CN110857117B - 用于车辆的转向设备 - Google Patents
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Abstract
实施方式涉及一种用于车辆的转向设备。一种用于车辆的转向设备包括:第一转向控制器和第二转向控制器,其控制转向电机;以及电源,其通过电源路径的控制来基于第一输入电源或第二输入电源中的至少一个形成第一输出电源和第二输出电源,其中,在第一转向控制器和第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过电源路径的控制来使用第一输入电源形成第一输出电源,并且第一转向控制器基于第一输出电源来控制转向电机。
Description
技术领域
实施方式涉及转向系统,更具体地,涉及一种用于车辆的转向设备。
背景技术
通常,转向系统表示可基于车辆的驾驶员施加到方向盘的转向力(或旋转力)来改变车轮的转向角的系统。最近,为了通过减小方向盘的转向力来确保转向状态的稳定性,电动助力转向(EPS)(换言之,电机驱动动力转向系统)应用于车辆。
这种电机驱动动力转向系统可通过根据车辆的速度状态和扭矩状态驱动电机来提供最优转向状态,使得在低速操作时为车辆的驾驶员提供轻松简单的转向感,在高速操作时为车辆的驾驶员提供厚重安全的转向感,并且在紧急时为车辆的驾驶员执行快速转向。
具体地,车辆的转向设备最近已要求更高的冗余度和更高的可靠性。
发明内容
这些实施方式的目的在于提供一种能够改进冗余度和可靠性的用于车辆的转向设备和转向方法。
为了实现上述目的,根据这些实施方式的一个方面,提供了一种用于车辆的转向设备,该转向设备包括:第一转向控制器和第二转向控制器,其控制转向电机;以及电源,其通过电源路径的控制基于第一输入电源或第二输入电源中的至少一个来形成第一输出电源和第二输出电源,其中,在第一转向控制器和第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过电源路径的控制使用第一输入电源来形成第一输出电源,并且第一转向控制器基于第一输出电源来控制转向电机。
另外,为了实现上述目的,根据这些实施方式的另一方面,提供了一种用于车辆的转向设备,该转向设备包括:第一转向控制器和第二转向控制器,其控制转向电机;以及电源,其通过电源路径的控制基于第一输入电源或第二输入电源中的至少一个来形成第一输出电源和第二输出电源,其中,在第一转向控制器的操作状态异常并且第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过电源路径的控制基于第一输入电源和第二输入电源来形成第二输出电源,并且第二转向控制器基于第二输出电源来控制转向电机。
依据根据上述这些实施方式的用于车辆的转向设备,具有改进车辆的冗余度和可靠性的效果。
附图说明
图1是示出根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的整体配置框图。
图2是示出根据这些实施方式的转向控制器的具体配置框图。
图3是示出根据这些实施方式的电源的整体配置框图。
图4是示出根据这些实施方式的电源的具体图。
图5是示出根据这些实施方式的转向扭矩传感器的具体配置框图。
图6是示出根据这些实施方式的转向角传感器的具体配置框图。
图7是示出根据这些实施方式的转向电机的具体图。
图8是示出根据这些实施方式的外部通信网络的图。
图9是示出根据这些实施方式的内部通信网络和外部通信网络的图。
图10是示出根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的正常操作状态的图。
图11是示出在根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的主ECU异常的情况下的操作状态的图。
图12是示出在根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的主ECU和备用ECU异常的情况下的操作状态的图。
图13是示出根据这些实施方式的使车辆转向的方法的整体流程图。
图14、图15、图16、图17和图18是更具体地示出根据这些实施方式的使车辆转向的方法的流程图。
图19是更具体地示出在根据这些实施方式的第二转向控制器的操作状态异常的情况下使车辆转向的方法的流程图。
图20和图21是示出根据这些实施方式的电源的具体图。
图22是示出根据这些实施方式的转向电机的具体图。
图23是示出根据这些实施方式的电源的具体图。
图24是根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的计算机系统的配置框图。
标号列表
100:转向控制器
200:内部通信网络
300:电源
400:转向扭矩传感器
500:转向角传感器
600:转向电机
700:外部通信网络
具体实施方式
在本公开的示例或实施方式的以下描述中,将参照附图,附图中作为例示示出了可实现的具体示例或实施方式,并且相同的标号和符号可用于指代相同或相似的组件,即使它们示出于彼此不同的附图中。此外,在本公开的示例或实施方式的以下描述中,在确定并入本文中的熟知功能和组件的详细描述可能使得本公开的一些实施方式中的主题不清楚时,将省略该描述。本文所使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“由…组成”和“由…形成”的术语通常旨在允许添加其它组件,除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文所使用的,除非上下文清楚地另外指示,否则单数形式旨在包括复数形式。
尽管“第一”、“第二”等用于描述各种元件、构成元件和/或部分,但是元件、构成元件和/或部分不限于此。这些术语仅用于将一个元件、一个构成元件、一个部分等与其它元件、构成元件、部分等相区分。因此,显而易见,在这些实施方式的技术构思内,下面所描述的第一元件、第一构成元件或第一部分可以是第二元件、第二构成元件或第二部分。
这里所使用的术语用于描述实施方式,而非限制这些实施方式。在这里的描述中,除非另外提及,否则单数形式包括复数形式。这里用于描述构成元件、步骤、操作和/或元件的“包括”和/或“包含”并不排除一个或更多个其它构成元件、步骤、操作和/或元件的存在或添加。
除非另外定义,否则这里所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)用于这些实施方式所属技术领域的技术人员通常可理解的含义。另外,除非清楚地具体定义,否则通常使用但未在字典中定义的术语不应理想地或过度地解释。
在描述这些实施方式时,在判断出已知功能或组件的详细描述可能不必要地干扰这些实施方式的主旨的情况下,将省略该详细描述。下面所描述的术语是考虑这些实施方式的功能定义的术语,可根据用户或操作者的意图、实践等而不同。因此,其定义需要基于整个说明书的细节来设定。
以下,将参照附图描述根据这些实施方式的用于车辆的转向设备。
图1是示出根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的整体配置框图。
参照图1,根据这些实施方式的用于车辆的转向设备1000可形成为包括转向控制器100、内部通信网络200等。
转向控制器100连接到转向电机600并且可控制转向电机600。可提供多个转向控制器100。在这种情况下,转向控制器110和120中的每一个可控制转向电机600。例如,转向控制器110和120中的每一个可控制一个转向电机600。换言之,转向控制器110和120的控制功能可被配置为相同。控制功能相同的转向控制器110和120可在不同的时间点控制一个转向电机600。
转向控制器110和120可通过内部通信网络200彼此连接。这里,内部通信网络200表示仅用于可仅连接转向控制器110和120的转向控制器的私有通信网络,并且可以是诸如CAN通信网络的有线通信网络或无线电通信网络。
在当前控制转向电机600的转向控制器的操作状态异常的情况下,转向控制器110和120中的每一个可使用内部通信网络200来监测其它的操作状态,使得通过剩余转向控制器当中的至少一个转向控制器来控制转向电机600。另选地,转向控制器110和120可根据监测结果来确定对转向电机600的控制权。
作为一个示例,在作为监测结果,转向控制器110和120中当前控制转向电机600的转向控制器的操作状态异常的情况下,转向控制器110和120可将对转向电机600的控制权从当前控制转向电机600的转向控制器转移到正常操作的剩余转向控制器当中的至少一个转向控制器。
作为另一示例,在作为监测结果,转向控制器110和120中当前控制转向电机600的转向控制器的操作状态正常的情况下,转向控制器110和120可使得对转向电机600的控制权继续由当前控制转向电机600的转向控制器保持。
如上所述,在根据这些实施方式的用于车辆的转向设备中,转向控制器通过内部通信网络彼此连接并且使用内部通信网络监测相互的操作状态,使得在当前控制转向电机的转向控制器的操作状态通过各个转向控制器异常的情况下,通过剩余转向控制器当中的至少一个转向控制器来控制转向电机。因此,即使在当前转向控制器故障的情况下,控制权也可转移到执行备用功能的任何其它转向控制器,并且可执行辅助而不会降低或丢失车辆的转向性能,并且可通过这样来改进车辆的冗余度和可靠性。
如上所述,尽管可配置根据这些实施方式的两个转向控制器100,但是转向控制器的数量不限于此,可配置三个或更多个转向控制器。具体地,多个转向控制器当中的一个可表示主转向控制器,剩余转向控制器可表示子转向控制器或冗余转向控制器。
以下,为了描述简单,将描述在存在两个转向控制器100的情况下根据这些实施方式的用于车辆的转向设备1000。返回参照图1,转向控制器110和120可包括第一转向控制器110和第二转向控制器120。这里,第一转向控制器110可表示能够以最高优先级驱动转向电机600的主转向控制器。另外,第二转向控制器120可表示能够代替第一转向控制器110驱动转向电机600的子转向控制器或冗余转向控制器。
第二转向控制器120可通过内部通信网络200监测第一转向控制器110的操作状态,使得在当前控制转向电机600的第一转向控制器110的操作状态异常的情况下,代替第一转向控制器110通过第二转向控制器120来控制转向电机600。
作为一个示例,在作为监测结果,当前控制转向电机600的第一转向控制器110的操作状态异常的情况下,第二转向控制器120可将对转向电机600的控制权从转向控制器110转移到第二转向控制器120。
作为另一示例,在作为监测结果,当前控制转向电机600的第一转向控制器110的操作状态正常的情况下,第二转向控制器120可使得对转向电机600的控制权继续由第一转向控制器保持。
另一方面,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态变得异常的情况下,方向盘操作可切换为手动模式或减少辅助模式。作为一个示例,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态变得异常的情况下,第二转向控制器120可将方向盘操作切换为手动模式或减少辅助模式。作为另一示例,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态变得异常的情况下,车辆可将方向盘操作切换为手动模式或减少辅助模式。
此外,第一转向控制器110和第二转向控制器120可被冗余地配置为相同。换言之,第一转向控制器110和第二转向控制器120可包括相同的构成元件。
如上所述,在根据这些实施方式的用于车辆的转向设备中,不仅第一转向控制器和第二转向控制器,而且转向扭矩传感器、转向角传感器和电机位置传感器被冗余地配置为相同,因此,代替两个单独的独立封装,可通过在一个封装中除了转向电机之外冗余地配置转向控制功能来控制一个转向电机,由此可改进车辆的冗余度和可靠性。
返回参照图1,根据这些实施方式的用于车辆的转向设备1000可包括电源300。
电源300连接到转向控制器100并且可向转向控制器100供应电能。例如,电源300可向转向控制器100供应DC电压。具体地,电源300可向转向控制器100供应两个DC电压。
这里,两个DC电压可包括第一DC电压和第二DC电压。第一DC电压可被供应给第一转向控制器110并且可表示主DC电压。第二DC电压可被供应给第二转向控制器120并且可表示子DC电压或冗余DC电压。
电源300的操作可以由转向控制器110和120中的每一个来控制和监测。转向控制器110和120中的每一个可监测电源300的操作状态以及所供应的DC电压的状态并且根据监测结果来确定对转向电机600的控制权。
例如,第二转向控制器120可通过内部通信网络200来监测第一转向控制器110的操作状态。另外,第二转向控制器120可根据监测结果来确定对转向电机600的控制权。这里,通过监测第一转向控制器110的操作状态,第二转向控制器120可监测电源300的操作状态以及所供应的DC电压的状态。
作为一个示例,在作为监测结果,从电源300供应给第一转向控制器110的第一DC电压异常的情况下,第二转向控制器120可将对转向电机600的控制权从转向控制器110转移到第二转向控制器120。
作为另一示例,在作为监测结果,从电源300供应给第一转向控制器110的第一DC电压正常的情况下,第二转向控制器120可使得对转向电机600的控制权继续由第一转向控制器110保持。
返回参照图1,根据这些实施方式的用于车辆的转向设备1000可包括转向扭矩传感器400。
转向扭矩传感器400可包括多个扭矩传感器。例如,转向扭矩传感器400可包括至少一个第一转向扭矩传感器410和至少一个第二转向扭矩传感器420。
至少一个第一转向扭矩传感器410和至少一个第二转向扭矩传感器420可测量方向盘的扭矩。另外,至少一个第一转向扭矩传感器410和至少一个第二转向扭矩传感器420可基于所测量的方向盘的扭矩来生成方向盘的扭矩信息。
至少一个第一转向扭矩传感器410可连接到第一转向控制器110。另外,至少一个第一转向扭矩传感器410可为第一转向控制器110提供方向盘的扭矩信息。这里,第一转向扭矩传感器410可为第一转向控制器110提供方向盘的扭矩信息,因此可表示主转向扭矩传感器。
至少一个第二转向扭矩传感器420可连接到第二转向控制器120。另外,至少一个第二转向扭矩传感器420可为第二转向控制器120提供方向盘的扭矩信息。这里,第二转向扭矩传感器420可为第二转向控制器120提供方向盘的扭矩信息,因此可表示子转向扭矩传感器或冗余转向扭矩传感器。
转向扭矩传感器400的操作可由转向控制器110和120中的每一个来控制和监测。转向控制器110和120中的每一个可监测转向扭矩传感器400的操作状态和所提供的方向盘的扭矩信息并根据监测结果来确定对转向电机600的控制权。
例如,第二转向控制器120可通过内部通信网络200监测第一转向控制器110的操作状态。另外,第二转向控制器120可根据监测结果来确定对转向电机600的控制权。这里,通过监测第一转向控制器110的操作状态,第二转向控制器120可监测至少一个第一转向扭矩传感器410的操作状态和所提供的方向盘的扭矩信息。
作为一个示例,在作为监测结果,从至少一个第一转向扭矩传感器410为第一转向控制器110提供的方向盘的扭矩信息异常的情况下,第二转向控制器120可将对转向电机600的控制权从第一转向控制器110转移到第二转向控制器。
作为另一示例,在作为监测结果,从至少一个第一转向扭矩传感器410为第一转向控制器110提供的方向盘的扭矩信息正常的情况下,第二转向控制器120可使得对转向电机600的控制权继续由第一转向控制器保持。
此外,根据这些实施方式的第一转向控制器110和第二转向控制器120中的每一个可包括电子控制单元(ECU),但不限于此,可包括任何类型的控制装置(或系统),只要该装置(或系统)可以电子方式控制即可。
返回参照图1,根据这些实施方式的用于车辆的转向设备1000可包括转向角传感器500。
转向角传感器500可包括多个转向角传感器。例如,转向角传感器500可包括至少一个第一转向角传感器510和至少一个第二转向角传感器520。
至少一个第一转向角传感器510和至少一个第二转向角传感器520可测量方向盘的转向角。至少一个第一转向角传感器510可连接到第一转向控制器110。另外,至少一个第一转向角传感器510可为第一转向控制器110提供方向盘的转向角信息。这里,第一转向角传感器510可为第一转向控制器110提供方向盘的转向角信息,因此可表示主转向角传感器。
至少一个第二转向角传感器520可连接到第二转向控制器120。另外,至少一个第二转向角传感器520可为第二转向控制器120提供方向盘的转向角信息。这里,第二转向角传感器520可为第二转向控制器120提供方向盘的转向角信息,因此可表示子转向角传感器或冗余转向角传感器。
转向角传感器500的操作可由转向控制器110和120中的每一个来控制和监测。转向控制器110和120中的每一个可监测转向角传感器500的操作状态和所提供的方向盘的转向角信息并根据监测结果来确定对转向电机600的控制权。
例如,第二转向控制器120可通过内部通信网络200监测第一转向控制器110的操作状态。另外,第二转向控制器120可根据监测结果来确定对转向电机600的控制权。这里,通过监测第一转向控制器110的操作状态,第二转向控制器120可监测至少一个第一转向角传感器510的操作状态和所提供的方向盘的转向角信息。
作为一个示例,在作为监测结果,从至少一个第一转向角传感器510为第一转向控制器110提供的方向盘的转向角信息异常的情况下,第二转向控制器120可将对转向电机600的控制权从第一转向控制器110转移到第二转向控制器。
作为另一示例,在作为监测结果,从至少一个第一转向角传感器510为第一转向控制器110提供的方向盘的转向角信息正常的情况下,第二转向控制器120可使得对转向电机600的控制权继续由第一转向控制器110保持。
返回参照图1,根据这些实施方式的用于车辆的转向设备1000可包括转向电机600。
转向电机600可连接到转向控制器110和120中的每一个。另外,转向电机600的操作可由转向控制器110和120中的每一个来控制。例如,转向电机600的操作可由第一转向控制器110控制。在第一转向控制器110的操作状态异常的情况下,代替第一转向控制器110,可由第二转向控制器120控制转向电机600的操作。
转向电机600可包括单绕组型电机,但不限于此,可包括任何类型的电机,只要其可通过各个转向控制器来控制即可。
返回参照图1,根据这些实施方式的用于车辆的转向设备1000可包括外部通信网络700。
外部通信网络700可包括多个外部通信网络。例如,外部通信网络700可包括第一外部通信网络710和第二外部通信网络720。第一外部通信网络710可将第一转向控制器110和车辆2000彼此连接。另外,第一外部通信网络710可为第一转向控制器110提供从车辆2000提供的车辆的状态信息。这里,第一外部通信网络710可为第一转向控制器110提供从车辆2000提供的车辆的状态信息,因此可表示主外部通信网络。
第二外部通信网络720可将第二转向控制器120和车辆2000彼此连接。另外,第二外部通信网络720可为第二转向控制器120提供从车辆2000提供的车辆的状态信息。这里,第二外部通信网络720可为第二转向控制器120提供从车辆2000提供的车辆的状态信息,因此可表示子外部通信网络或冗余外部通信网络。
外部通信网络700的操作可由转向控制器110和120中的每一个来控制和监测。转向控制器110和120中的每一个可监测外部通信网络700的操作状态以及通过外部通信网络700从车辆2000提供的车辆的状态信息并根据监测结果确定对转向电机600的控制权。
例如,第二转向控制器120可通过内部通信网络200监测第一转向控制器110的操作状态。另外,第二转向控制器120可根据监测结果来确定对转向电机600的控制权。这里,通过监测第一转向控制器110的操作状态,第二转向控制器120可监测第一外部通信网络710的操作状态以及通过第一外部通信网络710从车辆2000提供的车辆的状态信息。
作为一个示例,在作为监测结果,通过第一外部通信网络710从车辆2000提供的车辆的状态信息异常的情况下,第二转向控制器120可将对转向电机600的控制权从第一转向控制器110转移到第二转向控制器。
作为另一示例,在作为监测结果,通过第一外部通信网络710从车辆2000提供的车辆的状态信息正常的情况下,第二转向控制器120可使得对转向电机600的控制权继续由第一转向控制器110保持。
这里,车辆的状态信息可包括表示车辆的状态的车辆的车速信息、车辆的扭矩信息、车辆的转向角信息、车辆的偏航角信息、车辆的踏板信息和引擎输出信息当中的至少一条信息,但不限于此,车辆的状态信息可包括任何类型的信息,只要该信息是可表示车辆的状态的信息即可。
车辆的状态信息可包括表示车辆的内部/外部周围环境的车辆的周围照度信息、车辆的周围降雨信息和车辆的周围降雪信息当中的至少一条信息,但不限于此,车辆的状态信息可包括任何类型的信息,只要该信息是可表示车辆的内部/外部周围环境的信息即可。
图2是示出根据这些实施方式的转向控制器的具体配置框图。
参照图2,根据这些实施方式的转向控制器100可包括第一转向控制器110和第二转向控制器120。这里,第一转向控制器110可形成为包括第一传感器111、第一通信器112、第一转向电机电源113、第一控制器114、第一控制器监测器115、第一电力转换器116等。
第二转向控制器120可形成为包括第二传感器121、第二通信器122、第二转向电机电源123、第二控制器124、第二控制器监测器125、第二电力转换器126等。
具体地,第一转向控制器110的第一传感器111、第一通信器112、第一转向电机电源113、第一控制器114、第一控制器监测器115和第一电力转换器116以及第二转向控制器120的第二传感器121、第二通信器122、第二转向电机电源123、第二控制器124、第二控制器监测器125和第二电力转换器126分别执行相同的功能,因此,以下,为了描述简单,将仅描述第一转向控制器110的构成元件。
第一传感器111可形成为包括第一温度传感器111-1、第一电流传感器111-2、第一电机位置传感器111-3等,但不限于此,第一传感器111可包括任何类型的传感器,只要该传感器可测量用于车辆的转向设备的状态即可。
第一温度传感器111-1可通过测量第一转向控制器110的温度来获取第一温度信息。第一温度传感器111-1连接到第一控制器114并且可为第一控制器114提供第一温度信息。
第一电流传感器111-2可通过测量第一转向电机电源113和转向电机600之间的第一辅助电流来获取第一辅助电流信息。第一电流传感器111-2连接到第一控制器114并且可为第一控制器114提供第一辅助电流信息。
第一电机位置传感器111-3可通过测量转向电机600的位置来获取第一电机位置信息。第一电机位置传感器111-3连接到第一控制器114并且可为第一控制器114提供所获取的第一电机位置信息。
第一通信器112可形成为包括第一内部通信器112-1、第一外部通信器112-2等。第一内部通信器112-1和第二内部通信器122-1通过内部通信网络200彼此连接并且可发送和接收第一转向控制器110和第二转向控制器120的信息。
另外,第一内部通信器112-1可连接到第一控制器114。换言之,第一内部通信器112-1可通过内部通信网络200为第一控制器114提供从第二转向控制器120提供的信息(例如,第二转向控制器(120)的操作状态信息等)。然后,第一内部通信器112-1可通过内部通信网络200为第二内部通信器122-1提供从第一控制器114提供的信息(例如,第一转向控制器110的操作状态信息等)。
第一外部通信器112-2可通过第一外部通信网络710连接到车辆2000。换言之,第一外部通信器112-2和车辆2000通过第一外部通信网络710彼此连接并且可发送和接收第一转向控制器110和车辆的信息。例如,第一外部通信器112-2可通过第一外部通信网络710为第一控制器114提供从车辆2000提供的信息(例如,车辆的状态信息等)。然后,第一外部通信器112-2可通过第一外部通信网络710为车辆2000提供从第一控制器114提供的信息(例如,第一转向控制器110的操作状态信息等)。
这里,第一内部通信器112-1和第二外部通信器112-2中的每一个可包括有线通信器和无线通信器当中的至少一个通信器。第一转向电机电源113可形成为包括第一选通驱动器113-1、第一逆变器113-2、第一相断开器(PCO)113-3等。
第一选通驱动器113-1可连接到第一控制器114。可从第一控制器114向第一选通驱动器113-1提供第一选通信号。另外,第一选通驱动器113-1可连接到第一逆变器113-2。第一选通驱动器113-1可为第一逆变器113-2提供从第一控制器114提供的第一选通信号。
第一逆变器113-2可连接到电压源300。可从电压源300向第一逆变器113-2提供第一DC电压。另外,第一逆变器113-2可连接到第一选通驱动器113-1。可从第一选通驱动器113-1向第一逆变器113-2提供第一选通信号。
第一逆变器113-2是DC-AC转换器并且可通过根据从第一选通驱动器113-1提供的第一选通信号执行从电压源300提供的第一DC电压的电压调制来生成第一辅助电流。
第一逆变器113-2可包括三相逆变器,但不限于此,可根据转向电机和电源而改变。
第一相断开器(PCO)113-3可连接到第一逆变器113-2。可从第一逆变器113-2向第一相断开器113-3提供第一辅助电流。
第一相断开器113-3可供应或阻挡从第一逆变器113-2提供的第一辅助电流。换言之,第一相断开器113-3可连接到转向电机600。第一相断开器113-3可将从第一逆变器113-2提供的第一辅助电流供应给转向电机600或阻挡第一辅助电流。
这里,相断开器是可切断相的元件或电路,并且可包括开关、断路器、断开器或开关装置中的至少一个,但不限于此,相断开器可包括任何类型的元件或电路,只要其可切断相即可。
如上所述,根据这些实施方式的用于车辆的转向设备通过相断开器共享一个转向电机,因此可通过相断开器分离各个逆变器,并且车辆的冗余度和可靠性可改进。
第一控制器114连接到第一传感器111、第一通信器112、第一转向电机电源113、第一控制器监测器115和第一电力转换器116并且可控制各个单元的操作。
例如,第一控制器114可基于从至少一个第一转向扭矩传感器410提供的方向盘的扭矩信息、从至少一个第一转向角传感器510提供的方向盘的转向角信息、从第一传感器111提供的第一温度信息、第一辅助电流信息和第一电机位置信息以及从第一通信器112提供的车辆的状态信息(例如,车辆的车速信息)来生成第一选通信号,并且通过为第一选通驱动器113-1提供所生成的第一选通信号来控制第一逆变器113-2的第一辅助电流。
这里,可使用预先设定的调制方案来生成第一选通信号。具体地,预先设定的调制方案可包括脉宽调制方案、光学电压调制方案、三角形比较电压调制方案和空间矢量电压调制方案当中的至少一个电压调制方案,但不限于此,预先设定的调制方案可包括任何类型的方案,只要该方案可生成能够控制逆变器的操作的选通信号即可。
第一控制器114可包括第一微控制器114-1,但不限于此,第一控制器114可包括能够处理程序(或执行程序的执行和算术运算)的任何类型的装置(或计算机)。
第一控制器监测器115连接到第一控制器114并且可监测第一控制器114的操作状态。例如,第一控制器114可为第一控制器监测器115提供第一看门狗信号。然后,第一控制器监测器115可基于从第一控制器114提供的第一看门狗信号而被清除或生成第一重置信号。在第一控制器监测器115被清除的情况下,可表示第一控制器114正常操作。在第一控制器监测器115生成第一重置信号并为第一控制器114提供所生成的第一重置信号的情况下,可表示第一控制器114异常操作并且可根据第一重置信号来重置。
这里,第一看门狗信号可以是用于第一控制器监测器115周期性地监测第一控制器114的操作的信号(例如,禁用重置的信号)。换言之,第一看门狗信号可以是用于检查第一控制器114当前执行的程序有效(alive)的信号。
第一控制器监测器115可包括第一看门狗115-1,但不限于此,第一控制器监测器115可包括任何类型的装置,只要该装置可监测第一控制器114即可。具体地,第一看门狗115-1可包括具有期限(换言之,开始和结束)的第一窗口看门狗。
第一电力转换器116连接到电源300并且可从电源300被提供有第一DC电压。第一电力转换器116可通过执行从电源300提供的第一DC电压的电压转换来生成至少一个第一操作电压。
第一电力转换器116可连接到第一传感器111、第一通信器112、第一转向电机电源113、第一控制器114和第一控制器监测器115。第一电力转换器116可为第一传感器111、第一通信器112、第一转向电机电源113、第一控制器114和第一控制器监测器115提供已生成的至少一个操作电压。
这里,第一操作电压可以是能够操作第一传感器111、第一通信器112、第一转向电机电源113、第一控制器114和第一控制器监测器115的电压。因此,可存在多个第一操作电压,并且可根据第一传感器111、第一通信器112、第一转向电机电源113、第一控制器114和第一控制器监测器115的操作电压来单独地改变和生成第一操作电压。
另外,第一电力转换器116可包括DC-DC转换器。这里,DC-DC转换器可包括降压转换器,但不限于此,DC-DC转换器可包括能够被提供有第一DC电压并将第一DC电压转换为低于已提供的第一DC电压的第一操作电压的任何类型的转换器。
另外,第一电力转换器116可包括第一调节器116-1。这里,第一调节器116-1被提供有第一DC电压并且可将第一DC电压转换为低于已提供的第一DC电压的第一操作电压。
此外,第二转向控制器120通过内部通信网络200监测当前控制转向电机的第一转向控制器110的操作状态,并且在作为监测结果,第一转向控制器110的操作状态异常的情况下,可使用第二传感器121、第二通信器122、第二转向电机电源123、第二控制器124、第二控制器监测器125或第二电力转换器126中的至少一个来控制转向电机600。
例如,第二转向控制器120通过内部通信网络200监测当前控制转向电机的第一转向控制器110的操作状态,并且在作为监测结果,第一转向控制器110的操作状态异常的情况下,换言之,在第一传感器111的第一电机位置信息、第一温度信息和第一辅助电流信息当中的至少一条信息、第一通信器112的车辆的状态信息以及第一转向电机电源113的第一辅助电流、第一控制器114的第一选通信号、第一控制器监测器115的第一看门狗信号或第一电力转换器116的第一操作电压中的至少一个异常的情况下,可使用分别执行第一传感器111、第一通信器112、第一转向电机电源113、第一控制器114、第一控制器监测器115和第一电力转换器116的相同功能的第二传感器121、第二通信器122、第二转向电机电源123、第二控制器124、第二控制器监测器125或第二电力转换器126中的至少一个,换言之,第二传感器121的第二电机位置信息、第二温度信息和第二辅助电流信息当中的至少一条信息、第二通信器122的车辆的状态信息以及第二转向电机电源13的第二辅助电流、第二控制器124的第二选通信号、第二控制器监测器125的第二看门狗信号或第二电力转换器126的第二操作电压中的至少一个来控制转向电机600。
图3是示出根据这些实施方式的电源的整体配置框图。
参照图3,根据这些实施方式的电源300可形成为包括DC电源310、电源路径切换器320等。
DC电源310可提供DC电压。这里,DC电压可包括第一DC电压和第二DC电压。具体地,第一DC电压和第二DC电压可具有相同的DC电压。
DC电源310可为第一转向控制器110提供第一DC电压。具体地,第一DC电压可被提供给第一电力转换器116的第一调节器116-1和第一转向电机电源113的第一逆变器113-2。
然后,DC电源310可为第二转向控制器120提供第二DC电压。具体地,第二DC电压可被提供给第二电力转换器126的第二调节器126-1和第二转向电机电源123的第二逆变器123-2。
根据这些实施方式的电源300还可包括电源路径切换器320。电源路径切换器320可连接到DC电源310。可从DC电源310向电源路径切换器320提供DC电压。具体地,可从DC电源310向电源路径切换器320提供第一DC电压和第二DC电压。
电源路径切换器320从DC电源310被提供有第一DC电压和第二DC电压,并且可通过控制电源路径来为第一转向控制器110(换言之,第一电力转换器116的第一调节器116-1和第一转向电机电源113的第一逆变器113-2)提供第一DC电压并为第二转向控制器120(换言之,第二电力转换器126的第二调节器126-1和第二转向电机电源123的第二逆变器123-2)提供第二DC电压。
此外,第二转向控制器120通过内部通信网络200监测当前控制转向电机的第一转向控制器110的操作状态,并且在作为监测结果,从DC电源310(或电源路径切换器320)供应给第一转向控制器110的第一DC电压异常的情况下,可从DC电源310(或电源路径切换器320)被供应有第二DC电压并基于其来控制转向电机600。
图4是示出根据这些实施方式的电源的具体图。
参照图4,根据这些实施方式的电源300可包括DC电源310和电源路径切换器320。具体地,如图所示,DC电源310可包括电池311。这里,电池311可供应DC电压12V,但不限于此,并且可供应任何DC电压。
如图所示,电源路径切换器320可包括第一熔断器321和第二熔断器322。第一熔断器321可被定位在DC电源310(或电池311)和第一转向控制器110之间。第一熔断器321可为第一转向控制器110(换言之,第一电力转换器116的第一调节器116-1和第一转向电机电源113的第一逆变器113-2)提供从DC电源301(或电池311)提供的第一DC电压。
第二熔断器322可被定位在DC电源310(或电池311)和第二转向控制器120之间。第二熔断器322可为第二转向控制器120(换言之,第二电力转换器126的第二调节器126-1和第二转向电机电源123的第二逆变器123-2)提供从DC电源301(或电池311)提供的第二DC电压。
这里,第一熔断器321和第二熔断器322中的每一个可包括电熔断器,但不限于此,并且可包括能够供应/阻挡从DC电源310供应给转向控制器/从转向控制器供应的DC电压的任何类型的熔断器。具体地,电熔断器可具有双向能力。
此外,第二转向控制器120通过内部通信网络200来监测当前控制转向电机的第一转向控制器110的操作状态,并且在作为监测结果,第一熔断器321切断的情况下,可通过第二熔断器322被供应有第二DC电压并基于其来控制转向电机。
根据这些实施方式的电源300可通过一个或两个或更多个电池311来供应第一DC电压和第二DC电压。如上所述,在从DC电源供应给第一转向控制器的第一DC电压异常的情况下,根据这些实施方式的用于车辆的转向设备通过第二转向控制器从DC电源被供应有第二DC电压并基于其来控制转向电机,因此,即使控制权转移到执行备用功能的另一转向控制器也可通过冗余电池被继续供应有第二DC电压,并且可执行辅助而不会降低或丢失车辆的转向性能,并且可改进车辆的冗余度和可靠性。
图5是示出根据这些实施方式的转向扭矩传感器的具体配置框图。
参照图5,转向扭矩传感器400可包括至少一个第一转向扭矩传感器410和至少一个第二转向扭矩传感器420。
另外,转向扭矩传感器400可包括晶片。晶片可包括:包括一个转向扭矩传感器的单晶片或包括两个转向扭矩传感器的双晶片中的至少一个,但不限于此,晶片的形式可根据转向扭矩传感器的数量而改变。
例如,转向扭矩传感器400可形成为包括:第一单晶片,其包括一个第一转向扭矩传感器410;第一双晶片,其包括两个第一转向扭矩传感器410;第二单晶片,其包括一个第二转向扭矩传感器420;第二双晶片,其包括两个第二转向扭矩传感器420等。这里,至少第一转向扭矩传感器410测量方向盘的扭矩并且可为第一转向控制器110(或第一控制器114)提供方向盘的扭矩信息。至少第二转向扭矩传感器420测量方向盘的扭矩并且可为第二转向控制器120(或第二控制器124)提供方向盘的扭矩信息。
图6是示出根据这些实施方式的转向角传感器的具体配置框图。
参照图6,转向角传感器500可包括至少一个第一转向角传感器510和至少一个第二转向角传感器520。
另外,转向角传感器500可包括晶片。晶片可包括:包括一个转向扭矩传感器的单晶片或者包括两个转向扭矩传感器的双晶片中的至少一个,但不限于此,晶片的形式可根据转向扭矩传感器的数量而改变。
例如,转向角传感器500可形成为包括:第一单晶片,其包括一个第一转向角传感器510;第一双晶片,其包括两个第一转向角传感器510;第二单晶片,其包括一个第二转向角传感器520;第二双晶片,其包括两个第二转向角传感器520等。这里,至少第一转向角传感器510测量方向盘的转向角并且可为第一转向控制器110(或第一控制器114)提供方向盘的转向角信息。至少第二转向角传感器520测量方向盘的转向角并且可为第二转向控制器120(或第二控制器124)提供方向盘的转向角信息。
图7是示出根据这些实施方式的转向电机的具体图。
参照图7,根据这些实施方式的转向电机600可包括单绕组型电机610。具体地,转向电机600可包括三相单绕组型电机,但不限于此,并且可包括能够为车轮提供辅助转向力的任何类型的电机。磁体可包括环形磁体,但不限于此,磁体的形状可改变。
此外,第一转向控制器110和第二转向控制器120可控制单绕组型转向电机610。第二转向控制器120通过内部通信网络200来监测当前控制单绕组型转向电机610的第一转向控制器110的操作状态,并且在作为监测结果,第一转向控制器110的操作状态异常的情况下,可代替第一转向控制器110控制单绕组型转向电机610。
可通过第一转向控制器110和第二转向控制器120的第一电机位置传感器111-3和第二电机位置传感器121-3来测量磁体的磁通量。第一转向控制器110和第二转向控制器120的第一电机位置传感器111-3和第二电机位置传感器121-3基于所测量的磁体的磁通量来测量转向电机600的位置并且可基于所测量的位置来获取转向电机600的位置信息。
图8是示出根据这些实施方式的外部通信网络的图。
参照图8,根据这些实施方式的外部通信网络700可包括第一外部通信网络710和第二外部通信网络720。
如上所述,第一外部通信网络710可表示将第一转向控制器110和车辆2000连接的主外部通信网络,并且具体地,可以是主CAN(P-CAN)。
第二外部通信网络720可表示将第二转向控制器120和车辆2000连接的冗余外部通信网络并且可以是冗余CAN(R-CAN)。
此外,转向控制器110和120通过外部通信网络710和720从车辆2000被提供有车辆的状态信息并且可基于所提供的状态信息来控制转向电机600。图9是示出根据这些实施方式的内部通信网络和外部通信网络的图。
参照图9,第一转向控制器110可包括第一ECU,第二转向控制器120可包括第二ECU。第一转向控制器110可连接到第一外部通信网络710,第二转向控制器120可连接到第二外部通信网络720。第一转向控制器110和第二转向控制器120可通过内部通信网络200彼此连接。此外,第二转向控制器120通过内部通信网络200监测第一转向控制器110的操作状态,并且在作为监测结果,通过第一外部通信网络710从车辆2000提供的车辆的状态信息异常的情况下,可通过第二外部通信网络720从车辆2000被提供有车辆的状态信息并基于所提供的状态信息来控制转向电机600。
以下,将参照图10至图12描述用于车辆的转向设备的操作。在下面呈现的描述中,第一转向控制器110将被称为主ECU。在描述中,第二转向控制器120将被称为备用ECU。
图10是示出根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的正常操作状态的图。
参照图10,首先,在点火IGN处于关状态并且引擎处于停止状态的情况下,主ECU和备用ECU可处于关状态。此后,在点火IGN切换为开状态并且引擎处于停止状态的情况下,主ECU和备用ECU可测试初始化状态,并且在初始化状态测试的结果正常的情况下,可在被动(PASSIVE)状态下操作用于车辆的转向设备。
此后,在点火IGN的开状态下引擎切换为运行状态的情况下,主ECU可辅助用于车辆的转向设备,并且备用ECU可在待命状态下监测主ECU。
此后,在点火IGN的开状态下引擎切换为停止状态的情况下,用于车辆的转向设备可在被动(PASSIVE)状态下操作。此后,在引擎的停止状态下点火IGN切换为关状态的情况下,主ECU和备用ECU可关闭。
图11是示出在根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的主ECU异常的情况下的操作状态的图。
参照图11,首先,在点火IGN处于关状态并且引擎处于停止状态的情况下,主ECU和备用ECU可处于关状态。此后,在点火IGN切换为开状态并且引擎处于停止状态的情况下,主ECU和备用ECU可测试初始化状态,并且在作为初始化状态测试的结果,主ECU异常的情况下,主ECU可作为从设备来操作,并且备用ECU可在被动(PASSIVE)状态下操作用于车辆的转向设备并且可切换为待命状态以用于辅助用于车辆的转向设备。
此后,在点火IGN的开状态下引擎切换为运行状态的情况下,主ECU可继续作为从设备操作,并且备用ECU可代替主ECU辅助用于车辆的转向设备。
此后,在点火IGN的开状态下引擎切换为停止状态的情况下,主ECU可继续作为从设备操作,并且备用ECU可代替主ECU辅助用于车辆的转向设备。此后,在引擎的停止状态下点火IGN切换为关状态的情况下,主ECU和备用ECU可切换为关。
图12是示出在根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的主ECU和备用ECU异常的情况下的操作状态的图。
参照图12,在点火IGN处于开状态的情况下,引擎处于运行状态,并且由于主ECU的异常,备用ECU代替主ECU辅助用于车辆的转向设备,如果备用ECU变得异常,则车辆可将用于车辆的转向设备切换为减少辅助模式或手动模式。
以下,将参照附图描述根据这些实施方式的使车辆转向的方法。具体地,为了描述简单,与上面参照图1至图12描述的根据这些实施方式的用于车辆的转向设备重复的部分将被省略。
根据这些实施方式的使车辆转向的方法可使用根据这些实施方式的用于车辆的转向设备来执行,其包括通过内部通信网络200彼此连接的第一转向控制器110和第二转向控制器120。具体地,第一转向控制器110和第二转向控制器120可被冗余地配置为相同。
图13是示出根据这些实施方式的使车辆转向的方法的整体流程图。
参照图13,根据这些实施方式的使车辆转向的方法可包括:通过第一转向控制器控制转向电机的步骤(S100)、通过第二转向控制器监测第一转向控制器的操作状态的步骤(S200)以及通过第二转向控制器确定对转向电机的控制权的步骤(S300)。
首先,可通过第一转向控制器来控制转向电机(S100)。
这里,转向电机可包括单绕组型电机。
可通过第二转向控制器来监测第一转向控制器的操作状态(S200)。例如,第二转向控制器可通过内部通信网络来监测第一转向控制器的操作状态。
此后,可根据通过第二转向控制器的步骤S200的监测结果来确定对转向电机的控制权(S300)。
换言之,在作为步骤S200的监测结果,当前控制转向电机的第一转向控制器的操作状态正常的情况下,第二转向控制器可使得对转向电机的控制权继续由第一转向控制器110保持(S301)。
另一方面,在作为步骤S200的监测结果,当前控制转向电机的第一转向控制器的操作状态异常的情况下,第二转向控制器可将对转向电机的控制权从第一转向控制器转移到第二转向控制器(S302)。
图14至图18是更具体地示出根据这些实施方式的使车辆转向的方法的流程图。
参照图14,首先,可从DC电源向第一转向控制器提供第一DC电压(S111)。例如,首先,DC电源可提供第一电压。此后,可通过第一熔断器向第一转向控制器提供第一电压。
此后,可基于从DC电源(或第一熔断器)供应给第一转向控制器的第一DC电压来控制转向电机(S112)。此后,可通过第二转向控制器来监测第一转向控制器的操作状态(S210)。例如,第二转向控制器可通过内部通信网络来监测第一转向控制器的操作状态。可根据通过第二转向控制器的步骤S210的监测结果来确定对转向电机的控制权(S310)。
换言之,在作为监测结果,从DC电源供应给第一转向控制器的第一DC电压正常的情况下,第二转向控制器可使得对转向电机的控制权继续由第一转向控制器保持(S311)。
另一方面,在作为监测结果,从DC电源供应给第一转向控制器的第一DC电压异常的情况下,第二转向控制器可将对转向电机的控制权从第一转向控制器转移到第二转向控制器(S312)。
更具体地,首先,在作为监测结果,从DC电源供应给第一转向控制器的第一DC电压异常的情况下,可从DC电源向第二转向控制器提供第二DC电压。此后,第二转向控制器可代替第一转向控制器基于已从DC电源提供的第二DC电压来控制转向电机。
具体地,首先,在作为监测结果,第一熔断器切断的情况下,可通过第二熔断器从DC电源向第二转向控制器提供第二DC电压。此后,第二转向控制器可代替第一转向控制器基于通过第二熔断器从DC电源供应的第二DC电压来控制转向电机。
参照图15,首先,可从至少一个第一转向扭矩传感器向第一转向控制器提供方向盘的扭矩信息(S121)。
此后,可基于从至少一个第一转向扭矩传感器供应给第一转向控制器的方向盘的扭矩信息来控制转向电机(S122)。
此后,可通过第二转向控制器来监测第一转向控制器的操作状态(S220)。例如,第二转向控制器可通过内部通信网络来监测第一转向控制器的操作状态。
此后,可根据通过第二转向控制器的步骤S220的监测结果来确定对转向电机的控制权(S320)。
换言之,在作为监测结果,从至少一个第一转向扭矩传感器提供给第一转向控制器的方向盘的扭矩信息正常的情况下,第二转向控制器可使得对转向电机的控制权继续由第一转向控制器保持(S321)。
另一方面,在作为监测结果,从至少一个第一转向扭矩传感器提供给第一转向控制器的方向盘的扭矩信息异常的情况下,第二转向控制器可将对转向电机的控制权从第一转向控制器转移到第二转向控制器(S322)。
更具体地,首先,在作为监测结果,从至少一个第一转向扭矩传感器提供到第一转向控制器的方向盘的扭矩信息异常的情况下,可从至少一个第二转向扭矩传感器向第二转向控制器提供方向盘的扭矩信息。此后,第二转向控制器可代替第一转向控制器基于从至少一个第二转向扭矩传感器提供的方向盘的扭矩信息来控制转向电机。
参照图16,首先,可从至少一个第一转向角传感器向第一转向控制器提供方向盘的转向角信息(S131)。
此后,可基于从至少一个第一转向角传感器供应给第一转向控制器的方向盘的转向角信息来控制转向电机(S132)。
此后,可通过第二转向控制器来监测第一转向控制器的操作状态(S230)。例如,第二转向控制器可通过内部通信网络来监测第一转向控制器的操作状态。
此后,可根据通过第二转向控制器的步骤S230的监测结果来确定对转向电机的控制权(S330)。
换言之,在作为监测结果,从至少一个第一转向角传感器提供给第一转向控制器的方向盘的转向角信息正常的情况下,第二转向控制器可使得对转向电机的控制权继续由第一转向控制器保持(S331)。
另一方面,在作为监测结果,从至少一个第一转向角传感器提供给第一转向控制器的方向盘的转向角信息异常的情况下,第二转向控制器可将对转向电机的控制权从第一转向控制器转移到第二转向控制器(S332)。
更具体地,首先,在作为监测结果,从至少一个第一转向角传感器提供给第一转向控制器的方向盘的转向角信息异常的情况下,可从至少一个第二转向角传感器向第二转向控制器提供方向盘的转向角信息。此后,第二转向控制器可代替第一转向控制器基于从至少一个第二转向角传感器提供的方向盘的转向角信息来控制转向电机。
参照图17,首先,可通过第一外部通信网络从车辆向第一转向控制器提供车辆状态信息(S141)。
此后,可基于通过第一外部网络从车辆供应给第一转向控制器的车辆状态信息来控制转向电机(S142)。
此后,可通过第二转向控制器来监测第一转向控制器的操作状态(S240)。例如,第二转向控制器可通过内部通信网络来监测第一转向控制器的操作状态。
此后,可根据通过第二转向控制器的步骤S240的监测结果来确定对转向电机的控制权(S340)。
换言之,在作为监测结果,通过第一外部通信网络从车辆提供的车辆状态信息正常的情况下,第二转向控制器可使得对转向电机的控制权继续由第一转向控制器保持(S341)。
另一方面,在作为监测结果,通过第一外部通信网络从车辆提供的方向盘的车辆状态信息异常的情况下,第二转向控制器可将对转向电机的控制权从第一转向控制器转移到第二转向控制器(S342)。
更具体地,首先,在作为监测结果,通过第一外部通信网络从车辆提供的车辆状态信息异常的情况下,可通过第二外部通信网络从车辆向第二转向控制器提供车辆状态信息。此后,第二转向控制器可代替第一转向控制器基于通过第二外部通信网络从车辆提供的车辆状态信息来控制转向电机。
参照图18,首先,可通过第一转向控制器获取第一转向控制器的第一温度信息、由转向电机提供的第一辅助电流信息和转向电机的第一电机位置信息(S151)。
此后,基于通过第一转向控制器获取的第一温度信息、第一辅助电流信息和第一电机位置信息生成第一选通信号,通过基于所生成的第一选通信号调节第一逆变器来生成第一辅助电流,并且可基于其来控制转向电机(S152)。
此后,可通过第二转向控制器来监测第一转向控制器的操作状态(S250)。例如,第二转向控制器可通过内部通信网络来监测第一转向控制器的操作状态。
此后,可根据通过第二转向控制器的步骤S250的监测结果来确定对转向电机的控制权(S350)。
换言之,在作为监测结果,第一转向控制器的操作状态正常的情况下,换言之,在如上已获取的第一温度信息、第一辅助电流信息、第一电机位置信息、第一选通信号和第一辅助电流正常的情况下,第二转向控制器可使得对转向电机的控制权继续由第一转向控制器保持(S351)。
另一方面,在作为监测结果,第一转向控制器的操作状态异常的情况下,换言之,在如上已获取的第一温度信息、第一辅助电流信息、第一电机位置信息、第一选通信号或第一辅助电流中的至少一个异常的情况下,第二转向控制器可将对转向电机的控制权从第一转向控制器转移到第二转向控制器(S352)。
更具体地,首先,在作为监测结果,第一转向控制器的操作状态异常的情况下,换言之,在如上已获取的第一温度信息、第一辅助电流信息、第一电机位置信息、第一选通信号或第一辅助电流中的至少一个异常的情况下,第二转向控制器可获取第二转向控制器的第二温度信息、由转向电机提供的第二辅助电流信息和转向电机的第二电机位置信息。
此后,代替第一转向控制器,第二转向控制器基于第二转向控制器的第二温度信息、由转向电机提供的第二辅助电流信息和转向电机的第二电机位置信息来生成第二选通信号,通过基于所生成的第二选通信号调节第二逆变器来生成第二辅助电流,并且可基于其来控制转向电机。
参照图14至图18,为了描述简单,单独地描述了根据这些实施方式的通过转向控制器来控制转向电机的方法,但不限于此,图14至图18所示的方法可组合。
图19是更具体地示出在根据这些实施方式的第二转向控制器的操作状态异常的情况下使车辆转向的方法的流程图。
参照图19,在步骤S302之后,在第二转向控制器的操作状态变得异常的情况下,方向盘操作可切换为手动模式或减少辅助模式(S400)。
换言之,在步骤S302之后,在第一转向控制器的操作状态异常并且第二转向控制器的操作状态变得异常的情况下,方向盘操作可切换为手动模式或减少辅助模式。这些实施方式所属领域的技术人员可理解,这里所描述的术语“电源”可表示提供电压、电流、功率或电能中的至少一个的装置或电压、电流、功率或电能中的至少一个。
图20和图21是示出根据这些实施方式的电源的具体图。
参照图20,根据这些实施方式的电源300可包括第一DC电源、第二DC电源、第一熔断器和第二熔断器。具体地,如图所示,第一DC电源和第二DC电源中的每一个可包括电池。这里,电池可供应DC电压12V,但不限于此,并且可供应任何DC电压。
第一熔断器可被定位在第一DC电源和第一转向控制器之间。第一熔断器可为第一转向控制器(换言之,第一电力转换器116的第一调节器116-1和第一转向电机电源113的第一逆变器113-2)提供从第一DC电源提供的第一DC电源。
第二熔断器可被定位在第二DC电源和第二转向控制器120之间。第二熔断器可为第二转向控制器120(换言之,第二电力转换器126的第二调节器126-1和第二转向电机电源123的第二逆变器123-2)提供从第二DC电源提供的第二DC电源。
此外,第二转向控制器120通过内部通信网络200来监测当前控制转向电机的第一转向控制器110的操作状态,并且在作为监测结果,第一熔断器切断的情况下,可通过第二熔断器被供应有第二DC电源并基于其来控制转向电机。
参照图1、图2、图5至图12、图20和图21,第一转向控制器110和第二转向控制器120可控制转向电机。第一转向控制器110和第二转向控制器120连接到内部通信网络并且可监测相互的操作状态。由于监测方法上面已参照图1至图19描述,所以为了描述简单,下面将省略其描述。
这里,在描述中假设转向电机是单绕组型转向电机,但转向电机不限于此。在单绕组型转向电机中,至少一相(例如,三相、五相、六相等)可被包括在一个绕组中。因此,第一转向控制器110和第二转向控制器120可连接到单绕组型转向电机的一个绕组。在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,可通过经由第一转向控制器110将第一辅助电流提供给单绕组型转向电机的一个绕组来控制转向电机。另一方面,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一转向控制器110的控制权转移到第二转向控制器120,并且可通过经由第二转向控制器120将第二辅助电流提供给单绕组型转向电机的一个绕组来控制转向电机。
电源300可通过电源路径的控制基于第一输入电源和第二输入电源中的至少一个输入电源来形成第一输出电源和第二输出电源。
在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,电源300通过电源路径的控制基于第一输入电源来形成第一输出电源,并且可将第一输出电源提供给第一转向控制器110。同样,在这种情况下,电源300可基于第二输入电源为第二转向控制器120提供第二输出电源。然而,第二转向控制器120可不控制转向电机。在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,电源300可通过电源路径的控制为第二转向控制器120提供基于第二输入电源生成的第二输出电源。第二转向控制器120可基于第二输出电源来控制转向电机。
这里,第一输入电源可具有大于第二输入电源的值。电源300可包括第一DC电源312、第二DC电源313和第一路径控制器331至第三路径控制器333。第一节点N1可被定位在第一路径控制器331和第二路径控制器332之间。第一DC电源312的负端子和第二DC电源313的正端子彼此连接,并且第二节点N2可被定位在第一DC电源312的负端子和第二DC电源313的正端子之间。
第一路径控制器331可控制第一DC电源312的正端子和第一节点N1之间的电源路径。第二路径控制器332可控制第一节点N1和第一转向控制器110之间的电源路径。第三路径控制器333可控制第二节点N2和第二转向控制器120之间的电源路径。
这里,第一输入电源可以是第一DC电源312的正端子的电源,第二输入电源可以是第二DC电源313的正端子的电源。
如上所述,在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,电源300可通过第一路径控制器331和第二路径控制器332基于第一输入电源形成第一输出电源,并为第一转向控制器110提供所形成的第一输出电源。第一转向控制器110可基于第一输出电源来控制转向电机。
另外,在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,电源300可通过第三路径控制器333基于第二输入电源形成第二输出电源并为第二转向控制器120提供第二输出电源。第二转向控制器120可不控制转向电机。另一方面,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,电源300可通过第三路径控制器333基于第二输入电源形成第二输出电源并为第二转向控制器120提供所形成的第二输出电源。第二转向控制器120可基于第二输出电源来控制转向电机。此外,第一路径控制器331可包括定位在第一DC电源312的正端子和第一节点N1之间的电源路径上的第一开关SW1。
第二路径控制器332可包括定位在第一节点N1和第一转向控制器110之间的电源路径上的第一二极管D1。
第三路径控制器333可包括定位在第二节点N2和第二转向控制器120之间的电源路径上的第二二极管D2。
在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一开关SW1可处于接通状态。
换言之,在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一开关SW1可处于接通状态,第一二极管D1可处于导通状态,第二二极管D2可处于导通状态。这里,在第一DC电源312供应12V并且第二DC电源313供应12V的情况下,第一输入电源可为24V。因此,通过使得第一输入电源穿过第一二极管D1而形成的第一输出电源可为24V×第一二极管D1的Vfd(换言之,(第一DC电源312+第二DC电源)×(第一二极管D1的Vfd))。这里,第一二极管D1的Vfd可为0.3V至0.7V。在第二DC电源313供应12V的情况下,第二DC电源313可通过第二二极管D2形成为12V的第二输出电源。在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一开关SW1可处于关断状态。
换言之,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一开关SW1可处于关断状态,第一二极管D1可处于截止状态并且第二二极管D2可处于导通状态。由此,第二输入电源可通过第二二极管形成为第二输出电源。因此,第二转向控制器120可基于第二输出电源来控制转向电机。电源300还可包括第四路径控制器334和第五路径控制器335。第四路径控制器334可控制第一DC电源312的正端子和第一路径控制器331之间的电源路径。第五路径控制器335可控制第二DC电源313的正端子和第二节点N2之间的电源路径。
这里,第四路径控制器334可包括定位在第一DC电源312的正端子和第一路径控制器331之间的电源路径上的第一熔断器334-1。
第一熔断器334-1可将从第一DC电源312提供的第一DC电源供应给第一转向控制器110/相对于第一转向控制器110阻挡从第一DC电源312提供的第一DC电源。换言之,在从第一DC电源312供应的第一DC电源的值等于或大于预先设定的值的情况下,第一熔断器334-1可阻挡第一DC电源供应给第一转向控制器110。第五路径控制器335可包括定位在第二DC电源313的正端子和第二节点N2之间的电源路径上的第二熔断器335-1。
第二熔断器335-1可将从第二DC电源313提供的第二DC电源供应给第二转向控制器120/相对于第二转向控制器120阻挡从第二DC电源313提供的第二DC电源。换言之,在从第二DC电源313供应的第二DC电源的值等于或大于预先设定的值的情况下,第二熔断器335-1可阻挡第二DC电源供应给第二转向控制器120。
如上所述,依据根据这些实施方式的用于车辆的转向设备,即使控制器(换言之,转向控制器)中发生故障,也使用冗余系统改进输出并且可有效地处理控制器的这种故障。
图22是示出根据这些实施方式的转向电机的具体图。
参照图22,根据这些实施方式的转向电机600可包括双绕组型电机620。具体地,转向电机600可包括三相双绕组型电机,但不限于此。具体地,在双绕组型转向电机620中,至少一相(例如,三相、五相、六相等)可被包括在两个绕组621和622中的每一个中。第一绕组621连接到第一转向控制器110并且其操作可被控制。第二绕组622连接到第二转向控制器120并且其操作可被控制。
图23是示出根据这些实施方式的电源的具体图。
参照图1至图6、图8、图9、图20、图22和图23,第一转向控制器110和第二转向控制器120可控制转向电机。第一转向控制器110和第二转向控制器120连接到内部通信网络并且可监测相互的操作状态。这里,在描述中将假设转向电机600是双绕组型转向电机620。在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一辅助电流通过第一转向控制器110被供应给双绕组型转向电机620的第一绕组621,第二辅助电流通过第二转向控制器120被供应给双绕组型转向电机620的第二绕组622,并且第一转向控制器110和第二转向控制器120可一起控制双绕组型转向电机620。例如,如果双绕组型转向电机620的输出为100%,则第一转向控制器110和第二转向控制器120中的每一个可向双绕组型转向电机620的对应绕组供应50%的辅助电流。在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第二辅助电流通过第二转向控制器120被供应给双绕组型转向电机620的第二绕组622,因此,双绕组型转向电机620可仅由第二转向控制器120控制。换言之,第二转向控制器120可基于第二输出电源来生成第二辅助电流并基于第二辅助电流来控制转向电机。具体地,第二辅助电流可被供应给转向电机的第二绕组。第一转向控制器110可不控制转向电机。换言之,第一转向控制器110处于异常状态,因此可不控制转向电机。
这里,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下的第二输出电源的值可大于在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下的第二输出电源。另选地,第一输入电源和第二输入电源可具有相同的值。
电源300可包括第一DC电源314、第二DC电源315和第一路径控制器341至第五路径控制器345。
第一节点N1可被定位在第一路径控制器341和第二路径控制器342之间,第二节点N2可被定位在第三路径控制器343和第四路径控制器344之间。
第一路径控制器341可控制第一DC电源314的正端子和第一节点N1之间的电源路径。第二路径控制器342可控制第一节点N1和第一转向控制器110之间的电源路径。第三路径控制器343可控制第二DC电源315的正端子和第二节点N2之间的电源路径。第四路径控制器344可控制第二节点N2和第二转向控制器120之间的电源路径。第五路径控制器345可控制第一节点N1和第二节点N2之间的电源路径。
这里,第一输入电源是第一DC电源314的正端子的电源,并且第二输入电源可以是第二DC电源315的正端子的电源。
因此,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,电源300通过第一路径控制器341和第三路径控制器343至第五路径控制器345基于第一输入电源和第二输入电源形成第二输出电源并且可将第二输出电源供应给第二转向控制器120。第二转向控制器120可基于第二输出电源来控制转向电机。在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,电源300通过第一路径控制器341和第二路径控制器342基于第一输入电源形成第一输出电源并且可将第一输出电源供应给第一转向控制器110。电源300通过第三路径控制器343和第四路径控制器344基于第二输入电源形成第二输出电源并且可将第二输出电源供应给第二转向控制器120。第一转向控制器110和第二转向控制器120可分别基于第一输出电源和第二输出电源一起控制转向电机。具体地,第一辅助电流可被供应给转向电机的第一绕组,第二辅助电流可被供应给转向电机的第二绕组。
第一路径控制器341可包括定位在第一DC电源314的正端子和第一节点N1之间的电源路径上的第一二极管D1。
第二路径控制器342可包括定位在第一节点N1和第一转向控制器110之间的电源路径上的第一开关SW1。第三路径控制器343可包括定位在第二DC电源315的正端子和第二节点N2之间的电源路径上的第二二极管D2。第四路径控制器344可包括定位在第二节点N2和第二转向控制器120之间的电源路径上的第二开关SW2。第五路径控制器345可包括定位在第一节点N1和第二节点N2之间的电源路径上的第三开关SW3。
在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一开关SW1可处于关断状态,第二开关SW2可处于接通状态,第三开关SW3可处于接通状态。
换言之,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一开关SW1可处于关断状态,第二开关SW2可处于接通状态,第三开关SW3可处于接通状态,第一二极管D1可处于导通状态,第二二极管D2可处于导通状态。由此,第一输入电源可通过第一二极管D1和第三开关SW3被供应给第二节点(N2)。第二输入电源可通过第二二极管D2被供应给第二节点N2。形成在第二节点N2处的输入电源可通过第二开关SW2形成为第二输出电源。因此,第二转向控制器120可基于第二输出电源来控制转向电机。例如,在第一DC电源314供应12V并且第二DC电源315供应12V的情况下,在第一转向控制器110的操作状态异常并且第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,通过第一二极管D1的第一DC电源314和通过第二二极管D2的第二输入电源可通过第二开关SW2形成为12V+αV。
在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第一开关SW1可处于接通状态,第二开关SW2可处于接通状态,第三开关SW3可处于关断状态。
换言之,在第一转向控制器110和第二转向控制器120的操作状态正常的情况下,第二开关可处于接通状态,第三开关SW3可处于关断状态,第一二极管D1可处于导通状态,第二二极管D2可处于导通状态。由此,第一输入电源可通过第一二极管D1和第一开关SW1形成为第一输出电源。第二输入电源可通过第二二极管D2和第二开关SW2形成为第二输出电源。电源300还可包括第六路径控制器346和第七路径控制器347。第六路径控制器346可控制第一DC电源314的正端子和第一路径控制器341之间的电源路径。第七路径控制器347可控制第二DC电源315的正端子和第三路径控制器343之间的电源路径。这里,第六路径控制器346可包括定位在第一DC电源314的正端子和第一路径控制器341之间的电源路径上的第一熔断器346-1。
第一熔断器346-1可将从第一DC电源314提供的第一DC电源供应给第一转向控制器110/相对于第一转向控制器110阻挡从第一DC电源314提供的第一DC电源。第七路径控制器347可包括定位在第二DC电源315的正端子和第三路径控制器343之间的电源路径上的第二熔断器347-1。第二熔断器347-1可将从第二DC电源315提供的第二DC电源供应给第二转向控制器120/相对于第二转向控制器120阻挡从第二DC电源315提供的第二DC电源。如上所述,依据根据这些实施方式的用于车辆的转向设备,即使控制器(换言之,转向控制器)中发生故障,也在冗余系统中改进输出并且可有效地处理控制器的这种故障。
图24是根据这些实施方式的用于车辆的转向设备的计算机系统的配置框图。参照图24,例如,上述这些实施方式可被具体实现为计算机系统内的计算机可读记录介质。如图所示,用于车辆等的转向设备的计算机系统3000可包括一个或更多个处理器3010、存储器3020、存储装置3030、用户接口输入器3040和用户接口输出器3050当中的至少一个或更多个元件,并且这些元件可通过总线3060彼此通信。另外,计算机系统3000可包括用于连接到网络的网络接口3070。处理器3010可以是执行存储在存储器3020和/或存储装置3030中的处理命令的CPU或半导体器件。存储器3020和存储装置3030可包括各种类型的易失性/非易失性存储介质。例如,存储器可包括ROM 3021和RAM 3023。这样,这些实施方式可被具体实现为使用存储有计算机可执行命令的计算机或非易失性计算机记录介质实现的方法。上述命令如果由处理器执行则可执行根据这些实施方式当中的至少一个实施方式的方法。
已呈现以上描述以使得本领域技术人员能够制造和使用本公开的技术构思,并且是在特定应用及其要求的背景下提供的。对于本领域技术人员而言对所描述的实施方式的各种修改、添加和替换将易于显而易见,并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下,本文所定义的一般原理可适用于其它实施方式和应用。以上描述和附图仅出于例示性目的而提供了本公开的技术构思的示例。即,所公开的实施方式旨在例示本公开的技术构思的范围。因此,本公开的范围不限于所示的实施方式,而是应与符合权利要求的最宽范围一致。本公开的保护范围应该基于以下权利要求来解释,并且落在其等同范围内的所有技术构思应该被解释为被包括在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月23日提交的韩国专利申请No.10-2018-0098477的优先权,其出于所有目的通过引用并入本文,如同在本文中充分阐述一样。
Claims (18)
1.一种用于车辆的转向设备,该用于车辆的转向设备包括:
第一转向控制器和第二转向控制器,该第一转向控制器和该第二转向控制器控制转向电机;以及
电源,该电源通过电源路径的控制来基于第一输入电源或第二输入电源中的至少一个形成第一输出电源和第二输出电源,
其中,在所述第一转向控制器和所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过所述电源路径的控制来使用所述第一输入电源形成第一输出电源,并且所述第一转向控制器基于所述第一输出电源来控制所述转向电机,
其中,所述电源包括第一DC电源、第二DC电源以及第一路径控制器、第二路径控制器和第三路径控制器,
其中,第一节点被定位在所述第一路径控制器和所述第二路径控制器之间,所述第一DC电源的负端子和所述第二DC电源的正端子彼此连接并且第二节点被定位在所述第一DC电源的负端子和所述第二DC电源的正端子之间,
其中,所述第一路径控制器控制所述第一DC电源的正端子和所述第一节点之间的电源路径,所述第二路径控制器控制所述第一节点和所述第一转向控制器之间的电源路径,并且所述第三路径控制器控制所述第二节点和所述第二转向控制器之间的电源路径,并且
其中,所述第一输入电源是所述第一DC电源的正端子的电源,并且所述第二输入电源是所述第二DC电源的正端子的电源。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器的操作状态异常并且所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过所述电源路径的控制来基于所述第二输入电源形成第二输出电源,并且所述第二转向控制器基于所述第二输出电源来控制所述转向电机。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的转向设备,
其中,所述第一输入电源具有大于所述第二输入电源的值。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器和所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过所述第一路径控制器和所述第二路径控制器来基于所述第一输入电源形成第一输出电源,并且所述第一转向控制器基于所述第一输出电源来控制所述转向电机。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器的操作状态异常并且所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过所述第三路径控制器来基于所述第二输入电源形成第二输出电源,并且所述第二转向控制器基于所述第二输出电源来控制所述转向电机。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的转向设备,
其中,所述第一路径控制器包括定位在所述第一DC电源的正端子和所述第一节点之间的电源路径上的第一开关,
其中,所述第二路径控制器包括定位在所述第一节点和所述第一转向控制器之间的电源路径上的第一二极管,并且
其中,所述第三路径控制器包括定位在所述第二节点和所述第二转向控制器之间的电源路径上的第二二极管。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器和所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述第一开关处于接通状态。
8.根据权利要求6所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器的操作状态异常并且所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述第一开关处于关断状态。
9.根据权利要求1所述的用于车辆的转向设备,
其中,所述转向电机包括单绕组型转向电机。
10.一种用于车辆的转向设备,该用于车辆的转向设备包括:
第一转向控制器和第二转向控制器,该第一转向控制器和该第二转向控制器控制转向电机;以及
电源,该电源通过电源路径的控制来基于第一输入电源或第二输入电源中的至少一个形成第一输出电源和第二输出电源,
其中,在所述第一转向控制器的操作状态异常并且所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过所述电源路径的控制来基于所述第一输入电源和所述第二输入电源形成第二输出电源,并且所述第二转向控制器基于所述第二输出电源来控制所述转向电机,
其中,所述电源包括第一DC电源、第二DC电源以及第一路径控制器至第五路径控制器,
其中,第一节点被定位在所述第一路径控制器和第二路径控制器之间,并且第二节点被定位在第三路径控制器和第四路径控制器之间,
其中,所述第一路径控制器控制所述第一DC电源的正端子和所述第一节点之间的电源路径,所述第二路径控制器控制所述第一节点和所述第一转向控制器之间的电源路径,所述第三路径控制器控制所述第二DC电源的正端子和所述第二节点之间的电源路径,所述第四路径控制器控制所述第二节点和所述第二转向控制器之间的电源路径,并且所述第五路径控制器控制所述第一节点和所述第二节点之间的电源路径,并且
其中,所述第一输入电源是所述第一DC电源的正端子的电源,并且所述第二输入电源是所述第二DC电源的正端子的电源。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器和所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过所述电源路径的控制来基于所述第一输入电源形成第一输出电源并基于所述第二输入电源形成第二输出电源,并且所述第一转向控制器和所述第二转向控制器分别基于所述第一输出电源和所述第二输出电源来控制所述转向电机。
12.根据权利要求10所述的用于车辆的转向设备,其中,所述第一输入电源和所述第二输入电源具有相同的值。
13.根据权利要求10所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器的操作状态异常并且所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过所述第一路径控制器和所述第三路径控制器至所述第五路径控制器来基于所述第一输入电源和所述第二输入电源形成第二输出电源,并且所述第二转向控制器基于所述第二输出电源来控制所述转向电机。
14.根据权利要求10所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器和所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述电源通过所述第一路径控制器和所述第二路径控制器来基于所述第一输入电源形成第一输出电源并通过所述第三路径控制器和所述第四路径控制器来基于所述第二输入电源形成第二输出电源,并且所述第一转向控制器和所述第二转向控制器分别基于所述第一输出电源和所述第二输出电源来控制所述转向电机。
15.根据权利要求10所述的用于车辆的转向设备,
其中,所述第一路径控制器包括定位在所述第一DC电源的正端子和所述第一节点之间的电源路径上的第一二极管,
其中,所述第二路径控制器包括定位在所述第一节点和所述第一转向控制器之间的电源路径上的第一开关,
其中,所述第三路径控制器包括定位在所述第二DC电源的正端子和所述第二节点之间的电源路径上的第二二极管,
其中,所述第四路径控制器包括定位在所述第二节点和所述第二转向控制器之间的电源路径上的第二开关,并且
其中,所述第五路径控制器包括定位在所述第一节点和所述第二节点之间的电源路径上的第三开关。
16.根据权利要求15所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器的操作状态异常并且所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述第一开关处于关断状态,所述第二开关处于接通状态,并且所述第三开关处于接通状态。
17.根据权利要求15所述的用于车辆的转向设备,
其中,在所述第一转向控制器和所述第二转向控制器的操作状态正常的情况下,所述第一开关处于接通状态,所述第二开关处于接通状态,并且所述第三开关处于关断状态。
18.根据权利要求10所述的用于车辆的转向设备,
其中,所述转向电机包括双绕组型转向电机。
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