电动助力转向控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电动助力转向控制装置，具备设有旋转变压器检测部的电动机，该电动助力转向控制装置包括：检测出因电流而发热的部分的周围温度的周围温度检测单元(33)；基于电动机(4)的旋转变压器检测部(13)的信号、推算发热的部分的温度的电动机温度检测单元(32)；以及对周围温度检测单元检测出的温度与电动机温度检测单元检测出的温度进行比较、从而判定周围温度检测单元的异常的异常判定单元(34)。
【专利说明】电动助力转向控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆的电动助力转向控制装置，其中，该电动助力转向控制装置具备向转向盘的转动操作施加辅助力的电动机，特别涉及具有周围温度检测单元和异常检测单元、以对因电流而发热的电动机或电气控制电路进行保护等的电动助力转向控制装置，其中，该周围温度检测单元检测出发热的部分的周围温度，该异常检测单元检测出该周围温度检测单元的异常。
【背景技术】
[0002]例如，专利文献I所示的现有的电动助力转向控制装置具备电动机，该电动机中流过与车辆的运转状态相应的电流，从而对转向盘的转动操作产生辅助力，该电动助力转向控制装置使用能检测出因电动机中流过的电流而发热的部分的周围温度的、例如热敏电阻等温度检测单元，对该温度检测单元检测出的温度、与基于电动机中流过的电流的电流值而求出的发热的部分的推算温度值进行比较，根据温度检测单元的检测温度的变化量来判定温度检测单元的异常。
现有技术文献 专利文献
[0003]专利文献1:日本专利特开2001-130432号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0004]然而，实际上电动机及其周边温度不仅会受到电动机电流所引起的发热的影响，还会受到气温、电动机在车辆上的安装位置所引起的环境温度的影响。
对此，专利文献I所公开的现有技术中，发热的部分的推算值是仅根据电动机的电流而得到的推算温度值，其性质上未能考虑到车辆的环境温度，因此，相对于实际温度会产生误差，从而若判定温度检测单元异常的判定值没有较大的余裕，则会导致误检测。
[0005]另外，为了推算温度，电动机电流必须要流过一定时间，从而在检测出温度检测单元的异常之前，必须经过较长的一定时间。
在这种情况下，例如当电动助力转向系统起动而开始了温度检测时，对于尽管电动机已经处于高温状态、但温度检测单元仍旧显示低温的异常情况，尽管温度检测单元出现了异常，但在推算出温度之前是无法检测到异常的。
[0006]而且，在现有的方法中，由于是一定大小的电动机电流流过了一定时间，因此必然在电动机的温度上升了的状态下才推算温度，异常判定限于高温侧的区域，无法检测出例如虽然是低温、但温度检测单元仍然显示高温这样的高温粘滞情况，从而使得检测区域受限制，无法检测出异常状态本身。
而为了解决这一问题，考虑增加一个上述的周边温度检测单元、例如热敏电阻来用于异常判定，也就是说，使用2个热敏电阻，但这样会增加成本。[0007]本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种电动助力转向控制装置，具备能够高精度地进行异常判定的异常检测单元，对于发热的部分的周围温度检测单元的异常判定值，能够尽量减小其用于避免误判定而设置的余裕。
[0008]其目的还在于获得一种电动助力转向控制装置，能够在短时间内判定周围温度检测单元的异常，其结果是，即使周围温度检测单元异常，到判定出异常为止的时间也会变短，从而能够迅速地限制电流，以进一步减小因电动机电流而发热的部分受到的损害。
[0009]其目的还在于获得一种电动助力转向控制装置，该电动助力转向控制装置具备异常判定单元，所述异常判定单元具有将低温区域也包括在内的很宽范围的异常温度检测区域。
解决技术问题所采用的技术方案
[0010]本发明所涉及的电动助力转向控制装置是具有如下电动机的车辆的电动助力转向控制装置，该电动机中流过与车辆的运转状态相应的电流，从而向转向盘的转动操作产生辅助力，并且该电动机具备旋转变压器检测部，所述电动助力转向控制装置包括:周围温度检测单元，该周围温度检测单元检测出因所述电流而发热的部分的周围温度；电动机温度检测单元，该电动机温度检测单元基于所述电动机的旋转变压器检测部的信号，推算出具有温度特性的、所述发热的部分的温度；以及异常判定单元，该异常判定单元对所述周围温度检测单元检测出的温度与所述电动机温度检测单元检测出的温度进行比较，从而判定所述周围温度检测单元的异常。
发明效果
[0011]根据本发明的电动助力转向控制装置，能够获得一种电动助力转向控制装置，具备能够高精度地进行异常判定的异常检测单元，对于发热的部分的周围温度检测单元的异常判定值，能够尽量减小其用于避免误判定而设置的余裕。
[0012]还能获得一种电动助力转向控制装置，能够在短时间内判定周围温度检测单元的异常，其结果是，即使周围温度检测单元异常，到判定出异常为止的时间也会变短，从而能够迅速地限制电流，以进一步减小因电动机电流而发热的部分受到的损害。
[0013]此外，由于利用旋转变压器检测部的信号的电动机温度检测单元具有温度特性，从而能够很快地检测出温度，因此，在低温区域也能检测，即使是现有的方法难以检测的低温区域，也能够进行电动机温度的检测及周围温度检测单元的异常判定。
[0014]另外，由于基于来自以往以检测电动机旋转角度为主要目的而设置在电动机中的旋转变压器检测部的信号来检测温度，因此，无需再增加一个热敏电阻来用于周围温度检测单元的异常判定，成本不会增加，却能得到与增加热敏电阻的情况相同的效果。
[0015]关于本发明的上述的和其他的目的、特征、效果，可以从以下实施方式中的详细说明及附图的记载来进一步明确。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的实施方式I中的电动助力转向控制装置的结构的简要框图。 图2是表示图1的电动机与ECU之间的连接关系的框图。
图3是用利萨如(Lissajou)曲线来表示本发明的实施方式I中的旋转变压器检测部的输出信号的说明图。 图4是表示本发明的实施方式I中的利萨如圆的半径与输出绕组的温度之间的关系的说明图。
图5是本发明的实施方式I中的异常判定单元的流程图。
图6是本发明的实施方式I中的目标电流设定的流程图。
【具体实施方式】
[0017]实施方式I
以下，参照附图，详细描述本发明的实施方式I。
图1是用于说明本发明的实施方式I中的电动助力转向控制装置的结构的框图。
图1中，用于向驾驶员的转向力提供辅助的电动机4、与用于控制电动机4的电子控制单元(以下称为ECU) 5构成为一体，ECU5包括:转向转矩检测单元I，该转向转矩检测单元I用于检测驾驶员的转向力；电动机电流检测单元37，该电动机电流检测单元37用于检测电动机4的电流31 ;目标电流设定单元2，该目标电流设定单元2计算电动机4中流过的电流，以向驾驶员的转向力提供辅助；电动机电流控制单元36 ;电动机旋转角度检测单元35，该电动机旋转角度检测单元35根据旋转变压器检测部13的信号，检测出电动机的旋转角度；电动机温度检测单元32，该电动机温度检测单元32检测出电动机的温度；周围温度检测单元33，该周围温度检测单元33根据例如热敏电阻的检测值，检测出ECU5的基板上的温度；以及异常判定单元34，该异常判定单元34根据从所述电动机温度检测单元32和周围温度检测单元33得到的信息，对周围温度检测单元33进行异常判定。
[0018]电动机的目标电流设定单元2根据转向转矩检测单元I检测出的转矩、电动机旋转角度检测单元35、车速检测单元3及电动机电流检测单元37等的输出，计算目标电流，并将利用周围温度检测单元33与异常判定单元34对目标电流进行了限制后的值最终确定为目标电流30。电动机电流控制单元36使用比例/积分控制单元(PI控制)或比例/积分/微分控制单元(PID控制)，计算电动机驱动信号，控制电动机电流31，以使得目标电流设定单元2所输出的目标电流30与电动机电流检测单元37检测到的电动机电流31之间的偏差为零。
[0019]另外，利用电动机温度检测单元32计算出可根据旋转变压器检测部13输出的信号而得到的后述的利萨如圆的半径，并根据该计算结果，高精度地检测出电动机温度，异常判定单元34对电动机温度与周围温度检测单元33所得到的周围温度进行比较，从而能够高精度地对周围温度检测单元33进行异常判定，能够控制在异常判定时最佳的电动机电流31。
以下，对该控制方法的一个例子进行详细描述。
[0020]首先，利用图2?图4，对根据旋转变压器检测部13的输出信号来检测电动机温度的、电动机温度检测单元32的电动机温度检测方法的一个例子进行说明。
图2是详细地表示图1所示的电动机4与ECU5之间的连接关系的框图。图2中，旋转变压器检测部13包括:与电动机4同步旋转的未图示的转子；具有一相励磁绕组的未图示的励磁用定子，在该励磁绕组上施加有来自ECU5的励磁信号；以及具有二相输出绕组以输出电动机旋转角度检测信号的未图示的输出信号用定子。这里，输出信号用定子配置成使输出信号的相位相差90°。另外，图2中，通过励磁信号线25和两条输出信号线26，E⑶5与旋转变压器检测部13相互连接，该励磁信号线25使用与E⑶5连接的未图示的检测用电源，向旋转变压器检测部13的所述励磁绕组施加励磁信号，该输出信号线26将输出信号传输到ECU5。
[0021]另外，电动机4还与三条电力线27相连接，该电力线27使用与E⑶5相连接的未图示的驱动用电源，提供三相交流电流。
此外，ECU5除了与上述检测用电源及驱动用电源相连接以外，还连接有未图示的车辆侧E⑶和各种传感器。
[0022]接下来，对具有上述结构的电动助力转向控制装置的动作进行说明。
首先，从检测用电源经由ECU5，向旋转变压器检测部的励磁绕组施加例如lO(kHz)、5 (Vpp)的正弦波即励磁信号R。
励磁信号R由下式(I)表不。
[0023]R=E.sincot...(I)
这里，E为励磁电压，ω为角速度，t为时间。
励磁信号R使得励磁绕组中流过励磁电流，从而在旋转变压器检测部的励磁用定子与输出信号用转子之间的空隙部分中产生磁通。
[0024]这里，当旋转变压器检测部的转子随着电动机的旋转而旋转时，与输出信号用定子之间的间隙将发生变化，从而输出绕组中分别输出下式(2)、(3)所示的输出信号Scos及Ssin0 [0025]Scos=K.E.sin cot.cos θ...(2)
Ssin=K.E.sin cot.sin Θ...(3)
这里，K为变压比，E为励磁电压，ω为角速度，t为时间，Θ为电角度。
[0026]输出信号Scos及Ssin分别输出到E⑶5。由于输出信号Scos与Ssin的相位相差90°，因此能够检测出电动机旋转角度。
设置于ECU5的电动机旋转角度检测单元35使用下式(4)，来检测电动机旋转角度Θ。
[0027][数学式I]
Θ =tan_1 (Ssin/Scos)...(4)
[0028]另外，电动机温度检测单元32同时将输出信号Scos及Ssin的值变为_1?I的相对值，并以输出信号Scos的相对值为横轴，以输出信号Ssin的相对值为纵轴进行绘图。由于输出信号Scos及Ssin相互进行简谐振动，因此，能够得到图3所示的圆形利萨如曲线(以下定义为“利萨如圆”)。该利萨如圆的半径r由下式(5)表示。
[0029][数学式2]
【权利要求】
1.一种车辆的电动助力转向控制装置，该电动助力转向控制装置具备电动机，该电动机中流过与车辆的运转状态相应的电流，向转向盘的转动操作产生辅助力，且该电动机具有旋转变压器检测部，所述电动助力转向控制装置的特征在于，包括: 周围温度检测单元，该周围温度检测单元检测出因所述电流而发热的部分的周围温度； 电动机温度检测单元，该电动机温度检测单元基于所述电动机的旋转变压器检测部的信号，推算具有温度特性的、所述发热的部分的温度；以及 异常判定单元，该异常判定单元对所述周围温度检测单元检测出的温度、与所述电动机温度检测单元检测出的温度进行比较，从而判定所述周围温度检测单元的异常。
2.如权利要求1所述的电动助力转向控制装置，其特征在于， 所述异常判定单元对所述周围温度检测单元检测出的温度、与所述电动机温度检测单元检测出的温度进行比较，在两者的温度相差了规定值以上时，判断为所述周围温度检测单元异常。
3.如权利要求1所述的电动助力转向控制装置，其特征在于， 所述异常判定单元在所述周围温度检测单元检测出的温度未变化规定温度以上、而所述电动机温度检测单元检测出的温度变化了规定温度以上时，判断为所述周围温度检测单元异常。
4.如权利要求3所述的电动助力转向控制装置，其特征在于， 所述异常判定单元根据所述周围温度检测单元检测出的温度、以及所述电动机温度检测单元检测出的温度在每一规定时间内的温度变化量，来判断所述周围温度检测单元异堂巾O
5.如权利要求1至4的任一项所述的电动助力转向控制装置，其特征在于， 当所述异常判定单元判定为所述周围温度检测单元异常时，利用所述电动机温度检测单元检测出的温度来限制所述电动机的电流。
6.如权利要求1至4的任一项所述的电动助力转向控制装置，其特征在于， 当所述异常判定单元判定为所述周围温度检测单元没有异常时，基于所述周围温度检测单元检测出的温度与所述电动机温度检测单元检测出的温度中较高的温度，来限制所述电动机的电流。
【文档编号】B62D107/00GK103442968SQ201180069676
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2011年4月21日 优先权日:2011年4月21日
【发明者】竹本靖, 木村和司 申请人:三菱电机株式会社