电动助力转向温度控制方法、装置及具有该装置的电动助力转向系统和汽车制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动助力转向温度控制方法，包括如下步骤：S1、估算当前的转向系统温度；S2、识别当前所处的驾驶工况；S3、基于基础限流速率和工况限流系数计算电流降低速率，并按计算得到的电流降低速率对助力电流进行抑制。本发明专利技术随后提供了一种电动助力转向温度控制装置，该装置具有与前述方法依次对应的温度估算模块、工况识别模块和电流抑制模块。本发明专利技术进一步提供了包含前述装置的电动助力转向系统和包含该系统的汽车。本发明专利技术通过设置与各驾驶工况对应的电流抑制策略，不仅有效控制了转向电机发热，而且降低了电流抑制对转向手感的影响。的影响。的影响。

【技术实现步骤摘要】
电动助力转向温度控制方法、装置及具有该装置的电动助力转向系统和汽车


[0001]本专利技术涉及车辆电助力转向系统，具体是指一种电动助力转向温度控制方法、装置及具有该装置的电动助力转向系统和汽车。

技术介绍

[0002]目前，在车辆的转向技术中，普遍使用的电动助力转向系统(简称“EPS”)是通过控制电机输出电流来产生助力，辅助驾驶员进行转向操作。
[0003]在EPS系统中主要的功率元件就是电机(如未特别指明本专利技术中的电机均指助力转向电机)，无论电机类型是无刷还是有刷，都会在工作旋转作业中产生大量的热能，导致系统温度的升高，然而高温对于控制器芯片上各种电子元器件的寿命和功能都有很大的影响，更有甚者会造成电子元器件的过热过流损坏，造成行驶过程中助力的丢失，产生安全隐患。而现有的EPS系统中，在电机上安装温度传感器的成本以及安装位置的选择都存在一些问题，因此电机的温度无法被准确的检测，而主控制器芯片配备有温度传感器也只能用来检测安装位置周围的温度。
[0004]为此，有研究人员通过对电机温度进行估算，再基于估算的温度对助力电流进行限制，以防止电机温升过高出现失效。但此类方法没有考虑到车辆状态，对助力电流的限制采用单一的线性呈比例降低策略，这一方面导致温度波动大，无法满足复杂的工程控制系统；另一方面，容易出现助力电流骤升骤降，导致转向手感突变，严重影响用户体验。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能够有效控制转向电机发热的电动助力转向温度控制方法、装置及具有该装置的电动助力转向系统和汽车。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所提供的电动助力转向温度控制方法，包括如下步骤：
[0007]S1、估算当前的转向系统温度t
System
；
[0008]S2、识别当前所处的驾驶工况；
[0009]S3、基于基础限流速率和工况限流系数计算电流降低速率，并按计算得到的电流降低速率对助力电流进行抑制；其中，基础限流速率是与步骤S1估算的当前t
System
值对应的助力电流降低速率，工况限流系数是与步骤S2确定的当前驾驶工况对应的助力电流降低比例系数(又称驾驶工况系数或工况系数)。
[0010]本专利技术中，S1、S2、S1.1等仅为步骤命名，没有隐含步骤先后，不应理解为对其顺序的限定。
[0011]优选地，所述步骤S1具体包括如下步骤：
[0012]S1.1、对电机本身的温度进行估算，得到电机估算温度t
motor
；
[0013]S1.2、基于电机估算温度t
motor
和测得的控制器温度t
ECU
计算系统估算温度t
System
。
[0014]优选地，所述步骤S1.1中，按下式计算得到电机估算温度t
motor
，t
motor
＝t
L
*K
L
+t
R
*K
R
+C；其中，K
L
是绕组温升占电机总温升的比例系数，K
R
是电阻温升占电机总温升的比例系数(两个温升系数可以根据电机厂商提供参数或实验方法确定)，K
L
+K
R
＝1；t
L
是基于绕组电阻变化计算得到的温升，t
R
是基于估算的电机热量计算得到的温升；C为常温。
[0015]所述步骤S1.2中，按下式计算得到系统估算温度：t
System
＝t
motor
*K
motor
+t
ECU
*K
ECU
，其中，K
motor
和K
ECU
分别是t
motor
和t
ECU
对整体温度影响的程度系数，K
motor
+K
ECU
＝1。
[0016]优选地，所述步骤S2中，驾驶工况包括堵转工况、极限位置驾驶工况和常规驾驶工况，在识别工况时首先确定是否为堵转工况，之后再确定其他工况。更优为上述三种工况依次识别。
[0017]优选地，所述步骤S2中，根据方向盘转角θ、方向盘力矩T
SW
、电机电流I和异常电流持续时间t对驾驶工况进行识别。
[0018]优选地，所述步骤S2中，三种驾驶工况的具体识别条件如下：
[0019]S2.1、当电机电流|I|≥I
Max
*90％，方向盘转速0＜ω≤50deg/s且异常电流持续时间t≥500ms，驾驶工况识别为堵转工况，对应步骤S3中的工况限流系数设置为1；其中，I
Max
为转向电机允许的最大电流；
[0020]S2.2、当方向盘转角θ满足|θ
‑
β|≤20deg，方向盘转速ω≥300deg/s，电机电流|I|在(50A,I
Max
*90％)范围内，且异常电流持续时间t≥1000ms时，驾驶工况识别为极限位置驾驶工况，对应步骤S3中的工况限流系数设置为0.7；其中，β为方向盘极限位置角度，I
Max
为转向电机允许的最大电流；
[0021]S2.3、当方向盘转角θ满足|θ
‑
β|>20deg，方向盘力矩T
SW
在[
‑
3Nm,3Nm]范围内，方向盘转速满足50deg/s<ω<300deg/s，电机电流|I|≤50A，且异常电流持续时间t≥5000ms时，驾驶工况识别为常规驾驶工况，对应步骤S3中的工况限流系数设置为0.5；其中，β为方向盘极限位置角度。
[0022]优选地，所述步骤S3中，将转向系统温度t
System
分为多个温度区间，并确定与各温度区间对应的基础限流速率。
[0023]优选地，所述步骤S3中：电流降低速率与基础限流速率和工况限流系数成正比；将转向系统温度t
System
分为多个温度区间，并确定与各温度区间对应的基础限流速率；对于每个温度区间，仅当t
System
值处在该温度区间的时长超过设定的时间阈值时，才改变基础限流速率为该区间对应值；所述时间阈值根据不同温度区间分别设置，温度较高的区间设置较小的时间阈值。该方案将电流分为多个阶梯式的降流保护，有效防止过快的降低助力电流所带来的驾驶手感的突变。
[0024]本专利技术随后提供了一种电动助力转向温度控制装置，包括：
[0025]温度估算模块，被配置为执行所述步骤S1；
[0026]工况识别模块，被配置为执行所述步骤S2；
[0027]电流抑制模块，被配置为执行所述步骤S3。
[0028]本专利技术进一步提供了一种电动助力转向系统，包括转向电机和EPS控制器(又称ECU)，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动助力转向温度控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、估算当前的转向系统温度t
System
；S2、识别当前所处的驾驶工况；S3、基于基础限流速率和工况限流系数计算电流降低速率，并按计算得到的电流降低速率对助力电流进行抑制；其中，基础限流速率是与步骤S1估算的当前t
System
值对应的助力电流降低速率，工况限流系数是与步骤S2确定的当前驾驶工况对应的助力电流降低比例系数。2.根据权利要求1所述的电动助力转向温度控制方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括如下步骤：S1.1、对电机本身的温度进行估算，得到电机估算温度t
motor
；S1.2、基于电机估算温度t
motor
和测得的控制器温度t
ECU
计算系统估算温度t
System
。3.根据权利要求2所述的电动助力转向温度控制方法，其特征在于：所述步骤S1.1中，按下式计算得到电机估算温度t
motor
，t
motor
＝t
L
*K
L
+t
R
*K
R
+C；其中，K
L
是绕组温升占电机总温升的比例系数，K
R
是电阻温升占电机总温升的比例系数，K
L
+K
R
＝1；t
L
基于绕组电阻变化计算得到温升，t
R
基于估算的电机热量计算得到温升；C为常温；所述步骤S1.2中，按下式计算得到系统估算温度：t
System
＝t
motor
*K
motor
+t
ECU
*K
ECU
，其中，K
motor
和K
ECU
分别是t
motor
和t
ECU
对整体温度影响的程度系数，K
motor
+K
ECU
＝1。4.根据权利要求1所述的电动助力转向温度控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，驾驶工况包括堵转工况、极限位置驾驶工况和常规驾驶工况，在识别工况时首先确定是否为堵转工况，之后再确定其他工况。5.根据权利要求4所述的电动助力转向温度控制方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪世传，武金波，梁子湘，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：