KR102561487B1 - Relay and steering control apparatus using the same - Google Patents

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이수민
제규영
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에이치엘만도 주식회사
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Abstract

본 개시는 릴레이 및 이를 이용한 조향 제어 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 개시에 따른 조향 제어 장치는 반력 모터로 모터 구동 전원을 공급하는 인버터, 인버터와 반력 모터 사이에 연결되고, 반력 모터의 각 모터 단자를 서로 쇼트(Short) 또는 오픈(Open)하는 릴레이부 및 자차량의 시동 온/오프 상태를 기초로 릴레이부를 제어하는 제어부를 포함한다.The present disclosure relates to a relay and a steering control device using the same. Specifically, the steering control device according to the present disclosure includes an inverter that supplies motor driving power to a reaction force motor, and a relay unit that is connected between the inverter and the reaction force motor and shorts or opens each motor terminal of the reaction force motor to each other. and a control unit controlling the relay unit based on the ignition on/off state of the host vehicle.

Description

릴레이 및 이를 이용한 조향 제어 장치{RELAY AND STEERING CONTROL APPARATUS USING THE SAME}Relay and steering control device using the same {RELAY AND STEERING CONTROL APPARATUS USING THE SAME}

본 실시예들은 릴레이 및 이를 이용한 조향 제어 장치에 관한 것이다.The present embodiments relate to a relay and a steering control device using the same.

종래 차량의 조향장치는 차량의 진행방향을 운전자가 선택하여 조작하는 장치로서 운전자가 직접 조작하는 스티어링 핸들과, 이 스티어링 핸들의 조작방향 및 조작력을 차륜에 전달하는 조향기구 등을 구비한다.A conventional vehicle steering device is a device for a driver to select and operate a driving direction of the vehicle, and includes a steering handle directly operated by the driver, and a steering mechanism for transmitting the steering direction and operating force of the steering handle to wheels.

운전자의 스티어링 핸들의 조작력을 보조하여 운전 조작의 편의를 제공하기 위해 동력조향장치들도 개발되어 적용되고 있는 데, 이 동력조향장치는 유압을 이용한 유압식과, 유압과 모터의 전동력을 동시에 이용하는 전동유압식, 모터의 전동력만을 이용한 전동식 등이 순차적으로 개발되어 적용되었다. 모터의 전동력 만을 이용하는 전동식은 예를 들면, 스티어 바이 와이어(Steer-by-Wire) 방식이 있다.Power steering systems have also been developed and applied to provide convenience in driving operation by assisting the driver's steering wheel's operating force. , and electric motors using only the electric power of the motor were developed and applied sequentially. An electric type using only the electric power of a motor is, for example, a steer-by-wire method.

최근에는 스티어링 핸들과 차륜사이의 스티어링 칼럼이나 유니버설 조인트 혹은 피니언 샤프트와 같은 기계적인 연결장치를 제거하는 대신에 모터와 같은 전동기를 이용하여 차량의 조향이 이루어지도록 하는 스티어 바이 와이어 조향시스템도 개발되어 적용되고 있으며, 이중에 특히 좌우 독립형 스티어 바이 와이어 시스템은 좌륜 조향장치와 우륜 조향장치사이에 기계적 연결이 없이 서로 독립적으로 작동하는 시스템으로서 부품과 중량 감소의 이점과 필요시에만 모터를 구동하여 연비가 향상되는 장점이 있다.Recently, a steer-by-wire steering system has been developed and applied that uses an electric motor such as a motor to steer the vehicle instead of removing a mechanical linkage such as a steering column, universal joint, or pinion shaft between the steering wheel and the wheel. Among them, the left and right independent steer-by-wire system is a system that operates independently of each other without mechanical connection between the left and right wheel steering devices, and has the advantage of reducing parts and weight and improves fuel efficiency by driving the motor only when necessary There is an advantage to being

한편, 전술한 전동식에서 차량이 시동을 오프한 경우, 차량의 스티어링이 쉽게 움직여 의도하지 않은 차량 제어가 발생할 수 있다.On the other hand, when the vehicle is turned off in the above-described electric type, steering of the vehicle is easily moved and unintentional vehicle control may occur.

이러한 배경에서, 본 개시는 자차량의 시동 오프 상태에서 릴레이가 반력 모터 단자 간 쇼트 상태를 유지하도록 하는 릴레이 및 이를 이용한 조향 제어 장치를 제공하고자 한다.Against this background, the present disclosure intends to provide a relay that maintains a short state between terminals of a reaction force motor and a steering control device using the relay in an ignition-off state of a vehicle.

전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 반력 모터로 모터 구동 전원을 공급하는 인버터, 인버터와 반력 모터 사이에 연결되고, 반력 모터의 각 모터 단자를 서로 쇼트(Short) 또는 오픈(Open)하는 릴레이부 및 자차량의 시동 온/오프 상태를 기초로 릴레이부를 제어하는 제어부를 포함하는 조향 제어 장치를 제공한다. In order to solve the above problems, in one aspect, the present disclosure provides an inverter for supplying motor driving power to a reaction force motor, an inverter connected between the inverter and the reaction force motor, and shorting or opening each motor terminal of the reaction force motor to each other ( Provided is a steering control device including a relay unit that opens and a control unit that controls the relay unit based on an on/off state of starting of a vehicle.

다른 측면에서, 본 개시는 릴레이 구동 전원을 공급하는 전원부, 반력 모터의 모터 단자 간에 연결을 쇼트 또는 오픈하는 개폐부 및 개폐부에 릴레이 구동 전원을 공급하는 릴레이 제어부를 포함하는 릴레이를 제공한다.In another aspect, the present disclosure provides a relay including a power supply unit supplying relay driving power, an opening/closing unit shorting or opening a connection between motor terminals of a reaction force motor, and a relay control unit supplying relay driving power to the opening/closing unit.

본 개시에 의하면, 릴레이 및 이를 이용한 조향 제어 장치는 자차량의 시동 오프 상태에서 운전자의 부주의에 의한 운전자의 상해를 예방할 수 있고, 클러치 구조나 Key lock solenoid 구조의 종래 기술과 함께 적용하면 운전자의 스티어링 휠 급 조타에 대한 이중화 예방을 할 수 있다.According to the present disclosure, a relay and a steering control device using the same can prevent injury to a driver caused by the driver's negligence in the ignition-off state of the vehicle, and when applied together with the prior art of a clutch structure or a key lock solenoid structure, the driver's steering It is possible to prevent redundancy for wheel-level steering.

도 1은 일 실시예에 따른 조향 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 릴레이를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 반력 모터의 모터 단자 간에 쇼트 또는 오픈하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 반력 모터의 모터 단자 간에 쇼트되는 것을 설명하기 위한 회로도이다.
1 is a diagram schematically illustrating a steering control system according to an embodiment.
2 is a block diagram for explaining a steering control device according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a circuit diagram for explaining a steering control device according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a block diagram for explaining a relay according to an embodiment of the present disclosure.
5 and 6 are views for explaining shorting or opening between motor terminals of a reaction force motor according to an exemplary embodiment.
7 is a circuit diagram illustrating shorting between motor terminals of a reaction force motor according to an exemplary embodiment.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.DETAILED DESCRIPTION Some embodiments of the present disclosure are described in detail below with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present technical idea, the detailed description may be omitted. When "comprises", "has", "consists of", etc. mentioned in this specification is used, other parts may be added unless "only" is used. In the case where a component is expressed in the singular, it may include the case of including the plural unless otherwise explicitly stated.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present disclosure. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, order, or number of the corresponding component is not limited by the term.

구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. In the description of the positional relationship of components, when it is described that two or more components are "connected", "coupled" or "connected", the two or more components are directly "connected", "coupled" or "connected". ", but it will be understood that two or more components and other components may be further "interposed" and "connected", "coupled" or "connected". Here, other components may be included in one or more of two or more components that are “connected”, “coupled” or “connected” to each other.

구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the description of the temporal flow relationship related to components, operation methods, production methods, etc., for example, "after", "continued to", "after", "before", etc. Alternatively, when a flow sequence relationship is described, it may also include non-continuous cases unless “immediately” or “directly” is used.

한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.On the other hand, when a numerical value or corresponding information (eg, level, etc.) for a component is mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or its corresponding information is not indicated by various factors (eg, process factors, internal or external shocks, noise, etc.) may be interpreted as including an error range that may occur.

이하에서는 조향 제어 장치(10)의 기능을 수행할 수 있고, 자차량의 조향을 제어하는 기능을 수행하는 조향 제어 시스템(1)의 일 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the steering control system 1 capable of performing the function of the steering control device 10 and controlling the steering of the own vehicle will be described.

도 1은 일 실시예에 따른 조향 제어 시스템(1)을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram of a steering control system 1 according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 조향 제어 시스템(1)은 운전자가 조작하는 스티어링 휠의 회전각에 따라 조향 제어 시스템(1)이 탑재된 자차량의 조향이 변화하도록 제어하는 시스템을 의미할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a steering control system 1 according to an embodiment refers to a system that controls the steering of a vehicle equipped with the steering control system 1 to change according to the rotational angle of a steering wheel operated by a driver. can do.

이러한 조향 제어 시스템(1)은 구동 방식에 따라 펌프를 돌려 유압을 발생시켜서 조향 보조력을 제공하는 유압식(Hydraulic Power Steering; HPS)과 모터를 구동시켜 조향 보조력을 제공하는 전동식(Electronic Power Steering; EPS) 등이 있을 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 편의상 전동식 조향 제어 시스템(1)을 기준으로 본 개시를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The steering control system 1 includes a hydraulic power steering (HPS) that generates hydraulic pressure by turning a pump to provide steering assist power and an electronic power steering (HPS) that provides steering assist power by driving a motor according to a driving method. EPS), etc. Hereinafter, in this specification, the present disclosure is described based on the electric steering control system 1 for convenience, but is not limited thereto.

한편, 조향 입력 액추에이터(110)와 조향 출력 액추에이터(120) 간의 기계적 연결 부재(또는 링키지(Linkage))로 결합되어 있는지 여부에 따라 운전자가 스티어링 휠(111)을 회전하여 발생된 힘(토크)이 기계적인 동력 전달 장치(예를 들어, 링키지 등)를 통해 조향 모터(121)에 전달되어 조향 모터(121)의 구동에 의해 바퀴(123)가 조타되는 기계식 조향 제어 시스템(1)일 수 있고, 기계적인 동력 전달 장치 대신에 와이어, 케이블 등을 통해 전기적 신호를 송수신하여 동력을 전달하는 스티어 바이 와이어(Steer-by-Wire; SbW) 시스템일 수 있다. 이하에서는 SbW 시스템을 기준으로 조향 제어 시스템(1)을 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, depending on whether the steering input actuator 110 and the steering output actuator 120 are coupled with a mechanical connecting member (or linkage), the force (torque) generated by the driver rotating the steering wheel 111 is It may be a mechanical steering control system 1 in which the wheels 123 are steered by driving the steering motor 121 by being transmitted to the steering motor 121 through a mechanical power transmission device (eg, linkage, etc.), Instead of a mechanical power transmission device, it may be a steer-by-wire (SbW) system in which power is transmitted by transmitting and receiving electrical signals through wires, cables, and the like. Hereinafter, the steering control system 1 will be described based on the SbW system, but is not limited thereto.

도 1에 도시된 본 개시에 따른 조향 제어 시스템(1)은 조향 입력 액추에이터(110), 조향 제어 장치(10) 및 조향 출력 액추에이터(120) 등을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 조향 제어 시스템(1)이 SbW 시스템인 경우, 조향 입력 액추에이터(110)와 조향 출력 액추에이터(120)는 기계적으로 분리될 수 있다.A steering control system 1 according to the present disclosure shown in FIG. 1 may include a steering input actuator 110 , a steering control device 10 and a steering output actuator 120 . As described above, when the steering control system 1 is a SbW system, the steering input actuator 110 and the steering output actuator 120 may be mechanically separated.

조향 입력 액추에이터(110)는 운전자가 의도하는 조향 정보에 입력되는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 조향 입력 액추에이터(110)는 전술한 바와 같이, 스티어링 휠(111), 조향 샤프트(112), 반력 모터(113)를 포함할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 반력 모터(113)의 회전력을 조향 샤프트(112)로 전달하는 스티어링 기어를 더 포함할 수 있다. The steering input actuator 110 may refer to a device for inputting steering information intended by a driver. As described above, the steering input actuator 110 may include a steering wheel 111, a steering shaft 112, and a reaction force motor 113. In addition, although not shown, a steering gear may be further included to transfer the rotational force of the reaction force motor 113 to the steering shaft 112 .

반력 모터(113)는 조향 제어 장치(10)로부터 제어 신호(또는 지령 전류라 함)를 입력받아 스티어링 휠(111)에 반력을 부여할 수 있다. 구체적으로, 반력 모터(113)는 조향 제어 장치(10)로부터 지령 전류를 입력받아 지령 전류에 의해 지시되는 회전 속도로 구동하여 반력 토크를 생성하고, 스티어링 기어를 통해 스티어링 휠로 반력 토크를 전달할 수 있다.The reaction force motor 113 may apply a reaction force to the steering wheel 111 by receiving a control signal (or referred to as a command current) from the steering control device 10 . Specifically, the reaction force motor 113 receives a command current from the steering control device 10, generates reaction force torque by driving at a rotational speed indicated by the command current, and transmits the reaction force torque to the steering wheel through the steering gear. .

조향 제어 장치(10)는 조향 입력 액추에이터(110)로부터 조향 정보를 입력받아 제어값을 산출하고, 제어값을 지시하는 전기적 신호를 조향 출력 액추에이터(120)에 출력할 수 있다. 여기서, 조향 정보는 조향각 및 운전자 토크 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.The steering control device 10 may receive steering information from the steering input actuator 110 , calculate a control value, and output an electrical signal indicating the control value to the steering output actuator 120 . Here, the steering information may mean information including at least one of a steering angle and a driver's torque.

한편, 조향 제어 장치(10)는 조향 출력 액추에이터(120)에서 실제 출력된 동력 정보를 피드백받아 제어값을 산출하고, 제어값을 지시하는 전기적 신호를 조향 입력 액추에이터(110)에 출력하여, 운전자에게 조향감(조타감)을 제공할 수 있다.Meanwhile, the steering control device 10 receives power information actually output from the steering output actuator 120 as feedback, calculates a control value, and outputs an electrical signal instructing the control value to the steering input actuator 110 to provide information to the driver. A feeling of steering (feeling of steering) can be provided.

조향 출력 액추에이터(120)는 실제 자차량이 조향하도록 구동하는 장치를 의미할 수 있다. 이러한 조향 출력 액추에이터(120)는 조향 모터(121), 랙(122), 바퀴(123), 차속 센서, 랙 위치 센서 등을 포함할 수 있다.The steering output actuator 120 may refer to a device that actually drives the own vehicle to steer. The steering output actuator 120 may include a steering motor 121, a rack 122, a wheel 123, a vehicle speed sensor, a rack position sensor, and the like.

그리고, 조향 입력 액추에이터(110) 및 조향 출력 액추에이터(120)는 반력 모터(113) 및 조향 모터(121)의 모터 토크를 감지할 수 있는 모터 토크 센서를 더 포함할 수 있다.Also, the steering input actuator 110 and the steering output actuator 120 may further include a motor torque sensor capable of sensing motor torque of the reaction force motor 113 and the steering motor 121 .

조향 모터(121)는 랙(122)을 축방향으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 조향 모터(121)는 조향 제어 장치(10)로부터 지령전류를 입력받아 구동하고, 랙(122)을 축방향으로 직선 운동하게 할 수 있다.The steering motor 121 may move the rack 122 in the axial direction. Specifically, the steering motor 121 receives command current from the steering control device 10 and drives the steering motor 122 to linearly move the rack 122 in the axial direction.

랙(122)은 조향 모터(121)의 구동에 의해 직선 운동을 수행할 수 있으며, 랙(122)의 직선 운동을 통해 바퀴(123)는 좌 또는 우로 조타될 수 있다.The rack 122 may perform linear motion by driving the steering motor 121, and the wheels 123 may be steered left or right through the linear motion of the rack 122.

도시하지 않았지만, 본 개시에 따른 조향 제어 시스템(1)은 조향 입력 액추에이터(110)와 조향 출력 액추에이터(120)를 분리하거나 결합 가능한 클러치(Clutch) 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 클러치는 조향 제어 장치(10)의 제어에 의해 동작할 수 있다.Although not shown, the steering control system 1 according to the present disclosure may further include a clutch capable of separating or combining the steering input actuator 110 and the steering output actuator 120. Here, the clutch may operate under the control of the steering control device 10 .

한편, 본 개시에 따른 조향 제어 시스템(1)이 SbW 시스템이고, 자차량이 자율 주행 모드로 주행하는 경우, 본 개시에 따른 조향 제어 시스템(1)은 조향 출력 액추에이터(120)만을 제어하여 자차량의 조향 제어를 수행하거나, 조향 입력 액추에이터(110)와 조향 출력 액추에이터(120)를 모두 제어하여 자차량의 조향 제어를 수행할 수 있다.On the other hand, when the steering control system 1 according to the present disclosure is a SbW system and the host vehicle travels in an autonomous driving mode, the steering control system 1 according to the present disclosure controls only the steering output actuator 120 to control the host vehicle It is possible to perform steering control of the vehicle or by controlling both the steering input actuator 110 and the steering output actuator 120 .

이하에서는 첨부되는 도면들을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치를 설명하기로 한다.Hereinafter, a steering control device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(10)를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a steering control device 10 according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(10)는 인버터(210), 릴레이(220) 및 제어부(230) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the steering control device 10 according to an embodiment of the present disclosure may include an inverter 210, a relay 220, a controller 230, and the like.

본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(10)는 자차량에 탑재되어 자차량의 주행에 도움을 주는 정보를 제공하거나, 운전자의 자차량 제어에 도움을 제공하는 ADAS(Advance Driver Assistance Systems)일 수 있다. The steering control device 10 according to an embodiment of the present disclosure is an ADAS (Advance Driver Assistance Systems) that is mounted on a vehicle and provides information helpful for driving the vehicle or assists a driver in controlling the vehicle. can be

여기서 자차량은 원동기를 장착하여 그 동력으로 타이어를 굴려서 철길이나 가설된 선에 의하지 아니하고 땅 위를 움직이도록 만든 차를 의미할 수 있다. 또한, 자차량은 전기를 동력으로 하는 자동차로, 화석 연료의 연소로부터 구동 에너지를 얻는 것이 아닌 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 구동에너지를 얻는 전기차일 수 있다.Here, the self-vehicle may refer to a vehicle that is equipped with a motor and rolls tires with the power to move on the ground without relying on railroad tracks or established lines. In addition, the own vehicle is an automobile powered by electricity, and may be an electric vehicle that obtains driving energy by rotating a motor with electricity stored in a battery rather than obtaining driving energy from burning fossil fuel.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치(10)를 설명하기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram for explaining the steering control device 10 according to an embodiment of the present disclosure.

도 3을 참조하면, 인버터(210)는 모터 공급 전력을 반력 모터(113)에 공급할 수 있다. 구체적으로, 인버터(210)는 제어부(230)로부터 지령 전류를 반력 모터(113)로 입력하기 위해 인버터(210)에 포함된 FET 트랜지스터를 제어할 수 있다. 따라서, 반력 모터(113)는 인버터(210)로부터 모터 공급 전력을 공급받고, 지령 전류 입력에 따라 구동할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the inverter 210 may supply motor supply power to the reaction force motor 113 . Specifically, the inverter 210 may control the FET transistor included in the inverter 210 to input a command current from the control unit 230 to the reaction force motor 113 . Accordingly, the reaction force motor 113 receives the motor supply power from the inverter 210 and can be driven according to the command current input.

도 3에 도시된 반력 모터(113)는 3상 브러시리스(Brushless) 모터일 수 있다. 따라서, 모터를 제어하는 FET 트랜지스터는 각 상에 직렬로 두 개씩 연결될 수 있다.The reaction force motor 113 shown in FIG. 3 may be a 3-phase brushless motor. Thus, two FET transistors controlling the motor may be connected in series to each phase.

도 3을 참조하면, 릴레이부(220)는 인버터(210)와 반력 모터(113) 사이에 연결되고, 반력 모터(113)의 각 모터 단자를 서로 쇼트(Short) 또는 오픈(Open)할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the relay unit 220 is connected between the inverter 210 and the reaction force motor 113, and can short or open each motor terminal of the reaction force motor 113 to each other. .

3상 모터인 경우, 릴레이부(220)는 제1 릴레이(221) 및 제2 릴레이(222)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 릴레이(221)는 반력 모터(113)의 U상 단자와 V상 단자 간에 쇼트 또는 오픈할 수 있도록 연결되고, 제2 릴레이(222)는 반력 모터(113)의 V상 단자와 W상 단자 간에 쇼트 또는 오픈할 수 있도록 연결될 수 있다.In the case of a three-phase motor, the relay unit 220 may include a first relay 221 and a second relay 222 . Specifically, the first relay 221 is connected to short or open between the U-phase terminal and the V-phase terminal of the reaction force motor 113, and the second relay 222 is connected to the V-phase terminal of the reaction force motor 113. It can be connected to short or open between W phase terminals.

H-Bridge 모터의 경우, 릴레이부(220)는 제1 릴레이(221)를 포함할 수 있다.In the case of an H-Bridge motor, the relay unit 220 may include a first relay 221 .

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 릴레이(400)를 설명하기 위한 블록도이다.4 is a block diagram for explaining a relay 400 according to an embodiment of the present disclosure.

도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 릴레이(400)는 전원부(410), 개폐부(420) 및 릴레이 제어부(430) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , a relay 400 according to an embodiment of the present disclosure may include a power supply unit 410, an opening/closing unit 420, and a relay control unit 430.

전원부(410)는 릴레이 구동 전원을 공급할 수 있다. 릴레이(400)는 릴레이 내부에 배터리 전원을 포함하거나, 조향 제어 장치(10)로부터 전원부(410)를 통해 릴레이 구동 전원을 공급받을 수 있다. 여기서, 배터리 전원은 커패시터 등의 축전지일 수 있다. The power supply unit 410 may supply relay driving power. The relay 400 may include battery power inside the relay or may receive relay driving power from the steering control device 10 through the power supply unit 410 . Here, the battery power source may be a storage battery such as a capacitor.

개폐부(420)는 모터 단자 간에 연결을 쇼트 또는 오픈할 수 있다. 구체적으로, 개폐부(420)는 모터 단자 간에 연결을 쇼트 또는 오픈하는 스위칭 소자와 스위칭 소자의 개폐를 제어하는 릴레이 코일을 포함할 수 있다. 이에 따라, 개폐부(420)는 릴레이 코일에 릴레이 구동 전원이 공급되면, 스위칭 소자를 오픈하도록 제어하고, 릴레이 코일에 릴레이 구동 전원이 공급되지 않으면, 스위칭 소자를 쇼트하도록 제어할 수 있다.The opening/closing unit 420 may short or open connections between motor terminals. Specifically, the opening/closing unit 420 may include a switching element for shorting or opening a connection between motor terminals and a relay coil for controlling opening/closing of the switching element. Accordingly, the opening/closing unit 420 may control the switching element to open when relay driving power is supplied to the relay coil, and may control the switching element to be shorted when relay driving power is not supplied to the relay coil.

릴레이 제어부(430)는 제어부(230)로부터 제어 신호를 수신하여 릴레이 코일에 릴레이 구동 전원이 공급되도록 제어할 수 있다.The relay controller 430 may receive a control signal from the controller 230 and control relay driving power to be supplied to the relay coil.

이와 같이, 릴레이부(220)에 포함되는 제1 릴레이(221), 제2 릴레이(222)는 전술한 릴레이(400)의 구성을 각각 포함할 수 있다.As such, the first relay 221 and the second relay 222 included in the relay unit 220 may each include the configuration of the relay 400 described above.

다시, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제어부(230)는 자차량의 시동 온/오프 상태를 기초로 릴레이부(220)를 제어할 수 있다.Again, referring to FIGS. 2 and 3 , the control unit 230 may control the relay unit 220 based on the ignition on/off state of the own vehicle.

도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 반력 모터(113)의 모터 단자 간에 쇼트 또는 오픈하는 것을 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are views for explaining shorting or opening between motor terminals of the reaction force motor 113 according to an exemplary embodiment.

도 5를 참조하면, 제어부(230)는 시동 오프 상태인 경우, 상기 반력 모터(113)의 U상 단자, V상 단자 및 W상 단자가 서로 쇼트되도록 상기 제1 릴레이(221) 및 상기 제2 릴레이(222)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 접점 POLE과 접점 NC(Normal Close)가 연결되도록 제1 릴레이(221) 및 제2 릴레이(222)를 제어할 수 있다. 제어부(230)는 자차량이 시동 오프 상태가 되면, 제1 릴레이(221) 및 제2 릴레이(222)에 반력 모터(113)의 각 모터 단자 간에 쇼트를 위한 제어 신호를 출력할 수 있고, 제1 릴레이(221) 및 제2 릴레이(222)는 각각에 포함된 릴레이 코일에 릴레이 구동 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 반력 모터(113)의 U, V, W상 모터 단자는 서로 쇼트될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the controller 230 operates the first relay 221 and the second relay 221 so that the U-phase terminal, the V-phase terminal, and the W-phase terminal of the reaction force motor 113 are short-circuited to each other when the ignition is off. Relay 222 can be controlled. That is, the control unit 230 may control the first relay 221 and the second relay 222 so that the contact POLE and the contact NC (Normal Close) are connected. The control unit 230 may output a control signal for shorting between the respective motor terminals of the reaction force motor 113 to the first relay 221 and the second relay 222 when the vehicle is turned off, and The first relay 221 and the second relay 222 may supply relay driving power to relay coils included in each. Accordingly, the U, V, and W phase motor terminals of the reaction force motor 113 may be shorted together.

도 6을 참조하면, 제어부(230)는 시동 온 상태인 경우, 상기 반력 모터(113)의 U상 단자, V상 단자 및 W상 단자가 서로 오픈되도록 상기 제1 릴레이(221) 및 상기 제2 릴레이(222)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 접점 POLE과 접점 NO(Normal Open)가 연결되도록 제1 릴레이(221) 및 제2 릴레이(222)를 제어할 수 있다. 제어부(230)는 자차량이 시동 온 상태가 되면, 제1 릴레이(221) 및 제2 릴레이(222)에 반력 모터(113)의 각 모터 단자 간에 오픈을 위한 제어 신호를 출력할 수 있고, 제1 릴레이(221) 및 제2 릴레이(222)는 각각에 포함된 릴레이 코일에 공급되던 릴레이 구동 전력을 중단할 수 있다. 이에 따라, 반력 모터(113)의 U, V, W상 모터 단자는 서로 오픈될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the control unit 230 operates the first relay 221 and the second relay 221 so that the U-phase terminal, V-phase terminal, and W-phase terminal of the reaction force motor 113 are open to each other when the engine is in an on-state. Relay 222 can be controlled. That is, the control unit 230 may control the first relay 221 and the second relay 222 so that the contact POLE and the contact NO (Normal Open) are connected. The control unit 230 may output a control signal for opening between the respective motor terminals of the reaction force motor 113 to the first relay 221 and the second relay 222 when the vehicle is in the ignition-on state, and Relay driving power supplied to relay coils included in each of the first relay 221 and the second relay 222 may be stopped. Accordingly, the U, V, and W phase motor terminals of the reaction force motor 113 can be opened to each other.

전술한 바에 따르면, 본 개시에 따른 조향 제어 장치(10)는 도 5와 같이, 릴레이 코일에 릴레이 구동 전원이 공급되지 않음에 따라, 모터 간 단자가 서로 쇼트 상태를 유지하므로, 자차량의 시동 오프 상태에서 추가적인 배터리 전류 소모 없이 계속해서 모터 단자 간 쇼트 상태를 유지할 수 있다.As described above, in the steering control device 10 according to the present disclosure, as shown in FIG. 5 , since the relay driving power is not supplied to the relay coil, the terminals between the motors maintain a shorted state with each other, so the ignition of the host vehicle is turned off. In this state, the short state between the motor terminals can be continuously maintained without additional battery current consumption.

도 7은 일 실시예에 따른 반력 모터(113)의 모터 단자 간에 쇼트되는 것을 설명하기 위한 회로도이다.7 is a circuit diagram illustrating shorting between motor terminals of the reaction force motor 113 according to an exemplary embodiment.

도 7을 참조하면, 자차량의 시동 오프 상태에서 제어부(230)가 릴레이를 제어함에 따라 도 7과 같이 반력 모터(113)의 각 모터 단자가 서로 쇼트될 수 있다. 이에 따라, 운전자가 스티어링 휠을 조타하여도 반력 모터(113)에서 발생하는 역기전력에 의해 역방향 토크가 발생하게 된다. 즉, 운전자는 스티어링 휠을 조타함에 있어서 더 큰 힘을 필요로 하게 된다.Referring to FIG. 7 , as the control unit 230 controls the relay in an ignition-off state of the host vehicle, motor terminals of the reaction force motor 113 may be shorted together as shown in FIG. 7 . Accordingly, even when the driver steers the steering wheel, reverse torque is generated by the counter electromotive force generated from the reaction force motor 113. That is, the driver needs a greater force to steer the steering wheel.

전술한 바에 따르면, 본 개시에 따른 조향 제어 장치(10)는 릴레이를 통해 반력 모터(113)의 모터 단자 간 쇼트를 유지함으로써 운전자의 스티어링 휠 급 조타 발생을 방지할 수 있다.As described above, the steering control device 10 according to the present disclosure maintains a short between the motor terminals of the reaction force motor 113 through a relay, thereby preventing a driver's steering wheel-level steering from occurring.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 릴레이 및 이를 이용한 조향 제어 장치는 자차량의 시동 오프 상태에서 운전자의 부주의에 의한 운전자의 상해를 예방할 수 있다.As described above, according to the present disclosure, the relay and the steering control device using the same can prevent injury to the driver due to the driver's negligence when the ignition of the vehicle is off.

릴레이 및 이를 이용한 조향 제어 장치는 클러치 구조나 Key lock solenoid 구조의 종래 기술과 함께 적용하면 운전자의 스티어링 휠 급 조타에 대한 이중화 예방을 할 수 있다.When a relay and a steering control device using the same are applied together with the prior art of a clutch structure or a key lock solenoid structure, redundancy of the driver's steering wheel-level steering can be prevented.

릴레이 및 이를 이용한 조향 제어 장치는 차량 시스템의 경량화, 일체화, 소형화 및 단가 절감을 구현할 수 있다.A relay and a steering control device using the same can implement weight reduction, integration, miniaturization, and unit cost reduction of a vehicle system.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present disclosure, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the technical idea. In addition, since the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but to explain, the scope of the present technical idea is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present disclosure should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of the present disclosure.

1: 조향 제어 시스템 10: 조향 제어 장치
210: 인버터 220: 릴레이
230: 제어부
1: steering control system 10: steering control device
210: inverter 220: relay
230: control unit

Claims (6)

반력 모터로 모터 구동 전원을 공급하는 인버터;
상기 인버터와 상기 반력 모터 사이에 연결되고, 상기 반력 모터의 각 모터 단자를 서로 쇼트(Short) 또는 오픈(Open)하는 릴레이부; 및
자차량의 시동 온/오프 상태를 기초로 상기 릴레이부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 반력 모터는, 3상 브러시리스 모터이고,
상기 릴레이는, 상기 반력 모터의 U상 단자와 V상 단자 간에 쇼트 또는 오픈하는 제1 릴레이 및 상기 반력 모터의 V상 단자와 W상 단자 간에 쇼트 또는 오픈하는 제2 릴레이를 포함하는 조향 제어 장치.
an inverter that supplies motor drive power to the reaction force motor;
a relay unit connected between the inverter and the reaction force motor and shorting or opening each motor terminal of the reaction force motor; and
A control unit for controlling the relay unit based on an on/off state of the ignition of the host vehicle;
The reaction force motor is a three-phase brushless motor,
The relay includes a first relay that shorts or opens between the U-phase terminal and the V-phase terminal of the reaction force motor and a second relay that shorts or opens between the V-phase terminal and the W-phase terminal of the reaction force motor.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자차량이 시동 오프 상태인 경우, 상기 반력 모터의 U상 단자, V상 단자 및 W상 단자가 서로 쇼트되도록 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이를 제어하는 조향 제어 장치.
According to claim 1,
The control unit,
The steering control device for controlling the first relay and the second relay so that the U-phase terminal, the V-phase terminal, and the W-phase terminal of the reaction force motor are shorted to each other when the vehicle is in an ignition-off state.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 자차량이 시동 온 상태인 경우, 상기 반력 모터의 U상 단자, V상 단자 및 W상 단자가 서로 오픈되도록 상기 제1 릴레이 및 상기 제2 릴레이를 제어하는 조향 제어 장치.
According to claim 1,
The control unit,
The steering control device for controlling the first relay and the second relay so that the U-phase terminal, the V-phase terminal, and the W-phase terminal of the reaction force motor are open to each other when the vehicle is in the starting-on state.
삭제delete
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