CN102114781A

CN102114781A - 防止电动助力转向系统过热的方法

Info

Publication number: CN102114781A
Application number: CN2010105868328A
Authority: CN
Inventors: 吴帨旭
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: US20110160965A1; KR20110078315A; KR101286823B1; US8666602B2; CN102114781B

Abstract

本发明公开了防止电动助力转向系统过热的方法，其通过从存储在存储器中的辐射温度图中计算发动机停止时间，以及在发动机已经停止时，温度传感器温度的改变，而不是在发动机停止时运行具体的保护逻辑。并从所述辐射温度图和所述发动机停止时间中，计算转向电机的温度，控制供应到所述转向电机的电流，能防止转向电机和ECU由于过热而损坏。

Description

防止电动助力转向系统过热的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求韩国专利申请号为10-2009-0135093，申请日为2009年12月31日的申请的优先权，其整个内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及一种防止电动助力转向系统过热的方法，更具体地，涉及一种防止电动助力转向系统过热的方法，其能防止转向电机和电子控制器由于过热而损坏。

背景技术

通常，MDPS(电动助力转向，Motor Driven Power Steering)系统用于方向盘轴下端部的转向电机实现助力转向，并在车辆启动时运行，而不是用普通的使用运行动力泵循环油的助力转向的方法。

在电动助力转向系统中，当施加到转向电机的电流大于允许的电流时，过载施加在转向电机和控制转向电机运行的电子控制器的场效应晶体管(下称，“FET”)上，从而所述转向电机和所述电子控制器可能由于过热而损坏。

本发明背景技术部分公开的信息只是为了加强对本发明通用背景技术的理解，不应当认为是或任何形式的建议是该信息构成本领域技术人员已经知晓的现有技术。

发明内容

本发明的技术方案在于提供一种防止电动助力转向系统过热的方法，其在发动机在停止后重启时，通过辐射温度图，在启动发动机时计算电子控制单元和转向电机电枢的精确温度，并限制供应到转向电机的电流，使得防止转向电机和电子控制器由于过热导致的损坏成为可能。

此外，本发明的各个方面在于提供一种防止电动助力转向系统过热的方法，其通过在发动机停止时停止所述系统保护逻辑，可以防止发动机停止时供应到系统保护逻辑的功率的损失。

本发明的一个方面提供一种保护电动助力转向系统的方法，所述方法包括：确定发动机是否停止；如果确定发动机停止了，存储温度传感器的停止传感器温度，其是在发动机刚停止前测量的温度，转向电机的停止电机温度和控制转向电机运行的ECU的停止ECU温度；确定发动机是否重启，如果确定发动机重启，则用温度传感器测量启动传感器温度；基于启动传感器温度和停止传感器温度，通过ECU，在保存了温度传感器的温度随时间变化的第一温度图中计算发动机停止过程中的停止时间；以及，基于保存了ECU的温度随时间变化的第二温度图和停止时间，通过ECU计算启动ECU温度，其是发动机启动时ECU的温度。

在计算所述停止时间后，当ECU温度被计算出来时，所述ECU基于存储方向盘温度随时间的变化而变化的第三温度图和所述停止时间，计算启动电机温度，所述启动电机温度是发动机启动时转向电机的温度。

在所述启动ECU温度和所述启动电机温度被计算出来后，当所述启动ECU温度和所述启动电机温度的至少一个大于临界温度时，从ECU供应到所述转向电机的电流可能被限制，所述临界温度限制所述转向电机和所述ECU的温度。

当所述发动机没有停止并保持运行时，ECU和转向电机的温度可以从供应有功率的ECU系统保护逻辑中计算。

当发动机停止时，停止传感器温度，停止电机温度，和停止ECU温度可以存储在所述ECU的存储器中。

第一温度图，第二温度图和第三温度图都存储在ECU的存储器中，并且可以是分别存储发动机停止后温度传感器，转向电机和所述ECU的温度随时间变化的辐射热量度数的辐射温度图。

所述ECU的温度可以是控制转向电机运行的晶体管的温度。

根据防止电动助力转向系统过热的方法，当发动机在停止后重启时，其能在启动发动机时使用辐射温度图预测转向电机和电子控制器的精确温度并限制供应到转向电机的电流。如此，其能防止转向电机和电子控制器由于过热而损坏。

进一步地，根据防止电动助力转向系统过热的方法，其能在发动机停止时通过停止系统保护逻辑来防止供应到系统保护逻辑的能量损失。

本发明的方法和装置具有的其他特征和优点，在下面结合附图的详细说明中说明，下面的详细说明用于解释本发明的一些原理。

附图说明

为了更好地理解本发明的方案和特征，下面将参考附图进行详细说明，其中：

图1显示根据本发明实施方式的防止电动助力转向系统过热的方法的流程图；

图2显示根据本发明实施方式的电动助力转向系统的方框图；

图3是第一温度图，其显示图1中的温度传感器的温度相对于时间的变化；

图4是第一温度图，其显示图1中的转向电机的温度随时间的变化；

图5是第一温度图，其显示图1中的电子控制器的温度随时间的变化。

具体实施方式

下面详细说明本发明的各种实施方式，其中的例子结合附图进行说明。尽管本发明结合实施方式进行说明，但应当理解本发明不限于这些实施方式。相反，本发明不仅包含这些实施方式，而且包含各种变形，改进，等同变换以及其他实施方式，这些都属于本发明权利要求确定的方案和范围内。

在一个例子中，所述电动助力转向系统通过监测安装在电子控制器中的温度传感器测量到的温度和施加到转向电机上的电流，来预测转向电机和电子控制器的FET的温度，并基于预测结果控制施加到转向电机上的电流。

然而，当发动机停止时，其不能监测所述温度和电流，因为功率被切断；因此，在发动机重启时很难识别出目前的温度。相应地，很难准确地预测转向电机和电子控制器的FET的温度。

在另一个例子中，当发动机停止时，具体的功率被连续的供应到所述电子控制器，从而可以监测施加到温度传感器和转向电机上的电流。相应地，其可能准确地预测转向电机和电子控制器的FET的温度。然而，尽管发动机停止，但电池也是放电的，因为功率应连续地供应到所述电子控制器。

下面详细说明本发明的实施方式，从而本领域技术人员可以容易地实施本发明。整个说明书中，具有类似的结构和作用的部件用相同的附图标记表示。

图1显示根据本发明实施方式的防止电动助力转向系统过热的方法的流程图；图2显示根据本发明实施方式的电动助力转向系统的方框图。

电动助力转向系统10的转向电机M由驾驶员转动方向盘时产生的扭矩操作。驱动电机M通过开关多个晶体管FET控制，晶体管FET是(电子控制单元)ECU的驱动元件。

晶体管FET响应于来自电子控制单元的信号通过施加或切断至转向电机的线圈的电池电压来控制转向电机M的操作。

温度传感器Ts测量传感器温度，其是电动助力转向系统10的温度。系统保护逻辑Pic计算或预测转向电机M的温度和电子控制单元(以下称为“ECU温度”)的晶体管FET的温度。所述ECU基于温度传感器Ts检测到的传感器的温度和从转向电机检测到的电流控制转向电机M。

当预测出的转向电机M的温度和预测出的ECU温度大于临界温度时，ECU操作来限制施加到转向电机M电流。只有在车辆的发动机运行的时候系统保护逻辑Pic通过电池功率BAT运行。这样，所述ECU防止转向电机M和FET由于施加到转向电机M和FET的电流过载导致的过热而损坏。

存储器Me存储图3中的第一温度图M1，其存储了在发动机停止时电动助力转向系统10的辐射温度的变化。存储器Me还存储了图4中的第二温度图M2，其存储了发动机停止时ECU的辐射温度的变化，以及第三温度图M3，其存储了发动机停止时转向电机的辐射温度变化。

此外，存储器Me存储了温度传感器Ts检测到的传感器温度，转向电机M的计算出的温度，以及计算出的ECU温度。因此，当发动机停止时，存储器Me存储发动机刚刚停止前测得的停止传感器温度，停止电机温度和停止ECU温度。

防止电动助力转向系统10过热的方法在发动机停止时，从存储在Me中的辐射温度图M1、M2、M3计算转向电机M和ECU的温度，并在发动机运行时从系统保护逻辑Pic中计算转向电机M和ECU的温度。

因此，其首先确定发动机是否停止以执行防止电动助力转向系统10过热的方法S1。

如果发动机没有停止，则确定发动机保持运行，从而电池功率BAT被供应到所述ECU，且转向电机M和ECU的温度从ECU的系统保护逻辑Pic中计算S7。

进一步，当确定发动机停止时，集成控制器(未示出)禁止电池功率BAT供应到所述ECU以防止在发动机停止时产生的功率损失。相应地，ECU的系统保护逻辑Pic停止运行。

在一些实施方式中，如上所述，当系统保护逻辑Pic停止运行时，所述温度被存储在Me中以从第一温度图M1，第二温度图M2和第三温度图M3来计算转向电机M和ECU的温度。

在这个存储温度的过程中，ECU操作来将通过温度传感器Ts测量到的发动机停止前的停止传感器温度，系统保护逻辑Pic计算出的转向电机的停止电机温度和ECU的停止ECU温度存储到ECU的存储器M3中S2。

此外，在所述温度被存储到存储器Me中后，其确定发动机是否重启S3。当发动机没有重启时，ECU的存储器Me继续存储存储温度步骤中存储的停止温度S2。

进一步地，当发动机重启时，ECU的温度传感器Ts检测电动助力转向系统100的启动传感器温度S4。

进一步的，ECU基于的温度传感器Ts测量到的启动传感器温度和当发动机停止时存储在Me中的停止传感器温度计算发动机停止了多长时间，也就是，发动机停止时间S5。

例如，假设停止传感器温度是St1而启动传感器温度是St2，从与在图3的第一温度图M1中启动传感器温度St2对应的第二时间点T2中减去与停止传感器温度St1对应的第一时间点T1得到的差值被计算为发动机停止时间Δt，发动机保持停止了多长时间。

进一步地，ECU基于计算得到的发动机停止时间Δt和第二温度图M2，来计算启动ECU温度，也就是发动机重启时ECU的温度S6。

例如，当停止ECU温度是Et1时，第二时间点T2的温度Et2，即从与图4的第二温度图M2中的停止ECU温度Et1对应的第一时间点开始经过发动机停止时间Δt，被计算为启动ECU温度Et2。

进一步地，ECU基于通过ECU和第三温度图M3计算出的发动机停止时间Δt来计算启动电机温度，也就是发动机重启时转向电机的温度S6。

例如，当停止电机温度是Mt1时，第二时间点T2的温度Mt2，也就是从与图5的第三温度图中停止电机温度Mt1对应的第一时间点T1开始经过发动机停止时间Δt，被计算为启动电机温度Mt2。

也就是说，当发动机已经停止重启时，ECU基于电动助力转向系统10的温度，和存储在存储器Me中的第一温度图M1，第二温度图M2，和第三温度图M3来计算启动电机温度Mt2和启动ECU温度Et2，启动电机温度就是发动机启动时转向电机的温度，启动ECU温度就是发动机启动时ECU的温度，电动助力转向系统10的温度是发动机启动时温度传感器Ts测量到的温度。

进一步地，ECU确定是否计算得到的启动ECU温度ET2和启动电机温度MT2中的至少一个大于临界温度S8。临界温度是确定转向电机M和ECU是否过热的温度。当ECU和启动电机的温度中的至少一个大于临界温度时，ECU和转向电机M可能由于过热而损坏。

进一步的，尽管发动机保持运行且ECU和转向电机M的温度从系统保护逻辑中计算，所述ECU仍然确定计算出的ECU和启动电机的温度中的至少一个是否大于临界温度S8。

进一步地，当启动电机温度MT2和启动ECU温度ET2中的至少一个大于所述临界温度时，转向电机M或所述ECU可能过热，因此，为了防止过热，供应到转向电机M的电流被限制S9从而所述转向电机和所述ECU被防止由于过载导致的过热而损坏。

进一步的，当启动电机温度Mt2和启动ECU温度Et2都小于所述临界温度时则确定所述转向电机M和所述ECU未过载，从而供应到转向电机M的电流不被特殊地控制。

在发动机停止时，通过停止系统保护逻辑Pic，防止电动助力转向系统过热的方法可以防止发动机停止时供应到系统保护逻辑Pic的功率的损失。

进一步地，防止电动助力转向系统过热的方法包括在发动机停止时存储转向电机M，所述ECU和所述温度传感器Ts的温度到所述ECU中。所述方法进一步包括当发动机重启时使用温度传感器Ts测量到的温度和存储在所述ECU中的第一温度图M1，第二温度图M2，以及第三温度图M3来计算转向电机M和所述ECU的温度。

也就是说，由于防止电动助力转向系统过热的方法从存储在所述存储器中的辐射温度图M1、M2和M3计算发动机保持停止的时间内，转向电机M和所述ECU的温度变化，而不是在发动机已经停止重启时运行具体的保护逻辑，其可能防止所述转向电机M和所述ECU由于过热而损坏。

上述实施方式只是为了说明保护本发明的电动助力转向系统的方法一个例子，本发明不限于所述实施例，应当理解本发明的范围包括不脱离权利要求所述的本发明的方案情况下，本领域技术人员各种可能的改进。

为了说明和理解目的，给出了本发明上述具体实施方式的描述。它们的目的不是将本发明限于公开的具体形式，显然，在上述教导下可能进行各种改进和变形。实施方式被选择来解释本发明的方案和实际应用，因此使得本领域技术人员能制造和利用本发明的各种实施方式以及其各种改进和变形。本发明的保护范围由随附的权利要求及其等同物确定。

Claims

1.一种防止车辆的电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，所述方法包括：

在车辆发动机停止之前使用位于电动助力转向系统中的温度传感器测量在传感器位置的第一传感器温度；

使用所述第一传感器温度和供应到所述电动助力转向系统中的电流值计算第一电机温度；

在随着发动机停止的发动机启动后使用温度传感器检测在传感器位置的第二传感器温度；

使用所述第一传感器温度和所述第二传感器温度来预测所述发动机停止和所述发动机启动之间的时间长度；

使用所述预测到的时间长度和所述第一电机温度来预测转向电机的第二电机温度；以及

基于所述第二电机温度来控制供应到所述转向电机的电能。

2.如权利要求1所述的防止车辆的电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，控制包括当所述第二电机温度大于预定温度时限制到所述转向电机的电流。

3.如权利要求1所述的防止车辆的电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，所述控制电路包括存储器，其存储所述发动机停止时间长度与传感器位置处的温度改变之间关系的数据。

4.如权利要求3所述的防止车辆的电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，所述存储器还存储表示所述发动机停止时间长度与所述转向电机的温度改变之间的关系的数据。

5.如权利要求1所述的防止车辆的电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，进一步包括：

使用所述第一传感器温度和供应到所述转向电机的电流值来预测控制电路的场效应晶体管(FET)的第一FET温度；以及

使用所述预测的时间长度和所述第一FET温度来预测第二FET温度，其中所述电能进一步基于所述第二FET温度被控制。

6.如权利要求5所述的防止车辆的电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，控制包括当所述第二FET温度大于一预定温度时限制至所述转向电机的电流。

7.如权利要求5所述的防止车辆的电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，所述控制电路包括存储器，其存储所述发动机停止时间长度和传感器位置处温度改变之间的关系的数据，所述发动机停止时间长度和转向电机的温度改变之间的关系的数据，以及所述发动机停止时间长度和所述FET温度之间关系的数据。

8.如权利要求5所述的防止车辆的电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，所述转向电机和所述FET与传感器位置隔开。

9.一种电动助力转向系统，其特征在于，包括电机和控制电路，所述控制电路包括温度传感器并被构造成控制所述电机，其中所述控制电路还被构造成执行权利要求1所述的方法。

10.一种包括发动机和权利要求9所述的电动助力转向系统的车辆。

11.一种防止电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，所述方法包括：

确定发动机是否停止；

如果确定发动机停止，存储停止温度传感器的温度，其是在发动机刚停止前测量的温度，转向电机的停止电机温度和控制所述转向电机运行的ECU的停止ECU温度；

确定发动机是否重启；

如果确定发动机重启，则通过温度传感器测量启动传感器温度；

使用存储温度传感器的温度随时间变化的第一温度图，基于所述启动传感器温度和停止传感器温度来预测发动机停止过程中的停止时间；以及

使用保存了ECU的温度随时间变化的第二温度图和所述停止时间来确定启动ECU温度，其是发动机启动时ECU的温度。

12.如权利要求11所述的防止电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，在计算所述停止时间后，所述ECU计算启动电机温度，其是发动机启动时转向电机的温度，并在计算ECU温度时基于存储方向盘随时间的变化而变化的温度的第三温度图和所述停止时间被计算出。

13.如权利要求12所述的防止电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，在所述启动ECU温度和所述启动电机温度被计算出后，当所述启动ECU温度和所述启动电机温度中的至少一个大于临界温度时，从ECU供应到所述转向电机的电流被限制，所述临界温度限制所述转向电机和所述ECU的温度。

14.如权利要求11所述的防止电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，当发动机没有停止并保持运行时，所述ECU和所述转向电机的温度从供应能量的ECU系统保护逻辑中计算。

15.如权利要求11所述的防止电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，当所述发动机停止时，所述停止传感器温度，所述停止电机温度和所述停止ECU温度被存储在ECU的存储器中。

16.如权利要求11所述的防止电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，所述第一温度图，所述第二温度图和所述第三温度图都存储在ECU存储器中，辐射温度图存储了温度传感器，所述转向电机和所述ECU温度变化，其指的是在发动机停止后随时间变化的热辐射的程度。

17.如权利要求11所述的防止电动助力转向系统过热的方法，其特征在于，所述ECU的温度是控制所述转向电机运行的ECU的晶体管温度。

18.一种电动助力转向系统，其特征在于，包括被构造来执行权利要求11的方法的ECU。