预测驱动电路mos管温度的方法、装置、控制器及汽车
阅读说明：本技术 预测驱动电路mos管温度的方法、装置、控制器及汽车 (Method and device for predicting temperature of MOS (metal oxide semiconductor) tube of driving circuit, controller and automobile ) 是由 翟亚普 周庆东 邢壮 于 2020-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种预测驱动电路MOS管温度的方法、装置、控制器及汽车,方法包括采集油泵控制器散热器壳体温度信息；建立MOS管通态电流和MOS管通断功率的预测计算模型；建立热网络电路模型；采集无级变速箱主油路控制压力；得到无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流和MOS管通断功率；将无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流、MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度代入热网络电路模型,得到各MOS管达到稳态的结温。本方案能够准确快速的预测每个MOS管的温度。且仅需采用一个电阻元件就能对MOS管的油泵控制器散热器壳体温度信息进行采集,保证测量准确性的同时降低了成本,也减小了设计难度。(The invention provides a method, a device, a controller and an automobile for predicting the temperature of a drive circuit MOS (metal oxide semiconductor) tube, wherein the method comprises the steps of collecting the temperature information of a radiator shell of an oil pump controller; establishing a prediction calculation model of the on-state current and the on-off power of the MOS tube; establishing a heat network circuit model; collecting control pressure of a main oil way of the continuously variable transmission; obtaining the on-state current and the on-off power of the MOS tube under the control pressure of the main oil path of the stepless speed changing box; and substituting the on-state current of the MOS tube, the on-off power of the MOS tube, the thermal resistance parameter and the temperature of the radiator shell of the oil pump controller under the control pressure of the main oil path of the stepless speed changing box into a thermal network circuit model to obtain the junction temperature of each MOS tube reaching the steady state. The scheme can accurately and quickly predict the temperature of each MOS tube. And only one resistance element is needed to be adopted to collect the temperature information of the radiator shell of the oil pump controller of the MOS tube, so that the cost is reduced while the measurement accuracy is ensured, and the design difficulty is also reduced.)
技术领域
本发明涉及油泵领域，特别涉及一种预测驱动电路MOS管温度的方法、装置、控制器及汽车。
背景技术
无级变速器技术(Continuously Variable Transmission，CVT)，CVT可以称为最理想的汽车变速器。现阶段用于无级变速钢带电子油泵驱动电路金属氧化物半导体场效应管(mental oxide semiconductor，MOS管)温度的监测一般采用将一个热电阻分布在6个MOS管的附近。然后将热电阻在此处测得的温度作为6个MOS管共同的基板温度。这种方法存在两个弊端，其一是无法测得每个MOS管实际的结点温度，且在MOS管功耗差异变大的时候，测得温度的误差会更大；其二是热电阻在测量MOS管温度的时候，由于其自身温度特性、数据滤波和发送周期等因素的影响，每一个工况下实际测得的温度会存在一定的滞后。当温度持续升高，热电阻在测量温度时的速度会持续减慢。因此，根据采用该方式测得的温度结果设计出的温度保护装置，如果设置得较为保守，就会造成一定的设计冗余；而如果按照当前的结果设置，又会增加部分MOS管温度保护不及时的风险。
为了解决上述问题，采用了对每个MOS管单独设置热电阻，以检测每个MOS管温度的方法，虽然能够准确的测得每个MOS管的结点温度，但这无疑会增加设计成本。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中采用一个热电阻测量驱动电路MOS管温度的误差较大，且速度较慢；而采用多个热电阻进行测量会使得设计成本增加的问题。因此，本发明提供一种预测驱动电路MOS管温度的方法、装置、控制器及汽车，能够准确且快速的预测每个MOS管的温度。此外，本方案仅需采用一个电阻元件就可以对MOS管的油泵控制器散热器壳体温度信息进行采集，在保证测量准确性的同时降低了成本，也减小了设计难度。
为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种预测无级变速钢带电子油泵驱动电路MOS管温度的方法，包括：
利用电阻元件采集油泵控制器散热器壳体温度信息；
根据无级变速箱主油路控制压力目标、油路参数、油泵参数和油泵电机扭矩建立MOS管通态电流的预测计算模型；
根据当前无级变速箱主油路控制压力上一时刻的MOS管通断功率数据得到所述无级变速箱主油路控制压力目标时的MOS管通断功率的预测计算模型；
利用所述MOS管通态电流的预测计算模型、所述MOS管通断功率的预测计算模型、所述电阻元件的热阻参数信息和所述油泵控制器散热器壳体温度信息建立热网络电路模型；
采集无级变速箱主油路控制压力；
将所述无级变速箱主油路控制压力代入所述MOS管通态电流的预测计算模型，以得到所述无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流；
将所述无级变速箱主油路控制压力代入所述MOS管通断功率的预测计算模型，以得到所述无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通断功率；
将所述无级变速箱主油路控制压力下的所述MOS管通态电流、所述MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度代入所述热网络电路模型，以得到电子油泵驱动电路的各MOS管在所述无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温。
采用上述方案，将各个MOS管的不同参数分别代入热网络电路模型，能够准确的预测每个MOS管的温度，由此可以更准确的设计温度保护。进一步地，通过建立热网络电路模型，然后将各个MOS管的参数信息等代入热网络电路模型中，预测得到的每个MOS管的温度不会受到发送周期、数据滤波等的限制，由此可以快速预测温度，对于温度管控和故障诊断提供了更充足的时间。
根据本发明的另一
具体实施方式
，本发明实施方式公开的预测驱动电路MOS管温度的方法，所述根据无级变速箱主油路控制压力目标、油路参数、油泵参数和油泵电机扭矩建立MOS管通态电流的预测计算模型，包括：
根据所述无级变速箱主油路控制压力目标与所述油路参数得到油泵输出压力；
根据所述油泵输出压力与所述油泵参数得到所述油泵电机扭矩；
根据所述油泵电机扭矩与所述电子油泵驱动电路的电流建立所述MOS管通态电流的预测计算模型。
采用上述方案，利用油路参数、油泵参数和电子油泵驱动电路的电流为参数，计算出的MOS管通态电流的预测计算模型，能够更准确的计算出MOS管的通态电流。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的预测无级变速钢带电子油泵驱动电路MOS管温度的方法，还包括：
根据所述MOS管通态电流、所述MOS管通断功率得到MOS管损耗；
将所述MOS管损耗、以及所述无级变速箱主油路控制压力下的所述MOS管通态电流、所述MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度代入所述热网络电路模型，以得到电子油泵驱动电路的各MOS管在所述无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温。
采用上述方案，将MOS管损耗也代入热网络电路模型，可以使得各MOS管在所述无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温更准确。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的预测无级变速钢带电子油泵驱动电路MOS管温度的方法，所述MOS管损耗包括通态损耗、开通损耗和关断损耗；
其中，所述电子油泵驱动电路的MOS管通态损耗根据所述MOS管通态电流得到；
所述电子油泵驱动电路的MOS管开通损耗和关断损耗根据所述MOS管通断功率计算得到。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的预测无级变速钢带电子油泵驱动电路MOS管温度的方法，所述电阻元件的数量仅为一个。
采用上述方案，仅采用一个电阻元件测量MOS管的油泵控制器散热器壳体温度，能够降低系统的设计成本。
本发明的实施方式还公开了一种预测无级变速钢带电子油泵驱动电路MOS管温度的装置，包括：
第一采集模块，所述第一采集模块采集油泵控制器散热器壳体温度信息；
第一数据处理模块，所述第一数据处理模块根据无级变速箱主油路控制压力目标、油路参数、油泵参数和油泵电机扭矩建立MOS管通态电流的预测计算模型；
第二数据处理模块，所述第二数据处理模块根据当前无级变速箱主油路控制压力上一时刻的MOS管通断功率数据得到所述无级变速箱主油路控制压力目标时的MOS管通断功率的预测计算模型；
第三数据处理模块，所述第三数据处理模块利用所述MOS管通态电流的预测计算模型、所述MOS管通断功率的预测计算模型、所述第一采集模块的热阻参数信息和所述油泵控制器散热器壳体温度信息建立热网络电路模型；
第二采集模块，所述第二采集模块采集无级变速箱主油路控制压力；
第一计算模块，所述第一计算模块根据所述MOS管通态电流的预测计算模型计算所述无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流；
第二计算模块，所述第二计算模块根据所述MOS管通断功率的预测计算模型计算所述无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通断功率；
第三计算模块，所述第三计算模块根据所述无级变速箱主油路控制压力下的所述MOS管通态电流、所述MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度计算电子油泵驱动电路的各MOS管在所述无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温。
采用上述方案，通过各模块直接的配合，能够准确的预测每个MOS管的温度，由此可以更准确的设计温度保护；且可以快速预测温度，对于温度管控和故障诊断提供了更充足的时间。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的预测无级变速钢带电子油泵驱动电路MOS管温度的装置，所述第一采集模块为电阻元件。
本发明的实施方式还公开了一种无级变速箱控制器，包括：
存储器，用于存储控制程序；
处理器，所述处理器执行所述控制程序时，实现如上任意实施方式所述的预测无级变速钢带电子油泵驱动电路MOS管温度的方法。
本发明的实施方式还公开了一种汽车，该汽车包括如上所述的无级变速箱控制器。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种预测无级变速钢带电子油泵驱动电路MOS管温度的方法，其先利用MOS管通态电流的预测计算模型、MOS管通断功率的预测计算模型、电阻元件的热阻参数信息和油泵控制器散热器壳体温度信息建立热网络电路模型，然后将无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流、MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度代入热网络电路模型，从而得到电子油泵驱动电路的各MOS管在无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温。将各个MOS管的不同参数分别代入热网络电路模型，能够准确的预测每个MOS管的温度，由此可以更准确的设计温度保护。进一步地，通过建立热网络电路模型，然后将各个MOS管的参数信息等代入热网络电路模型中，预测得到的每个MOS管的温度不会受到发送周期、数据滤波等的限制，由此可以快速预测温度，对于温度管控和故障诊断提供了更充足的时间。更进一步地，本方案仅需采用一个电阻元件就可以对MOS管的油泵控制器散热器壳体温度信息进行采集，在保证测量准确性的同时降低了成本，也减小了设计难度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种预测驱动电路MOS管温度的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种预测驱动电路MOS管温度的方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种预测驱动电路MOS管温度的装置的结构示意图。
附图标记说明：
1.第一采集模块；2.第一数据处理模块；3.第二数据处理模块；4.第三数据处理模块；5.第二采集模块；6.第一计算模块；7.第二计算模块；8.第三计算模块。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
本发明实施例提供了一种预测驱动电路MOS管温度的方法，能够快速准确的测量MOS管的温度。且仅需采用一个电阻元件就可以对MOS管的油泵控制器散热器壳体温度信息进行采集，在保证测量准确性的同时降低了成本，也减小了设计难度。也就是说，本方案在保持传统方法采用一个电阻元件的低成本条件下，实现了电子油泵驱动电路各个MOS管的结点温度预测，单个MOS管温度监控的更加快速准确，增强了电子油泵在极限温度工况下的温度监控的准确性和过温保护的及时性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
参考图1示出的预测驱动电路MOS管温度的方法的流程示意图，本发明实施提供的预测驱动电路MOS管温度的方法包括：
步骤S1：利用电阻元件采集油泵控制器散热器壳体温度信息。
步骤S2：根据无级变速箱主油路控制压力目标、油路参数、油泵参数和油泵电机扭矩建立MOS管通态电流的预测计算模型。
具体地，参考图2示出的另一预测驱动电路MOS管温度的方法的流程示意图，本实施例中，步骤S2：根据无级变速箱主油路控制压力目标、油路参数、油泵参数和油泵电机扭矩建立MOS管通态电流的预测计算模型，包括：
步骤S21：根据无级变速箱主油路控制压力目标与油路参数得到油泵输出压力。
更具体地，油泵输出压力＝主油路控制压力实际值-油路压力损失。其中，主油路控制压力的实际值是跟随无级变速箱主油路控制压力目标的，且在很短的时间内就会等于主油路控制压力目标；而油路压力损失是根据油路参数计算得到的。
步骤S22：根据油泵输出压力与油泵参数得到油泵电机扭矩。
更具体地，油泵电机扭矩＝油泵输出压力*油泵排量/(20π*油泵机械效率)。
步骤S23：根据油泵电机扭矩与电子油泵驱动电路的电流建立MOS管通态电流的预测计算模型。
更具体地，MOS管通态电流＝油泵电机扭矩/油泵电机扭矩系数。
经过上述步骤即可得到MOS管通态电流的预测计算模型。
具体地，本实施例中的MOS管通态电流＝(主油路控制压力实际值-油路压力损失)*油泵排量/(20π*油泵机械效率)/油泵电机扭矩系数。
步骤S3：根据当前无级变速箱主油路控制压力上一时刻的MOS管通断功率数据得到无级变速箱主油路控制压力目标时的MOS管通断功率的预测计算模型。
具体地，本实施例中，根据上一时刻的MOS管通断功率数据可以得到MOS管通态电流和MOS管开关频次，其中，MOS管通态电流即为油泵电机电流，MOS管开关频次是预先设定的一个参数。而根据MOS管通态电流和MOS管开关频次能够进一步计算得到MOS管通态和开关损耗，这样就可以计算得到无级变速箱主油路控制压力目标时的MOS管通断功率，也就是当前时刻的无级变速箱主油路控制压力目标时的MOS管通断功率。
步骤S4：利用MOS管通态电流的预测计算模型、MOS管通断功率的预测计算模型、电阻元件的热阻参数信息和油泵控制器散热器壳体温度信息建立热网络电路模型。
步骤S5：采集无级变速箱主油路控制压力。
具体地，无级变速箱主油路控制压力的数值一般显示在变速箱控制器(TransmissionControl Unit，TCU)上。
更具体的，此步骤中的主油路控制压力是指无级变速箱发出的主油路压力控制，通过采集变速箱发出的主油路压力控制，再计算出该主油路控制压力下的热网络电路模型的参数，就可以在无级变速箱发出的主油路压力控制的第一时间，计算出电子油泵驱动电路各个MOS管在该目标下达到稳态后的结点温度。这样能够增强电子油泵在极限温度工况下的温度监控的准确性和过温保护的及时性。
步骤S6：将无级变速箱主油路控制压力代入MOS管通态电流的预测计算模型，以得到无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流。
步骤S7：将无级变速箱主油路控制压力代入MOS管通断功率的预测计算模型，以得到无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通断功率。
步骤S8：将无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流、MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度代入热网络电路模型，以得到电子油泵驱动电路的各MOS管在无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温。
更具体地，电子油泵的控制装置会在其壳体上设置一个热电阻，然后通过该热电阻测量得到电子油泵控制器的壳体温度。需要注意的是，此处的电子油泵控制器的壳体温度是一个实时变化的数据。
而热阻参数是不变的，根据硬件设计确定后热阻参数也相应确定，也就是说，不同的热电阻具有不同的热阻参数，且该热阻参数是根据硬件结构的设置而固定不变的。
还需要说明的是，本实施例中，MOS管在无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温＝MOS管功率*MOS管热阻参数+电子油泵控制器的壳体温度。
本实施例中，将无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流、MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度代入热网络电路模型，以得到电子油泵驱动电路的各MOS管在无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温，还包括：
根据MOS管通态电流、MOS管通断功率得到MOS管损耗；
将MOS管损耗、以及无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流、MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度代入热网络电路模型，以得到电子油泵驱动电路的各MOS管在无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温。
此步骤将MOS管的损耗计入对MOS管结点温度的影响因素，能够提高对MOS管结点温度预测的准确性。
具体地，本实施例中，MOS管损耗包括通态损耗、开通损耗和关断损耗；
其中，电子油泵驱动电路的MOS管通态损耗根据MOS管通态电流得到；
电子油泵驱动电路的MOS管开通损耗和关断损耗根据MOS管通断功率计算得到。
需要说明的是，本实施例中，电阻元件的数量仅为一个。
还需要说明的是，本实施例中提供一个电阻元件是最能节约设计成本的选择，事实上，本领域技术人员可以设置两个、三个甚至更多电阻元件以测量散热器壳体温度，但不论采用多少电阻元件，均比一个电阻元件的设计成本更高一些。
采用上述方案，在保持传统方法采用一个电阻元件的低成本条件下，实现了电子油泵驱动电路各个MOS管的结点温度预测，单个MOS管温度监控的更加快速准确，增强了电子油泵在极限温度工况下的温度监控的准确性和过温保护的及时性。
基于上述预测驱动电路MOS管温度的方法，本实施例还提供一种预测驱动电路MOS管温度的装置，具体的，如图3所示。本实施例提供的预测驱动电路MOS管温度的装置包括：
第一采集模块1，第一采集模块1采集油泵控制器散热器壳体温度信息。本实施例中的第一采集模块1是具有采集温度信息的功能的装置，具体可以是温度传感器或者其他装置，本实施例对此不做具体限定。且第一采集模块1一般设置在电子油泵控制器壳体上。
第一数据处理模块2，第一数据处理模块2根据无级变速箱主油路控制压力目标、油路参数、油泵参数和油泵电机扭矩建立MOS管通态电流的预测计算模型。
具体地，根据无级变速箱主油路控制压力目标、油路参数、油泵参数和油泵电机扭矩建立MOS管通态电流的预测计算模型的步骤在前述方法中已经有详细记载，本实施例对此不做具体限定。
本实施例中的第一数据处理模块2是具有逻辑运算功能的装置，其具体可以是单片机或其他具有逻辑运算功能的装置，本实施例对此不做具体限定。
第二数据处理模块3，第二数据处理模块3根据当前无级变速箱主油路控制压力上一时刻的MOS管通断功率数据得到无级变速箱主油路控制压力目标时的MOS管通断功率的预测计算模型。
本实施例中的第二数据处理模块3也是具有逻辑运算功能的装置，其具体可以是单片机或其他具有逻辑运算功能的装置，本实施例对此不做具体限定。
第三数据处理模块4，第三数据处理模块4利用MOS管通态电流的预测计算模型、MOS管通断功率的预测计算模型、第一采集模块1的热阻参数信息和油泵控制器散热器壳体温度信息建立热网络电路模型。
需要说明的是，本实施例中第一采集模块1的热阻参数信息是根据硬件结构的设置而固定不变的。且选用不同的第一采集模块1，热阻参数也会发生相应的变化。
本实施例中的第三数据处理模块4也是具有逻辑运算功能的装置，其具体可以是单片机或其他具有逻辑运算功能的装置，本实施例对此不做具体限定。
需要说明的是，第一数据处理模块2、第二数据处理模块3和第三数据处理模块4既可以集成为统一个芯片或者集成电路，也可以是单独的三个控制芯片。
第二采集模块5，第二采集模块5采集无级变速箱主油路控制压力。
具体地，第二采集模块5包括但不限于主油路压力传感器，本实施例对此不做具体限定。
第一计算模块6，第一计算模块6根据MOS管通态电流的预测计算模型计算无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流。
第二计算模块7，第二计算模块7根据MOS管通断功率的预测计算模型计算无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通断功率。
第三计算模块8，第三计算模块8根据无级变速箱主油路控制压力下的MOS管通态电流、MOS管通断功率、热阻参数和油泵控制器散热器壳体温度计算电子油泵驱动电路的各MOS管在无级变速箱主油路控制压力达到稳态的结温。
本实施例中的第一计算模块6、第二计算模块7和第三计算模块8既可以是集成在同一控制芯片内的运算程序，还可以是设置在单独控制芯片中的运算程序，本实施例对此不做具体限定。
具体地，本实施例中第一采集模块1为电阻元件。
基于上述预测驱动电路MOS管温度的方法，本实施例还提供一种无级变速箱控制器，该无级变速箱控制器包括存储器，用于存储控制程序；还包括处理器，处理器执行控制程序时，实现如上述实施方式所描述的预测驱动电路MOS管温度的方法。
基于上述无级变速箱控制器，本实施例还提供一种汽车，该汽车包括如上所述的无级变速箱控制器。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。
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