專利名稱：電動動力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車用的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，通過電動機來輔助由于駕駛 員的轉(zhuǎn)向操縱而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力矩。
背景技術(shù)：
過去在電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，為了防止輔助電動機由于過載而出現(xiàn)的過熱， 從許多方面提出了根據(jù)預(yù)先設(shè)定的限制條件來限制對上述輔助電動機的指令 電流的上限值的方案。
圖3表示的是利用以前的電動動力轉(zhuǎn)向裝置來對電動機的指令電流進(jìn)行控 制的控制方法的一個例子的結(jié)構(gòu)圖(例如參照專利文獻(xiàn)l)。在圖中，這種電 動動力轉(zhuǎn)向裝置是由以下部分構(gòu)成的輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力用的電動機l;計 算為輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力而流入電動機1的電流的目標(biāo)電流計算部分2;以及對 于來自該目標(biāo)電流計算部分2的目標(biāo)電流來計算電動機的驅(qū)動信號、從而控制 電動機電流的電動機電流控制部分3。
上述電動機電流控制部分3是由以下部分構(gòu)成的為了檢測出電動機電流 的電動機電流檢測電路4;比較來自目標(biāo)電流計算部分2的電流指令與來自電動
機電流檢測電路4的輸出的比較器5;以及接受來自比較器5的輸出并計算電動
機驅(qū)動信號以使得電流偏差為零、從而控制電動機電流的電動機驅(qū)動信號計算
單元6。
另外，電動機目標(biāo)電流計算部分2是由以下部分構(gòu)成的根據(jù)來自轉(zhuǎn)向力 矩檢測單元10的檢測轉(zhuǎn)矩和來自駕駛盤角度信息檢測單元11及車速檢測單元 12的輸出來決定的第1目標(biāo)電流計算部分7;根據(jù)來自車速檢測單元12和環(huán)境溫 度檢測單元13及上述電動機電流控制部分3的電動機電流檢測單元4的輸入、為防止由于電動機過載而產(chǎn)生的電動機及控制器的過熱的電動機電流限制值計 算單元8;以及為了使得第1目標(biāo)電流計算部分7的輸出不超出電動機電流限制 值計算單元8的輸出而進(jìn)行限制的電動機電流限制單元9。
這里，電動機電流限制計算單元8是這樣進(jìn)行的，即例如以通過環(huán)境溫度 檢測單元13而得到的環(huán)境溫度作為初始值，然后根據(jù)隨著行駛規(guī)定以上的時間
以后使環(huán)境溫度向低溫側(cè)偏移而得到的環(huán)境溫度推定值、以及通過累計來自電
動機電流檢測電路4的輸出而推定出的電動機及控制器的發(fā)熱量，從而來限制 電動機電流。
如上所述，上述專利文獻(xiàn)l所示的電動動力轉(zhuǎn)向裝置具備有電動機電流限 制值計算單元8，根據(jù)來自電動機電流檢測單元4的電動機電流而累計的發(fā)熱量 推定值、以及通過環(huán)境溫度檢測單元13得到的環(huán)境溫度，從而來決定電動機指 令電流值的電流限制。另外，即使從環(huán)境溫度檢測單元13得到的環(huán)境溫度是高 溫，但電動機及控制器是在車內(nèi)的情況下，在行駛了規(guī)定以上的時間后，估計 車內(nèi)的溫度下降，從而進(jìn)行放寬電流限制。特開2002 — 370660號公報
但是，在因車輛不同而沒有檢測環(huán)境溫度的單元時，因為必須估計使用上 的最高溫度，所以會過度地進(jìn)行電流的限制，導(dǎo)致電動機的輔助作用下降。另 外，即使是在有檢測環(huán)境溫度的單元的情況下，由于電動機通龜后受自身發(fā)熱 的影響，故也很難得到正確的環(huán)境溫度，再有當(dāng)電動機及控制器在車外的情況 下，還存在著由于行駛風(fēng)及發(fā)動機所產(chǎn)生的熱量而使環(huán)境溫度發(fā)生很大變化的 問題。
本發(fā)明就是為了改進(jìn)這個問題，其目的在于提出一種在不使用環(huán)境溫度檢 測單元的情況下、也能夠推定環(huán)境溫度從而限制電流的電動動力轉(zhuǎn)向裝置。

發(fā)明內(nèi)容
與本發(fā)明相關(guān)的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，是在具備有輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力用的 電動機、決定并控制上述電動機的通電量的控制器、以及車速檢測單元的電動 動力轉(zhuǎn)向裝置中，具有將來自上述車速檢測單元的車速信號作為輸入的環(huán)境溫 度推定單元，根據(jù)來自上述環(huán)境溫度推定單元的輸出，來限制對上述電動機的 通電的電流量。
本發(fā)明如上所述，由于是利用車速信號來推定環(huán)境溫度，所以能夠得到不
4會過度地限制電動機電流的電動動力轉(zhuǎn)向裝置。


圖l表示的是在本發(fā)明實施方式l中的電動動力轉(zhuǎn)向控制的結(jié)構(gòu)圖。
圖2表示的是在本發(fā)明實施方式2中的電動動力轉(zhuǎn)向控制的結(jié)構(gòu)圖。 圖3表示的是以前的電動動力轉(zhuǎn)向控制的結(jié)構(gòu)圖。
圖4表示的是僅僅進(jìn)行一個循環(huán)的點火開關(guān)的接通/斷開的情況下的模式圖。
圖5表示的是點火開關(guān)斷開后、在經(jīng)過規(guī)定的時間之前再次接通點火開關(guān) 的情況下的模式圖。
圖6表示的是點火幵關(guān)斷開后、在經(jīng)過規(guī)定的時間之前再次接通點火開關(guān) 的情況下的過去裝置動作的模式圖。
圖7是說明在對與濾波后的車速信號相比的閾值設(shè)置延遲的情況下的效果圖。
具體實施例方式
實施方式l
圖l表示本發(fā)明實施方式l中的電動動力轉(zhuǎn)向控制的整體結(jié)構(gòu)圖。圖1與圖3 中的同一標(biāo)號表示相同或者相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 本發(fā)明實施方式l中的電動動力轉(zhuǎn)向裝置也是由以下部分構(gòu)成的輔助駕 駛員的轉(zhuǎn)向力用的電動機l;計算為輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力而流入電動機l中的電 流的目標(biāo)電流計算部分2;以及對于來自該目標(biāo)電流計算部分2的目標(biāo)電流來計 算電動機驅(qū)動信號、從而控制電動機電流的電動機電流控制部分3，上述目標(biāo) 電流計算部分2與電動機電流控制部分3是通過由CPU、 RAM、 ROM等組成的控 制器構(gòu)成的。
上述電動機電流控制部分3與圖3相同，是由以下部分構(gòu)成的為了檢測電 動機電流的電動機電流檢測電路4;比較來自目標(biāo)電流計算部分2的電流指令與 來自電動機電流檢測電路4的輸出的比較器5;以及接受來自比較器5的輸出并 計算電動機驅(qū)動信號以使得電流偏差為零、從而控制電動機電流的電動機驅(qū)動 信號計算單元6。
另外，電動機目標(biāo)電流計算部分2是由以下部分構(gòu)成的根據(jù)來自轉(zhuǎn)向力矩檢測單元10的檢測轉(zhuǎn)矩與來自駕駛盤角度信息檢測單元11及車速檢測單元 12的輸出來決定的第1目標(biāo)電流計算部分7;根據(jù)來自車速檢測單元12與發(fā)動機
轉(zhuǎn)動檢測單元14及上述電動機電流檢測單元4的輸入、為防止由于電動機過載
而引起的電動機及控制器的過熱的電動機電流限制值計算單元8;以及為了使
得第1目標(biāo)電流計算部分7的輸出不超出電動機電流限制值計算單元8的輸出而 進(jìn)行限制的電動機電流限制單元9。
與圖3不同的部分是，電動機電流限制值計算單元8是由環(huán)境溫度推定單元 15與限制值計算部分16構(gòu)成的，另外，環(huán)境溫度推定單元15是由車速與環(huán)境溫 度的對應(yīng)數(shù)據(jù)參照部分17、以及低通濾波器處理部分18構(gòu)成的，還有的不同點 是，本發(fā)明使用發(fā)動機轉(zhuǎn)動檢測單元14來代替圖3中的環(huán)境溫度檢測單元13。
在圖l的電路結(jié)構(gòu)中，首先將來自車速檢測單元12的信號輸入環(huán)境溫度推 定單元15。在車速與環(huán)境溫度的對應(yīng)數(shù)據(jù)參照部分17中具備有通過預(yù)先進(jìn)行的 行駛實驗等得到的等速行駛時的飽和環(huán)境溫度，作為每種車速的數(shù)據(jù)，根據(jù)來 自車速檢測單元12的輸入來輸出環(huán)境溫度數(shù)據(jù)。將環(huán)境溫度數(shù)據(jù)輸入低通濾波 器處理部分18。低通濾波器處理部分18是具有相當(dāng)于電動機及控制器的環(huán)境溫 度相對于車速變化的響應(yīng)延遲的時間常數(shù)的一階濾波器，如下所述，插入濾波
后的溫度數(shù)據(jù)，以表示精度更高的環(huán)境溫度推定值。
限制值計算部分16是根據(jù)累計來自電動機電流檢測單元4的輸出來推定的 電動機及控制器的發(fā)熱量、以及上述環(huán)境溫度推定單元15的環(huán)境溫度推定值， 來決定電動機電流限制值。電動機電流限制單元9在第1目標(biāo)電流計算部分7的 輸出超出限制值計算部分16的限制值的情況下，與圖3的情況一樣，限制目標(biāo) 電流，使其在限制值以下。
另外，電動機與控制器在停車時由于發(fā)動機的熱量而被加熱，但是在行駛 時又由于行駛風(fēng)而被冷卻。因此，車速與環(huán)境溫度的對應(yīng)數(shù)據(jù)參照部分17的環(huán) 境溫度數(shù)據(jù)設(shè)定為在停車時最高，并隨著車速的上升而下降。低通濾波器處理 部分18起動時的初始值設(shè)定為在發(fā)動機冷卻的狀態(tài)下的使用溫度條件的最大 值。
另外，將來自發(fā)動機轉(zhuǎn)動檢測單元14的信號輸入到環(huán)境溫度推定單元15及 限制值計算部分16，通過這樣點火開關(guān)即使斷開，但發(fā)動機轉(zhuǎn)動停止之后到經(jīng) 過發(fā)動機冷卻所需要的規(guī)定時間之前，不切斷構(gòu)成控制器的CPU電源，而繼續(xù) 進(jìn)行環(huán)境溫度推定與電流限制處理。因此，在發(fā)動機溫?zé)釥顟B(tài)下再次接通點火開關(guān)時，由于不對低通濾波器的處理與電動機的電流限制進(jìn)行初始化，因此繼 續(xù)進(jìn)行與環(huán)境溫度相應(yīng)的電動機電流限制。
以下更加詳細(xì)地說明這時的動作。圖4和圖5是說明下述動作的圖形，該動
作是即使斷開點火開關(guān)，但發(fā)動機轉(zhuǎn)動停止之后到經(jīng)過發(fā)動機冷卻所需要的規(guī)
定時間之前，在不斷開CPU電源的情況下繼續(xù)環(huán)境溫度推定、以及電流限制處 理，橫軸表示的是時間。
圖4表示的是僅僅進(jìn)行一個循環(huán)的點火開關(guān)的接通/斷開的情況下的模式 圖，圖5表示的是在點火開關(guān)斷開后、在經(jīng)過規(guī)定的時間以前再次接通點火幵 關(guān)的情況下的模式圖。
在圖4中，如果現(xiàn)在接通點火開關(guān)，則通過起動電動機使發(fā)動機開始轉(zhuǎn)動， 同時起動CPU (參照帶圈數(shù)字l)。
在CPU起動時，將車速在經(jīng)過低通濾波器后的值設(shè)定為初始值A(chǔ) (參照帶 圈數(shù)字2)，同時將電動機電流限制值設(shè)定為初始值B (參照帶圈數(shù)字3)。
如果考慮車輛以一定的速度行駛，則經(jīng)過低通濾波器后的車速以所規(guī)定的 時間常數(shù)收斂到實際車速(參照帶圈數(shù)字4)。接著如果對電動機通電，則根 據(jù)由此產(chǎn)生的發(fā)熱量，限制電動機電流(參照帶圈數(shù)字5)。
電動機與控制器的環(huán)境溫度因來自發(fā)動機、散熱器等的熱量而上升。但是 又因行駛風(fēng)而稍微冷卻一點(參照帶圈數(shù)字6)。
圖中如果設(shè)車輛停止，則經(jīng)過低通濾波器后的車速以規(guī)定的時間常數(shù)向 0km/h收斂(參照帶圈數(shù)字7)。如果經(jīng)過低通濾波器后的車速下降到規(guī)定的閾 值L以下，則CPU判斷為停車中，為了防止過熱，則電動機電流限制值要更加 下降(參照帶圈數(shù)字8)。因為停車時行駛風(fēng)產(chǎn)生的冷卻效果沒有了，所以電 動機與控制器的環(huán)境溫度則會更加上升(參照帶圈數(shù)字9)。
圖中，設(shè)點火開關(guān)斷開，發(fā)動機也停止(參照帶圈數(shù)字IO)。經(jīng)過低通濾 波器后的車速仍然為Okm/h (參照帶圈數(shù)字ll)，由于電動機的實際電流也為 零，所以電流限制值慢慢地上升，恢復(fù)到初始值(參照帶圈數(shù)字12)。
接著，由于發(fā)動機停止，則發(fā)動機與散熱器的溫度下降，電動機與控制器 的環(huán)境溫度不久也下降至外部氣溫(參照帶圈數(shù)字13)。
發(fā)動機停止以后，經(jīng)過規(guī)定時間T后，CPU斷開(參照帶圈數(shù)字14)。圖 中規(guī)定時間T設(shè)定為比通過上述帶圈數(shù)字13來表示的環(huán)境溫度下降到外部氣溫 所需要的時間更長。之后，如果再接通點火開關(guān)，則恢復(fù)到最初狀態(tài)(參照帶
7圈數(shù)字l)，反復(fù)同樣的動作。然后來說明圖5的點火開關(guān)斷開之后、在經(jīng)過所規(guī)定的時間以前再次接通 點火開關(guān)的情況。點火開關(guān)從接通到斷幵的動作與上述圖4中說明的完全相同(參照帶圈數(shù) 字l)。設(shè)點火開關(guān)斷開之后，在經(jīng)過所規(guī)定的時間以前，再次接通點火開關(guān)，從而起動發(fā)動機(參照帶圈數(shù)字2)。這時，電動機與控制器的環(huán)境溫度沒有冷卻到外部氣溫，由于發(fā)動機起動而使發(fā)動機和散熱器的溫度上升，所以電動機與控制器的環(huán)境溫度也上升(參照帶圈數(shù)字3)。另外，經(jīng)過低通濾波器后的車速仍然是Okm/h (參照帶圈數(shù)字4)，因此 CPU進(jìn)行停車時用的電動機電流限制，繼續(xù)進(jìn)行與環(huán)境溫度相符的電流限制(參 照帶圈數(shù)字5)。接著如果開始行駛，由于行駛風(fēng)而使電動機與控制器的環(huán)境 溫度下降，與此相應(yīng)而使電動機電流限制值上升(參照帶圈數(shù)字6)。如上所述，利用[在經(jīng)過規(guī)定的時間之前不斷開CPU、而繼續(xù)進(jìn)行環(huán)境溫 度推定與電流限制處理的功能]，點火開關(guān)再次接通后，也能進(jìn)行與環(huán)境溫度 相適應(yīng)的電流限制。另外，為了幫助理解本發(fā)明，假定沒有[在經(jīng)過規(guī)定的時間之前不斷開CPU 的功能]，參照圖6來說明點火開關(guān)斷開、同時CPU也斷開的情況。點火開關(guān)從 接通到斷開的動作與上述圖4及圖5中所述的完全相同(參照帶圈數(shù)字l)。在 點火開關(guān)斷開時，CPU也斷開，則丟失了經(jīng)低通濾波后的車速及電流限制值。若設(shè)斷開點火開關(guān)后，在經(jīng)過規(guī)定的時間之前，再次接通點火開關(guān)，起動 了發(fā)動機(參照帶圈數(shù)字2)，則CPU再次起動，將低通濾波后的車速及電流限 制值再次設(shè)定為初始值(參照帶圈數(shù)字3)。這時發(fā)動機及散熱器還未冷卻， 電動機及控制器的環(huán)境溫度也仍然高于外部氣溫(參照帶圈數(shù)字4)。低通濾 波后的車速下降，直到進(jìn)行電動機電流限制的期間，盡管環(huán)境溫度較高，但是 由于僅僅允許環(huán)境溫度與外界溫度相等時的電動機電流，所以導(dǎo)致了過熱的狀 態(tài)(參照帶圈數(shù)字5)。如上所述，如根據(jù)本發(fā)明的實施方式l，由于具備有車速檢測單元、以及 由車速和環(huán)境溫度的對應(yīng)數(shù)據(jù)參照部分及低通濾波器處理部分組成的環(huán)境溫度推定單元，從而不使用環(huán)境溫度檢測單元而能夠推定環(huán)境溫度，所以確保了更準(zhǔn)確的電動機指令電流的限制動作，能夠?qū)崿F(xiàn)改善轉(zhuǎn)向感覺的電動動力轉(zhuǎn)向裝置。另外，由于輸入來自發(fā)動機轉(zhuǎn)動檢測單元的信號，即使點火開關(guān)斷開，從 斷開發(fā)動機轉(zhuǎn)動到經(jīng)過發(fā)動機冷卻所需要的規(guī)定的時間之前，不斷開CPU,繼 續(xù)進(jìn)行環(huán)境溫度推定以及電流限制處理，因此在發(fā)動機溫?zé)岬臓顟B(tài)下再次接通 點火開關(guān)時，因為低通濾波器處理及電動機電流限制不進(jìn)行初始化，所以能夠 繼續(xù)進(jìn)行與環(huán)境溫度相符的電動機電流限制。實施方式2圖2表示本發(fā)明實施方式2中的電動動力轉(zhuǎn)向控制的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2與圖1 中的同一標(biāo)號表示相同或者相當(dāng)?shù)牟糠?。與圖l不同的部分是，環(huán)境溫度推定單元15是由車速信號的低通濾波器處 理部分19與停車/行駛判斷部分20構(gòu)成，其他的則相同。在圖2的電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，首先將來自車速檢測單元12的信號輸入車 速信號的低通濾波器處理部分19。車速信號的低通濾波器處理部分19是具有相 當(dāng)于環(huán)境溫度相對于車速變化的響應(yīng)延遲的時間常數(shù)的一階濾波器，濾波后的 車速信號輸入停車/行駛判斷部分20。在停車/行駛判斷部分20中，當(dāng)濾波后的 車速信號小于規(guī)定的閾值(例如20km/h)時，判定為停車，當(dāng)大于時，判定為 行駛。限制值計算部分16根據(jù)累計來自電動機電流檢測電路4的輸出來推定的電 動機及控制器的發(fā)熱量、以及由停車/行駛判定部分20的判定結(jié)果得到的環(huán)境溫 度推定值，例如假定行駛中的環(huán)境溫度為40 50。C以下，且停止時的環(huán)境溫度 為80。C以上，將各個電流模式信號輸入電動機電流限制單元9，從而決定電動 機電流限制值。另外，也可以對與濾波后的車速信號相比的閾值設(shè)置延遲。圖7是說明對與濾波后的車速信號相比的閾值設(shè)置延遲的情況的效果圖， 圖7 (a)中通過對上述閾值設(shè)置(H側(cè))(L側(cè))的延遲，因為能夠具有停車/ 行駛判定上的延遲，所以能夠進(jìn)行更符合實際的車輛溫度變化的設(shè)定。另外如 圖7 (b)所示，在濾波后的車速發(fā)生變化時，通過設(shè)置延遲，因為能夠一直使 用行駛時的電流限制，所以能夠防止過度地進(jìn)行電流限制。如果采用該實施方式2，作為限制值計算部分16，因為只要根據(jù)停車/行駛 判定來選擇輸出行駛中與停止中的兩種電流模式的信號即可，所以沒有必要預(yù) 先生成如同實施方式l那樣的車速與環(huán)境溫度的關(guān)系數(shù)據(jù)，而能夠形成簡易型 的控制系統(tǒng)。另外，通過對與濾波后的車速信號相比的閾值設(shè)置延遲，能夠更 符合實際的車輛溫度變化來設(shè)定，能夠更增加設(shè)計的自由度。9
權(quán)利要求
1.一種電動動力轉(zhuǎn)向裝置，具備輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力用的電動機、決定并控制所述電動機的通電量的控制器、以及車速檢測單元，其特征在于，具備環(huán)境溫度推定單元，所述環(huán)境溫度推定單元對于來自所述車速檢測單元的車速信號，進(jìn)行具有相當(dāng)于環(huán)境溫度相對于車速變化的響應(yīng)延遲的特性的濾波器處理后，根據(jù)所述車速檢測單元的輸出與規(guī)定值的大小關(guān)系，從而推定環(huán)境溫度，根據(jù)所述環(huán)境溫度推定單元輸出的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，來限制流入所述電動機的電流量。
2. 如權(quán)利要求l中所述的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 所述環(huán)境溫度推定單元具有在濾波后的車速信號小于規(guī)定的閾值時判定為停車、大于規(guī)定的閾值時判定為行駛的停車/行駛判定部分。
3. 如權(quán)利要求l中所述的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 具有發(fā)動機轉(zhuǎn)動檢測單元，從斷開發(fā)動機的轉(zhuǎn)動到經(jīng)過規(guī)定的時間之前，在斷開點火開關(guān)以后也繼續(xù)進(jìn)行所述濾波器處理以及所述電動機的電流量限制處理。
4. 如權(quán)利要求2中所述的電動動力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于， 對與濾波后的車速信號相比的閾值設(shè)置延遲。全文摘要
提供了一種電動動力轉(zhuǎn)向裝置，該裝置能夠在不使用環(huán)境溫度檢測單元的情況下，推定環(huán)境溫度，來進(jìn)行電流限制。具備輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向力用的電動機、決定并控制所述電動機的通電量的控制器、以及車速檢測單元，在該電動動力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，具有將來自所述車速檢測單元的車速信號作為輸入的環(huán)境溫度推定單元，根據(jù)來自所述環(huán)境溫度推定單元的輸出，來控制對所述電動機通電的電流量。
文檔編號B62D127/00GK101565054SQ20091012967
公開日2009年10月28日 申請日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者太田垣滋樹, 錢谷享 申請人:三菱電機株式會社