KR102582380B1 - 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치 및 방법 - Google Patents

기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치는, 기준 전류센서가 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제1 측정 전류값과, 홀 타입 전류센서가 상기 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제2 측정 전류값을 입력받아, 상기 제1 측정 전류값 및 상기 제1 측정 전류값에 대응되는 상기 제2 측정 전류값을 표본으로서 다수 수집하는 표본 수집부; 상기 다수 수집된 표본 중에서 둘 이상의 대표값을 추출하는 대표값 추출부; 상기 둘 이상의 대표값을 이용하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 산출하는 영점 오차 산출부; 및 상기 홀 타입 전류센서가 측정하는 제2 측정 전류값을 상기 영점 오차 산출부에 의해 산출된 영점 오차만큼 가감하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정하는 영점 오차 보정부;를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 배터리를 충방전시키는 과정에서 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정할 수 있어, 홀 타입 전류센서의 측정 전류값에 대한 정확도를 한층 더 높일 수 있게 된다.

Description

기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CORRECTING ZERO OFFSET OF HALL TYPE CURRENT SENSOR USING REFERENCE CURRENT SENSOR}
본 발명은 기준 전류센서가 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 측정 전류값을 기준으로 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정하는, 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 친환경적인 자동차로서 전기 차량(Electric Vehicle; EV)이 주목받고 있으며, 이러한 전기 차량은 충방전이 가능한 배터리(또는, 2차 전지)를 동력원으로서 탑재하고 있다.
다만, 전기 차량에 탑재되는 배터리는 과충전될 경우 폭발의 위험이 있으며, 이에 따라 배터리의 충전상태(State of Charge; SOC)를 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하다. 배터리의 충전상태는 배터리에 충전되는 전류 또는 배터리에서 방전되는 전류를 적산하여 추정되는데, 이러한 배터리의 충전상태를 정확하게 추정하기 위해서는 전류센서를 통한 정확한 전류 측정이 선행되어야 한다.
전기 차량에 탑재되는 배터리에 흐르는 전류를 측정하는 전류센서로는 홀 타입(Hall type) 전류센서, 션트 저항 타입(shunt resistor type) 전류센서, 그리고 플럭스 게이트 타입(flux gate type) 전류센서 등이 있다.
이 중에서 션트 저항 타입 전류센서와 플럭스 게이트 타입 전류센서는 전기 차량을 구동하기 전에(즉, 시동 off) 영점을 보정하면, 전기 차량을 구동한 후에(즉, 시동 on) 배터리를 충전 또는 방전하더라도 영점 오차가 거의 존재하지 않아, 배터리에 흐르는 전류를 높은 정밀도로 측정할 수 있다. 이에 반해, 홀 타입 전류센서는 전기 차량을 구동하기 전에 영점을 보정하더라도, 전기 차량을 구동한 후에 배터리를 충전 또는 방전시킬 경우 영점 오차가 발생하여 배터리에 흐르는 전류의 측정값에 대한 신뢰도가 떨어진다.
이에 따라, 전기 차량에 탑재되는 배터리에 흐르는 전류를 정확하게 측정할 목적으로 션트 저항 타입 전류센서나 플럭스 게이트 타입 전류센서를 주로 이용하며, 홀 타입 전류센서는 션트 저항 타입 전류센서나 플럭스 게이트 타입 전류센서의 고장 등 동작 감시 용도로서 이용한다.
이 경우 만일 전기 차량 운행 중에 션트 저항 타입 전류센서나 플럭스 게이트 타입 전류센서에 고장이 발생할 경우에는, 이를 대체하여 홀 타입 전류센서로 배터리에 흐르는 전류를 측정할 것이 요구되는데, 상술한 바와 같이 홀 타입 전류는 배터리를 충전 또는 방전시킬 경우 영점 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 배터리에 전류가 흐르지 않을 때뿐만 아니라 배터리가 충전이나 방전될 경우에도 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정할 수 있는 방안이 마련될 필요가 있다.
종래에는 배터리에 전류가 흐르지 않을 때 전류센서로 전류를 측정하고, 전류센서로 측정된 전류값이 0A가 아닌 값을 가리킬 경우 그 0A가 아닌 값을 오차로 취급하여, 이후 전류센서에 의해 측정되는 전류값에 상기 오차를 가감하는 방식으로 전류센서의 영점오차를 보정해 왔다. 예를 들어, 특허문헌 1은 하이브리드 차량에 탑재된 고전압배터리의 전류센서 오차 보정방법에 관한 것으로, 차량에 전류 흐름이 발생하지 않을 때 전류값을 측정하여 전류센서의 영점 오차를 보정하는 방안을 개시하고 있다.
한국 등록특허공보 제1054958호(공개일: 2011.08.01)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리가 충전이나 방전될 경우에 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치는, 기준 전류센서가 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제1 측정 전류값과, 홀 타입 전류센서가 상기 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제2 측정 전류값을 입력받아, 상기 제1 측정 전류값 및 상기 제1 측정 전류값에 대응되는 상기 제2 측정 전류값을 표본으로서 다수 수집하는 표본 수집부; 상기 다수 수집된 표본 중에서 둘 이상의 대표값을 추출하는 대표값 추출부; 상기 둘 이상의 대표값을 이용하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 산출하는 영점 오차 산출부; 및 상기 홀 타입 전류센서가 측정하는 제2 측정 전류값을 상기 영점 오차 산출부에 의해 산출된 영점 오차만큼 가감하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정하는 영점 오차 보정부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 표본 수집부는, 상기 제1 측정 전류값을 x축으로 하고 상기 제2 측정 전류값을 y축으로 한 2차원 평면에 상기 다수 수집된 표본을 나타낼 수 있고, 상기 대표값 추출부는, 상기 제1 측정 전류값의 둘 이상 기설정된 전류 구간 각각에서 상기 대표값을 추출할 수 있다.
여기서, 상기 대표값 추출부는, 상기 기설정된 전류 구간에 포함되어 있는 각 표본을 중심으로 동일 크기의 원을 그린 후 상기 원 중에서 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원을 검색하고, 상기 검색된 원 안에 포함되어 있는 어느 하나의 표본으로부터 다른 표본까지의 거리 분산이 최소가 되는 표본을 상기 대표값으로 추출할 수 있다.
그리고 상기 영점 오차 산출부는, 상기 2차원 평면에서 상기 둘 이상의 대표값을 잇는 직선을 만들고, 상기 직선의 y절편을 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차로 산출할 수 있다.
또는, 상기 영점 오차 산출부는, 상기 2차원 평면에서 상기 둘 이상의 대표값에 대한 추세선을 만들고, 상기 추세선의 y절편을 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차로 산출할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법은, 기준 전류센서가 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제1 측정 전류값과, 홀 타입 전류센서가 상기 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제2 측정 전류값을 입력받아, 상기 제1 측정 전류값 및 상기 제1 측정 전류값에 대응되는 상기 제2 측정 전류값을 표본으로서 다수 수집하는 표본 수집 단계; 상기 다수 수집된 표본 중에서 둘 이상의 대표값을 추출하는 대표값 추출 단계; 상기 둘 이상의 대표값을 이용하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 산출하는 영점 오차 산출 단계; 및 상기 홀 타입 전류센서가 측정하는 제2 측정 전류값을 상기 영점 오차만큼 가감하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정하는 영점 오차 보정 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 표본 수집 단계는, 상기 제1 측정 전류값을 x축으로 하고 상기 제2 측정 전류값을 y축으로 한 2차원 평면에 상기 다수 수집된 표본을 나타내는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 대표값 추출 단계는, 상기 제1 측정 전류값의 둘 이상 기설정된 전류 구간 각각에서 상기 대표값을 추출할 수 있다.
여기서, 상기 대표값 추출 단계는, 상기 기설정된 전류 구간에 포함되어 있는 각 표본을 중심으로 동일 크기의 원을 그린 후 상기 원 중에서 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원을 검색하고, 상기 검색된 원 안에 포함되어 있는 어느 하나의 표본으로부터 다른 표본까지의 거리 분산이 최소가 되는 표본을 상기 대표값으로 추출할 수 있다.
그리고 상기 영점 오차 산출 단계는, 상기 2차원 평면에서 상기 둘 이상의 대표값을 잇는 직선을 만들고, 상기 직선의 y절편을 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차로 산출할 수 있다.
또는, 상기 영점 오차 산출 단계는, 상기 2차원 평면에서 상기 둘 이상의 대표값에 대한 추세선을 만들고, 상기 추세선의 y절편을 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차로 산출할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기준 전류센서가 배터리에 흐르는 전류(충전 전류 또는 방전 전류)를 측정함에 따라 출력하는 제1 측정 전류값을 기준으로 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정할 수 있게 됨으로써, 배터리에 전류가 흐르지 않을 때를 기준으로 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정하던 종래 방식과는 달리, 배터리가 충전 또는 방전되는 과정에서도 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 배터리에 흐르는 전류를 기준 전류센서를 통해 측정하는 중에 상기 기준 전류센서에 고장이 발생하더라도, 고장 발생 전의 기준 전류센서를 통해 홀 타입 전류센서의 영점 오차가 보정됨에 따라, 배터리에 흐르는 전류를 홀 타입 전류센서를 통해서도 정확도 높게 측정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 제1 측정 전류값을 x축으로 하고 제2 측정 전류값을 y축으로 한 2차원 평면에 다수의 표본을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 다수의 표본 중 제2 전류 구간에 속하는 표본에 대해 DBSCAN 알고리즘을 이용하는 모습을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원 안의 표본에 대해 K-means 알고리즘을 이용하는 모습을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 나타낸 다수의 표본 중 추출된 두 개의 대표값을 직선으로 이은 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 세 개의 대표값에 대한 추세선을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치(1000)는, 기준 전류센서(20)로부터 제1 측정 전류값을 입력받고, 홀 타입 전류센서(30)로부터 제2 측정 전류값을 입력받아 둘 이상의 대표값을 추출한 뒤, 이를 이용하여 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 산출 및 보정한다.
도 1에 도시한 배터리(10)는 전기 차량에 탑재되는 것일 수 있다. 그리고 기준 전류센서(20)는 션트 저항 타입 전류센서 및 플럭스 게이트 타입 전류센서와 같이 전기 차량을 구동하기 전에 영점을 보정하면, 전기 차량을 구동한 후에 배터리를 충전 또는 방전하더라도 영점 오차가 거의 존재하지 않아, 배터리에 흐르는 전류(즉, 충전 전류 또는 방전 전류)를 높은 정밀도로 측정할 수 있는 전류센서를 의미한다.
배터리(10)에 전류가 흐를 경우, 배터리(10)에 내장 또는 외장된 기준 전류센서(20)는 배터리(10)에 흐르는 전류를 측정함에 따라 제1 측정 전류값을 출력한다.
그리고 배터리(10)에 전류가 흐를 경우, 배터리(10)에 내장 또는 외장된 홀 타입 전류센서(20) 역시 배터리(10)에 흐르는 전류를 측정하며, 이에 따라 제2 측정 전류값을 출력한다.
다만, 배터리를 충방전시키는 과정에서 기준 전류센서(20)와 달리 홀 타입 전류센서(30)는 외부 자계 요인 등으로 인해 영점 오차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 배터리(10)를 충방전시키는 과정에서 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 수시로 보정해 줄 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치(1000)는 표본 수집부(100), 대표값 추출부(200), 영점 오차 산출부(300) 및 영점 오차 보정부(400)를 포함하여 이루어질 수 있다.
표본 수집부(100)는 기준 전류센서(20)가 배터리(10)에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제1 측정 전류값과, 홀 타입 전류센서(30)가 배터리(10)에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제2 측정 전류값을 입력받아, 상기 제1 측정 전류값 및 상기 제1 측정 전류값에 대응되는 제2 측정 전류값을 표본으로서 다수 수집한다. 여기서, 제1 측정 전류값에 대응되는 제2 측정 전류값이란, 기준 전류센서(20)가 배터리(10)에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 전류값(즉, 제1 전류값)에 대응하여, 홀 타입 전류센서(30)가 상기 기준 전류센서(20)와 동일한 전류를 측정함에 따라 출력하는 전류값(즉, 제2 측정 전류값)을 의미한다.
표본 수집부(100)는 제1 측정 전류값과 이에 대응되는 제2 측정 전류값을 일정 주기(예를 들어, 100ms)로 다수 수집할 수 있다.
홀 타입 전류센서(30)에 영점 오차가 발생하지 않았을 경우에는, 기준 전류센서(20)가 출력하는 제1 측정 전류값과 홀 타입 전류센서(30)가 출력하는 제2 측정 전류값이 서로 동일하다. 하지만 홀 타입 전류센서(30)에 영점 오차가 발생한 경우에는, 홀 타입 전류센서(30)가 출력하는 제2 측정 전류값이 상기 영점 오차로 인해 부정확해지기 때문에 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 보정해주어야 한다.
도 2는 제1 측정 전류값을 x축으로 하고 제2 측정 전류값을 y축으로 한 2차원 평면에 다수의 표본을 나타낸 도면으로서, 표본 수집부(100)는 수집한 다수의 표본을 도 2에 도시된 바와 같은 2차원 평면에 나타낼 수 있다.
또한, 표본 수집부(100)는 수집한 표본의 개수가 부족하다고 판단될 경우에는 표본의 수집 주기를 줄임으로써 보다 많은 표본을 수집할 수 있다.
대표값 추출부(200)는 표본 수집부(100)에 의해 다수 수집된 표본 중에서 둘 이상의 대표값을 추출한다. 이 경우 대표값 추출부(200)는 제1 측정 전류값의 둘 이상 기설정된 전류 구간(예를 들어, 도 2에 도시한 제1 전류 구간 및 제2 전류 구간) 각각에서 대표값을 추출할 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 다수의 표본 중 제2 전류 구간에 속하는 표본에 대해 DBSCAN 알고리즘을 이용하는 모습을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에서 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원 안의 표본에 대해 K-means 알고리즘을 이용하는 모습을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
대표값 추출부(200)는 DBSCAN 알고리즘 및 K-means 알고리즘을 포함할 수 있으며, 이러한 알고리즘을 이용하여 표본 수집부(100)에 의해 다수 수집된 표본 중에서 둘 이상의 대표값을 추출할 수 있다.
먼저, 대표값 추출부(200)는 DBSCAN 알고리즘을 이용하여 기설정된 전류 구간에 포함되어 있는 다수 수집된 표본에 대하여, 각 표본을 중심으로 하는 동일 크기의 원을 다수 그린 후 상기 다수의 원 중에서 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원을 검색한다.
구체적으로, 대표값 추출부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 기설정된 전류 구간에 수집된 각 표본을 중심으로 동일 크기의 원을 그리며, 이 경우 어느 표본을 중심으로 하는 원은 1개의 표본만을 포함하나, 다른 표본을 중심으로 하는 원은 6개의 표본을 포함한다. 이 경우 대표값 추출부(200)는 상기 6개의 표본을 포함하고 있는 원을 표본의 대표값을 추출하기 위한 원으로서 검색한다. 이와 같이 대표값 추출부(200)가 DBSCAN 알고리즘을 이용하여 표본의 대표값을 추출하기 위한 원을 검색하는 것은 노이즈 성격의 표본을 대표값 추출에서 제외시킴으로써, 보다 정확한 영점 오차를 산출해내기 위함이다.
비록 도 3에서는 표본의 대표값을 추출하기 위한 원을 검색하는 모습을 제2 전류 구간에 대해서만 도시하였으나, 대표값 추출부(200)는 제1 전류 구간의 경우에도 이와 동일한 방법을 통해 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원을 표본의 대표값을 추출하기 위한 원으로서 검색한다.
이후, 대표값 추출부(200)는 상기 검색된 원 안에 포함되어 있는 어느 하나의 표본으로부터 다른 표본까지의 거리 분산이 최소가 되는 표본을 대표값으로 추출한다.
예를 들어, 대표값 추출부(200)는 도 4(a)의 경우 다음의 수학식 1과 같이 거리 분산(Vs1)을 계산한다.
[수학식 1]
그리고 대표값 추출부(200)는 도 4(b)의 경우 다음의 수학식 2와 같이 거리 분산(Vs2)을 계산한다.
[수학식 2]
이와 같이 대표값 추출부(200)는 상기 검색된 원 안에 포함되어 있는 표본 각각에 대해 거리 분산을 계산한 뒤, 거리 분산이 최소가 되는 표본(도 4(a)의 중앙에 위치한 표본)을 기설정된 전류 구간에 다수 수집된 표본의 대표값으로 추출한다. 이와 같이 대표값 추출부(200)가 K-means 알고리즘을 이용하여 다수 수집된 표본 중 대표값을 추출함으로써, 전류센서(30)의 영점 오차를 보다 정확하게 산출해낼 수 있게 된다.
영점 오차 산출부(300)는 대표값 추출부(200)에 의해 추출된 둘 이상의 대표값을 이용하여 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 산출한다.
구체적으로, 영점 오차 산출부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 2차원 평면에서 상기 대표값 추출부(200)에 의해 추출된 둘 이상의 대표값을 잇는 직선을 만들고, 상기 직선의 y절편(Y)을 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차로 산출할 수 있다. 다만, 이 경우는 둘 이상의 대표값이 한 직선상에 위치하는 경우에 한해서 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 산출할 수 있다.
이에 따라, 영점 오차 산출부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이(도 6은 도 5와 달리 대표값만을 도시함) 2차원 평면에서 상기 대표값 추출부(200)에 의해 추출된 둘 이상의 대표값에 대한 추세선을 만들고, 상기 추세선의 y절편(Y)을 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차로 산출할 수 있다. 여기서, 추세선은 상기 대표값 추출부(200)에 의해 추출된 둘 이상의 대표값으로부터의 거리 분산이 최소가 되는 직선을 의미한다.
영점 오차 보정부(400)는 영점 오차 산출부(300)에 의해 산출된 영점 오차를 이용해서 전류센서(30)의 영점 오차를 보정한다. 예를 들어, 도 5 또는 도 6의 경우 영점 오차 산출부(300)에 의해 산출되는 영점 오차는 Y이므로, 영점 오차 보정부(400)는 이후에 홀 타입 전류센서(30)가 측정하는 제2 측정 전류값에서 Y만큼 감산함으로써 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 보정한다. 그리고 만일 영점 오차 산출부(300)에 의해 산출되는 영점 오차가 -Y인 경우, 영점 오차 보정부(400)는 이후에 홀 타입 전류센서(30)가 측정하는 측정 전류값에서 Y만큼 가산함으로써 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 보정한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법을 나타낸 흐름도로서, 이하에서는 도 7을 더 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법은, 먼저 기준 전류센서(20)가 배터리(10)에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제1 측정 전류값과, 홀 타입 전류센서(30)가 상기 배터리(10)에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제2 측정 전류값을 입력받아, 상기 제1 측정 전류값 및 상기 제1 측정 전류값에 대응되는 상기 제2 측정 전류값을 표본으로서 다수 수집한다(S100). 여기서, 표본 수집부(100)는 수집한 다수의 표본을, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 측정 전류값을 x축으로 하고 제2 측정 전류값을 y축으로 한 2차원 평면에 나타낼 수 있다.
그리고 표본 수집부(100)는 수집한 표본의 개수가 부족하다고 판단될 경우 제1 측정 전류값 및 이에 대응되는 제2 측정 전류값을 표본으로서 더 수집하며, 수집한 표본의 개수가 충분하다고 판단될 경우에는 다음 단계가 진행된다(S200).
표본 수집부(100)에 의해 표본 개수가 충분하다고 판단될 경우, 대표값 추출부(200)는 DBSCAN 알고리즘 및 K-means 알고리즘을 이용하여 다수 수집된 표본 중 둘 이상의 대표값을 추출한다(S300). 여기서, 대표값 추출부(200)는 제1 측정 전류값의 둘 이상 기설정된 전류 구간 각각에서 대표값을 추출할 수 있다.
표본 수집부(100)에 의해 다수 수집된 표본 중에서 대표값을 추출하기 위해, 대표값 추출부(200)는 먼저 DBSCAN 알고리즘을 이용하여 상기 기설정된 구간에 포함되어 있는 각 표본을 중심으로 동일 크기의 원을 그린 후 상기 원 중에서 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원을 검색한다.
그 후, 대표값 추출부(200)는 K-means 알고리즘을 이용하여 상기 검색된 원 안에 포함되어 있는 어느 하나의 표본으로부터 다른 표본까지의 거리 분산이 최소가 되는 표본을 대표값으로 추출한다.
대표값 추출부(200)에 의해 둘 이상의 대표값이 추출되면, 영점 오차 산출부(300)가 상기 둘 이상의 대표값을 이용하여 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 산출한다(S400).
구체적으로, 영점 오차 산출부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 2차원 평면에서 상기 대표값 추출부(200)에 의해 추출된 둘 이상의 대표값을 잇는 직선을 만들고, 상기 직선의 y절편(Y)을 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차로 산출할 수 있다.
또는, 영점 오차 산출부(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 2차원 평면에서 상기 대표값 추출부(200)에 의해 추출된 둘 이상의 대표값에 대한 추세선을 만들고, 상기 추세선의 y절편(Y)을 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차로 산출할 수 있다. 여기서, 추세선은 상기 대표값 추출부(200)에 의해 추출된 둘 이상의 대표값으로부터의 거리 분산이 최소가 되는 직선을 의미한다.
영점 오차 산출부(300)에 의해 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차가 산출되면, 영점 오차 보정부(400)가 상기 영점 오차를 이용해서 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 보정한다(S500). 보다 구체적으로, 영점 오차 보정부(400)는 영점 오차 산출부(300)에 의해 영점 오차가 산출되면, 이후 홀 타입 전류센서(30)가 측정하는 측정 전류값에서 상기 영점 오차를 가감하는 방법을 통해 홀 타입 전류센서(30)의 영점 오차를 보정한다.
이러한 본 발명에 의하면, 배터리에 전류가 흐르지 않을 때를 기준으로 전류센서의 영점 오차를 보정하던 종래 방식과는 달리, 배터리를 충방전시키는 과정에서 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정할 수 있어, 홀 타입 전류센서의 측정 전류값에 대한 정확도를 한층 더 높일 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 배터리
20: 기준 전류센서
30: 홀 타입 전류센서
100: 표본 수집부
200: 대표값 추출부
300: 영점 오차 산출부
400: 영점 오차 보정부
1000: 영점 오차 보정 장치

Claims (10)

  1. 기준 전류센서가 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제1 측정 전류값과, 홀 타입 전류센서가 상기 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제2 측정 전류값을 입력받아, 상기 제1 측정 전류값 및 상기 제1 측정 전류값에 대응되는 상기 제2 측정 전류값을 표본으로서 다수 수집하는 표본 수집부;
    상기 다수 수집된 표본 중에서 둘 이상의 대표값을 추출하는 대표값 추출부;
    상기 둘 이상의 대표값을 이용하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 산출하는 영점 오차 산출부; 및
    상기 홀 타입 전류센서가 측정하는 제2 측정 전류값을 상기 영점 오차 산출부에 의해 산출된 영점 오차만큼 가감하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정하는 영점 오차 보정부;를 포함하며,
    상기 표본 수집부는 상기 제1 측정 전류값을 x축으로 하고 상기 제2 측정 전류값을 y축으로 한 2차원 평면에 상기 다수 수집된 표본을 나타내고,
    상기 대표값 추출부는 상기 제1 측정 전류값의 둘 이상의 기설정된 전류 구간에서 각 전류 구간별로 대표값을 하나씩 추출하여, 상기 다수의 수집된 표본 중에서 총 둘 이상의 대표값을 추출하는 것을 특징으로 하는 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 대표값 추출부는, 상기 기설정된 전류 구간에 포함되어 있는 각 표본을 중심으로 동일 크기의 원을 그린 후 상기 원 중에서 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원을 검색하고, 상기 검색된 원 안에 포함되어 있는 어느 하나의 표본으로부터 다른 표본까지의 거리 분산이 최소가 되는 표본을 상기 대표값으로 추출하는 것을 특징으로 하는 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 영점 오차 산출부는, 상기 2차원 평면에서 상기 둘 이상의 대표값을 잇는 직선을 만들고, 상기 직선의 y절편을 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차로 산출하는 것을 특징으로 하는 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영점 오차 산출부는, 상기 2차원 평면에서 상기 둘 이상의 대표값에 대한 추세선을 만들고, 상기 추세선의 y절편을 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차로 산출하는 것을 특징으로 하는 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 장치.
  6. 기준 전류센서가 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제1 측정 전류값과, 홀 타입 전류센서가 상기 배터리에 흐르는 전류를 측정함에 따라 출력하는 제2 측정 전류값을 입력받아, 상기 제1 측정 전류값 및 상기 제1 측정 전류값에 대응되는 상기 제2 측정 전류값을 표본으로서 다수 수집하는 표본 수집 단계;
    상기 다수 수집된 표본 중에서 둘 이상의 대표값을 추출하는 대표값 추출 단계;
    상기 둘 이상의 대표값을 이용하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 산출하는 영점 오차 산출 단계; 및
    상기 홀 타입 전류센서가 측정하는 제2 측정 전류값을 상기 영점 오차만큼 가감하여 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차를 보정하는 영점 오차 보정 단계;를 포함하며,
    상기 표본 수집 단계는 상기 제1 측정 전류값을 x축으로 하고 상기 제2 측정 전류값을 y축으로 한 2차원 평면에 상기 다수 수집된 표본을 나타내는 단계를 더 포함하고,
    상기 대표값 추출 단계는 상기 제1 측정 전류값의 둘 이상의 기설정된 전류 구간에서 각 전류 구간별로 대표값을 하나씩 추출하여, 상기 다수 수집된 표본 중에서 총 둘 이상의 대표값을 추출하는 것을 특징으로 하는 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 대표값 추출 단계는, 상기 기설정된 전류 구간에 포함되어 있는 각 표본을 중심으로 동일 크기의 원을 그린 후 상기 원 중에서 가장 많은 표본을 포함하고 있는 원을 검색하고, 상기 검색된 원 안에 포함되어 있는 어느 하나의 표본으로부터 다른 표본까지의 거리 분산이 최소가 되는 표본을 상기 대표값으로 추출하는 것을 특징으로 하는 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 영점 오차 산출 단계는, 상기 2차원 평면에서 상기 둘 이상의 대표값을 잇는 직선을 만들고, 상기 직선의 y절편을 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차로 산출하는 것을 특징으로 하는 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 영점 오차 산출 단계는, 상기 2차원 평면에서 상기 둘 이상의 대표값에 대한 추세선을 만들고, 상기 추세선의 y절편을 상기 홀 타입 전류센서의 영점 오차로 산출하는 것을 특징으로 하는 기준 전류센서를 이용한 홀 타입 전류센서의 영점 오차 보정 방법.
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