一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱管理方法和系統(tǒng)，特別是涉及一種適用于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS(Electric Power Steering)，是一種直接依靠電機提供輔助扭矩的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其通過電機提供轉(zhuǎn)向助力，省去了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動力轉(zhuǎn)向油栗、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動機上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護了環(huán)境。另外還有調(diào)整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點。正因為這些優(yōu)點，所以電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS成為了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。
[0003]電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的一大特點就是電流大，而電流過大，勢必會導致電機，乃至整個設備的溫度增高。因此，熱管理就成為保證電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的安全的重要組成部分。為了減少電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的復雜程度，降低系統(tǒng)的成本，在對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS的熱管理設計中，通常只在EQJ(Electronic Control Unit，電子控制單元)和MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半場效晶體管)處安裝溫度傳感器，并未在其他部件，例如電機上添加溫度傳感器。因此，對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理的關(guān)鍵在于如何使用僅有的溫度傳感器信息對整個系統(tǒng)的溫度進行評估和實施保護。
[0004]目前，國內(nèi)對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理也有考慮，例如專利CN203581083U所公開的一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器，其利用在外殼的內(nèi)部設置位于底層的散熱殼體和位于上層的印制電路板，散熱殼體上設置有與散熱殼體材質(zhì)相同且一體成型的散熱板，印制電路板上集成設置有驅(qū)動電路和控制電路，驅(qū)動電路中的功率元件與散熱板連接，可以提高電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的散熱性能，保證了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的正常工作。但是專利CN203581083U僅僅是對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的正常工作進行了保護，并沒有提及對整個電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的溫度進行評估并實施保護。
[0005]因此不難看出，，對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理的考慮的全面性還有待進一步提高。目前對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的溫度的估計和實施熱保護基本上都考慮得很少，如果頻繁的助力，很有可能會使電機溫度或者ECU的溫度超出其能承受的最大溫度范圍，燒壞電機或ECU，導致車輛行駛過程中，人身安全得不到保障，因此對整個電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的溫度估計以及熱保護是必不可少的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對整個電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的溫度進行估計和熱保護的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理方法，所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括電機、ECU和MOSFET ;所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理方法包括:估計所述電機的初始繞組溫度T。;采集所述電機的電流；根據(jù)所述電流，查找快速發(fā)熱表和慢速發(fā)熱表，獲取快速發(fā)熱溫升計算因子a和慢速發(fā)熱溫升計算因子b ;根據(jù)所述電流，指定所述電機的發(fā)熱或散熱速度，查找發(fā)熱混成因子表，獲取發(fā)熱混成因子c ;估計所述電機的繞組溫度上升值ΔΤ:ΔΤ = (a*c+b*(l_c));計算電機的當前繞組溫度T:T =T0+ Δ T ;采集當前的所述E⑶的溫度，對所述E⑶溫度和所述當前繞組溫度T進行歸一化處理，設置熱保護。
[0008]可選地，所述初始繞組溫度是通過當前采集的所述MOSFET的溫度、以及前一次關(guān)火時的所述MOSFET溫度和所述電機的繞組溫度進行估計的。
[0009]可選地，所述電流是由D軸電流Id和Q軸電流I ο計算得到的。
[0010]可選地，所述快速發(fā)熱表、所述慢速發(fā)熱表和所述發(fā)熱混成因子表都是根據(jù)不同車型使用的電機進行標定的。
[0011]可選地，所述快速發(fā)熱表是通過設定不同的所述D軸電流Id與所述Q軸電流I確平方和，在快速發(fā)熱條件下進行電機發(fā)熱試驗來預先標定的。
[0012]可選地，所述慢速發(fā)熱表是通過設定不同的所述D軸電流Id與所述Q軸電流I確平方和，在慢速發(fā)熱條件下進行電機發(fā)熱試驗來預先標定的。
[0013]可選地，所述發(fā)熱混成因子表是通過設定不同的所述發(fā)熱或散熱速度，輸入確定的所述D軸電流Id與所述Q軸電流I ^的平方和進行電機發(fā)熱試驗來預先標定的。
[0014]可選地，所述發(fā)熱混合因子小于I。
[0015]可選地，所述熱保護是將所述歸一化處理后的所述ECU的溫度和所述當前電機繞組溫度T中數(shù)值較大的一個與最大溫度范圍比較:如果超過所述最大溫度范圍，則停止所述電機的助力；如果在所述最大溫度范圍內(nèi)，則減少所述電機的助力。
[0016]—種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)，所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括電機、ECU和MOSFET ;所述電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)包括:估計模塊、采集模塊、查找模塊、控制模塊、標定模塊和存儲模塊；其中，所述估計模塊用于估計所述電機的初始繞組溫度、以及下一周期的電機繞組上升或下降溫度；所述采集模塊用于采集所述E⑶溫度、所述MOSFET溫度和所述電機的電流；所述查找模塊用于根據(jù)所述電流查找快速發(fā)熱表、慢速發(fā)熱表和發(fā)熱混合因子表，獲取相應的快速發(fā)熱溫升計算因子a、慢速發(fā)熱溫升計算因子b和發(fā)熱混成因子c ;所述標定模塊用于根據(jù)所述電機標定所述快速發(fā)熱表、所述慢速發(fā)熱表和所述發(fā)熱混合因子表；所述存儲模塊用于存儲所述標定模塊標定的所述快速發(fā)熱表、所述慢速發(fā)熱表和所述發(fā)熱混合因子表；所述控制模塊用于控制所述估計模塊、所述采集模塊、所述查找模塊、所述標定模塊和所述存儲模塊；根據(jù)所述初始繞組溫度、所述快速發(fā)熱溫升計算因子a、所述慢速發(fā)熱溫升計算因子b和所述發(fā)熱混成因子C，以及指定的所述電機的發(fā)熱或散熱速度，計算當前繞組溫度；并根據(jù)所述ECU的溫度設置熱保護。
[0017]如上所述，本發(fā)明的一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理方法和系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0018]1.本發(fā)明在電機繞組熱管理時，不僅考慮在結(jié)構(gòu)上利于散熱，而且還從軟件上進行被動保護，進行電機繞組溫度估計，以防止電機過熱對系統(tǒng)造成破壞；
[0019]2.本發(fā)明在估計電機繞組溫度時，針對輸入確定的Q軸與D軸電流平方和同時進行快速發(fā)熱與慢速發(fā)熱估計，以利于后期進行最終電機溫升計算；
[0020]3.本發(fā)明在估計電機繞組溫度時，把當前電機的溫度不平衡情況與電機發(fā)熱或散熱的速度(即電機繞組的溫升)關(guān)系起來，計算發(fā)熱混成因子，并最終計算電機溫升；
[0021]4.本發(fā)明通過快慢速發(fā)熱實驗標定快慢速發(fā)熱表，并直接根據(jù)電流輸入的大小查表，估計出溫度的大小，而不在需要復雜的計算；
[0022]5.本發(fā)明還設置了熱保護模型，估計出來的繞組溫度通過歸一化，變成一個溫度數(shù)值，當此溫度值快到達所設置的不同最大溫度值時，可進行減小助力或停止助力的處理，以達到降溫，以此保護電機和E⑶。
【附圖說明】
[0023]圖1顯示為電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2顯示為本發(fā)明實施例公開的一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理方法的流程示意圖。
[0025]圖3顯示為本發(fā)明實施例公開的一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]元件標號說明
[0027]100電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
[0028]110 ECU
[0029]120 轉(zhuǎn)矩傳感器
[0030]130電機