转向辅助装置和转向辅助方法以及转向系统与流程

1.本公开的实施方式涉及一种转向辅助装置和转向辅助方法以及一种转向系统。


背景技术：

2.一般来说，转向系统是指车辆的驾驶员可以基于施加到方向盘的转向力(或旋转力)来改变车辆的车轮的转向角的系统。电动动力转向系统(例如，电动动力转向器(eps))近来被应用于车辆，以通过减少方向盘的转向力来确保稳定转向。
3.在近来的车辆转向系统中，对可靠性和冗余功能的要求越来越高。


技术实现要素：

4.这些实施方式可以提供一种能够增强冗余功能并提高可靠性的转向辅助装置。
5.另外，这些实施方式可以提供一种能够增强冗余功能并提高可靠性的转向系统。
6.另外，这些实施方式可以提供一种能够增强冗余功能并提高可靠性的转向辅助方法。
7.根据一个实施方式，可以提供一种转向辅助装置，所述转向辅助装置包括：输入侧转向控制模块，所述输入侧转向控制模块控制输入侧转向致动器，以辅助与方向盘连接的输入侧机构；以及输出侧转向控制模块，所述输出侧转向控制模块控制输出侧转向致动器，以辅助与所述输入侧机构机械分离并与车轮连接的输出侧机构，其中，所述输出侧转向控制模块检查从相应传感器接收的所述输出侧机构的位置感测值和包括在所述输出侧转向致动器中的输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，将所述输出侧机构的正常位置感测值与所述输出侧转向马达的正常位置感测值进行比较从而验证这些正常位置感测值的有效性，并且基于从所述输入侧转向控制模块接收的所述输出侧机构的目标位置值以及所述输出侧机构的正常位置感测值和所述输出侧转向马达的正常位置感测值中验证有效的一个正常位置感测值来控制所述输出侧转向马达。
8.根据一个实施方式，可以提供一种转向系统，所述转向系统包括：转向装置，所述转向装置包括与方向盘连接的输入侧机构以及与所述输入侧机构机械分离并与车轮连接的输出侧机构；以及转向辅助装置，所述转向辅助装置包括控制输入侧转向致动器以辅助所述输入侧机构的输入侧转向控制模块以及控制输出侧转向致动器以辅助所述输出侧机构的输出侧转向控制模块，其中，所述输出侧转向控制模块检查从相应传感器接收的所述输出侧机构的位置感测值和包括在所述输出侧转向致动器中的输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，将所述输出侧机构的正常位置感测值与所述输出侧转向马达的正常位置感测值进行比较从而验证这些正常位置感测值的有效性，并且基于从所述输入侧转向控制模块接收的所述输出侧机构的目标位置值以及所述输出侧机构的正常位置感测值和所述输出侧转向马达的正常位置感测值中验证有效的一个正常位置感测值来控制所述输出侧转向马达。
9.根据一个实施方式，可以提供一种转向辅助方法，所述转向辅助方法由输出侧转
向控制模块执行，所述输出侧转向控制模块控制包括输出侧转向马达的输出侧转向致动器，以辅助输出侧机构，所述输出侧机构与和方向盘连接的输入侧机构机械分离并与车轮连接，所述转向辅助方法包括以下步骤：接收所述输出侧机构的目标位置值；从相应传感器接收所述输出侧机构的位置感测值和包括在所述输出侧转向致动器中的所述输出侧转向马达的位置感测值；以及检查所述输出侧机构的位置感测值和所述输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，比较所述输出侧机构的正常位置感测值和所述输出侧转向马达的正常位置感测值从而验证这些正常位置感测值的有效性，并且基于所述输出侧机构的目标位置值以及所述输出侧机构的正常位置感测值和所述输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值来控制所述输出侧转向马达。
10.根据这些实施方式，能够提供一种能够增强冗余功能并提高可靠性的转向辅助装置。
11.根据这些实施方式，能够提供一种能够增强冗余功能并提高可靠性的转向系统。
12.根据这些实施方式，能够提供一种能够增强冗余功能并提高可靠性的转向辅助方法。
附图说明
13.根据以下结合附图的详细描述可以更清楚地理解本公开的以上及其他目的、特征和优点，在附图中：
14.图1是示出根据一个实施方式的转向系统的配置的框图；
15.图2是示出根据一个实施方式的转向控制模块的配置的框图；
16.图3是示出根据一个实施方式的转向装置的视图；
17.图4、图5、图6、图7、图8和图9是示出根据一个实施方式的输出侧机构的视图；
18.图10是示出根据一个实施方式的转向辅助装置的配置的框图；
19.图11和图12是示出根据一个实施方式的转向辅助方法的视图；
20.图13是示出根据一个实施方式的转向辅助方法的流程图；以及
21.图14是示出根据一个实施方式的用于转向控制装置、转向辅助装置和转向系统的计算机系统的配置的框图。
具体实施方式
22.在以下对本公开的实施例或实施方式的描述中，将参考附图，在附图中以图示的方式示出了可以实施的具体实施例或实施方式，并且在附图中相同的附图标记和符号可以用于指定相同或类似的部件，即使这些部件彼此在不同的附图中示出亦如此。此外，在以下对本公开的实施例或实施方式的描述中，当确定对纳入本文中的公知功能和部件的详细描述可能使本公开的某些实施方式中的主题相当不明确时，将省略该详细描述。本文中使用的诸如“包括”、“具有”“包含”、“构成”、“由
……
构成”以及“由
……
形成”之类的术语一般理应允许添加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文中使用的，单数形式理应包括复数形式，除非上下文另有明确指出。
23.诸如“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”或“(b)”之类的术语可以在本文中用于描述本公开的元件。这些术语中的每一者均不是用来定义元件的本质、顺序、时序或数量等，而
是仅用来将相应的元件与其他元件区分开来。
24.当提到第一元件与第二元件“连接或联接”、“接触或重叠”等时，应解释为，不仅第一元件可以与第二元件“直接连接或联接”或“直接接触或重叠”，而且第三元件也可以“插设”在第一元件和第二元件之间，或者第一元件和第二元件可以经由第四元件相互“连接或联接”、“接触或重叠”等。这里，第二元件可以包括在相互“连接或联接”、“接触或重叠”等的两个或更多元件中的至少一者中。
25.当诸如“之后”、“随后”、“接着”、“之前”之类的时间相对术语用于描述元件或配置的过程或操作或者操作、处理、制造方法的流程或步骤时，这些术语可以用于描述非连续或非时续的过程或操作，除非同时使用术语“直接”或“立即”。
26.此外，当提到任何尺寸、相对大小等时，应考虑到元件或特征的数值或相应信息(例如，水平、范围等)包括公差或误差范围，即使没有指定相关描述，也可能由各种因素(例如，过程因素、内部或外部影响、噪声等)引起这些公差或误差范围。此外，术语“可以”完全包含了术语“能够”的所有含义。
27.图1是示出根据一个实施方式的转向系统的配置的框图。
28.参考图1，根据一个实施方式，转向系统1可以包括转向装置100和转向辅助装置200中的至少一者。转向装置100和转向辅助装置200可以借助电气、磁性和机械连接中的至少一者连接。转向装置100可以基于施加到方向盘140的转向力(或旋转力)改变车轮150的转向角。转向装置100可以包括输入侧机构110、输出侧机构120和分离/连接机构130中的至少一者。
29.可以提供一个或多个输入侧机构110。输入侧机构110可以与方向盘140连接。输入侧机构110可以在方向盘140的旋转方向或与方向盘140的旋转方向相反的方向上旋转。输入侧机构110可以包括与方向盘140连接的转向轴，但是而非无限制，可以包括可沿方向盘的旋转方向或与方向盘的旋转方向相反的方向旋转的任何机构(或装置)。
30.可以提供一个或多个输出侧机构120。输出侧机构120可以通过电气和机械连接中的至少一种与输入侧装置110连接。输出侧机构120可以连接到车轮150，改变车轮150的转向角(或移动)。输出侧机构120可以包括小齿轮、齿条、拉杆和转向节臂中的至少一者，但是而非限制，可以包括可改变车轮的转向角(或移动)的任何机构(或装置)。
31.可以提供一个或多个分离/连接机构130。分离/连接机构130可以与输入侧机构110和输出侧机构120连接。分离/连接机构130可以机械地和/或电气地连接和/或分离输入侧机构110和输出侧机构120。分离/连接机构130可以包括离合器，但是而非限制，可以包括可连接和/或分离输入侧机构和输出侧机构的任何机构(或装置)。
32.根据一个实施方式，转向装置100可以包括其中输入侧机构和输出侧机构机械地连接的转向装置、其中输入侧机构和输出侧机构电气连接的转向装置(或线控转向器(sbw))以及其中输入侧机构和输出侧机构利用分离/连接机构连接的转向装置(或包括离合器的sbw)中的至少一者。
33.可以提供一个或多个方向盘140或一个或多个车轮150。方向盘140和车轮150可以如图中所示单独提供，但是而非限制，可以包括在转向装置100中。
34.转向辅助装置200可以与转向装置100连接。转向辅助装置200可以向转向装置100提供辅助转向力。
35.根据一个实施方式，转向辅助装置200可以包括输入电源210、转向控制模块220、转向致动器230以及传感器模块240中的至少一者。
36.可以提供一个或多个输入电源210。输入电源210可以包括直流(dc)电源和交流(ac)电源中的至少一者。特别地，dc电源可包括电池，但是而非限制，可以包括任何可以提供dc功率的电源。
37.传感器模块240可以包括至少一个传感器。本文中，传感器可以包括转向扭矩传感器241、转向角传感器242和位置传感器243中的至少一者，但是而非限制，可以包括能够测量车辆状态和车辆转向状态的任何传感器。
38.可以提供一个或多个转向扭矩传感器241。转向扭矩传感器241可以测量方向盘的转向扭矩以获得方向盘的转向扭矩信息，并将方向盘的扭矩信息提供给转向控制模块220。可以提供一个或多个转向角传感器242。转向角传感器242可以测量方向盘的转向角以获得方向盘的转向角信息，并将方向盘的转向角信息提供给转向控制模块220。可以提供一个或多个位置传感器243。位置传感器243可以测量输入侧机构的位置、输出侧机构的位置以及转向马达的位置中的至少一者，从而获得输入侧机构的位置信息、输出侧机构的位置信息以及转向马达的位置信息中的至少一者，并且可以向转向控制模块220提供输入侧机构的位置信息、输出侧机构的位置信息以及转向马达的位置信息中的至少一者。
39.转向扭矩传感器241、转向角传感器242和位置传感器243可以包括在如图所示的传感器模块中，但是而非限制，可以包括在输入侧机构110、输出侧机构120、分离/连接机构130、方向盘140、车轮150、输入电源210、转向控制模块220以及转向致动器230(转向马达231或减速器232)中的至少一者中。
40.可以提供一个或多个转向控制模块220。转向控制模块220可以连接到输入电源210。转向控制模块220可以从输入电源210接收电能并过滤电能的噪声。
41.转向控制模块220可以基于从转向系统1和/或车辆中的每个部件接收的信息(例如，转向扭矩信息、转向角信息、位置信息和车辆速度信息中的至少一者)生成转向马达控制信号。
42.转向控制模块220可以根据转向马达控制信号转换过滤电能，从而生成辅助转向力并且基于辅助转向力控制转向致动器230(或转向马达231)。
43.可以提供一个或多个转向致动器230。转向致动器230可以与转向控制模块220连接。转向致动器230可以基于从转向控制模块220提供的辅助转向力进行操作，在转向过程中辅助转向装置100。
44.转向致动器230可以包括转向马达231和减速器232中的至少一者。可以提供一个或多个转向马达231或一个或多个减速器232。转向马达231和减速器232中的至少一者可以与转向控制模块220连接。
45.如果转向致动器230包括转向马达231，则转向马达231可以基于从转向控制模块220提供的辅助转向力进行操作，在转向过程中辅助转向装置100。
46.如果转向致动器230包括转向马达231和减速器232，则转向马达231可以基于从转向控制模块220提供的辅助转向力进行操作，并且减速器232可以根据转向马达231的操作而操作，从而在转向过程中辅助转向装置100。
47.转向马达231可以包括单绕组型转向马达和双绕组型转向马达中的至少一者，但
是而非限制，可以包括在转向过程中可辅助转向装置的任何马达。
48.转向马达231可以包括三相型马达和五相型马达中的至少一者，但是而非限制，可以包括在转向过程中可辅助转向装置的任何马达。
49.转向马达231可以包括dc马达和ac马达(例如，同步马达和/或感应马达)中的至少一者，但是而非限制，可以包括在转向过程中可辅助转向装置的任何马达。
50.图2是示出根据一个实施方式的转向控制模块的配置的框图。
51.参考图2，根据一个实施方式，转向控制模块220可以包括过滤器单元10、转向马达动力源单元20、传感器单元30、通信单元40、控制器单元50、控制器监测单元60、操作动力转换单元70和动力路径控制器80中的至少一者。
52.可以提供一个或多个过滤器单元10。过滤器单元10可以连接到输入电源。过滤器单元10可以过滤从输入电源提供的电能的噪声，并将过滤电能提供给转向马达动力源单元20和操作动力转换单元70。
53.可以提供一个或多个转向马达动力源单元20。转向马达动力源单元20可以与过滤器单元10连接，并且可以从过滤器单元10接收过滤电能。转向马达动力源单元20可以与控制器单元50连接，并可以从控制器单元50接收转向马达控制信号。转向马达动力源单元20可以通过基于转向马达控制信号转换过滤电能来生成辅助转向力，并且基于辅助转向力控制转向马达。
54.转向马达动力源单元20可以包括开关元件驱动器21和逆变器22中的至少一者。可以提供一个或多个开关元件驱动器21或一个或多个逆变器22。
55.开关元件驱动器21可以从控制器单元50接收转向马达控制信号，基于转向马达控制信号生成开关元件控制信号，并将开关元件控制信号提供给逆变器22。逆变器22可以根据开关元件控制信号转换过滤器单元的过滤电能，从而生成辅助转向力。
56.逆变器22可以包括开关和/或晶体管，但是而非限制，可以包括通过根据转向马达控制信号和/或开关元件控制信号转换电能而可以生成辅助转向力的任何元件(或装置)。
57.如果逆变器22包括场效应晶体管(fet)，则开关元件驱动器21可以是门驱动器。因此，门驱动器可以从控制器单元50接收转向马达控制信号，基于转向马达控制信号生成门控制信号，并将门控制信号提供给逆变器22。逆变器22可以根据门控制信号转换过滤器单元的过滤电能，从而生成辅助转向力。
58.可以提供一个或多个动力路径控制器80。动力路径控制器80可以位于转向马达动力源单元20(或逆变器22)与转向致动器230(或转向马达231)之间，供应或切断从转向马达动力源单元20(或逆变器)接收的辅助转向力向转向致动器230(或转向马达231)的供应。
59.动力路径控制器80可以包括至少一个相位切断器(pco)。相位切断器是能够切断相位的元件或电路，并且可以包括开关、断路器、切断开关和晶体管中的至少一者，但是而非限制，可以包括可切断相位的任何元件和/或电路。
60.传感器单元30可以包括温度传感器31、电流传感器32和马达位置传感器33中的至少一者，但是而非限制，可以包括可以测量转向系统(或转向控制模块)的状态的任何传感器。可以提供一个或多个温度传感器31、一个或多个电流传感器32或者一个或多个马达位置传感器33。
61.温度传感器31可以测量转向控制模块220的温度，从而获得温度信息，并向控制器
单元50提供温度信息。电流传感器32可以测量从转向马达动力源单元20提供给转向致动器230(或转向马达231)的辅助电流(或辅助转向力)，从而获得辅助电流信息，并将该辅助电流信息提供给控制器单元350。马达位置传感器33可以测量转向马达的位置以获得转向马达的位置信息，并可以将转向马达的位置信息提供给控制器单元50。马达位置传感器33可以包括在转向控制模块220中，但是而非限制，可以单独提供马达位置传感器33。
62.可以提供一个或多个通信单元40。通信单元40可以包括内部通信单元和外部通信单元中的至少一者。当存在多个转向控制模块时，内部通信单元可以与其他转向控制模块连接以接收或提供信息。外部通信单元可以与车辆连接，以接收来自车辆的车辆状态信息(例如，车辆速度信息)或向车辆提供与转向系统相关的信息。
63.可以提供一个或多个控制器单元50。控制器单元50可以与转向控制模块220的每个部件连接，以提供或接收信息，并且基于此控制转向控制模块220的每个部件的操作。
64.例如，控制器单元50可以基于方向盘的转向扭矩信息、方向盘的转向角信息、温度信息、辅助电流信息、位置信息(输入侧机构的位置信息、输出侧机构的位置信息以及转向马达的位置信息)、车辆状态信息(例如，车辆速度信息)、输入电源的状态信息、短路(或过流)状态信息、过滤器单元的电流感应信息或转向马达的状态信息生成转向马达控制信号，并将转向马达控制信号提供给转向马达动力源单元20(或开关元件驱动器21)，或者可以生成分离/连接控制信号(例如，离合器控制信号)并将分离/连接控制信号提供给分离/连接机构。
65.控制器单元50可以包括微控制器，但是而非限制，可以包括任何可以处理(或者执行或计算)程序的装置(或计算机)。
66.控制器监测单元60可以与控制器单元50连接。控制器监测单元60可以监测控制器单元50的操作状态。例如，控制器单元50可以向控制器监测单元60提供监测信号。控制器监测单元60可以基于从控制器单元50接收到的监测信号被清零，或者可以生成复位信号并将复位信号提供给控制器单元50。
67.控制器监测单元60可以包括监控器，但是而非限制，可以包括能够监测控制器单元的任何装置。特别地，监控器可以包括具有期限(即，开始和结束)的窗口监测器。
68.操作动力转换单元70可以与过滤器单元10连接。操作动力转换单元70可以通过转换从过滤器单元10接收的过滤电能而为转向控制模块220的每个部件生成操作电压。操作动力转换单元70可以包括dc-dc转换器和调节器中的至少一者，但是而非限制，可以包括可以转换过滤电能从而为转向控制模块的每个部件和/或转向控制模块的外部生成操作电压的任何装置。
69.转向控制模块220可以包括电子控制单元(ecu)，但是而非限制，可以包括可以进行电子控制的任何控制器(或系统)。
70.在以下描述中，为了简化描述，转向装置100是线控转向装置(sbw)，并且转向控制模块220包括输入侧转向控制模块和输出侧转向控制模块。然而(而非限制)，以下描述可适用于可以经由转向控制模块220辅助转向装置100的任何结构。
71.图3是示出根据一个实施方式的转向装置的视图。
72.参考图3，根据一个实施方式，转向装置100可以包括：与方向盘140连接的输入侧机构110；以及与输入侧机构110机械地分离并与车轮150连接的输出侧机构120。换言之，根
据一个实施方式，转向装置100可以是线控转向装置(sbw)。
73.输入侧机构110可以在方向盘140的旋转方向或与方向盘140的旋转方向相反的方向上旋转，并且可以包括例如与方向盘140连接的转向轴。与输入侧机构110机械分离并电气连接的输出侧机构120可以与车轮150连接，从而改变车轮的转向角(或移动)。输入侧机构110可以包括小齿轮、齿条、拉杆以及转向节臂中的至少一者。
74.图4至图9是示出根据一个实施方式的输出侧机构的视图。
75.参考图4，根据一个实施方式，输出侧机构120可以包括滑动杆122和防旋转构件123中的至少一者。
76.滑动杆122可以设置成可在壳体121中轴向滑动。防旋转构件123可以是空心的，并且可以由滑动杆122周向支撑，并与壳体121的内周面联接。
77.滑动杆122可以是用作小齿轮和齿条当中的齿条(小齿轮被移除)的机构(或构件)。因此，输出侧机构可以包括滑动杆122，该滑动杆用作齿条(小齿轮被移除)。
78.输出侧转向致动器230(例如，输出侧转向马达231-2或输出侧减速器232-2)可以与滑动杆122连接。
79.换言之，输出侧转向致动器230(例如，输出侧转向马达231-2或输出侧减速器232-2)可以与滑动杆122连接。输出侧转向致动器230(例如，输出侧转向马达231-2和/或输出侧减速器232-2)的旋转力可以传递到滑动杆122，以使滑动杆122轴向滑动。拉杆和转向节臂与滑动杆122联接，从而当滑动杆122在壳体121中轴向滑动时，车轮可以被转向。
80.在这种情况下，为了使滑动杆122借助输出侧转向致动器230(例如，输出侧转向马达231-2和/或输出侧减速器232-2)的旋转力轴向滑动，需要防止滑动杆122绕中心轴线旋转。因此，根据一个实施方式的输出侧机构可以包括空心的防旋转构件123，该防旋转构件与壳体121的内圆周面联接，并由滑动杆122周向支撑。
81.传统的线控转向装置通过采用一般转向装置的小齿轮轴并将该小齿轮轴与形成在滑动杆上的齿条齿轮接合来防止滑动杆的转动，从而为一般转向装置的生产线和组装线提供高兼容性。然而，这样的结构需要机加工滑动杆上的齿条齿轮和更多的零件(例如，支撑轭)以及小齿轮轴，结果增加了零件的数量，并使组装过程复杂化。
82.换言之，与传统的在右侧具有小齿轮轴和支撑轭的线控转向装置相比，根据一个实施方式的线控转向装置通过使用防旋转构件来防止滑动杆旋转，从而消除了机加工齿条齿轮或提供小齿轮轴和支撑轭的需要，从而节省零件。另外，根据一个实施方式，防旋转构件可以是轴向组装的，这可以简化组装过程并大大节省成本。
83.参考图5至图8，根据一个实施方式的防旋转构件123可以包括：支撑构件123-2，其与壳体121的内周面联接；以及衬套构件123-1，其与支撑构件123-2联接并周向支撑在滑动杆122上。
84.支撑构件123-2轴向插入壳体121中。例如，支撑构件123-2拧到壳体121上，并由噪声阻尼器或卡环支撑，并可以因此防止松动。
85.滑动杆122的外周面上形成有第一平坦部分122-1，并且衬套构件123-1的内周面上形成有支撑在第一平坦部分122-1上的第二平坦部分123-11，从而衬套构件123-1可以被滑动杆122周向支撑，并且滑动杆122因此可以轴向滑动而不旋转。
86.衬套构件123-1周向固定到支撑构件123-2或壳体121，下面将结合实施方式来描
21。
103.参考图1至图10，根据一个实施方式，转向系统1可以包括转向装置100和转向辅助装置200中的至少一者。
104.根据一个实施方式，转向系统1可以包括转向装置100，该转向装置100包括与方向盘140连接的输入侧机构110和与车轮150连接的输出侧机构120。
105.例如，根据一个实施方式，转向系统1可以包括转向装置100，该转向装置100包括：与方向盘140连接的输入侧机构110；以及与输入侧机构110机械分离并与车轮150连接的输出侧机构120。
106.根据一个实施方式，转向系统1可以包括：输入侧转向控制模块221，其控制输入侧转向致动器230，以辅助与方向盘140连接的输入侧机构110；以及输出侧转向控制模块222，其控制输出侧转向致动器230以辅助与车轮150连接的输出侧机构120。
107.例如，根据一个实施方式，转向系统1可以包括：输入侧转向控制模块221，其控制输入侧转向致动器230以辅助与方向盘140连接的输入侧机构110；以及输出侧转向控制模块222，其控制输出侧转向致动器230以辅助与输入侧机构110机械分离并与车轮150连接的输出侧机构120。
108.输出侧转向控制模块220可以检查从相应的传感器接收的输出侧机构的位置感测值和包括在输出侧转向致动器230中的输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，将输出侧机构的正常位置感测值与输出侧转向马达的正常位置感测值进行比较，从而验证正常位置感测值的有效性，并且基于从输入侧转向控制模块221接收的输出侧机构的目标位置值和输出侧机构的正常位置感测值与输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
109.根据一个实施方式，输出侧转向控制模块222可以选择输出侧机构的位置感测值或输出侧转向马达的位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，检查主位置感测值和冗余位置感测值的每一者是否正常，比较正常主位置感测值和正常冗余位置感测值，从而验证正常主位置感测值的有效性，并且基于验证有效的正常主位置感测值和输出侧机构的目标位置值来控制输出侧转向马达231-2。
110.如果在基于输出侧机构的目标位置值和验证有效的正常主位置感测值控制输出侧转向马达231-2时，验证有效的正常主位置感测值变为异常值，则输出侧转向控制模块222可以基于输出侧机构的目标位置值和正常冗余位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
111.在另一个实施方式中，输出侧转向控制模块222可以检查输出侧机构的位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，比较输出侧机构的正常位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值，从而验证正常位置感测值的有效性，选择验证有效的输出侧机构的正常位置感测值或输出侧转向马达的正常位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，并且基于输出侧机构的目标位置值和主位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
112.如果在基于输出侧机构的目标位置值和正常主位置感测值控制输出侧转向马达231-2时，正常主位置感测值变为异常值，则输出侧转向控制模块222可以基于输出侧机构的目标位置值和冗余位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
113.在另一个实施方式中，输出侧转向控制模块可以检查输出侧机构的位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，选择输出侧机构的正常位置感测值或输出侧转向马达的正常位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，比较主位置感测值和冗余位置感测值，从而验证主位置感测值的有效性，并且基于输出侧机构的目标位置值和验证有效的主位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
114.如果在基于输出侧机构的目标位置值和验证有效的主位置感测值控制输出侧转向马达231-2时，验证有效的主位置感测值变为异常值，则输出侧转向控制模块222可以基于输出侧机构的目标位置值和冗余位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
115.输出侧转向控制模块222可以通过进行控制以允许输出侧机构的正常位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值遵循输出侧机构的目标位置值，控制输出侧转向马达231-2。
116.例如，输出侧转向控制模块222可以计算输出侧机构的目标位置值与输出侧机构的正常位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值之间的误差位置值，通过借助预设位置控制算法控制该误差位置值来生成输出侧转向马达参考扭矩值，并借助预设马达控制算法控制输出侧转向马达参考扭矩值来控制输出侧转向马达231-2。
117.下面对上述实施方式进行详细描述。因此，下面的详细描述可以适用于上述实施方式。例如，在上述的输出侧机构的目标位置值、输出侧机构位置传感器的感测值以及输出侧机构的位置感测值被替代的情况下，前面的描述适用于以下描述的滑动杆的目标位置值、输出侧线性位置传感器的感测值以及滑动杆的线性位置感测值。
118.参考图1至图10，根据一个实施方式的输出侧机构120可以包括与车轮150连接并可在壳体121中轴向滑动的滑动杆122。输出侧机构120还可以包括空心的防旋转构件123，其由滑动杆122周向支撑，并与壳体121的内周面联接。输出侧机构120还可以包括定位在滑动杆122上的磁体。
119.根据一个实施方式的转向辅助装置200还可以包括：输出侧线性位置传感器243-21，其提供滑动杆的线性位置感测值；以及输出侧转向马达位置传感器243-1，其提供输出转向马达的位置感测值。
120.输出侧线性位置传感器243-21可以提供在被防旋转构件123阻止旋转的同时轴向滑动的滑动杆的线性位置感测值。
121.输出侧转向控制模块222可以检查滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，比较滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值，从而验证正常位置感测值的有效性，并且基于滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值以及从输入侧转向控制模块221接收的滑动杆的目标位置感测值，控制输出侧转向马达231-2。
122.具体地，输出侧转向控制模块222可以与输入侧转向控制模块221连接，并从输入侧转向控制模块221接收滑动杆的目标位置值。输入侧转向控制模块221可以通过使用转向扭矩信息、转向角信息和车辆速度信息中的至少一者来生成滑动杆的目标位置值。
123.输出侧转向控制模块222可以与输出侧线性位置传感器243-21连接，并且可以从输出侧线性位置传感器243-21接收滑动杆的线性位置感测值。输出侧转向控制模块222可
以与输出侧转向马达位置传感器243-1连接，并且可以从输出侧转向马达位置传感器243-1接收输出侧转向马达231-2的位置感测值。
124.输出侧转向控制模块222可以检查滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常。
125.例如，输出侧转向控制模块222可以将滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值与它们各自的预设正常范围进行比较。作为比较的结果，如果滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值落在预设的正常范围内，则输出侧转向控制模块222可以确定滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值是滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值。作为比较的结果，如果滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值在预设的正常范围之外，则输出侧转向控制模块222可以确定滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值为滑动杆的异常线性位置感测值和输出侧转向马达的异常位置感测值。
126.输出侧转向控制模块222可以通过比较滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值来验证对于正常位置感测值的有效性。
127.例如，输出侧转向控制模块222可以识别滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值之间的差值。作为比较的结果，如果滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值之间的差值落在预设的有效性范围内，则输出侧转向控制模块222可以确定滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值具有有效性。作为比较的结果，如果滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值之间的差值在预设的有效性范围之外，则输出侧转向控制模块222可以确定滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值不具有有效性。
128.输出侧转向控制模块222可以基于从输入侧转向控制模块221接收的滑动杆的目标位置值以及滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
129.作为一个实施例，输出侧转向控制模块222可以基于滑动杆的目标位置值和滑动杆的验证有效的正常线性位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
130.作为另一个实施例，输出侧转向控制模块222可以基于滑动杆的目标位置值和输出侧转向马达的验证有效的正常位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
131.输出侧转向控制模块222可以通过进行控制以允许滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值遵循滑动杆的目标位置值来控制输出侧转向马达231-2。
132.换言之，输出侧转向控制模块222可以计算滑动杆的目标位置值与滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值之间的误差位置值，通过借助预设位置控制算法控制该误差位置值来生成输出侧转向马达参考扭矩值，并通过借助预设马达控制算法控制该输出侧转向马达参考扭矩值来控制输出侧转向马达231-2。输出侧转向控制模块222可以通过借助预设马达控制算法控制输出侧转向马达参考扭矩值和测量的转向马达辅助扭矩值(例如，通过由电流传感器测量的辅助电流值乘以扭矩常数而获得的值)之间的误差扭矩值来控制输出侧转向马达231-2。
133.输出侧转向控制模块222可以在第一控制周期中进行位置控制算法(或位置控制
器)，并且在第二控制周期中进行马达控制算法(或马达控制器)。第二控制周期可以比第一控制周期短。换言之，马达控制算法的控制周期可以比位置控制算法的控制周期短。例如，如果第一个控制周期是1ms，则第二个控制周期可以是100μs。然而，这仅仅是一个实施例，而且可以对其进行各种变型。
134.虽然为了描述的简单性，下面没有重复描述，但上面描述的内容也可以应用于下文。例如，上面描述的用于检查正常性、验证有效性和控制输出侧转向马达的方法也同样适用于下文。
135.根据一个实施方式，输出侧转向控制模块222可以选择滑动杆的线性位置感测值或输出侧转向马达的位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，检查主位置感测值和冗余位置感测值中的每一者是否正常，比较正常主位置感测值和正常冗余位置感测值，从而验证正常主位置感测值的有效性，并且基于验证有效的正常主位置感测值和滑动杆的目标位置值来控制输出侧转向马达231-2。
136.如果在基于滑动杆的目标位置值和验证有效的正常主位置感测值控制输出侧转向马达231-2时，验证有效的正常主位置感测值变为异常值，则输出侧转向控制模块222可以基于滑动杆的目标位置值和正常冗余位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
137.在另一个实施方式中，输出侧转向控制模块222可以检查滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，将滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值进行比较从而验证正常位置感测值的有效性，选择验证有效的滑动杆的正常线性位置感测值或输出侧转向马达的正常位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，并且基于滑动杆的目标位置值和主位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
138.如果在基于滑动杆的目标位置值和正常主位置感测值控制输出侧转向马达231-2时，正常主位置感测值变为异常值，则输出侧转向控制模块222可以基于滑动杆的目标位置值和冗余位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
139.在另一个实施方式中，输出侧转向控制模块可以检查滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，选择滑动杆的正常线性位置感测值或输出侧转向马达的正常位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，将主位置感测值和冗余位置感测值进行比较从而验证主位置感测值的有效性，并且基于滑动杆的目标位置值和验证有效的主位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
140.如果在基于滑动杆的目标位置值和验证有效的主位置感测值控制输出侧转向马达231-2时，验证有效的主位置感测值变为异常值，则输出侧转向控制模块222可以基于滑动杆的目标位置值和冗余位置感测值来控制输出侧转向马达231-2。
141.图11和图12是示出根据一个实施方式的转向辅助方法的视图。
142.在图11和图12中，
①
可以表示“主”，而
②
可以表示“冗余”或“子”。
143.参考图11，输出侧线性位置传感器可以是主位置传感器，并且输出侧转向马达位置传感器可以是冗余位置传感器。
144.输入侧转向控制模块可以基于车辆状态信息(例如，转向扭矩信息、转向角信息和/或车辆信息)和/或车辆周围信息计算输出侧机构的滑动杆的目标位置值。输出侧机构的滑动杆可以是用作没有小齿轮的齿条的机构(或构件)。
145.输出侧转向马达位置传感器可以测量输出侧转向马达的角度以获得输出侧转向马达的位置感测值
②
。输出侧线性位置传感器可以测量定位在滑动杆上的磁体，以获得滑动杆的线性位置感测值
①
。
146.传感器值验证器可以从输出侧转向马达位置传感器接收输出侧转向马达的位置感测值
②
，并从输出侧线性位置传感器接收滑动杆的线性位置感测值
①
。传感器值验证器可以使用上述的正常性检查和有效性检查来验证传感器值。
147.例如，传感器值验证器可以选择滑动杆的线性位置感测值
①
作为主位置感测值，并选择输出侧转向马达的位置感测值
②
作为冗余位置感测值。传感器值验证器可以检查滑动杆的线性位置感测值
①
和输出侧转向马达的位置感测值
②
中的每一者是否正常。如果滑动杆的线性位置感测值
①
和输出侧转向马达的位置感测值
②
处于正常状态，则传感器值验证器可以将滑动杆的正常线性位置感测值与转向马达的正常位置感测值进行比较，从而验证滑动杆的线性位置感测值的有效性。由于转向马达的位置感测值可以是转向马达的角度，因此可以使用将减速器的减速率反映为转向马达的位置感测值的值。
148.位置控制器可以从输入侧转向控制模块接收滑动杆的目标位置值，并且可以从传感器值验证器接收滑动杆的验证有效的线性位置感测值(
①
')。
149.位置控制器可以通过位置控制算法控制成允许滑动杆的验证有效的线性位置感测值(
①
')遵循滑动杆的目标位置值，并且基于此可以计算输出侧转向马达参考扭矩值(或者电流值)。
150.位置控制算法可以包括p(比例)控制、i(积分)控制和d(差分)控制中的至少一种，但是而非限制，可以使用能够控制位置的任何算法。
151.马达控制器可以从位置控制器接收输出侧转向马达参考扭矩值(或电流值)，从电流传感器接收逆变器的输出电流值并且从传感器值验证器接收转向马达的验证有效的位置感测值(
②
')。
152.马达控制器可以通过马达控制算法控制成允许逆变器的输出电流值遵循输出侧转向马达参考转矩值(或电流值)，并且基于此可以控制逆变器。特别地，马达控制器可以基于转向马达的验证有效的位置感测值(
②
')控制成允许逆变器的输出电流值遵循输出侧转向马达参考扭矩值(或电流值)。
153.扭矩值可以是在电流值中反映扭矩常数的值。
154.马达控制算法可以包括电流控制算法、矢量控制算法和脉冲宽度调制(pwm)算法中的至少一种，但是而非限制，可以包括能够控制马达的任何算法。特别地，电流控制算法可以包括p(比例)控制、i(积分)控制和d(差分)控制中的至少一种，但是而非限制，可以使用能够控制电流的任何算法。
155.逆变器可以驱动输出侧转向马达。输出侧转向马达可以致动机械联接的减速器。
156.输出侧减速器的旋转力可被传递以使滑动杆轴向滑动。随着与拉杆和转向节臂联接的滑动杆在壳体内轴向滑动，车轮可以转向。
157.如上所述，根据一个实施方式，转向辅助装置和转向辅助方法以及转向系统可以借助高精度、高分辨率的输出侧线性位置传感器直接测量作为控制目标的滑动杆(或无小齿轮的齿条)的位置，并且基于滑动杆的位置感测值控制转向，从而减少机械间隙的影响，因此提高转向控制精度。此外，通过使用输出侧转向马达的位置感测值作为冗余信号或确
定有效性，能够增强系统的冗余功能并提高可靠性。
158.参考图12，输出侧线性位置传感器可以是冗余位置传感器，并且输出侧转向马达位置传感器可以是主位置传感器。
159.与图11相比，图12仅在传感器值验证器的操作方面有所不同。因此，下面不重复描述上述与图11有关的那些内容，只描述传感器值验证器。
160.传感器值验证器可以选择滑动杆的线性位置感测值
②
作为冗余位置感测值，并选择转向马达的位置感测值
①
作为冗余位置感测值。传感器值验证器可以检查滑动杆的线性位置感测值
②
和转向马达的位置感测值
①
中的每一者是否正常。如果滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值处于正常状态，则传感器值验证器可以将滑动杆的正常线性位置感测值与转向马达的正常位置感测值进行比较，从而验证转向马达的位置感测值是否有效。由于转向马达的位置感测值可以是转向马达的角度，因此可以使用将减速器的减速率反映为转向马达的位置感测值的值。
161.位置控制器可以从输入侧转向控制模块接收滑动杆的目标位置值，并且可以从传感器值验证器接收转向马达的验证有效的线性位置感测值(
①
')。
162.位置控制器可以通过位置控制算法控制成允许转向马达的验证有效的线性位置感测值(
①
')遵循滑动杆的目标位置值，并且基于此可以计算输出侧转向马达参考扭矩值(或者，电流值)。
163.如上所述，根据一个实施方式，转向辅助装置和转向辅助方法以及转向系统可以估计滑动杆(或无小齿轮的齿条)的位置，并且基于此来控制转向，从而允许具有优良分辨率和采样率的高性能控制。还能够使用滑动杆的位置感测值作为冗余信号或确定有效性，增强系统的冗余功能并提高可靠性。
164.传感器值验证器、位置控制器和马达控制器可以包括在控制器单元50(例如，输出侧转向控制模块的控制器单元)中，但是而非限制，可以单独提供。
165.下面参考附图描述根据一个实施方式的转向辅助方法。根据一个实施方式，可以借助转向装置、转向辅助装置和转向系统进行转向辅助方法。为了简化描述，下面不对以上关于图1至图12描述的转向装置、转向辅助装置和转向系统进行重复描述。
166.图13是示出根据一个实施方式的转向辅助方法的流程图。
167.参考图13，根据一个实施方式，转向辅助方法可以包括：接收输出侧机构的目标位置值的步骤s100；来自各传感器的位置感测值的步骤s200；控制输出侧转向马达的步骤s300；以及基于故障安全控制输出侧转向马达的步骤s400。
168.例如，根据一个实施方式，可以由输出侧转向控制模块执行转向辅助方法，所述输出侧转向控制模块控制包括输出侧转向马达的输出侧转向致动器，以辅助输出侧机构，所述输出侧机构与和连接方向盘连接的输入侧机构机械分离并与车轮连接。
169.首先，可以接收输出侧机构的目标位置值(s100)。
170.此后，可以从相应传感器接收输出侧机构的位置感测值和包括在输出侧转向致动器中的输出侧转向马达的位置感测值(s200)。
171.例如，在步骤s200中，可以从输出侧线性位置传感器接收滑动杆的线性位置感测值，所述滑动杆与车轮连接并设置成可在壳体内轴向滑动。
172.在步骤s200中，可以从输出侧线性位置传感器接收设置成可轴向滑动同时被防旋
转构件阻止旋转的滑动杆的线性位置感测值。
173.在步骤s200中，还可以从输出侧转向马达位置传感器接收输出侧转向马达的位置感测值。
174.然后，能够检查输出侧机构的位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，将输出侧机构的正常位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值进行比较从而验证正常位置感测值的有效性，并且基于输出侧机构的目标位置值以及输出侧机构的正常位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值来控制输出侧转向马达(s300)。
175.例如，在步骤s300中，能够检查滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，将滑动杆的正常线性位置感测值与输出侧转向马达的正常位置感测值进行比较，从而验证正常位置感测值的有效性，并且基于滑动杆的目标位置值以及滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值中的验证有效的一个正常位置感测值来控制输出侧转向马达。
176.根据一个实施方式，在步骤s300中，能够选择滑动杆的线性位置感测值或输出侧转向马达的位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，检查主位置感测值和冗余位置感测值中的每一者是否正常，比较正常主位置感测值和正常冗余位置感测值，从而验证正常主位置感测值的有效性，并且基于验证有效的正常主位置感测值以及滑动杆的目标位置值来控制输出侧转向马达。
177.接下来，在步骤s400中，如果在基于滑动杆的目标位置值以及验证有效的正常主位置感测值控制输出侧转向马达时，验证有效的正常主位置感测值变为异常值，则能够基于滑动杆的目标位置值以及正常冗余位置感测值来控制输出侧转向马达。
178.在另一个实施方式中，在步骤s300中，能够检查滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，比较滑动杆的正常线性位置感测值和输出侧转向马达的正常位置感测值，从而验证正常位置感测值的有效性，选择验证有效的滑动杆的正常线性位置感测值或输出侧转向马达的正常位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，并且基于滑动杆的目标位置值以及主位置感测值来控制输出侧转向马达。
179.然后，在步骤s400中，如果在基于目标位置值和主位置感测值控制输出侧转向马达时，主位置感测值变为异常值，则可以基于滑动杆的目标位置值和冗余位置感测值来控制输出侧转向马达。
180.在另一个实施方式中，在步骤s300中，能够检查滑动杆的线性位置感测值和输出侧转向马达的位置感测值中的每一者是否正常，选择滑动杆的正常线性位置感测值或输出侧转向马达的正常位置感测值作为主位置感测值并将另一者作为冗余位置感测值，比较主位置感测值和冗余位置感测值，从而验证主位置感测值的有效性，并且基于滑动杆的目标位置值以及验证有效的主位置感测值来控制输出侧转向马达。
181.接着，在步骤s400中，如果在基于滑动杆的目标位置值和验证有效的主位置感测值控制输出侧转向马达时，验证有效的正常主位置感测值变为异常值，则可以基于滑动杆的目标位置值和冗余位置感测值来控制输出侧转向马达。
182.图14是示出根据一个实施方式的用于转向控制装置、转向辅助装置和转向系统的
计算机系统配置的框图。
183.参考图14，上述实施方式可以作为例如计算机可读记录介质在计算机系统中实施。如图中所示，转向控制装置、转向辅助装置和转向系统的计算机系统1000可以包括一个或多个处理器1010、存储器1020、存储单元1030、用户界面输入单元1040和用户界面输出单元1050中的至少一者，它们可以经由总线1060相互通信。计算机系统1000还可以包括网络接口1070，其用于连接到网络。处理器1010可以是中央处理单元(cpu)或半导体装置，其执行存储在存储器1020和/或存储单元1030中的处理指令。存储器1020和存储单元1030可以包括各种类型的易失性/非易失性存储介质。例如，存储器1200可以包括只读存储器(rom)1024和随机存取存储器(ram)1025。
184.因此，这些实施方式可以实施为存储计算机实施的方法或计算机可执行指令的非易失性计算机记录介质。该指令可由处理器执行，以进行根据本公开的一个实施方式的方法。特别地，如果至少一个核包括多个核，则该多个核中的至少一个可以包括锁步核。
185.提供以上描述是为了使本领域的任何技术人员能够获得和使用本公开的技术思想，并在特定的应用及其要求的背景下提供以上描述。对本领域的技术人员来说，对所描述的实施方式的各种变型、补充和替换是显而易见的，而且本文中定义的一般原理可以在不偏离本公开的精神和范围的情况下应用于其他实施方式和应用。以上描述和附图仅出于说明目的提供本公开的技术思想的实施例。也就是说，公开的实施方式旨在说明本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示的实施方式，而是应给予与权利要求书一致的最广泛的范围。本公开的保护范围应基于所附权利要求进行解释，其等效范围内的所有技术思想都应被解释为包含在本公开的范围内。
186.相关申请的交叉引用
187.本技术要求2020年8月11日提交的韩国专利申请no.10-2020-0100715的优先权，出于所有目的将该申请并入本文中，就像其在本文中完全阐述。