が記載されている。

また、前記のような制御回路を有する電動アクチュエータでは、イグニションスイッチのオフ操作などにより電動機への電源供給を遮断する際に、バッテリ電圧の低下を防止するためにこの制御回への電源供給も遮断することが好ましい。この場合、制御回路が計算した電動機の温度推定の結果値もクリアされてしまう。そして、車両を再始動する際には、制御回路は、所定の初期値を用いて電動機の温度を推定することになる。
そのために、電動アクチュエータの電動機の温度が高いうちに電源供給を遮断し、短時間内に車両を再始動して電動機を駆動すると、実際の電動機の温度と、制御回路が初期値を用いて推定した電動機の温度とに差が生じて、電動機を焼損させるおそれがあった。

そこで、特許文献３には、電動機への電源供給遮断後、推定された電動機の温度に基づいて、内部バッテリからの電源を遮断するまでの時間を演算し、この演算された遮断時間経過後に内部バッテリからの電源を遮断させる電動機制御装置が記載されている。
これにより、電動機が許容温度以下に下がるまで、推定した温度を保持しておくことができ、短時間内に再始動した場合でも、この推定した温度を用いて、電動機の動作を制限することができ、電動機の焼損を防止することができる。

特公平６−４７３８８号公報（図２）特開平４−７１３７９号公報（第１０頁第１１行〜第１１頁第１６行）特開平６−２４７３２４号公報（請求項１）

しかしながら、特許文献２に記載の制御回路を、車両のような移動体に、外気に露出して設置された電動アクチュエータに適用しようとすると、電動アクチュエータ周囲の空気の流れを考慮していないため、電動機の温度が実際よりも高く推定されてしまい、電動アクチュエータに最適な動作制限をすることができず、最適な電動アクチュエータを選定できないという問題点があった。

また、特許文献３に記載の電動機制御装置の場合、バッテリからの電源を遮断するまでの時間を演算するハードウェアおよび電動機制御装置内に新たに内部バッテリを備える必要があり、電動機制御装置の構成が複雑かつ高価なものとなるという問題点があった。

そこで、本発明は、移動体の移動特性に基づいて、高精度に電動アクチュエータの温度を推定できるアライメント変更制御装置を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、短時間内に車両を再始動した場合であっても電動機の焼損を防止でき、ハードウェア構成を単純化できるアライメント変更制御装置を提供することを第２の目的とする。

前記第１の目的を達成するためになされた、本発明のアライメント変更制御装置は、外気に露出して車両に設置され、前記車両の車輪のアライメント角を変更する電動アクチュエータの駆動を制御し、外部からの動作指令に基づいて前記電動アクチュエータの電動機に供給する電力を調整して出力し、動作不許可信号を受信した場合に前記電動機に供給する電力を制限して出力または停止する電動機駆動部と、少なくとも前記電動機への供給電流量と、前記車両の速度で外気温度を補正した車両雰囲気の温度と、前記電動機の熱抵抗と、前記電動機の内部抵抗と、前記電動アクチュエータの放熱係数と、前記電動アクチュエータの放熱面積とから、熱収支に基づいて前記電動機の推定温度を算出する電動機温度推定部と、前記電動機温度推定部が算出した前記電動機の推定温度が、前記電動機の動作許容温度以下に設定された所定温度よりも高い場合に、前記電動機駆動部に前記動作不許可信号を送信する比較部とを備え、前記電動機駆動部は、前記動作不許可信号を受信した場合に、所定時間、前記電動機に供給する電力を制限して出力または停止することを特徴としている。

前記発明によると、車両の車速をパラメータとして車両雰囲気の温度を補正し、電動機の温度を推定することで、精度よく電動機の温度を推定することができる。また、電動機の温度が閾値付近にある場合に、電動機の動作および不動作が繰り返されることを防止することができる。

また、本発明の請求項２に係るアライメント変更制御装置は、外気に露出して車両に設置され、前記車両の車輪のアライメント角を変更する電動アクチュエータの駆動を制御し、外部からの動作指令に基づいて前記電動アクチュエータの電動機に供給する電力を調整して出力し、動作不許可信号を受信した場合に前記電動機に供給する電力を制限して出力または停止する電動機駆動部と、少なくとも前記電動機への供給電流量と、前記車両の速度で外気温度を補正した車両雰囲気の温度と、前記電動機の熱抵抗と、前記電動機の内部抵抗と、前記電動アクチュエータの放熱係数と、前記電動アクチュエータの放熱面積とから、熱収支に基づいて前記電動機の推定温度を算出する電動機温度推定部と、前記電動機温度推定部が算出した前記電動機の推定温度が、前記電動機の動作許容温度以下に設定された第１所定温度よりも高い場合に、前記電動機駆動部に前記動作不許可信号を送信する比較部とを備え、前記比較部は、前記動作不許可信号を送信すると、前記電動機の推定温度が、前記第１所定温度よりも低く設定される第２所定温度よりも低くなるまで前記動作不許可信号を送信し続けることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によると、車両の車速をパラメータとして車両雰囲気の温度を補正し、電動機の温度を推定することで、精度よく電動機の温度を推定することができる。また、電動機の温度が閾値付近にある場合に、電動機の動作および不動作が繰り返されることを防止することができる。

本発明によると、外気に露出して車両に設置された電動アクチュエータの電動機の温度を、車両の速度を用いて高い精度で推定することができ、動作条件に最適な電動アクチュエータを選定することができる。また、本発明によると、車両を短時間内に再始動した場合でも、電動機の焼損を防止することができ、ハードウェア構成を単純化できるとともに、車両停止時のバッテリ消費を抑えることができる。

以下、添付した図面を参照しながら本発明の最良の形態（以下、実施形態）について説明する。なお、本実施形態では、本発明に係るアライメント変更制御装置が、トー角変更制御ＥＣＵとして、車両の後輪のトー角を変更する電動アクチュエータ（以下、アクチュエータ）の動作を制御する例を示す。

（操舵システム）
図１は、本実施形態のトー角変更制御ＥＣＵを適用した操舵システムの構成を示す図面である。図１に示すように操舵システム１００は、操向ハンドル３の操作に応じて左右前輪１Ｌ，１Ｒを操舵する前輪操舵系統と、左右前輪１Ｌ，１Ｒの操舵角および車速に応じて操舵制御ＥＣＵ１０が出力する操作指令に応じて、左右後輪２Ｌ，２Ｒを転舵する後輪転舵系統とからなる。

前輪操舵系統は、操向ハンドル３、操向ハンドル３を介して入力された操舵トルクおよび左右前輪１Ｌ，１Ｒの操舵角を検出する操舵トルク・操舵角センサ５、一端に操向ハンドル３を固定した操舵軸にアシスト力である補助トルクを付加するアシストモータ４、そして、操舵軸の回転力を入力として左右前輪１Ｌ，１Ｒを転舵するラックアンドピニオン６を備える。
ここで、操舵トルク・操舵角センサ５が検出した操舵トルクは、操舵制御ＥＣＵ１０に送信され、操舵制御ＥＣＵ１０は、操舵軸に付加する補助トルクを計算し、この計算した補助トルクに対応する制御信号をアシストモータ４に送信する。

一方、後輪転舵系統は、左右後輪２Ｌ，２Ｒのそれぞれを転舵させるアクチュエータ３０と、アクチュエータ３０の動作を左右後輪２Ｌ，２Ｒに伝達するリンク機構を有するサスペンションとを備える。アクチュエータ３０には、アクチュエータ３０の動作量を検出するストロークセンサ３８が設置され、アクチュエータ３０の動作を制御するトー角変更制御ＥＣＵ３７が電気的に接続されている。また、トー角変更制御ＥＣＵ３７には、図示しないエアフローメータや、エアクリーナボックスなどに取り付けられた吸気温センサＳ_Ｔが接続され、車体雰囲気の温度に応じた温度信号Ｔ_ｏｕｔをトー角変更制御ＥＣＵ３７に送信する。

ここで、操舵制御ＥＣＵ１０には、車両の速度を検出する車速センサＳ_Ｖが接続され、操舵制御装置１０は、操舵トルク・操舵角センサ５が検出した操舵角および車速センサＳ_Ｖが検出した車両の速度に基づいて、左右後輪２Ｌ，２Ｒの転舵量を計算し、この計算結果に応じた指令信号を、２つのアクチュエータ３０のトー角変更制御ＥＣＵ３７にそれぞれ送信する。この指令信号を受信したトー角変更制御ＥＣＵ３７は、ストロークセンサ３８からのアクチュエータ３０の動作量をフィードバックされつつ、アクチュエータ３０を動作させ、左右後輪２Ｌ，２Ｒを転舵させる。

なお、操舵トルク・操舵角センサ５において、操舵角は、アシストモータ４の電動機回転角を検出することで算出される。また、操舵トルクは、操舵軸に被着された磁性膜が発生する磁界の変化を、操舵軸に対向する検出コイルのインダクタンス変化として検出することで算出される。また、車速センサＳ_Ｖにおいて、車両の速度は、車軸の回転に伴って発生した単位時間あたりのパルス数である車速信号Ｖ_ｃａｒを検出することで算出される。
また、図１に示した操舵システム１００において、操舵制御ＥＣＵ１０およびトー角変更制御ＥＣＵ３７と、各センサとは独立した信号線で接続されて示されているが、ＣＡＮ（Controller Area Network）などのバス方式の車内ネットワークにより接続してもよい。

（後輪転舵系統）
本実施形態において、左右後輪２Ｌ，２Ｒは、リンク機構を有するセミトレーリングアーム式サスペンションにより懸架される。ここで、図２は、左後輪２Ｌが懸架されたサスペンションの構成を示す図面である。なお、図２に示したサスペンションは、トー角の変更動作に関連しないアーム類を省略して示している。また、図２は、左後輪２Ｌが懸架されたサスペンションのみを示しているが、右後輪２Ｒについても同様（対称）にして取り付けられている。

図２に示すサスペンションは、車体のリアサイドフレーム１１に略車幅方向に延びるクロスメンバ１２の車幅方向端部が弾性支持されている。そして、略車体前後方向に延びるトレーリングアーム１３の前端がクロスメンバ１２の車幅方向端部近くで支持されている。トレーリングアーム１３の後端に左後輪２Ｌが固定されている。
トレーリングアーム１３は、クロスメンバ１２に装着される車体側アーム１３ａと、左後輪２Ｌに固定される車輪側アーム１３ｂとが、略鉛直方向の回転軸１３ｃを介して連結されて構成されている。これにより、トレーリングアーム１３が車幅方向へ変位することが可能となっている。

アクチュエータ３０は、その一端が車輪側アーム１３ｂの回転軸１３ｃより前方側の前端部にボールジョイント１６を介して取り付けられ、他端がクロスメンバ１２にボールジョイント１７を介して取り付けられている。

（アクチュエータ）
次に、図３は、アクチュエータ３０の構成を示す図面である。図３に示すように、アクチュエータ３０は、電動機３１、減速機構３３、送りねじ部３５などを備えて構成されている。
電動機３１は、正逆両方向に回転可能なブラシモータやブラシレスモータなどで構成されている。
減速機構３３は、例えば、図示しない２段のプラネタリギアなどが組み合わされて構成されている。
送りねじ部３５は、円筒状に形成されたロッド３５ａと、スクリュー溝３５ｂが形成されてロッド３５ａの内部に挿入されるナット３５ｃと、スクリュー溝３５ｂと噛合してロッド３５ａを軸方向に移動可能に支持するスクリュー軸３５ｄとを備えて構成されている。スクリュー軸３５ｄは、減速機構３３および電動機３１とともに細長形状のケース本体３４内に収容され、減速機構３３の一端が電動機３１の出力軸と連結され、他端がスクリュー軸３５ｄと連結されている。

電動機３１からの動力が、減速機構３３を介してスクリュー軸３５ｄに伝達されてスクリュー軸３５ｄが回転することで、ロッド３５ａがケース本体３４に対して図示左右方向（軸方向）に伸縮自在に動作するようになっている。また、アクチュエータ３０にはブーツ３６が取り付けられて、外部からの埃や水などの異物が入らないようなっている。

また、アクチュエータ３０には、ロッド３５ａの位置（伸縮量）を検出するストロークセンサ３８が設けられている。このストロークセンサ３８は、例えば、マグネットが内蔵され、磁気を利用して位置を検出できるようになっている。このように、ストロークセンサ３８を用いて位置を検出することにより、左右後輪２Ｌ、２Ｒのトーイン、トーアウトの舵角（トー角）を個別に高精度に検出できるようになっている。

このように構成されたアクチュエータ３０は、図２に示したように、ロッド３５ａの先端に設けられたボールジョイント１６がトレーリングアーム１３の車輪側アーム１３ｂに回動自在に連結され、ケース本体３４の基端に設けられたボールジョイント１７がクロスメンバ１２に回動自在に連結されている。
電動機３１の動力によってスクリュー軸３５ｄが回転してロッド３５ａが伸びる（図３の左方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向外側（図２の左方向）に押圧されて、左後輪２Ｌが左方向に旋回し、またロッド３５ａが縮む（図２の右方向）と、車輪側アーム１３ｂが車幅方向内側（図２の右方向）に引かれて、左後輪２Ｌが右方向に旋回する。

なお、アクチュエータ３０のボールジョイント１６が取り付けられる場所は、ナックルなど左右後輪２Ｌ，２Ｒのトー角を変更できる位置であれば、車輪側アーム１３ｂに限定されるものではない。また、本実施形態において左右後輪２Ｌ，２Ｒを、セミトレーリングアーム式サスペンションで懸架した場合の例を示したが、それに限定されるものではなく、他の懸架方式のサスペンションであっても適用できる。

また、アクチュエータ３０には、トー角変更制御ＥＣＵ３７が一体に構成されている。トー角変更制御ＥＣＵ３７は、アクチュエータ３０のケース本体３４に固定され、ストロークセンサ３８とコネクタなどを介して接続されて構成されている。なお、トー角変更制御ＥＣＵ３７の機能構成については後記する。
トー角変更制御ＥＣＵ３７には、車両に搭載された図示しないバッテリなどの電源から電力が供給される。また、操舵制御ＥＣＵ１０、アシストモータ４にも前記とは別系統でバッテリなどの電源から電力が供給される（図示せず）。

（操舵制御ＥＣＵ）
次に、操舵制御ＥＣＵ１０の機能について説明する。操舵制御ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えるコンピュータおよびプログラム、周辺回路などからなり、前記プログラムを実行することにより、アシストモータ４の制御量の算出およびトー角変更制御ＥＣＵ３７への操作指令の算出の２つの機能を実現する。

まず、アシストモータ４の制御量を算出する機能について説明する。操舵制御ＥＣＵ１０は、操舵トルク・操舵角センサ５から出力される操舵トルクと、車速センサＳ_Ｖから出力される車速信号Ｖ_ｃａｒとからアシストモータ４の出力トルクの目標信号を算出する。この目標信号は、予め実験測定などによって設定されたべーステーブルを操舵トルクと車速信号Ｖ_ｃａｒとにもとづいて参照することによって算出される。操舵制御ＥＣＵ１０が算出した目標信号は、アシストモータ４に入力される。この目標信号に応じて、アシストモータ４は、操舵軸に補助トルクを付加する。

次に、トー角変更制御ＥＣＵ３７への操作指令を算出する機能について説明する。操舵制御ＥＣＵ１０は、操舵トルク・操舵角センサ５から出力される回転角から前輪の操舵角を算出する。そして、車速センサＳ_Ｖから出力される車速信号Ｖ_ｃａｒと、左右前輪１Ｌ，１Ｒの操舵角とから左右後輪２Ｌ，２Ｒのそれぞれのトー角の目標値を算出する。このトー角の目標値は、予め設定された後輪舵角テーブルを操舵角および車速にもとづいて参照することによって算出される。操舵制御ＥＣＵ１０が算出したトー角の目標値は、操作指令Ｓ_Ｃとして、それぞれのトー角変更制御ＥＣＵ３７に入力される。この操作指令Ｓ_Ｃに応じて、トー角変更制御ＥＣＵ３７は、電動機３１（図３参照）を駆動して左右後輪２Ｌ，２Ｒを転舵する。
なお、操舵制御ＥＣＵ１０は、本実施形態のものに限定されず、四輪操舵用の従来公知の様々な操舵制御ＥＣＵを適用することもできる。

（トー角変更制御ＥＣＵ）
次に、図４および図５を参照しながらトー角変更制御ＥＣＵ３７の構成を説明する。
図４は、左右のアクチュエータ３０および操舵制御ＥＣＵ１０の機能ブロックを示す図面である。トー角変更制御ＥＣＵ３７はアクチュエータ３０（電動機３１）を駆動制御する機能を有し、図４に示すように、アクチュエータ制御部（以下、ＡＣＴ制御部）２１とドライバ２２とから構成されている。また、各トー角変更制御ＥＣＵ３７は、操舵制御ＥＣＵ１０と通信線を介して接続されている。

ＡＣＴ制御部２１は、操舵制御ＥＣＵ１０から送信された操作指令Ｓ_Ｃに応じて、電動機３１の駆動量を算出し、この算出結果に基づいて、ドライバ２２に電動機３１を駆動させる電動機駆動信号Ｃ_Ｍを出力する。この電動機駆動信号Ｃ_Ｍは、電動機３１に供給する電流値と電流を流す方向を含む信号である。ドライバ２２は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）のブリッジ回路などで構成され、電動機駆動信号に基づいて電動機３１に電動機電圧を印加する。

また、図５は、トー角変更制御ＥＣＵ３７のＡＣＴ制御部２１の機能ブロックを示す図面である。図５に示すように、ＡＣＴ制御部２１は機能ブロックとして、電動機制御部２５、比較部２６、電源電圧監視部２７および電動機温度推定部２８を備える。ＡＣＴ制御部２１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるコンピュータおよびプログラム、周辺回路などからなり、前記プログラムを実行することにより、電動機制御部２５、比較部２６、電源電圧監視部２７および電動機温度推定部２８の各機能部を実現する。

次に、ＡＣＴ制御部２１を構成する各機能部について説明する。
電動機制御部２５は、操舵制御ＥＣＵ１０から入力される左後輪２Ｌ（または右後輪２Ｒ）のトー角の目標値信号である操作指令Ｓ_Ｃに基づいて、ストロークセンサ３８からの位置信号Ｓ_Ｐをフィードバック信号として、電動機駆動信号Ｃ_Ｍを算出してドライバ２２に送信する。また、電動機制御部２５は、比較部２６と接続され、比較部２６から後記する動作不許可信号を受信した場合には、ドライバ２２に電動機駆動信号Ｃ_Ｍを送信することを停止する。なお、請求項の電動機駆動部は、電動機制御部２５およびドライバ２２に相当する。
比較部２６は、電動機３１の動作許容温度以内に設定された所定温度と、電動機温度推定部２８から送信された電動機３１の推定温度Ｔ_ｅとを比較して、推定温度Ｔ_ｅが所定温度以上の場合に、電動機制御部２５に動作不許可信号を送信する。また、比較部２６は、電圧低下時にその時点における推定温度Ｔ_ｅを図示しない不揮発性メモリに記憶させる機能を有している。

電源電圧監視部２７は、車両に搭載されたバッテリから供給される電源電圧を監視し、電源電圧が所定電圧以下になると、電動機制御部２５および比較部２６に電源電圧の低下を通知し、後記する割り込み処理を起動する。
電動機温度推定部２８は、吸気温センサＳ_Ｔから受信した車両雰囲気の温度信号Ｔ_ｏｕｔ、車速センサＳ_Ｖから受信した車速信号Ｖ_ｃａｒ、およびホール電流センサ５０を用いて検出された電動機電流信号Ｉ_Ｍに基づいて、電動機３１の推定温度Ｔ_ｅを計算して比較部２６に送信する。なお、電動機３１の推定温度の算出方法については後記する。

（トー角変更制御ＥＣＵの作用）
次に、前記の構成を有するトー角変更制御ＥＣＵ３７の処理動作について、図６および図７を参照しつつ詳しく説明する（適宜、図４、図５参照）。ここで、図６は、トー角変更制御ＥＣＵ３７が実行する割り込み処理を説明するフローチャートであり、図７は、車両の走行時にトー角変更制御ＥＣＵ３７が常時実行する電動機３１の制御処理を説明するフローチャートである。

電源電圧監視部２７は、車両に搭載されたバッテリから供給される電源電圧を常時監視し、電源電圧が所定電圧以下になると、電動機制御部２５および比較部２６に電源電圧の低下を通知し、これにより、後記する図７に示した電動機３１の制御フローチャートの割り込み処理として、図６に示す処理を起動する。なお、この所定電圧とは、図示しないイグニションスイッチのオフ操作にともない、車両のバッテリからの電源供給が止まることを判定するための閾値であり、通常走行時のバッテリ電圧の電圧降下を考慮して、例えば１１Ｖに設定される。

次に、比較部２６は、図示しない不揮発性メモリに、この時点における推定温度Ｔ_ｅを電圧低下時推定温度Ｅ_Ｔとして記憶する（ステップＳ６０１）。電圧低下時推定温度Ｅ_Ｔが記憶される不揮発性メモリは、トー角変更制御ＥＣＵ３７内に設置したり、操舵制御ＥＣＵ１０内に設置する構成としてもよい。また、トー角変更制御ＥＣＵ３７内や操舵制御ＥＣＵ１０内ではなく、車両内の各種ＥＣＵで共有される不揮発性メモリを別途設置し、この不揮発性メモリに電圧低下時推定温度Ｅ_Ｔを記憶する構成としてもよい。
このように、不揮発性メモリを用いることで、車両のイグニションスイッチがオフ操作された場合であっても、電動機温度推定部２８または操舵制御ＥＣＵ１０に、バックアップ電源（常時電圧：＋Ｂ）を供給する必要がなくなり、バッテリ電源の消耗を防ぐことができる。また、不揮発性メモリをトー角変更制御ＥＣＵ３７以外の場所に設置することで、トー角変更制御ＥＣＵ３７の回路構成を簡略化することもできる。

次に、ステップＳ６０３では、例えば、電動機制御部２５が、左右後輪２Ｌ，２Ｒのトー角を初期値に戻す電動機駆動信号Ｃ_Ｍをドライバ２２に送信するなどの所定のシャットダウン処理を実行して処理を終了する。

次に、図７に示したフローチャートを参照して、車両の走通常行時にトー角変更制御ＥＣＵ３７が実行する電動機３１の制御処理について説明する（適宜、図４、図５参照）。車両の図示しないイグニションスイッチがオン操作されると、トー角変更制御ＥＣＵ３７は、図７に示したフローチャートに示した処理を開始する。

まず、トー角変更制御ＥＣＵ３７の比較部２６は、トー角変更制御ＥＣＵ３７内や、操舵制御ＥＣＵ１０などに設置された不揮発性メモリから推定温度（電圧低下時推定温度Ｅ_Ｔ）を取得する（ステップＳ７０１）。このとき取得される電圧低下時推定温度Ｅ_Ｔは、図６に示した割り込み処理のステップＳ６０１において記憶されたものである。

次に、トー角変更制御ＥＣＵ３７の電動機温度推定部２８は、電動機３１の温度を推定する（ステップＳ７０３）。
ここで、電動機温度推定部２８における電動機３１の推定温度の算出方法について説明する。電動機３１の熱抵抗をＲ_ｔ［Ｋ／Ｗ］、電動機３１の内部抵抗をｒ［Ω］、アクチュエータ３０の放熱係数をｈ［Ｗ／Ｋ・ｍ^２］、そして、アクチュエータ３０の放熱面積をａ［ｍ^２］とすると、電動機３１の推定温度Ｔ_ｅｎは、熱収支の関係から次の数式（１）により求められる。なお、数式（１）において、Ｔ_{ｅ（ｎ−１）}は、ステップＳ７０３以下のループ処理において、前回算出した電動機３１の推定温度である。また、ｎ＝１のときのＴ_{ｅ（ｎ−１）}つまりＴ_ｅ０は、電動機３１の温度の初期値であり、ステップＳ７０１で取得した電圧低下時推定温度Ｅ_Ｔ以下かつ雰囲気温度以上の温度範囲で設定される。

また、数式（１）において、アクチュエータ３０の放熱係数ｈは、車速信号Ｖ_ｃａｒに応じて変化する変数であり、実験による解析により車速信号Ｖ_ｃａｒの二乗に比例する関数として好適に表せることがわかった。このことに基づいて、アクチュエータ３０の放熱係数ｈは、次の数式（２）により表せる。ここで、ｋは比例定数を示し、ｂは切片を示す。比例定数ｋおよび切片ｂは、予め実験結果などにより定められた定数である。
なお、電動機３１の放熱係数ｈは、数式（２）に示した計算式によらず、車速信号Ｖ_ｃａｒと放熱係数ｈとの対応関係を示すテーブルを図示しない記憶手段に記憶しておき、このテーブルから車速信号Ｖ_ｃａｒを参照して放熱係数ｈを決定する構成とすることもできる。

電動機温度推定部２８は、数式（１）および数式（２）に、吸気温センサＳ_Ｔから受信した車両雰囲気の温度信号Ｔ_ｏｕｔ、車速センサＳ_Ｖから受信した車速信号Ｖ_ｃａｒ、およびホール電流センサ５０を用いて検出された電動機電流信号Ｉ_Ｍをそれぞれ代入することで、電動機３１の推定温度Ｔ_ｅｎを算出し、この推定温度Ｔ_ｅｎを比較部２６に送信する。

次に、比較部２６は、電動機温度推定部２８から送信された推定温度Ｔ_ｅｎが、所定温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ７０５）。ここで、所定温度とは、電動機３１の動作許容温度に所定の安全率を掛け合わせて計算され、電動機３１の動作許容温度を上限として設定される値である。

ステップＳ７０５の判定において、推定温度Ｔ_ｅｎが所定温度未満の場合（ステップＳ７０５で‘Ｎｏ’）、電動機制御部２５は、操舵制御ＥＣＵ１０から送信された操作指令Ｓ_Ｃに応じた電動機駆動信号Ｃ_Ｍを、ドライバ２２に出力して（ステップＳ７０７）、ステップＳ７０３以降の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ７０５の判定において、推定温度Ｔ_ｅｎが所定温度以上の場合（ステップＳ７０５で‘Ｙｅｓ’）、比較部２６は、電動機制御部２５に動作不許可信号を送信する。この動作不許可信号を受信した電動機制御部２５は、ドライバ２２への電動機駆動信号Ｃ_Ｍの送信を停止して、電動機３１の動作が停止する（ステップＳ７０９）。
そして、電動機温度推定部２８は、ステップＳ７０３と同じ方法により、電動機３１の温度を推定する（ステップＳ７１１）。

次に、比較部２６は、ステップＳ７１１で算出された推定温度Ｔ_ｅｎが、第２所定温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ７１３）。ここで、第２所定温度とは、ステップＳ７０５の判定において用いた所定温度よりも低く設定された温度である。このように、第２所定温度を低く設定することで、電動機３１が頻繁に動作と不動作とを繰り返すことを防止している。

ステップＳ７１３の判定において、推定温度Ｔ_ｅｎが第２所定温度未満の場合は（ステップＳ７１３で‘Ｎｏ’）、ステップＳ７０３に戻り、ステップＳ７０３以降の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ７１３の判定において、推定温度Ｔ_ｅｎが第２所定温度以上の場合（ステップＳ７１３で‘Ｙｅｓ’）、ステップＳ７０９に戻り、ステップＳ７０９以降の処理を繰り返す。

なお、前記したステップＳ７０３ないしステップＳ７１３のループ処理は、車両の稼動中に、所定時間（例えば、１０ミリ秒）ごとに繰り返し実行され、イグニションスイッチのオフ操作でバッテリからの供給電圧が低下した場合に、図６に示した割り込み処理が実行されることで終了する。

以上説明した本実施形態のトー角変更制御ＥＣＵ３７によると、車両の雰囲気の温度および車両の速度を、温度推定のパラメータとして用いることで、電動機３１の温度を精度よく推定することができる。これにより、電動機３１の焼損を防止することができ、また、適正な電動機３１の選定が可能となる。
また、車両のイグニションスイッチのオフ操作時に、その時点における電動機３１の推定温度を不揮発性メモリに記憶し、車両の再始動時に電動機３１の推定温度の初期値として用いることで、短時間の間隔をおいて車両を再始動した（いわゆる、ホットスタート）場合であっても、電動機３１の焼損を防止することができる。

また、電動機３１の推定温度を不揮発性メモリに記憶することで、車両のイグニションスイッチがオフ操作された場合に、バックアップ電源を供給する必要がなくなり、バッテリ電源の消耗を防ぐことができる。

（変更例）
本発明は、前記の実施形態のトー角変更制御ＥＣＵ３７に限定されることなく、さまざまに変形して実施可能である。
例えば、前記の実施形態では、本発明を、左右後輪２Ｌ，２Ｒのトー角を調整するアクチュエータ３０を制御するトー角変更制御ＥＣＵ３７に適用する場合を示したが、本発明は、外気に露出して車両に設置された電動アクチュエータであれば、その用途に限定することなく適用可能である。

また、前記の図７に示したフローチャートのステップＳ７０９では、電動機制御部２５に動作不許可信号を送信することで、電動機制御部２５は、電動機３１の動作を停止することとしたが、電動機制御部２５において、後輪２の転舵速度を低下させたり、転舵の範囲を通常時よりも小さく制限するなどの制限動作モードを設け、動作不許可信号を受信した場合に制限動作モードで電動機３１を駆動することにしてもよい。この構成により、電動機３１の動作が制限され、電動機３１の焼損を防止することができる。

また、前記の図７に示したフローチャートのステップＳ７０９では、動作不許可信号を受信することで、電動機制御部２５は、そのループにおいてのみ、電動機３１の動作を停止することとしたが、電動機制御部２５にタイマを設けて、所定時間、電動機の動作を停止させたり、制限動作モードに移行することにしてもよい。

また、電動機３１の推定温度を算出する式は、前記の数式（１）に限定することなく、熱収支に基づく、様々な式を用いることができる。また、前記の数式（２）において、放熱係数ｈを、車速Ｖ_ｃａｒを用いて補正する例を示したが、放熱係数ｈは固定値として、車両雰囲気の温度信号Ｔ_ｏｕｔを、車速Ｖ_ｃａｒを用いて補正することにしてもよい。
この場合、補正後の車両雰囲気の温度信号Ｔ_Ｃは、例えば、次の数式（３）により表せる。この温度信号Ｔ_Ｃを数式（１）の温度信号Ｔ_ｏｕｔに代入することで、電動機３１の推定温度Ｔ_ｅｎを計算することができる。なお、以下の数式（３）において、ｂおよびｃは実験的に求められる定数である。

本実施形態のトー角変更制御ＥＣＵを適用した操舵システムの構成を示す図面である。左後輪２Ｌが懸架されたサスペンションの構成を示す図面である。アクチュエータの構成を示す図面である。左右のアクチュエータおよび操舵制御ＥＣＵの機能ブロックを示す図面である。ＡＣＴ制御部の機能ブロックを示す図面である。トー角変更制御ＥＣＵが実行する割り込み処理を説明するフローチャートトー角変更制御ＥＣＵが実行する電動機の制御処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

２１ＡＣＴ制御部
２２ドライバ
２５電動機制御部
２６比較部
２７電源電圧監視部
２８電動機温度推定部
３０アクチュエータ
３１電動機
３７トー角変更制御ＥＣＵ
Ｓ_Ｔ吸気温センサ
Ｓ_Ｖ車速センサ

Claims

外気に露出して車両に設置され、前記車両の車輪のアライメント角を変更する電動アクチュエータの駆動を制御するアライメント変更制御装置であって、
外部からの動作指令に基づいて前記電動アクチュエータの電動機に供給する電力を調整して出力し、動作不許可信号を受信した場合に、前記電動機に供給する電力を制限して出力する、または、前記電動機に供給する電力を停止する電動機駆動部と、
少なくとも前記電動機への供給電流量と、前記車両の速度で外気温度を補正した車両雰囲気の温度と、前記電動機の熱抵抗と、前記電動機の内部抵抗と、前記電動アクチュエータの放熱係数と、前記電動アクチュエータの放熱面積とから、熱収支に基づいて前記電動機の推定温度を算出する電動機温度推定部と、
前記電動機温度推定部が算出した前記電動機の推定温度が、前記電動機の動作許容温度以下に設定された所定温度よりも高い場合に、前記電動機駆動部に前記動作不許可信号を送信する比較部とを備え、
前記電動機駆動部は、前記動作不許可信号を受信した場合に、所定時間、前記電動機に供給する電力を制限して出力する、または、前記電動機に供給する電力を停止すること、
を特徴とするアライメント変更制御装置。
外気に露出して車両に設置され、前記車両の車輪のアライメント角を変更する電動アクチュエータの駆動を制御するアライメント変更制御装置であって、
外部からの動作指令に基づいて前記電動アクチュエータの電動機に供給する電力を調整して出力し、動作不許可信号を受信した場合に、前記電動機に供給する電力を制限して出力する、または、前記電動機に供給する電力を停止する電動機駆動部と、
少なくとも前記電動機への供給電流量と、前記車両の速度で外気温度を補正した車両雰囲気の温度と、前記電動機の熱抵抗と、前記電動機の内部抵抗と、前記電動アクチュエータの放熱係数と、前記電動アクチュエータの放熱面積とから、熱収支に基づいて前記電動機の推定温度を算出する電動機温度推定部と、
前記電動機温度推定部が算出した前記電動機の推定温度が、前記電動機の動作許容温度以下に設定された第１所定温度よりも高い場合に、前記電動機駆動部に前記動作不許可信号を送信する比較部とを備え、
前記比較部は、
前記動作不許可信号を送信すると、前記電動機の推定温度が、前記第１所定温度よりも低く設定される第２所定温度よりも低くなるまで前記動作不許可信号を送信し続けること、
を特徴とするアライメント変更制御装置。