用于车辆的电子转向装置及其控制方法与流程

本公开涉及用于车辆的电子转向装置和控制该用于车辆的电子转向装置的方法，并且更具体地，涉及一种用于车辆的电子转向装置，该装置在配备有线控转向(sbw)系统的电动车辆中，当通过来自一个电池组的单独电力供应被驱动时，能够通过诊断公共部分中的故障来执行故障驱动；以及还涉及一种控制该用于车辆的电子转向装置的方法。

背景技术：

1、通常，对于车辆的转向装置，已经开发和使用了动力转向系统以在驾驶车辆过程中辅助驾驶员操作方向盘并为驾驶员提供便利。开发和使用的动力转向系统分为使用液压的液压转向系统、同时使用液压和电机的电动势的电机驱动液压转向系统、仅使用电机的电动势的电机驱动转向系统等。

2、近年来，已经开发并使用了线控转向(sbw)系统。在sbw系统中，移除了方向盘和车轮之间的转向柱或机械连接装置(例如，万向节和小齿轮轴)，并且通过使用电信号控制连接到齿条杆的电机的驱动来执行车辆转向。

3、sbw系统可以被配置为包括：由驾驶员转动用于转向操作的方向盘，安装在方向盘的一侧并根据方向盘的旋转提供反作用扭矩的反作用电机，连接到齿条杆并执行转向操作的转向电机，分别测量转向角、车速和方向盘的扭矩的传感器，以及根据从传感器输入的电信号来驱动转向电机和反作用电机的ecu(电子控制单元)。

4、sbw系统不具有机械连接结构。因此，可以减少在发生车辆碰撞时由机构对驾驶员造成的伤害。此外，可以减少用于机械连接的组件的数量。相应地，可以减轻车辆的重量，并且可以减少执行转向操作时不必要的能量消耗。sbw系统具有有可能通过执行ecu编程来实现理想的转向性能的优点。因此，sbw系统的使用有逐渐增加的趋势。

5、现有转向系统所采用的机械连接结构已从sbw系统中移除。因此，sbw系统具有优点，例如增加转向系统的配置的布局自由度，提高燃料效率，以及消除来自车轮的在反方向上的干扰输入。然而，当sbw系统内部的电气和电子组件发生故障时，因为发生了向安全状态的切换，并且电气和电子系统的驱动被中断，所以无法仅用硬件(h/w)组件来执行转向。

6、因此，sbw系统的所有组成元件(例如，传感器和电机)都是冗余设计的。冗余系统必须分别从车辆的单独的电力系统独立地供应电力。

7、然而，每辆车的电力分离和冗余设计会产生显著成本，并且因此，削弱了通过量产的竞争力。正因为如此，目前的情况需要一种能降低sbw系统的成本的结构和功能以及安全方法。

8、本公开的背景技术在韩国专利申请公开no.10-2018-0007393(公开于2018年1月23日，题为“线控转向系统中的转向控制装置及其方法”(“apparatus for controllingsteering in steer-by-wire system and method thereof”))中披露。

技术实现思路

1、本公开的致力于缓解上述问题的一个目的是提供一种用于车辆的电子转向装置和控制该用于车辆的电子转向装置的方法，该装置在配备有线控转向(sbw)系统的电动车辆中，当通过从一个电池组供应单独的电力被驱动时，能够通过诊断公共部分中的故障来执行故障驱动。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种用于车辆的电子转向装置，该电子转向装置包括：第一驱动模块和第二驱动模块，被配置为分别通过从第一电力模块和第二电力模块被供应电力来驱动驱动电机；第一传感器模块和第二传感器模块，被配置为分别识别第一电力模块和第二电力模块的状态，并分别识别第一驱动模块和第二驱动模块的状态；第一输出模块和第二输出模块，耦接到车辆控制设备；以及第一处理器和第二处理器，可操作分别地耦接到第一驱动模块和第二驱动模块，分别耦接到第一传感器模块和第二传感器模块，并分别耦接到第一输出模块和第二输出模块，其中，第一处理器和第二处理器各自执行应用程序，并且因此分别从第一传感器模块和第二传感器模块接收识别结果，分别计算第一电力模块和第二电力模块的充电容量以及由电子转向装置消耗的电力，通过将电力状态彼此比较来确定电力状态是否正常，然后通过限制驱动电机的输出来分别控制第一驱动模块和第二驱动模块，计算速度限制值，并分别通过第一输出模块和第二输出模块将计算出的速度限制值与故障状态一起输出。

3、在电子转向装置中，第一电力模块和第二电力模块均可以供应将电池组的高电压转换为低电压的低电压直流转换模块的电力，或者可以用低电压直流转换模块的电力分别对第一蓄电池和第二蓄电池充电，并且因此可以供应电力，但第一电力模块和第二电力模块中的任何一个可以通过第一蓄电池和第二蓄电池来供应电力。

4、在电子转向装置中，驱动电机可以是由第一驱动模块和第二驱动模块中的每一个驱动的双绕组电机。

5、在电子转向装置中，驱动电机可以是当转动方向盘时提供转向感的反作用电机和使车轮转向的转向电机中的任何一种。

6、在电子转向装置中，在电力状态异常的情况下，第一处理器和第二处理器可以停止反作用电机的运转。

7、在电子转向装置中，第一传感器模块可以识别以下状态中的一种或多种：第一电力模块的指示容量、输出电压和温度的状态；第一驱动模块的指示输出电压、输出电流和温度的状态，该输出电压、该输出电流和该温度以随相数变化的方式从第一驱动模块施加到驱动电机；以及第一处理器的指示驱动电流的状态；并且第二传感器模块可以识别以下状态中的一种或多种：第二电力模块的指示容量、输出电压和温度的状态；第二驱动模块的指示输出电压、输出电流和温度的状态，该输出电压、该输出电流和该温度以随相数变化的方式从第二驱动模块施加到驱动电机；以及第二处理器的指示驱动电流的状态。

8、在电子转向装置中，在第一处理器和第二处理器将电力状态彼此比较，并且在第一电力模块和第二电力模块的输出电压之差落在预设范围之外的情况下，第一处理器和第二处理器可以确定电力状态异常。

9、在电子转向装置中，第一处理器和第二处理器可以分别根据第一电力模块和第二电力模块的充电状态，并根据由电子转向装置消耗的电力来实时地计算速度限制值。

10、根据本公开的另一方面，提供了一种控制用于车辆的电子转向装置的方法，该方法包括：由第一处理器和第二处理器分别从第一传感器模块和第二传感器模块接收识别结果；由所述第一处理器和所述第二处理器分别根据识别结果，分别计算第一电力模块和第二电力模块的充电容量、以及由所述电子转向装置消耗的电力；通过所述第一处理器和所述第二处理器将电力状态彼此比较来确定所述电力状态是否正常；分别基于电力状态是否正常的确定结果，通过第一处理器和第二处理器控制驱动电机的输出来分别控制第一驱动模块和第二驱动模块；以及分别基于电力状态是否正常的确定结果，由第一处理器和第二处理器分别通过第一输出模块和第二输出模块来输出计算出的速度限制值和故障状态。

11、在该方法中，在第一处理器和第二处理器分别从第一传感器模块和第二传感器模块接收识别结果时，第一处理器可以从第一传感器模块接收第一电力模块的容量、电压和温度，以随相数变化的方式从第一驱动模块施加到驱动电机的电压、电流和温度，以及第一处理器的驱动电流，并且第二处理器可以从第二传感器模块接收第二电力模块的容量、电压和温度，以随相数变化的方式从第二驱动模块施加到驱动电机的电压、电流和温度，以及第二处理器的驱动电流。

12、在该方法中，在通过第一处理器和第二处理器分别计算第一电力模块和第二电力模块的充电容量以及由电子转向装置消耗的电力时，第一处理器和第二处理器可以根据第一电力模块和第二电力模块使用哪种电力供应模式来分别选择性地计算充电容量。

13、在该方法中，在通过第一处理器和第二处理器将电力状态彼此比较来确定电力状态是否正常时，在第一处理器和第二处理器将电力状态彼此比较且第一电力模块和第二电力模块的输出电压之差落在预设范围之外的情况下，第一处理器和第二处理器可以确定电力状态异常。

14、在该方法中，在第一处理器和第二处理器通过控制驱动电机的输出来分别控制第一驱动模块和第二驱动模块时，在驱动电机为反作用电机的情况下，第一处理器和第二处理器可以停止反作用电机的运转。

15、在该方法中，在第一处理器和第二处理器输出速度限制值和故障状态时，第一处理器和第二处理器可以分别根据第一电力模块和第二电力模块的充电状态，并根据由电子转向装置消耗的电力，来实时地计算速度限制值。

16、根据本公开方面的用于车辆的电子转向装置以及根据本公开的各方面的控制电子转向装置的方法，在配备有线控转向(sbw)系统的电动车辆中，当通过从一个电池组供应单独的电力被驱动时，能够通过诊断公共部分中的故障来执行故障驱动。因此，能够节省由于冗余电力供应而产生的成本。此外，能够维持电子转向装置的稳定性，而无需完全分离的电力。