WO2021101236A1 - 필터 장치 및 조향 제어 장치 - Google Patents

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capacitor
short
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circuit prevention
steering
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이종무
제규영
이수민
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주식회사 만도
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    • H03H2001/0021—Constructional details

Definitions

  • the present embodiments relate to a filter device and a steering control device.
  • a steering system refers to a system capable of changing a steering angle of a wheel based on a steering force (or rotational force) applied to a steering wheel by a driver of a vehicle.
  • an EPS Electric Power Steer
  • an electric power steering system has been applied to a vehicle in order to reduce the steering force of the steering wheel to ensure the stability of the steering state.
  • the present embodiments can provide a filter device capable of effectively preventing a short circuit.
  • the present embodiments can provide a steering control device capable of effectively preventing a short circuit.
  • the present embodiments are a filter device for filtering noise including a capacitor part and a short-circuit prevention part, wherein the capacitor part and the short-circuit prevention part are connected in series, and when the capacitor part is short-circuited, the short-circuit prevention part is in series. Short-circuit current may be blocked by changing an impedance formed through the capacitor part and the short-circuit prevention part connected to each other.
  • the embodiments include a filter unit for filtering noise of electrical energy; And a steering motor power supply unit for converting the filtered electric energy based on the steering motor control signal to generate an assist steering force and controlling the steering motor based on the assist steering force, wherein the filter unit includes a capacitor unit and a short circuit prevention unit.
  • the capacitor part and the short-circuit prevention part are connected in series, and when the capacitor part is short-circuited, the short-circuit prevention part may block a short-circuit current by changing an impedance formed through the capacitor part and the short-circuit prevention part connected in series.
  • FIG. 1 is an overall block diagram illustrating a filter device according to the present embodiments.
  • FIG. 2 is a detailed block diagram illustrating a capacitor unit and a short-circuit prevention unit according to the present embodiments.
  • 3 to 5 are circuit diagrams for specifically explaining the filter device according to the present embodiments.
  • 6 and 7 are diagrams for specifically explaining the resistance of the short-circuit prevention unit according to the present embodiments.
  • FIG. 8 is a detailed block diagram illustrating a steering control apparatus according to the present embodiments.
  • FIG. 9 is an overall block diagram illustrating a steering system according to the embodiments.
  • FIG. 10 is an overall flow chart for explaining a steering control method according to the present embodiments.
  • first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, order, or number of the component is not limited by the term.
  • temporal precedence relationship such as "after”, “after”, “after”, “before”, etc.
  • temporal precedence relationship such as "after”, “after”, “after”, “before”, etc.
  • a case where a flow forward and backward relationship is described may also include a case that is not continuous unless “directly” or “directly” is used.
  • the numerical value or its corresponding information is related to various factors (e.g., process factors, internal or external impacts, etc.) It can be interpreted as including an error range that can be caused by noise, etc.).
  • FIG. 1 is an overall block diagram illustrating a filter device according to the present embodiments.
  • the filter device 100 may include at least one of a capacitor unit 110, a short-circuit prevention unit 120, an inductor unit 130, and a resistance unit 140. have.
  • the capacitor unit 110, the short-circuit prevention unit 120, the inductor unit 130, and the resistance unit 140 may be connected by at least one of electrical, magnetic, and mechanical.
  • the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 may be one or more. In the following description, the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 will be described as one case, but the present invention is not limited thereto, and may be applied even when the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 are two or more. have.
  • the filter device 100 includes a capacitor unit 110 and a short-circuit prevention unit 120 to filter noise, and the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 are connected in series, and the capacitor unit 110 When) is short-circuited, the short-circuit prevention unit 120 may block a short-circuit current by changing an impedance formed through the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 connected in series.
  • the filter device 100 may filter an electric signal.
  • the filter device 100 may pass or block noise included in the electrical signal, that is, a signal in a specific frequency domain.
  • the electric signal may mean electric energy including current and/or voltage.
  • the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 may be connected to each other.
  • the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 may be connected in series. That is, the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 may be located on the same voltage path or current path, and may be connected to each other in a row.
  • the short-circuit prevention unit 120 and the capacitor unit 110 connected in series The short-circuit current may be blocked by changing the impedance formed through the short-circuit prevention unit 120.
  • the overcurrent that is, the short-circuit current
  • the short-circuit current may be a current capable of changing an initial impedance value (or a first impedance value) of the short-circuit prevention unit.
  • the short-circuit prevention unit 120 is a capacitor unit connected in series.
  • the short-circuit current may be blocked by changing its own impedance value so that the impedance formed through the 110 and the short-circuit prevention unit 120 increases.
  • the short-circuit prevention unit 120 may be fusing after its own impedance value gradually increases based on the first impedance value.
  • the first impedance value may be the impedance value of the short-circuit preventing part 120 when the capacitor part 110 and the short-circuit prevention part 120 connected in series are normal, that is, when the capacitor part 110 is not short-circuited. Accordingly, when the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 connected in series are normal, that is, when the capacitor unit 110 is not short-circuited, the filter device 100 is connected to the capacitor unit 110 and the first Noise may be removed through the short-circuit prevention unit 120 having an impedance value.
  • the filter device when the filter device according to the present embodiments is in a normal state, not only can the filtering operation be performed through the capacitor unit and the short circuit prevention unit, but also when the capacitor unit is shorted to generate a short circuit current, the short circuit prevention unit
  • the impedance value is gradually increased based on the first impedance value, which is a normal impedance value, and then fused to open the voltage path or current path of the capacitor part and the short-circuit prevention part connected in series, when a short circuit occurs due to the breakage of the capacitor part, Short circuit prevention can be effectively prevented through the short circuit prevention part.
  • the filter device 100 may further include at least one of an inductor unit 130 and a resistance unit 140.
  • the inductor unit 130 and the resistance unit 140 may be one or more.
  • the inductor unit 130 may include at least one inductor.
  • the resistor unit 140 may include at least one resistor.
  • the filter device 100 may further include at least one of at least one inductor unit 130 including at least one inductor and a resistance unit 140 including at least one resistor.
  • the filter device 100 when the filter device 100 further includes the inductor unit 130, it may be an LC filter. That is, the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 and the inductor unit 130 connected in series may be LC filters.
  • the capacitor unit 110 includes a first capacitor unit and a second capacitor unit, and further includes an inductor unit 130
  • the first capacitor unit, the second capacitor unit, and the inductor unit 130 have a ⁇ shape. It may be an LC filter. That is, the first capacitor part and the first short-circuit prevention part connected in series, the second capacitor part and the second short-circuit prevention part connected in series, and the inductor part 130 may be a ⁇ -shaped LC filter.
  • the filter device 100 when the filter device 100 further includes the inductor unit 130 and the resistor unit 140, it may be an RLC filter. That is, the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120, the inductor unit 130, and the resistance unit 140 connected in series may be RLC filters.
  • the filter device 100 may include at least one of an EMI filter and an EMC filter.
  • the types and shapes of the filter devices according to the embodiments described above are only examples, and the filter devices according to the embodiments may include any filter type and shape.
  • FIG. 2 is a detailed block diagram illustrating a capacitor unit and a short-circuit prevention unit according to the present embodiments.
  • the capacitor unit 110 may include a capacitor C.
  • the short-circuit prevention unit 120 may include a resistor R or the like.
  • the short-circuit prevention unit 120 may include a resistor R connected in series to the capacitor C.
  • capacitors C and resistors R There may be one or more capacitors C and resistors R.
  • the description will be made as a case where there is only one capacitor C and one resistor R, but the present invention is not limited thereto, and may be applied even when there are two or more capacitors C and R.
  • the capacitor C of the capacitor unit 110 and the resistor R of the short-circuit prevention unit 120 may be connected to each other.
  • the capacitor C of the capacitor unit 110 and the resistor R of the short-circuit prevention unit 120 may be connected in series. That is, the capacitor C of the capacitor unit 110 and the resistor R of the short-circuit prevention unit 120 may be located on the same voltage path or current path, and may be connected to each other in a row.
  • the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 is the resistance R so that the impedance of the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 connected in series increases.
  • Value can be changed to block short-circuit current.
  • the overcurrent that is, the short-circuit current, may be a current capable of changing an initial resistance value (or a first resistance value) of the resistance R of the short-circuit prevention unit 120.
  • the resistance (R) of the short-circuit prevention unit 120 changes the impedance formed through the capacitor (C) of the capacitor unit 110 connected in series and the resistance (R) of the short-circuit prevention unit 120 to block the short-circuit current.
  • the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 may be fusing after the resistance value gradually increases based on the first resistance value.
  • the first resistance value is when the capacitor C of the capacitor unit 110 connected in series and the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 are normal, that is, the capacitor C of the capacitor unit 110 is not short-circuited. If not, it may be a resistance value of the resistance R of the short-circuit prevention unit 120. Accordingly, when the capacitor C of the capacitor unit 110 connected in series and the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 are normal, that is, when the capacitor C of the capacitor unit 110 is not short-circuited, the filter device 100 may filter noise through the capacitor C of the capacitor unit 110 connected in series and the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 having a first resistance value.
  • the first resistance value may be 0 [ ⁇ ]. Accordingly, when the capacitor C of the capacitor unit 110 is not short-circuited, noise can be filtered through the capacitor C of the capacitor unit 110 and a resistor having 0 [ ⁇ ] of the short-circuit prevention unit 120. have. In addition, when the capacitor C of the capacitor unit 110 is short-circuited, the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 may be fused after the resistance value gradually increases based on 0 [ ⁇ ].
  • the resistor R of the short-circuit prevention unit 120 may include a jumper type chip resistor.
  • the filter device when the filter device according to the present embodiments is in a normal state, not only can the filtering operation be performed through the capacitor of the capacitor unit and the resistance of the short-circuit prevention unit, but also the short-circuit current is generated by the capacitor of the capacitor unit being short-circuited.
  • the resistance value of the resistance of the short-circuit prevention unit gradually increases based on the first resistance value, which is the resistance value in a normal state, and then fuses to open the voltage path or the current path of the capacitor of the capacitor unit connected in series and the resistance of the short circuit prevention unit ), when a short circuit occurs due to damage of the capacitor in the capacitor part, it is possible to effectively prevent the short circuit through the resistance of the short-circuit prevention part.
  • 3 to 5 are circuit diagrams for specifically explaining the filter device according to the present embodiments.
  • the capacitor unit 110 may include at least one capacitor.
  • the short-circuit prevention unit 120 may include at least one resistor.
  • the inductor unit may include at least one inductor.
  • the resistor unit may include at least one resistor.
  • the resistance of the short-circuit prevention unit 120 may include a jumper type chip resistor having 0 [ ⁇ ].
  • the capacitor of the capacitor unit 110 may include a general-purpose multi-layer ceramic capacitor (MLCC).
  • MLCC general-purpose multi-layer ceramic capacitor
  • the filter device 100 may be a ⁇ -shaped LC filter.
  • the capacitor unit 110 may include a first capacitor unit 111 and a second capacitor unit 112.
  • the first capacitor part 111 may include a first capacitor C1
  • the second capacitor part 112 may include a second capacitor C2.
  • the short-circuit prevention part 120 may include a first short-circuit prevention part 121 and a second short-circuit prevention part 122.
  • the first short-circuit prevention part 121 may include a first resistor R1
  • the second short-circuit prevention part 122 may include a second resistor R2.
  • the inductor unit may include an inductor L.
  • the first capacitor C1 of the first capacitor part 111 and the first resistor R1 of the first short-circuit prevention part 121 may be connected in series, and the second capacitor (( C2 and the second resistor R2 of the second short-circuit prevention part 122 may be connected in series.
  • the first capacitor C1 and the first short-circuit prevention part 121 of the first capacitor part 111 connected in series.
  • the first resistor R1 of ), the second capacitor C2 of the second capacitor part 112 connected in series, and the second resistor R2 of the second short-circuit prevention part 122 may be connected in parallel.
  • the inductor L of the inductor unit 130 may be connected to one side of the first capacitor C1 of the first capacitor unit 111 and one side of the second capacitor C2 of the second capacitor unit 112.
  • the filter device including the ⁇ -type LC filter according to the present embodiments When the filter device including the ⁇ -type LC filter according to the present embodiments is in a normal state, it is possible to perform a filtering operation through the first capacitor, the second capacitor, the first resistor, the second resistor, and the inductor.
  • the resistance value of the first resistor connected in series with the first capacitor gradually increases based on 0 [ ⁇ ] and then fuses, By opening a voltage path or a current path between the connected first capacitor and the first resistor, when a short circuit occurs due to damage of the first capacitor, a short circuit can be effectively prevented through the first resistor.
  • the filter device 100 may be an LC filter.
  • the capacitor unit 110 may include a first capacitor unit 111.
  • the first capacitor part 111 may include a first capacitor C1.
  • the short-circuit prevention part 120 may include a first short-circuit prevention part 121.
  • the first short-circuit prevention part 121 may include a first resistor R1.
  • the inductor unit 130 may include an inductor (L).
  • the first capacitor C1 of the first capacitor part 111 and the first resistor R1 of the first short-circuit prevention part 121 may be connected in series.
  • the inductor L of the inductor unit 130 may be connected to one side of the first capacitor C1 of the first capacitor unit 111.
  • the filter device including the LC filter according to the present embodiments When the filter device including the LC filter according to the present embodiments is in a normal state, a filtering operation can be performed through the first capacitor, the first resistor, and the inductor, and a short circuit current is generated due to the short circuit of the first capacitor.
  • the resistance value of the first resistor connected in series with the first capacitor gradually increases based on 0 [ ⁇ ] and then fused to open the voltage path or current path between the first capacitor and the first resistor connected in series.
  • a plurality of capacitor units 110 and short-circuit prevention units 120 connected in series may be connected in parallel.
  • the capacitor unit 110 may include a first capacitor unit 111 to an nth capacitor unit 11n.
  • the first capacitor part 111 may include a first capacitor C1
  • the nth capacitor part 11n may include an nth capacitor Cn.
  • the short-circuit prevention part 120 may include a first short-circuit prevention part 121 to an n-th short-circuit prevention part 12n.
  • the first short-circuit prevention part 121 may include a first resistor R1
  • the n-th short-circuit prevention part 12n may include an n-th resistor Rn.
  • the inductor unit 130 may include an inductor (L).
  • the first capacitor C1 of the first capacitor part 111 and the first resistor R1 of the first short-circuit prevention part 121 may be connected in series, and the n-th capacitor Cn of the n-th capacitor part 11n ) And the n-th resistor Rn of the n-th short-circuit prevention part 12n may be connected in series.
  • the first capacitor C1 of the first capacitor part 111 connected in series, the first resistor R1 of the first short-circuit prevention part 121, and the n-th capacitor of the n-th capacitor part 11n connected in series ( Cn) and the n-th resistor Rn of the n-th short-circuit prevention part 12n may be connected in parallel.
  • the inductor L of the inductor unit 130 may be connected to one side of the first capacitor C1 of the first capacitor unit 111 and to one side of the nth capacitor Cn of the nth capacitor unit 11n.
  • the filter device including a plurality of capacitor units connected in series and a plurality of short-circuit prevention units in parallel according to the present embodiments is filtered through a first capacitor to an nth capacitor, a first resistor to an nth resistor, and an inductor in a normal state.
  • the resistance value of the first resistor connected in series with the first capacitor is 0 [ ⁇ ].
  • the filter apparatus according to the present exemplary embodiments described above with reference to FIGS. 3 to 5 is merely exemplary, and may be applied to any filter type.
  • the filter device according to the present embodiments is located between an input power source and a power converter (for example, an inverter, etc.), the electrical energy of the input power (for example, (alternating current and/or direct current)) voltage and/or current Etc.), as well as filtering the switching noise introduced from a power converter (eg, an inverter, etc.).
  • a power converter for example, an inverter, etc.
  • the electrical energy of the input power for example, (alternating current and/or direct current)
  • voltage and/or current Etc. voltage and/or current Etc.
  • filtering the switching noise introduced from a power converter eg, an inverter, etc.
  • the capacitor portion of the capacitor is a general-purpose multi-layer ceramic condencer (MLCC)
  • the resistance of the short-circuit prevention portion is a jumper type chip resistor
  • the general-purpose MLCC and the jumper By implementing the type chip resistor in series, it is possible to filter out normal noise. Even if a short circuit occurs in a general-purpose MLCC, the battery short circuit prevention function can be implemented at low cost due to the fusing operation of the jumper type chip resistor.
  • the filter device has a function of preventing a circuit short when a capacitor is damaged while using a low-cost multi-layer ceramic condencer (MLCC).
  • MLCC low-cost multi-layer ceramic condencer
  • the capacitor part of the capacitor is a general-purpose multi-layer ceramic condencer (MLCC) and the resistance of the short-circuit prevention part is a jumper type chip resistor, not only cost can be reduced, but also In the mass production line, a single bill of materials (BOM) can provide a bird's eye view of product errors and management points.
  • MLCC general-purpose multi-layer ceramic condencer
  • BOM single bill of materials
  • 6 and 7 are diagrams for specifically explaining the resistance of the short-circuit prevention unit according to the present embodiments.
  • the resistor R of the short-circuit prevention unit 120 may be a jumper type chip resistor.
  • the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 is a laser trimming groove R-1, a resistor body R-2, an electrode R-3, and alumina. It may include a substrate (alumina substrate) (R-4) or the like.
  • the resistance value may be adjusted by adjusting the laser trimming groove R-1 through laser cutting.
  • the laser trimming groove R-1 may be formed to have an initial resistance value of 0 [ ⁇ ].
  • 0 [ ⁇ ] may be a value having a predetermined error range.
  • the predetermined error range may be 5%, but is not limited thereto and may be modified according to the specifications of the filter device.
  • the filter device 100 may filter noise through the capacitor C of the capacitor unit 110 connected in series and the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 having a resistance value of 0 [ ⁇ ]. have.
  • the capacitor C of the capacitor unit 110 is short-circuited to cause an overcurrent, that is, a short circuit current
  • the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 may be melted and cut off. That is, when the capacitor C of the capacitor unit 110 is short-circuited to generate an overcurrent, that is, a short-circuit current, the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 is a laser trimming groove R-1 The periphery of is melted so that the resistance value gradually increases based on 0 [ ⁇ ], and then can be fusing.
  • the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 may open the circuit of the filter device 100 after melting due to overcurrent.
  • the current maximum Imax may be 2A and 2sec, but is not limited thereto and may be modified according to the specifications of the filter device.
  • the resistance maximum Rmax of the jumper type chip resistor may be 50 m ⁇ , but is not limited thereto and may be modified according to the specifications of the filter device.
  • test voltage may be less than at least one of rated voltage (current) ⁇ 2.5, 2s, and maximum overload voltage, but is not limited thereto and may be modified according to specifications of the filter device.
  • the resistance of the short-circuit prevention unit may provide a short-circuit prevention circuit when a short circuit occurs due to damage to a chip capacitor.
  • FIG. 8 is a detailed block diagram illustrating a steering control apparatus according to the present embodiments.
  • the steering control apparatus 200 may include at least one of a filter unit 210 and a steering motor power supply unit 220.
  • the steering control apparatus 200 may include a filter unit 210 that filters noise of electric energy; Includes a steering motor power supply unit 220 for converting the filtered electric energy based on the steering motor control signal to generate an assist steering force, and controlling the steering motor based on the assist steering force, the filter unit 210, the capacitor unit and Including a short-circuit prevention part, the capacitor part and the short-circuit prevention part are connected in series, and when the capacitor part is short-circuited, the short-circuit prevention part may block the short-circuit current by changing an impedance formed through the capacitor part and the short-circuit prevention part connected in series. .
  • the filter unit 210 may be the same component as the filter device 100 described above with reference to FIGS. 1 to 7.
  • the capacitor unit 110 may include a capacitor C, and the short-circuit prevention unit 120 may include a resistor R connected in series to the capacitor C.
  • the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 may increase the impedance of the capacitor unit 110 and the short-circuit prevention unit 120 connected in series. The resistance value can be changed to block the short-circuit current.
  • the resistance R of the short-circuit prevention unit 120 may be fusing after the resistance value gradually increases based on the first resistance value.
  • the first resistance value may be 0 [ ⁇ ].
  • the filter unit 210 may further include at least one of an inductor unit 130 including an inductor L and a resistance unit 140 including a resistor R.
  • the capacitor unit 110 includes a first capacitor unit 110 and a second capacitor unit 110 and further includes an inductor unit 130
  • the first capacitor unit 110 and the second capacitor unit 110 and the inductor unit 130 may be a ⁇ -shaped LC filter.
  • the steering motor power supply unit 220 may be connected to the filter unit 210 to receive filtered electric energy.
  • the steering motor power supply unit 220 may be connected to the controller unit 250 to receive a steering motor control signal.
  • the steering motor power supply unit 220 may generate an assist steering force by converting the filtered electric energy based on the steering motor control signal, and control the steering motor based on the assist steering force.
  • the steering motor power supply unit 220 when the filter unit 210 is normal, the steering motor power supply unit 220 generates an assist steering force by converting the filtered electric energy based on the steering motor control signal, and controls the steering motor based on the assist steering force. I can.
  • the steering motor power supply unit 220 when the capacitor C of the filter unit 210 is short-circuited and the resistance value of the resistor R is gradually increased and fusing, the steering motor power supply unit 220 provides electric energy from the input power based on the steering motor control signal. By converting to, the assist steering force may be generated, and the steering motor may be controlled or the operation may be stopped based on the assist steering force.
  • the steering motor power supply unit 220 may include a gate driver 221, an inverter 222, a phase disconnector (PCO) 223, and the like.
  • PCO phase disconnector
  • the gate driver 221 may receive a steering motor control signal from the controller unit 250, generate a gate signal based on this, and provide it to the inverter 222.
  • the inverter 222 may generate an assist steering force by converting the filtered electrical energy of the filtering unit according to the gate signal.
  • the phase disconnector (eg, a circuit breaker or disconnector) 223 may be positioned between the inverter 222 and the steering motor, and may supply or cut off the assist steering force provided from the inverter 222 to the steering motor.
  • the steering control device 200 further includes at least one of the sensor unit 230, the communication unit 240, the controller unit 250, the controller monitoring unit 260, and the operation power conversion unit 270. It can be made including.
  • the sensor unit 230 may include at least one of a temperature sensor 231, a current sensor 232, and a motor position sensor 233, but is not limited thereto and Any sensor can be included if it can measure the state of the body.
  • the temperature sensor 231 may measure the temperature of the steering control device and provide temperature information to the controller unit 250.
  • the current sensor 232 may measure an assist current (or assist steering force) provided from the steering motor power supply unit 220 to the steering motor to provide assist current information to the controller unit 250.
  • the motor position sensor 233 may measure the position of the steering motor and provide position information of the steering motor to the controller unit 250.
  • the communication unit 240 may include at least one of an internal communication unit and an external communication unit.
  • the internal communication unit may be connected to other steering control devices to receive or provide information to each other.
  • the external communication unit may be connected to the vehicle to receive vehicle status information (for example, vehicle speed information, etc.) from the vehicle or provide information related to the steering system to the vehicle.
  • the controller unit 250 may be connected to each component of the steering control device to provide information or receive information to control an operation.
  • the controller unit 250 includes torque information of a steering wheel, steering angle information of a steering wheel, temperature information, assist current information, steering motor position information, vehicle status information (for example, vehicle speed information), and input power.
  • a steering motor control signal is generated and provided to the gate driver based on at least one of the state information of, short-circuit (or overcurrent) state information, and the state information of the steering motor, or a separation/connection control signal (for example, Clutch control signal) can be generated and provided as a disconnect/connect mechanism.
  • the controller unit 250 may include a microcontroller, but is not limited thereto, and may include any device (or computer) as long as it is a device (or computer) capable of processing (or executing and calculating) a program. have.
  • the controller monitoring unit 260 may be connected to the controller unit 250.
  • the controller monitoring unit 260 may monitor an operating state of the controller unit 250.
  • the controller unit 250 may provide a watchdog signal to the controller monitoring unit 260.
  • the controller monitoring unit 260 may be cleared based on a watchdog signal provided from the controller unit 250 or may generate a reset signal and provide it to the controller unit 250.
  • the controller monitoring unit 260 may include a watchdog, but is not limited thereto, and any device capable of monitoring the controller unit may be included.
  • a watchdog may include a deadline, that is, a window watchdog with a start and an end.
  • the operating power conversion unit 270 may be connected to the filter unit 210.
  • the operating power conversion unit 270 may generate an operating voltage for each component of the steering assist device by converting the filtered electrical energy of the filter unit 210.
  • Such an operation power conversion unit 270 may include at least one of a DC-DC converter and a regulator, but is not limited thereto, and converts the output of the power protection module to convert each component of the steering control device. Any device can be included as long as it can generate an operating voltage.
  • FIG. 9 is an overall block diagram illustrating a steering system according to the embodiments.
  • the steering system 300 may include at least one of a steering device 310 and a steering assist device 320.
  • the steering device 310 may change the steering angle of the wheel 315 based on a steering force (or rotational force, etc.) applied to the steering wheel 314.
  • the steering device 310 may include an input side mechanism 311 and an output side mechanism 312.
  • the steering device 310 may further include a separation/connection mechanism 313 and the like.
  • the input side mechanism 311 may be connected to the steering wheel 314.
  • the input side mechanism 311 may rotate in a rotation direction of the steering wheel 314 or in a direction opposite to the rotation direction of the steering wheel 314.
  • the input-side mechanism 311 may include a steering shaft connected to the steering wheel 314, but is not limited thereto, and may rotate (or move) in a direction opposite to the rotation direction of the steering wheel or the rotation direction of the steering wheel. ) Any device (or device) may be included, if possible.
  • the output side mechanism 312 may be connected to the input side mechanism 311 by at least one of electrical and mechanical.
  • the output side mechanism 312 is connected to the wheel 315 and may change the steering angle (or movement, etc.) of the wheel 315.
  • the output side mechanism 312 may include at least one of a pinion, a rack, a tie rod, and a knuckle arm, but is not limited thereto, and the steering angle of the wheel (or , Movement, etc.), it can include any device (or device).
  • the separation/connection mechanism 313 may be connected to the input side mechanism 311 and the output side mechanism 312.
  • the separation/connection mechanism 313 may mechanically or electrically connect or separate the input side mechanism 311 and the output side mechanism 312.
  • the separation/connection mechanism 313 may include a clutch, but is not limited thereto, and may include any mechanism (or device) as long as the input-side mechanism and the output-side mechanism can be mechanically or electrically connected or disconnected.
  • the steering device 310 is a steering device in which an input-side mechanism and an output-side mechanism are mechanically connected, an input-side mechanism and an output-side mechanism are electrically connected to each other, and
  • the mechanism and the output-side mechanism may include at least one of a steering device (or SbW including a clutch) of a type connected to the separation/connection mechanism.
  • the steering wheel 314 and the wheel 315 are shown as not included in the steering device 310, but are not limited thereto and may be included in the steering device 310.
  • the steering assist device 320 may be connected to the steering device 310.
  • the steering assist device 320 may provide an assist steering force to the steering device 310.
  • the steering assist device 320 may include an Electronic Control Unit (ECU), but is not limited thereto and may include any control device (or system) as long as it is an electronically controllable device (or system). .
  • ECU Electronic Control Unit
  • the steering assist device 320 may include at least one of an input power source 321, a steering control module 322, a steering motor 323, and a sensor module 324.
  • the input power 321 may include at least one of DC power and AC power.
  • the DC power source may include a battery, but is not limited thereto, and any power source may be included as long as it can provide direct current.
  • the steering control module 322 may be connected to the input power source 321.
  • the steering control module 322 receives electrical energy from the input power source 321, filters noise of electrical energy, converts the filtered electrical energy based on the steering motor control signal to generate an assist steering force, and generates an assist steering force. Based on the steering motor 323 can be controlled.
  • the sensor module 324 may include at least one sensor.
  • the sensor may include at least one of the steering torque sensor 324-1 and the steering angle sensor 324-2, but is not limited thereto, and any sensor that can measure the state of the vehicle and the steering state of the vehicle It can also include.
  • the steering torque sensor 324-1 may measure the steering torque of the steering wheel and provide torque information of the steering wheel to the steering control module 322.
  • the steering angle sensor 324-2 may measure the steering angle of the steering wheel and provide steering angle information of the steering wheel to the steering control module 322.
  • the steering control module 322 generates a steering motor control signal based on at least one of steering torque information and steering angle information, converts the filtered electric energy according to the steering motor control signal to generate an assist steering force, and assists
  • the steering motor 323 may be controlled based on the steering force.
  • the steering motor 323 may be connected to the steering control module 322.
  • the steering motor 323 may assist steering of the steering device 310 by operating based on the assist steering force provided from the steering control module 322.
  • the steering motor 323 may include at least any one of a single winding type motor and a dual winding type motor, but is not limited thereto, and any It can also include a motor.
  • the steering motor 323 may include at least one of a three-phase type motor and a five-phase type motor, but is not limited thereto and may include any motor as long as it can assist the steering of the steering device.
  • the steering control method according to the present embodiments may be performed through a filter device, a steering control device, and a steering system.
  • FIG. 10 is an overall flow chart for explaining a steering control method according to the present embodiments.
  • a capacitor part and a short-circuit prevention part may be connected in series (S100).
  • S200 it may be determined whether the capacitor unit is shorted (S200).
  • whether the capacitor unit is short-circuited can be known as an overcurrent, that is, a short-circuit current, generated when the capacitor unit is short-circuited.
  • the short-circuit prevention unit may block the short-circuit current by changing an impedance formed through the capacitor unit and the short-circuit prevention unit connected in series (S300).
  • the capacitor unit may include a capacitor
  • the short-circuit prevention unit may include a resistor connected in series to the capacitor
  • step S300 when the capacitor of the capacitor part is short-circuited, the resistance of the short-circuit prevention part is changed so that the impedance of the capacitor part and the short-circuit prevention part connected in series increases to block the short-circuit current.
  • the resistance of the short-circuit prevention unit may be fused after the resistance value gradually increases based on the first resistance value.
  • the first resistance value may be 0 [ ⁇ ].
  • the electric energy provided from the input power is converted based on the steering motor control signal to generate an assist steering force, and the steering motor may be controlled or the operation may be stopped based on the assist steering force (S500).
  • step S400 when the capacitor of the capacitor part is not short-circuited, noise of electric energy may be filtered through the capacitor of the capacitor part and a resistor having 0 [ ⁇ ] of the short-circuit prevention part.
  • the filtered electric energy is converted based on the steering motor control signal to generate an assist steering force, and the steering motor may be controlled based on the assist steering force (S600).
  • At least one of an inductor unit including an inductor and a resistance unit including a resistor may be further included. Accordingly, when the capacitor unit includes a first capacitor unit and a second capacitor unit, and further includes the inductor unit, the first capacitor unit, the second capacitor unit, and the inductor unit may be a ⁇ -shaped LC filter.

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Abstract

본 실시예들은 필터 장치 및 조향 제어 장치에 관한 것이다. 커패시터부 및 단락 방지부를 포함하여 노이즈를 필터링하는 필터 장치로서, 필터 장치는 커패시터부와 단락 방지부는 직렬로 연결되고, 커패시터부가 단락되는 경우, 단락 방지부는 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부를 통해 형성된 임피던스(impedance)를 변화시켜 단락 전류를 차단할 수 있다.

Description

필터 장치 및 조향 제어 장치
본 실시예들은 필터 장치 및 조향 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 조향 시스템은 차량의 운전자가 조향 휠(steering wheel)에 가한 조향력(또는 회전력)을 바탕으로 바퀴의 조향각을 변화시킬 수 있는 시스템을 의미한다. 최근에는 조향 휠의 조향력을 경감하여 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 EPS(Electric Power Steer) 즉, 전동식 파워 조향 시스템이 차량에 적용되고 있다.
특히, 최근에는 전동식 파워 조향 시스템에서 배터리 케이블의 탈부착 시, 인가되는 힘으로 인하여 PCB가 휘어지는 힘을 받게 되고, 이로 인하여 배터리 커넥터 부근에 위치하는 필터 장치의 소자들이 외력에 의해 파손되는 문제점이 발생하고 있다.
본 실시예들은 단락을 효과적으로 방지할 수 있는 필터 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들은 단락을 효과적으로 방지할 수 있는 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은, 커패시터부 및 단락 방지부를 포함하여 노이즈를 필터링하는 필터 장치로서, 상기 커패시터부와 상기 단락 방지부는 직렬로 연결되고, 상기 커패시터부가 단락되는 경우, 상기 단락 방지부는 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부를 통해 형성된 임피던스(impedance)를 변화시켜 단락 전류를 차단할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 전기 에너지의 노이즈를 필터링하는 필터부; 및 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어하는 조향 모터 전원부를 포함하되, 상기 필터부는, 커패시터부 및 단락 방지부를 포함하되, 상기 커패시터부와 상기 단락 방지부는 직렬로 연결되고, 상기 커패시터부가 단락되는 경우, 상기 단락 방지부는 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부를 통해 형성된 임피던스(impedance)를 변화시켜 단락 전류를 차단할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 단락을 효과적으로 방지할 수 있는 필터 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 단락을 효과적으로 방지할 수 있는 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 필터 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 커패시터부와 단락 방지부를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 본 실시예들에 따른 필터 장치를 구체적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 6 및 도 7은 본 실시예들에 따른 단락 방지부의 저항을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 조향 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 10는 본 실시예들에 따른 조향 제어 방법을 설명하기 위한 전체적인 순서도이다.
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.
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.
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.
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.
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.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예들에 따른 필터 장치, 조향 제어 장치 및 조향 시스템을 설명한다.
도 1은 본 실시예들에 따른 필터 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 필터 장치(100)는 커패시터부(110), 단락 방지부(120), 인덕터부(130) 및 저항부(140) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 커패시터부(110), 단락 방지부(120), 인덕터부(130) 및 저항부(140)는 전기적, 자기적 및 기계적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)는 한 개 이상일 수 있다. 아래에서는 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)가 한 개인 경우로 하여 설명하기로 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)가 두 개 이상인 경우에도 적용될 수 있다.
필터 장치(100)는 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)를 포함하여 노이즈를 필터링할 수 있으며, 커패시터부(110)와 단락 방지부(120)는 직렬로 연결되고, 커패시터부(110)가 단락되는 경우, 단락 방지부(120)는 직렬로 연결된 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)를 통해 형성된 임피던스(impedance)를 변화시켜 단락 전류를 차단할 수 있다.
구체적으로, 필터 장치(100)는 전기 신호를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 필터 장치(100)는 전기 신호에 포함된 노이즈 즉, 특정 주파수 영역의 신호를 통과시키거나 차단할 수 있다. 여기서, 전기 신호는 전류 및/또는 전압을 포함하는 전기 에너지를 의미할 수 있다.
커패시터부(110)와 단락 방지부(120)는 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 커패시터부(110)와 단락 방지부(120)는 직렬로 연결될 수 있다. 즉, 커패시터부(110)와 단락 방지부(120)는 동일한 전압 경로 또는 전류 경로 상에 위치할 수 있으며, 일렬로 서로 연결되어 위치할 수 있다.
직렬로 연결된 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120) 중 커패시터부(110)가 단락되어 과전류 즉, 단락 전류가 발생된 경우, 단락 방지부(120)는 직렬로 연결된 커패시터부(110)와 단락 방지부(120)를 통해 형성된 임피던스를 변화시켜 단락 전류를 차단시킬 수 있다. 여기서, 과전류 즉, 단락 전류는 단락 방지부의 초기 임피던스값(또는, 제 1 임피던스값)을 변화시킬 수 있는 전류일 수 있다.
예를 들어, 직렬로 연결된 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120) 중 커패시터부(110)가 단락되어 과전류 즉, 단락 전류가 발생된 경우, 단락 방지부(120)는 직렬로 연결된 커패시터부(110)와 단락 방지부(120)를 통해 형성된 임피던스가 커지도록 자신의 임피던스 값을 변화시켜 단락 전류를 차단할 수 있다.
여기서, 단락 방지부(120)는 자신의 임피던스 값이 제 1 임피던스 값을 기준으로 점점 커진 후 퓨징(fusing)될 수 있다.
특히, 제 1 임피던스 값은 직렬로 연결된 커패시터부(110)와 단락 방지부(120)가 정상인 경우 즉, 커패시터부(110)가 단락되지 않는 경우, 단락 방지부(120)의 임피던스 값일 수 있다. 이에, 직렬로 연결된 커패시터부(110)와 단락 방지부(120)가 정상인 경우 즉, 커패시터부(110)가 단락되지 않는 경우, 필터 장치(100)는 직렬로 연결된 커패시터부(110)와 제 1 임피던스 값을 가지는 단락 방지부(120)를 통해 노이즈를 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 필터 장치는 정상 상태인 경우, 커패시터부와 단락 방지부를 통해 필터링 동작을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 커패시터부가 단락되어 단락 전류가 발생된 경우, 단락 방지부의 임피던스 값이 정상 상태의 임피던스 값인 제 1 임피던스 값을 기준으로 점점 커진후 퓨징되어, 직렬로 연결된 커패시터부와 단락 방지부의 전압 경로 또는 전류 경로를 오픈(open)함으로써, 커패시터부의 파손에 의한 단락 발생시, 단락 방지부를 통해 효과적으로 단락을 방지할 수 있다.
본 실시예들에 따른 필터 장치(100)는 인덕터부(130) 및 저항부(140) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 인덕터부(130) 및 저항부(140)는 한 개 이상일 수 있다. 인덕터부(130)는 적어도 하나의 인덕터를 포함할 수 있다. 저항부(140)는 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다.
이에, 필터 장치(100)는 적어도 하나의 인덕터를 포함하는 적어도 하나의 인덕터부(130) 및 적어도 하나의 저항을 포함하는 저항부(140) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
일 예에서, 필터 장치(100)는 인덕터부(130)를 더 포함하는 경우, LC 필터 일 수 있다. 즉, 직렬로 연결된 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)와, 인덕터부(130)는 LC 필터 일 수 있다.
특히, 커패시터부(110)는 제 1 커패시터부 및 제 2 커패시터부를 포함하고, 인덕터부(130)를 더 포함하는 경우, 제 1 커패시터부, 제2 커패시터부 및 인덕터부(130)는 π형태의 LC필터일 수 있다. 즉, 직렬로 연결된 제 1 커패시터부 및 제 1 단락 방지부와, 직렬로 연결된 제 2 커패시터부 및 제 2 단락 방지부와, 인덕터부(130)는 π형태의 LC필터일 수 있다.
다른 예에서, 필터 장치(100)는 인덕터부(130) 및 저항부(140)를 더 포함하는 경우, RLC 필터 일 수 있다. 즉, 직렬로 연결된 커패시터부(110)와 단락 방지부(120)와, 인덕터부(130)와, 저항부(140)는 RLC 필터 일 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 필터 장치(100)는 EMI 필터 및 EMC 필터 중 적어도 하나의 필터를 포함할 수 있다.
상술한 본 실시예들에 따른 필터 장치의 종류 및 형태는 일 실시예들에 불과할 뿐, 본 실시예들에 따른 필터 장치는 어떠한 필터 종류 및 형태라도 포함할 수 있다.
도 2는 본 실시예들에 따른 커패시터부와 단락 방지부를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 커패시터부(110)는 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 단락 방지부(120)는 저항(R) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 특히, 단락 방지부(120)는 커패시터(C)에 직렬로 연결되는 저항(R)을 포함할 수 있다.
커패시터(C) 및 저항(R)은 한 개 이상일 수 있다. 아래에서는 커패시터(C) 및 저항(R)이 한 개인 경우로 하여 설명하기로 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 커패시터(C) 및 저항(R)이 두 개 이상인 경우에도 적용될 수 있다.
구체적으로, 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 단락 방지부(120)의 저항(R)은 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 단락 방지부(120)의 저항(R)은 직렬로 연결될 수 있다. 즉, 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 단락 방지부(120)의 저항(R)은 동일한 전압 경로 또는 전류 경로 상에 위치할 수 있으며, 일렬로 서로 연결되어 위치할 수 있다.
커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되는 경우, 단락 방지부(120)의 저항(R)은 직렬로 연결된 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)의 임피던스가 커지도록 저항(R)값이 변화되어 단락 전류를 차단할 수 있다. 여기서, 과전류 즉, 단락 전류는 단락 방지부(120)의 저항(R)의 초기 저항값(또는, 제 1 저항값)을 변화시킬 수 있는 전류일 수 있다.
즉, 직렬로 연결된 커패시터부(110)의 커패시터(C) 및 단락 방지부(120)의 저항(R) 중 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되어 과전류 즉, 단락 전류가 발생된 경우, 단락 방지부(120)의 저항(R)은 직렬로 연결된 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 단락 방지부(120)의 저항(R)을 통해 형성된 임피던스를 변화시켜 단락 전류를 차단할 수 있다.
여기서, 단락 방지부(120)의 저항(R)은, 저항값이 제 1 저항값을 기준으로 점점 커진후 퓨징(fusing)될 수 있다.
특히, 제 1 저항값은 직렬로 연결된 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 단락 방지부(120)의 저항(R)이 정상인 경우 즉, 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되지 않는 경우, 단락 방지부(120)의 저항(R)의 저항값일 수 있다. 이에, 직렬로 연결된 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 단락 방지부(120)의 저항(R)이 정상인 경우 즉, 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되지 않는 경우, 필터 장치(100)는 직렬로 연결된 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 제 1 저항값을 가지는 단락 방지부(120)의 저항(R)을 통해 노이즈를 필터링 할 수 있다.
여기서, 제 1 저항값은 0 [Ω]일 수 있다. 이에, 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되지 않는 경우, 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 단락 방지부(120)의 0 [Ω]을 가지는 저항을 통해 노이즈를 필터링할 수 있다. 또한, 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되는 경우, 단락 방지부(120)의 저항(R)은 0 [Ω]을 기준으로 저항값이 점점 커진후 퓨징될 수 있다.
한편, 단락 방지부(120)의 저항(R)은, 점퍼 타입 칩 레지스터(jumper type chip resistor)을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 필터 장치는 정상 상태인 경우, 커패시터부의 커패시터와 단락 방지부의 저항을 통해 필터링 동작을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 커패시터부의 커패시터가 단락되어 단락 전류가 발생된 경우, 단락 방지부의 저항의 저항값이 정상 상태의 저항값인 제 1 저항값을 기준으로 점점 커진후 퓨징되어, 직렬로 연결된 커패시터부의 커패시터와 단락 방지부의 저항의 전압 경로 또는 전류 경로를 오픈(open)함으로써, 커패시터부의 커패시터의 파손에 의한 단락 발생시, 단락 방지부의 저항을 통해 효과적으로 단락을 방지할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 실시예들에 따른 필터 장치를 구체적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 커패시터부(110), 단락 방지부(120), 인덕터부(130) 및 저항부(140)는 적어도 한 개 이상일 수 있다. 특히, 커패시터부(110)는 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다. 단락 방지부(120)는 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. 인덕터부는 적어도 하나의 인덕터를 포함할 수 있다. 저항부는 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다.
여기서, 단락 방지부(120)의 저항은 0 [Ω]을 가지는 점퍼 타입 칩 레지스터(jumper type chip resistor)을 포함할 수 있다.
여기서, 커패시터부(110)의 커패시터는 범용 MLCC(multi layer ceramic condencer)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 필터 장치(100)는 π형태의 LC필터일 수 있다.
커패시터부(110)는 제 1 커패시터부(111) 및 제 2 커패시터부(112)를 포함할 수 있다. 제 1 커패시터부(111)는 제 1 커패시터(C1)를 포함할 수 있고, 제 2 커패시터부(112)는 제 2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.
단락 방지부(120)는 제 1 단락 방지부(121) 및 제 2 단락 방지부(122)를 포함할 수 있다. 제 1 단락 방지부(121)는 제 1 저항(R1)을 포함할 수 있고, 제 2 단락 방지부(122)는 제 2 저항(R2)을 포함할 수 있다.
인덕터부는 인덕터(L)를 포함할 수 있다.
제 1 커패시터부(111)의 제 1 커패시터(C1)와 제 1 단락 방지부(121)의 제 1 저항(R1)은 직렬로 연결될 수 있고, 제 2 커패시터부(112)의 제 2 커패시터((C2)와 제 2 단락 방지부(122)의 제 2 저항(R2)은 직렬로 연결될 수 있다. 직렬로 연결된 제 1 커패시터부(111)의 제 1 커패시터(C1)와 제 1 단락 방지부(121)의 제 1 저항(R1)과, 직렬로 연결된 제 2 커패시터부(112)의 제 2 커패시터(C2)와 제 2 단락 방지부(122)의 제 2 저항(R2)은 병렬로 연결될 수 있다. 인덕터부(130)의 인덕터(L)는 제 1 커패시터부(111)의 제 1 커패시터(C1)의 일측과 제 2 커패시터부(112)의 제 2 커패시터(C2)의 일측과 연결될 수 있다.
본 실시예들에 따른 π형태의 LC필터를 포함하는 필터 장치는 정상 상태인 경우, 제 1 커패시터, 제 2 커패시터, 제 1 저항, 제 2 저항 및 인덕터를 통해 필터링 동작을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 커패시터 및 제 2 커패시터 중 제 1 커패시터가 단락되어 단락 전류가 발생된 경우, 제 1 커패시터와 직렬로 연결된 제 1 저항의 저항값이 0 [Ω]기준으로 점점 커진후 퓨징되어, 직렬로 연결된 제 1 커패시터와 제 1 저항의 전압 경로 또는 전류 경로를 오픈(open)함으로써, 제 1 커패시터의 파손에 의한 단락 발생시, 제 1 저항을 통해 효과적으로 단락을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 필터 장치(100)는 LC필터일 수 있다.
커패시터부(110)는 제 1 커패시터부(111)를 포함할 수 있다. 제 1 커패시터부(111)는 제 1 커패시터(C1)를 포함할 수 있다. 단락 방지부(120)는 제 1 단락 방지부(121)를 포함할 수 있다. 제 1 단락 방지부(121)는 제 1 저항(R1)을 포함할 수 있다. 인덕터부(130)는 인덕터(L)를 포함할 수 있다.
제 1 커패시터부(111)의 제 1 커패시터(C1)와 제 1 단락 방지부(121)의 제 1 저항(R1)은 직렬로 연결될 수 있다. 인덕터부(130)의 인덕터(L)는 제 1 커패시터부(111)의 제 1 커패시터(C1)의 일측에 연결될 수 있다.
본 실시예들에 따른 LC필터를 포함하는 필터 장치는 정상 상태인 경우, 제 1 커패시터, 제 1 저항 및 인덕터를 통해 필터링 동작을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 커패시터가 단락되어 단락 전류가 발생된 경우, 제 1 커패시터와 직렬로 연결된 제 1 저항의 저항값이 0 [Ω]기준으로 점점 커진후 퓨징되어, 직렬로 연결된 제 1 커패시터와 제 1 저항의 전압 경로 또는 전류 경로를 오픈(open)함으로써, 제 1 커패시터의 파손에 의한 단락 발생시, 제 1 저항을 통해 효과적으로 단락을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 필터 장치(100)는 직렬로 연결된 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)가 병렬로 복수개 이상일 수 있다.
커패시터부(110)는 제 1 커패시터부(111) 내지 제 n 커패시터부(11n)를 포함할 수 있다. 제 1 커패시터부(111)는 제 1 커패시터(C1)를 포함할 수 있고, 제 n 커패시터부(11n)는 제 n 커패시터(Cn)를 포함할 수 있다.
단락 방지부(120)는 제 1 단락 방지부(121) 내지 제 n 단락 방지부(12n)를 포함할 수 있다. 제 1 단락 방지부(121)는 제 1 저항(R1)을 포함할 수 있고, 제 n 단락 방지부(12n)는 제 n 저항(Rn)을 포함할 수 있다.
인덕터부(130)는 인덕터(L)를 포함할 수 있다.
제 1 커패시터부(111)의 제 1 커패시터(C1)와 제 1 단락 방지부(121)의 제 1 저항(R1)은 직렬로 연결될 수 있고, 제 n 커패시터부(11n)의 제 n 커패시터(Cn)와 제 n 단락 방지부(12n)의 제 n 저항(Rn)은 직렬로 연결될 수 있다. 직렬로 연결된 제 1 커패시터부(111)의 제 1 커패시터(C1)와 제 1 단락 방지부(121)의 제 1 저항(R1)과, 직렬로 연결된 제 n 커패시터부(11n)의 제 n 커패시터(Cn)와 제 n 단락 방지부(12n)의 제 n 저항(Rn)은 병렬로 연결될 수 있다. 인덕터부(130)의 인덕터(L)는 제 1 커패시터부(111)의 제 1 커패시터(C1)의 일측과, 제 n 커패시터부(11n)의 제 n 커패시터(Cn)의 일측과 연결될 수 있다.
본 실시예들에 따른 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부가 병렬로 복수개 이상을 포함하는 필터 장치는 정상 상태인 경우, 제 1 커패시터 내지 제 n 커패시터, 제 1 저항 내지 제 n 저항 및 인덕터를 통해 필터링 동작을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 커패시터 내지 제 n 커패시터 중 제 1 커패시터가 단락되어 단락 전류가 발생된 경우, 제 1 커패시터와 직렬로 연결된 제 1 저항의 저항값이 0 [Ω]기준으로 점점 커진후 퓨징되어, 직렬로 연결된 제 1 커패시터와 제 1 저항의 전압 경로 또는 전류 경로를 오픈(open)함으로써, 제 1 커패시터의 파손에 의한 단락 발생시, 제 1 저항을 통해 효과적으로 단락을 방지할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 상술한 본 실시예들에 따른 필터 장치는 일 실시예들에 불과할뿐, 어떠한 필터 형태에도 적용될 수 있다. 또한, 본 실시예들에 따른 필터 장치는 입력 전원과 전원 변환기(일 예로, 인버터 등) 사이에 위치하는 경우, 입력 전원의 전기 에너지(일 예로, (교류 및/또는 직류) 전압 및/또는 전류 등)를 필터링 할 수 있을 뿐만 아니라 전원 변환기(일 예로, 인버터 등)로부터 유입되는 스위칭 노이즈를 필터링할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 필터 장치는 커패시터부의 커패시터가 범용 MLCC(multi layer ceramic condencer)이고, 단락 방지부의 저항이 점퍼 타입 칩 레지스터(jumper type chip resistor)인 경우, 범용 MLCC와 점퍼 타입 칩 레지스터를 직렬로 구현함으로써, 평상시 노이즈를 필터링 할 수 있을뿐 만이라 범용 MLCC에 단락이 발생하더라도 점퍼 타입 칩 레지스터의 퓨징(fusing) 동작으로 인해 배터리 단락 방지 기능을 저가로 구현할 수 있다. 특히, 본 실시예들에 따른 필터 장치는 점퍼 타입 칩 레지스터가 퓨징이 되지 않더라도, 임피던스가 커지는 방향으로 특성이 변화게 되므로, 범용 MLCC의 단락에 의한 단락 전류를 효과적으로 차단할 수 있다. 즉, 본 실시예들에 따른 필터 장치는 저가의 MLCC(multi layer ceramic condencer)를 사용하면서 커패시터 파손시 회로 단락을 방지할 수 있는 기능을 가지고 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 필터 장치는 커패시터부의 커패시터가 범용 MLCC(multi layer ceramic condencer)이고, 단락 방지부의 저항이 점퍼 타입 칩 레지스터(jumper type chip resistor)인 경우, 원가 절감이 가능할 뿐만 아니라, 양산 라인에서 하나의 BOM으로 제품 오삽 및 관리 포인트가 조감될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 실시예들에 따른 단락 방지부의 저항을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예들에 따른 단락 방지부(120)의 저항(R)은 점퍼 타입 칩 레지스터(jumper type chip resistor)일 수 있다.
단락 방지부(120)의 저항(R)은 레이저 트리밍 그루브(laser trimming groove)(R-1), 레지스터 바디(resistor body)(R-2), 일렉트로드(electrode)(R-3) 및 알루미나 서브스트레이트(alumina substrate)(R-4) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
특히, 저항값은 레이지 커팅(laser cutting)을 통해 레이저 트리밍 그루브(laser trimming groove)(R-1)를 조절하여 조정될 수 있다.
이에, 레이저 트리밍 그루브(laser trimming groove)(R-1)는 초기 저항값이 0 [Ω]을 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 0 [Ω]은 소정의 오차 범위를 가지는 값일 수 있다. 특히, 소정의 오차 범위는 5%일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 필터 장치의 사양에 따라 변형될 수 있다.
따라서, 직렬로 연결된 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 단락 방지부(120)의 저항(R)이 정상인 경우 즉, 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되지 않아 과전류가 발생되지 않은 경우, 필터 장치(100)는 직렬로 연결된 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 0 [Ω]의 저항값을 가지는 단락 방지부(120)의 저항(R)을 통해 노이즈를 필터링 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 직렬로 연결된 커패시터부(110)의 커패시터(C) 및 단락 방지부(120)의 저항(R) 중 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되어 과전류 즉, 단락 전류가 발생된 경우, 단락 방지부(120)의 저항(R)은 멜팅(melting)되어 컷 오프(cutoff)될 수 있다. 즉, 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되어 과전류 즉, 단락 전류가 발생된 경우, 단락 방지부(120)의 저항(R)은 레이저 트리밍 그루브(laser trimming groove)(R-1)의 주변이 멜팅(melting)되어 0 [Ω]을 기준으로 저항값이 점점 커진후 퓨징될 수 있다.
다시 말해, 단락 방지부(120)의 저항(R)은 과전류에 의한 멜팅(melting) 후, 필터 장치(100)의 회로를 오픈(open)시킬 수 있다. 이러한 전류 맥시멈(maximum) Imax는 2A 및 2sec일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 필터 장치의 사양에 따라 변형될 수 있다.
여기서, 점퍼 타입 칩 레지스터(jumper type chip resistor)의 저항 맥시멈(maximum) Rmax는 50 mΩ일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 필터 장치의 사양에 따라 변형될 수 있다.
여기서, 테스트 전압은 rated voltage(current)×2.5, 2s 및 maximum overload voltage 중 적어도 하나보다 작을 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 필터 장치의 사양에 따라 변형될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예들에 따른 단락 방지부의 저항은 칩 커패시터(chip capacitor) 파손에 의한 단락 발생 시, 단락 방지 회로를 제공할 수 있다.
도 8은 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치를 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치(200)는 필터부(210) 및 조향 모터 전원부(220) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
예를 들어, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치(200)는 전기 에너지의 노이즈를 필터링하는 필터부(210); 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어하는 조향 모터 전원부(220)를 포함하되, 필터부(210)는, 커패시터부 및 단락 방지부를 포함하되, 커패시터부와 단락 방지부는 직렬로 연결되고, 커패시터부가 단락되는 경우, 단락 방지부는 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부를 통해 형성된 임피던스(impedance)를 변화시켜 단락 전류를 차단할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 필터부(210)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 상술한 필터 장치(100)와 동일한 구성요소일 수 있다.
커패시터부(110)는, 커패시터(C)를 포함하고, 단락 방지부(120)는, 커패시터(C)에 직렬로 연결되는 저항(R)을 포함할 수 있다.
또한, 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되는 경우, 단락 방지부(120)의 저항(R)은, 직렬로 연결된 커패시터부(110) 및 단락 방지부(120)의 임피던스가 커지도록 저항값이 변화되어 단락 전류를 차단할 수 있다.
또한, 단락 방지부(120)의 저항(R)은, 저항값이 제 1 저항값을 기준으로 점점 커진후 퓨징(fusing)될 수 있다.
또한, 제 1 저항값은, 0 [Ω]일 수 있다.
또한, 커패시터부(110)의 커패시터(C)가 단락되지 않는 경우, 커패시터부(110)의 커패시터(C)와 상기 단락 방지부의 0 [Ω]을 가지는 저항(R)을 통해 노이즈를 필터링할 수 있다.
또한, 필터부(210)는, 인덕터(L)를 포함하는 인덕터부(130) 및 저항(R)을 포함하는 저항부(140) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
또한, 커패시터부(110)는 제 1 커패시터부(110) 및 제 2 커패시터부(110)를 포함하고, 인덕터부(130)를 더 포함하는 경우, 제 1 커패시터부(110), 제2 커패시터부(110) 및 인덕터부(130)는 π형태의 LC필터일 수 있다.
필터부(210)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 상술한 필터 장치(100)에 대한 설명이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있으므로, 이하에서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
조향 모터 전원부(220)는 필터부(210)와 연결되어 필터링된 전기 에너지를 제공받을 수 있다. 조향 모터 전원부(220)는 컨트롤러부(250)와 연결되어 조향 모터 제어 신호를 제공받을 수 있다. 조향 모터 전원부(220)는 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
예를 들어, 조향 모터 전원부(220)는 필터부(210)가 정상인 경우, 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다. 한편, 조향 모터 전원부(220)는 필터부(210)의 커패시터(C)가 단락되어 저항(R)의 저항값이 점점 커지면서 퓨징되는 경우, 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 입력 전원으로부터 제공되는 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어하거나 동작이 정지될 수 있다.
또한, 조향 모터 전원부(220)는 게이트 드라이버(221), 인버터(222) 및 페이즈 디스커넥터(phase disconnector, PCO)(223) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
게이트 드라이버(221)는 컨트롤러부(250)로부터 조향 모터 제어 신호를 제공받고, 이를 기반으로 게이트 신호를 생성하여 인버터(222)로 제공할 수 있다. 인버터(222)는 게이트 신호에 따라 필터링부의 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성할 수 있다. 페이즈 디스커넥터(일 예로, 차단기 또는 단로기 등)(223)는 인버터(222)와 조향 모터 사이에 위치하여, 인버터(222)로부터 제공받은 어시스트 조향력을 조향 모터로 공급하거나 차단할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 제어 장치(200)는 센서부(230), 통신부(240), 컨트롤러부(250), 컨트롤러 감시부(260) 및 동작 전원 변환부(270) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
센서부(230)는 온도 센서(231), 전류 센서(232) 및 모터 위치 센서(233) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 시스템(또는, 조향 제어 장치)에 대한 상태를 측정할 수 있다면, 어떠한 센서라도 포함할 수 있다.
온도 센서(231)는 조향 제어 장치의 온도를 측정하여 온도 정보를 컨트롤러부(250)로 제공할 수 있다. 또한, 전류 센서(232)는 조향 모터 전원부(220)에서 조향 모터로 제공되는 어시스트 전류(또는, 어시스트 조향력)를 측정하여 어시스트 전류 정보를 컨트롤러부(250) 제공할 수 있다. 또한, 모터 위치 센서(233)는 조향 모터의 위치를 측정하여 조향 모터의 위치 정보를 컨트롤러부(250)로 제공할 수 있다.
통신부(240)는 내부 통신부 및 외부 통신부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 내부 통신부는, 조향 제어 장치가 복수개인 경우, 다른 조향 제어 장치와 연결되어 정보들을 서로 제공받거나 제공할 수 있다. 외부 통신부는 차량과 연결되어, 차량으로부터 차량의 상태 정보(일 예로, 차량의 속도 정보 등)를 제공받거나 차량으로 조향 시스템과 관련된 정보들을 제공할 수 있다.
컨트롤러부(250)는 조향 제어 장치의 각 구성요소와 연결되어 정보를 제공하거나 정보를 제공받아 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러부(250)는 조향 휠의 토크 정보, 조향 휠의 조향각 정보, 온도 정보, 어시스트 전류 정보, 조향 모터 위치 정보, 차량의 상태 정보(일 예로, 차량의 차속 정보), 입력 전원의 상태 정보, 단락(또는, 과전류) 상태 정보 및 조향 모터의 상태 정보 중 적어도 어느 하나의 정보에 기반하여, 조향 모터 제어 신호를 생성하여 게이트 드라이버로 제공하거나, 분리/연결 제어 신호(일 예로, 클러치 제어 신호)를 생성하여 분리/연결 기구로 제공할 수 있다.
컨트롤러부(250)는 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 프로그램을 처리(또는, 실행 및 연산) 할 수 있는 장치(또는, 컴퓨터)라면 어떠한 장치(또는, 컴퓨터)라도 포함할 수 있다.
컨트롤러 감시부(260)는 컨트롤러부(250)와 연결될 수 있다. 컨트롤러 감시부(260)는 컨트롤러부(250)의 동작 상태를 감시할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러부(250)는 워치독 신호를 컨트롤러 감시부(260)로 제공할 수 있다. 그리고, 컨트롤러 감시부(260)는 컨트롤러부(250)로부터 제공받은 워치독 신호에 기반하여 클리어 되거나, 리셋 신호를 생성하여 컨트롤러부(250로 제공할 수 있다.
컨트롤러 감시부(260)는 워치독을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 컨트롤러부를 감시할 수 있는 장치라면 어떠한 장치라도 포함할 수 있다. 특히, 워치독(watchdog은 데드라인 즉, 시작과 끝이 있는 윈도우(window) 워치독을 포함할 수 있다.
동작 전원 변환부(270)는 필터부(210)와 연결될 수 있다. 동작 전원 변환부(270)는 필터부(210)의 필터링된 전기 에너지를 변환하여 조향 어시스트 장치의 각 구성요소에 대한 동작 전압을 생성할 수 있다. 이러한 동작 전원 변환부(270)는 DC-DC 컨버터 및 레귤레이터(regulator) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전원 보호 모듈의 출력을 변환하여 조향 제어 장치의 각 구성요소에 대한 동작 전압을 생성할 수 있다면 어떠한 장치라도 포함할 수 있다.
도 9는 본 실시예들에 따른 조향 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 시스템(300)은 조향 장치(310) 및 조향 어시스트 장치(320) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
조향 장치(310)는 조향 휠(steering wheel)(314)에 가한 조향력(또는, 회전력 등)을 바탕으로 바퀴(wheel)(315)의 조향각을 변화시킬 수 있다. 이러한 조향 장치(310)는 입력측 기구(311) 및 출력측 기구(312) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 조향 장치(310)는 분리/연결 기구(313) 등을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
입력측 기구(311)는 조향 휠(314)과 연결될 수 있다. 입력측 기구(311)는 조향 휠(314)의 회전 방향 또는 조향 휠(314)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다. 이러한 입력측 기구(311)는 조향 휠(314)과 연결되는 조향 축 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 회전 방향 또는 조향 휠의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할(또는, 움직일) 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
출력측 기구(312)는 전기적 및 기계적 중 적어도 어느 하나에 의해 입력측 기구(311)와 연결될 수 있다. 출력측 기구(312)는 바퀴(315)와 연결되어, 바퀴(315)의 조향각(또는, 움직임 등)을 변화시킬 수 있다. 이러한 출력측 기구(312)는 피니언(pinion), 랙(rack), 타이 로드(tie rod) 및 너클 암(knuckle arm) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 바퀴의 조향각(또는, 움직임 등)을 변화시킬 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
분리/연결 기구(313)는 입력측 기구(311) 및 출력측 기구(312)와 연결될 수 있다. 분리/연결 기구(313)는 입력측 기구(311)와 출력측 기구(312)를 기계적 또는 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다. 이러한 분리/연결 기구(313)는 클러치를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 입력측 기구와 출력측 기구를 기계적 또는 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 장치(310)는 입력측 기구와 출력측 기구가 기계적으로 연결된 형태의 조향 장치, 입력측 기구와 출력측 기구가 전기적으로 연결된 형태의 조향 장치(또는, Steer by wire, SbW) 및 입력측 기구와 출력측 기구가 분리/연결 기구와 연결된 형태의 조향 장치(또는, 클러치를 포함하는 SbW) 중 적어도 하나의 조향 장치를 포함할 수 있다.
한편, 조향 휠(314)과 바퀴(315)는 조향 장치(310)에 포함되지 않는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치(310)에 포함될 수 있다.
조향 어시스트 장치(320)는 조향 장치(310)와 연결될 수 있다. 조향 어시스트 장치(320)는 조향 장치(310)로 어시스트 조향력을 제공할 수 있다. 조향 어시스트 장치(320)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전자적으로 제어할 수 있는 장치(또는, 시스템)라면 어떠한 제어 장치(또는, 시스템)라도 포함할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 어시스트 장치(320)는 입력 전원(321), 조향 제어 모듈(322), 조향 모터(323) 및 센서 모듈(324) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
입력 전원(321)은 직류 전원 및 교류 전원 중 적어도 하나의 전원을 포함할 수 있다. 특히, 직류 전원은 배터리 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 직류를 제공할 수 있다면 어떠한 전원이라도 포함할 수 있다.
조향 제어 모듈(322)은 입력 전원(321)과 연결될 수 있다. 조향 제어 모듈(322)은 입력 전원(321)으로부터 전기 에너지를 제공받고, 전기 에너지의 노이즈를 필터링하며, 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터(323)를 제어할 수 있다.
여기서, 조향 제어 모듈(322)은 도 8을 참조하여 상술한 조향 제어 장치(200)에 대한 설명이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있으므로, 이하에서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
센서 모듈(324)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
여기서, 센서는 조향 토크 센서(324-1) 및 조향 각 센서(324-2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태 및 차량의 조향 상태를 측정할 수 있다면 어떠한 센서라도 포함할 수 있다.
조향 토크 센서(324-1)는 조향 휠의 조향 토크를 측정하여 조향 휠의 토크 정보를 조향 제어 모듈(322)로 제공할 수 있다. 또한, 조향 각 센서(324-2)는 조향 휠의 조향 각을 측정하여 조향 휠의 조향 각 정보를 조향 제어 모듈(322)로 제공할 수 있다.
조향 제어 모듈(322)은 조향 토크 정보 및 조향 각 정보 중 적어도 어느 하나의 정보에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성하고, 조향 모터 제어 신호에 따라 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력를 생성하며, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터(323)를 제어할 수 있다.
조향 모터(323)는 조향 제어 모듈(322)과 연결될 수 있다. 조향 모터(323)는 조향 제어 모듈(322)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하여 조향 장치(310)의 조향을 어시스트할 수 있다.
조향 모터(323)는 싱글 와인딩(single winding) 타입 모터 및 듀얼 와인딩(dual winding) 타입 모터 중 적어도 어느 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치의 조향을 어시스트할 수 있다면 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
조향 모터(323)는 3상 타입 모터 및 5상 타입 모터 중 적어도 어느 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치의 조향을 어시스트할 수 있다면 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예들에 따른 조향 제어 방법에 대해 설명한다. 특히, 도 1 내지 도 9를 참조하여 상술한 본 실시예들에 따른 필터 장치, 조향 제어 장치 및 조향 시스템과 중복되는 부분은 설명의 간명성을 위하여 이하에서 생략한다.
본 실시예들에 따른 조향 제어 방법은 필터 장치, 조향 제어 장치 및 조향 시스템을 통해 수행될 수 있다.
도 10는 본 실시예들에 따른 조향 제어 방법을 설명하기 위한 전체적인 순서도이다.
도 10을 참조하면, 먼저, 커패시터부와 단락 방지부를 직렬로 연결햘 수 있다(S100).
이후, 커패시터부의 단락 여부를 판단할 수 있다(S200). 여기서, 커패시터부의 단락 여부는 커패시터부가 단락됨에 따라 발생되는 과전류 즉, 단락 전류로 알 수 있다.
이후, 커패시터부가 단락되는 경우, 단락 방지부는 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부를 통해 형성된 임피던스(impedance)를 변화시켜 단락 전류를 차단할 수 있다(S300).
여기서, 커패시터부는, 커패시터를 포함할 수 있고, 단락 방지부는, 커패시터에 직렬로 연결되는 저항을 포함할 수 있다.
이에, 단계 S300에서는 커패시터부의 커패시터가 단락되는 경우, 단락 방지부의 저항은, 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부의 임피던스가 커지도록 저항값이 변화되어 단락 전류를 차단할 수 있다.
여기서, 단락 방지부의 저항은, 저항값이 제 1 저항값을 기준으로 점점 커진후 퓨징(fusing)될 수 있다. 특히, 제 1 저항값은, 0 [Ω]일 수 있다.
이후, 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 입력 전원으로부터 제공되는 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어하거나 동작이 정지될 수 있다(S500)
또한, 커패시터부의 커패시터가 단락되지 않는 경우, 직렬로 연결된 커패시터부와 단락 방지부를 통해 전기 에너지의 노이즈를 필터링 할 수 있다(S400).
여기서, 단계 S400에서는 커패시터부의 커패시터가 단락되지 않는 경우, 커패시터부의 커패시터와 단락 방지부의 0 [Ω]을 가지는 저항을 통해 전기 에너지의 노이즈를 필터링할 수 있다.
이후, 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다(S600).
여기서, 인덕터를 포함하는 인덕터부 및 저항을 포함하는 저항부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 이에, 커패시터부는 제 1 커패시터부 및 제 2 커패시터부를 포함하고, 상기 인덕터부를 더 포함하는 경우, 제 1 커패시터부, 제2 커패시터부 및 인덕터부는 π형태의 LC필터일 수 있다.
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.
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본 특허출원은 2019년 11월 19일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2019-0148222 호에 대해 미국 특허법 119(a)조 (35 U.S.C § 119(a))에 따라 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하면 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (16)

  1. 커패시터부 및 단락 방지부를 포함하여 노이즈를 필터링하는 필터 장치로서,
    상기 커패시터부와 상기 단락 방지부는 직렬로 연결되고,
    상기 커패시터부가 단락되는 경우, 상기 단락 방지부는 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부를 통해 형성된 임피던스(impedance)를 변화시켜 단락 전류를 차단하는 필터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커패시터부는, 커패시터를 포함하고,
    상기 단락 방지부는, 상기 커패시터에 직렬로 연결되는 저항을 포함하는 필터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커패시터부의 커패시터가 단락되는 경우,
    상기 단락 방지부의 저항은, 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부의 임피던스가 커지도록 저항값이 변화되어 단락 전류를 차단하는 필터 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단락 방지부의 저항은, 저항값이 제 1 저항값을 기준으로 점점 커진후 퓨징(fusing)되는 필터 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 저항값은, 0 [Ω]인 필터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 커패시터부의 커패시터가 단락되지 않는 경우,
    상기 커패시터부의 커패시터와 상기 단락 방지부의 0 [Ω]을 가지는 저항을 통해 노이즈를 필터링하는 필터 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 장치는,
    인덕터를 포함하는 인덕터부 및 저항을 포함하는 저항부 중 적어도 하나를 더 포함하는 필터 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 커패시터부는 제 1 커패시터부 및 제 2 커패시터부를 포함하고, 상기 인덕터부를 더 포함하는 경우,
    상기 제 1 커패시터부, 제2 커패시터부 및 인덕터부는 π형태의 LC필터인 필터 장치.
  9. 전기 에너지의 노이즈를 필터링하는 필터부; 및
    조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어하는 조향 모터 전원부를 포함하되,
    상기 필터부는, 커패시터부 및 단락 방지부를 포함하되,
    상기 커패시터부와 상기 단락 방지부는 직렬로 연결되고,
    상기 커패시터부가 단락되는 경우, 상기 단락 방지부는 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부를 통해 형성된 임피던스(impedance)를 변화시켜 단락 전류를 차단하는 조향 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 커패시터부는, 커패시터를 포함하고,
    상기 단락 방지부는, 상기 커패시터에 직렬로 연결되는 저항을 포함하는 조향 제어 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 커패시터부의 커패시터가 단락되는 경우,
    상기 단락 방지부의 저항은, 직렬로 연결된 커패시터부 및 단락 방지부의 임피던스가 커지도록 저항값이 변화되어 단락 전류를 차단하는 조향 제어 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단락 방지부의 저항은, 저항값이 제 1 저항값을 기준으로 점점 커진후 퓨징(fusing)되는 조향 제어 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 저항값은, 0 [Ω]인 조향 제어 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 커패시터부의 커패시터가 단락되지 않는 경우,
    상기 커패시터부의 커패시터와 상기 단락 방지부의 0 [Ω]을 가지는 저항을 통해 노이즈를 필터링하는 조향 제어 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 필터부는,
    인덕터를 포함하는 인덕터부 및 저항을 포함하는 저항부 중 적어도 하나를 더 포함하는 조향 제어 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 커패시터부는 제 1 커패시터부 및 제 2 커패시터부를 포함하고, 상기 인덕터부를 더 포함하는 경우,
    상기 제 1 커패시터부, 제2 커패시터부 및 인덕터부는 π형태의 LC필터인 조향 제어 장치.
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