电感器装置、滤波器装置和转向控制装置的制作方法

1.本实施例涉及电感器装置、滤波器装置和转向控制装置。


背景技术：

2.通常，转向系统是指其中车辆驾驶员可以基于施加到方向盘的转向力(或旋转力)来改变车辆的车轮的转向角的系统。电动动力转向系统，例如电动力转向(eps)，最近已应用于车辆，以通过减小方向盘的转向力来确保稳定的转向。
3.为了提高转向系统的性能，有必要研究一种用于减少流过转向系统中的电力线的电流中包含的电噪声的方法以及用于测量流过电力线的电流的方法。


技术实现要素：

4.【技术问题】
5.本实施例可以提供一种电感器装置，该电感器装置不仅能够过滤电流中包含的噪声，而且能够实现电流感测。
6.此外，本实施例可以提供一种滤波器装置，该滤波器装置不仅能够过滤电流中包含的噪声，而且能够感测电流。
7.此外，本实施例可以提供一种转向控制装置，该转向控制装置不仅能够过滤电流中包含的噪声，而且能够感测电流以控制转向辅助。
8.【技术方案】
9.在一方面，本实施例可以提供一种电感器装置，包括：芯体，包含磁性材料；以及导线，缠绕在芯体上并且包括具有低电阻材料的分流电阻器。
10.在另一方面，本实施例可以提供一种滤波器装置，包括电感器单元以用于过滤电流中包含的噪声并感测电流，其中该电感器单元包括芯体和导线，芯体包含磁性材料，导线缠绕在芯体上并且包括具有低电阻材料的分流电阻器。
11.在另一方面，本实施例可以提供一种转向控制装置，包括：滤波器单元，包括电感器单元，该电感器单元用于过滤电流中包含的噪声并感测电流；以及转向电机电源单元，通过基于转向电机控制信号转换过滤后的电流来生成辅助电流，并基于辅助电流控制转向电机，其中电感器单元包括芯体和导线，芯体包括磁性材料，导线缠绕在芯体上并且包括具有低电阻材料的分流电阻器。
12.【有利效果】
13.根据本实施例，可以提供一种电感器装置，该电感器装置不仅能够过滤电流中包含的噪声，而且能够实现电流感测。
14.根据本实施例，可以提供一种滤波器装置，该滤波器装置不仅能够过滤电流中包含的噪声，而且能够感测电流。
15.根据本实施例，可以提供一种转向控制装置，该转向控制装置不仅能够过滤电流中包含的噪声，而且能够感测电流以控制转向辅助。
附图说明
16.图1是示出根据本实施例的电感器装置的配置的框图；
17.图2至图5是示出根据本实施例的电感器装置的视图；
18.图6是示出根据本实施例的滤波器装置的配置的框图；
19.图7和图8是示出根据本实施例的滤波器装置的形式的电路图；
20.图9是示出根据本实施例的转向控制装置的配置的框图；以及
21.图10是示出根据本实施例的转向系统的配置的框图。
具体实施例
22.在下面对本公开的示例或实施例的描述中，将会参考附图，在附图中通过图解的方式示出了可以实现的特定示例或实施例，其中，即使在不同的附图中被示出，相同或相似的组件也可以使用相同的参考数字和符号来表示。此外，在下面对本公开的示例或实施例的描述中，当确定对本文所包含的公知功能和组件的详细描述可能会使本公开的一些实施例中的主题变得相当不清楚时，将省略该描述。本文中使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“由
……
构成”、“由
……
组成”和“由
……
形成”等术语通常旨在允许添加其他组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文所用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式旨在包括复数形式。
23.本文可以使用诸如“第一”、“第二”、“a”、“b”、“(a)”或“(b)”等术语来描述本公开的元件。这些术语中的每一个都不用于定义元件的本质、次序、顺序或数量等，而仅用于区分相应的元件与其他元件。
24.当提到第一元件与第二元件“连接或联接”、“接触或重叠”等时，应解释为，第一元件不仅可以与第二元件“直接连接或联接”或“直接接触或重叠”，而且第三元件也可以“插入”在第一元件和第二元件之间，或者，第一元件和第二元件可以通过第四元件彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等。这里，第二元件可以包括在彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等的两个或多个元件中的至少一个中。
25.当时间相关术语，如“之后”、“后面”、“下一步”、“之前”等，用于描述元件或配置的过程或操作，或操作、处理、制造方法中的流程或步骤时，这些术语可用于描述非连续或非按序的过程或操作，除非术语“直接”或“立即”一起使用。
26.此外，当提及任何尺寸、相对大小等时，应考虑元件或特征的数值或相应信息(例如，水平、范围等)包括可能由各种因素(例如，工艺因素、内部或外部影响、噪声等)引起的公差或误差范围，即使未规定相关说明。此外，术语“可以”完全包含术语“能够”的所有含义。
27.图1是示出根据本实施例的电感器装置的配置的框图。
28.参考图1，根据本实施例的电感器装置100可以包括芯体(core)110和导线120中的至少一个。芯体110和导线120可以电连接、磁连接或机械连接。
29.根据实施例，电感器装置100可以包括具有磁性材料的芯体110以及围绕芯体110缠绕并且包括低电阻材料的导线120。
30.具体地，芯体110可以形成主体。换言之，芯体110可以形成主体，使得导线120可以围绕该主体缠绕。
31.芯体110可以包括磁性材料。
32.此处，磁性材料可以包括铁氧体材料，但不限于此，而是可以包括任何材料，只要其具有磁性即可。
33.具体地，铁氧体材料可以包括镍锌(ni-zn)基铁氧体材料和锰锌(mn-zn)基铁氧体材料中的至少一种，但不限于此，而是可以包括任何铁氧体材料，只要其具有磁性即可。
34.芯体110可以包括圆形形状(例如圆柱形形状、鼓形形状和/或圆柱体形状)和多边形形状(例如多面体等)中的至少一种，但不限于此，而是可以具有能够形成导线120可以绕其进行缠绕的主体的任何形状。
35.导线120可以缠绕在芯体110上。如果电流流过围绕芯体110缠绕的导线120，则围绕芯体110缠绕的导线120可以生成电磁场。
36.导线120可以包括低电阻材料。
37.此处，低电阻材料可以指不仅能够与芯体110的磁性材料一起形成电感而且还能够实现电流感测的材料。
38.此处，低电阻材料的电阻值可以在预设电阻值内。
39.具体地，预设电阻值可以是能够进行电流感测的最大电阻值。
40.例如，导线120可以包括具有低电阻材料的分流电阻器(shunt resistor)，但不限于此，而是可以包括任何电阻器，只要其电阻值在用于实现电流感测的预设电阻值内即可。
41.此处，低电阻材料可以包括铜合金材料，但不限于此，而是可以包括任何材料，只要其电阻值在用于实现电流感测的预设电阻值内即可。
42.例如，低电阻材料可以包括铜锰(cu-mn)合金材料、铜镍(cu-ni)合金材料、铁铬(fe-cr)合金材料和铁镍(fe-ni)合金材料之中的至少一种合金材料，但不限于此，而是可以包括任何材料，只要其电阻值在用于实现电流感测的预设电阻值内即可。
43.根据前述描述，根据实施例，电感器装置100可以包括：芯体110，包括磁性材料；以及导线120，缠绕在芯体110上并且包括具有低电阻材料的分流电阻器。磁性材料可以包括铁氧体材料。低电阻材料可以包括铜锰(cu-mn)合金材料、铜镍(cu-ni)合金材料、铁铬(fe-cr)合金材料和铁镍(fe-ni)合金材料之中的至少一种合金材料。
44.因此，与仅具有铜导线且仅能过滤电流中包含的噪声的传统电感器相比，根据本实施例的电感器装置可以提供一种电感器，该电感器不仅可以过滤电流中包含的噪声，而且还可以通过利用导线(例如，分流电阻器)中包括的低电阻材料以及芯体中包括的磁性材料形成电感来实现电流感测，即多功能电感器。
45.另一方面，上述电流可以与电能、电信号、电压等术语具有等效的含义。
46.图2至图5是示出根据本实施例的电感器装置的视图。
47.参考图2，可以有两个芯体110，但不限于此，而是可以设置一个或三个或更多个芯体。以下，为了描述简洁，描述了有两个芯体的情况。
48.芯体110可以包括第一芯体111和第二芯体112。如图所示，第一芯体111和第二芯体112可以具有鼓形形状，但不限于此，而是可以对其形状进行更改。
49.第一芯体111可以包括第一孔111-1。换言之，第一芯体111可以包括使导线120穿过的第一孔111-1。第二芯体112可以包括第二孔112-1。换言之，第二芯体112可以包括使导线120穿过的第二孔112-1。
50.此处，第一孔111-1和第二孔112-1可以具有如图所示的单个圆柱形形状，但不限于此，而是可以具有多个圆柱形形状。换言之，可以对第一孔111-1和第二孔112-1的形状和数量进行修改。
51.导线120可以穿过鼓形的第一芯体111中包括的第一孔111-1和鼓形的第二芯体112中包括的第二孔112-1。换言之，导线120可以穿过鼓形的第一芯体111中包括的第一孔111-1和鼓形的第二芯体112中包括的第二孔112-1，然后围绕第一芯体111和第二芯体112进行缠绕。
52.参考图3，穿过第一芯体111的第一孔111-1的导线120可以缠绕第一匝数(number of turns)。此外，穿过第二芯体112的第二孔112-1的导线120可以缠绕第二匝数。
53.此处，第一匝数和第二匝数可以与电感成比例。
54.此处，第一匝数和第二匝数可以具有相同的值，但不限于此，而是可以具有不同的值。
55.具体地，随着匝数的增加，电感也可以增加，阻抗也会相应增加。根据本实施例的电感器可以通过调整其频率来减少电流中包含的噪声。因此，根据本实施例的电感器装置可以通过增加导线的匝数来增强去除电流中包含的噪声的性能。
56.另一方面，即使当第一匝数和第二匝数增加时，第一匝数和第二匝数也增加具有低电阻材料的导线120可以感测电流的范围。
57.参考图4，根据实施例的电感器装置100还可以包括粘合剂130和壳体(case)140中的至少一种。
58.粘合剂130可以位于芯体110和导线120之间。粘合剂130可以固定芯体110和导线120。换言之，粘合剂130可以位于第一芯体111的上表面和第二芯体112的上表面与导线120之间，如图所示。
59.粘合剂130是具有固定芯体110和导线120这一功能的部分并且不受术语限制。换言之，粘合剂130可以包括能够固定芯体和导线的任何结构、方法和材料。
60.壳体140可以是在其中放置芯体110、导线120和粘合剂130的空间。附图中所示的壳体的形状仅仅是示例，并且可以具有其中可以放置导线和粘合剂的任何形状。
61.参考图5，分流电阻器可以通过第一芯体111的第一孔111-1和第二芯体112的第二孔112-1进行缠绕。附图中所示的分流电阻器的形状仅仅是示例，并且可以具有可以穿过第一芯体111的第一孔111-1和第二芯体112的第二孔112-1并进行缠绕的任何形状。
62.图6是示出根据本实施例的滤波器装置的配置的框图。
63.参考图6，根据实施例的滤波器装置200可以包括电感器单元210，用于过滤电流中包含的噪声并感测电流。电感器单元210可以包括具有磁性材料的芯体以及围绕芯体缠绕并包括低电阻材料的导线。
64.此处，磁性材料可以包括铁氧体材料。
65.此处，导线可以包括具有低电阻材料的分流电阻器。
66.此处，低电阻材料可以包括铜锰(cu-mn)合金材料、铜镍(cu-ni)合金材料、铁铬(fe-cr)合金材料和铁镍(fe-ni)合金材料之中的至少一种合金材料。
67.另一方面，电感器单元210可以理解为是与上面结合图1到图5描述的电感器装置100相同的组件，即，可以应用电感器装置100的所有功能。因此，为了简单起见，下面省略与
电感器装置100重复的描述。
68.此外，根据实施例的滤波器装置200还可以包括电容器单元220和电阻器单元230中的至少一个。
69.电容器单元220和电阻器单元230中的至少一个可以连接到电感器单元210以构成滤波器。
70.另一方面，电感器单元210可以包括(或者意指)电感器，并且可以存在一个或多个电感器单元。电容器单元220可以包括(或者意指)电容器，并且可以存在一个或多个电容器单元。电阻器单元230可以包括(或者意指)电阻器，并且可以存在一个或多个电阻器单元。
71.另一方面，根据实施例的滤波器装置200可以包括l滤波器、lc滤波器、rl滤波器和rlc滤波器之中的至少一种滤波器，但不限于此，而是可以包括形成为包括电感器单元210、电容器单元220和电阻器单元230中的至少一个的任何滤波器。
72.图7和图8是示出根据本实施例的滤波器装置的形式的电路图。
73.参考图7，根据实施例的滤波器装置200可以包括电感器单元210和电容器单元220。电感器单元210可以包括电感器l。电容器单元220可以包括电容器c。换言之，根据实施例的滤波器装置可以是lc滤波器。
74.因此，根据本实施例的包括lc滤波器的滤波器装置200可以通过电感器l和电容器c来过滤电流，同时通过电感器来感测电流。
75.参考图8，根据实施例的滤波器装置200可以包括电感器单元210和电容器单元220。电感器单元210可以包括电感器l。电容器单元220可以包括第一电容器c1和第二电容器c2。换言之，根据本实施例的滤波器装置200可以是π形lc滤波器。
76.因此，根据本实施例的包括π形lc滤波器的滤波器装置200可以通过电感器l以及第一电容器c1和第二电容器c2来过滤电流，同时通过电感器来感测电流。
77.因此，与需要添加电路组件和用于添加单独的霍尔传感器以进行电流感测从而测量电流消耗的额外的pcb空间的传统电力线滤波器相比，根据本实施例的滤波器装置包括具有如下形式并且在感测电流的同时过滤电流中包含的噪声的电感器：包括低电阻材料的导线(例如，分流电阻器)围绕包括磁性材料的芯体进行缠绕。因此，根据本实施例的滤波器装置允许利用一种组件实现两种功能，例如，电力滤波(power filter)和电流消耗测量，从而减少了电路组件和pcb空间。
78.图9是示出根据本实施例的转向控制装置的配置的框图。
79.参考图9，根据本实施例的转向控制装置300可以包括滤波器单元310、转向电机电源单元320、传感器单元330、通信单元340、控制器单元350、控制器监控单元(controller monitoring unit)360和操作功率转换单元(operation power conversion unit)370中的至少一个。
80.滤波器单元310可以连接到输入电源。滤波器单元310可以过滤从输入电源提供的电能的噪声，并将过滤后的电能提供给转向电机电源单元320和操作功率转换单元370。转向电机电源单元320可以与滤波器单元310连接并接收过滤后的电能。转向电机电源单元320可以与控制器单元350连接，并且可以接收转向电机控制信号。转向电机电源单元320可以通过基于转向电机控制信号转换过滤后的电能来生成辅助转向力，并基于辅助转向力来控制转向电机。
81.转向电机电源单元320可以包括门驱动器(gate driver)321、逆变器(inverter)322和相位切断器(pco)323。
82.门驱动器321可以从控制器单元350接收转向电机控制信号，基于转向电机控制信号生成门信号，并将门信号提供给逆变器322。逆变器322可以根据门信号转换滤波器单元的过滤后的电能，从而生成辅助转向力。相位切断器(例如断路器或切断开关)323位于逆变器322和转向电机之间，并且可以供应或切断从逆变器322向转向电机提供的辅助转向力。
83.传感器单元330可以包括温度传感器331、电流传感器332或电机位置传感器333中的至少一种，但不限于此，而是可以包括可以测量转向系统(或转向控制装置)的状态的任何传感器。
84.温度传感器331可以测量转向控制装置300的温度，并向控制器单元350提供温度信息。此外，电流传感器332可以测量从转向电机电源单元320提供给转向电机的辅助电流(或辅助转向力)，并向控制器单元350提供辅助电流信息。电机位置传感器333可以测量转向电机的位置，并向控制器单元350提供关于转向电机的位置信息。
85.通信单元340可以包括内部通信单元或外部通信单元中的至少一种。当存在多个转向控制装置时，内部通信单元可以与其他转向控制装置连接以接收或提供信息。外部通信单元可以与车辆连接，以从车辆接收车辆状态信息(例如，车速信息)，或向车辆提供与转向系统相关的信息。
86.控制器单元350可以连接至转向控制装置的每个组件，以提供信息或接收信息来控制操作。
87.例如，控制器单元350可以基于关于方向盘的扭矩信息、关于方向盘的转向角信息、温度信息、辅助电流信息、关于转向电机的位置信息、车辆状态信息(例如，车速信息)、关于输入电源的状态信息、短路(或过电流)状态信息、关于滤波器单元的电流感测信息或关于转向电机的状态信息中的至少一种来生成转向电机控制信号，并向门驱动器提供转向电机控制信号，或者可以生成分离/连接控制信号(例如离合器控制信号)，并向分离/连接机构提供分离/连接控制信号。
88.控制器单元350可以包括微控制器，但不限于此，而是可以包括可以处理(或运行或计算)程序的任何装置(或计算机)。
89.控制器单元350可以包括可以经由总线彼此通信的一个或多个处理器、存储器、存储单元、用户接口输入单元或用户接口输出单元中的至少一种或多种。控制器单元350还可以包括用于访问网络的网络接口。处理器可以是运行存储在存储器和/或存储单元中的处理指令的中央处理单元(cpu)或半导体装置。存储器和存储单元可以包括各种类型的易失性/非易失性存储介质。例如，存储器可以包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)。此处，处理器可以包括至少一个芯体。具体地，如果至少一个芯体包括多个芯体，则多个芯体中的至少一个芯体可以包括锁步芯体。
90.控制器监控单元360可以与控制器单元350连接。控制器监控单元360可以监控控制器单元350的操作状态。例如，控制器单元350可以向控制器监控单元360提供看门狗信号(watchdog signal)。控制器监控单元360可以基于从控制器单元350接收的看门狗信号被清除，或者可以生成复位信号并将复位信号提供给控制器单元350。
91.控制器监控单元360可以包括看门狗，但不限于此，而是可以包括能够监控控制器
单元的任何装置。具体地，看门狗可以包括具有截止日期(即开始和结束)的窗口看门狗。
92.操作功率转换单元370可以与滤波器单元310连接。操作功率转换单元370可以通过转换滤波器单元310的过滤后的电能来为转向控制装置300的每个组件生成操作电压。操作功率转换单元370可以包括dc-dc转换器或调节器中的至少一种，但不限于此，而是可以包括可以根据功率保护模块转换输出从而为转向控制装置的每个组件生成操作电压的任何装置。另一方面，转向控制装置300可以包括电子控制单元(ecu)，但不限于此，而是可以包括可以执行电子控制的任何控制装置(或系统)。
93.此处，电能可以包括电流。
94.此处，辅助转向力可以包括辅助电流。
95.另一方面，转向控制装置300可以包括：滤波器单元310，滤波器单元310包括电感器单元，电感器单元用于过滤电流中包含的噪声并感测电流；以及转向电机电源单元320，通过基于转向电机控制信号转换被过滤的电流来生成辅助电流，并基于辅助电流来控制转向电机。电感器单元可以包括：包括磁性材料的芯体；以及缠绕在芯体上并包括低电阻材料的导线。
96.此处，磁性材料可以包括铁氧体材料。
97.此处，导线可以包括具有低电阻材料的分流电阻器。
98.此处，低电阻材料可以包括铜锰(cu-mn)合金材料、铜镍(cu-ni)合金材料、铁铬(fe-cr)合金材料和铁镍(fe-ni)合金材料之中的至少一种合金材料。
99.另一方面，滤波器单元310可以理解为与上面结合图6到图8所描述的滤波器装置200相同的组件，即，可以应用滤波器装置200的所有功能。因此，为了简单起见，下面省略与滤波器装置200重复的描述。
100.另一方面，根据实施例的控制器单元350可以生成转向电机控制信号。控制器单元350可以基于通过电感器单元感测到的电流来确定转向控制装置300的状态，并且可以根据确定结果来控制转向电机电源单元320。
101.换言之，控制器单元350可以将与通过电感器单元感测到的电流相对应的感测电流值与预设电流值进行比较，并且如果感测电流值被确定为等于或小于预设电流值，则可以确定转向控制装置300处于正常状态。
102.控制器单元350可以生成与转向控制装置300的正常状态相对应的转向电机控制信号。
103.转向电机电源单元320可以通过基于与转向控制装置300的正常状态相对应的转向电机控制信号转换过滤后的电流来生成辅助电流，并基于辅助电流来控制转向电机。
104.此外，控制器单元350可以将与通过电感器单元感测到的电流信号相对应的感测电流值与预设电流值进行比较，并且如果感测电流值被确定为大于预设电流值，则可以确定转向控制装置300处于异常状态。
105.控制器单元350可以生成与转向控制装置300的异常状态相对应的转向电机控制信号。
106.转向电机电源单元320可以基于与转向控制装置300的异常状态相对应的转向电机控制信号来停止操作，以停止转向电机的操作。
107.此处，预设电流值可以是转向控制装置300和转向电机正常时所需的输入电流值
的最大值。具体地，输入电流值可以是输入电源和转向电机电源单元320(具体是逆变器322)之间的电流值。
108.如上所述，根据本实施例的转向控制装置可以：通过电感器来测量电源端的电流消耗，其中电感器包括具有磁性材料的芯体和具有低电阻材料的导线(例如，分流电阻器)；基于测量出的电流消耗来确定转向控制装置和转向系统的操作状态；以及根据确定结果来控制转向控制装置和转向系统的操作，从而提高转向控制装置和转向系统的可靠性。
109.图10是示出根据本实施例的转向系统的配置的框图。
110.参考图10，根据本实施例的转向系统400可以包括转向装置410或转向辅助装置420中的至少一种。转向装置410和转向辅助装置420可以通过电连接、磁连接或机械连接中的至少一种进行连接。
111.转向装置410可以基于施加到方向盘414上的转向力(或旋转力)来改变车轮415的转向角。转向装置410可以包括输入侧机构411和输出侧机构412。此外，转向装置410还可以包括分离/连接机构413。
112.输入侧机构411可以连接至方向盘414。输入侧机构411可以沿方向盘414的旋转方向或沿与方向盘414的旋转方向相反的方向旋转。输入侧机构411可以包括连接至方向盘414的转向轴，但不限于此，而是可以包括可以沿方向盘的旋转方向或沿与方向盘的旋转方向相反的方向旋转的任何机构(或装置)。
113.输出侧装置412可以通过电连接或机械连接中的至少一种连接到输入侧机构411。输出侧机构412可以连接到车轮415，从而改变车轮415的转向角(或移动)。输出侧机构412可以包括小齿轮、齿条、横拉杆或转向节臂中的至少一种，但不限于此，而是可以包括可以改变车轮的转向角(或移动)的任何机构(或装置)。
114.分离/连接机构413可以连接到输入侧机构411和输出侧机构412。分离/连接机构413可以将输入侧机构411和输出侧机构412机械连接或分离或者电连接或分离。分离/连接机构413可以包括离合器，但不限于此，而是可以包括可以将输入侧机构和输出侧机构连接或分离的任何机构(或装置)。
115.根据实施例，转向装置410可以包括输入侧机构和输出侧机构机械连接的转向装置、输入侧机构和输出侧机构电连接的转向装置(或线控转向(sbw))、或输入侧机构和输出侧机构与分离/连接机构连接的转向装置(或包括离合器的sbw)中的至少一种。
116.另一方面，方向盘414和车轮415被图示为不包括在转向装置410中，但不限于此，而是可以包括在转向装置410中。
117.转向辅助装置420可以与转向装置410连接。转向辅助装置420可以向转向装置410提供辅助转向力。
118.根据实施例，转向辅助装置420可以包括输入电源421、转向控制模块422、转向电机423或传感器模块424中的至少一种。
119.输入电源421可以包括直流(dc)电源或交流(ac)电源中的至少一种。具体地，直流电源可以包括电池，但不限于此，而是可以包括可以提供直流电源的任何电源。
120.转向控制模块422可以连接至输入电源421。转向控制模块422可以从输入电源421接收电能，过滤电能中的噪声，通过基于转向电机控制信号转换过滤后的电能来生成辅助转向力，并基于辅助转向力来控制转向电机423。
0022808的韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部并入本文。