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JP2005012888A - Temperature estimating device and electric power steering - Google Patents

Temperature estimating device and electric power steering Download PDF

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Publication number
JP2005012888A
JP2005012888A JP2003172904A JP2003172904A JP2005012888A JP 2005012888 A JP2005012888 A JP 2005012888A JP 2003172904 A JP2003172904 A JP 2003172904A JP 2003172904 A JP2003172904 A JP 2003172904A JP 2005012888 A JP2005012888 A JP 2005012888A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
current
heat
estimated
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003172904A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tamotsu Yamaura
保 山浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Original Assignee
Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unisia JKC Steering Systems Co Ltd filed Critical Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Priority to JP2003172904A priority Critical patent/JP2005012888A/en
Publication of JP2005012888A publication Critical patent/JP2005012888A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature estimating device capable of precisely estimating the temperature of a current flowing unit. <P>SOLUTION: The current flowing unit is modeled to be a heating part which heats with a current and a heat radiating part which radiates heat from the periphery of the unit. The square of a current value flowing the unit is outputted through a low pass filter having a first time constant to provide a heating part estimated temperature. The square of a current value flowing the unit is outputted through a low pass filter having a second time constant which is higher than the first time constant to provide a heat radiating part estimated temperature. The sum of the heating part estimated temperature and the heat radiating part estimated temperature is the estimated temperature of the unit. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流が流れるユニットの温度を推定する技術に関し、特に、電動パワーステアリング装置に備えられた電動モータの温度推定技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電動モータの温度を推定する技術として特許文献1に記載の技術が知られている。この公報には、モータ電流検出手段により検出された電流値と端子間電圧値を用いてモータの温度を推定している。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−100913号公報(図8参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、推定した温度に放熱分の温度変化が考慮されていないため、高い推定精度は望めない。特に、ロックエンド突き当て時に急激にモータ電流が上昇する場合には、推定誤差が大きいため、推定温度に基づく電流制限値とは別に、ロックエンド突き当ての電流制限値を演算するロジックが必要となり、電流制限制御が複雑になるという問題があった。
【0005】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、電流が流れるユニットの温度を精度良く推定することが可能な温度推定装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため請求項1記載の発明では、電流が流れるユニットの温度推定装置において、前記ユニットを、電流により発熱する発熱部と、ユニット周辺から放熱する放熱部にモデル化し、前記ユニットに流れる電流値の二乗を第1時定数を有するローパスフィルタを介して出力することで発熱部推定温度とし、前記ユニットに流れる電流値の二乗を前記第1時定数よりも大きな第2時定数を有するローパスフィルタを介して出力することで放熱部推定温度とし、前記ユニットの推定温度を、前記発熱部推定温度と前記放熱部推定温度の和とした。
【0007】
よって、ユニットの発熱に関するモデル化を正確に達成することが可能となり、温度を精度良く推定することができる。
【0008】
また、請求項2記載の発明では、請求項1に記載の温度推定装置を電動パワーステアリング装置の電動モータの温度推定に適用したことで、精度の良いモータ温度推定を行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は、電流が流れるユニットを発熱部と放熱部にモデル化した図である。このとき、発熱部の温度推定では、電流値の二乗を短い時定数τ1を有するローパスフィルタにて抽出し、発熱量に基づく発熱部温度を推定する。更に、放熱部の温度推定では、電流値の二乗を長い時定数τ2を有するローパスフィルタにて抽出し、放熱量に基づく放熱部温度を推定する。次に、推定した発熱部温度と放熱部温度の和をユニットの推定温度とする。
【0010】
図2は、ある一定電流値をユニットに流した場合の温度変化を表す図である。図2に示すように、発熱部の推定温度と放熱部の推定温度を加算したユニット推定温度は実際に計測したユニット実測温度とほぼ一致した結果が得られる。このように、ユニットに応じて時定数τ1,τ2を適宜設定することで、極めて推定精度の高い温度推定装置を提供することができる(請求項1に対応)。
【0011】
(第1実施例)
次に、上述の温度推定装置の論理を適用した第1実施例について説明する。第1実施例では、温度推定装置の論理をパワーステアリング装置に適用したものである。
【0012】
図3は電動パワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。まず、構成について説明すると、ステアリングホイール1にはコラムシャフト2を介してユニバーサルジョイント3、中間軸4、ユニバーサルジョイント5が設けられている。このユニバーサルジョイント5には、入力軸6に接続されたピニオン軸9及びラック軸10からなる操舵機構によってタイロッド11を操作し、操舵輪17L,17Rの操舵方向を決定する。
【0013】
入力軸6には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ7と、操舵アシスト力を付与する減速器8が設けられている。この減速器8は電動モータ12によって駆動され、運転者の操舵力をアシストする。
【0014】
コントロールユニット13は、車速センサ14からの車速信号及びトルクセンサ7からのトルク信号を入力し、バッテリ16を電源として電動モータ12へ電流を供給する。運転者がステアリングホイール1を操作すると、操作方向に応じて電動モータ12の回転方向が切り換えられ、運転者の操舵力をアシストする。
【0015】
図4はコントロールユニット13内の構成を表すブロック図である。
車速算出手段201では、車速センサ14からの信号を車速Vに変換する。
操舵トルク算出手段202では、トルクセンサ7からの信号をトルクTに変換する。
基本アシストトルク算出手段203では、車速V及びトルクTから基本アシストトルクをマップ等より算出する。
トルク微分補正トルク算出手段204では、トルクTを微分する。そして、運転者の操舵に対して電動モータ12の慣性力を補償するための慣性補償電流値を、操舵トルク微分値及び車速Vに基づいて算出する。
ダンピングトルク算出手段205では、ステアリング操作に対して抵抗を付与することを補償するために、舵角速度推定手段212により推定された舵角速度と反対方向に作用するダンピング電流値を算出する。
【0016】
指示電流算出手段206では、各算出手段で算出された電流値を加減し、モータ電流指令値を算出する。この算出されたモータ電流指令値は、電流制限手段207において、電動パワーステアリング装置の作動状態や温度推定手段215等により、モータ電流指令値に制限を加える。この制限されたモータ電流指令値が最終的な指令値として電流フィードバック制御手段208に出力される。
パワー素子駆動手段209では、電流指令値を駆動回路210へ出力し、駆動回路210から電動モータ12へ電流が供給される。
【0017】
電動機端子電圧検出手段211では、電動モータ12の端子電圧を検出し、舵角速度推定手段212へ出力する。
モータ電流検出手段214では、バッテリ16から駆動回路210へ供給される電流値を検出し、舵角速度推定手段212へ出力すると共に、電流フィードバック制御手段208へ出力する。
温度推定手段215では、検出されたモータ電流値からモータ温度を推定し、温度に応じた電流制限値を電流制限手段207へ出力する。
【0018】
図5は温度推定手段215の構成を表すブロック図である。発熱量換算部301では、検出されたモータ電流値Iを二乗する。すなわち、発熱量とは、IR〔Rは抵抗値〕に略比例するため、電流値の二乗が発熱量に比例するパラメータとなる。
【0019】
第1ローパスフィルタ302では、電流値の二乗を時定数τ1(例えば8〜9s)のローパスフィルタを介して出力するもので、電動モータ12の発熱部推定温度に比例する値Temp1を出力する。ここで、ローパスフィルタは下記式により表される。
Yn=T(X−Yn−1)/τ1+Yn−1
Yn:ローパスフィルタ後の電流二乗値(今回制御周期分)
Yn−1:ローパスフィルタ後の電流二乗値(前回制御周期分)
X:電流二乗値(フィルタ前)
T:制御周期
とする。
【0020】
第2ローパスフィルタ303では、電流値の二乗を時定数τ2(例えば数百s)のローパスフィルタを介して出力するもので、電動モータ12の放熱部推定温度に比例する値Temp2を出力する。
【0021】
第1ゲイン乗算部304では、第1ローパスフィルタ302の出力値Temp1に第1ゲインK1を乗ずることで発熱部推定温度Temp1’を出力する。
【0022】
第2ゲイン乗算部305では、第2ローパスフィルタ303の出力値Temp2に第2ゲインK2を乗ずることで放熱部推定温度Temp2’を出力する。
【0023】
加算部306では、発熱部推定温度と放熱部推定温度を加算し、モータ推定温度Teとして出力する。
【0024】
図6は推定温度と制限電流値の関係を表すマップである。図6に示すように、温度が上昇すると、過度の発熱による焼き付きを防止するために、徐々に制限電流値が小さく設定されるよう構成されており、高温状態では電流制限値が0にセットされるものとする。
【0025】
ここで、図4の電流制限手段207では、推定された温度に基づいて図6に示すマップから電流制限値を出力する。第1実施例における電動パワーステアリング装置では、温度推定が精度良く達成されるため、温度推定値に基づく電流制限値のロジックのみを備えていればよく、ロックエンド突き当て時のように電流値が急激に上昇するような場合の特別なロジックを必要とせず、制御を簡略化することができる(請求項2に対応)。
【0026】
図7はモータ温度推定値の算出過程を表すフローチャートである。
ステップ401では、発熱部用電流二乗値Temp1を算出し、ステップ402へ進む。
【0027】
ステップ402では、放熱部用電流二乗値Temp2と前記発熱部用電流二乗値Temp1を同じ値とし、ステップ403へ進む。
【0028】
ステップ403からステップ406にかけて、発熱部の電流一次遅れ値を算出し、ステップ407へ進む。尚、当該ステップ403からステップ406は、【0019】に記載のローパスフィルタの式に相当する。
【0029】
ステップ407において、算出した発熱部の電流一次遅れ値(すなわち発熱量に比例した値)に温度補正定数の要素を考慮に入れて発熱部の推定温度Temp1’を算出し、ステップ408へ進む。
【0030】
ステップ408からステップ411にかけて、放熱部の電流一次遅れ値を算出し、ステップ412へ進む。尚、当該ステップ408からステップ411は、【0019】に記載のローパスフィルタの式に相当する。
【0031】
ステップ412において、算出した放熱部の電流一次遅れ値(すなわち発熱量に比例した値)に温度補正定数の要素を考慮に入れて放熱部の推定温度Temp2’を算出し、ステップ413へ進む。
【0032】
ステップ413において、発熱部推定温度と放熱部推定温度の和から推定温度Teを算出し、本制御フローを終了する。
【0033】
図8は、本発明と従来例との間の推定温度と実温度との関係に伴う電流制限値の違いを表す図である。
図8(a)は、本実施例における推定温度と電流制限値の関係を表す。図8(b)は、従来例において実温度が推定温度よりも高い場合における推定温度と電流制限値の関係を表す。図8(c)は、従来例において実温度が推定温度よりも低い場合における推定温度と電流制限値の関係を表す。
【0034】
従来例では、図8(b)に示すように、実温度に比べて推定温度が低い場合、電流制限値がなかなか制限されない。よって、更に温度が上昇し、モータの焼き付きを発生する虞がある。
【0035】
また、図8(c)に示すように、実温度に比べて推定温度が高い場合、実際にはさほどモータ温度が上昇してないにもかかわらず、電流値を制限してしまう。よって、所望の操舵アシストトルクを得られず、運転者に違和感を与えてしまうという問題がある。
【0036】
上記図8(b)及び図8(c)に対し、本願発明における図8(a)では、推定温度が適正な値を取っている。よって、その温度に応じた電流制限値が加えられるため、過度に電流値が制限されることがなく、また、温度上昇によるモータ焼き付きを防止することができる。
【0037】
以上説明したように、第1実施例の電動パワーステアリング装置にあっては、短い時定数を持つローパスフィルタを介して抽出した電流値の二乗によりモータ発熱部の発熱量を推定し、また、長い時定数を持つローパスフィルタを介して抽出した電流値の二乗によりモータ放熱部の発熱量を推定し、発熱部推定温度と放熱部推定温度の和をモータ推定温度とすることとした。これにより、モータ温度推定値が実温度に近い温度となり、精度の良いモータ温度推定を行うことができる。
また、推定温度の精度悪化により、過度に電流制限を加えてしまうことによる操舵アシスト不足や、電流制限が加えられないことによる電動モータ12の焼き付きを防止することができる。
また、高い推定精度が得られるため、電流制限値の設定をロックエンド突き当て条件に関わることなくモータ推定温度のみを用いて行うことが可能となり、ロックエンド突き当ての電流制限の演算を省略することで、制御の簡素化を図ることができる(請求項2に対応)。
【0038】
尚、第1実施例では、電動パワーステアリング装置の電動モータに対する温度推定に適用したが、この構成に限られるものではなく、例えば駆動回路の温度推定に用いても良い。また、電動パワーステアリング装置に限らず、電流値によって発熱する部位については、発熱部及び放熱部の時定数を適宜設定すれば、特に適用部位に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1における電流が流れるユニットの温度推定の構成を表す図である。
【図2】実施の形態1における推定温度と実測温度との関係を表す図である。
【図3】第1実施例における電動パワーステアリング装置の全体構成を表すシステム図である。
【図4】第1実施例におけるコントロールユニット内の構成を表すブロック図である。
【図5】第1実施例における温度推定手段の構成を表すブロック図である。
【図6】第1実施例における温度と電流制限値の関係を表すマップである。
【図7】第1実施例におけるモータ温度推定値の算出過程を表すフローチャートである。
【図8】本発明と従来例との間の温度推定精度毎の推定温度と電流制限値の関係を表す図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール
2 コラムシャフト
3 ユニバーサルジョイント
4 中間軸
5 ユニバーサルジョイント
6 入力軸
7 トルクセンサ
8 減速器
9 ピニオン軸
10 ラック軸
11 タイロッド
12 電動モータ
13 コントロールユニット
14 車速センサ
15 イグニッションスイッチ
16 バッテリ
17 操舵輪
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for estimating the temperature of a unit through which a current flows, and more particularly to a technique for estimating the temperature of an electric motor provided in an electric power steering apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a technique disclosed in Patent Document 1 is known as a technique for estimating the temperature of an electric motor. In this publication, the temperature of the motor is estimated using the current value detected by the motor current detecting means and the voltage value between the terminals.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-10093 (see FIG. 8).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electric power steering apparatus described in Patent Document 1, high estimated accuracy cannot be expected since the estimated temperature does not take into account the temperature change for the heat radiation. In particular, if the motor current suddenly increases at the time of lock end abutment, the estimation error is large, so a logic to calculate the current limit value for lock end abutment is required separately from the current limit value based on the estimated temperature. There is a problem that the current limit control becomes complicated.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object thereof is to provide a temperature estimation device capable of accurately estimating the temperature of a unit through which a current flows.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the temperature estimation device for a unit through which a current flows, the unit is modeled into a heat generating part that generates heat by current and a heat dissipating part that dissipates heat from the periphery of the unit. The square of the current value flowing through the unit is output through a low-pass filter having a first time constant to obtain the heat generating portion estimated temperature, and the square of the current value flowing through the unit is set to a second time constant larger than the first time constant. The estimated temperature of the heat radiating part was obtained by outputting through a low-pass filter, and the estimated temperature of the unit was the sum of the estimated temperature of the heat generating part and the estimated temperature of the heat radiating part.
[0007]
Therefore, it is possible to accurately achieve modeling regarding the heat generation of the unit, and the temperature can be estimated with high accuracy.
[0008]
Further, in the second aspect of the invention, the temperature estimation device according to the first aspect is applied to the temperature estimation of the electric motor of the electric power steering device, so that the motor temperature can be estimated with high accuracy.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram in which a unit through which a current flows is modeled as a heat generating portion and a heat radiating portion. At this time, in the temperature estimation of the heat generating portion, the square of the current value is extracted by a low-pass filter having a short time constant τ1, and the heat generating portion temperature based on the heat generation amount is estimated. Furthermore, in the temperature estimation of the heat radiation part, the square of the current value is extracted by a low-pass filter having a long time constant τ2, and the heat radiation part temperature based on the heat radiation amount is estimated. Next, the sum of the estimated heat generating portion temperature and the heat radiating portion temperature is set as the estimated temperature of the unit.
[0010]
FIG. 2 is a diagram showing a temperature change when a certain current value is passed through the unit. As shown in FIG. 2, the estimated unit temperature obtained by adding the estimated temperature of the heat generating part and the estimated temperature of the heat radiating part is almost the same as the actually measured unit measured temperature. As described above, by appropriately setting the time constants τ1 and τ2 according to the unit, it is possible to provide a temperature estimation device with extremely high estimation accuracy (corresponding to claim 1).
[0011]
(First embodiment)
Next, a first embodiment to which the logic of the above-described temperature estimation device is applied will be described. In the first embodiment, the logic of the temperature estimation device is applied to a power steering device.
[0012]
FIG. 3 is a system diagram showing the overall configuration of the electric power steering apparatus. First, the configuration will be described. The steering wheel 1 is provided with a universal joint 3, an intermediate shaft 4, and a universal joint 5 via a column shaft 2. In this universal joint 5, the tie rod 11 is operated by a steering mechanism including a pinion shaft 9 and a rack shaft 10 connected to the input shaft 6, and the steering direction of the steered wheels 17L and 17R is determined.
[0013]
The input shaft 6 is provided with a torque sensor 7 that detects the steering torque of the driver and a speed reducer 8 that applies a steering assist force. The speed reducer 8 is driven by an electric motor 12 to assist the driver's steering force.
[0014]
The control unit 13 inputs a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 14 and a torque signal from the torque sensor 7, and supplies current to the electric motor 12 using the battery 16 as a power source. When the driver operates the steering wheel 1, the rotation direction of the electric motor 12 is switched according to the operation direction, and assists the driver's steering force.
[0015]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration inside the control unit 13.
The vehicle speed calculation means 201 converts the signal from the vehicle speed sensor 14 into the vehicle speed V.
The steering torque calculation means 202 converts the signal from the torque sensor 7 into torque T.
The basic assist torque calculation means 203 calculates the basic assist torque from the vehicle speed V and torque T using a map or the like.
The torque differential correction torque calculation means 204 differentiates the torque T. Then, an inertia compensation current value for compensating the inertial force of the electric motor 12 with respect to the driver's steering is calculated based on the steering torque differential value and the vehicle speed V.
The damping torque calculation means 205 calculates a damping current value that acts in the direction opposite to the steering angular speed estimated by the steering angular speed estimation means 212 in order to compensate for applying resistance to the steering operation.
[0016]
The command current calculation means 206 adds or subtracts the current value calculated by each calculation means to calculate a motor current command value. This calculated motor current command value limits the motor current command value in the current limiting means 207 by the operating state of the electric power steering device, the temperature estimating means 215, and the like. This limited motor current command value is output to the current feedback control means 208 as a final command value.
The power element driving unit 209 outputs a current command value to the drive circuit 210, and current is supplied from the drive circuit 210 to the electric motor 12.
[0017]
The electric motor terminal voltage detection means 211 detects the terminal voltage of the electric motor 12 and outputs it to the steering angular speed estimation means 212.
The motor current detection means 214 detects the current value supplied from the battery 16 to the drive circuit 210 and outputs it to the steering angular speed estimation means 212 and also to the current feedback control means 208.
The temperature estimation unit 215 estimates the motor temperature from the detected motor current value, and outputs a current limit value corresponding to the temperature to the current limit unit 207.
[0018]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the temperature estimating means 215. The calorific value conversion unit 301 squares the detected motor current value I. That is, the calorific value is approximately proportional to I 2 R [R is a resistance value], and thus the square of the current value is a parameter proportional to the calorific value.
[0019]
The first low-pass filter 302 outputs the square of the current value through a low-pass filter having a time constant τ1 (for example, 8 to 9 s), and outputs a value Temp1 proportional to the estimated heat generation temperature of the electric motor 12. Here, the low pass filter is represented by the following equation.
Yn = T (X−Yn−1) / τ1 + Yn−1
Yn: Current square value after low-pass filter (for current control cycle)
Yn-1: current square value after low-pass filter (for previous control cycle)
X: Current square value (before filter)
T: The control cycle.
[0020]
The second low-pass filter 303 outputs the square of the current value via a low-pass filter having a time constant τ2 (for example, several hundred s), and outputs a value Temp2 that is proportional to the estimated heat radiation portion temperature of the electric motor 12.
[0021]
The first gain multiplication unit 304 outputs the heat generation portion estimated temperature Temp1 ′ by multiplying the output value Temp1 of the first low-pass filter 302 by the first gain K1.
[0022]
The second gain multiplication unit 305 outputs the heat radiation unit estimated temperature Temp2 ′ by multiplying the output value Temp2 of the second low-pass filter 303 by the second gain K2.
[0023]
Adder 306 adds the heat generating portion estimated temperature and the heat radiating portion estimated temperature and outputs the result as motor estimated temperature Te.
[0024]
FIG. 6 is a map showing the relationship between the estimated temperature and the limit current value. As shown in FIG. 6, when the temperature rises, the current limit value is set to 0 in a high temperature state so that the current limit value is gradually set small in order to prevent seizure due to excessive heat generation. Shall be.
[0025]
Here, the current limiting means 207 in FIG. 4 outputs a current limiting value from the map shown in FIG. 6 based on the estimated temperature. In the electric power steering apparatus according to the first embodiment, since temperature estimation is achieved with high accuracy, only the current limit value logic based on the temperature estimation value needs to be provided. It is possible to simplify the control without requiring any special logic in the case of a sudden rise (corresponding to claim 2).
[0026]
FIG. 7 is a flowchart showing the process of calculating the estimated motor temperature value.
In step 401, the heat generating part current square value Temp1 is calculated, and the process proceeds to step 402.
[0027]
In step 402, the heat sink current square value Temp2 and the heat generating current square value Temp1 are set to the same value, and the process proceeds to step 403.
[0028]
From step 403 to step 406, the current primary delay value of the heat generating portion is calculated, and the process proceeds to step 407. Steps 403 to 406 correspond to the low-pass filter equation described in the following.
[0029]
In step 407, an estimated temperature Temp1 ′ of the heat generating part is calculated by taking into consideration the element of the temperature correction constant in the calculated current primary delay value of the heat generating part (that is, a value proportional to the heat generation amount), and the process proceeds to step 408.
[0030]
From step 408 to step 411, the current primary delay value of the heat radiating section is calculated, and the routine proceeds to step 412. Steps 408 to 411 correspond to the low-pass filter equation described in the following.
[0031]
In step 412, an estimated temperature Temp 2 ′ of the heat radiating part is calculated by taking into consideration the element of the temperature correction constant in the calculated current primary delay value of the heat radiating part (that is, a value proportional to the heat generation amount), and the process proceeds to step 413.
[0032]
In step 413, the estimated temperature Te is calculated from the sum of the heat generating portion estimated temperature and the heat radiating portion estimated temperature, and this control flow ends.
[0033]
FIG. 8 is a diagram showing the difference in current limit value associated with the relationship between the estimated temperature and the actual temperature between the present invention and the conventional example.
FIG. 8A shows the relationship between the estimated temperature and the current limit value in this embodiment. FIG. 8B shows the relationship between the estimated temperature and the current limit value when the actual temperature is higher than the estimated temperature in the conventional example. FIG. 8C shows the relationship between the estimated temperature and the current limit value when the actual temperature is lower than the estimated temperature in the conventional example.
[0034]
In the conventional example, as shown in FIG. 8B, when the estimated temperature is lower than the actual temperature, the current limit value is not easily limited. Therefore, there is a possibility that the temperature further rises and motor burn-in occurs.
[0035]
Further, as shown in FIG. 8C, when the estimated temperature is higher than the actual temperature, the current value is limited although the motor temperature does not actually increase so much. Therefore, there is a problem that a desired steering assist torque cannot be obtained and the driver feels uncomfortable.
[0036]
8A and 8C, the estimated temperature takes an appropriate value in FIG. 8A in the present invention. Therefore, since a current limit value corresponding to the temperature is added, the current value is not excessively limited, and motor burn-in due to temperature rise can be prevented.
[0037]
As described above, in the electric power steering apparatus according to the first embodiment, the heat generation amount of the motor heat generating portion is estimated by the square of the current value extracted through the low-pass filter having a short time constant, and is long. The heat generation amount of the motor heat radiating section is estimated by the square of the current value extracted through the low-pass filter having a time constant, and the sum of the heat generating section estimated temperature and the heat radiating section estimated temperature is determined as the motor estimated temperature. As a result, the estimated motor temperature becomes a temperature close to the actual temperature, so that accurate motor temperature estimation can be performed.
Further, due to deterioration in accuracy of the estimated temperature, it is possible to prevent steering assist shortage due to excessive current limitation and burn-in of the electric motor 12 due to no current limitation being applied.
In addition, since high estimation accuracy can be obtained, it is possible to set the current limit value using only the estimated motor temperature regardless of the lock end abutment condition, and omit the calculation of the current limit for the lock end abutment Thus, the control can be simplified (corresponding to claim 2).
[0038]
In the first embodiment, the present invention is applied to the temperature estimation for the electric motor of the electric power steering apparatus. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the temperature estimation of the drive circuit may be used. In addition to the electric power steering device, the part that generates heat according to the current value is not particularly limited to the application part as long as the time constants of the heat generating part and the heat radiating part are appropriately set.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a temperature estimation configuration of a unit through which a current flows in the first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between an estimated temperature and an actually measured temperature in the first embodiment.
FIG. 3 is a system diagram showing the overall configuration of the electric power steering apparatus in the first embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration within a control unit in the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of temperature estimation means in the first embodiment.
FIG. 6 is a map showing the relationship between temperature and current limit value in the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a process of calculating an estimated motor temperature value in the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between an estimated temperature and a current limit value for each temperature estimation accuracy between the present invention and a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Column shaft 3 Universal joint 4 Intermediate shaft 5 Universal joint 6 Input shaft 7 Torque sensor 8 Reducer 9 Pinion shaft 10 Rack shaft 11 Tie rod 12 Electric motor 13 Control unit 14 Vehicle speed sensor 15 Ignition switch 16 Battery 17 Steering wheel

Claims (2)

電流が流れるユニットの温度推定装置において、
前記ユニットを、電流により発熱する発熱部と、ユニット周辺から放熱する放熱部にモデル化し、
前記ユニットに流れる電流値の二乗を第1時定数を有するローパスフィルタを介して出力することで、発熱部推定温度とし、
前記ユニットに流れる電流値の二乗を前記第1時定数よりも大きな第2時定数を有するローパスフィルタを介して出力することで放熱部推定温度とし、
前記ユニットの推定温度を、前記発熱部推定温度と前記放熱部推定温度の和としたことを特徴とする温度推定装置。
In the temperature estimation device of the unit through which current flows,
The unit is modeled as a heat generating part that generates heat by current and a heat dissipating part that dissipates heat from the periphery of the unit.
By outputting the square of the current value flowing through the unit through a low-pass filter having a first time constant, the heat generation part estimated temperature is obtained.
By outputting the square of the current value flowing through the unit through a low-pass filter having a second time constant larger than the first time constant, the heat radiation part estimated temperature is obtained.
The estimated temperature of the unit is a sum of the estimated heat generation temperature and the estimated heat dissipation temperature.
電動モータにより電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記モータ電流検出手段により検出した電流値に基づいて電動モータの温度を推定する温度推定手段と、
前記温度推定手段により推定された温度に基づいて電流制限値を算出する電流制限値算出手段と、
を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータを、電流により発熱する発熱部と、電動モータ周辺から放熱する放熱部にモデル化し、
前記電動モータに流れる電流値の二乗を第1時定数を有するローパスフィルタを介して出力することで、発熱部推定温度とし、
前記電動モータに流れる電流値の二乗を前記第1時定数よりも大きな第2時定数を有するローパスフィルタを介して出力することで放熱部推定温度とし、
前記電動モータの推定温度を、前記発熱部推定温度と前記放熱部推定温度の和としたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Motor current detection means for detecting current by an electric motor;
Temperature estimating means for estimating the temperature of the electric motor based on the current value detected by the motor current detecting means;
Current limit value calculating means for calculating a current limit value based on the temperature estimated by the temperature estimating means;
In the electric power steering apparatus with
The electric motor is modeled into a heat generating part that generates heat by current and a heat releasing part that dissipates heat from the periphery of the electric motor,
By outputting the square of the current value flowing through the electric motor through a low-pass filter having a first time constant, the heat generation part estimated temperature is obtained.
By outputting the square of the current value flowing through the electric motor through a low-pass filter having a second time constant larger than the first time constant, it is set as a heat radiation portion estimated temperature,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the estimated temperature of the electric motor is a sum of the heat generating portion estimated temperature and the heat radiating portion estimated temperature.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009083750A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Honda Motor Co Ltd Electric power steering device
JP2017220991A (en) * 2016-06-03 2017-12-14 株式会社安川電機 Motor selection program, motor selection method, motor controller selection program, and machine system
DE102022211243B3 (en) 2022-10-24 2024-03-14 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for providing a modeled temperature of a virtual temperature sensor

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