KR102062927B1 - 마그네틱 전류센서 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 마그네틱 전류센서 제어방법은 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 구동하여 상기 솔레노이드 밸브에 의해 유도되는 전류량을 측정하여 상기 솔레노이드 밸브에 대한 출력값 오프셋을 저장하는 프리 스캐닝 단계(S110); 및 상기 전류센서의 센싱 중 구동되는 상기 솔레노이드 밸브의 출력값 오프셋을 상기 전류센서의 출력값에서 차감하는 출력값 보상단계(S120)를 포함할 수 있다.

Description

마그네틱 전류센서 제어방법{Control Method for Magnetic Current Sensor}
본 발명은 마그네틱 전류센서 제어방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 자기장을 생성하는 솔레노이드 밸브 주변에서 마그네틱 전류센서의 오감지 또는 오작동을 방지할 수 있는 마그네틱 전류센서 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 자동차에는 엔진의 시동장치나 점화장치의 전장품을 비롯하여 램프 ,류 에어컨 장치 등 운전자 편의 및 안전을 위한 많은 전기장치 즉, 전기부하가 구비되어 있으며, 이러한 전기부하에 전력을 공급하는 전원으로 배터리와 알터네이터(alternator)가 있다.
이러한 배터리와 알터네이터에서 공급되는 전원에 의해 자동차 내에 구비된 부하에 전원을 공급함에 있어서, 자동차의 전기 배선은 배터리와 메인 릴레이(main relay)에서 정션박스(junction box)로 집결되어 그 곳에서 다시 예컨대, 모터 및 램프와, 시계, 오디오, 부저 등의 기타 부하 등의 자동차 전체의 전기부하로 분산되도록 연결되어 있다.
또한, 이러한 전기장치들의 경우 공급되는 전류를 감지하여 동작하기에 충분한 전류가 공급되는지 판단하여 작동상태를 표시하거나 경고한다.
이와 같은 모터 등의 전기장치의 전류를 측정하는 방식은 크게 두 가지로 구분될 수 있으며, 하나는 수 mΩ의 작은 저항들을 병렬로 연결하여 그 전압 차이를 통해 전류를 환산하는 병렬저항 방식과, 다른 하나는 전류가 흐르는 도선에서 발생하는 자기장을 측정하여 전류를 환산하는 마그네틱 전류센서를 사용하는 방식이다.
병렬저항을 사용하는 방식은 작은 저항값으로 인해 델타 전압이 수 mV의 작은 전압을 입력받게 되므로 해당 전압을 입력받을 수 있도록 연산증폭기를 사용하여 출력 레벨을 조정하는 바, 대전류를 감지하기 위해 병렬저항이 매우 커지게 되고 항상 연산증폭기를 사용해야 하기 때문에 ECU와 같은 소형 전자제어장치에는 사용하기 곤란한 단점이 있다.
마그네틱 전류센서를 사용하는 방식은 측정하고자 하는 도선 양단에 마그네틱 전류센서의 입출력단자를 연결하여 사용하게 되며, 도체에 흐르는 전류가 생성하는 자기장의 값을 읽어 전류를 환산하는 바, 병렬저항과 달리 작은 면적을 차지하여 소형 ECU에도 적용할 수 있고 센서 내부에 노이즈 저감회로가 내장되어 신호대 잡음비가 개선될 수 있는 효과가 있다. 따라서 경량화 소형화 추세에 맞추어 대부분의 전류감지회로는 마그네틱 전류센서를 적용하게 된다.
그러나, 이와 같은 마그네틱 전류센서는 전도성 코일을 구비한 솔레노이드 밸브를 사용한 ABS나 ESC와 같은 제동시스템에서는 솔레노이드 밸브에서 형성되는 자기장에 영향을 받아 오작동하는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
한국공개특허공보 제10-2012-0102956호(출원일 : 2011.03.09)
본 발명은 마그네틱 전류센서를 통해 모터의 전류를 감지함에 있어 주변 자기장으로 인한 오감지 또는 오작동을 방지할 수 있는 마그네틱 전류센서 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하나 이상의 솔레노이드 밸브의 주변에 설치된 마그네틱 전류센서의 제어방법에 있어서, 상기 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 구동하여 상기 솔레노이드 밸브에 의해 유도되는 전류량을 측정하여 상기 솔레노이드 밸브에 대한 출력값 오프셋을 저장하는 프리 스캐닝 단계(S110); 및 상기 전류센서의 센싱 중 구동되는 상기 솔레노이드 밸브의 출력값 오프셋을 상기 전류센서의 출력값에서 차감하는 출력값 보상단계(S120)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프리 스캐닝 단계(S110)는 ECU의 최초 구동시 선택적으로 실행될 수 있다.
또한, 상기 프리 스캐닝 단계(S110)는 프리 스캐닝 모드를 수행하여 스캐닝 제어로직을 구동하는 프리 스캐닝 시작 단계(S111); 상기 스캐닝 제어로직에 따라 상기 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 순차적으로 구동시키는 단계별 솔레노이드 밸브 동작 단계(S112); 상기 순차적으로 구동되는 솔레노이드 밸브에 의해 유도되는 전류량을 상기 전류센서로 감지하는 단계별 전류량 감지 단계(S113); 및 상기 구동되는 솔레노이드 밸브에 대응하는 상기 전류센서의 출력전압을 출력값 오프셋으로 저장하는 출력값 오프셋 저장 단계(S114)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력값 오프셋 저장 단계(S114)에서, 상기 솔레노이드 밸브에 의해 유도된 전류량에 대한 출력전압과 기준전압을 비교하여 상기 기준전압 이상의 출력전압을 상기 솔레노이드 밸브에 대한 출력값 오프셋으로 메모리에 저장할 수 있다.
또한, 상기 출력값 보상 단계(S120)는 전류센서를 통해 전류의 흐름을 센싱하는 전류센서 모니터링 단계(S121); 상기 전류센서의 동작시 상기 하나 이상의 솔레노이드 밸브의 동작을 판단하는 밸브 동작 판단 단계(S122); 상기 전류센서의 출력값에서 상기 구동되는 솔레노이드 밸브에 대응하는 출력값 오프셋을 차감하여 출력하는 전류센서 출력 단계(S123)를 포함할 수 있다.
본 발명의 마그네틱 전류센서 제어방법에 따르면, 자기장을 생성하여 전류센서에 영향을 미치는 솔레노이드 밸브 또는 전도성 코일이 적용된 분야에도 마그네틱 전류센서가 적용될 수 있다
도 1은 본 발명의 마그네틱 전류센서 제어방법의 흐름도;
도 2는 도 1의 프리 스캐닝 단계의 흐름도; 및
도 3은 솔레노이드 밸브와 전류센서를 나타내는 개략도;이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 공지된 구조 및 공지된 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술된 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 전류센서 제어방법에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 전류센서 제어방법은 프리 스캐닝 단계(S110)와 출력값 보상 단계(S120)를 포함할 수 있으며, 프리 스캐닝 단계(S110)는 하나 이상의 솔레노이드 밸브의 영향에 의해 전류센서에서 측정되는 출력값 오프셋을 측정하여 저장하며, 출력값 보상 단계(S120)는 솔레노이드 밸브의 구동시 전류센서 출력값에서 출력값 오프셋을 차감할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 프리 스캐닝 단계(S110)는 ECU에 전원을 인가하여 구동시킬 때 수행될 수 있으며, 프리 스캐닝 시작 단계(S111), 단계별 솔레노이드 밸브 동작 단계(S112), 단계별 전류량 감지 단계(S113), 출력값 오프셋 저장 단계(S114)를 포함할 수 있다.
프리 스캐닝 시작 단계(S111)는 ECU의 구동시 프리 스캐닝을 수행할 것인지에 대한 판단 이후 프리 스캐닝이 필요하다고 판단되는 경우 프리 스캐닝 모드가 수행되어 스캐닝 제어로직이 구동될 수 있다.
프리 스캐닝은 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 단계별 구동시킬 수 있으며, 이때 전류센서가 설치된 부위의 다수의 솔레노이드 밸브를 순차적으로 ON/OFF 시킴으로써 작동된 솔레노이드 밸브로부터 생성된 자기장에 의한 전류센서의 출력값을 측정한다.
단계별 솔레노이드 밸브 동작 단계(S112)는 스캐닝 제어로직에 따라 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 구동시키는 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 전류센서 주변의 하나 이상의 솔레노이드 밸브가 순차적으로 구동될 수 있다.
도 3에 도시한 제동장치의 상측부에 ECU가 설치될 수 있으며, 이 ECU 내부에는 전류를 감지하는 전류센서가 구비된다. 도 3의 실시예에서는 제동장치에 모두 12개의 솔레노이드 밸브가 구비될 수 있으나, 전류센서 주변의 솔레노이드 밸브의 수량 및 배치 구성은 다양하게 변형실시될 수 있다.
단계별 솔레노이드 밸브 동작 단계(S112)에서는 제1솔레노이드 밸브부터 제12솔레노이드 밸브까지 순차적으로 전원을 인가하여 각 솔레노이드 밸브를 ON/OFF 시킬 수 있다.
단계별 전류량 감지 단계(S113)는 순차적으로 동작되는 제1 내지 제12솔레노이드 밸브로부터 생성된 자기장에 의해 전류센서에 유도되는 전류량을 감지한 후 출력전압을 출력할 수 있다.
출력값 오프셋 저장 단계(S114)는 전류센서의 출력전압을 비교하여 해당 솔레노이드 밸브에 대한 출력값 오프셋을 저장하기 위한 것으로, 솔레노이드 밸브에 의해 유도된 전류량에 대한 출력전압(Vsense)과 전류센싱에 영향을 주지 않을 정도의 기준전압(Vref)을 비교한 후, 기준전압(Vref) 이상의 출력전압(Vsense)을 해당 솔레노이드 밸브에 대한 출력값 오프셋으로 메모리에 저장할 수 있다.
상술한 바와 같은 프리 스캐닝 단계(S110)를 통해 하나 이상의 솔레노이드 밸브에 대한 전류센서의 출력값 오프셋이 측정되어 저장될 수 있으며, 이와 같이 저장된 출력값 오프셋은 다음의 출력값 보상 단계(S120)에 적용될 수 있다.
출력값 보상 단계(S120)는 도 1 및 도 3을 참조로, 전류센서 모니터링 단계(S121), 밸브 동작 판단 단계(S122), 전류센서 출력 단계(S123)를 포함할 수 있다.
전류센서 모니터링 단계(S121)는 전류센서를 통해 모터 등의 작동 상태를 감지하며 밸브 동작 판단 단계(S122)는 하나 이상의 솔레노이드 밸브의 동작상태 및 어떠한 솔레노이드 밸브가 동작하고 있는지를 판단할 수 있다.
전류센서 출력 단계(S123)는 전류센서에 의해 감지되는 모터의 작동시, 현재 구동되고 있는 솔레노이드 밸브의 영향 유무를 판별하여 전류센서의 출력값을 출력하며, 이때 전류센서의 주변에 배치되어 전류센서에 영향을 미치는 솔레노이드 밸브가 구동 중인 경우, 전류센서 출력값(Vout)에서 해당 솔레노이드 밸브에 대한 출력값 오프셋(Voffset)을 차감하여 출력할 수 있다.
도 3을 참조로, 전류센서의 하측부에 제1 내지 제12솔레노이드 밸브가 배치될 수 있으며, 상술한 프리 스캐닝 단계(S110)를 통해 전류센서에 인접한 제1,2,5솔레노이드 밸브의 출력값 오프셋이 미리 메모리(EEPROM)에 저장될 수 있다. 상기 밸브 동작 판단 단계(S122)에서 전류센서에 영향을 미치는 제1,2 또는 제5솔레노이드 밸브가 구동 중임이 판단되면, 전류센서의 출력값(Vout)에서 제1,2 또는 제5솔레노이드 밸브에 해당하는 출력값 오프셋(Voffset)이 차감될 수 있다.
상술한 바와 같은 마그네틱 전류센서 제어방법에 따르면, 자기장을 생성하여 전류센서에 영향을 미치는 솔레노이드 밸브 또는 전도성 코일이 적용된 분야에도 마그네틱 전류센서가 적용될 수 있어 ECU의 경량화 및 소형화가 달성될 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 마그네틱 전류센서 제어방법에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 하나 이상의 솔레노이드 밸브의 주변에 설치된 마그네틱 전류센서의 제어방법에 있어서,
    상기 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 구동하여 상기 솔레노이드 밸브에 의해 유도되는 전류량을 측정하여 상기 솔레노이드 밸브에 대한 출력값 오프셋을 저장하는 프리 스캐닝 단계(S110); 및
    상기 전류센서의 센싱 중 구동되는 상기 솔레노이드 밸브의 출력값 오프셋을 상기 전류센서의 출력값에서 차감하는 출력값 보상단계(S120)를 포함하며,
    상기 프리 스캐닝 단계(S110)는 ECU의 최초 구동시 선택적으로 실행되고,
    상기 프리 스캐닝 단계(S110)는
    프리 스캐닝 모드를 수행하여 스캐닝 제어로직을 구동하는 프리 스캐닝 시작 단계(S111);
    상기 스캐닝 제어로직에 따라 상기 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 순차적으로 구동시키는 단계별 솔레노이드 밸브 동작 단계(S112);
    상기 순차적으로 구동되는 솔레노이드 밸브에 의해 유도되는 전류량을 상기 전류센서로 감지하는 단계별 전류량 감지 단계(S113); 및
    상기 구동되는 솔레노이드 밸브에 대응하는 상기 전류센서의 출력전압을 출력값 오프셋으로 저장하는 출력값 오프셋 저장 단계(S114)를 포함하며,
    상기 출력값 오프셋 저장 단계(S114)에서,
    상기 솔레노이드 밸브에 의해 유도된 전류량에 대한 출력전압과 기준전압을 비교하여 상기 기준전압 이상의 출력전압을 상기 솔레노이드 밸브에 대한 출력값 오프셋으로 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 전류센서 제어방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력값 보상 단계(S120)는
    전류센서를 통해 전류의 흐름을 센싱하는 전류센서 모니터링 단계(S121);
    상기 전류센서의 동작시 상기 하나 이상의 솔레노이드 밸브의 동작을 판단하는 밸브 동작 판단 단계(S122);
    상기 전류센서의 출력값에서 상기 구동되는 솔레노이드 밸브에 대응하는 출력값 오프셋을 차감하여 출력하는 전류센서 출력 단계(S123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 전류센서 제어방법.
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