一种转向电机热保护控制方法及装置与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种转向电机热保护控制方法及装置。


背景技术：

2.汽车驾驶员在操控方向盘的时候，需要转向电机提供助力，以减小方向盘的操作力。目前的电机热保护，一般要求原地打方向15个循环前不启动热保护，热保护即关闭电机。现有技术中，通过检测电机的温度传感器，判断电机温度，来进行电机热保护。电机长时间的工作会产生高温，温度过高会造成电机烧蚀。一般的，在15个循环后，电机会启动热保护，关闭助力。该种保护措施在某些极端情况下，虽然能够满足用户需求，但是转向电机会经常工作在较高的温度下，导致转向电机的使用寿命不稳定，转向电机容易出现故障。
3.因此，现有技术中对转向电机的控制策略过于简单，容易导致转向电机长时间高温工作，导致转向电机的使用寿命较短。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明提出了一种转向电机热保护控制方法及装置，可避免转向电机因超过最大承受温度，而过热发生烧蚀或停止工作，保证了转向电机的工作稳定性，延长了使用寿命。
5.第一方面，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
6.一种转向电机热保护控制方法，包括：
7.获取转向电机在预设的最大工作电流值状态下的运行的第一时长；判断所述第一时长是否大于预设的第一助力时长；所述第一助力时长为所述转向电机以所述最大工作电流值工作时所积累的热量，达到热保护温度值的时长；当所述第一时长大于所述第一助力时长时，根据预设的电流系数，控制所述转向电机的工作电流值降低至保护电流值；其中，所述电流系数为调整电流值的速率，所述保护电流值为所述转向电机工作时发热和散热平衡的电流值。
8.可选的，所述根据预设的电流系数，控制所述转向电机的工作电流值降低至保护电流值，包括：
9.控制所述转向电机的工作电流值按照所述电流系数，降低至中间电流值，并监测所述转向电机在所述中间电流值状态下运行的第二时长；所述中间电流值大于所述保护电流值；判断所述第二时长是否大于预设的第二助力时长；所述第二助力时长为所述转向电机以所述中间电流值工作时所积累的热量，达到所述转向电机所能承受的最大温度值的时长；当所述第二时长大于预设的第二助力时长时，控制所述转向电机的工作电流值按照所述电流系数，降低至所述保护电流值。
10.可选的，所述电流系数值的大小随所述转向电机的工作电流减小而减小。
11.可选的，所述电流系数值的大小随所述转向电机的工作电流减小而线性减小。
12.可选的，所述保护电流值的取值范围为：10a～40a。
13.第二方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
14.一种转向电机热保护控制装置，包括：
15.检测模块，用于获取转向电机在预设的最大工作电流值状态下的运行的第一时长；判断模块，用于判断所述第一时长是否大于预设的第一助力时长；所述第一助力时长为所述转向电机以所述最大工作电流值工作时所积累的热量，达到热保护温度值的时长；调控模块，用于当所述第一时长大于所述第一助力时长时，根据预设的电流系数，控制所述转向电机的工作电流值降低至保护电流值；其中，所述电流系数为调整电流值的速率，所述保护电流值为所述转向电机工作时发热和散热平衡的电流值。
16.可选的，所述调控模块，还具体用于：
17.控制所述转向电机的工作电流值按照所述电流系数，降低至中间电流值，并监测所述转向电机在所述中间电流值状态下运行的第二时长；所述中间电流值大于所述保护电流值；判断所述第二时长是否大于预设的第二助力时长；所述第二助力时长为所述转向电机以所述中间电流值工作时所积累的热量，达到所述转向电机所能承受的最大温度值的时长；当所述第二时长大于预设的第二助力时长时，控制所述转向电机的工作电流值按照所述电流系数，降低至所述保护电流值。
18.可选的，所述电流系数值的大小随所述转向电机的工作电流减小而减小。
19.可选的，所述电流系数值的大小随所述转向电机的工作电流减小而线性减小。
20.第二方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
21.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
22.本发明实施例中提供一种转向电机热保护控制方法及装置，通过获取转向电机在预设的最大工作电流值状态下的运行的第一时长；然后，判断第一时长是否大于预设的第一助力时长；第一助力时长为转向电机以最大工作电流值工作时所积累的热量，达到热保护温度值的时长；当第一时长大于第一助力时长时，根据预设的电流系数，控制转向电机的工作电流值降低至保护电流值；其中，电流系数为调整电流值的速率，保护电流值为所述转向电机工作时发热和散热平衡的电流值。通过上述控制过程可保证转向电机在达到热保护温度值时可降低工作电流值保护工作电流，而保护电流值为转向电机发热与散热平衡的电流值，从而在保护电流值下可继续维持转向电机的工作，避免转向电机因超过最大承受温度，而过热发生烧蚀或停止工作，保证了转向电机的工作稳定性，延长了使用寿命。
23.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。在附图中：
25.图1示出了本发明实施例提供的一种转向电机热保护控制方法的流程图；
26.图2示出了本发明实施例中电流系数与工作电流之间的变化关系示意图；
27.图3示出了本发明实施例中转向电机热累积的原理示意图；
28.图4示出了本发明实施例中转向电机的工作电流变化示意图；
29.图5示出了本发明实施例中的转向电机热保护控制装置的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
31.家用车辆的转向电机的功率可高达600w，当转向电机连续长时间工作时将会产生大量的热量，使得转向电机的温度达到其所能承受的最大温度值。连续工作的场景可包括但不限于：连续转动车辆方向盘，方向盘打死后转向电机堵转，等等。为了延长转向电机的连续工作时间，避免电机过早的达到最大温度值。在本发明中提供了如下的转向电机热保护控制方法。
32.请参见图1，示出了本发明一实施例提供的一种转向电机热保护控制方法的流程图，所述方法包括：
33.步骤s10：获取转向电机在预设的最大工作电流值状态下的运行的第一时长。
34.在步骤s10中，通常情况下，在转向电机正常工作时，转向电机的工作电流为最大的工作电流值。此时，转向电机能为车辆转向提供最大的助力。在最大的工作电流值的状态下运行，转向电机将很快的进入到热保护。因此，本实施例中对转向电机在最大工作电流值状态下运行的第一时长。在第一时长大于转向电机达到热保护前进行工作电流值的调控。
35.在不同的车型中，由于不同的转向电机的特性不同，或配套的控制元器件不同；因此，实际的最大工作电流也可能存在差异，在本实施例中转向电机的最大工作电流值范围可为：40a～150a。
36.步骤s20：判断所述第一时长是否大于预设的第一助力时长；所述第一助力时长为所述转向电机以所述最大工作电流值工作时所积累的热量，达到热保护温度值的时长。
37.在步骤s20中，转向电机的热保护温度值稍小于其所能承受的最大温度值(为了便于描述后文简称最大温度值)。具体的，热保护温度值可为转向电机所能承受的最大温度值的70％～100％，较优的可确定为70％～85％；在一些实施例中热保护温度值可为转向电机所能承受的最大温度值的80％，可使转向电机维持较长时间的最佳转向助力，并且在降低转向电机的工作电流后还能够保持较长时间的较大助力时长，使转向电机的大扭矩助力和发热之间取得较好的平衡。例如，某车型的转向电机能够承受的最大温度值为125℃，则热保护温度值可确定为100℃；此时，第一助力时长为转向电机以最大工作电流工作时，达到100℃所需要的时长。
38.由于同一车型使用时的使用工况都存在差异，例如环境温度不同，行驶速度不同，等等。因此，在一些实施例中第一助力时长可基于该车型的实际实验后进行标定，从而构建车辆使用的工况参数与第一助力时长的关系表。在步骤s20之前，可获取转向电机工作时的车辆工况参数；然后，根据该车辆工况参数查询关系表，获得第一助力时长。车辆工况参数
current表示最大工作电流值，后文含义相同。
47.电流系数随电流的减小而线性减小可保证在大电流的时候工作电流下降更为迅速(迅速下降阶段)，在工作电流下降后可逐步的降低电流下降速率(缓慢下降阶段)，从而使得转向电机在整个调整过程中发热更少，在缓慢下降阶段提供更强的转向助力。其原理可参照图3理解，当对转向电机的工作电流按照图2所示的电流系数下降时，电机发热的功率变化曲线为i1；当对转向电机的工作电流进行线性下降时，电机发热的功率变化曲线为i2；此时，采用本实施例中的电流系数对工作电流进行调整时累积热量为s1，直接对工作电流进行线性调整时累积热量为s1 s2 s3；因此，转向电机的累积热量可减少s2 s3，该部分减少的累积热量可变向增加转向电机的工作时间。
48.此外，在本实施例中当工况环境发生改变后，保护电流值增加。此时，可对转向电机的电流进行增加，增加时电流变化系数如图3所示，可避免电机过快产生热累积。
49.在一个示例中，提供了如下的一组参数进行实现：最大工作电流值i
max
＝45a，中间电流值i
a
＝20a，保护电流值i
b
＝15a，转向电机热保护时电流初始下降的斜率k1为0.45a/s，转向电机退出热保护时电流上升的斜率k2为0.1a/s。
50.请继续参阅图4，通过图4对本实施例中的转向电机热保护控制方法的整个工作流程进行示例性说明。
51.示例1：
52.当热保护温度值为最大温度值时，监测到在最大工作电流值工作的第一时长达到t2时，温度达到125℃，可对工作电流进行下降至保护电流值b1，使转向电机达到热平衡状态。此时电流变化曲线为c1。
53.示例2：
54.当热保护温度值为小于最大温度值时，设值转向电机的在中间电流值的工作的平台。首先，监测到在最大工作电流值工作的第一时长达到t1时，温度达到100℃，可对工作电流进行下降至中间电流b2。中间电流值b2状态下工作时，转向电机热量累积较慢，可进一步的增加达到最大温度值的工作时间。然后，当第二时长(t2
‑
t1)达到预设的第二助力时长时，温度达到125℃，控制转向电机的工作电流值按照电流系数，降低至保护电流值b1，达到热平衡状态。此时电流变化曲线为c2。
55.相对于示例1而言，采用示例2中的调整方式，可进一步的增加转向电机在中间电流值状态下工作的时长，而中间电流值状态下工作时也可提供符合用户感受的较好的助力效果。综合来看，示例2中的调整方式能够为用户提供较好助力效果的时间更长，时长可达到t2，远大于时长t2。
56.综上所述，本实施例中提供的一种转向电机热保护控制方法，通过获取转向电机在预设的最大工作电流值状态下的运行的第一时长；然后，判断第一时长是否大于预设的第一助力时长；第一助力时长为转向电机以最大工作电流值工作时所积累的热量，达到热保护温度值的时长；当第一时长大于第一助力时长时，根据预设的电流系数，控制转向电机的工作电流值降低至保护电流值；其中，电流系数为调整电流值的速率，保护电流值为所述转向电机工作时发热和散热平衡的电流值。通过上述控制过程可保证转向电机在达到热保护温度值时可降低工作电流值保护工作电流，而保护电流值为转向电机发热与散热平衡的电流值，从而在保护电流值下可继续维持转向电机的工作，避免转向电机因超过最大承受
温度，而过热发生烧蚀或停止工作，保证了转向电机的工作稳定性，延长了使用寿命。
57.请参阅图5，基于同一发明构思，在本发明的又一实施例中还提供了一种转向电机热保护控制装置300，所述转向电机热保护控制装置300，包括：
58.检测模块301，用于获取转向电机在预设的最大工作电流值状态下的运行的第一时长；判断模块302，用于判断所述第一时长是否大于预设的第一助力时长；所述第一助力时长为所述转向电机以所述最大工作电流值工作时所积累的热量，达到热保护温度值的时长；调控模块303，用于当所述第一时长大于所述第一助力时长时，根据预设的电流系数，控制所述转向电机的工作电流值降低至保护电流值；其中，所述电流系数为调整电流值的速率，所述保护电流值为所述转向电机工作时发热和散热平衡的电流值。
59.作为一种可选的实施方式，所述调控模块303，还具体用于：
60.控制所述转向电机的工作电流值按照所述电流系数，降低至中间电流值，并监测所述转向电机在所述中间电流值状态下运行的第二时长；所述中间电流值大于所述保护电流值；判断所述第二时长是否大于预设的第二助力时长；所述第二助力时长为所述转向电机以所述中间电流值工作时所积累的热量，达到所述转向电机所能承受的最大温度值的时长；当所述第二时长大于预设的第二助力时长时，控制所述转向电机的工作电流值按照所述电流系数，降低至所述保护电流值。
61.作为一种可选的实施方式，所述电流系数值的大小随所述转向电机的工作电流减小而减小。
62.作为一种可选的实施方式，所述电流系数值的大小随所述转向电机的工作电流减小而线性减小。
63.作为一种可选的实施方式，所述保护电流值的取值范围为：10a～40a。
64.需要说明的是，本发明实施例所提供的转向电机热保护控制装置300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
65.基于同一发明构思，本发明的又一实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述方法实施例中所述方法的步骤。
66.需要说明的是，本发明实施例所提供的计算机可读存储介质中，上述每个步骤的具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处可参考前述方法实施例中相应内容。
67.本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
68.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实
施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
69.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
70.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
71.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
72.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
73.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。