電力轉向系統以及包括電力轉向系統的車輛控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及電力轉向系統，以及包括這樣的電力轉向系統的車輛控制系統。
【背景技術】
[0002]在常規的電力轉向設備中，控制器和用于輔助轉向扭矩的電動機被組合使用，用于使駕駛員的轉向操作簡單，即用于輔助駕駛員對轉向盤的操作。因為轉向設備控制車輛的的轉向功能(其作為車輛基本的且關鍵的功能)，所以應該通過系統冗余等來提高轉向設備的可靠性。
[0003]例如，專利文獻——日本專利文獻JP 2013-215040 A(專利文獻1)——中公開的電力轉向設備具有多組繞組和逆變器的組合，即具有電動機的多個繞組線的一個繞組群與一個逆變器配對，并且繞組群和逆變器的組合被設置成多組，用于構成電力轉向設備。
[0004]根據專利文獻1，當繞組群中的一個或逆變器中的一個發生故障時，通過使用正常操作的另一組繞組群和逆變器，轉向設備中的電動機仍然是可驅動的。
[0005]但是，在專利文獻1的描述中或在關于常規技術的其它公開內容中，討論了僅在電力轉向設備中的冗余，而未提及轉向設備的電源(即至轉向設備的電力供給)的冗余。
[0006]此外，即使當具有兩個電源系統(即主電源和副電源)的電源設備與常規的電力轉向系統組合時，這樣的組合仍然遭遇下述問題。
[0007]常規的電力轉向設備僅配備有一個電源連接器。因此，在將從兩個電源系統延伸的兩條電源線路組合成一條線路一一即將分別來自兩個電源的兩條線路集成為一條線路一一以用于連接至僅一個連接器的過程中，失去了上述一個電源設備中的兩個電源系統的冗余。因此，如果集成的即非冗余的電源線路有問題，則立即失去了至電力轉向設備的電力供給。
[0008]此外，即使在車內電源設備具有兩個系統的情況下，通常也僅從主電源向許多電氣設備供應電力，從而消耗大量電力的一個設備的操作會影響其它設備的操作，即，施加全輔助動力的電力轉向設備引起了其它設備的電壓下降或電流降低。
【發明內容】
[0009]本公開的目的是提供一種具有充分冗余的電力供給的電力轉向設備，用于防止共享該電力供給的其它電氣設備的功率波動。本公開還提供具有這樣的電力轉向設備的車輛控制系統。
[0010]在本公開的方面，電力轉向系統包括電力轉向設備，其包括電動機、控制電動機的控制器，以及輔助車輛的轉向操作的兩個電源連接器。
[0011]電力轉向系統還包括:向第一連接器供應電力的第一電源、向第二連接器和除了電力轉向設備以外的其它車內設備供應電力的第二電源，以及被設置在至控制器的路線中的電力開關。
[0012]當來自第一電源的電力供給正常時，電力開關將第一電源電連接至控制器，并且當來自第一電源的電力供給異常時，電力開關將第二電源電連接至控制器。
[0013]根據上述配置，從第一電源至第一電源連接器的電源線路以及從第二電源至第二電源連接器的電源線路被設置為兩條完全分開的線路。因此，當兩條電源線路中的一條電源線路發生異常時，通過使用另一條電源線路來繼續至控制器的電力供給。因此，至電力轉向設備的電力供給可以是充分冗余的。
[0014]根據上述配置，當來自第一電源的電力供給正常時，從第一電源向電力轉向設備供應電力，并且從第二電源向其它車內設備供應電力。也就是說，至電力轉向設備的電力供給與至其它車內設備的電力供給是來自兩個單獨的電源。因此，即使當電力轉向設備消耗大電力以用于施加輔助功能時，也能防止其它車內設備遭受功率波動等。另外，與常規技術(其中電力轉向設備與其它車內設備共享僅一個電力供給)相比，本公開的電力轉向設備可以分配并且消耗較大“份額”的電力。
[0015]本公開的電力轉向系統可以適合用于包括起動電機和制動控制器的車輛控制系統。
【附圖說明】
[0016]根據參照附圖進行的以下詳細描述，本公開的目的、特征和優點將變得更加明顯，在附圖中:
[0017]圖1是本公開的第一實施方式中的電力轉向系統和車輛控制系統的示意圖；
[0018]圖2是圖1中的電力轉向系統中的驅動單元的俯視圖；
[0019]圖3是沿著圖2中的II1-1II線的剖視圖；
[0020]圖4是本公開的第二實施方式中的電力轉向系統和車輛控制系統的示意圖；以及
[0021]圖5是本公開的第三實施方式中的電力轉向系統和車輛控制系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0022](第一實施方式)
[0023]參照圖1至圖3對根據本公開的第一實施方式的電力轉向系統100和車輛控制系統200進行描述。
[0024](車輛控制系統200)
[0025]首先，對車輛控制系統200的概要進行描述。車輛控制系統200是車輛中的系統，其對以下設備進行組織:提供基本功能如“行駛、轉向和停止”的車內設備；以及提供其它功能如電源功能等的其它設備。
[0026]更具體地，如圖1所示，車輛控制系統200設置有電力轉向設備1、起動器2、制動控制器3、其它車內設備4、電池5、電池6以及電力開關7等。
[0027]電力轉向設備1是用于輔助駕駛員的轉向操作的動力輔助設備，并且提供或“保證”轉向功能。起動器2是用于起動發動機的設備，其提供了“行駛”功能。制動控制器3是用于制動車輛的設備，其提供了 “停止”功能，并且被實現為防抱死制動系統(ABS)、牽引力控制系統(TCS)以及防滑制動系統(ESC)中的至少一個。
[0028]其它車內設備4是提供除了基本功能以外的其它功能的設備。例如，其它車內設備4可以是車輛導航設備、前照燈和空調等。換言之，在本實施方式中，其它車內設備4可以是除了電力轉向設備1、起動器2和制動控制器3以外的任何設備。
[0029]雖然圖1中的附圖示出其它車內設備4為僅一個設備，但是其它車內設備4可以是多個設備。
[0030]電池5、電池6分別是例如12V的直流電源，并且電池5、電池6中的一個被指定為第一電池5，而電池5、電池6中的另一個被指定為第二電池6。電力轉向設備1、起動器2以及制動控制器3并聯連接至第一電池5。其它車內設備4和電力轉向設備1并聯連接至第二電池6。電力開關7被布置在電池5、電池6與電力轉向設備1之間的位置處，并且電力開關7選擇性地將第一電池5或第二電池6中的一個連接至電力轉向設備1。換言之，通過開關7建立和去除⑴電池5、電池6與(ii)轉向設備1之間的電連接。
[0031]當第一電池5正常操作時，電力開關7連接第一電池5和電力轉向設備1。在此時，第一電池5向電力轉向設備1、起動器2和制動控制器3供應電力，而第二電池6向其它車內設備4供應電力。也就是說，在車輛控制系統200中，當正常供應電力時，基本功能提供設備與其它設備不共享電源。
[0032]熔斷器8被布置在各個電源線路L1至L5上，電源線路L1至L5將來自電池5、電池6的電力供應給電力轉向設備1、起動器2、制動控制器3以及其它車內設備4。當在連接至電源線路的設備中產生故障例如短路等并且過電流在電源線路中流動時，熔斷器8可以阻斷電力供給。
[0033](電力轉向系統100)
[0034]接下來，參照圖1對車輛控制系統200中的電力轉向系統100的細節進行描述。電力轉向系統100包括在上述設備中的電力轉向設備1、電池5、電池6和電力開關7。
[0035]在電力轉向設備1中設置有用于與外部進行電連接的兩個電源連接器41、42。第一電池5電連接至兩個電源連接器41、42中的一個，即連接至連接器41 (以下指定為第一電源連接器41)，并且第二電池6電連接至兩個電源連接器41、42中的另一個，即連接至連接器42 (以下指定為第二電源連接器42)。
[0036]電力開關7包括:第一開關繼電器71，其布置在第一電池5與第一電源連接器41之間的電源線路L1上；以及第二開關繼電器72，其布置在第二電池6與第二電源連接器42之間的電源線路L2上。第一開關繼電器71可以采用電氣的方式來連接或阻斷第一電池5和第一電源連接器41。第二開關繼電器72可以采用電氣的方式來連接或阻斷第二電池6和第二電源連接器42。
[0037]第一開關繼電器71和第二開關繼電器72可以分別實現為半導體開關元件、機械繼電器等，舉例來說，例如，實現為例如金屬氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。
[0038]通過高于開關7和電池5、電池6的高層系統例如發動機控制單元(EOT)來控制電力開關7，發動機控制單元(EOT)能夠檢測第一電池5的異常，并且當第一電池5正常操作時(即在正常時)，發動機控制單元(EOT)控制第一開關繼電器71為導通，并且控制第二開關繼電器72為阻斷。在正常時，從第一電池5向電力轉向設備1供應電力。另一方面，在異常時，即當檢測到第一電池5的異常時，第一開關繼電器71被阻斷，而第二開關繼電器72變為導通。在此時，從第二電池6向電力轉向設備1供應電力。
[0039](電力轉向設備1)
[0040]接下來，參照圖1對電力轉向設備1的電氣配置進行描述。在圖1中，