電動油圧装置および電動油圧装置の作動油温度制御方法

【課題】温度による作動油粘性変動により電動油装置の作動が不安定になることを防止する。
【解決手段】車両用の電動油圧パワーステアリング装置等の電動油圧装置において、電動モータ５０を制御するインバータ４２を、油圧ポンプ６０を駆動する電動モータ５０に隣接させて一体に構成すると共に、油圧配管６６をインバータ４２に近接して配置し、インバータ４２と電動モータ５０から発生した熱を油圧配管６６に伝達し、作動油の温度変化を抑制する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動油圧装置および電動油圧装置の作動油温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の電動油圧パワーステアリング装置等の電動油圧装置において、作動油に予熱を行うものが知られている。
例えば、特許文献１に記載された車両用電動パワーステアリング装置では、車両の直進走行中などの中立点付近での操舵状態で、モータと油圧ポンプの回転が停止中でもモータに通電することによってモータ本体を加熱させる。これにより、モータ外部に設けた作動油路に通じた作動油に熱を伝達して予熱を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７３３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、作動油の配管が、モータの外周に設置された薄いケースの内側に筒状の通路を形成したスリーブ構造になっている。そのため、作動油の熱は外気に晒された外側ケースに伝達し放熱しやすい。この結果、放熱と加熱とが繰り返されて作動油の温度が大きく変動する。したがって、作動油の粘度が温度変化と共に変動して、同一の操舵力に対して補助力が変動してしまう可能性がある。
即ち、従来の電動油圧装置においては、動作の安定性に改善の余地があった。
本発明の課題は、電動油圧装置の動作をより安定させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、本発明に係る電動油圧装置は、
インバータを電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、油圧配管をインバータに近接して配置した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、インバータと電動モータとから発生した熱を油圧配管に伝達して、作動油の温度変化を抑制することができる。
したがって、電動油圧装置の動作をより安定させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る電動油圧装置としての電動パワーステアリング装置１を備えた自動車１Ａの概略構成図である。
【図２】アシスト装置の構成を示す図である。
【図３】油圧ポンプ６０の平面図である。
【図４】インバータ制御装置４１の制御ブロック図である。
【図５】操舵/走行状態判断部４１ａの非操舵判断部が実行する操舵判断処理を示すフローチャートである。
【図６】コントロールユニット４０が実行するモータ制御処理を示すフローチャートである。
【図７】マップＭａ，Ｍｂを示す図である。
【図８】第１実施形態における電動パワーステアリング装置１の熱伝達経路を示す模式図である。
【図９】油圧ポンプの作動油吐出口６５付近の作動油温度の時間変化を示す図である。
【図１０】第２実施形態におけるモータ制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】作動油の粘度特性を示す模式図である。
【図１２】マップＭｃを示す図である。
【図１３】第２実施形態において、パワーステアリングシステムが起動してから一定時間後の作動油温度を基点にした温度幅で制御を行った場合の作動油温度の時間変化を示す図である。
【図１４】第３実施形態におけるモータ制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】マップＭｄを示す図である。
【図１６】第３実施形態において、パワーステアリングシステムが起動してから一定時間後の作動油温度を基点にした温度幅で制御を行った場合の作動油温度の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明を適用した自動車の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る電動油圧装置としての電動パワーステアリング装置１を備えた自動車１Ａの概略構成図である。
図１において、自動車１Ａは、車両を操舵する操舵機構として、ステアリングホイール１０と、ステアリングシャフト２０と、ラック２５とを備えている。
ステアリングホイール１０は、運転者が入力した操舵力をステアリングシャフト２０に伝達する。
ステアリングシャフト２０は、ステアリングホイール１０への操舵力を、ラック２５と噛み合うピニオンギアに回転力として伝達する。
【０００９】
ラック２５は、ピニオンギアを介して伝達するステアリングシャフト２０の回転力を、車輪の転舵動作に変換する。
また、自動車１Ａは、乗員の操舵状態を検出する操舵状態検出手段として、ステアリングシャフト２０の軸力によって操舵力を検出するトルクセンサ３０を備えている。また、自動車１Ａは、車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段として、車輪の回転速度の計測のため回転数に比例して発生するパルス数を検出する車速センサ３１を備えている。また、自動車１Ａは、油圧ポンプ吐出部の作動油温度を検出する温度検出手段として、温度センサ３２を備えている。さらに、自動車１Ａは、ステアリングホイール１０への操舵入力角度を検出する舵角センサ３３を備えている。
【００１０】
また、自動車１Ａは、操舵機構に補助力を付与するアシスト装置として、運転者の操舵力に補助力を加えるための電動モータ５０と、電動モータ５０の回転によって作動油を圧縮・吐出する油圧ポンプ６０とを備えている。電動モータ５０は、モータ回転位置を計測するロータリーエンコーダ５１を備えている。
操舵機構は、油圧ポンプ６０が送出する作動油によって駆動される油圧機構を備えている。
【００１１】
また、油圧機構は、パワーシリンダ８０と、ピストン８１とを備え、この油圧機構は油圧ポンプ外部油圧配管７０によって油圧ポンプ６０と連結されている。なお、油圧ポンプ６０から油圧機構に送出した作動油は、油圧機構から油圧ポンプ６０のタンク６２に還流するよう油圧回路が構成されている。
パワーシリンダ８０は、ラック２５に操舵補助力を伝達し、ピストン８１は、パワーシリンダ８０の内部を２つの液室に液密的に分割するよう内装されている。また、油圧ポンプ外部油圧配管７０は、パワーシリンダ８０と油圧ポンプ６０とを連通する。
【００１２】
さらに、自動車１Ａは、トルクセンサ３０からの信号により、アシスト装置を制御する制御装置を備えた操舵補助機構を備えている。
操舵補助機構は、電動モータ５０を制御する装置として、操舵/走行状態判断部４１ａと補助力指令値演算部４１ｂとを備えるインバータ制御装置４１と、インバータ４２と、ヒートシンク４３とを備えている。
インバータ制御装置４１は、インバータ４２に電動モータ５０の制御指令を出力して、電動モータ５０の回転を制御する。
【００１３】
操舵/走行状態判断部４１ａは、トルクセンサ３０および車速センサ３１の検出結果を基に、操舵状態と走行状態とを判断する。
補助力指令値演算部４１ｂは、操舵／走行状態判断部４１ａの判断結果から操舵補助力を演算し、電動モータ５０の回転トルクを生成する電流（ｑ軸電流）の値とコイルを発熱させモータ温度を上昇させる磁束生成電流（ｄ軸電流）の値とを算出する。
インバータ４２は、補助力指令値演算部４１ｂで算出した指令値を駆動電流に変換して電動モータ５０を制御する。
ヒートシンク４３は、インバータ４２と連結する金属板を有し、インバータ４２が発した熱を蓄熱する。
【００１４】
（アシスト装置の構成）
図２は、アシスト装置の構成を示す図であり、図２（ａ）は側断面図、図２（ｂ）は上面図を示している。
図２において、アシスト装置は、電動モータ５０と、油圧ポンプ６０とを含んでいる。なお、図２においては、電動モータ５０および油圧ポンプ６０を制御するコントロールユニット４０を併せて示している。
電動モータ５０は、インバータ４２のＰＷＭ制御によって、正逆回転の切り換えおよび回転数が可変な直流モータである。
【００１５】
また、電動モータ５０は、ロータリエンコーダ５１を備えている。ロータリエンコーダ５１は、モータ回転位置を計測して、計測結果をインバータ制御装置４１に出力する。
インバータ制御装置４１は、電動モータ５０の回転位置を回転数に変換してモータ回転力のフィードバック制御に使用する。また、インバータ制御装置４１は、モータ制御指令をインバータ４２に送信し、インバータ４２がモータ制御指令を駆動電流に変換してコイル５２に通電する。すると、コイル５２には電磁力が発生し、ロータ５３と、これに嵌合した駆動シャフト５４が回転する。
【００１６】
ここで、コントロールユニット４０のインバータ制御装置４１は、温度上昇を抑えるために、放熱を促すべく電動モータ５０の鉛直上方側に配置し、インバータ４２をその下部に配置している。ヒートシンク４３はインバータ４２の放熱を促し、かつ油圧ポンプ筐体５６の一部として蓄熱させるために、発熱量の大きいコイル５２付近にモータのケースと一体に配置している。
油圧ポンプ６０は、トロコイド油圧ポンプであり、その構造は、筐体内に歯数と中心が異なるインナロータとアウタロータ（図２においては、両ロータを油圧ポンプロータ６４として記述している）が偏心して組み付けられたものである。
【００１７】
図３は、油圧ポンプ６０の平面図であり、図２におけるＸ−Ｘ断面図を示している。
図３に示すように、油圧ポンプ６０は、第１および第２ハウジング１２４，１２５、インナロータ１２２、アウタロータ１２１、カムリング１２３および駆動シャフト５４（図２参照）を有する。内周側からインナロータ１２２、アウタロータ１２１、カムリング１２３の順番で配置され、それらは駆動シャフト５４の軸方向から第１および第２ハウジング１２４，１２５により挟持されて収容される。
【００１８】
アウタロータ１２１は内周に内歯歯車１２１ａを有し、外周面１２１ｂにおいてカムリング１２３に回転自在に収装される。これにより、アウタロータ１２１は、第１および第２ハウジング１２４，１２５に回転自在に収装される。また、アウタロータ１２１の内周には外歯歯車１２２ａを備えたインナロータ１２２が収装される。この内歯歯車１２１ａと外歯歯車１２２ａは同ピッチで設けられ、また内歯歯車１２１ａの歯数は外歯歯車１２２ａの歯数よりも１つ多く設けられている。なお、内歯歯車１２１ａの歯数は外歯歯車１２２ａの歯数に対し２つ以上多くした構成としても良い。
【００１９】
内歯歯車１２１ａと外歯歯車１２２ａとが噛合うようにしてインナロータ１２２およびアウタロータ１２１は第１および第２ハウジング１２４，１２５に収装されるが、内歯歯車１２１ａの歯数は外歯歯車１２２ａの歯数よりも１つ多いため、内歯歯車１２１ａと外歯歯車１２２ａとが噛合う際互いに偏心して噛合うこととなる。偏心により内歯歯車１２１ａと外歯歯車１２２ａにより隔成された油圧ポンプ室１２７が形成される。
【００２０】
すなわち、インナロータ１２２とアウタロータ１２１の偏心により、内歯歯車１２１ａと外歯歯車１２２ａとは図３の上方向へ向かうほど密に噛合い、上方向端部Ａにおいて完全に噛合って油圧ポンプ室１２７は最小容積となる。また、図３の下方向へ向かうほど噛合を解かれ、下方向端部Ｂにおいて完全に噛合を解かれて最大油圧ポンプ容積となる。なお、下方向端部Ｂにおける内歯歯車１２１ａと外歯歯車１２２ａとのクリアランスは、接触を回避しつつ略ゼロとなるよう設けられている。
【００２１】
これにより、インナロータ１２２およびアウタロータ１２１が図３において反時計回りに回転されると、油圧ポンプ室１２７におけるＩ−Ｉ線に対し左側領域１２７ａでは回転に伴って容積が増加する吸入領域となる。さらに、油圧ポンプ室１２７におけるＩ−Ｉ線に対し右側領域１２７ｂでは回転に伴って容積が減少する吐出領域となる。一方、インナロータ１２２およびアウタロータ１２１が時計回りに回転されると、油圧ポンプ室１２７におけるＩ−Ｉ線に対し左側領域１２７ａでは回転に伴って容積が減少する吐出領域となり、Ｉ−Ｉ線に対し右側領域１２７ｂでは回転に伴って容積が減少する吐出領域となる。何れの場合も、インナロータ１２２とアウタロータ１２１の回転に伴って外歯歯車１２２ａと内歯歯車１２１ａが密に噛合うほど作動油が圧縮されるので、この歯車が密に噛合う領域を油圧ポンプ室１２７の圧縮側領域とも称する。
【００２２】
駆動シャフト５４は、電動モータ５０に接続されてインナロータ１２２を回転駆動する。インナロータ１２２とアウタロータ１２１との噛み合いにより、駆動シャフト５４の回転に伴ってインナロータ１２２およびアウタロータ１２１は回転駆動される。この駆動シャフト５４が正逆回転を行うことで油圧ポンプ６０は双方向油圧ポンプとして機能する。
【００２３】
作動油は、油圧ポンプ室１２７の鉛直上方に配置されたタンク６２から流入する。また、作動油は、吸入口６１の連通路を、これに介装した吸入チェック弁６３を通じて通過し、油圧ポンプロータ６４の回転によって圧縮され作動油吐出口６５から外出し、油圧ポンプ筐体５６に配置した油圧ポンプ筐体内油圧配管６６を通過した後、ポート６７から油圧ポンプ外部油圧配管７０へ出る。作動油の充填は、転舵によりパワーシリンダ８０内の体積が小さく低圧側になった液室の作動油がタンク６２に流入することで成立している。なお、駆動シャフト５４は、油圧ポンプ筐体５６と４箇所のベアリング５５で回転支持されている。
【００２４】
ここで、本実施形態において、油圧ポンプ６０の吐出側に配設された油圧ポンプ筐体内油圧配管６６および油圧ポンプ外部油圧配管７０は、コントロールユニット４０、電動モータ５０および油圧ポンプ６０を一体に保持する油圧ポンプ筐体５６において、コントロールユニット４０（特にインバータ４２）と隣接した位置を通過している。これにより、インバータ４２において発せられた熱を作動油に伝達し、作動油を目的の温度に上昇させることが容易となる。
【００２５】
また、インバータ４２および電動モータ５０の熱を作動油に伝達して作動油の温度を上昇させることができると共に、インバータ４２および電動モータ５０を効率的に冷却することができる。
また、本実施形態においては、コントロールユニット４０とリザーバタンク６２とを電動モータ５０の回転軸に対して同一の側に配置している。
したがって、より少ないスペースに集約して装置を配置できる。また、インバータの熱を速やかに油圧配管に伝達することができ、インバータを効率的に冷却することができる。
【００２６】
さらに、本実施形態では、リザーバタンク６２を油圧ポンプ室１２７の鉛直上方側に配置しているため、作動油の自重によって油圧ポンプ室１２７への供給を促すことができる。
また、本実施形態では、インバータ４２とリザーバタンク６２との間に油圧ポンプ筐体内油圧配管６６および油圧ポンプ外部油圧配管７０を配置している。
したがって、インバータ４２および電動モータ５０の熱を作動油に伝達して作動油の温度を上昇させることができると共に、インバータ４２および電動モータ５０を効率的に冷却することができる。
【００２７】
また、本実施形態においては、油圧ポンプ筐体内油圧配管６６は、電動モータ５０に近接した位置を通過している。これにより、電動モータ５０において発せられた熱を作動油に伝達し、作動油を目的の温度に上昇させること、および、電動モータ５０の冷却を行うことが容易となる。
さらに、本実施形態においては、油圧ポンプ筐体５６において、駆動シャフト５４の周りを油圧ポンプ筐体内油圧配管６６が通過する構成である。
【００２８】
そのため、油圧ポンプ筐体５６内において、油圧配管を効率的に配置しつつ、駆動シャフト５４を介して伝達される電動モータ５０からの熱を油圧配管内の作動油に効率的に供給することができる。また、駆動シャフト５４および油圧ポンプ筐体内油圧配管６６を介して電動モータ５０の熱を伝達し、電動モータ５０の冷却を促すことができる。
なお、本実施形態においては、油圧ポンプ６０の吐出側の油圧配管をコントロールユニット４０および電動モータ５０に隣接して配置することとした。これに対し、タンク６２から油圧ポンプ６０への連通路となる油圧配管（即ち、油圧ポンプ６０の吸入側の油圧配管）をコントロールユニット４０および電動モータ５０に隣接して配置することもできる。
【００２９】
（インバータ制御装置４１の制御内容）
図４は、インバータ制御装置４１の制御ブロック図である。
図４においては、運転者の操舵状態と車両および装置の状態から、電動モータ５０のトルク生成電流（ｑ軸電流）およびコイル５２の温度を上昇させる電流（ｄ軸電流）の演算を行い、モータ制御指令を出力する過程までを示している。
初めに、インバータ制御装置４１内の操舵/走行状態判断部４１ａとして、非操舵判断部と基本アシスト指令値演算部が制御に必要な状態信号の入力を受ける。
【００３０】
ここで、状態信号については、操舵状態としてトルクセンサ３０による検出値Ｔｑを入力し、車両の走行状態として車速センサ３１による検出値ｖ、舵角センサ３３による操舵角θを入力する。また、モータの発生トルクをフィードバック制御するため、電動モータ５０内のロータリエンコーダ５１によるモータ回転位置を入力する。さらに、操舵/走行状態判断部４１ａは、このモータ回転位置をモータ回転数ωに換算する。
【００３１】
次に、インバータ制御装置４１内の補助力指令値演算部４１ｂが、操舵トルクＴｑと車速ｖに対して、アシスト制御のための補助力Ｔａを算出する。その際、モータ回転数ωも補助力指令値演算部４１ｂに入力しフィードバックして演算する。
続いて、補助力指令値演算部４１ｂが、作動油温度Ｔｈを中心とした温度制御幅を、予め決められたマップに沿って決定し、決定した温度制御幅で管理するよう目標温度を算出すると共に、操舵に必要な補助力を発生するために必要な電動モータ５０のｑ軸とｄ軸の電流値（目標ｑ軸電流値Ｉｑ*、目標ｄ軸電流値Ｉｄ*）を演算する。
【００３２】
さらに、インバータ４２が、補助力指令値演算部４１ｂによる演算値（Ｉｑ*，Ｉｄ*）を基にＰＷＭ制御を行い、電動モータ５０を駆動する。
即ち、補助力指令値演算部４１ｂで算出されたＩｄ*,Ｉｑ*は，インバータ４２内の電流制御部が２相→３相座標変換を施し、目標電圧Ｖｕ,Ｖｖ,Ｖｗを算出する。３相モータである電動モータ５０は、Ｖｕ,Ｖｖ,Ｖｗに従い、ＰＷＭインバータによって駆動される。
３相モータの制御を行う際には、目標ｄ軸，ｑ軸電流値Ｉｄ*,Ｉｑ*と、実ｄ軸,ｑ軸電流とに基づいて、ｄ軸，ｑ軸ＰＩ制御部にて、ｄ軸電圧Ｖｄ,ｑ軸電圧Ｖｑを算出し、モータ電流のＰＩ制御を実施する。
なお、図４におけるＩｕ，Ｉｖは、ｕ相電流、ｖ相電流であり、Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、ｖ相電圧、ｕ相電圧、ｗ相電圧である。
【００３３】
（動作）
次に、動作を説明する。
（操舵判断処理）
図５は、操舵/走行状態判断部４１ａの非操舵判断部が実行する操舵判断処理を示すフローチャートである。
非操舵判断部は、自動車１Ａのイグニションオンと共に操舵判断処理を繰り返し実行する。
図５において、操舵判断処理を開始すると、非操舵判断部は、車両の状態信号として操舵トルクＴｑ，モータ回転数ωを読み込む（ステップＳ１０）。
次に、非操舵判断部は、設定した閾値（操舵トルク閾値）より操舵トルクＴｑが小さいか否かの判定を行う（ステップＳ２０）。
【００３４】
ステップＳ２０において、操舵トルクＴｑが操舵トルク閾値よりも小さいと判定した場合、非操舵判断部は、設定したモータ回転数の閾値（モータ回転数閾値）よりも電動モータ５０の回転数ωが大きいか否かの判定を行う（ステップＳ３０）。
ステップＳ３０において、電動モータ５０の回転数ωがモータ回転数閾値以下であると判定した場合、非操舵判断部は、非操舵判断フラグＳｔを、操舵を行っていないことを示す“１”にセットする（ステップＳ４０）。
ステップＳ２０において、操舵トルクＴｑが操舵トルク閾値以上であると判定した場合、および、ステップＳ３０において、電動モータ５０の回転数ωがモータ回転数閾値より大きいと判定した場合、非操舵判断部は、非操舵判断フラグＳｔを、操舵を行っていることを示す“０”にセットする（ステップＳ５０）。
ステップＳ４０，Ｓ５０の後、非操舵判断部は、操舵判断処理を繰り返す。
【００３５】
（モータ制御処理）
図６は、コントロールユニット４０が実行するモータ制御処理を示すフローチャートである。
コントロールユニット４０は、自動車１Ａのイグニションオンと共にモータ制御処理を繰り返し実行する。
図６において、モータ制御処理を開始すると、コントロールユニット４０は、各種状態信号を読み込み、基本アシスト指令値演算部によって基本アシスト（補助力）指令値を算出する。また、コントロールユニット４０は、非操舵判断部に非操舵判断フラグＳｔの値を読み込み、温度センサ３２の検出値Ｔｈ（作動油温度）を読み込む（ステップＳ１００）。
【００３６】
次に、コントロールユニット４０は、作動油温度Ｔｈが作動油の温度に対する粘性変化率が比較的大きくない領域（例えば０℃以上）の最低温度Ｔ０よりも低いか否かの判定を行う（ステップＳ２００）。
ステップＳ２００において、作動油温度Ｔｈが最低温度Ｔ０以上であると判定した場合、作動油の粘度変化率が小さいため特に温度を上げる必要がないことから、コントロールユニット４０は、通常のアシスト制御のためのマップＭａを使用して、モータ回転数ωから目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ３００）。
【００３７】
そして、コントロールユニット４０は、マップＭａを使用して算出した目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*をインバータ４２に出力して電動モータ５０の制御を行う（ステップＳ４００）。
一方、ステップＳ２００において、作動油温度Ｔｈが最低温度Ｔ０より低いと判定した場合、コントロールユニット４０は、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”であるか否かの判定を行う（ステップＳ５００）。
ステップＳ５００において、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”でないと判定した場合、電動モータ５０が動作することによって作動油温度は上昇し、作動油の温度を上昇させる制御は必要ないことから、コントロールユニット４０は、ステップＳ３００に移行する。
【００３８】
一方、ステップＳ５００において、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”であると判定した場合、電動モータ５０が動作しないために作動油温度を上昇させる制御が必要であることから、コントロールユニット４０は、作動油温度を上昇させるためのマップＭｂを使用して、目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ６００）。
そして、コントロールユニット４０は、マップＭｂを使用して算出した目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*をインバータ４２に出力して電動モータ５０の制御を行う（ステップＳ７００）。
ステップＳ４００およびＳ７００の後、コントロールユニット４０は、モータ制御処理を繰り返す。
【００３９】
（マップＭａ，Ｍｂの特性）
次に、モータ制御処理で使用するマップＭａ，Ｍｂの特性について説明する。
図７は、マップＭａ，Ｍｂを示す図である。
上述の通り、マップＭａは、通常のアシスト制御のためのモータ回転数ωと目標ｑ軸電流値Ｉｑ*、目標ｄ軸電流値Ｉｄ*との関係を示すマップである。また、マップＭｂは、作動油温度を上昇させるためのモータ回転数ωと目標ｑ軸電流値Ｉｑ*、目標ｄ軸電流値Ｉｄ*との関係を示すマップである。
【００４０】
マップＭａは、作動油温度の保持・上昇を考慮しないもので、基本操舵トルク指令に従って、トルクを生成するｑ軸電流値を決定する。アシストトルクの増大に比例したｑ軸電流値Ｉｑを制御する。モータ特性は、要求するｑ軸電流値Ｉｑが高いほど、モータ回転数が低い領域から効率が下がるものとなる。
また、ｄ軸電流値は、電動モータ５０の回転数が上昇すると誘導起電力が大きくなり、アシストトルクが減少してしまうのを防止するために、ステータに界磁電流を通電するものであり、モータ回転数の増加に比例してｄ軸電流値を増加させる。要求アシストトルクが大きいほど、低い回転数からｄ軸電流を通電する。
【００４１】
マップＭｂは、非操舵時に作動油温度を急速に上昇させるための指令電流マップである。モータ回転数ωに関わらず、ｄ軸電流値を最大にして早期に作動油温度を上昇させる特性となっている。
本実施形態においては、これらマップＭａ，Ｍｂを切り替えて目標ｑ軸電流値Ｉｑ*、目標ｄ軸電流値Ｉｄ*を算出するため、作動油の温度状態に応じて簡単に適切な電流値を算出することができる。
【００４２】
（作用）
図８は、本実施形態における電動パワーステアリング装置１の熱伝達経路を示す模式図である。
本実施形態においては、インバータ４２および電動モータ５０の主に２つの熱源を用いている。
したがって、初めにインバータ４２の発熱による熱伝達経路を説明する。
インバータ４２の熱は、ヒートシンク４３および油圧ポンプ筐体５６に伝達される。ヒートシンク４３の熱はコイル５２外面の油圧ポンプ筐体５６に伝達され、油圧ポンプ筐体５６の熱は、吸入口６１、作動油吐出口６５および油圧ポンプ筐体内油圧配管６６に伝達される。
【００４３】
次に、コイル５２の発熱による熱伝達経路を説明する。
コイル５２の熱は、コイル５２外面の油圧ポンプ筐体５６およびロータ５３に伝達される。ロータ５３に伝達した熱は、駆動シャフト５４を通じて油圧ポンプロータ６４に伝達される。そして、この熱は油圧ポンプ筐体５６に伝達され、油圧ポンプ筐体５６の熱は、吸入口６１、作動油吐出口６５および油圧ポンプ筐体内油圧配管６６に伝達される。
【００４４】
以上のような熱伝達経路により、油圧ポンプ６０の吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管への熱の伝達によって、効果的に作動油が温められる。
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ａは、コントロールユニット４０、電動モータ５０および油圧ポンプ６０を一体に保持する油圧ポンプ筐体５６において、油圧ポンプ６０に連通する油圧配管を電動モータ５０あるいはインバータ４２といった熱源に近接した位置に配置している。
【００４５】
そのため、電動モータ５０とインバータ４２とによって発生した熱を、油圧ポンプ筐体５６が蓄熱体となって保持し、油圧配管が油圧ポンプ筐体５６の中央に配置されることで、外気からの距離が遠ざけられて断熱する。
したがって、熱源と油圧ポンプとインバータを一体化した筐体により大きな熱エネルギーを蓄え、油圧配管を筐体で包囲して断熱することで、作動油の温度を高く保持でき、温度の時間変化も緩やかにすることができる。
【００４６】
そして、作動油温度の時間変化が緩やかになった結果、作動油の粘度の変動が緩和され、操舵補助力を安定させることが可能となる。
また、本実施形態に係る自動車１Ａは、操舵が行われていない場合および作動油の温度が最低温度Ｔ０より低い場合に、電動モータ５０を駆動するための目標ｄ軸電流値Ｉｄ*を出力し、コイル５２の温度を上昇させる。
そのため、操舵が行われず、電動モータ５０が回転しない状況および作動油の温度が低い状況においても、電動モータ５０から熱が発せられることとなり、作動油の温度を目的の温度に近づけることができる。
したがって、操舵補助力をさらに安定させることが可能となる。
【００４７】
図９は、油圧ポンプの作動油吐出口６５付近の作動油温度の時間変化を示す図である。
図９において、破線は、本発明を適用しない場合を示す比較例であり、実線は本実施形態の場合を示している。
本実施形態においては、コントロールユニット４０と電動モータ５０と油圧ポンプ６０とを接近させて一体にし、コントロールユニット４０に内装したインバータ４２と電動モータ５０との蓄熱体として油圧ポンプ筐体５６を形成し、さらにヒートシンク４３を隣接させている。
【００４８】
この一体構造によって、２つの熱源であるインバータ４２およびコイル５２の熱を、蓄熱体（油圧ポンプ筐体５６およびヒートシンク４３）の体積を大きく確保して蓄熱できる。さらに、油圧ポンプ６０の作動油吐出口６５から油圧ポンプ外部油圧配管７０までの作動油の経路は、油圧ポンプ筐体内油圧配管６６を油圧ポンプ筐体５６で包囲し、外部から離間して通過させたことによって外気から断熱される。
【００４９】
このように、従来、モーターコイルのみの熱エネルギーを利用していたところを、第１実施形態では、インバータ４２も利用して熱エネルギーを大きくし、この熱エネルギーを、電動モータ５０、インバータ４２、ヒートシンク４３で一体化し、体積を大きく確保した油圧ポンプ筐体５６によって蓄えられるようにした。また、第１実施形態の熱伝達の経路は、電動モータ５０のコイル５２およびインバータ４２から油圧ポンプ筐体５６への経路と合わせて、油圧ポンプ６０、ヒートシンク４３、駆動シャフト５４、油圧ポンプロータ６４から油圧ポンプ筐体５６への経路があるため蓄熱が早い。さらに、油圧ポンプ筐体５６外部から最大距離付近の部位に油圧配管を通すことで作動油を断熱していることから、作動油温度の時間変化を緩やかにできる。
【００５０】
なお、上記実施形態において、トルクセンサ３０が操舵状態検出手段に対応し、電動モータ５０および油圧ポンプ６０がアシスト装置に対応し、インバータ制御装置４１、インバータ４２およびヒートシンク４３が操舵補助機構に対応している。また、電動モータ５０が電動モータに対応し、油圧ポンプ６０が油圧ポンプに対応し、パワーシリンダ８０およびピストン８１が油圧機構に対応している。また、油圧ポンプ筐体内油圧配管６６が油圧配管に対応し、コントロールユニット４０が制御装置に対応し、インバータ４２がインバータに対応し、インバータ制御装置４１がインバータ制御装置に対応している。また、油圧ポンプ筐体５６が筐体に対応し、ヒートシンク４３が蓄熱部に対応し、駆動シャフト５４が回転軸に対応している。また、コントロールユニット４０が作動油温度調整手段に対応している。
【００５１】
（第１実施形態の効果）
（１）インバータを電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、油圧配管をインバータに近接して配置した。
そのため、インバータと電動モータとから発生した熱を油圧配管に伝達して、作動油の温度変化を抑制することができる。
したがって、電動油圧装置の動作をより安定させることが可能となる。
（２）インバータと作動油を蓄積するリザーバタンクとをモータの回転軸に対して同一の側に配置し、油圧配管をインバータとリザーバタンクとの間に配置した。
したがって、より少ないスペースに集約して電動油圧装置を配置できる。
【００５２】
（３）インバータを電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、油圧配管を油圧ポンプよりもインバータと電動モータとに近接して配置した。
そのため、インバータと電動モータとから発生した熱を油圧配管に伝達して、作動油の温度変化を抑制することができる。
したがって、電動油圧装置の動作をより安定させることが可能となる。
【００５３】
（４）インバータを電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管を油圧ポンプよりもインバータと電動モータとに近接して配置した。
そのため、インバータと電動モータとから発生した熱を油圧ポンプの吐出側あるいは吸入側の油圧配管に伝達して、作動油の温度変化を抑制することができる。
したがって、電動油圧装置の動作をより安定させることが可能となる。
【００５４】
（５）電動モータと、インバータと、電動モータおよびインバータで発生した熱を蓄える蓄熱部とを一体に保持する筐体を構成し、蓄熱部をインバータと電動モータに隣接して配置すると共に、油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管を筐体内の中央部を通過するように配置した。
したがって、電動モータおよびインバータにおいて発せられた熱を作動油に伝達し、作動油を目的の温度に上昇させることが容易となる。
（６）油圧配管を、筐体内の回転軸周りを通過するように構成した。
したがって、筐体内において、油圧配管を効率的に配置しつつ、回転軸を介して伝達される電動モータからの熱を油圧配管内の作動油に効率的に供給することができる。
【００５５】
（７）インバータを電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、筐体を介して油圧配管をインバータに近接して配置し、インバータおよび電動モータで発生した熱を筐体に伝熱すると共に、筐体の熱を油圧配管に伝熱する。
したがって、インバータおよび電動モータの熱を作動油に伝達して作動油の温度を上昇させることができると共に、インバータおよび電動モータを効率的に冷却することができる。
【００５６】
（８）インバータと作動油を蓄積するリザーバタンクとをモータの回転軸に対して同一の側に配置すると共に、油圧配管をインバータとリザーバタンクとの間に配置し、インバータで発生した熱を油圧配管に伝熱し、油圧配管の熱を前記リザーバタンクに伝熱する。
したがって、インバータの熱を速やかに油圧配管に伝達することができ、インバータを効率的に冷却することができる。
（９）インバータを電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、油圧配管を油圧ポンプよりもインバータと電動モータとに近接して配置し、インバータおよび電動モータで発生した熱を油圧配管に伝熱すると共に、油圧配管の熱を油圧ポンプに伝熱する。
したがって、インバータと電動モータとから発生した熱を油圧配管に伝達して、インバータおよび電動モータの冷却を促すことができる。
【００５７】
（１０）インバータを電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管を油圧ポンプよりもインバータと電動モータとに近接して配置し、インバータおよび電動モータで発生した熱を油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管に伝熱すると共に、油圧配管の熱を油圧ポンプに伝熱する。
したがって、インバータと電動モータとから発生した熱を油圧ポンプの吐出側あるいは吸入側の油圧配管に伝達し、さらに油圧配管の熱を油圧ポンプに伝達することができるため、インバータおよび電動モータの冷却を促すことができる。
【００５８】
（１１）電動モータと、インバータと、電動モータおよびインバータで発生した熱を蓄える蓄熱部とを一体に保持する筐体を構成し、蓄熱部をインバータと電動モータに隣接して配置すると共に、油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管を筐体内の中央部を通過するように配置し、蓄熱部に蓄えた熱を前記油圧配管に伝熱する。
したがって、蓄熱部から油圧配管に伝熱し、油圧配管の作動油を介して放熱することができるため、電動モータとインバータとの冷却を促すことができる。
【００５９】
（１２）油圧配管を、筐体内の回転軸周りを通過するように設置し、蓄熱部に蓄えた熱を油圧配管に伝熱する。
したがって、回転軸および油圧配管を介して、電動モータの熱を伝達することができ、電動モータの冷却を促すことができる。
（１３）作動油の温度を調整する作動油温度調整手段が、電動モータのコイルを発熱させるための電流を通電して作動油の温度を上昇させる。
したがって、作動油の温度が低い場合に、電動モータのコイルが発する熱によって、作動油の温度を目的の温度に近づけることが可能となる。
【００６０】
（１４）作動油温度が設定した閾値未満であり、非操舵状態であると判定した場合、電動モータのコイルを発熱させ温度を上昇させるための電流を算出する。
したがって、非操舵状態で電動モータが作動せず、作動油の温度が低い場合に、電動モータのコイルを発熱させることによって、作動油の温度を目的の温度に近づけることが可能となる。
（１５）作動油の温度を調整する場合に用いる第１の補助力指令電流マップと、作動油の調整を行わない場合に用いる第２の補助力指令電流マップとを含む複数の補助力指令電流マップのうち、いずれかの補助力指令電流マップを選択して補助力指令電流演算手段によってコイルを発熱させる電流を算出する。
したがって、補助力指令電流マップを切り替えて補助力指令電流を算出するため、作動油の温度状態に応じて簡単に適切な電流値を算出することができる。
【００６１】
（１６）電動モータと電動モータを制御するインバータとを隣接させて一体に構成し、作動油の油圧配管をインバータに近接して配置することにより、電動モータおよびインバータから発生した熱を油圧配管に伝熱する。
そのため、インバータと電動モータとから発生した熱を油圧配管に伝達して、作動油の温度変化を抑制することができる。
したがって、電動油圧装置の動作をより安定させることが可能となる。また、インバータおよび電動モータの冷却を促すことができる。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態では、第１実施形態に対して、システム起動（走行開始）から一定時間経過後の作動油温度に基づいて、制御する作動油温度幅を決定するものである。
したがって、第１実施形態と異なる部分であるモータ制御処理について説明する。
図１０は、第２実施形態におけるモータ制御処理を示すフローチャートである。
コントロールユニット４０は、自動車１Ａのイグニションオンと共にモータ制御処理を繰り返し実行する。
【００６３】
図１０において、モータ制御処理を開始すると、コントロールユニット４０は、各種状態信号を読み込み、基本アシスト指令値演算部によって基本アシスト（補助力）指令値を算出する。また、コントロールユニット４０は、非操舵判断部に非操舵判断フラグＳｔの値を読み込み、温度センサ３２の検出値Ｔｈ（作動油温度）を読み込む。さらに、コントロールユニット４０は、システム起動後の経過時間ｔを読み込む（ステップＳ１１００）。なお、システム起動後の経過時間は、コントロールユニット４０のシステムクロックを用いて取得することができる。
【００６４】
次に、コントロールユニット４０は、システム起動後の経過時間ｔが、設定した経過時間の閾値Ｔｔｈより大きいか否かの判定を行う（ステップＳ１２００）。ここで、経過時間の閾値Ｔｔｈは、車両の主駆動部（エンジン、補機等）が十分温まる時間（例えばエンジン冷却水計が消えるまでの時間）を考慮して決定されている。
ステップＳ１２００において、システム起動後の経過時間ｔが、経過時間の閾値Ｔｔｈ以下であると判定した場合、コントロールユニット４０は、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”であるか否かの判定を行う（ステップＳ１３００）。
【００６５】
ステップＳ１３００において、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”でないと判定した場合、電動モータ５０が動作することによって作動油温度は上昇し、作動油の温度を上昇させる制御は必要ないことから、コントロールユニット４０は、通常のアシスト制御のためのマップＭａを使用して、モータ回転数ωから目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ１４００）。
【００６６】
一方、ステップＳ１３００において、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”であると判定した場合、電動モータ５０が動作しないために作動油温度を上昇させる制御が必要であることから、コントロールユニット４０は、作動油温度を上昇させるためのマップＭｂを使用して、目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ１５００）。
【００６７】
ステップＳ１４００，Ｓ１５００の後、コントロールユニット４０は、マップＭａあるいはマップＭｂを使用して算出した目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*をインバータ４２に出力して電動モータ５０の制御を行う（ステップＳ１６００）。
一方、ステップＳ１２００において、システム起動後の経過時間ｔが、経過時間の閾値Ｔｔｈより大きいと判定した場合、コントロールユニット４０は、作動油温度の基準として用いる基準温度Ｔｇに、現在の作動油温度Ｔｈを設定する（ステップＳ１７００）。
このとき、作動油温度の変動で操舵補助力に影響することがないよう作動油温度を一定幅に管理するため、基準温度Ｔｇを中心とした温度幅Ｔｇｍａｘ（上限値）とＴｇｍｉｎ（下限値）を決定する。
【００６８】
図１１は、作動油の粘度特性を示す模式図である。
図１１に示すように、作動油の粘度は、その温度域Ｔ１，Ｔ２によって２つの傾きに変化する特性を有している。そこで、基準温度Ｔｇが作動油温度域Ｔ１，Ｔ２のいずれにあるかによって作動油粘度が一定幅になるように制御温度幅ＴｇｍａｘとＴｇｍｉｎを設定する。したがって、低い温度域Ｔ１の場合、ＴｇｍａｘとＴｇｍｉｎの差は小さくなり、高い温度域Ｔ２の場合、ＴｇｍａｘとＴｇｍｉｎの差は大きくなる。これにより、高い温度域Ｔ２においては、過度に細かい制御を行うことがなくなり、不要なエネルギーの消費を抑えることができる。
【００６９】
次に、コントロールユニット４０は、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”であるか否かの判定を行う（ステップＳ１８００）。
ステップＳ１８００において、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”でないと判定した場合、コントロールユニット４０は、通常のアシスト制御のためのマップＭａを使用して、モータ回転数ωから目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ１９００）。
そして、コントロールユニット４０は、マップＭａを使用して算出した目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*をインバータ４２に出力して電動モータ５０の制御を行う（ステップＳ２０００）。
【００７０】
一方、ステップＳ１８００において、非操舵判断フラグＳｔの値が“１”であると判定した場合、コントロールユニット４０は、作動油温度Ｔｈが基準温度Ｔｇを基に定めた基準温度の上限値Ｔｇｍａｘ以上であるか否かの判定を行う（ステップＳ２１００）。
ステップＳ２１００において、作動油温度Ｔｈが基準温度の上限値Ｔｇｍａｘ以上であると判定した場合、コントロールユニット４０は、ステップＳ１９００の処理に移行する。
【００７１】
一方、ステップＳ２１００において、作動油温度Ｔｈが基準温度の上限値Ｔｇｍａｘ未満であると判定した場合、コントロールユニット４０は、作動油温度Ｔｈが基準温度Ｔｇを基に定めた基準温度の下限値Ｔｇｍｉｎより大きいか否かの判定を行う（ステップＳ２２００）。
ステップＳ２２００において、作動油温度Ｔｈが基準温度の下限値Ｔｇｍｉｎ以下であると判定した場合、コントロールユニット４０は、作動油温度を上昇させるためのマップＭｂを使用して、目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ２３００）。
ステップＳ２３００の後、コントロールユニット４０は、ステップＳ２０００の処理に移行する。
【００７２】
一方、ステップＳ２２００において、作動油温度Ｔｈが基準温度の下限値Ｔｇｍｉｎより大きいと判定した場合、コントロールユニット４０は、マップＭｂの場合よりも目標ｄ軸電流Ｉｄ*を抑制したマップＭｃを使用して、目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ２４００）。なお、マップＭｃの具体的特性については後述する。
そして、コントロールユニット４０は、マップＭｃを使用して算出した目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*をインバータ４２に出力して電動モータ５０の制御を行う（ステップＳ２５００）。
ステップＳ１６００、Ｓ２０００およびＳ２５００の後、コントロールユニット４０は、モータ制御処理を繰り返す。
【００７３】
（マップＭｃの特性）
図１２は、マップＭｃを示す図である。
上述の通り、マップＭｃは、マップＭｂよりもｄ軸電流を抑制した特性を有しており、モータ回転数ωに関わらず、例えばｄ軸電流の最大値の半分の値となる特性である。
このような特性により、消費電力を抑えつつ、作動油温度を一定の範囲に収めることが可能となる。
【００７４】
（作用）
図１３は、第２実施形態において、パワーステアリングシステムが起動してから一定時間後の作動油温度を基点にした温度幅で制御を行った場合の作動油温度の時間変化を示す図である。
コントロールユニット４０の補助力指令値演算部４１ｂが、所定時間Ｔｔｈ経過後の作動油温度Ｔｇを基準にしてｄ軸の通電電流を制御した結果、作動油温度Ｔｈは、温度範囲ＴｇｍａｘからＴｇｍｉｎまでの温度幅に入るようになる。ここでは、作動油の絶対温度を予め設定した値に制御するのではなく、現在の環境によって現れた作動油の温度を基準として、温度変化を一定に収めることにより、車両が置かれている環境に応じた一定の温度領域で作動油温度（即ち作動油の粘度）を制御することとなる。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ａは、外気への放熱と車両の駆動部の発熱で、油圧ポンプ６０の作動油温度がほぼ平衡になった点を基準として、作動油温度を管理する。
したがって、操舵補助力を安定させることが可能となると共に、運転者に対して、操舵反力の変動に違和感を与えることを防止できる。
なお、上記実施形態において、車速センサ３１が車両走行状態検出手段に対応し、温度センサ３２が温度検出手段に対応し、操舵／走行状態判断部４１ａが基本アシスト指令値演算手段に対応している。また、補助力指令値演算部４１ｂが補助力指令電流演算手段に対応している。
【００７６】
（第２実施形態の効果）
（１）非操舵状態であると判定した場合に、走行開始から設定時間後に検出した作動油温度に基づいて、作動油温度の制御幅を決定し、作動油温度が該制御幅となるようにコイルを発熱させ温度を上昇させる電流を算出する。
したがって、作動油温度がほぼ平衡になった点を基準として、作動油温度を管理することができ、操舵補助力を安定させることが可能となると共に、運転者に対して、操舵反力の変動に違和感を与えることを防止できる。
【００７７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、第２実施形態に対して、非操舵判断部を設置しない構成としている。
また、第２実施形態と同様に、システム起動から一定時間経過後の作動油の基準温度Ｔｇを基にモータ電流を制御する。
以下、第1実施形態と異なる部分であるモータ制御処理について説明する。
図１４は、第３実施形態におけるモータ制御処理を示すフローチャートである。
コントロールユニット４０は、自動車１Ａのイグニションオンと共にモータ制御処理を繰り返し実行する。
【００７８】
図１４において、モータ制御処理を開始すると、コントロールユニット４０は、各種状態信号を読み込み、基本アシスト指令値演算部によって基本アシスト（補助力）指令値を算出する。また、コントロールユニット４０は、温度センサ３２の検出値Ｔｈ（作動油温度）を読み込む。さらに、コントロールユニット４０は、システム起動後の経過時間ｔを読み込む（ステップＳ３１００）。なお、システム起動後の経過時間は、コントロールユニット４０のシステムクロックを用いて取得することができる。
【００７９】
次に、コントロールユニット４０は、システム起動後の経過時間ｔが、設定した経過時間の閾値Ｔｔｈより大きいか否かの判定を行う（ステップＳ３２００）。ここで、経過時間の閾値Ｔｔｈは、車両の主駆動部（エンジン、補機等）が十分温まる時間（例えばエンジン冷却水計が消えるまでの時間）を考慮して決定されている。
ステップＳ３２００において、システム起動後の経過時間ｔが、経過時間の閾値Ｔｔｈ以下であると判定した場合、コントロールユニット４０は、通常のアシスト制御のためのマップＭａを使用して、モータ回転数ωから目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ３３００）。
【００８０】
そして、コントロールユニット４０は、マップＭａを使用して算出した目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*をインバータ４２に出力して電動モータ５０の制御を行う（ステップＳ３４００）。
一方、ステップＳ３２００において、システム起動後の経過時間ｔが、経過時間の閾値Ｔｔｈより大きいと判定した場合、コントロールユニット４０は、作動油温度の基準として用いる基準温度Ｔｇに、現在の作動油温度Ｔｈを設定する（ステップＳ３５００）。
【００８１】
このとき、作動油温度の変動で操舵補助力に影響することがないよう作動油温度を一定幅に管理するため、基準温度Ｔｇを中心とした温度幅Ｔｇｍａｘ（上限値）とＴｇｍｉｎ（下限値）を決定する（図１１参照）。
次に、コントロールユニット４０は、作動油温度Ｔｈが基準温度Ｔｇを基に定めた基準温度の上限値Ｔｇｍａｘ以上であるか否かの判定を行う（ステップＳ３６００）。
【００８２】
ステップＳ３６００において、作動油温度Ｔｈが基準温度の上限値Ｔｇｍａｘ未満であると判定した場合、コントロールユニット４０は、操舵トルクとモータ回転数とによってアシスト制御するためのマップＭｄを使用して、モータ回転数ωから目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ３７００）。
そして、コントロールユニット４０は、マップＭｄを使用して算出した目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*をインバータ４２に出力して電動モータ５０の制御を行う（ステップＳ３８００）。ステップＳ３８００では、作動油温度Ｔｈが上限値Ｔｇｍａｘよりも低いため、ｄ軸電流を通電して作動油温度を上げながら、アシスト力を補助できるようｑ軸電流も流している。
【００８３】
一方、ステップＳ３６００において、作動油温度Ｔｈが基準温度の上限値Ｔｇｍａｘ以上であると判定した場合、コントロールユニット４０は、通常のアシスト制御のためのマップＭａを使用して、モータ回転数ωから目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*を算出する（ステップＳ３９００）。
そして、コントロールユニット４０は、マップＭａを使用して算出した目標ｄ軸電流値Ｉｄ*および目標ｑ軸電流値Ｉｑ*をインバータ４２に出力して電動モータ５０の制御を行う（ステップＳ４０００）。
ステップＳ３４００、Ｓ３８００およびＳ４０００の後、コントロールユニット４０は、モータ制御処理を繰り返す。
【００８４】
（マップＭｄの特性）
図１５は、マップＭｄを示す図である。
上述の通り、マップＭｄは、操舵トルクとモータ回転数で通電電流を制御する特性を有している。
ここでは、操舵トルクがゼロの時、いわゆる非操舵状態と判断したときはｄ軸電流を最大にする。
また、設定した閾値より低目標トルク、低回転数領域においても、ｄ軸電流を最大とし、要求トルクが発生したときは、そのトルクを発生させるためにｑ軸電流も通電する。回転数が上昇するにつれてｑ軸電流が通電されるため、温度を上昇させる必要はないことから、マップＭａの高回転数領域と同様になるように連続的に電流値をつなげる。
【００８５】
（作用）
図１６は、第３実施形態において、パワーステアリングシステムが起動してから一定時間後の作動油温度を基点にした温度幅で制御を行った場合の作動油温度の時間変化を示す図である。
図１６において、破線は、本発明を適用しない場合を示す比較例であり、実線は本実施形態の場合を示している。
本実施形態では、操舵状態と、非操舵状態とを区別していないことから、作動油温度Ｔｈが上限値Ｔｇｍａｘ以下の場合は、マップＤに従って目標電流値（Ｉｑ，Ｉｄ）を算出する。これにより、低操舵トルク、低モータ回転数となる直線走行時においても、作動油温度の低下を防止することができる。さらに、操舵トルクとモータ回転数の所定条件が成立した場合にｄ軸電流（磁束生成電流）を通電することから、状況に応じてきめ細かく通電できるため、目標温度への到達時間を短縮することができる。
【００８６】
以上のように、本実施形態に係る自動車１Ａは、非操舵状態および操舵入力が小さい場合（低操舵トルク、低モータ回転数の場合）に、ｄ軸電流を通電して作動油の温度を上昇させる。
そのため、直線走行時等、比較的小さい操舵入力のみが行われる状況においても、作動油の温度変化を一定に収めることができる。
したがって、操舵補助力を安定させることが可能となると共に、運転者に対して、操舵反力の変動に違和感を与えることを防止できる。
なお、上記実施形態において、車速センサ３１が車両走行状態検出手段に対応し、温度センサ３２が温度検出手段に対応し、操舵／走行状態判断部４１ａが基本アシスト指令値演算手段に対応している。また、補助力指令値演算部４１ｂが補助力指令電流演算手段に対応している。
【００８７】
（第３実施形態の効果）
（１）走行開始から設定時間後に検出した作動油温度に基づいて、作動油温度の制御幅を決定し、作動油温度が該制御幅の上限値未満である場合に、非操舵状態または設定した閾値より小さい操舵入力の状態を示す前記操舵状態であるときに作動油温度が前記制御幅となるように、前記コイルを発熱させ温度を上昇させる電流を算出する。
そのため、直線走行時等、比較的小さい操舵入力のみが行われる状況においても、作動油の温度変化を一定に収めることができる。
したがって、操舵補助力を安定させることが可能となると共に、運転者に対して、操舵反力の変動に違和感を与えることを防止できる。
【００８８】
（応用例１）
上記各実施形態において、油圧ポンプ６０の吐出側の油圧配管である油圧ポンプ筐体内油圧配管６６および油圧ポンプ外部油圧配管７０を、電動モータ５０およびインバータ４２に近接して配置することとした。これに対し、油圧ポンプ６０の吸入側の油圧配管を電動モータ５０およびインバータ４２に近接して配置することとしても良い。
この場合にも、電動モータ５０とインバータ４２とによって発生した熱を、油圧ポンプ筐体５６が蓄熱体となって保持し、油圧配管が油圧ポンプ筐体５６の中央に配置されることで、外気からの距離が遠ざけられて断熱する。
したがって、熱源と油圧ポンプとインバータを一体化した筐体により大きな熱エネルギーを蓄え、油圧配管を筐体で包囲して断熱することで、作動油の温度を高く保持でき、温度の時間変化も緩やかにすることができる。
そして、作動油温度の時間変化が緩やかになった結果、作動油の粘度の変動が緩和され、操舵補助力を安定させることが可能となる。
【００８９】
（応用例２）
上記各実施形態において、図１の温度センサ３２は、作動油の温度を検出することとして説明した。
これに対し、作動油の温度に代えて、インバータ４２の温度を検出し、インバータ４２の温度を基に作動油の温度を推定することができる。この場合、インバータ４２の温度を用いて、インバータ温度の加熱を防止する構成とすることができる。
【００９０】
（適用例）
第１〜第３実施形態および応用例において、本発明を自動車の電動パワーステアリング装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は、電動モータおよび油圧を用いた他の装置にも適用することができる。
例えば、作動油としての冷媒を搬送するポンプを電動モータで駆動するエアコンプレッサー、電動油圧フォークリフト、油圧によるアシスト機能を備えたブレーキ、油圧により締結の切り替え動作を行うクラッチ等の電動油圧装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１電動パワーステアリング装置、１Ａ自動車、１０ステアリングホイール、２０ステアリングシャフト、２５ラック、３０トルクセンサ、３１車速センサ、３２温度センサ、３３舵角センサ、４０コントロールユニット、４１インバータ制御装置、４１ａ走行状態判断部、４１ｂ補助力指令値演算部、４２インバータ、４３ヒートシンク、５０電動モータ、５１ロータリエンコーダ、５２コイル、５３ロータ、５４駆動シャフト、５５ベアリング、５６油圧ポンプ筐体、６０油圧ポンプ、６１吸入口、６２タンク、６３吸入チェック弁、６４油圧ポンプロータ、６５作動油吐出口、６６油圧ポンプ筐体内油圧配管、６７ポート、７０油圧ポンプ外部油圧配管、８０パワーシリンダ、８１ピストン、１２１アウタロータ、１２１ａ内歯歯車、１２１ｂ外周面、１２２インナロータ、１２２ａ外歯歯車、１２３カムリング、１２４，１２５ハウジング、１２７油圧ポンプ室、１２７ａ左側領域、１２７ｂ右側領域

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータによって駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプによって送出される作動油によって駆動される油圧機構と、
前記油圧機構と前記油圧ポンプとを連通する油圧配管と、
前記電動モータを制御するインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御装置とを有し、
前記インバータを前記電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、前記油圧配管を前記インバータに近接して配置したことを特徴とする電動油圧装置。
【請求項２】
前記インバータと作動油を蓄積するリザーバタンクとを前記モータの回転軸に対して同一の側に配置し、前記油圧配管を前記インバータと前記リザーバタンクとの間に配置したことを特徴とする請求項１記載の電動油圧装置。
【請求項３】
前記インバータを前記電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、前記油圧配管を前記油圧ポンプよりも前記インバータと前記電動モータとに近接して配置したことを特徴とする請求項１または２記載の電動油圧装置。
【請求項４】
車両を操舵する操舵機構と、
前記操舵機構における操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、
前記操舵機構に補助力を付与するアシスト装置と、
前記操舵状態検出手段の検出結果に基づいて、前記アシスト装置を制御する制御装置を備えた操舵補助機構と、を備える電動パワーステアリング装置を構成し、
前記アシスト装置は、
前記操舵機構の操舵状態に応じて駆動される前記電動モータと、前記油圧ポンプと、前記操舵機構に取り付けた前記油圧機構と、前記油圧配管とを備え、
前記制御装置は、
前記インバータと、前記インバータ制御装置とを有し、
前記インバータを前記電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、前記油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管を前記油圧ポンプよりも前記インバータと前記電動モータとに近接して配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動油圧装置。
【請求項５】
前記電動モータと、前記インバータと、前記電動モータおよび前記インバータで発生した熱を蓄える蓄熱部とを一体に保持する筐体を有し、
前記蓄熱部を前記インバータと前記電動モータに隣接して配置すると共に、油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管を前記筐体内の中央部を通過するように配置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動油圧装置。
【請求項６】
前記電動モータの回転を前記油圧ポンプに伝達する回転軸を有し、
前記油圧配管は、前記筐体内の前記回転軸周りを通過させたことを特徴とする請求項５記載の電動油圧装置。
【請求項７】
前記インバータを前記電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、筐体を介して前記油圧配管を前記インバータに近接して配置し、前記インバータおよび電動モータで発生した熱を前記筐体に伝熱すると共に、前記筐体の熱を前記油圧配管に伝熱することを特徴とする請求項１記載の電動油圧装置。
【請求項８】
前記インバータと作動油を蓄積するリザーバタンクとを前記モータの回転軸に対して同一の側に配置すると共に、前記油圧配管を前記インバータと前記リザーバタンクとの間に配置し、前記インバータで発生した熱を前記油圧配管に伝熱し、前記油圧配管の熱を前記リザーバタンクに伝熱することを特徴とする請求項１記載の電動油圧装置。
【請求項９】
前記インバータを前記電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、前記油圧配管を前記油圧ポンプよりも前記インバータと前記電動モータとに近接して配置し、前記インバータおよび電動モータで発生した熱を前記油圧配管に伝熱すると共に、前記油圧配管の熱を前記油圧ポンプに伝熱することを特徴とする請求項７または８記載の電動油圧装置。
【請求項１０】
車両を操舵する操舵機構と、
前記操舵機構における操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、
前記操舵機構に補助力を付与するアシスト装置と、
前記操舵状態検出手段の検出結果に基づいて、前記アシスト装置を制御する制御装置を備えた操舵補助機構と、を備える電動パワーステアリング装置を構成し、
前記アシスト装置は、
前記操舵機構の操舵状態に応じて駆動される前記電動モータと、前記油圧ポンプと、前記操舵機構に取り付けた前記油圧機構と、前記油圧配管とを備え、
前記制御装置は、
前記インバータと、前記インバータ制御装置とを有し、
前記インバータを前記電動モータに隣接させて一体に構成すると共に、前記油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管を前記油圧ポンプよりも前記インバータと前記電動モータとに近接して配置し、前記インバータおよび電動モータで発生した熱を前記油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管に伝熱すると共に、前記油圧配管の熱を前記油圧ポンプに伝熱することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の電動油圧装置。
【請求項１１】
前記電動モータと、前記インバータと、前記電動モータおよび前記インバータで発生した熱を蓄える蓄熱部とを一体に保持する筐体を有し、
前記蓄熱部を前記インバータと前記電動モータに隣接して配置すると共に、油圧ポンプの吐出側もしくは吸入側の少なくとも一方の油圧配管を前記筐体内の中央部を通過するように配置し、前記蓄熱部に蓄えた熱を前記油圧配管に伝熱することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の電動油圧装置。
【請求項１２】
前記電動モータの回転を前記油圧ポンプに伝達する回転軸を有し、
前記油圧配管は、前記筐体内の前記回転軸周りを通過させ、前記蓄熱部に蓄えた熱を前記油圧配管に伝熱することを特徴とする請求項１１記載の電動油圧装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、作動油の温度を調整する作動油温度調整手段を備え、
前記作動油温度検出手段は、前記電動モータのコイルを発熱させるための電流を通電することにより、前記作動油の温度を上昇させることを特徴とする請求項４記載の電動油圧装置。
【請求項１４】
車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
油圧ポンプ吐出口の作動油温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記制御装置は、
操舵状態と走行状態から、アシストトルクを算出する基本アシスト指令値演算手段と、前記電動モータの回転トルクを生成する電流と、コイルを発熱させ温度を上昇させる電流とを算出する補助力指令電流演算手段とを備え、
前記作動油温度調整手段は、前記作動油温度が設定した閾値未満であり、かつ、非操舵状態であると判定した場合に、前記補助力指令電流演算手段によって、コイルを発熱させ温度を上昇させる電流を算出することを特徴とする請求項１３記載の電動油圧装置。
【請求項１５】
車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
油圧ポンプ吐出口の作動油温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記制御装置は、
操舵状態と走行状態から、アシストトルクを算出する基本アシスト指令値演算手段と、前記電動モータの回転トルクを生成する電流と、コイルを発熱させ温度を上昇させる電流とを算出する補助力指令電流演算手段とを備え、
前記作動油温度調整手段は、非操舵状態であると判定した場合に、前記補助力指令電流演算手段によって、走行開始から設定時間後に検出した作動油温度に基づいて、作動油温度の制御幅を決定し、作動油温度が該制御幅となるように前記コイルを発熱させ温度を上昇させる電流を算出することを特徴とする請求項１３記載の電動油圧装置。
【請求項１６】
車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、
油圧ポンプ吐出口の作動油温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記制御装置は、
操舵状態と走行状態から、アシストトルクを算出する基本アシスト指令値演算手段と、前記電動モータの回転トルクを生成する電流と、コイルを発熱させ温度を上昇させる電流とを算出する補助力指令電流演算手段とを備え、
前記作動油温度調整手段は、前記補助力指令電流演算手段によって、走行開始から設定時間後に検出した作動油温度に基づいて、作動油温度の制御幅を決定し、作動油温度が該制御幅の上限値未満である場合に、非操舵状態または設定した閾値より小さい操舵入力の状態を示す前記操舵状態であるときに作動油温度が前記制御幅となるように、前記コイルを発熱させ温度を上昇させる電流を算出することを特徴とする請求項１３記載の電動油圧装置。
【請求項１７】
前記作動油温度調整手段は、作動油の温度を調整する場合に用いる第１の補助力指令電流マップと、作動油の調整を行わない場合に用いる第２の補助力指令電流マップとを含む複数の補助力指令電流マップを備え、いずれかの前記補助力指令電流マップを選択して前記補助力指令電流演算手段によってコイルを発熱させる電流を算出することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の電動油圧装置。
【請求項１８】
電動モータと前記電動モータを制御するインバータとを隣接させて一体に構成し、作動油の油圧配管を前記インバータに近接して配置することにより、前記電動モータおよび前記インバータから発生した熱を前記油圧配管に伝熱することを特徴とする電動油圧装置の作動油温度制御方法。

【図１】