专利名称：电动机驱动设备和电机驱动的动力转向系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动电动机的电动机驱动设备，并涉及一种电机驱动的动力转向系统，该动力转向系统用于辅助用于转向(转向盘)的控制力。
背景技术：
在传统的用于辅助用于转向的控制力的、配备有电动机驱动设备的电机驱动的动力转向系统中，当用于驱动电动机的输出级的温度超过临界值时，在输出级中流过的电流上限值会减小，以防止在电动机中流过大电流(例如，参见日本专利公开No.2000-255443)。
但是，例如，即使在输出级中流过的电流快速地从较低的状态开始大幅度改变的情况下，由于输出级的温度不会立即升高，因此在前述电机驱动的动力转向系统中，输出阶段的温度超过临界值之后，在电动机中流过的电流的上限值减小的情况下，存在这样的问题，即从输出级的温度开始升高直到其超过临界值为止，大电流会持续地在电动机中流过，这就对电动机造成了不利的影响。
发明内容
研究出本发明就是为了消除上述问题，因此，本发明的目的是提供一种电动机驱动设备和一种电机驱动的动力转向系统，其能够安全地防止对电动机产生不利影响。
为了这个目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电动机驱动设备，包括在被激励时将被驱动的电动机；和控制单元，该控制单元具有用于控制在所述电动机中流过的电流的驱动元件，所述控制单元包括温度检测装置，用于以预定时间间隔检测所述驱动元件的温度；和电流限制装置，用于根据由所述温度检测装置检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差来限制在所述电动机中流过的电流。
通过这种结构，因为电流限制装置根据由温度检测装置检测的温度和在先前的检测中得到的温度之间的偏差限制了电动机中流过的电流，所以根据驱动元件温度的变化(积累量)，控制单元可以做出大电流是否在电动机中流过的决定。因此，例如，在驱动元件中流过的电流快速地从较小的状态大幅度变化的情况下，与传统技术中在驱动元件的温度超过(等于或大于)临界值之后才限制电动机中大电流的流过不同的是，可以在驱动元件的温度超过临界值之前抑制电动机中大电流的连续流过，从而可靠地防止对电动机产生的不利影响。
在这种情况下，基于偏差的电流限制意味着当由温度检测装置检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差超过预定值时，限制电流。
通过这种结构，例如，在驱动元件中流过的电流快速地从较小的状态开始大幅度变化的情况下，驱动元件温度的变化量增加了，因此由温度检测装置检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差增加了。因此，如果当该偏差超过预定值时电流限制装置限制电动机中流过的电流，则可以明确地抑制电动机中大电流的连续流过。
此外，根据本发明另一个方面，电流限制装置在由温度检测装置检测到的温度超过预定值时限制电动机中流过的电流。
通过这种结构，由于在由温度检测装置检测到的温度和先前检测到的温度之间的偏差低于预定值时，电流限制装置不限制电动机中流过的电流，因此在例如由温度检测装置检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差持续保持在低于预定值的值附近的情况下，驱动元件和电动机的实际温度逐渐升高。这样，如果在由温度检测装置检测到的温度超过预定值时通过电流限制装置对电动机中流过的电流进行限制，就可以抑制电动机中热量的产生。
此外，在这种情况下，基于偏差的电流限制意味着以预定时间间隔得到由温度检测装置检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差，并且当通过累加所得到的偏差而获得的累计值超过预定值时限制电流。
利用这种结构，通过得到由温度检测装置检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差，以便以预定时间间隔对所得到的偏差进行累计，可以检测从温度检测装置开始检测驱动元件的温度而开始的驱动元件温度的积累量。因此，如果在累计值超过预定值时电流限制装置限制电动机中流过的电流，则能够可靠地抑制电动机中大电流的流过。
此外，对在电动机中流过的电流进行限制，以逐渐地减小在电动机中流过的电流的上限值。
相应地，如果电流限制装置逐渐地减小在电动机中流过的上限值，则大于上限值的电流就不会在电动机中流过，因此能限制电动机中流过的电流。此外，由于是逐渐地减小上限值，所以电动机中流过的电流也是可逐渐减小的，因此，例如，对于电机驱动的动力转向系统，可以使其辅助转向操作稳定。
此外，根据本发明另一个方面，控制单元包括上限确定装置，用于根据由温度检测装置以预定时间间隔检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差的幅度，来确定在电动机中流过的电流的上限值。
相应地，例如，当由温度检测装置检测到的温度和先前检测到的温度之间的偏差保持在一较大值附近时，控制单元通过利用上限确定装置可以将上限值设定为较小的值，从而立即限制了电动机中流过的电流。
此外，当在电动机中流过的目标电流值小于上限值，且目标电流值和上限值之间的差低于一预定值时，减小上限值。
这样，当在电动机中流过的目标电流值小于上限值，且目标电流值和上限值之间的差低于一预定值时，优选地减小上限值，因为控制单元执行使得接近上限值的大电流流过电动机的控制。
此外，在减小上限值的情况下，当目标电流值小于上限值，且目标电流值和上限值之间的差超过一预定值时，控制单元立即消除(删去)上限值。
这样，当目标电流值小于上限值，且目标电流值和上限值之间的差超过一预定值时，控制单元并不执行使得大电流流过电动机的控制。因此，由于在此时立即消除了上限值，所以正常的电流可以立即流过电动机。例如，对于电机驱动的动力转向系统，这样能够辅助用于转向的控制力，并且即使在目标电流值小于上限值且目标电流值和上限值之间的差超过该预定值之后立即产生用于转向的控制力的情况下，也可防止驾驶者感觉到转向操作变重，从而明确地实现了对用于转向的控制力的辅助作用。
此外，根据本发明另一个方面，提供了一种电动机驱动设备，在用于辅助用于转向的控制力的电机驱动的动力转向系统中使用，该电机驱动的动力转向系统包括转矩传感器，用于检测用于转向的控制力，并且，使电流限制装置仅在由转矩传感器检测到的转矩超过预定值时才限制电动机中流过的电流。
通过这种结构，由于当由转矩传感器检测到的转矩增大时，控制单元执行使得大电流流过电动机的控制，所以电流限制装置仅在由转矩传感器检测到的转矩超过预定值时才限制电动机中流过的电流。因此，当由转矩传感器检测到的转矩低于预定值时，不需要电流限制装置做出是否限制电动机中流过的电流的决定，这样减少了电流限制装置中的决定处理。
此外，在减小上限值的情况下，在由转矩传感器检测到的转矩变为低于预定值之后，控制单元立即消除上限值。
当由转矩传感器检测的转矩变为低于预定值时，控制单元不执行使得大电流流过电动机的控制。相应地，上限值的消除使得正常的电流立即在电动机中流过，并且，例如对于电机驱动的动力转向系统，这能够实现辅助用于转向的控制力，并且即使在目标电流值小于上限值且目标电流值和上限值之间的差超过预定值之后立即产生用于转向的控制力的情况下，也会防止驾驶者感觉到转向操作变重，从而明确地实现了对用于转向的控制力的辅助作用。
此外，根据本发明另一个方面，提供有用于牢固地固定驱动元件的吸热设备，且温度检测装置是位于该吸热设备上的热敏电阻器。
通过这种结构，在吸热设备内提供了起到温度检测装置作用的热敏电阻器，其中驱动元件牢固地固定在吸热设备上，因此，热敏电阻器可以检测吸热设备的温度。因此，当驱动元件产生热量时，该热量被传递给吸热设备，结果热敏电阻器可以通过检测吸热设备的温度来检测驱动元件的温度。
此外，根据本发明另一个方面，提供了一种电机驱动的动力转向系统，包括在被激励时将被驱动的电动机，用于检测用于转向的控制力的转矩传感器，和控制单元，该控制单元具有用于根据由转矩传感器检测的转矩控制在电动机中流过的电流的驱动元件，控制单元包括温度检测装置，用于以预定时间间隔检测所述驱动元件的温度，和电流限制装置，用于根据由温度检测装置检测到的温度和由转矩传感器检测到的转矩来限制在电动机中流过的电流。
通过这种结构，当由转矩传感器检测到的转矩保持在较大值附近时，控制单元执行控制，从而大电流在电动机中流过。因此，当例如根据由温度检测装置检测到的温度和由转矩传感器检测到的转矩来限制电动机中流过的电流时，与传统技术中在驱动元件的温度超过临界值之后才限制电动机中电流的流过不同的是，可以在驱动元件的温度超过临界值之前就抑制电动机中大电流的连续流过，从而可靠地防止对电动机产生的不利影响。
此外，当由转矩传感器检测到的转矩超过预定值时，对在电动机中流过的电流进行限制，以根据由温度检测装置检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差来减小在电动机中流过的电流的上限值。
相应地，与传统技术中在驱动元件的温度超过临界值之后才限制电动机中电流的流过不同的是，可以在驱动元件的温度超过临界值之前就抑制电动机中大电流的连续流过。
从接下来结合附图对优选实施例的详细描述中将使本发明的其他目的和特征变得更容易理解，其中图1是根据本发明第一实施例的电机驱动的动力转向系统整体结构的示例图；图2是示出了根据第一实施例的电机驱动的动力转向系统中控制单元的结构的横截面图；图3是用来驱动根据第一实施例的电机驱动的动力转向系统的电动机的驱动电路的示例图；图4是通过使用根据第一实施例的温度检测装置检测的温度的实例的曲线图；图5是示出了根据第一实施例用于减小电动机中流过的电流的上限值的控制单元的结构的框图；图6是示出了根据第一实施例用于减小电动机中流过的电流的上限值的控制单元中的处理过程的流程图；图7是根据第一实施例当控制单元减小了电动机中流过的电流的上限值时上限值变化的曲线图；图8是示出了根据本发明第二实施例的用于减小电动机中流过的电流的上限值的控制单元中的处理过程的流程图；图9是示出了根据本发明第三实施例的用于减小电动机中流过的电流的上限值的控制单元中的处理过程的流程图；图10是示出了根据第三实施例的用于减小电动机中流过的电流的上限值的控制单元中的处理过程的流程图。
具体实施例方式
在下文中将参考附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)
作为本实施例，将在下文中给出用于在电机驱动的动力转向系统中使用的电动机驱动设备的详细描述，其中动力转向系统用于辅助用于转向的控制力。
图1是根据本发明第一实施例的电机驱动的动力转向系统1整体结构的示例图。图2是示出了电机驱动的动力转向系统1中控制单元3的结构的横截面图。图3是用来驱动电机驱动的动力转向系统1中的电动机4的驱动电路的示例图。图4是通过使用温度检测装置39检测的温度的实例的曲线图。图5是示出了用于减小电动机4中(流过的电流的)上限值Imax的控制单元3的框图。图6是示出了用于减小电动机4中上限值Imax的控制单元3中的处理过程的流程图。图7是当控制单元3减小电动机4中的上限值Imax时上限值Imax变化的曲线图。
首先，参见图1，将在下文中给出电机驱动的动力转向系统1的整体结构和操作的详细描述。根据本实施例的电机驱动的动力转向系统1是由转矩传感器2、控制单元3和电动机4组成的。
转矩传感器2设置在连接到转向盘5的输入轴6和连接到位于转向机构箱8内的小齿轮(未示出)上的输出轴7之间，用以检测施加到转向盘5上的控制力(转向力)。
控制单元3接收由转矩传感器2检测到的控制力，以根据接收到的控制力来确定要提供给电动机4的电流。
电动机4通过由控制单元3确定的电流的流过进行旋转，以将该转矩(旋转力)提供给输出轴7。
位于转向机构箱8内的小齿轮与齿条9相啮合，齿条9两个末端中的每一个都通过拉杆(未示出)和臂(未示出)连接到轮10上。
这样，当驾驶者转动转向盘5时，转矩传感器2就检测施加到转向盘5上的控制力。此外，控制单元3根据由转矩传感器2检测到的控制力确定要提供给电动机4的电流，并且当确定的电流在电动机4内流过时电动机4旋转。而且，电动机4的转矩传递给输出轴7用于辅助转向盘5上的控制力，从而使驾驶者对转向盘5的转动操作更容易。
其次，参见图2和3，将在下文中给出控制单元3的结构和电路布置的详细描述。
在控制单元3的控制基板31上，提供有微型计算机32、旁路电阻器33、电容器34、继电器35和线圈36，在控制单元3的金属基板37上，提供有开关晶体管38和热敏电阻器39。此外，控制基板31和金属基板37通过端子37a彼此电连接。而且，控制基板31和金属基板37牢固地固定到外壳12上。
微型计算机32根据来自于转矩传感器2的控制力确定要提供给电动机4的电流，并产生PWM驱动信号，该PWM驱动信号用于执行开关晶体管38的负载控制。此外，微型计算机32接收与旁路电阻器33上的电压降相对应的电压值，并检测电动机4中流过的电流用于反馈控制。电容器34和线圈36用于抑制在来自于电池11的电流中产生噪声。继电器35用于通过点火开关(未示出)的on/off操作来提供和切断流入电动机4的电流。
开关晶体管38构成驱动元件，其共有四个以形成一桥式电路。开关晶体管38响应于来自微型计算机32的PWM驱动信号而运行，以针对在电动机4中流过的电流来执行负载控制，用于驱动电动机4。
热敏电阻器39起到温度检测装置的作用，其设置在固定有四个开关晶体管38的表面上，并位于紧靠着四个开关晶体管38的位置处。此外，热敏电阻器39以预定的时间间隔(每隔预定时间)检测金属基板37和外壳12的温度，并将检测到的温度输入给微型计算机32，其中，由开关晶体管38产生的热量被传递给该金属基板37和外壳12。而且，微型计算机32通过利用热敏电阻器39检测金属基板37和外壳12的温度作为开关晶体管38的温度。
此外，电池11的+端通过继电器35和线圈36连接到电容器34的一端，并进一步连接到开关晶体管38。电容器34的另一端连接到电池11的-端。而且，开关晶体管38通过旁路电阻器33连接到电池11的-端。
此外，如图5所示，为了减小电动机4中的上限值Imax，微型计算机32包括温度存储装置311、偏差计算装置312、电流限制决定装置313、电流限制装置314、电流恢复(返回)决定装置315和电流恢复(返回)装置316。对于以预定时间间隔通过热敏电阻器39检测的温度T，将由热敏电阻器39检测到的温度定为Tm，将在下一次由热敏电阻器39检测到的温度定为Tm+1。
温度存储装置311接收由转矩传感器2检测到的控制力N，并当控制力N超过一预定值(6Nm)时，存储在此时由热敏电阻器39检测到的温度Tm。此外，温度存储装置311将存储的温度Tm输出给偏差计算装置312。
当接收到来自于温度存储装置311的温度Tm时，偏差计算装置312计算由热敏电阻器39接下来检测的温度Tm+1和来自于温度存储装置311的温度Tm之间的偏差Tm+1-Tm。
电流限制决定装置313接收由偏差计算装置312计算得到的偏差Tm+1-Tm，并当偏差Tm+1-Tm超过(等于或大于)一预定值时，发送限制信号S给电流限制装置314。此外，当将限制信号S发送给电流限制装置314后接收到的偏差Tm+1-Tm变成低于预定值时，电流限制决定装置313发送恢复(返回)信号F给电流恢复决定装置315。
在电流限制装置314中，以映射表的形式事先存储了将被用于以预定时间间隔(每隔预定时间)减小电动机4中的上限值Imax的值。如图7的曲线图所示，当接收到来自于电流限制决定装置313的限制信号S时，根据事先存储在映射表中的上限值Imax，电流限制装置314逐渐地减小电动机4中的上限值Imax。
当接收到来自于电流限制决定装置313的恢复信号F时，电流恢复决定装置315将电流恢复信号F’馈送给电流恢复装置316。此外，电流恢复决定装置315接收由转矩传感器2检测到的控制力N，并当控制力N低于一预定值(2Nm)时，电流恢复决定装置315也将电流恢复信号F’馈送给电流恢复装置316。
当接收到来自于电流恢复决定装置315的电流恢复信号F’时，电流恢复装置316立即删去(cut out)电动机4中的上限值Imax。
参见图6的流程图，将在下文中给出假设以预定时间间隔由热敏电阻器39检测的温度Tm在如图4所示，从下面表1中的温度T0变化到温度T7的情况下，根据本实施例，微型计算机32中用于减小电动机4中上限值Imax的处理过程的详细描述。在这种情况下，假设由转矩传感器2检测到的控制力N在T0和T7之间超过了一预定值。
表1T0 T1T2T3T4T5 T6T7温度xx+x+x+x+x+ x+x+[℃] 0.1 0.15 0.2 0.25 1.5 1.6 1.62在图6的流程图中，整个过程从步骤S101开始，在步骤S101初始值0代替了m，然后接下来是步骤S102。
在步骤S102中，热敏电阻器39检测温度Tm(T0)，同时检测到的温度Tm(T0)被存储在温度存储装置311中。然后操作流程进行到步骤S103。
在步骤S103中，在经过了一预定时间之后，热敏电阻器39检测下一个温度Tm+1(T1)，同时检测到的温度Tm+1(T1)被存储在温度存储装置311中，并被输入到偏差计算装置312，然后进行到步骤S104。
在步骤S104中，偏差计算装置312计算在步骤S103中输入的温度Tm+1(T1)和在步骤S102中存储在温度存储装置311中的温度Tm(T0)之间的偏差Tm+1-Tm，同时，计算得到的偏差Tm+1-Tm被输入到电流限制决定装置313。此外，当偏差Tm+1-Tm超过(等于或大于)一预定值时，电流限制决定装置313发送限制信号S给电流限制装置314。另一方面，如果偏差Tm+1-Tm没有达到该预定值，则操作流程进行到步骤S105。关于这一点，根据本实施例，偏差Tm+1-Tm超过1.0，操作流程进行到子程序SUB。此时，偏差Tm+1-Tm(T1-T0)保持在0.1左右，因此操作流程进行到步骤S105。
在步骤S105中，m的值递增，然后操作流程返回到步骤S103，以重复执行上面提到的处理。此外，根据本实施例，在m＝4时，偏差Tm+1-Tm(T5-T4)超过1.0，操作流程进行到子程序SUB。
将在下文中给出子程序SUB中处理过程的详细描述。
在步骤S106中，电流限制决定装置313输出限制信号S给电流限制装置314，然后进行到步骤S107。
在步骤S107中，电流限制装置314将电动机4中的上限值Imax设定为事先作为映射表存储的一限制值，然后进行到步骤S108。
在步骤S108中，与步骤S105一样，m的值递增，然后进行到步骤S109。此时，m＝5。
在步骤S109中，与步骤S103一样，检测下一个温度Tm+1(T6)，并将其存储在温度存储装置311中。此外，也将其输入到偏差计算装置312中。接下来，操作流程进行到步骤S110。
在步骤S110中，与步骤S104的情况一样，偏差计算装置312计算在步骤S109中输入到偏差计算装置312的温度Tm+1(T6)与在步骤S103中存储在温度存储装置311内的温度Tm(T5)之间的偏差Tm+1-Tm，同时计算得到的偏差Tm+1-Tm被输入到电流限制决定装置313。此外，当电流限制决定装置313显示出偏差Tm+1-Tm超过一预定值(1.0)时，操作流程返回到步骤S107，并且电流限制装置314将电动机4中的上限值Imax设定为事先作为映射表存储的下一个限制值。电流限制装置314依次将电动机4中的上限值Imax设定为存储在映射表中的限制值，直到偏差Tm+1-Tm变为低于该预定值为止。另一方面，如果偏差Tm+1-Tm低于预定值，则操作流程进行到步骤S111。也就是说，此时，偏差Tm+1-Tm(T6-T5)为0.1，因此操作流程进行到步骤S111。
在步骤S111中，电流限制决定装置313输出恢复信号F给电流恢复决定装置315，该电流恢复决定装置315转而输出电流恢复信号F’给电流恢复装置316。此外，当接收到电流恢复信号F’时，电流恢复装置316立即删去上限值Imax，并且操作流程返回到主处理中的步骤S105，以重复上面所述的处理。
在本实施例中，如图7所示，电动机4中上限值Imax的额定值为65A，并且上限值Imax以这样一种方式从65A逐渐减小到15A，使得电流限制装置314以预定时间间隔依次将上限值Imax设定为存储在映射表中的限制值。
关于这一点，在响应于来自微型计算机32的指令而在电动机4中流过的一目标电流值低于上限值Imax，且该目标电流值与上限值Imax之间的差超过一预定值的情况下，电流限制决定装置313也输出限制信号S给电流限制装置314。此外，电流限制决定装置313在通过微型计算机32而在电动机4中流过的该目标电流值低于上限值Imax，且该目标电流值和上限值Imax之间的差超过该预定值的情况下，输出恢复信号F给电流恢复决定装置315。
(第一实施例的技术效果)如上所述，微型计算机32检测通过使用热敏电阻器39以预定时间间隔检测到的温度，作为开关晶体管38的温度，并当存储在温度存储装置311中的温度Tm和接下来检测到的温度Tm+1之间的偏差Tm+1-Tm超过一预定值时，减小电动机4中的上限值Imax。这样，由于电动机4中的上限值Imax可以根据开关晶体管38温度的变化而减小，因此，在例如电动机4中流过的电流快速地从较低的状态开始大幅度变化的情况下，与传统技术中由热敏电阻器39检测的开关晶体管38的实际温度T超过临界值之后才减小电动机4中的上限值Imax不同，在由热敏电阻器39检测的开关晶体管38的实际温度T超过临界值之前就可以减小电动机4中的上限值Imax，这样可以明确地抑制电动机4中大电流的连续流过，从而防止对其产生的不利影响。
此外，由于当由转矩传感器2检测的控制力N变得很大时微型计算机32执行控制使得在电动机4中流过大电流，所以当由转矩传感器2检测的控制力N超过一预定值时，电动机4中的上限值Imax根据偏差Tm+1-Tm而减小，因此，当由转矩传感器2检测的控制力N低于该预定值时，不需要做出是否根据偏差Tm+1-Tm来减小电动机4中的上限值Imax的决定，从而减少了关于上限值Imax的限制决定处理，进而使得减少了软件工作量。
而且，在电流限制装置314减小电动机4中的上限值Imax的情况下，由于当由转矩传感器2检测的控制力N变得很小时微型计算机32执行控制以防止大电流在电动机4中流过，所以当由转矩传感器2检测的控制力N变为低于一预定值时电动机4中的上限值Imax被立即删去。因此，例如，即使在控制力N变为低于预定值之后一较大控制力N立即施加给转向盘5，也不会对在电动机4中流过的电流产生限制，这样防止了驾驶者感觉到转向盘5操作过程中的重负荷，从而确保实现辅助转向盘5的控制力。
此外，由于在通过微型计算机32提供给电动机4的目标电流值小于上限值Imax且该目标电流值和上限值Imax之间的差超过一预定值的情况下，微型计算机32也执行控制以阻止大电流在电动机4中流过，所以当电动机4中的上限值Imax被立即删去时，也可得到与上面提到的类似的效果。
另一方面，在用于通过微型计算机32提供给电动机4的目标电流值小于上限值Imax，且该目标电流值和上限值Imax之间的差低于预定值的情况下，由于微型计算机32实施控制使得接近上限值Imax的大电流在电动机4中流过，所以较理想的是电流限制装置314减小电动机4中的上限值Imax。
此外，由于电流限制装置314以预定时间间隔依次将上限值Imax设定为事先存储在映射表中的限制值，所以可以逐渐减小电动机4中流过的电流，这样稳定了由驾驶者对转向盘5的辅助转向操作，以防止驾驶者产生不舒适的感觉。
而且，由于热敏电阻器39设置在金属基板37上四个开关晶体管38以固定的状态而所处的表面上，并且位于四个开关晶体管38附近，所以热敏电阻器39可以检测金属基板37的温度。因此，当开关晶体管38产生热量时，该热量被传递给金属基板37和外壳12，因此热敏电阻器39可以检测金属基板37的温度作为开关晶体管38的温度T。
根据本实施例的金属基板37和外壳12相当于本发明中的吸热设备。
顺便提及，尽管在本实施例中，热敏电阻器39位于金属基板37上，但热敏电阻器39的位置不局限于此，只要可以检测开关晶体管38的温度T即可。
此外，尽管在本实施例中，开关晶体管38通过金属基板37牢固地固定到外壳12上，但也可以将它们直接固定到外壳12上。
另外，尽管在本实施例中，当偏差Tm+1-Tm等于或大于一预定值时减小用于电动机4的上限值Imax，但在偏差Tm+1-Tm低于预定值的这种状态一直持续着的情况下，不执行减小上限值Imax的控制。但是，例如，在开关晶体管38的温度逐渐升高的情况下，开关晶体管38的实际温度慢慢地升高。因此，如果微型计算机32在由热敏电阻器39检测的温度T超过一预定值时也减小上限值Imax，那么就可以抑制电动机4中热量的产生。
此外，还比较合适的是，根据以预定时间间隔存储的偏差Tm+1-Tm的幅度来确定减小的范围(幅度)，然后根据所确定的减小范围来确定新的上限值Imax，以根据该上限值Imax限制在电动机4中流过的电流。要根据偏差Tm+1-Tm的幅度确定的减小范围事先存储在映射表中。因此，例如，当在偏差Tm+1-Tm较大的情况下减小范围被确定得更大时，可以立即限制在电动机4中流过的电流。
(第二实施例)图8是示出了在控制单元3中执行的用于减小在电动机4中流过的上限值Imax的处理过程的流程图。在本实施例中与第一实施例相同的部分将省略对其的描述，在下文中将仅给出对它们之间不同部分的描述。
根据本实施例在微型计算机32中的基本处理过程除了用以限制电动机4中的上限值Imax的电流限制装置3 14以外与根据第一实施例的处理过程相同，代替根据第一实施例的子程序中的步骤S107，执行如图8所示的步骤S201和S202。
参见图8，将在下文中给出根据本实施例的控制单元3中处理过程的详细描述。
在步骤S201中，最大电流(上限)确定装置(未示出)根据在偏差计算装置312中计算得到的偏差Tm+1-Tm的幅度，确定用于限制上限值Imax的限制值Is，然后操作流程进行到步骤S202。在本实施例中，作为最大电流确定装置，微型计算机32事先以映射表的形式存储了与偏差Tm+1-Tm的幅度相对应的限制值Is。在该映射表中，随着偏差Tm+1-Tm的幅度的增加，限制值Is变得更低。
在步骤S202中，将电动机4中的上限值Imax设定为在步骤S201中确定的限制值Is，然后操作流程进行到步骤S108。
在本实施例中，由于根据在偏差计算装置312中计算得到的偏差Tm+1-Tm的幅度确定限制值Is，即，由于可以根据热敏电阻器39检测到的温度Tm的变化的幅度来减小上限值Imax，所以，例如在热敏电阻器39检测到的温度Tm的变化在一较大值附近的情况下，限制值Is被减小，从而减小了上限值Imax，以立即限制电动机4中流过的电流。
(第三实施例)图9是示出了控制单元3的结构图，该控制单元3用于减小电动机4中的上限值Imax。图10是示出了控制单元3中执行的用于减小电动机4中的上限值Imax的处理过程的流程图。在本实施例中与第一实施例相同的部分将省略对其的描述，在下文中将仅给出对它们之间不同部分的描述。
在本实施例中，以预定时间间隔累加在偏差计算装置312中计算得到的偏差Tm+1-Tm，并且根据最后得到的累计值Ts减小电动机4中的上限值Imax。因此，如图9所示，微型计算机32包括累计计算装置317，用于累加偏差Tm+1-Tm。
累计计算装置317以预定时间间隔接收在偏差计算装置312中计算得到的偏差Tm+1-Tm，以累计接收到的偏差Tm+1-Tm，用于输出累计值Ts给电流限制决定装置313。
电流限制决定装置313接收通过在累计计算装置317中以预定时间间隔累加偏差Tm+1-Tm而得到的累计值Ts，并且当接收到的累计值Ts超过一预定值时，发送限制信号S给电流限制装置314。
参见图10的流程图，将在下文中给出在由热敏电阻器39以预定时间间隔检测到的温度Tm如图4所示从下面的表2中的温度T0变化到温度T7的情况下，根据本实施例，在微型计算机32中的用于减小电动机4中的上限值Imax的处理过程的详细描述。与第一实施例一样，在本实施例中，假设由转矩传感器2检测到的控制力N在T0和T7之间超过了预定值。
表2T0 T1T2T3T4T5T6T7温度xx+x+x+x+x+x+x+[℃] 1.0 2.5 4.0 5.5 9.0 11.5 13.0在图10的流程图中，整个过程从步骤S301开始，在步骤S301中用初始值0代替m和累计值Ts，然后接下来到步骤S302。
在步骤S302中，热敏电阻器39检测温度Tm(T0)，同时检测到的温度Tm(T0)被存储在温度存储装置311中。然后操作流程进行到步骤S303。在本实施例中，T0为如表2中所示的x℃。
在步骤S303中，热敏电阻器39检测下一个温度Tm+1(T1)，同时检测到的温度Tm+1(T1)被存储在温度存储装置311中，并被输入到偏差计算装置312，然后进行到步骤S304。在本实施例中，T1为x+1.0℃。
在步骤S304中，偏差计算装置312计算在步骤S303中输入的温度Tm+1(T1)和在步骤S302中存储在温度存储装置311中的温度Tm(T0)之间的偏差Tm+1-Tm，同时计算得到的偏差Tm+1-Tm被输入到累计计算装置317。累计计算装置317对已输入至其中的偏差Tm+1-Tm进行累加。此时，累计值Ts为1.0。
此外，当在步骤S304中计算得到的累计值Ts超过(等于或大于)一预定值时，电流限制决定装置313发送限制信号S给电流限制装置314。然后操作流程进行到步骤S307。另一方面，如果累计值Ts没有达到预定值，则操作流程进行到步骤S306。关于这一点，根据本实施例，当累计值Ts超过20时，操作流程进行到步骤S307。
在步骤S306中，m的值递增，然后操作流程返回到步骤S303以重复执行上面提到的处理。此时，m＝1。在本实施例中，当m＝4时，累计值Ts变为等于或大于20，然后操作流程进行到步骤S307。
在步骤S307中，与第一实施例一样，电流限制装置314将电动机4中的上限值Imax设定为事先存储在映射表中的一限制值，然后操作流程进行到步骤S308。
在步骤S308中，判断是否满足关于上限值Imax的恢复(返回)条件。如果满足了恢复条件，则当控制力N超过一预定值时操作流程返回到步骤S301，以重复上面提到的处理。因为返回到步骤S301，所以设定0作为累计值Ts，且累计值Ts被复位。另一方面，如果没有满足恢复条件，则操作流程返回到步骤S307，电流限制装置314将上限值Imax设定为事先存储在映射表中的下一个限制值。此外，电流限制装置314依次将电动机4中的上限值Imax设定为存储在映射表中的限制值，直到满足了关于上限值Imax的恢复条件为止。
在本实施例中，由于累计计算装置317以预定时间间隔对在偏差计算装置312中计算得到的偏差Tm+1-Tm进行累加，以得到累计值Ts，从而得到从热敏电阻器39开始检测开关晶体管38的温度T到现在为止开关晶体管38的温度T的积累的量。因此，可以根据开关晶体管38的温度T的积累量来减小上限值Imax。相应地，例如，在电动机4中流过的电流快速地从较低的状态大幅度变化的情况下，与传统技术在由热敏电阻器39检测到的开关晶体管38的实际温度超过一临界值之后才减小电动机4中的上限值Imax不同的是，本实施例可以在开关晶体管38的实际温度T超过临界值之前就减小电动机4中的上限值Imax，这样可以可靠地抑制电动机4中大电流的连续流过，从而防止对其产生的不利影响此外，当恢复上限值Imax时，也恢复了累计值Ts，因此可以根据相同的预定值在任何时候对累计值Ts进行判断，而无需改变步骤S305中的判断条件。
除了电机驱动的动力转向系统1，上面所述的第一到第三实施例还可以应用到任意一种用于驱动电动机的电动机驱动设备上。
此外，尽管在上面所述的第一到第二实施例中，当存储在温度存储装置311中的温度Tm和下一次检测的温度Tm+1之间的偏差Tm+1-Tm超过一预定值时，减小电动机4中的上限值Imax，但同样合适的是，当存储在温度存储装置311中的温度Tm和在前检测的温度T(例如，T0)之间的偏差Tm-T0超过预定值时减小电动机4中的上限值Imax。
应该理解的是，本发明并不局限于上面所述的实施例，而是覆盖了没有脱离本发明的精神和范围的所有这里提到的本发明实施例的改变和修改。
权利要求
1.一种电动机驱动设备，包括在被激励时将被驱动的电动机；和控制单元，该控制单元具有用于控制在所述电动机中流过的电流的驱动元件，所述控制单元包括温度检测装置，用于以一预定的时间间隔检测所述驱动元件的温度；和电流限制装置，用于根据由所述温度检测装置检测到的温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差来限制在所述电动机中流过的电流。
2.根据权利要求1的设备，其中根据偏差来限制电流是指，当由所述温度检测装置检测到的所述温度和在先前的检测过程中得到的所述温度之间的偏差超过一预定值时，限制电流。
3.根据权利要求2的设备，其中所述电流限制装置在由所述温度检测装置检测到的所述温度超过一预定值时，限制在所述电动机中流过的电流。
4.根据权利要求1的设备，其中根据偏差来限制电流是指，以预定时间间隔得到由所述温度检测装置检测到的所述温度和在先前的检测过程中得到的所述温度之间的偏差，并当通过累加所得到的偏差而获得的累计值超过一预定值时限制电流。
5.根据权利要求1的设备，其中通过逐渐地减小在所述电动机中流过的电流的上限值来进行对在所述电动机中流过的电流的限制。
6.根据权利要求1的设备，其中所述控制单元包括上限确定装置，用于根据由所述温度检测装置以预定时间间隔检测到的所述温度和在先前的检测过程中得到的所述温度之间的偏差的幅度，来以预定时间间隔确定在所述电动机中流过的电流的上限值。
7.根据权利要求5的设备，其中当在所述电动机中流过的一目标电流值小于所述上限值，且所述目标电流值和所述上限值之间的差低于一预定值时，减小所述上限值。
8.根据权利要求6的设备，其中当在所述电动机中流过的一目标电流值小于所述上限值，且所述目标电流值和所述上限值之间的差低于一预定值时，减小所述上限值。
9.根据权利要求7的设备，其中，在减小所述上限值的情况下，所述控制单元在所述目标电流值小于所述上限值，且所述目标电流值和所述上限值之间的差超过一预定值时，立即删去所述上限值。
10.根据权利要求8的设备，其中，在减小所述上限值的情况下，所述控制单元在所述目标电流值小于所述上限值，且所述目标电流值和所述上限值之间的差超过一预定值时，立即删去所述上限值。
11.根据权利要求1的设备，其中所述设备被用于一种用于辅助用于转向的控制力的电机驱动的动力转向系统，该电机驱动的动力转向系统包括用于检测用于转向的控制力的转矩传感器，并且，所述电流限制装置仅在由所述转矩传感器检测的转矩超过一预定值时限制在所述电动机中流过的电流。
12.根据权利要求11的设备，其中，在减小所述上限值的情况下，在由所述转矩传感器检测的所述转矩变为低于所述预定值之后，所述控制单元立即删去所述上限值。
13.根据权利要求1的设备，其中提供用于牢固地固定所述驱动元件的吸热设备，且所述温度检测装置是位于所述吸热设备上的热敏电阻器。
14.一种电机驱动的动力转向系统，包括在被激励时将被驱动的电动机；转矩传感器，用于检测用于转向的控制力；和控制单元，该控制单元具有用于根据由所述转矩传感器检测的转矩，来控制在所述电动机中流过的电流的驱动元件，所述控制单元包括温度检测装置，用于以预定时间间隔检测所述驱动元件的温度；和电流限制装置，用于根据由所述温度检测装置检测到的所述温度和由所述转矩传感器检测到的所述转矩，来限制在所述电动机中流过的电流。
15.根据权利要求14的系统，其中，当由所述转矩传感器检测到的所述转矩超过一预定值时，通过根据由所述温度检测装置检测到的所述温度和在先前的检测过程中得到的温度之间的偏差来减小在所述电动机中流过的电流的上限值，来进行对在所述电动机中流过的电流的限制。
全文摘要
在能够可靠地防止对电动机产生不利影响的电动机驱动设备中，当由转矩传感器检测到的控制力超过预定值时，温度存储单元就存储在该时刻由热敏电阻器检测的温度，并且偏差计算单元计算热敏电阻器检测到的下一个温度和存储在温度存储单元中的温度之间的偏差。当计算得到的偏差超过预定值时，电流限制决定单元发送限制信号给电流限制单元。在接收到限制信号之后，电流限制单元以预定时间间隔逐渐地减小在电动机中流过的电流的上限值。
文档编号B62D6/00GK1551485SQ200410043150
公开日2004年12月1日 申请日期2004年5月12日 优先权日2003年5月12日
发明者林二郎 申请人:株式会社电装