[发明专利]汽车电动助力转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车电动助力转向系统(EPS)，尤其是涉及一种具有电机绕组温度在线估计及控制参数自调整功能的电动助力转向系统。

背景技术

EPS转向系统属于汽车安全相关部件，对电机控制的转矩脉动性能的要求极高。助力电机采用永磁同步电机，由三相逆变全桥进行驱动。在大功率电动助力转向系统中，一般采用永磁同步电机作为助力的执行机构，永磁同步电机的核心控制算法包括弱磁控制和d、q轴的PI(比例积分)控制。在常规的控制方法中，弱磁控制的参数、d轴和q轴PI控制的参数一般是固定不变的。但是在实际电动助力转向系统的运行过程中，电机的温度会升高，从而电机的内阻会发生变化。在电机内阻发生变化的情况下，同样的弱磁控制参数和PI控制参数会造成电机控制的转矩脉动增加，从而影响驾驶员的手上感觉。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种汽车电动助力转向系统，能在不同的使用工况情况下，减小电机控制扭矩波动。

为解决上述技术问题，本发明的汽车电动助力转向系统，包括：

电机绕组温度在线估计模块，采集电机的电流和环境温度，估算电机的绕组温度和绕组电阻；

控制参数自调整功能模块，根据估算的电机绕组温度和绕组电阻、电机助力力矩指令值、电机电流、电机转速和电机角度，实时调整电机控制算法中的弱磁控制参数、d轴PI控制参数与q轴PI控制参数，在不同的使用工况情况下，减小电机控制扭矩波动。

本技术通过在ECU(电控单元)外部安装一个温度传感器采集电动转向系统的环境温度，利用电机的电流和环境温度对电机绕组的温度和电机绕组电阻进行估算，根据电机绕组电阻实时调整电机控制算法中的弱磁控制参数和d、q轴PI控制参数，从而达到在不同的使用工况情况下，减小电机控制扭矩波动的目的。

本发明在几乎不增加硬件成本的基础上，通过软件实时调整策略，使得电动助力转向系统在各种工况下都能提供良好的驾驶员操纵感觉，具有很强的实用性。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是汽车电动助力转向系统一实施例结构框图；

图2是电机绕组温度在线估计模块结构框图；

图3是控制参数自调整功能模块结构框图。

具体实施方式

参见图1所示，在本发明的一实施例中，所述汽车电动助力转向系统，能在线估计电机绕组温度，以及控制参数自调整。它包含有以下两个关键功能模块：电机绕组温度在线估计模块和控制参数自调整功能模块。电机助力指令模块根据车辆的运行状态决策助力电机的助力力矩指令。

电机绕组温度在线估计模块采集电机的电流和环境温度，估算电机的绕组温度和绕组电阻。电机绕组温度在线估计模块由电机发热计算模块、电机散热计算模块、电机温升计算模块和电机绕组电阻估计模块四部分组成。

电机发热计算模块，根据采集的电机电流值和估算的电机绕组电阻，通过查表的方法计算得到电机的发热量，如图2所示。电机发热计算模块包含一个查表模块和一个积分模块；查表模块的输入为电机的电流和估算的电机绕组电阻，输出为估算的电机发热功率。积分模块对电机的发热功率进行积分后得到电机发热量。

电机散热计算模块，根据估算的电机绕组温度和环境温度，通过查表的方法计算得到电机的散热量，如图2所示。电机散热计算模块包含一个查表模块和一个积分模块；查表模块的输入为估算的电机绕组温度和采样的环境温度，查表模块的输出为单位时间内的电机散热量；积分模块对单位时间内的电机散热量进行积分后得到电机散热量。

电机温升计算模块，根据电机发热量与电机散热量之差除以电机的热容得到电机的温升。如图2所示。

电机绕组电阻估计模块，采集系统上电时的环境温度作为电机初始温度，根据电机温升和电机初始温度，计算电机的实时温度。根据电机的实时温度通过查表计算电机的绕组电阻，如图2所示。

控制参数自调整功能模块包括两部分：弱磁算法参数自调整模块、PI参数自调整模块。