阅读说明：本技术 一种eps系统的过热保护方法 (Overheat protection method of EPS system ) 是由 张金萍 姚坤鹏 王伟 殷飞 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种EPS系统的过热保护方法,包括以下步骤：步骤1：将EPS系统部件中承受大电流的部件记为第一类部件,将EPS系统部件中承受小电流的部件记为第二类部件；步骤2：分别实时估算第一类部件和第二类部件的过热保护电流,并分别记为I<Sub>1</Sub>和I<Sub>2</Sub>；步骤3：将所述过热保护电流I<Sub>1</Sub>和过热保护电流I<Sub>2</Sub>中的最小值作为EPS系统的过热保护电流；其中当过热保护电流I<Sub>1</Sub>和过热保护电流I<Sub>2</Sub>相等时,所述过热保护电流I<Sub>1</Sub>和过热保护电流I<Sub>2</Sub>均可作为EPS系统的过热保护电流。通过按承受电流的大小对EPS系统各部件进行分类,并对各类部件的过热保护电流进行估算,满足各类部件的最小过热保护电流,从而实现对EPS系统各部件的过热保护,提高了系统过热估算和过热保护的准确性。(The invention provides an overheat protection method of an EPS system, which comprises the following steps: step 1: recording a part bearing large current in the EPS system part as a first part, and recording a part bearing small current in the EPS system part as a second part; step 2: respectively estimating the overheating protection current of the first class of components and the overheating protection current of the second class of components in real time, and respectively recording the overheating protection current as I 1 And I 2 (ii) a And step 3: the overheating protection current I 1 And an overheat protection current I 2 The minimum value of the EPS system is used as the overheat protection current of the EPS system; wherein when the current I is overheat protection 1 And an overheat protection current I 2 When equal, the overheat protection current I 1 And an overheat protection current I 2 Can be used as the overheat protection current of the EPS system. The minimum overheat protection current of various parts is met by classifying various parts of the EPS system according to the magnitude of the borne current and estimating the overheat protection current of various parts, so that the realizationAnd the accuracy of system overheat estimation and overheat protection is improved for overheat protection of all parts of the EPS system.)

一种EPS系统的过热保护方法

技术领域

本发明涉及汽车动力转向技术，具体涉及一种EPS系统的过热保护方法。

背景技术

因EPS电机为短时工作制，在系统没有热保护且大电流的情况下，电机短时工作(2～3min)内就会出现损坏。通常情况下，会采用电机热保护和ECU热保护相结合的方式来保护电机和控制器，其中，ECU的温升通过功率板上的热敏电阻获取，电机热保护通过电流计算发热量而得到，但常因系统热估算不准确，出现热保护较慢而烧电机或ECU的情况，或因热保护介入过快，出现手力增大引起驾驶员不适的情况。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种EPS系统的过热保护方法，根据部件的比热容、导热率等参数计算部件产生的功耗及散热，进而计算部件的温升，从而准确估算EPS系统部件的温度。

一种EPS系统的过热保护方法，包括以下步骤：

步骤1：将EPS系统部件中承受大电流的部件记为第一类部件，将EPS系统部件中承受小电流的部件记为第二类部件；

步骤2：分别实时估算第一类部件和第二类部件的过热保护电流，并分别记为I₁和I₂；

步骤3：将所述过热保护电流I₁和过热保护电流I₂中的最小值作为EPS系统的过热保护电流；其中当过热保护电流I₁和过热保护电流I₂相等时，所述过热保护电流I₁和过热保护电流I₂均可作为EPS系统的过热保护电流。

进一步为：所述步骤2中估算所述过热保护电流的步骤为：

步骤2.1：计算发热功率P₁＝I²*R₁；

步骤2.2：计算散热功率P₂＝T₁/R₂；

步骤2.3：计算热估算温升ΔT＝(P₁-P₂)/C；

步骤2.4：计算本周期温升值率T₂＝T₁+ΔT；

步骤2.5：计算热估算温度T＝T_d+T₂；

步骤2.6：根据热估算温度利用插值法查下表表1得到所述过热保护电流I₁和过热保护电流I₂；

表1热估算温度与过热保护电流的线性关系表

热估算温度值(℃)	电流(A)
		100	65
150	65
		170	20
200	0

其中：R₁为EPS系统部件中估算第一类部件或者第二类部件的发热总电阻，I为流经发热总电阻的电流，T₁为上一周期温升值且预设值为零，R₂为EPS系统部件中估算第一类部件或者第二类部件的热阻，C为EPS系统部件中估算第一类部件或者第二类部件的热容值；T_d为驱动级温度，即通过控制器上的热敏电阻实时测得控制器驱动级的温度。

本发明的有益效果：通过按承受电流的大小对EPS系统各部件进行分类，并对各类部件的过热保护电流进行估算，满足各类部件的最小过热保护电流，从而实现对EPS系统各部件的过热保护，提高了系统过热估算和过热保护的准确性；本发明中过热保护电流的估算方法，通过发热和散热功率进而换算出中间量热估算温度，并通过该中间量热估算温度查表获得过热保护电流，方法简单有效。

附图说明

图1为本发明的流程框图；

图2为本发明的系统框图；

图3为本发明过热保护电流处理效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

一种EPS系统的过热保护方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：将EPS系统部件中承受大电流的部件记为第一类部件，将EPS系统部件中承受小电流的部件记为第二类部件；

步骤2：分别实时估算第一类部件和第二类部件的过热保护电流，并分别记为I₁和I₂；

步骤3：将所述过热保护电流I₁和过热保护电流I₂中的最小值作为EPS系统的过热保护电流；其中当过热保护电流I₁和过热保护电流I₂相等时，所述过热保护电流I₁和过热保护电流I₂均可作为EPS系统的过热保护电流。

结合图2所示，所述步骤2中估算所述过热保护电流的步骤为：

步骤2.1：计算发热功率P₁＝I²*R₁；

步骤2.2：计算散热功率P₂＝T₁/R₂；

步骤2.3：计算热估算温升ΔT＝(P₁-P₂)/C；

步骤2.4：计算本周期温升值率T₂＝T₁+ΔT；

步骤2.5：计算热估算温度T＝T_d+T₂；

步骤2.6：根据热估算温度利用插值法查下表表1得到所述过热保护电流I₁和过热保护电流I₂；

表1热估算温度与过热保护电流的线性关系表

热估算温度值(℃)	电流(A)
		100	65
150	65
		170	20
200	0

其中：R₁为EPS系统部件中估算第一类部件或者第二类部件的发热总电阻，I为流经发热总电阻的电流，T₁为上一周期温升值且预设值为零，R₂为EPS系统部件中估算第一类部件或者第二类部件的热阻，C为EPS系统部件中估算第一类部件或者第二类部件的热容值；T_d为驱动级温度，即通过控制器上的热敏电阻实时测得控制器驱动级的温度。

结合图3所示，本例中，设置第一类部件热处理的热平衡点电流为36A，温度为162℃；设置第二类部件热处理的热平衡点电流为18A，温度为173℃。即第一类部件热处理和第二类部件热处理分别在162℃、173℃达到热平衡，发热功率和散热功率相同，电流分别维持在36A和18A。具体估算模型参数选取范围如附表2所示。

本例中，第一类部件热处理和第二类部件热处理的估算模型的参数选取如下表2：

处理方式	发热电阻(mΩ)	热阻(℃/W)	热容(J/℃)
				第一类部件	16	4.6	1.9
第二类部件	3	145	5.2

其中，第一类部件和第二类部件中的发热电阻、热阻及热容均可通过计算和实验推算出来，不同的EPS系统其各部件的发热电阻、热阻及热容等参数存在差异性，需单独确认；获得各部件的发热电阻、热阻及热容的方法为常规技术，且不是本发明方案中的主要发明点，这里就不再赘述了。

针对EPS系统中两类部件的过热保护处理效果，以环境温度为30℃，给定电机电流65A堵转的测试工况为例，驱动级温度T_d、快速热估算温度T_f、慢速热估算温度T_s及热保护电流I_p的测试结果如下表表3：

测试时间(s)	T<sub>d</sub>(℃)	T<sub>f</sub>(℃)	T<sub>s</sub>(℃)	I<sub>p</sub>(A)
					0	30	30	30	65
8	36	140	63	65
					26	38	161	68	40
160	84	162	121	36
					276	57	162	162	36
354	57	101	170	20
					472	58	83	173	18
548	58	82	173	18

由实验数据可以看出，第一类部件估算温度在160s后基本进入了热平衡状态，第一类部件的过热保护电流稳定在36A左右；276s时，第二类部件估算温度与第一类部件估算温度基本一致；而后第二类部件的过热保护电流起作用，过热保护电流在354s后降为18A，此时对应的第二类部件过热估算温度为173℃，与表3一致，而后随着时间的增加，第二类部件过热估算温度越来越高，根据表3，过热保护电流随之降低，起到保护EPS系统部件的作用。

本发明的工作原理：根据EPS系统中各类部件的热容、热阻、电阻等参数计算部件产生的功耗及散热，进而计算部件的温升；同时，根据EPS系统各部件的发热情况将各部件主要分为二类：即承受大电流的部件及常规的部件，承受大电流的部件包含电机线圈绕组、电机驱动端口等；常规的器件即承受小电流的部件，包含电源滤波电容、滤波电感、母线继电器等。通过过热保护电流估算模型，并结合各部件不同参数的选取进而实现过热保护的处理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。