电动转向设备和用于控制电动转向设备的方法技术

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，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。
技术介绍
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co2显著低于当使用高压电池时产生要求转矩的电动机速度 wl。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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术还提供了一种用于控制这种 电动转向设备的方法。本专利技术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。在本专利技术的第一方面，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。根据本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动转向设备，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，　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，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。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：河西荣治，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]