CN101753080A - 用于电机驱动动力转向***的电机控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于电机驱动动力转向***的电机控制方法，其能够以较低的成本通过改进过热保护性能而提供更加平稳且更加简易的转向操作，并且同时向电机供给合适的控制电流，而并不改变电机驱动动力转向***中所使用的电机或减速器。

Description

用于电机驱动动力转向***的电机控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年12月4日提交的韩国专利申请第10-2008-0122726号的优先权，该申请的全部内容为了所有目的而通过引用结合于本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于电机驱动动力转向(MDPS)***的电机控制方法，特别是涉及一种技术，其使得转向操作尽可能平稳地进行，同时防止由于热量而损坏电机。
背景技术
与使用发动机驱动力的液压动力转向***不同，电机驱动动力转向***通过电机的驱动力来提供转向力，从而其具有减小车辆的燃料消耗的优点，但是其与所述液压动力转向***相比价格昂贵。
因此，使用便宜的直流(DC)电机，而不是无刷交流(BLAC)电机的电机驱动动力转向***已经得以发展并用于降低所述电机驱动动力转向***的成本，然而，所述电机具有一个问题，其产生了大量的热量并且难于将这些热量释放出去。
电机驱动动力转向***大体上具有过热保护(OHP)逻辑电路以防止电机过热，并且该过热保护逻辑电路在使用如上文所述直流电机时要比在使用无刷交流电机时启动得更早。
所述过热保护逻辑电路用于抑制供给到所述电机上的电流，从而当所述过热保护逻辑电路启动时，从所述电机供给的转向力迅速地减小，而驾驶员感觉到方向盘变重。
因此，所述电机驱动动力转向***在所述过热保护逻辑电路启动之前能够操作车辆多久成为了其主要的性能，该性能被称为“过热性能”，其是通过在预定状况下在所述过热保护逻辑电路启动之前所述方向盘完成左-右完全转向的次数来衡量的。
为了改进所述过热保护性能，在本领域中已知的方法是提高所述电机的容量；然而，这种方法并不是优选的，因为所述电机的尺寸和容量，从而难以将它们安装以及设置在车辆中，并且增加了成本。
本发明背景部分公开的上述信息仅仅用来增加对本发明总体背景的理解，其不应作为该信息构成对本领域技术人员来说已经公知的现有技术的确认和任何形式的暗示。
发明内容
本发明的不同方面有助地提供了一种用于电机驱动动力转向***的电机控制方法，其能够以较低的成本通过改进所述过热保护性能而提供更加平稳且更加简易的转向操作，而并不改变电机驱动动力转向***中所使用的电机或减速器。
根据本发明的用于电机驱动动力转向***的电机控制方法包括以下步骤：过热保护的步骤，其使供给到电机上的电流减小到第二电流减小系数以防止所述电机过热；预过热保护(Pre-OHP)的步骤，其逐渐使供给到所述电机上的电流减小到第一电流减小系数，该第一电流减小系数小于所述第二电流减小系数。
优选地，将所述第二电流减小系数设置为大于所述第一电流减小系数的五倍或者更大。
所述用于电机驱动动力转向***的电机控制方法可以这样设置，在所述预过热保护的步骤中，供给到所述电机的所述电流从最大电机电流减小到第一电流减小系数，直到预定的第一最小电机电流小于能够供给到所述电机的所述最大电机电流为止，然后，当供给到所述电机的电流变得小于所述第一最小电机电流时，供给到所述电机的所述电流增大到第一电流增大系数，该第一电流增大系数的绝对值大于所述第一电流减小系数。
所述用于电机驱动动力转向***的电机控制方法可以这样设置，在所述过热保护的步骤中，供给到所述电机的电流减小到所述第二电流减小系数，直到供给到所述电机的所述电流为小于所述第一最小电机电流的预定第二最小电机电流为止，并且当供给到所述电机的所述电流小于所述第二最小电机电流时，供给到所述电机的所述电流增大到小于所述第一电流增大系数的第二电流增大系数。
本发明能够以较低的成本通过改进所述过热保护性能而提供更加平稳且更加简易的转向操作，而并不改变电机驱动动力转向***中所使用的电机或减速器。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点可以从结合在本申请文件中的附图以及下面的具体实施方式中变得显而易见，并在其中进行更加详细的阐述，其中附图以及具体实施方式一起用于解释本发明的一些原理。
附图说明
图1是通过具体实例来比较根据本发明的用于电机驱动动力转向***的电机控制方法和相关技术的视图。
图2是示出了根据本发明的用于电机驱动动力转向***的电机控制方法的实例的流程图。
具体实施方式
以下将详细参考本发明的不同实施例，本发明的实例在附图中示出并在下面进行描述。虽然结合示例性实施例描述本发明，但应了解该描述不是旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反地，本发明旨在不仅仅覆盖示例性实施例，还覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围里的各种替代、改进、等效结构以及其他实施例。
参考图1和图2，根据本发明的不同实施例的用于电机驱动动力转向***的电机控制方法包括：过热保护的步骤，其使供给到电机的电流减小到第二电流减小系数以防止电机过热；和/或预过热保护的步骤，其在过热保护的步骤之前，逐渐将供给到所述电机的电流减小到第一电流减小系数，该第一电流减小系数小于所述第二电流减小系数。
优选地，将所述第二电流减小系数设置为大于所述第一电流减小系数的五倍或更大。
也即，图1通过具体的实例比较了根据不同实施例的用于电机驱动动力转向***的电机控制方法和相关的技术。在相关的技术中，65A的最大电流连续地供给到电机上，直到所述最大电流时间持续了65秒，然后所述供给到电机的电流通过所述过热保护操作减小到预定的电流减小系数。
在另一方面，假设本发明使用相同的电机，所述最大电流时间设置得比相关技术中更长，即设置成85秒，并且所述最大电流并不保持在65A，而是在过热保护的步骤之前的预过热保护的步骤中，使供给到所述电机的电流逐渐地减小到所述第一电流减小系数，然后在过热保护的步骤中，使所述电机的电流减小到所述第二电流减小系数，该第二电流减小系数大于所述相关领域中的电流减小系数以及所述第一电流减小系数。
因此，当电流供给到具有相同热容量的电机上时，本发明提供预过热保护的步骤，而不是将所述最大电流的时间设置得比相关技术更长，从而并非基本全部以65A的最大电流供电，而是甚至在所述最大电流的时间内都以逐渐从所述最大电流减小的电流供电，在所述最大电流时间之后的过热保护的步骤中，通过比相关技术相对更快地减小供给到电机的所述电流，使供给到所述电机的加热负载能够基本保持在相同的水平上。
上述方法基本上延长了到达所述过热保护步骤的时间，因此，这意味着在所述过热保护操作之前能够进行相对更多的转向操作，因此改进了所述过热保护性能。
此外，在过热保护步骤中，当所述供给到电机的电流减小到比相关技术更快的第二电流减小系数时，从所述电机供给的转向力快速地减小并且驾驶员感觉到方向盘变重。然而，驾驶员感觉上基本不会察觉到变化，因为与相关技术相比，所述电流减小到比所述第二电流减小系数更慢的电流减小系数，使得其不构成问题。
作为参考，图1只是为了有助于理解而示出了当供给到电机的电流减小时，方向盘保持在一个方向上的最大旋转位置上的情况。然而，在实际的转向操作中，在一个方向上旋转到最大位置的方向盘并非持续地保持在该位置，而是从该最大位置到中间位置重复地往复旋转。
因此，在所述预过热保护的步骤中，供给到电机的电流从所述最大电机电流减小到所述第一电流减小系数，直到预定的第一最小电机电流小于能够供给到所述电机的最大电机电流为止，然后当供给到所述电机的电流变得小于所述第一最小电机电流时，供给到所述电机的电流增大到第一电流增大系数，该系数的绝对值大于所述第一电流减小系数。
即，例如在方向盘处于中间位置时，供给到所述电机的所述电流将小于所述第一最小电机电流。
在这个位置上，所述第一电流增大系数减小到所述第一电流减小系数以下，但是迅速地恢复所述电流，从而能够为驾驶员提供平稳的转向力。
与预过热保护的步骤类似，在过热保护的步骤中，供给到所述电机的电流减小到第二电流减小系数，直到供给到所述电机的电流为预定第二最小电机电流时为止，该电流小于所述第一最小电机电流，并且当供给到所述电机的电流变得小于所述第二最小电机电流时，供给到所述电机的电流增大到第二电流增大系数，该系数小于所述第一电流增大系数。
在该步骤中，加热负载已经在所述电机中被充分地积累，因此，通过将所述第二电流增大系数设置得较小以恢复所述电机的电流，能够保证所述电机具有充足的时间被冷却。
在上文中所述最大电流时间、电流减小系数、最小电机电流和电流减小系数时电机控制器在启动车辆时的温度的函数，他们是在之前通过实验和分析被输入的。
作为参考，图2中所示的流程图示出了这样的实例：从根据车辆启动时的电机控制器的温度所确定的图(map)来确定所述最大电流时间、第二电流减小系数、第二最小电机电流和第二电流增大系数，并使用预定值作为所述第一电流减小系数、第一最小电机电流和第一电流增大系数。然而，如果需要的话，所述第一电流减小系数、第一最小电机电流和第一电流增大系数可以不同地根据所述电机控制器的温度而设置。
根据图2中所示的流程图，当转向通过点火实现时，转矩传感器测量所述转向并且将信号传送到所述电机控制器上，所述电机控制器控制所述电机以响应从所述转矩传感器输入的信号，并且读取所述电机控制器的温度以响应来自温度传感器的信号。所述电机控制器首先设置对应于所述温度的最大电流时间、第二电流减小系数、第二最小电机电流和第二电流增大系数，然后通过计算确定是否进行所述过热保护操作。其后，所述电机控制器在过热保护步骤之前的预过热保护步骤中使用所述第一电流减小系数、第一最小电机电流和第一电流增大系数来控制供给到所述电机的电流，并且使用所述第二电流减小系数、第二最小电机电流和第二电流增大系数控制供给到所述电机的电流。因此，通过最大化地使用所述电机的特征，能够使过热保护步骤之前的时间相对地比相关技术更长，同时防止所述电机因热量而损坏，从而为驾驶员延伸了平稳转向状态。
前述本发明的具体示例性实施例的目的是阐明和描述。这些实施例并非旨在穷尽本发明，也不是旨在将本发明限制于所揭示的具体形式，显然，按照上述教导可以进行许多改进和变化。这些示例性实施例的选择和描述是为了解释本发明的一些原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员制造和使用本发明的各种示例性实施例及其各种替代和改进。本发明的保护范围旨在由权利要求书及其等效内容限定。

Claims (4)

1.一种用于电机驱动动力转向***的电机控制方法，该方法包括：
过热保护的步骤，其使供给到电机上的电流减小到第二电流减小系数以防止所述电机过热；以及
预过热保护的步骤，其在所述过热保护步骤之前，逐渐使供给到所述电机上的电流减小到第一电流减小系数，该第一电流减小系数小于所述第二电流减小系数。
2.如权利要求1所述的用于电机驱动动力转向***的电机控制方法，其中将所述第二电流减小系数设置为大于所述第一电流减小系数的五倍或者更大。
3.如权利要求2所述的用于电机驱动动力转向***的电机控制方法，其中在所述预过热保护的步骤中，供给到所述电机的所述电流从最大电机电流减小到所述第一电流减小系数，直到预定的第一最小电机电流小于能够供给到所述电机的所述最大电机电流为止，然后，当供给到所述电机的电流变得小于所述第一最小电机电流时，供给到所述电机的所述电流增大到第一电流增大系数，该第一电流增大系数的绝对值大于所述第一电流减小系数。
4.如权利要求3所述的用于电机驱动动力转向***的电机控制方法，其中在所述过热保护的步骤中，供给到所述电机的电流减小到所述第二电流减小系数，直到供给到所述电机的所述电流为小于所述第一最小电机电流的预定第二最小电机电流为止，并且当供给到所述电机的所述电流小于所述第二最小电机电流时，供给到所述电机的所述电流增大到小于所述第一电流增大系数的第二电流增大系数。
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