电力转向系统以及包括电力转向系统的车辆控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及电力转向系统，以及包括这样的电力转向系统的车辆控制系统。
【背景技术】
[0002]在常规的电力转向设备中，控制器和用于辅助转向扭矩的电动机被组合使用，用于使驾驶员的转向操作简单，即用于辅助驾驶员对转向盘的操作。因为转向设备控制车辆的的转向功能(其作为车辆基本的且关键的功能)，所以应该通过系统冗余等来提高转向设备的可靠性。
[0003]例如，专利文献——日本专利文献JP 2013-215040 A(专利文献1)——中公开的电力转向设备具有多组绕组和逆变器的组合，即具有电动机的多个绕组线的一个绕组群与一个逆变器配对，并且绕组群和逆变器的组合被设置成多组，用于构成电力转向设备。
[0004]根据专利文献1，当绕组群中的一个或逆变器中的一个发生故障时，通过使用正常操作的另一组绕组群和逆变器，转向设备中的电动机仍然是可驱动的。
[0005]但是，在专利文献1的描述中或在关于常规技术的其它公开内容中，讨论了仅在电力转向设备中的冗余，而未提及转向设备的电源(即至转向设备的电力供给)的冗余。
[0006]此外，即使当具有两个电源系统(即主电源和副电源)的电源设备与常规的电力转向系统组合时，这样的组合仍然遭遇下述问题。
[0007]常规的电力转向设备仅配备有一个电源连接器。因此，在将从两个电源系统延伸的两条电源线路组合成一条线路一一即将分别来自两个电源的两条线路集成为一条线路一一以用于连接至仅一个连接器的过程中，失去了上述一个电源设备中的两个电源系统的冗余。因此，如果集成的即非冗余的电源线路有问题，则立即失去了至电力转向设备的电力供给。
[0008]此外，即使在车内电源设备具有两个系统的情况下，通常也仅从主电源向许多电气设备供应电力，从而消耗大量电力的一个设备的操作会影响其它设备的操作，即，施加全辅助动力的电力转向设备引起了其它设备的电压下降或电流降低。
【发明内容】
[0009]本公开的目的是提供一种具有充分冗余的电力供给的电力转向设备，用于防止共享该电力供给的其它电气设备的功率波动。本公开还提供具有这样的电力转向设备的车辆控制系统。
[0010]在本公开的方面，电力转向系统包括电力转向设备，其包括电动机、控制电动机的控制器，以及辅助车辆的转向操作的两个电源连接器。
[0011]电力转向系统还包括:向第一连接器供应电力的第一电源、向第二连接器和除了电力转向设备以外的其它车内设备供应电力的第二电源，以及被设置在至控制器的路线中的电力开关。
[0012]当来自第一电源的电力供给正常时，电力开关将第一电源电连接至控制器，并且当来自第一电源的电力供给异常时，电力开关将第二电源电连接至控制器。
[0013]根据上述配置，从第一电源至第一电源连接器的电源线路以及从第二电源至第二电源连接器的电源线路被设置为两条完全分开的线路。因此，当两条电源线路中的一条电源线路发生异常时，通过使用另一条电源线路来继续至控制器的电力供给。因此，至电力转向设备的电力供给可以是充分冗余的。
[0014]根据上述配置，当来自第一电源的电力供给正常时，从第一电源向电力转向设备供应电力，并且从第二电源向其它车内设备供应电力。也就是说，至电力转向设备的电力供给与至其它车内设备的电力供给是来自两个单独的电源。因此，即使当电力转向设备消耗大电力以用于施加辅助功能时，也能防止其它车内设备遭受功率波动等。另外，与常规技术(其中电力转向设备与其它车内设备共享仅一个电力供给)相比，本公开的电力转向设备可以分配并且消耗较大“份额”的电力。
[0015]本公开的电力转向系统可以适合用于包括起动电机和制动控制器的车辆控制系统。
【附图说明】
[0016]根据参照附图进行的以下详细描述，本公开的目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中:
[0017]图1是本公开的第一实施方式中的电力转向系统和车辆控制系统的示意图；
[0018]图2是图1中的电力转向系统中的驱动单元的俯视图；
[0019]图3是沿着图2中的II1-1II线的剖视图；
[0020]图4是本公开的第二实施方式中的电力转向系统和车辆控制系统的示意图；以及
[0021]图5是本公开的第三实施方式中的电力转向系统和车辆控制系统的示意图。
【具体实施方式】
[0022](第一实施方式)
[0023]参照图1至图3对根据本公开的第一实施方式的电力转向系统100和车辆控制系统200进行描述。
[0024](车辆控制系统200)
[0025]首先，对车辆控制系统200的概要进行描述。车辆控制系统200是车辆中的系统，其对以下设备进行组织:提供基本功能如“行驶、转向和停止”的车内设备；以及提供其它功能如电源功能等的其它设备。
[0026]更具体地，如图1所示，车辆控制系统200设置有电力转向设备1、起动器2、制动控制器3、其它车内设备4、电池5、电池6以及电力开关7等。
[0027]电力转向设备1是用于辅助驾驶员的转向操作的动力辅助设备，并且提供或“保证”转向功能。起动器2是用于起动发动机的设备，其提供了“行驶”功能。制动控制器3是用于制动车辆的设备，其提供了 “停止”功能，并且被实现为防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)以及防滑制动系统(ESC)中的至少一个。
[0028]其它车内设备4是提供除了基本功能以外的其它功能的设备。例如，其它车内设备4可以是车辆导航设备、前照灯和空调等。换言之，在本实施方式中，其它车内设备4可以是除了电力转向设备1、起动器2和制动控制器3以外的任何设备。
[0029]虽然图1中的附图示出其它车内设备4为仅一个设备，但是其它车内设备4可以是多个设备。
[0030]电池5、电池6分别是例如12V的直流电源，并且电池5、电池6中的一个被指定为第一电池5，而电池5、电池6中的另一个被指定为第二电池6。电力转向设备1、起动器2以及制动控制器3并联连接至第一电池5。其它车内设备4和电力转向设备1并联连接至第二电池6。电力开关7被布置在电池5、电池6与电力转向设备1之间的位置处，并且电力开关7选择性地将第一电池5或第二电池6中的一个连接至电力转向设备1。换言之，通过开关7建立和去除⑴电池5、电池6与(ii)转向设备1之间的电连接。
[0031]当第一电池5正常操作时，电力开关7连接第一电池5和电力转向设备1。在此时，第一电池5向电力转向设备1、起动器2和制动控制器3供应电力，而第二电池6向其它车内设备4供应电力。也就是说，在车辆控制系统200中，当正常供应电力时，基本功能提供设备与其它设备不共享电源。
[0032]熔断器8被布置在各个电源线路L1至L5上，电源线路L1至L5将来自电池5、电池6的电力供应给电力转向设备1、起动器2、制动控制器3以及其它车内设备4。当在连接至电源线路的设备中产生故障例如短路等并且过电流在电源线路中流动时，熔断器8可以阻断电力供给。
[0033](电力转向系统100)
[0034]接下来，参照图1对车辆控制系统200中的电力转向系统100的细节进行描述。电力转向系统100包括在上述设备中的电力转向设备1、电池5、电池6和电力开关7。
[0035]在电力转向设备1中设置有用于与外部进行电连接的两个电源连接器41、42。第一电池5电连接至两个电源连接器41、42中的一个，即连接至连接器41 (以下指定为第一电源连接器41)，并且第二电池6电连接至两个电源连接器41、42中的另一个，即连接至连接器42 (以下指定为第二电源连接器42)。
[0036]电力开关7包括:第一开关继电器71，其布置在第一电池5与第一电源连接器41之间的电源线路L1上；以及第二开关继电器72，其布置在第二电池6与第二电源连接器42之间的电源线路L2上。第一开关继电器71可以采用电气的方式来连接或阻断第一电池5和第一电源连接器41。第二开关继电器72可以采用电气的方式来连接或阻断第二电池6和第二电源连接器42。
[0037]第一开关继电器71和第二开关继电器72可以分别实现为半导体开关元件、机械继电器等，举例来说，例如，实现为例如金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
[0038]通过高于开关7和电池5、电池6的高层系统例如发动机控制单元(EOT)来控制电力开关7，发动机控制单元(EOT)能够检测第一电池5的异常，并且当第一电池5正常操作时(即在正常时)，发动机控制单元(EOT)控制第一开关继电器71为导通，并且控制第二开关继电器72为阻断。在正常时，从第一电池5向电力转向设备1供应电力。另一方面，在异常时，即当检测到第一电池5的异常时，第一开关继电器71被阻断，而第二开关继电器72变为导通。在此时，从第二电池6向电力转向设备1供应电力。
[0039](电力转向设备1)
[0040]接下来，参照图1对电力转向设备1的电气配置进行描述。在图1中，