一种电动转向器的热保护方法、系统及车辆与流程

1.本技术涉及电机热保护技术领域，特别涉及一种电动转向器的热保护方法、系统及车辆。


背景技术：

2.电动助力转向系统(electric power steering，eps)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，也称电动转向器，电动转向器需要由电机提供转向助力，而电机在工作过程中很容易出现发热的情况，发热严重时会损坏电动转向器的电机和控制器，因此，为保护电机等元器件不因为温度过高或电流过大而损坏，需要设置相应的热保护机制。
3.相关技术中，常见热保护为设置积分保护或温度保护等，但是保护策过于单一，会无法很好的保护电动转向器，且采用积分保护策略时，仅按照规定的时间将电流的最大值限制到相应的范围，对电动转向器的转向性能牺牲很大，无法提供较好的运行性能，很大程度上降低了客户的使用体验。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种电动转向器的热保护方法、系统及车辆，以解决相关技术中在对电动转向器进行热保护的同时往往会牺牲较大一部分电动转向器的转向性能的问题。
5.第一方面，提供了一种电动转向器的热保护方法，其步骤包括：
6.获取电动转向器在第一预设时间段内产生的热量值，获取所述电动转向器在对应所述第一预设时间段内的温度；
7.判断所述热量值是否满足不小于第一预设热量值，并判断所述温度是否满足不小于第一预设温度；
8.若均满足，则确认所述热量值所处的热量区间，并根据所述热量区间确定温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线，再根据所述电动转向器的温度根据该关系线确定所述电动转向器的最大电流限制值。
9.一些实施例中，所述根据该关系线实时调节所述电动转向器的最大电流限制值之后，还包括：
10.继续获取所述电动转向器产生的热量值，并继续获取所述电动转向器的温度；
11.判断所述热量值是否满足不大于第二预设热量值，且判断所述温度是否满足不大于第二预设温度；
12.若均满足，则根据所述电动转向器的实际需求调节所述最大电流限制值。
13.一些实施例中，所述根据该关系线实时调节所述电动转向器的最大电流限制值之后，还包括：
14.获取所述电动转向器的温度，并判断所述温度是否不小于第三预设温度；
15.若是，则确定所述电动转向器的温度与所述最大电流限制值的关系图，根据所述
温度与所述最大电流限制值的关系图实时调节所述电动转向器的最大电流限制值。
16.一些实施例中，所述根据所述温度与所述最大电流限制值的关系图实时调节所述电动转向器的最大电流限制值之后，还包括：
17.获取所述电动转向器的温度，并判断所述温度是否小于第四预设温度；
18.若是，则继续根据对应的所述温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线以及所述电动转向器的温度确定所述电动转向器的最大电流限制值。
19.一些实施例中，所述判断所述热量值是否满足不小于第一预设热量值，且判断所述温度是否满足不小于第一预设温度，还包括：
20.若所述热量值小于所述第一预设热量值，则进一步判断所述温度是否不小于第六预设温度；
21.若是，则根据确定的所述电动转向器的温度与所述最大电流限制值的关系图实时调节所述电动转向器的最大电流限制值。
22.一些实施例中，所述根据所述温度与所述最大电流限制值的关系图实时调节所述电动转向器的最大电流限制值之后，还包括：
23.获取所述电动转向器的温度，并判断所述温度是否小于第五预设温度；
24.若是，则根据所述电动转向器的实际需求调节所述最大电流限制值。
25.一些实施例中，所述确认所述热量值所处的热量区间，所述再根据所述电动转向器的温度根据该关系线确定所述电动转向器的最大电流限制值，包括：
26.获取所述电动转向器的温度，根据所述电动转向器的温度在对应的所述关系线上确定所述电动转向器的最大电流限制值；
27.继续获取所述电动转向器的温度，若该温度不大于上一次获取的所述电动转向器的温度且不小于所述第一预设温度，则所述电动转向器的最大电流限制值的取值为上一次所述电动转向器的最大电流限制值的取值。
28.一些实施例中，所述热保护方法还包括：
29.获取所述电动转向器在第二预设时间段内的实际电流值，获取所述电动转向器在对应所述第二预设时间段内的温度；
30.判断所述实际电流值是否满足达到所述电动转向器的最大电流值，并判断所述实际电流值达到所述最大电流值的持续时间是否满足不小于第一预设持续时间；
31.若均满足，则确认所述实际电流值所处的温度区间，并根据所述温度区间确定时间与所述电动转向器的最大电流限制值的关系线，以根据该关系线实时调节所述电动转向器的最大电流限制值，直至所述实际电流值小于所述电动转向器的最小电流值，且小于所述最小电流值的持续时间不小于第二预设持续时间，则根据所述电动转向器的实际需求调节所述最大电流限制值。
32.第二方面，提供了一种电动转向器的热保护系统，其包括：
33.获取模块，其用于获取所述电动转向器在第一预设时间段内产生的热量值，还用于获取所述电动转向器在对应所述第一预设时间段内的温度；
34.控制模块，其用于当所述热量值不小于第一预设热量值，且所述温度不小于第一预设温度时，根据所述热量值所处的热量区间以确定温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线，再根据所述电动转向器的温度根据该关系线确定所述电动转向器的
最大电流限制值。
35.第三方面，提供了一种车辆，其包括上述的热保护系统。
36.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
37.本技术实施例提供了一种电动转向器的热保护方法，通过分别获取对应时间段内电动转向器产生的热量值及温度，并分别判断热量值与第一预设热量值以及温度与第一预设温度之间的大小关系，满足要求后，确定热量值所处的热量区间，并根据热量区间确定温度与时间和电动转向器的最大电流限制值的关系线，最后再根据电动转向器的温度根据该关系线确定电动转向器的最大电流限制值。本热保护方法与传统的热保护方法相比，没有仅按照规定的时间将最大电流限制值限制到相应的范围，而是引入了温度条件，并根据产生的热量值划分其所处的热量区间，以对应不同的温度与时间和电动转向器的最大电流限制值的关系线，达到调节最大电流限制值的目的，这使得在不同的温度时对最大电流限制值的限制程度不同，以在温度低时尽可能减小对电动转向器的性能下降程度，最大限度的延长电动转向器的使用时长。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本技术实施例提供的电动转向器的热保护方法的控制模式示意图；
40.图2为本技术实施例提供的电动转向器的热保护方法的积分控制模式下的温度与时间和最大电流限制值的关系图；
41.图3为本技术实施例提供的电动转向器的热保护方法的温度控制模式下的温度与最大电流限制值的关系图；
42.图4为本技术实施例提供的电动转向器的热保护方法的电流控制模式下的时间与最大电流限制值的关系图。
具体实施方式
43.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.本技术实施例提供了一种电动转向器的热保护方法，其能解决相关技术中在对电动转向器进行热保护的同时往往会牺牲较大一部分电动转向器的转向性能的问题。
45.本热保护方法的步骤包括首次获取电动转向器在第一预设时间段内产生的热量值，同时还获取所述电动转向器在对应所述第一预设时间段内的温度，当得到对应的所述热量值和温度后，判断所述热量值是否满足不小于第一预设热量值，并判断所述温度是否满足不小于第一预设温度，若均满足，即所述热量值大于等于所述第一预设热量值并且所述温度大于等于所述第一预设温度时，则确认所述热量值所处的热量区间，确认好其所处
的所述热量区间后，根据所述热量区间确定温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线，再根据所述电动转向器的温度根据该关系线确定所述电动转向器的最大电流限制值。
46.进一步的，确认所述热量值所处的热量区间，并根据所述热量区间确定温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线的具体步骤包括：
47.先根据所述电动转向器的热量值的波动范围，划分出若干个热量区间，再根据处于对应所述热量区间内所述电动转向器对应的运行性能参数及温度，分别确定每一所述热量区间内对应的温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线，最后确认所述热量值所处的所述热量区间，再根据所述电动转向器的温度根据该关系线确定所述电动转向器的最大电流限制值。
48.具体的，参见图2所示，根据不同的车型、不同的电动转向器的型号，优选的，一般将所述电动转向器在所述第一预设时间段内产生的热量值q分为5个不同的热量区间，具体为q1＜q＜q2、q2＜q＜q3、q3＜q＜q4、q4＜q＜q5和q5＜q这5个不同的热量区间，其中q1＜q2＜q3＜q4＜q5，根据台架试验和整车调试，结合整车转向循环下热保护的电流和温度情况，判断某一最大电流限制值是否都能很好的平衡所述电动转向器的性能和自身的温度，获取一段时间下各个不同温度对应的最大电流限制值，根据多个点值得到图2，于是在实际调节时，得到在某一温度下对应的最大电流限制值。
49.一般来说，随着时间的推移，所述电动转向器的温度会越来越高，因此，理论上会按照图2所示的对应所述关系线对所述最大电流限制值进行调节，但是，也有可能发生温度升高后又降低的情况，因此，所述再根据所述电动转向器的温度根据该关系线确定所述电动转向器的最大电流限制值的具体步骤包括：
50.获取所述电动转向器的温度，根据所述电动转向器的温度在对应的所述关系线上确定所述电动转向器的最大电流限制值；
51.继续获取所述电动转向器的温度，若该温度不大于上一次获取的所述电动转向器的温度且不小于所述第一预设温度，则所述电动转向器的最大电流限制值的取值为上一次所述电动转向器的最大电流限制值的取值。
52.具体的，由于对所述电动转向器的温度获取是一直在进行，因此，当当前获取的温度小于上一次获取的所述电动转向器的温度时，不会再继续对所述电动转向器的最大电流限制值进行减小，而是保持不变，直至所述电动转向器的温度持续减小至达到退出积分控制模式。
53.具体的，其中ta<t1<t2<t3<t4<t5<td，另外，q1、q2、q3、q4、q5、ta、t1、t2、t3、t4、t5的具体值或取值范围根据不同的车型和不同的电动转向器的型号设定，没有统一固定的范围。
54.具体的，当所述电动转向器在工作运行时，获取所述电动转向器的电流，并根据该电流的大小计算所述电动转向器工作产生的热量值，再通过积分计算一段时间内产生的热量值q，再利用所述电动转向器的控制器内的温度传感器测量温度t，当所述温度t大于等于所述第一预设温度ta且所述热量值q大于等于所述第一预设热量值q1时，触发条件进入相应的控制模式，参见图1所示，本控制模式为积分控制模式，所述第一预设温度ta和所述第一预设热量值q1为触发条件，通过在积分控制模式中增加温度条件，可以实现在温度低的
时候放宽对最大电流限制值的限制程度，从而尽可能地减小所述电动转向器的性能下降程度，最大限度的延长所述电动转向器的的使用时长。
55.进一步的，所述根据该关系线实时调节所述电动转向器的最大电流限制值之后，还包括如下步骤：
56.继续获取所述电动转向器产生的热量值，并继续获取所述电动转向器的温度，再判断所述热量值是否满足不大于第二预设热量值，并且判断所述温度是否满足不大于第二预设温度，若均满足，则根据所述电动转向器的实际需求调节所述最大电流限制值。
57.具体的，参见图2所示，当所述电动转向器正常运行时，其所处的控制模式成为正常控制模式，因此，当达到触发条件ta和q1进入所述积分控制模式后，当所述热量值小于所述第二预设热量值，并且温度小于所述第二预设温度tb时，则从所述积分控制模式出来，并进入正常控制模式，根据所述电动转向器的实际需求调节所述最大电流限制值即可。其中，所述第二预设热量值与第一预设热量值的取值一样，均为q1。
58.进一步的，当在所述积分控制模式的保护过程中，如果所述电动转向器的温度还在继续升高，或者出现反复熄火并重新点火，使得积分计算不断清除，导致所述电动转向器的温度持续升高时，为保护所述电动转向器不因过热损坏，在所述根据该关系线实时调节所述电动转向器的最大电流限制值之后，还包括如下步骤：
59.获取所述电动转向器的温度，并判断所述温度是否不小于第三预设温度，若是，则确定所述电动转向器的温度与所述最大电流限制值的关系图，根据所述温度与所述最大电流限制值的关系图实时调节所述电动转向器的最大电流限制值。
60.具体的，在所述积分控制模式中，依然实时获取所述电动转向器的温度，一旦所述温度大于等于第三预设温度td，则从所述积分控制模式进入至温度控制模式，并根据所述温度与最大电流限制值的关系图实时调节所述电动转向器的最大电流限制值，参见图3所示，在所述温度控制模式下，当温度达到触发条件后，最大电流限制值会随着温度的增加呈下降趋势，以起到很好的保护所述电动转向器不会因过热而损坏。
61.进一步的，所述根据所述温度与所述最大电流限制值的关系图实时调节所述电动转向器的最大电流限制值之后，还包括如下步骤：
62.获取所述电动转向器的温度，并判断所述温度是否小于第四预设温度，若是，则继续根据对应的所述温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线以及所述电动转向器的温度确定所述电动转向器的最大电流限制值。
63.具体的，若在所述温度控制模式下，所述电动转向器的温度下降至不大于所述第四预设温度tc，此时为了保证所述电动转向器的性能不受到影响，因此使得所述电动转向器重新进入所述积分控制模式内，继续根据对应的所述温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线实时调节所述电动转向器的最大电流限制值。
64.进一步的，所述判断所述热量值是否满足不小于第一预设热量值，且判断所述温度是否满足不小于第一预设温度，还包括如下步骤：
65.若所述热量值小于所述第一预设热量值，则进一步判断所述温度是否不小于第六预设温度，若是，则根据确定的所述电动转向器的温度与所述最大电流限制值的关系图实时调节所述电动转向器的最大电流限制值。
66.进一步的，所述根据所述温度与所述最大电流限制值的关系图实时调节所述电动
转向器的最大电流限制值之后，还包括如下步骤：
67.获取所述电动转向器的温度，并判断所述温度是否小于第五预设温度，若是，则根据所述电动转向器的实际需求调节所述最大电流限制值。
68.具体的，若从所述正常控制模式下切换至所述温度控制模式，且在所述温度控制模式下，所述电动转向器的温度下降至下于所述第五预设温度，那么此时，则从所述温度控制模式再回到所述正常控制模式，保证所述电动转向器的正常运行。
69.进一步的，所述电动转向器的电机有时会发生堵转的情况，一旦发生堵转，电流升高，所述电动转向器长时间在较大的电流条件下运行很可能发生损坏。而仅仅靠所述积分控制模式和温度控制模式是无法识别堵转的工况的，因此，在此基础上，所述热保护方法还包括：
70.获取所述电动转向器在第二预设时间段内的实际电流值i，获取所述电动转向器在对应所述第二预设时间段内的温度t；
71.判断所述实际电流值是否满足达到所述电动转向器的最大电流值，并判断所述实际电流值达到所述最大电流值的持续时间是否满足不小于第一预设持续时间t
t1
；
72.若均满足，则确认所述实际电流值所处的温度区间，并根据所述温度区间确定时间与所述电动转向器的最大电流限制值的关系线，以根据该关系线实时调节所述电动转向器的最大电流限制值，直至所述实际电流值小于所述电动转向器的最小电流值，且小于所述最小电流值的持续时间不小于第二预设持续时间t
t2
，则根据所述电动转向器的实际需求调节所述最大电流限制值。
73.具体的，参见图4所示，本热保护方法还增加了电流控制模式，其用于在所述积分控制模式和温度控制模式的情况下，有效识别所述电动转向器可能出现的堵转的工况，起到了防止电机长时间堵转，电流过大导致所述电动转向器烧坏的问题。
74.具体的，在所述电流控制模式阶段，在检测所述实际电流值的同时还监测温度t，先根据所述电动转向器的温度的波动范围，划分出若干个温度区间，优选的，一般分为3个不同的温度区间，具体为0＜t＜t1、t1＜t＜t2和t＞t2这3个不同的温度区间，当所述电动转向器在工作过程中，如出现电机堵转时，此时电流i达到最大电流值，且持续时间达到所述第一预设持续时间t
t1
，则进入所述电流控制模式。按照不同的温度区间，电流的持续时间定义不同，电流的持续时间根据试验结果确定，当持续的时间达到规定值，则按对应的关系线去调节最大电流限制值。通过对电流的识别和控制，起到防止电机长时间堵转，电流过大导致eps烧坏的问题。
75.具体的，最大电流值为imax，最小电流值为imin，i0为积分控制模式调节时电流可调的下限值。其中，最大电流值与最大电流限制值的区别在于，最大电流值是固定不变的，其根据所述电动转向器的型号等固有参数在最开始就确定了，而最大限制电流值是一个变值，其为实际工作过程中，根据系统的保护策略确定的一个值。另外，在所述积分控制模式和温度控制模式的切换中，tb＜ta＜te＜tc＜td，t
max
为所述电动转向器理论可以达到的最大值。另外，在图4中，t
a
、t
b
和t
c
分别代表对应的关系线的起始时间。
76.本热保护方法首先在所述积分控制模式中加入监控温度的情况，当积分保护起作用时，通过双重条件确定最大电流限制值，在保护产品的前提下，尽可能的保证了所述电动转向器的性能，不会导致性能下降，其让热保护与所述电动转向器的实际使用情况结合，尽
可能接近于实际使用情况，使保护和控制更加精确，同时也延长了使用时长；其次，结合所述温度控制模式，很好的避免了由于无法记录上一个点火循环的计算结果，使得下一个点火循环需要重新计算，导致容易出现多次熄火并再次点火时温度不断累积引发所述电动转向器烧坏的问题；最后，在所述电流控制模式的保护下，可以识别非正常的误用堵转工况，防止长时间持续的大电流对所述电动转向器的损坏。本热保护方法结合多种热保护的控制模式，涵盖多种使用工况、多种模式的分级控制，对电流的控制更细致，从而起到延长使用时间，提高了热保护的安全性和覆盖率。
77.本技术还提供了一种电动转向器的热保护系统，其具体包括：
78.获取模块，其用于获取所述电动转向器在第一预设时间段内产生的热量值，还用于获取所述电动转向器在对应所述第一预设时间段内的温度；
79.控制模块，其用于当所述热量值不小于第一预设热量值，且所述温度不小于第一预设温度时，根据所述热量值所处的热量区间以确定温度与时间和所述电动转向器的最大电流限制值的关系线，再根据所述电动转向器的温度根据该关系线确定所述电动转向器的最大电流限制值。
80.其中，上述热保护系统中的各个模块的功能实现与上述热保护方法中的各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
81.本技术还提供了一种车辆，其包括上述的热保护系统。
82.其中，上述车辆的功能实现与上述热保护系统相对应，其结构、功能和实现过程在此处不再一一赘述。
83.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
84.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
85.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。