CN101472779B - 电动转向设备和用于控制电动转向设备的方法 - Google Patents

Abstract

电动转向设备设置有电力供应装置(70)，其包括供应高压电力的主电力单元(80)和供应低压电力的副电力供应单元(90)，主电力单元(80)和副电力供应单元(90)彼此并联连接，电力供应装置(70)将电力从主电力供应单元(80)和副电力供应单元(90)中的一者供应到电动机(20)。辅助ECU(40)计算校正系数Cv，并通过将d轴目标电流Id^*乘以校正系数Cv来计算最终校正d轴目标电流Id^*’，其中基于该校正系数Cv，d轴目标电流随着从电力供应单元(70)输出的电压Vout的降低而增大。

Description

电动转向设备和用于控制电动转向设备的方法

技术领域

本发明涉及一种电动转向设备和用于控制电动转向设备的方法，该电动转向设备设置有电动机并对由驾驶员对驾驶员转向盘执行的转动操作进行辅助。

背景技术

已经使用了一种用于车辆的电动车辆设备，其检测施加到由驾驶员转动的转向盘(以下称为“驾驶员转向盘”)的转向转矩，并基于检测到的转向转矩使电动机产生辅助转矩。使用车载电池作为用于电动转向设备的电力供应单元。还有一种电动转向设备，其设置有多个电池，以即使在其中一个电池发生故障时，也允许电动转向设备正常地工作。例如，日本专利申请公报No.JP-2000-236626(JP-A-2000-236626)描述了一种电动转向设备，其设置有高压电池和低压12V电池作为用于驱动电动转向设备的电动机的电力供应单元。当来自高压电池的电力供应被切断时，电力从用作后备电力供应单元的低压电池供应到电动机。

然而，当电力从低压电池供应到电动机时，电动机没有以高速旋转。基于驾驶员转向盘的转动操作来设定需要由电动机产生的要求转矩(辅助转矩)。如图12所示，当使用低压电池时产生要求转矩的情况下的电动机速度ω2显著低于当使用高压电池时产生要求转矩的电动机速度ω1。如果驾驶员逐渐地转动驾驶员转向盘，则不会造成不便。然而，如果驾驶员快速地转动驾驶员转向盘，则电动机速度不会准确响应于驾驶员转动驾驶员转向盘的速度，这对驾驶员转向盘的转动操作施加了阻力。电动机连接到使车辆的转向车轮转向的转向机构。因而，当由于使用低压电池而不能使电动机高速旋转时，如果快速地转动驾驶员转向盘，则仅仅通过驾驶员施加到驾驶员转向盘的转向力来使转向车轮转向。即，电动转向设备不能适当地辅助驾驶员转向盘的转动操作。

例如，通过在低压电池的输出侧设置升压电路可以将这种不便减至最小。然而，设置这样的升压电路会造成诸如成本提高之类的其它不便，并需要形成用于升压电路的空间。

发明内容

本发明提供了一种即使当使用作为后备电力供应单元的低压电力供应单元供应电力时也可以在无需提高成本和形成额外空间的情况下就适当地辅助转向操作的电动转向设备。本发明还提供了一种用于控制这种电动转向设备的方法。

本发明的第一方面涉及一种电动转向设备。该电动转向设备包括：转向机构，其响应于驾驶员转向盘的转向操作使转向车轮转向；电动机，其装配到所述转向机构，并使用从电力供应装置供应的电力旋转，以产生用于辅助所述转向操作的力；以及电动机控制单元，其基于执行所述驾驶员转向盘的所述转向操作的方式来控制所述电动机的运转。所述电力供应装置包括并联连接的至少两个电力供应单元，所述两个电力供应单元是主电力供应单元和副电力供应单元，所述副电力供应单元输出的电压比从所述主电力供应单元输出的电压低。所述电力供应装置被构造成电力从所述主电力供应单元和所述副电力供应单元中的一者供应到所述电动机。所述电动机控制单元包括矢量控制单元，其通过执行由两相旋转磁通坐标系表示的矢量控制来控制所述电动机的旋转，在所述两相旋转磁通坐标系中，所述电动机旋转的方向用作q轴，与所述电动机旋转的方向垂直的方向用作d轴；以及电动机速度补偿单元。当电力从所述副电力供应单元供应到所述电动机时，所述电动机速度补偿单元将用作磁场减弱控制电流的d轴电流增大的量大于当电力从所述主电力供应单元供应到所述电动机时增大的量，从而抑制由于从所述电力供应装置输出的电压降低而引起的电动机速度的降低。

利用这样构成的电动转向设备，电力通常从主电力供应单元供应到电动机。当由于例如在主电力供应单元中引起的故障而不能将电力的预定量供应到电动机时，电力从副电力供应单元而不是从主电力供应单元供应到电动机。电动机控制单元包括矢量控制单元和电动机速度补偿单元，并通过执行由两相旋转磁通坐标系(d-q坐标系)表示的矢量控制、使用矢量控制单元来控制电动机的旋转。当电力从副电力供应单元供应到电动机时，电动机速度补偿单元将用作磁场减弱控制电流的d轴电流增大的量大于当电力从主电力供应单元供应到电动机时增大的量。

d轴电流沿着产生电动机转矩的方向和电动机的永久磁体的磁场被减弱的方向施加，并抑制由电动机的旋转产生的反电动势。因而，当电力从副电力供应单元供应时，与电力从主电力供应单元供应的情况不同，电动机被控制为使得将优先级赋予电动机速度。结果，即使当使用输出比从主电力供应单元输出的电压低的电压的副电力供应单元来供应电力时，也可以抑制电动机速度的降低。

在本发明的第一方面，所述副电力供应单元的副电力输出线可以设置有开关单元和保护电路，所述开关单元允许或者切断通过所述副电力输出线的电力供应，所述保护电路设置在所述开关单元和所述副电力供应单元之间并防止所述副电力输出线的电压升高。

利用具有以上所述结构的电动转向设备，当没有使用副电力供应单元时，开关单元保持关断，由此防止电流从主电力供应单元流到副电力供应单元。当开关单元接通，并且电力从副电力供应单元供应到电动机时，即使由电动机产生再生电力，再生电力也被保护电路吸收。结果，可以保护副电力供应单元和供应有来自副电力供应单元的电力的其它电气负载。

所述主电力供应单元可以包括具有第一电压的高压电池和降低从所述高压电池输出的所述第一电压的降压电路，并输出通过降低所述第一电压获得的电压。所述副电力供应单元可以包括具有第二电压的低压电池，并输出所述第二电压，所述第二电压低于从所述主电力供应单元输出的、通过降低所述第一电压获得的所述电压。电力可以从所述主电力供应单元和所述副电力供应单元中的一者供应到所述电动机。

利用具有以上所述结构的电动转向设备，当从主电力供应单元的高压电池供应电力时，从高压电池输出的电压(第一电压)被降压电路降低到合适地驱动电动机的电压，并且输出经降低的电压。因而，例如用作用于混合动力车辆的主电动机(用于推动车辆的电动机)的电力供应单元的高压电池被用作电动转向设备的电力供应单元。此外，在电压被降压电路降低到以最佳的方式驱动电动机的电压之后供应电力。因而，可以实现更高功率和更高性能的电动转向设备。

同时，因为副电力供应单元包括具有比从主电力供应单元输出的电压低的第二电压的低压电池，例如将用于通用12V电气负载的电池用作副电力供应单元。电力从主电力供应单元和副电力供应单元中的一者供应到电动机。当从主电力供应单元供应电力时，将用作磁场减弱控制电流的d轴电流增大的量大于当从主电力供应单元供应电力时增大的量。因而，电流沿着电动机的永久磁体的磁场被减弱的方向流到线圈。因而，即使当从低压电力供应单元供应电力时，也能抑制电动机速度的降低。

根据本发明第一方面的电动转向设备可以包括：电力供应单元切换控制单元，当电力从所述主电力供应单元供应到所述电动机时，所述电力供应单元切换控制单元起动所述主电力供应单元的所述降压电路的操作，并关闭所述副电力供应单元的所述开关单元，当电力从所述副电力供应单元供应到所述电动机时，所述电力供应单元切换控制单元停止所述主电力供应单元的所述降压电路的所述操作，并打开所述副电力供应单元的所述开关单元。

利用具有以上所述的结构的电动转向设备，因为当电力从主电力供应单元供应到电动机时，电力供应切换控制单元关断副电力供应单元的开关单元，所以可以防止电流从主电力供应单元流到副电力供应单元。当电力从副电力供应单元供应到电动机时，停止主电力供应单元的降压电路的操作，切断从主电力供应单元供应的电力，并接通开关单元，由此形成从副电力供应单元延伸的电力供应电路。在此情况下，因为停止降压电路的操作，所以电流不会从主电力供应单元供应到副电力供应单元。此外，即使当由电动机产生再生电力时，再生电力也被设置在副电力供应单元的电力供应线上的保护电路吸收。因而，可以保护低压电池和供应有来自低压电池的电力的其它电气负载。

根据本发明第一方面的电动转向设备可以还包括供应电压检测单元，其检测从所述电力供应装置输出的电压。所述电动机速度补偿单元可以基于由所述供应电压检测单元检测到的所述电压来控制用作所述磁场减弱控制电流的d轴电流的供应量。

利用具有以上所述的结构的电动转向设备，由电压检测单元检测从电力供应装置输出的电压，并且由电动机速度补偿单元基于检测到的输出电压来控制d轴电流的供应量。因而，当电力从输出低压的副电力供应单元供应到电动机时，d轴电流的量自动增大。因而，不必取决于例如用来将电力供应到电动机的电力供应单元而改变磁场减弱控制，这便于该控制的执行。

根据本发明第一方面的电动转向设备可以还包括磁力减小防止单元，其设定为防止所述电动机的永久磁体的磁力减小的、用于所述d轴电流的上限值。

如果施加过大的d轴电流，则电动机的永久磁体的磁力减小。根据本发明的第一方面，通过设定用于d轴电流的上限值来防止这种不便。

本发明的第二方面涉及一种用于控制电动转向设备的方法，所述电动转向设备包括：转向机构，其响应于驾驶员转向盘的转向操作使转向车轮转向；电动机，其装配到所述转向机构，并使用从电力供应装置供应的电力旋转，以产生用于辅助所述转向操作的力；以及电动机控制单元，其基于执行所述驾驶员转向盘的所述转向操作的方式来控制所述电动机的运转。所述方法包括以下步骤：将电力从至少两个电力供应单元中的一者供应到所述电动机，所述至少两个电力供应单元包括在所述电力供应装置中，并联连接，并且包括主电力供应单元和副电力供应单元，所述副电力供应单元输出的电压比从所述主电力供应单元输出的电压低；所述电动机控制单元通过执行由两相旋转磁通坐标系表示的矢量控制来控制所述电动机的旋转，在所述两相旋转磁通坐标系统中，所述电动机旋转的方向用作q轴，与所述电动机旋转的方向垂直的方向用作d轴；以及当电力从所述副电力供应单元供应到所述电动机时，所述电动机控制单元将用作磁场减弱控制电流的d轴电流增大的量大于当电力从所述主电力供应单元供应到所述电动机时增大的量，从而抑制由于从所述电力供应装置输出的电压降低而引起的电动机速度的降低。

附图说明

结合附图，从以下对示例性实施例的描述，本发明的前述和其它目的、特征和优点将变得清楚，其中，相同或者相应的部分由相同的附图标记表示，其中：

图1是示意性示出根据本发明实施例的电动转向设备的整个结构的视图；

图2是示出辅助ECU的功能的功能框图；

图3是示出转向转矩与基本辅助力之间的关系的曲线图。

图4是示出电动机的角速度与磁场减弱控制参数中的第一参数Cw之间的关系的曲线图；

图5是示出电动机的q轴命令电压与磁场减弱控制参数中的第二参数Cq之间的关系的曲线图；

图6是示出电动机的q轴实际电流与磁场减弱控制参数中的第三参数Ci之间的关系的曲线图；

图7是示出从电力供应装置输出的电压与校正系数Cv之间的关系的曲线图；

图8是示出q轴电流校正计算例程的流程图；

图9是示出校正d轴目标电流与校正系数α之间的关系的曲线图；

图10是示出电力供应单元切换/磁场减弱校正控制例程的流程图；

图11是示出电动机的电动机速度与从电动机输出的转矩之间关系的曲线图；并且

图12是示出电动机的电动机速度与从电动机输出的转矩之间的关系的曲线图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述根据本发明实施例的电动转向设备。图1是示意性示出根据本发明实施例的电动转向设备的视图。

电动转向设备主要包括：响应于驾驶员转向盘11的转动操作使车辆的转向车轮转向的转向机构10；装配到转向机构10并产生用来辅助驾驶员转向盘的转动操作的力(以下称为“转向操作辅助力”)的电动机20；响应于驾驶员转向盘11的转动操作来控制电动机20的运转的电动机控制单元30；以及将电力供应到电动机20和电动机控制单元30的电力供应装置70。

转向机构10包括转向轴12，转向轴12在其上端处连接到驾驶员转向盘11以与驾驶员转向盘11一起转动。小齿轮13连接到转向轴12的下端以与转向轴12一起转动。小齿轮13与形成在齿条14中的齿条齿啮合，由此形成齿条齿轮机构。左前轮FW1和右前轮FW2经由连杆(未示出)和转向节臂(未示出)连接到齿条14的各个端部，使得前轮FW1和FW2能够转向。左前轮FW1和右前轮FW2根据齿条14的轴向运动而顺时针或者逆时针转向，而齿条14的轴向运动是由转向轴12绕转向轴12的轴线转动引起的。

电动机20用来辅助驾驶员转向盘11的转动操作，并装配到齿条14。电动机20由三相同步永磁电动机(无电刷电动机)形成。电动机20包括装配在壳体内的定子。在电动机20中，三相电流(电枢电流)流经绕定子缠绕的线圈，由此产生三相旋转磁场。永久磁体固定到转子，转子基于三相电流的大小在三相旋转磁场内旋转。

电动机20的旋转轴经由滚珠丝杆机构16连接到齿条14，使得动力动从电动机20传递到齿条14。电动机20的转轴的旋转辅助左前轮FW1和右前轮FW2的转向操作。滚珠丝杆机构16用作减速器和转动-直线运动转换器。滚珠丝杆机构16降低从电动机20传递的转速，将电动机20的旋转运动转换成直线运动，并将直线运动传递到齿条14。代替装配到齿条14，电动机20可以装配到转向轴12。于是，电动机20的旋转可以经由减速器传递到转向轴12，以驱动转向轴12，使得转向轴12绕其轴线转动。

接着，将描述控制电动机20的运转的电动机控制单元30。电动机控制单元30包括电子控制单元40(以下称为“辅助ECU40”)，其主要由包括CPU、ROM、RAM等的微计算机形成，并计算转向操作辅助量；作为用于电动机20的驱动电路的逆变器36；作为用来控制流到电动机20的电流的传感器的转向转矩传感器31；车速传感器32；转角传感器33；电压传感器34；和电流传感器37。

转向转矩传感器31装配到转向轴12，并检测响应于驾驶员转向盘11的转动操作施加到转向轴12的转向转矩T。转向转矩T由正值或者负值表示。当为正值时，转向转矩T表示由驾驶员转向盘11的顺时针转动操作产生的转向转矩的大小。当为负值时，转向转矩T表示由驾驶员转向盘11的逆时针转动操作产生的转向转矩的大小。代替装配到转向轴12，转向转矩传感器31可以装配到齿条14以基于齿条14的轴向运动量来检测转向转矩T。车速传感器32检测车速Vx，并输出表示检测到的车速Vx的信号。

转角传感器33由结合在电动机20内的编码器形成。随着电动机20的转子旋转，转角传感器33输出相位相差π/2的两相脉冲串信号(trainsignal)和表示基准旋转位置的零相位脉冲串信号。来自转角传感器33的检测信号用来计算电动机20的转角θ和角速度ω。电动机20的转角θ与驾驶员转向盘11的转向角成比例。因而，转角θ在本说明书中还用作驾驶员转向盘11的转向角度。

作为电动机20的电动机速度的角速度ω与驾驶员转向盘11的转向角速度成比例。因而，角速度ω在本说明书中用作驾驶员转向盘11的转向角速度。代替使用从转角传感器33输出的检测信号，可以准备检测转向轴12的转角或齿条14的轴向位置的传感器，可以使用转向轴12的转角或齿条14的运动量作为驾驶员转向盘11的转角，并且可以使用转角的微分值或者运动量的微分值作为驾驶员转向盘11的转向角速度。这样检测到的转向角θ和转向角速度ω每个都由正值或负值表示。当为正值时，转向角θ和转向角速度ω分别表示当驾驶员转向盘11被顺时针转动时的转向角和转向角速度。当为负值时，转向角θ和转向角速度ω分别表示当驾驶员转向盘11被逆时针转动时的转向角和转向角速度。

对于逆变器36，例如，使用三相电压PWM(脉宽调制)逆变器。逆变器36设置在电力供应线100上，电力从电力供应装置70通过该电力供应线100供应到电动机20。逆变器36响应于来自辅助ECU40的PWM控制信号来打开/关闭三相桥接电路(未示出)的开关元件，由此使预定大小的三相电流流到电动机20的线圈。电流传感器37检测从逆变器36流到电动机20的电流。电流传感器37包括检测流到三相中的两相(例如，U相和W相)的电流的电流检测器37a和37b。电压传感器34使用A/D(模拟-数字)转换器将从电力供应线100输出的电压(电力从电力供应装置70通过电力供应线100供应到逆变器36)转换成数字信号，并将表示从电力供应装置70输出的电压Vout(以下有时称为“输出电压Vout”)的数字信号输出到辅助ECU 40。

辅助ECU 40从转向转矩传感器31、车速传感器32、转角传感器33、电压传感器34和电流传感器37(电流传感器37a和37b)接收检测信号，并基于由这些检测信号表示的值来计算下文详述的用于电动机20的控制电流值。

电力供应装置70包括用作用来驱动电动转向设备的电动机20的主电力供应单元的主电力供应单元80，和用作用于电动转向设备的后备电力供应单元的副电力供应单元90，副电力供应单元90在主电力供应单元80发生故障时使用。主电力供应单元80由高压电池81和降压电路82形成。对于高压电池81，在本发明的实施例中使用具有288V额定电压的电池。根据本发明实施例的电动转向设备安装在混合动力车辆中。混合动力车辆设置有驱动用来推动车辆的电动机(主电动机)的高压电池。因而，该高压电池还用来驱动电动转向设备的电动机。优选地，以高压驱动电动机，以满足高动力和高性能电动转向设备的要求。因而，在根据本发明的实施例的电动转向设备中，用作用于推动车辆用的电动机的电力供应单元的高压电池还用作主电力供应单元。

降压电路82设置在高压电池81的输出线83上，并将电池电压(288V)降低到以最佳方式驱动电动转向设备的电动机20的48V。因为降压电路82具有普通的结构，所以以下将不提供对参照附图的降压电路82的描述。降压电路82包括这样的电路：使用晶体管桥接电路将高压电池81输出的直流电压转换成交流电压，使用变压器将交流电压降低到低压，对降低了的交流电压进行整流和平滑化，然后将交流电压转换成直流电压；降压电路82还包括控制晶体管电桥使得降低了的电压变成等于目标电压(48V)的降压控制电路。

吸收电路(未示出)吸收由电动机20产生的再生电力，并设置在降压电路82内输出一侧上。在吸收电路中，例如，使用包括开关元件和电阻的串联电路将减压电路82的输出线84接地。当输出线84的电压由于电动机20产生的再生电力而升高时，以与该升高的电压对应的占空比打开/关闭开关元件，由此吸收再生电力。

副电力供应单元90包括低压电池91、设置在低压电池91的输出线92(对应于根据本发明的副电力供应输出线)上的保护电路93、以及切换开关94。低压电池91是具有12V额定电压的通用电池，其将电力供应到布置在车辆内的各种电气负载，并还用作用于控制电动机控制单元30的电力供应单元。切换开关94被视为根据本发明的开关单元。对于切换开关94，例如使用MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。响应于来自辅助ECU 40的信号来打开/关闭切换开关94。当电力从副电力供应单元90供应到电动机20时，打开切换开关94(电路闭路)。当电力从主电力供应单元80供应到电动机20时，切换开关94关闭(电路开路)。

对于保护电路93，使用雪崩(zener)二极管。在本发明实施例中，使用具有27V的雪崩电压的雪崩二极管。因而，即使副电力供应单元90的输出线92的电压由于电动机20产生的再生电力而升高时，以电压的安全水平(27V)吸收再生电力。因而，可以保护被供应有来自低压电池91的电力的各种电气负载。主电力供应单元80的输出线84和副电力供应单元90的输出线92通过电力供应线100彼此连接。因而，将电力供应装置70构造成主电力供应单元80和副电力供应单元90彼此并联连接，并且来自这些电力供应单元80和90中一者的电力通过电力供应线100输出。

接着，将描述电动转向设备的运行概况。驾驶员执行的驾驶员转向盘11的转动操作经由转向轴12和小齿轮13传递到齿条14，并使齿条14轴向运动，由此使左前轮FW1和右前轮FW2转向。同时，辅助ECU40基于来自转向转矩传感器31的信号来检测施加到转向轴12的转向转矩T，基于来自车速传感器32的信号来检测车速Vx，并基于检测到的转向转矩T和车速Vx来计算辅助转矩。辅助ECU 40通过传输与计算出的辅助转矩对应的适合量的电力来控制电动机20，由此驱动齿条14。结果，产生转向操作辅助力。

接着，将描述辅助ECU 40。辅助ECU40从转向转矩传感器31、车速传感器32、转角传感器33、电压传感器34以及电流传感器37a和37b接收信号。辅助ECU40计算电动机20的控制量，并选择在电力供应装置70中使用的电力供应单元。图2是示出辅助ECU40的微计算机的功能的功能框图，这些功能通过执行程序来实现。

辅助ECU 40通过执行由两相旋转磁通坐标系表示的矢量控制来控制电动机20的旋转，在两相旋转磁通坐标系统中，电动机20旋转的方向用作q轴，与电动机20旋转的方向垂直的方向用作d轴。换言之，d轴表示永久磁体形成的磁场延伸的方向，q轴表示与该磁场延伸的方向垂直的方向。

辅助ECU 40包括基本辅助力计算单元41和补偿值计算单元42。基本辅助力计算单元41具有基本辅助力表，其储存如图3中的曲线所示基于转向转矩T和车速Vx变化的基本辅助力Tas。基本辅助力计算单元41从转向转矩传感器31接收表示转向转矩T的信号，从车速传感器32接收表示车速Vx的信号，并使用基本辅助力表计算基本辅助力Tas。在此情况下，基本辅助力Tas随着转向转矩T的增大而增大，并随着车速Vx升高而减小。

图3中的曲线图仅仅示出了基本辅助力Tas与由正值表示的转向转矩T(即，当驾驶员转向盘11被顺时针方向转动时施加的转向转矩T)之间的关系。表示基本辅助力Tas和由负值表示的转向转矩T(即，当驾驶员转向盘11被逆时针方向转动时施加的转向转矩T)之间的关系的线与表示基本辅助力Tas和由正值表示的转向转矩T之间的关系的线关于图3的曲线图的原点对称。在本发明的实施例中，使用基本辅助力表来计算基本辅助力Tas。代替使用基本辅助力表计算基本辅助力Tas，可以准备对基于转向转矩T和车速V变化的基本辅助力Tas进行定义的函数，并可以使用该函数计算基本辅助力Tas。

补偿值计算单元42接收表示车速Vx的信号、表示电动机20的转角θ(对应于驾驶员转向盘11的转向角θ)的信号和表示电动机20的角速度ω(对应于驾驶员转向盘11的角速度ω)的信号，并计算对应于基本辅助力Tas的补偿值Trt。即，补偿值计算单元42基本上通过将使转向轴12返回到基准位置的力(其与转向角θ成比例增大)加到与抵抗转向轴12的转动的阻力对应的返回转矩(其与转向角速度ω成比例增大)来计算补偿值Trt。补偿值Trt随着车速Vx升高而增大。补偿值Trt可以基于以上所述的值以外还基于来自其它传感器的信号所表示的值来计算。

表示基本辅助力Tas和补偿值Trt的信号传输到计算单元43。计算单元43将基本辅助力Tas加到补偿值Trt，并将表示作为相加结果的目标命令转矩T*的信号传输到q轴目标电流计算单元44。q轴目标电流计算单元44计算与目标命令转矩T^*成比例的q轴目标电流Iq^*。q轴目标电流Iq^*在由两相旋转磁通坐标系所表示的矢量控制中是q轴分量电流，并用来控制由电动机20产生的旋转转矩的大小。

辅助ECU 40包括与用于实现更紧凑、更高功率和更高性能的电动机20的磁场减弱控制有关的磁场减弱控制参数计算单元45。磁场减弱控制参数计算单元45接收表示电动机20的角速度ω、用于电动机20的q轴命令电压Vq^*′和电动机20的q轴实际电流Iq的信号，并分别使用第一、第二和第三参数表计算与角速度ω、q轴命令电压Vq^*′和q轴实际电流Iq相对应的第一参数Cw、第二参数Cq和第三参数Ci。表示第一到第三参数Cw、Cq和Ci的信号传输到d轴目标电流计算单元46。d轴目标电流计算单元46将第一至第三参数Cw、Cq和Ci乘以正系数k以计算d轴目标电流Id^*(＝k×Cw×Cq×Ci)。d轴目标电流Id^*在由两相旋转磁通坐标系所表示的矢量控制中是d轴分量电流，并用来减弱电动机20的磁场。

接着，将描述第一至第三参数Cw、Cq和Ci。如在图4中的曲线图所示，第一参数表存储第一参数Cw，该第一参数Cw在电动机20的角速度ω较低时为0，并在角速度ω较高时为大致恒定的正值。换言之，第一参数表存储的第一参数Cw增大直到角速度ω达到预定值。因而，基于此特性设定的第一参数Cw意味着当电动机20的电动机速度较高时磁场减弱电流增大，并改变电动机20的特性，使得较高的优先级被赋予电动机速度而不是输出转矩。此外，第一参数被设定成在电动机20的电动机速度较低时(即，当驾驶员逐渐转动转向盘时)防止不需要的磁场减弱电流流动。

如在图5中所示，第二参数表存储第二参数Cq，该第二参数Cq在q轴命令电压Vq^*′较低时为0，并在q轴命令电压Vq^*′较高时为大致恒定的正值。换言之，第二参数表存储的第二参数Cq增大直到q轴命令电压Vq^*′达到预定值。较高的q轴命令电压Vq^*′意味着q轴命令电流ΔIq较大，即电动机20的实际q轴电流Iq与q轴目标电流Iq^*′(经校正的q轴目标电流Iq^*′)的偏差较大。随着偏差增大，增大电动机20的磁场减弱电流。第二参数Cq被设定成当车辆正在行驶的情况下驾驶员转向盘被逐渐地并轻微地转动时，如果偏差较大则通过执行磁场减弱控制来增大电动机的电动机速度，并在偏差较小时防止不需要的磁场减弱电流流动。

如图6中所示，第三参数表存储第三参数Ci，该第三参数Ci在q轴实际电流Iq较小时为大致恒定的正值，并在q轴实际电流Iq较大时为0。换言之，第三参数表存储随着q轴实际电流Iq在其到达预定值之后进一步增大而减小的第三参数Ci。第三参数Ci设定成防止以下情况：当电动机20的角速度ω较高时，如果驾驶员转向盘11被更快地转动，则由于电动机20产生的转向操作辅助力减小而需要更高的转向转矩施加到驾驶员转向盘11。在本发明的实施例中，分别使用第一至第三参数表来计算第一至第三参数Cw、Cq和Ci。代替使用这些参数表，可以准备分别定义基于角速度ω、q轴命令电压Vq^*′和q轴实际电流Iq而变化的第一至第三参数Cw、Cq和Ci的函数，并可以使用这些函数来计算第一至第三参数Cw、Cq和Ci。

辅助ECU40包括d轴电流校正系数计算单元47，其基于从电力供应装置70输出的电压Vout计算校正系数，该校正系数用来校正由d轴目标电流计算单元46计算的d轴目标电流Id^*。d轴电流校正系数计算单元47接收从电压传感器34传输的表示从电力供应装置70输出的电压Vout的检测信号，并使用校正系数计算表来计算校正系数Cv。

基于校正系数表，如图7中的曲线图所示，当输出电压Vout等于或者高于基准电压Vr1时，校正系数Cv设定为1(Cv＝1)，并且当输出电压Vout低于基准电压Vr1时，校正系数Cv设定为大于1的值。换言之，d轴电流校正系数计算单元47存储的校正系数Cv随着输出电压Vout减小而增大，直到输出电压Vout达到预定值。在图7所示的示例中，当输出电压Vout等于或者低于比基准电压Vr1低的预定电压Vr2时，校正系数Cv设定为预定值(例如，Cv＝2)。例如，基准电压Vr1设定为30V。在本发明的实施例中，使用校正系数表来计算校正系数Cv。代替使用校正系数表，可以准备定义基于输出电压Vout变化的校正系数Cv，并使用该函数来计算校正系数Cv。

表示由d轴目标电流计算单元46计算的d轴目标电流Id^*和由d轴电流校正系数计算单元47计算的校正系数Cv的信号传输到d轴目标电流校正计算单元48。d轴目标电流校正计算单元48通过将由接收到的信号表示的d轴目标电流Id^*乘以校正系数Cv来计算经校正的d轴目标电流Id^*′(Id^*′＝Id^*×Cv)。因而，当从电力供应装置70输出的电压Vout较低时，通过增大d轴目标电流Id^*来减弱电动机20的磁场。

由d轴目标电流校正计算单元48计算的经校正的d轴目标电流Id^*′受到限制以等于或者低于预先由上限值设定单元49设定的上限值Idmax。如果过大的d轴电流流到电动机20，则电动机20的永久磁铁的磁力减小。为了防止磁力的减小，设定用于d轴电流的上限值Idmax。

表示由q轴目标电流计算单元44计算的q轴目标电流Iq^*和由d轴目标电流校正计算单元48计算的经校正的d轴目标电流Id^*′的信号被传输到q轴目标电流校正计算单元50。q轴目标电流校正计算单元50通过执行图8中的q轴电流校正计算程序、使用经校正的d轴目标电流Id^*′来校正q轴目标电流Iq^*。q轴目标电流校正计算单元50从q轴目标电流计算单元44接收表示q轴目标电流Iq^*的信号(S11)，并从d轴目标电流校正计算单元48计算表示经校正的d轴目标电流Id^*′的信号(S12)。然后，q轴目标电流校正计算单元50使用校正系数表来计算与经校正的d轴目标电流Id^*′相对应的校正系数α(S13)。校正系数表存储在q轴目标电流校正计算单元50中。如在图9中的曲线图所示，校正系数表存储随着校正d轴目标电流Id^*′增大而减小的正校正系数α。在本发明的实施例中，使用校正系数表来计算校正系数α。代替使用校正系数表，可以准备定义基于校正d轴目标电流Id^*′而变化的校正系数α的函数，并可以使用该函数来计算校正系数α。

接着，q轴目标电流校正计算单元50通过对q轴目标电流Iq^*进行校正，即通过将q轴目标电流Iq^*除以校正系数α来计算经校正的q轴目标电流Iq^*′(S14)，并将表示经校正的q轴目标电流Id^*′的信号传输到计算单元51(S15)。因而，随着经校正的d轴目标电流Id^*′增大，通过对q轴目标电流Iq^*的校正而得到的经校正的q轴目标电流Iq^*′也增大。

经校正的d轴目标电流Id^*′大致等于后述的d轴实际电流Id。因而，如图2中的虚线所示，q轴目标电流校正计算单元50可以使用d轴实际电流Id代替使用校正d轴目标电流Id^*′来计算通过对q轴目标电流Iq^*校正得到的校正q轴目标电流Iq^*′。在此情况下，如沿着图9中的横轴的括号所示，校正系数表存储以与校正系数α基于经校正的d轴目标电流Id^*′变化相同的方式而基于d轴实际电流Id变化的校正系数α。然后，如图8中的步骤S12中的括号所示，q轴目标电流校正计算单元50接收表示d轴实际电流Id的信号，并使用改变的校正系数表在步骤S13计算校正系数α。

计算单元51从经校正的q轴目标电流Iq^*′减去q轴实际电流Iq，并将表示相减结果的信号(即，q轴命令电流ΔIq)传输到比例积分控制单元(PI控制单元)53。计算单元52从经校正的d轴目标电流Id^*′减去d轴实际电流Id，并将表示相减结果的信号(即，d轴命令电流ΔId)传输到比例积分控制单元(PI控制单元)54。比例积分控制单元53和54通过执行比例积分计算，来计算q轴命令电压Vq^*和d轴命令电压Vd^*，使得q轴实际电流Iq和d轴实际电流Id分别大致等于q轴命令电压Id^*′和d轴命令电流Id^*′。

通过非干涉校正值计算单元55并分别通过计算单元56和计算单元环57，将q轴命令电压Vq^*和d轴命令电压Vd^*校正为q轴校正命令电压Vq^*′和d轴校正命令电压Vd^*′。然后，将表示q轴校正命令电压Vq^*′和d轴校正命令电压Vd^*′的信号传输到两相/三相坐标转换单元58。非干涉校正值计算单元55基于q轴实际电流Iq和d轴实际电流Id以及转子的角速度ω，来计算用于q轴命令电压Vq^*和d轴命令电压Vd^*的非干涉校正值—ω×(φa+La×Id)和非干涉校正值ω×La×Iq。感应系数La和磁通φa是预先设定的常数。计算单元56和57分别通过从q轴命令电压Vq^*和d轴命令电压Vd^*减去非干涉校正值—ω×(φa+La×Id)和非干涉校正值ω×La×Iq，来计算q轴校正命令电压Vq^*′(＝Vq^*+ω×(φa+La×Id))和d轴校正命令电压Vq^*′(＝(Vq^*—ω×La×Iq)。

两相/三相坐标转换单元58将q轴校正命令电压Vq^*′和d轴校正命令电压Vq^*′转换成三相命令电压Vu^*、Vv^*和Vw^*，并将表示三相命令电压Vu^*、Vv^*和Vw^*的信号传输到PWM电压产生单元59。PWM电压产生单元59将与三相命令电压Vu^*、Vv^*和Vw^*对应的PWM控制电压信号Uu、Vu和Wu分别传输到逆变器36。逆变器36分别产生与PWM控制电压信号Uu、Vu和Wu对应的三相激励电压信号Vu、Vv和Vw，并将激励电压信号Vu、Vv和Vw通过三相激励电流路径传输到电动机20。电流传感器37a和37b分别设置在三相激励电流路径中的两个激励电流路径上。电流传感器37a和37b分别检测电动机20的三相激励电流Iu、Iv和Iw中的两个激励电流Iu和Iw，并将表示激励电流Iu和Iw的信号传输到三相/两相坐标转换单元60。表示由计算单元61基于实际电流Iu和Iw计算的激励电流Iv的信号也传输到三相/两相坐标转换单元60。三相/两相坐标转换单元60将三相实际电流Iu、Iv和Iw转换成两相实际电流Id和Iq。

来自转角传感器33的两相脉冲串信号和零相脉冲串信号以预定的采样间隔相继传输到电角度转换单元62。电角度转换单元62基于以上所述的脉冲串信号计算转子相对于电动机20的定子的电角度，并将表示该电角度的信号传输到角速度转换单元63。角速度转换单元63对该电角度进行微分以计算转子相对于定子的角速度。该电角度和角速度分别对应于电动机20的转角θ(驾驶员转向盘11的转向角)和角速度ω(驾驶员转向盘11的转向角速度)。表示旋转角度θ和角速度ω的信号传输到补偿值计算部分42、磁场减弱控制参数计算单元45、两相/三相坐标转换单元58、三相/两相坐标转换单元60等并被这些单元使用。

辅助ECU40还包括输出基于从电力供应装置70输出的电压Vout来切换电力供应单元的命令的电力供应单元切换命令单元。电力供应装置70包括主电力供应单元80和副电力供应单元90。电力供应装置70构造成电力从这些电力供应单元80和90中的一者供应到电动机20。电力供应单元切换命令单元64基于从电力供应装置70输出的电压Vout切换将电力供应到电动机20的电力供应单元。

当电力从主电力供应单元80供应到电动机20时，电力供应单元切换命令单元64将操作命令输出到降压电路82，并输出用于关断副电力供应单元90的切换开关94的关断信号。当电力从副电力供应单元90供应到电动机20时，电力供应单元切换命令单元64将操作停止命令输出到降压电路82，并输出用于接通副电力供应单元90的切换开关94的接通信号。

电力供应单元切换命令单元64通常使主电力供应单元80将电力供应到电动机20。然而，当在主电力供应单元80中发生故障(高压电池81的异常电压、断线或者降压电路82的故障)时或者当由于从混合动力控制单元(未示出)输出禁止使用高压电力供应单元的命令而切断经过高压电池81的输出线83的电力供应时，用于电动机20的电力供应单元被切换到副电力供应单元90。在此情况下，用电压比能够合适驱动电动机20的48V低的电力供应电动机20。因而，电动机20不能高速旋转。因而，d轴电流校正系数计算单元47基于从电力供应装置70输出的电压Vout来校正d轴目标电流Id^*以增大磁场减弱控制量。

以下将描述由电力供应单元切换命令单元64和d轴电流校正系数计算单元48以协调的方式执行的电力供应单元切换/磁场减弱校正控制例程。图10示出了主要由辅助ECU40的电力供应单元切换命令单元64和d轴电流校正系数计算单元47执行的电力供应单元切换/磁场减弱校正控制例程。控制例程作为控制程序存储在辅助ECU 40的ROM中。控制例程响应于用于接通点火开关的操作而初始化，并以短间隔而被周期性地执行。当控制例程初始化时，主电力供应单元80的降压电路82正在操作，并且副电力供应单元90的切换开关94保持关断。

当控制例程开始时，辅助ECU 40基于从电压传感器34输出的信号检测从电力供应装置70输出的电压Vout(S21)。接着，辅助ECU 40判定标记F是否设定为0(S22)。当用于电动机20的电力供应单元正被切换到副电力供应单元90时，标记F被设定为1。在控制例程开始时，标记F示出为0。因而，在控制例程开始时，接着执行步骤S23。在步骤S23，判定输出电压Vout是否低于切换电压Vs。切换电压Vs用作基准电压以判定基于从电力供应装置70输出的电压Vout的减小是否应该切换电力供应单元。预先存储切换电压Vs。在本发明的实施例中，切换电压Vs设定为12V。然而，切换电压Vs可以设定为从12V到48V的范围内的任何值。

如果主电力供应单元80正在正常操作，则输出电压Vout为48V。在此情况下，输出电压Vout等于或者高于基准电压Vs。因而，在步骤S23作出否定的判定，并且不执行步骤S24至S27，而执行步骤S28。步骤S28由d轴电流校正系数计算单元47执行。在步骤S28，使用图7所示的校正系数计算表来计算校正系数Cv。如果主电力供应单元80正在正常操作，则从电力供应装置70输出的电压Vout等于或者高于基准电压Vr1(例如，30V)。因而，校正系数Cv设定为1。接着，在步骤S29将表示计算出的校正系数Cv(Cv＝1)的信号传输到d轴目标电流校正计算单元48，此后，控制例程结束。因而，磁场减弱控制量实际上没有被校正。

因为周期性地执行控制例程，所以定常地监视从电力供应装置70输出的电压Vout。因而，如图7中的校正系数计算表所示，当输出电压Vout维持等于或者高于基准电压Vr1时，校正系数维持在1。即使在从电力供应装置70输出的电压Vout减小到切换电压Vs之前，如果输出电压Vout下降为低于基准电压Vr1，则在步骤S28将校正系数Cv设定为大于1的值。因而，磁场减弱控制量增大。

如果在监视输出电压Vout的同时从电力供应装置70(主电力供应单元80)输出的电压Vout下降到低于切换电压Vs，在步骤S23作出肯定的判定，然后执行步骤S24。

设置高压电池81主要是为了将电力供应到用来驱动混合动力系统的电动机。高压电池81还用作用于电动转向设备的电动机20的电力供应单元。在此电力供应系统中，对混合动力系统执行控制的混合动力控制器(未示出)给出高压电池81的使用许可。当从混合动力控制器输出禁止使用高压电池81的命令时，关断设置在高压电池81的输出线83上的电力供应继电器(未示出)，由此将从主电力供应单元80供应的电力切断。从主电力供应单元80输出的电压会由于高压电池81的容量不足、电力供应线的断线、降压电路82的故障等而下降到低于切换电压Vs。

在此情况下，在步骤S23作出肯定的判定。如果在步骤S23作出肯定的判定，则辅助ECU 40执行步骤S24。在步骤S24，辅助ECU 40判定输出电压Vout低于切换电压Vs的状态是否已经持续达预定时间。如果判定这种状态尚未持续达预定时间，则执行步骤S28。例如，将预定的时间设定为约500毫秒。如果输出电压Vout的减小是瞬时的，则即使输出电压Vout下降到低于切换电压Vs，输出电压Vout也在预定时间内返回到下降之前的电压。然而，如果输出电压Vout低于切换电压Vs的状态已经持续达预定时间，则执行步骤S25和后续的步骤。

在步骤S25，停止操作的命令从电力供应单元切换命令单元64输出到降压电路82。因而，停止降压电路82的降低电压的操作，并且切断从主电力供应单元80到电动机20的电力供应。接着，在步骤S26，接通信号从电力供应单元切换命令单元64传输到副电力供应单元90的切换开关94。因而，形成从副电力供应单元90延伸到电动机20的电力供应电路。在此情况下，因为停止主电力供应单元80的操作，所以电流不会从主电力供应单元80回流到副电力供应单元90。

接着，在步骤S27将标记F设定为1。然后，在步骤S28计算校正系数Cv。在此情况下，从电力供应装置70输出的电压Vout是作为从副电力供应单元90输出的电压的12V。因而，将由d轴电流校正系数计算单元47计算的校正系数Cv设定为大于1的值。例如，当在图7所示的校正系数计算表中基准电压Vr2设定为12V时(Vr2＝12V)，将校正系数Cv设定为最大值(例如，Cv＝2)。当副电力供应单元90用作用于电动机20的电力供应单元时，校正系数Cv设定为比当使用主电力供应单元80时使用的校正系数Cv更大的值。在步骤S29，将表示计算出的校正系数Cv的信号传输到d轴目标电流校正计算单元48。因而，当使用副电力供应单元90时，磁场减弱控制量增大的量比使用主电力供应单元80时增大的量更大。

在辅助ECU 40执行步骤S29之后，控制例程结束。然而，辅助ECU 40以预定的间隔周期性地执行控制例程。在此情况下，因为标记F设定为1，在用于电动机20的电力供应单元从主电力供应单元80切换到副电力供应单元90之后，直到控制例程再次初始化(直到再次接通点火开关)才切换电力供应单元。例如，从高压电池81输出的电压有时返回到下降之前的电压。在此情况下，不会从高压电池81稳定地供应电力。如果检测到从高压电池81输出的电压返回到下降之前的电压，并且电力供应单元从副电力供应单元90切换到主电力供应单元80，则输出电压在电力供应单元切换的瞬间会下降。在本发明的实施例中，在电力供应单元从主电力供应单元80切换到副电力供应单元90之后，副电力供应单元90的使用得到维持。

图11是示出电动机速度和从电动机输出的转矩之间关系的曲线图。在图11中，实线表示当在不执行磁场减弱控制的情况下电动机在12V和48V下被驱动时分别实现的两个关系，虚线表示当在执行磁场减弱控制的情况下电动机在12V下被驱动时实现的关系。如图11所示，当没有执行磁场减弱控制时，如果电动机被驱动的电压较低，则产生要求转矩时的电动机速度显著降低。在图11所示的示例中，电动机在12V下被驱动的电动机速度降低到电动机速度ω2，电动机速度ω2显著低于当电动机在48V下被驱动时的电动机速度ω1。

相反，当在执行磁场减弱控制的情况下驱动电动机时，即使电动机被驱动的电压是12V，则电动机速度也提高到电动机速度ω3。在本发明的实施例中，当电力从副电力供应单元90供应到电动机20时，通过校正d轴目标电流来增大磁场减弱控制量，由此实现虚线所示的关系。因而，即使当从副电力供应单元90供应电力时，电动机速度也提高到电动机速度ω3。

利用至此所述的辅助ECU40，通过执行由两相旋转磁通坐标系所表示的矢量控制来控制电动机20的旋转，在两相旋转磁通坐标系中电动机20旋转的方向用作q轴，与电动机20旋转的方向垂直的方向用作d轴。在矢量控制中，d轴目标电流计算单元46基于由磁场减弱控制参数计算单元45计算的第一至第三参数Cw、Cq和Ci来计算d轴目标电流Id^*，并基于角速度ω、q轴命令电压Vq和q轴实际电流Iq对电动机20的d轴电流执行磁场减弱控制。因而，实现了更紧凑、更高功率和更高性能的电动机20，并且防止了不需要的磁场减弱电流流动。

此外，基于从电力供应装置70输出的电压Vout来校正d轴目标电流Id*。即，d轴电流校正系数计算单元47基于输出电压Vout来计算校正系数Cv，并且d轴目标电流校正计算单元48将d轴目标电流Id^*乘以校正系数Cv，由此将经校正的d轴目标电流Id^*′设定为最终磁场减弱控制量。因而，即使当副电力供应单元90用作后备的电力供应单元时，电动机20也以适合的转速旋转，并且对驾驶员执行的转向操作的响应性得到提高。因而，即使驾驶员快速转动转向盘，电动机20也不会变成阻力。结果，可以抑制转向感觉的弱化。

此外，用来将电力供应到布置在车辆内的各种负载的通用12V电池用作用于主电力供应单元80的后备电力供应单元。因而，用于主电力供应单元80的后备电力供应单元以低成本来实现。例如，如果输出与从主电力供应单元80输出的电压大致相等的电压的电力供应单元被准备作为用于主电力供应单元80的后备电力供应单元，则即使当使用后备电力供应单元时电动机20也以适合的速度被驱动。在此情况下，需要准备另一高压电池。当高压电池用作后备电力供应单元时，需要设置升压电路。设置升压电路以升高从后备电力供应单元输出的电压会造成成本的提高。此外，如果设置升压电路，则需要形成用于升压电路的空间，并且需要设置对由于升高电压而产生的热进行散热的散热板。

相反，根据本发明实施例，校正磁场减弱控制量使得可以使用低压电池91作为后备电力供应单元。结果，不会造成诸如设备的成本提高和尺寸增大带来的不便。

即使当在电力从副电力供应单元90供应到电动机20的情况下由电动机20产生再生电力时，再生电力被保护电路93吸收。因而，可以保护被供应有来自低压电池91的电力的各种负载。此外，因为保护电路93由雪崩二极管形成，所以不需要控制电路，这使得可以以低成本来实现保护电路93。即使当使用副电力供应单元90时，可以将设置在主电力供应单元80的降压电路82中的吸收电路(未示出)保持操作以吸收再生电力。

此外，不管使用电力供应装置70的哪个电力供应单元，都基于输出电压Vout校正磁场减弱控制量(d轴目标电流)。因而，不必根据使用所使用的电力供应单元来切换磁场减弱控制，这便于执行该控制。

因为设定了当磁场减弱控制量增大时使用的d轴电流的上限值，所以可以防止电动机20的永久磁体的磁力的减小。此外，因为用于混合动力系统的高压电池81也用作用于电动转向设备的电力供应单元，所以电力供应单元输出适合驱动电动机20的电压。因而，可以实现更高功率更高性能的电动转向设备。

尽管已经描述了根据本发明实施例的电动转向设备，但是本发明不限于以上所述的实施例。本发明能够以本发明的范围内的各种其它实施例来实现。例如，在本发明的实施例中，基于从电力供应装置70输出的电压作出是否切换电力供应单元的判定(参照图10中的步骤S23)。可选地，可以将从主电力供应单元80输出的电压和从副电力供应单元90输出的电压彼此比较。当从主电力供应单元80输出的电压下降到低于从副电力供应单元90输出的电压时，用于电动机20的电力供应单元从主电力供应单元80切换到副电力供应单元90。可选地，可以设置二极管来代替切换开关94，并且可以自动地将输出更高电压的电力供应单元选择作为用于电动机20的电力供应单元。在此情况下，二极管被布置成阳极面向低压电池19，并且电流仅仅朝着负载流动。此外，当在输入在降压电路82中的电压下降到低于预定的电压时，用于电动机20的电力供应单元可以从主电力供应单元80切换到副电力供应单元90。

根据本发明实施例的辅助ECU 40的d轴校正系数计算单元47和d轴目标电流校正计算单元48可以视为根据本发明的电动机速度补偿单元。根据本发明实施例的辅助ECU 40的上限设定单元49可以视为根据本发明的磁力减小防止单元。根据本发明实施例的ECU 40的电力供应单元切换命令单元64可以视为根据本发明的电力供应单元切换控制单元。除了计算单元47和48、上限设定单元49和电力供应单元切换命令单元64之外的单元41至63可以视为根据本发明的矢量控制单元。

尽管已经参照其示例性实施例描述了本发明，但是可以理解到本发明不限于所述的实施例或者构造。相反，本发明意在覆盖各种修改和等同方案。此外，尽管所述发明的各种元件以各种示例性的组合和构造示出，但是包括更多、更少或者仅单个元件的其它组合和构造也落在所附权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种电动转向设备，包括：

转向机构(10)，其响应于驾驶员转向盘(11)的转向操作使转向车轮(FW1，FW2)转向；

电动机(20)，其装配到所述转向机构，并使用从电力供应装置(70)供应的电力旋转，以产生用于辅助所述转向操作的力；以及

电动机控制单元(30)，其基于执行所述驾驶员转向盘的所述转向操作的方式来控制所述电动机的运转，

其中，

所述电力供应装置包括并联连接的至少两个电力供应单元，所述两个电力供应单元是主电力供应单元(80)和副电力供应单元(90)，所述副电力供应单元输出的电压比从所述主电力供应单元输出的电压低，所述电力供应装置被构造成电力从所述主电力供应单元和所述副电力供应单元中的一者供应到所述电动机，并且

所述电动机控制单元包括：

矢量控制单元，其通过执行由两相旋转磁通坐标系表示的矢量控制来控制所述电动机的旋转，在所述两相旋转磁通坐标系中，所述电动机旋转的方向用作q轴，与所述电动机旋转的方向垂直的方向用作d轴；以及

电动机速度补偿单元，当电力从所述副电力供应单元供应到所述电动机时，所述电动机速度补偿单元将用作磁场减弱控制电流的d轴电流增大的量大于当电力从所述主电力供应单元供应到所述电动机时增大的量，从而抑制由于从所述电力供应装置输出的电压降低而引起的电动机速度的降低。

2.根据权利要求1所述的电动转向设备，其中，

所述副电力供应单元的副电力输出线设置有开关单元(94)和保护电路(93)，所述开关单元允许或者切断通过所述副电力输出线的电力供应，所述保护电路设置在所述开关单元和所述副电力供应单元之间并防止所述副电力输出线的电压升高。

3.根据权利要求2所述的电动转向设备，其中，

所述主电力供应单元包括具有第一电压的高压电池(81)和降低从所述高压电池输出的所述第一电压的降压电路，并输出通过降低所述第一电压获得的电压，

所述副电力供应单元包括具有第二电压的低压电池(91)，并输出所述第二电压，所述第二电压低于从所述主电力供应单元输出的、通过降低所述第一电压获得的所述电压，并且

电力从所述主电力供应单元和所述副电力供应单元中的一者供应到所述电动机。

4.根据权利要求3所述的电动转向设备，还包括：

电力供应单元切换控制单元，当电力从所述主电力供应单元供应到所述电动机时，所述电力供应单元切换控制单元起动所述主电力供应单元的所述降压电路的操作，并关闭所述副电力供应单元的所述开关单元，当电力从所述副电力供应单元供应到所述电动机时，所述电力供应单元切换控制单元停止所述主电力供应单元的所述降压电路的所述操作，并打开所述副电力供应单元的所述开关单元。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动转向设备，还包括：

供应电压检测单元，其检测从所述电力供应装置输出的电压，

其中，

所述电动机速度补偿单元基于由所述供应电压检测单元检测到的所述电压来控制用作所述磁场减弱控制电流的d轴电流的供应量。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电动转向设备，还包括：

磁力减小防止单元，其设定为防止所述电动机的永久磁体的磁力减小的、用于所述d轴电流的上限值。

7.一种用于控制电动转向设备的方法，所述电动转向设备包括转向机构，其响应于驾驶员转向盘的转向操作使转向车轮转向；电动机，其装配到所述转向机构，并使用从电力供应装置供应的电力旋转，以产生用于辅助所述转向操作的力；以及电动机控制单元，其基于执行所述驾驶员转向盘的所述转向操作的方式来控制所述电动机的运转，

所述方法包括以下步骤：

将电力从至少两个电力供应单元中的一者供应到所述电动机，所述至少两个电力供应单元包括在所述电力供应装置中，并联连接，并且包括主电力供应单元和副电力供应单元，所述副电力供应单元输出的电压比从所述主电力供应单元输出的电压低，

使用所述电动机控制单元，通过执行由两相旋转磁通坐标系表示的矢量控制来控制所述电动机的旋转，在所述两相旋转磁通坐标系统中，所述电动机旋转的方向用作q轴，与所述电动机旋转的方向垂直的方向用作d轴；以及

当电力从所述副电力供应单元供应到所述电动机时，使用所述电动机控制单元将用作磁场减弱控制电流的d轴电流增大的量大于当电力从所述主电力供应单元供应到所述电动机时增大的量，从而抑制由于从所述电力供应装置输出的电压降低而引起的电动机速度的降低。

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