CN113272201A - 转向装置及转向控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种转向装置及转向控制方法。本公开的转向装置包括：传感器部，测量根据方向盘的转向力的转向角；转向控制模块，包括一个电子控制单元，所述电子控制单元利用由传感器部测量的转向角信息控制反作用力马达；以及辅助反作用力模块，当电子控制单元异常操作时，无法通过电子控制单元施加电流，从而向转向轴或马达轴提供反作用力。

Description

转向装置及转向控制方法
技术领域
本公开涉及一种转向装置及转向控制方法，具体地，涉及一种在用于转向控制的电子控制单元发生故障时提供转向反作用力的转向装置及转向控制方法。
背景技术
车辆中设置有通过接收由各种输入传感器感测的电信号来输出用于驱动各种致动器的控制信号的用于车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)。电子转向系统(Electric Power Steering System)利用ECU并且根据车辆的速度调整方向盘的转向力。具体地，通过马达的驱动调节转向力，从而辅助驾驶员的方向盘操作。例如，电子转向系统在驻车或低速时减小转向力，并且在高速时增加转向力，从而实现高速行驶稳定性。
电子转向系统通常通过ECU执行控制，因此，为了在ECU发生故障的情况下也能够确保行驶稳定性，将ECU双重化。因此，即使某一个ECU发生故障，也可以由另一ECU感测转向角并且调节转向力。然而，设置两个ECU需要高成本，而且由于两个ECU需要与其他配置之间连接并通信，因此配置关系复杂。
发明内容
(一)要解决的技术问题
在这种背景下，本公开的目的在于提供一种仅设置有一个电子控制单元(ECU)并且包括当电子控制单元发生故障时能够将转向反作用力提供给转向轴或马达轴的辅助反作用力模块的转向装置及其控制方法。
(二)技术方案
在一个方面，鉴于上述的技术问题而提出的本公开提供一种转向装置，所述转向装置包括：传感器部，测量根据方向盘的转向力的转向角；转向控制模块，包括一个电子控制单元，所述电子控制单元利用由所述传感器部测量的转向角信息控制反作用力马达；以及辅助反作用力模块，当所述电子控制单元异常操作时，无法通过所述电子控制单元施加电流，从而向所述转向轴或所述马达轴提供反作用力。
在另一方面，本公开提供一种转向控制方法，所述转向控制方法包括以下步骤：转向控制模块的电子控制单元接收由传感器部测量的根据方向盘的转向力的转向角信息；所述电子控制单元利用由所述传感器部测量的转向角信息控制反作用力马达；以及当所述电子控制单元异常操作时，所述电子控制单元不向辅助反作用力模块供应电流，以使所述辅助反作用力模块向转向轴或马达轴提供反作用力。
(三)有益效果
如上所述，本公开的转向装置仅设置有一个电子控制单元，因此与设置有两个电子控制单元的情况相比，可以节省成本，并且即使电子控制单元发生故障，也可以由辅助反作用力模块提供转向反作用力，因此可以提高行驶稳定性。
另外，根据本公开，辅助反作用力模块能够提供的转向反作用力的大小的上限被限制，因此，即使辅助反作用力模块发生故障，也能够提供相对安全范围内的转向反作用力。
附图说明
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施例的转向装置的配置的图。
图2是示出根据本公开的一个实施例的转向装置的配置的图。
图3是示出根据本公开的一个实施例的转向装置的配置的图。
图4是示出根据本公开的一个实施例的在电子控制单元处于正常状态下的包括磁轭的辅助反作用力模块的状态的图。
图5是示出根据本公开的一个实施例的在电子控制单元处于异常状态下的包括磁轭的辅助反作用力模块的状态的图。
图6是示出根据本公开的一个实施例的在电子控制单元处于正常状态下的包括磨擦垫的辅助反作用力模块的状态的图。
图7是示出根据本公开的一个实施例的在电子控制单元处于异常状态下的包括磨擦垫的辅助反作用力模块的状态的图。
图8是示出根据本公开的一个实施例的在电子控制单元处于正常状态下的包括永磁铁的辅助反作用力模块的状态的图。
图9是示出根据本公开的一个实施例的在电子控制单元处于异常状态下的包括永磁铁的辅助反作用力模块的状态的图。
图10是说明根据本公开的一个实施例的转向装置的辅助反作用力模块的操作原理的图。
图11是说明根据本公开的一个实施例的提供给方向盘的转向反作用力的大小的图表。
图12是本公开的一个实施例的转向控制方法的流程图。
图13是示出根据现有技术的转向装置的图。
图14是示出根据本公开的一个实施例的在电子控制单元处于正常状态下的包括开关部的辅助反作用力模块的状态的图。
图15是示出根据本公开的一个实施例的在电子控制单元处于异常状态下的包括开关部的辅助反作用力模块的状态的图。
具体实施方式
下面，通过示例性附图详细描述本公开的部分实施例。在说明本公开的组件时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅仅用于将该组件与其他组件区分开，这些术语并不限制相应组件的本质或次序或顺序等。当记载某一组件与另一组件“连接”、“结合”或“相连”时，该组件可以与另一组件直接连接或相连，但是还可以理解为在各组件之间“连接”、“结合”或“相连”有其他组件。
在电子转向系统中由电子控制单元(ECU)执行转向控制。由于当这些电子控制单元发生故障时可能会破坏行驶稳定性，因此以往对电子控制单元进行了双重化。因此，当某一个ECU发生故障时，可以通过另一个ECU感测转向角并且调节转向力，从而根据配置可以输出100％或更少。基本上，当某一个电子控制单元发生故障时，显示诊断故障码(diagnostic trouble code，DTC)并点亮警告灯。此外，通过向驾驶员清楚地通知车辆当前状态，并增加方向盘的转向力，以将驾驶最小化或前往维修店。
参照图13说明电子控制单元被双重化的转向系统。图13是示出根据现有技术的转向装置的图。
参照图13，转向系统包括：方向盘1310、转向反馈制动器(Steering FeedbackActuator，SFA)1320、传感器1350、1360、转向齿条模块1370。SFA 1320包括减速器1330和转向控制模块1340，转向控制模块1340包括反作用力马达1341、ECU1 1342和ECU2 1343。
当驾驶员执行转向操作时，传感器1 1350感测方向盘1310的转向角、扭矩和车辆速度等车辆信息，并且将感测的车辆信息传送到ECU1 1342。ECU1 1342利用在正常操作时感测的车辆信息控制反作用力马达1341以提供转向反作用力，并且通过控制转向齿条模块1370中包括的转向马达来控制转向。当ECU1 1342发生故障时，ECU21343代替ECU1 1342保持SFA的功能。具体地，ECU2 1343处理感测的转向角并提供转向反作用力以使驾驶员知道异常状态。
然而，如图13的转向系统所示设置两个ECU的成本高，并且需要将两个ECU与其他配置之间连接和通信，因此配置关系复杂。在本公开中提出了一种设置有一个ECU并且在ECU发生故障时能够提供转向反作用力的转向装置及其控制方法。
图1是示出根据本公开的一个实施例的转向装置的配置的图。
本公开的转向装置包括：传感器部110，测量根据方向盘的转向力的转向角；转向控制模块120，包括一个电子控制单元，该电子控制单元利用由传感器部110测量的转向角信息控制反作用力马达；以及辅助反作用力模块130，当电子控制单元异常操作时无法通过电子控制单元施加电流，从而向转向轴或马达轴提供反作用力。
在本公开的一个实施例中，转向装置的传感器部110测量根据方向盘的转向力的转向角。传感器部110可以将由驾驶员施加到方向盘的转向力检测为转向扭矩。此外，传感器部110可以包括能够测量本车辆的车辆信息例如本车辆的车辆速度的车辆内部传感器。
在本公开的一个实施例中，转向装置的转向控制模块120包括反作用力马达和利用由传感器部110测量的转向角信息控制反作用力马达的一个电子控制单元。电子控制单元接收由传感器部110测量的转向角信息，并且利用接收的转向角信息向反作用力马达传送控制信号以提供转向反作用力。另外，电子控制单元向转向齿条模块中包括的转向马达传送控制信号以进行转向控制。电子控制单元还可以从传感器部110或其他传感器部接收转向扭矩和/或本车辆的车辆速度等车辆信息，以生成用于控制转向齿条模块中包括的转向马达的控制信号。电子控制单元可以使用接收的转向角信息、转向扭矩信息和/或车辆信息控制转向。
本公开的转向装置的辅助反作用力模块130安装在转向轴或马达轴上。辅助反作用力模块130的安装位置可以是转向轴或马达轴的任意位置，只要是可以连接到轴并向方向盘提供反作用力感觉的位置即可。在此，转向轴是减速器的前端(方向盘侧)的轴，并且是连接方向盘和转向齿轮的轴，马达轴是减速器后端(方向盘的相反侧)的轴，并且是连接有马达的轴。例如，当转向控制模块的反作用力马达串联连接到转向轴上时，转向轴和马达轴连接成一个轴。辅助反作用力模块130可以安装到安装有转向轴和马达轴的相应轴的任意位置，只要能够向方向盘提供反作用力感觉即可。作为另一示例，当转向控制模块的反作用力马达并联连接到转向轴时，辅助反作用力模块130可以安装到连接有方向盘的转向轴以向方向盘提供反作用力感觉，或者可以安装到连接有马达的马达轴以通过齿轮或带等向方向盘提供反作用力感觉。
在本公开的一个实施例中，由于当电子控制单元异常操作时无法通过电子控制单元施加电流，因此，转向装置的辅助反作用力模块130向转向轴或马达轴提供反作用力。辅助反作用力模块130被构造成当电子控制单元正常操作时不向转向轴或马达轴提供反作用力，当电子控制单元异常操作时向转向轴或马达轴提供反作用力。
具体地，转向装置的辅助反作用力模块130包括电磁铁以提供转向反作用力。当电子控制单元正常操作时，电子控制单元向辅助反作用力模块130供应电流。通过电子控制单元供应的电流被提供给辅助反作用力模块130的电磁铁以使电磁铁磁化，从而电磁铁使辅助反作用力模块130在不向转向轴或马达轴提供转向反作用力的方向上移动。
另一方面，当电子控制单元异常操作时，电流不会供应到辅助反作用力模块130。在此，电子控制单元异常操作的情况包括电子控制单元本身的故障或错误引起的情况、电源或电池的故障引起的情况、车辆的通信路径或通信方式的故障引起的情况等由于电子控制单元的控制信号不能正常发送或接收的情况以及由于反作用力马达的故障等而电子控制单元不能进行正常控制的情况。当电流没有被供应到辅助反作用力模块130时，辅助反作用力模块130的电磁铁不会被磁化，从而辅助反作用力模块130被定位成能够向转向轴或马达轴提供转向反作用力。
根据本公开的转向装置，仅需要一个电子控制单元、电磁铁和能够提供转向反作用力的机构等比较简单的配置。因此，与以往的设置有两个电子控制单元的情况相比，可以节省成本。此外，即使电子控制单元发生故障，也可以由辅助反作用力模块提供转向反作用力，因此可以提高行驶稳定性。
图2和图3是示出根据本公开的一个实施例的转向装置的配置的图。图2和图3示出了本公开的转向装置应用于线控转向(Steer by Wire，SBW)的情况的配置。
SBW包括输入侧机构和输出侧机构。输入侧机构可以指转向柱模块，并且包括方向盘210、转向反馈制动器(Steering Feedback Actuator，SFA)220和传感器部110。SFA 220包括减速器230、辅助反作用力模块130和转向控制模块120，转向控制模块120包括反作用力马达241和控制反作用力马达的ECU 242。输出侧机构可以指转向齿条模块140，并且包括车轮致动器(Road Wheel Actuator，RWA)。转向齿条模块被构造成对车轮执行转向控制。
传感器部110感测转向角并向SFA 220传送转向角信息，并且向转向齿条模块140传送转向角信息和目标齿条位移信息。另外，传感器部110进一步感测转向扭矩等车辆的内部信息，并且可以将感测的各种信息传送到SFA 220和/或转向齿条模块140。SFA 220基于接收的信息提供转向反作用力。转向齿条模块140基于接收的信息以相应的齿条位移控制转向。
在此，由传感器部传送到SFA 220和转向齿条模块140的信息可以利用车辆CAN通信方式传送。或者，由传感器部测量的信息可以利用FlexRay或以太网(Ethernet)通信方式传送。因此，即使电子控制单元异常操作，由传感器部测量的诸如转向角信息、转向扭矩信息和齿条位移信息的关于车辆的信息也可以利用通信方式传送到转向齿条模块140。换言之，转向齿条模块140可以与转向控制模块的电子控制单元的操作状态无关地接收诸如转向角信息、转向扭矩信息、齿条位移信息的由传感器部测量的各种信息，因此，可以与电子控制单元的操作状态无关地执行转向控制。因此，即使SFA 220的电子控制单元异常操作，转向齿条模块140也可以基于接收的信息控制转向，因此，本公开的转向装置可以提高行驶稳定性。
图4是示出当根据本公开的一个实施例的转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁、磁轭和弹簧时，在电子控制单元处于正常状态下的转向装置的辅助反作用力模块的状态的图。图5是示出当根据本公开的一个实施例的转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁、磁轭和弹簧时，在电子控制单元处于异常状态下的转向装置的辅助反作用力模块的状态的图。
参照图4和图5，根据一个实施例的本公开的转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁440、磁轭(yoke)420和弹簧430。磁轭420可以指形成为U字形的结构，以能够接触转向轴或马达轴410。
在一个实施例中，当转向控制模块的电子控制单元正常操作时，电子控制单元向辅助反作用力模块的电磁铁440施加电流。从电子控制单元接收电流的电磁铁440形成磁场，并且在图4中向右侧受力。换言之，电磁铁440向远离转向轴或马达轴410的方向施加力。因此，连接到电磁铁440的磁轭420向远离转向轴或马达轴410的方向被拉动，并且弹簧430处于被压缩的状态。因此，磁轭420保持从转向轴或马达轴410隔开预定距离的状态，从而不向转向轴或马达轴410提供转向反作用力。
在一个实施例中，当电子控制单元异常操作时，电子控制单元不向辅助反作用力模块的电磁铁440施加电流。由于电磁铁440从电子控制单元不接收任何电流，因此电磁铁440不会形成任何磁场，并且不会施加使电磁铁440远离转向轴或马达轴410的力。在这种情况下，弹簧430施加恢复到原状态的弹力，以使磁轭420向转向轴或马达轴410的方向移动。因此，磁轭420紧贴到转向轴或马达轴410以向转向轴或马达轴410提供反作用力。
图6是示出当根据本公开的一个实施例的转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁、磨擦垫和弹簧时，在电子控制单元处于正常状态下的转向装置的辅助反作用力模块的状态的图。图7是示出当根据本公开的一个实施例的转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁、磨擦垫和弹簧时，在电子控制单元处于异常状态下的转向装置的辅助反作用力模块的状态的图。
参照图6和图7，根据一个实施例的本公开的转向装置包括在转向轴或马达轴610的垂直方向上安装的平面板650，辅助反作用力模块包括电磁铁640、磨擦垫620和弹簧630。
在一个实施例中，当转向控制模块的电子控制单元正常操作时，电子控制单元向辅助反作用力模块的电磁铁640施加电流。从电子控制单元接收电流的电磁铁640形成磁场，并且在图6中向右侧方向受力。换言之，电磁铁640向远离平面板650的方向施加力。因此，连接到电磁铁440的磨擦垫620向远离平面板650的方向被拉动，并且弹簧630处于被压缩的状态。因此，磨擦垫620保持从平面板650隔开预定距离的状态，不向转向轴或马达轴610提供转向反作用力。
在一个实施例中，当电子控制单元异常操作时，电子控制单元不向辅助反作用力模块的电磁铁640施加电流。由于电磁铁640从电子控制单元不接收任何电流，因此电磁铁640不会形成任何磁场，并且不会施加使电磁铁640远离平面板650的力。在这种情况下，弹簧630施加恢复到原状态的弹力，以使磨擦垫620向平面板650的方向移动。因此，磨擦垫620紧贴到平面板650并向平面板650提供摩擦，从而向转向轴或马达轴610提供反作用力。
图8是示出当根据本公开的一个实施例的转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁和永磁铁时，在电子控制单元处于正常状态下的转向装置的辅助反作用力模块的状态的图。图9是示出当根据本公开的一个实施例的转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁和永磁铁时，在电子控制单元处于异常状态下的转向装置的辅助反作用力模块的状态的图。图10是说明当根据本公开的一个实施例的转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁和永磁铁时转向装置的辅助反作用力模块的操作原理的图。
参照图8、图9和图10，根据一个实施例的本公开的转向装置包括在转向轴或马达轴810的垂直方向上安装的金属板830，辅助反作用力模块包括电磁铁(未示出)和永磁铁820。永磁铁820包括极性彼此不同的磁铁，如图8至图10所示，具有彼此不同的磁性的磁铁以金属板830为基准彼此面对。
在一个实施例中，当转向控制模块的电子控制单元正常操作时，电子控制单元向辅助反作用力模块的电磁铁施加电流。从电子控制单元接收电流的电磁铁形成磁场，并且在图8中向右侧受力。换言之，电磁铁向远离转向轴或马达轴810的方向施加力。因此，间接地连接到电磁铁的永磁铁820向远离转向轴或马达轴810和金属板830的方向被拉动。因此，永磁铁820保持从转向轴或马达轴810和金属板830隔开预定距离的状态，不向转向轴或马达轴810提供转向反作用力。
在一个实施例中，当电子控制单元异常操作时，电子控制单元不向辅助反作用力模块的电磁铁施加电流。由于电磁铁从电子控制单元不接收任何电流，因此电磁铁不形成任何磁场，并且不会施加使永磁铁远离转向轴或马达轴810和金属板830的力。在这种情况下，永磁铁820向转向轴或马达轴810的方向移动，并位于金属板830的上侧和下侧。参照图10，N极磁铁位于金属板830上侧，S极磁铁位于金属板830下侧。由于磁性不同而产生感应电动势，该感应电动势在垂直于磁通量的金属板830内产生涡电流，因此，由于永磁铁820在金属板830产生涡电流(eddy current)，从而向金属板830施加旋转力，以向转向轴或马达轴810提供反作用力。
由本公开的转向装置的辅助反作用力模块提供的反作用力的大小范围由辅助反作用力模块的负载确定。因此，辅助反作用力模块能够提供给方向盘的反作用力的最大值是确定的。即，即使由于辅助反作用力模块的操作异常而不向方向盘提供反作用力，转向反作用力的最大值也不会超过辅助反作用力模块的负载。辅助反作用力模块提供的反作用力可以根据辅助反作用力模块的安装位置而不同，并且辅助反作用力模块可以被选择为可以根据辅助反作用力模块的安装位置向方向盘提供适当的反作用力的尺寸和形状(例如，上述的图4至图8的辅助反作用力模块)。
根据一个实施例，由本公开的辅助反作用力模块提供给方向盘的反作用力的最大值为4Nm。换言之，由辅助反作用力模块提供的反作用力的最大值以方向盘为基准为4Nm。例如，当辅助反作用力模块安装在转向轴上时，辅助反作用力模块被构造成可以向转向轴提供最大4Nm的反作用力，因此，向方向盘提供最大4Nm的反作用力。作为另一示例，当辅助反作用力模块安装在马达轴上时，辅助反作用力模块被构造成可以向方向盘提供最大4Nm的反作用力。因此，辅助反作用力模块可以向方向盘提供最大4Nm的反作用力。其中，4Nm是驾驶员可以识别转向感的变化但不会对驾驶员的转向感施加过度变化的反作用力大小，是提供本车辆的状态的通知的同时确保行驶稳定性的值。在本公开中，由辅助反作用力模块提供给方向盘的反作用力的最大值可以根据实际应用情况确定为不同的值。
另一方面，由辅助反作用力模块提供反作用力可以是由于电子控制单元的故障导致辅助反作用力模块提供反作用力，或者由于辅助反作用力模块的故障(例如，对于辅助反作用力模块的电流控制错误)导致辅助反作用力模块提供反作用力。图11说明在电子控制单元处于正常状态下由于辅助反作用力模块的故障而导致辅助反作用力模块附加地提供反作用力时提供给方向盘的反作用力。参照图11，从时间0到T1是由电子控制单元控制转向反作用力(A Nm)的状态。在电子控制单元正常操作的状态下，当辅助反作用力模块在T1发生故障时(例如，电流无法正常供应到辅助反作用力模块的情况)，辅助反作用力模块可以向方向盘附加地提供反作用力。此时，辅助反作用力模块能够提供给方向盘的反作用力的大小为4Nm。因此，在辅助反作用力模块发生故障的T1之后，提供在现有转向反作用力上加上由辅助反作用力模块提供的转向反作用力4Nm的(A+4)Nm。在此，如上所述，由辅助反作用力模块提供的反作用力4Nm是可以提供本车辆的状态的通知的同时确保行驶稳定性的值。因此，即使辅助反作用力模块故障而导致反作用力发生变动，反作用力也能够在预定值以内的范围内改变以确保稳定性。
根据一个实施例，参照图14和图15，本公开的转向装置的辅助反作用力模块可以进一步包括开关部1450，该开关部1450基于电子控制单元的电流断开或短路向辅助反作用力模块供应电流的线。例如，开关部1450可以实现为继电器。但是，这仅仅是一个例子，只要可以根据电子控制单元的异常操作接通/断开(on/off)，就不限于特定类型或名称。
例如，当电子控制单元异常操作时，开关部1450可以使供应电流的线短路，以便辅助反作用力模块向转向轴或马达轴提供反作用力。参照图14，本公开的转向装置的反作用力模块包括电磁铁1440、磁轭(yoke)1420和弹簧1430。与上述的例子不同，电磁铁1440被安装成向靠近转向轴或马达轴1410的方向施加力。
当转向控制模块的电子控制单元正常操作时，开关部1450可以处于断开状态。开关部1450可以根据从电子控制单元接收的断开控制信号保持断开(off)状态。与上述的图4不同，弹簧1430通常保持未被压缩的状态。由于开关部1450处于断开状态，电流不会施加到辅助反作用力模块。由于电流没有施加到电磁铁1440，也不会形成任何磁场，因此不会施加向转向轴或马达轴1410推动电磁铁1440的力。
当电子控制单元处于异常状态时，由于从电子控制单元不接收断开控制信号，开关部1450可以转换为接通状态。因此，电流施加到辅助反作用力模块的电磁铁1440。施加电流的电磁铁1440形成磁场，如图15所示，向左侧方向受力。换言之，电磁铁1440向靠近转向轴或马达轴1410的方向施加力。因此，连接到电磁铁1440的磁轭1420向靠近转向轴或马达轴1410的方向被推动，弹簧1430被压缩。因此，磁轭1420紧贴到转向轴或马达轴1410并向转向轴或马达轴1410提供反作用力。
因此，在正常情况下不需要向辅助反作用力模块的电磁铁施加电流，而仅需要保持开关部的断开控制信号，从而可以降低拉动电磁铁所需的电力消耗。
对于图14和图15，在上述的内容中以辅助反作用力模块包括磁轭的情况为前提进行了说明，但是并不限于此。上述的内容实际上同样适用于如图6和图7所示的辅助反作用力模块包括磨擦垫的情况或者如图8至图10所示的辅助反作用力模块包括永磁体的情况。即，同样可以适用当电子控制单元异常操作时接通(on)开关以向辅助反作用力模块中包括的电磁铁施加电流的内容。
图12是根据本公开的一个实施例的转向控制方法的流程图。
本公开的转向控制方法包括以下步骤：转向控制模块的电子控制单元接收由传感器部测量的根据方向盘的转向力的转向角信息；电子控制单元利用由传感器部测量的转向角信息控制反作用力马达；以及当电子控制单元异常操作时，电子控制单元不向辅助反作用力模块供应电流，以使辅助反作用力模块能够向转向轴或马达轴提供反作用力。
在一个实施例中，本公开的转向控制模块的电子控制单元判断相应电子控制单元的状态(S1210)。可以周期性地或实时地判断电子控制单元的状态。当电子控制单元正常操作时，电子控制单元向辅助反作用力模块供应电流(S1220)。因此，辅助反作用力模块不向转向轴或马达轴提供反作用力。另一方面，当电子控制单元异常操作时，电子控制单元不向辅助反作用力模块供应电流(S1230)。因此，辅助反作用力模块向转向轴或马达轴提供反作用力。辅助反作用力模块可以向转向轴或马达轴提供的反作用力的大小设定为4Nm以下的值。
具体地，转向装置的辅助反作用力模块包括电磁铁以提供转向反作用力。当电子控制单元正常操作时，电子控制单元向辅助反作用力模块供应电流。通过电子控制单元供应的电流被提供给辅助反作用力模块的电磁铁以使电磁铁磁化，从而电磁铁使辅助反作用力模块在不向转向轴或马达轴提供转向反作用力的方向上移动。另一方面，当电子控制单元异常操作时，电流不会供应到辅助反作用力模块。当不供应电流时，辅助反作用力模块的电磁铁无法被磁化，从而辅助反作用力模块被定位成能够向转向轴或马达轴提供转向反作用力。
根据本公开的转向装置，仅需要一个电子控制单元、电磁铁和能够提供转向反作用力的机构等比较简单的配置。因此，与以往的设置有两个电子控制单元的情况相比，可以节省成本。此外，即使电子控制单元发生故障，也可以由辅助反作用力模块提供转向反作用力，因此可以提高行驶稳定性。
以上说明的“系统”、“处理器”、“控制器”、“部件”、“模块”、“接口”、“模型”和“单元”等术语可以表示通常与计算机相关的实体硬件、硬件与软件的组合、软件或执行中的软件。例如，上述的组件可以是通过处理器驱动的进程、处理器、控制器、控制处理器、对象、执行线程、程序和/或计算机，但不限于此。例如，控制器或处理器执行中的应用程序和控制器或处理器均可以是组件。一个以上的组件可以存在于进程和/或执行线程内，并且组件可以位于一个系统中或分布在两个以上的系统中。
除非另有特别记载，否则以上记载的“包括”、“构造”或“具有”等术语表示可以内置有相应的组件，因此，应解释为可以进一步包括其他组件而不排除其他组件。除非另有定义，包括技术术语和科学术语在内的所有术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。如词典中定义的术语等通常使用的术语应解释为与相关技术的上下文中的含义一致的含义，除非在本公开中明确定义，否则不应被解释为理想或过于正式的含义。
以上的说明和附图仅仅是本公开的技术思想的示例，本公开所属技术领域的普通技术人员可以在不脱离本公开的本质特征的范围内进行配置的结合、分离、置换和变更等各种修改和变形。因此，在本公开中公开的实施例是用于说明而非限制本公开的技术思想，并且本公开的技术思想的范围不受这些实施例的限制。即，在本公开的目的范围内，所有组件可以通过选择性地组合为一个以上来操作。本公开的保护范围应通过权利要求书来解释，并且与其等同的范围内的所有技术思想应被解释为包括在本公开的权利范围内。
相关专利申请的交叉引用
本申请根据美国专利法第119(a)条(35U.S.C§119(a))要求2018年12月06日在韩国提交的申请号为10-2018-0155967的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容作为参考文献并入本专利申请。另外，基于与上述相同的理由，如果本申请同样在除美国以外的其他国家要求优先权时，该韩国专利申请的全部内容作为参考文献并入本申请。

Claims (15)

1.一种转向装置，包括：
传感器部，测量根据方向盘的转向力的转向角；
转向控制模块，包括一个电子控制单元，所述电子控制单元利用由所述传感器部测量的转向角信息控制反作用力马达；以及
辅助反作用力模块，当所述电子控制单元异常操作时，无法通过所述电子控制单元施加电流，从而向所述转向轴或所述马达轴提供反作用力。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其中，
所述辅助反作用力模块包括电磁铁、磁轭和弹簧。
3.根据权利要求2所述的转向装置，其中，
当所述电子控制单元正常操作时，所述电子控制单元向所述辅助反作用力模块的电磁铁施加电流，
所述电磁铁通过所施加的所述电流向远离所述转向轴或所述马达轴的方向施加力，以使所述磁轭从所述转向轴或所述马达轴隔开预定距离。
4.根据权利要求2所述的转向装置，其中，
当所述电子控制单元异常操作时，所述电子控制单元不向所述辅助反作用力模块的电磁铁施加电流，
所述磁轭通过所述弹簧的弹力紧贴到所述转向轴或所述马达轴，以向所述转向轴或所述马达轴提供反作用力。
5.根据权利要求1所述的转向装置，其中，
所述转向装置进一步包括在所述转向轴或所述马达轴的垂直方向上安装的平面板，
所述辅助反作用力模块包括电磁铁、磨擦垫和弹簧。
6.根据权利要求5所述的转向装置，其中，
当所述电子控制单元正常操作时，所述电子控制单元向所述辅助反作用力模块的电磁铁施加电流，
所述电磁铁通过所施加的所述电流向远离所述平面板的方向施加力，以使所述磨擦垫从所述平面板隔开预定距离。
7.根据权利要求5所述的转向装置，其中，
当所述电子控制单元异常操作时，所述电子控制单元不向所述辅助反作用力模块的电磁铁施加电流，
所述磨擦垫通过所述弹簧的弹力紧贴到所述平面板，以向所述转向轴或所述马达轴提供反作用力。
8.根据权利要求1所述的转向装置，其中，
所述转向装置进一步包括在所述转向轴或所述马达轴的垂直方向上安装的金属板，
所述辅助反作用力模块包括电磁铁和永磁铁。
9.根据权利要求8所述的转向装置，其中，
当所述电子控制单元正常操作时，所述电子控制单元向所述辅助反作用力模块的电磁铁施加电流，
所述电磁铁通过所施加的所述电流向远离所述金属板的方向施加力，以使所述永磁铁从所述金属板向所述转向轴或所述马达轴的垂直方向隔开预定距离。
10.根据权利要求8所述的转向装置，其中，
当所述电子控制单元异常操作时，所述电子控制单元不向所述辅助反作用力模块的电磁铁施加电流，
所述永磁铁位于所述金属板上以产生涡电流，从而向所述转向轴或所述马达轴提供反作用力。
11.根据权利要求1所述的转向装置，其中，
所述转向装置进一步包括对车轮执行转向控制的转向齿条模块，，所述转向齿条模块与所述转向控制模块的电子控制单元的操作状态无关地接收由所述传感器部测量的转向角信息以执行转向控制。
12.根据权利要求1所述的转向装置，其中，
由所述辅助反作用力模块提供给所述转向轴或所述马达轴以作用于方向盘的最大反作用力为4Nm。
13.根据权利要求1所述的转向装置，其中，
所述转向装置进一步包括开关部，所述开关部基于所述电子控制单元的电流断开或短路向所述辅助反作用力模块供应电流的线，
当所述电子控制单元异常操作时，所述开关部使所述线短路以便所述辅助反作用力模块向所述转向轴或所述马达轴提供反作用力。
14.一种转向控制方法，包括以下步骤：
转向控制模块的电子控制单元接收由传感器部测量的根据方向盘的转向力的转向角信息；
所述电子控制单元利用由所述传感器部测量的转向角信息控制反作用力马达；以及
当所述电子控制单元异常操作时，所述电子控制单元不向辅助反作用力模块供应电流，以使所述辅助反作用力模块向转向轴或马达轴提供反作用力。
15.根据权利要求13所述的转向控制方法，进一步包括以下步骤：
当所述电子控制单元正常操作时，所述电子控制单元向所述辅助反作用力模块供应电流，以使所述辅助反作用力模块不向所述转向轴或所述马达轴提供反作用力。
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