KR102150872B1 - 모터 전류 센서의 고장 감지 장치 및 방법 - Google Patents

모터 전류 센서의 고장 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 장치 및 방법에 대한 것으로, 일 실시예는 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 장치에 있어서, 모터의 요구 토크를 기초로 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00085
와 크기
Figure 112018087095473-pat00086
를 계산하는 요구 전류 계산부, 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00087
와 크기
Figure 112018087095473-pat00088
및 상기 모터의 위치 정보를 기초로 예측 전류를 계산하는 예측 전류 계산부 및 예측 전류와 전류 센서의 측정 전류를 비교하여, 전류 센서의 고장을 감지하는 고장 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 장치를 제공한다.

Description

모터 전류 센서의 고장 감지 장치 및 방법{Method and apparatuses for detecting failure of motor current sensor}
본 실시예들은 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 장치 및 방법에 대해 설명한다. 보다 상세하게는 모터의 위치 정보와 계산된 모터의 요구 전류를 이용하여 예측전류를 계산하고, 계산된 예측 전류를 실제 전류 센서를 통해 측정된 값과 비교하여 전류 센서의 고장을 감지하는 장치 및 방법에 대해 설명한다.
최근 차량들은 점점 더 전자적인 기능들이 증가하고 있으며, 이에 따라, 차량에는 다양한 전자장치들이 설치되어 사용되고 있다.
차량 내에 설치되는 전자장치로는, 엔진제어용 전자장치, 동력전달장치 제어용 전자장치, 브레이크 장치 제어용 전자장치, 현가장치 제어용 전자장치, 조향장치 제어용 전자장치, 계기장치 제어용 전자장치, 정보통신 제어용 전자장치, 전원/와이어 하니스 전자장치 등을 들 수 있다.
이러한 전자장치들을 제어하기 위해, 일반적으로 차량에는 각종 입력센서에서 검출되는 전기적 신호를 입력받아 출력측의 각종 액츄에이터를 구동하기 위한 디지털 제어신호를 출력하는 차량용 전자제어장치(Electronic Control Unit; 이하, 'ECU'라 칭함)가 구비되어 있다.
이와 같은 ECU를 이용하여 차량의 속도에 따라 스티어링 휠의 조작력을 가감하는 전동식 파워 조향(EPS: Electric Power Steering, 이하'EPS'라 칭함) 시스템은, 모터의 구동에 의해 어시스트 토크량을 조절함으로써, 운전자의 스티어링 휠 조작을 보조한다. 핸들 또는 조향축에 설치된 조향각 센서라는 회전 각도 센서의 정보와 속도 등의 정보를 바탕으로 ECU에서 최적의 힘을 계산해서 모터에 지시를 내리게 된다.
한편, 차량에 설치되는 전자 장치들의 안전성에 대한 요구 사항이 증대되고 있으며, 이를 위해 redundancy system 및 LOAM(Loss of Assist Mitigation) 기법에 관련된 기술들이 연구되고 있다.
전술한 EPS 시스템에 LOAM 기법을 적용하는 방법으로서, 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서가 고장이 발생한 경우에도 운전자에게 조타력을 제공해 줄 수 있는 센서리스(sensorless) 제어 기법들이 개발되었다. 이 때, 이러한 센서리스 제어 기법들이 효과적으로 적용되기 위해서는 우선 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 방법 및 장치를 마련하는 것이 필요하다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 실시예는, 모터의 위치 정보와 계산된 모터의 요구 전류를 이용하여 예측전류를 계산하고, 계산된 예측 전류를 실제 전류 센서를 통해 측정된 값과 비교하여 전류 센서의 고장을 감지하는 장치 및 방법을 제공한다.
전술한 과제를 해결하기 위한 일 실시예는 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 장치에 있어서, 모터의 요구 토크를 기초로 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00001
와 크기
Figure 112018087095473-pat00002
를 계산하는 요구 전류 계산부, 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00003
와 크기
Figure 112018087095473-pat00004
및 상기 모터의 위치 정보를 기초로 예측 전류를 계산하는 예측 전류 계산부 및 예측 전류와 전류 센서의 측정 전류를 비교하여, 전류 센서의 고장을 감지하는 고장 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 장치를 제공한다.
또한 다른 실시예는 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 방법에 있어서, 모터의 요구 토크를 기초로 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00005
와 크기
Figure 112018087095473-pat00006
를 계산하는 요구 전류 계산 단계, 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00007
와 크기
Figure 112018087095473-pat00008
및 모터의 위치 정보를 기초로 예측 전류를 계산하는 예측 전류 계산 단계 및 예측 전류와 전류 센서의 측정 전류를 비교하여, 전류 센서의 고장을 감지하는 고장 감지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 방법을 제공한다.
본 실시예를 통해서 EPS 모터의 모든 운전 영역에서 추가적인 하드웨어를 수정하지 않고도 전류 센서의 고장을 효율적으로 감지하여, 센서리스 제어 기법을 적용할 수 있도록 한다.
도 1은 모터와 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 기존의 전류 센서 고장 감지 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 장치의 구성 요소를 도시한 구성도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 모터의 요구 전류의 위상과 크기를 계산하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 모터와 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면 일반적인 3상 모터(100)의 경우에, 모터의 U, V, W, 총 3개의 단자를 통해 교류 형태의 모터 전류가 입력되고, 입력된 모터 전류에 의해 모터가 구동된다.
이 때, 모터에 입력되는 전류의 크기를 측정하기 위하여 모터의 U, V, W 단자 중 2개의 단자에 전류를 측정하는 전류 센서를 설치할 수 있다. 그 중 하나의 단자에 설치한 전류 센서를 CS1(110), 다른 하나에 설치한 전류 센서를 CS2(120)라고 호칭할 수 있다.
이처럼 모터의 3개의 단자 중에서 2개의 단자에만 전류 센서를 설치하는 이유는 교류의 특성 상 3개의 단자에 흐르는 전류의 합은 0이 되기 때문이다. 즉, 2개의 단자에 흐르는 전류만 전류 센서로 측정하면, 나머지 하나의 단자에 흐르는 전류는 2개의 단자에 흐르는 전류를 이용하여 계산할 수 있다.
이 때, 모터의 3개의 단자 중에서 2개의 단자에 각각 설치된 전류 센서의 값이 정확한지 여부를 확인하기 위하여 우선 전류 센서의 고장을 감지하는 방법이 필요하다. 전류 센서의 고장이 감지되면, 기존에 개발된 센서리스(sensorless) 제어 기법을 이용하여 모터를 구동하여, 운전자에게 조타력을 제공해 줄 수 있다.
도 2는 기존의 전류 센서 고장 감지 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 기존의 전류 센서 고장 감지 방법은 우선 모터의 회전자 각도를 검출하는 단계를 포함한다(S210).
또한, 기존의 전류 센서 고장 감지 방법은 모터의 회전자 각도를 검출한 이후에, 모터의 회전자 각도에 따른 전류 합 벡터의 크기를 산출하는 단계를 포함한다(S220).
구체적으로, 전류 합벡터의 크기를 Im이라고 하고, 모터의 회전자 각도를 A라고 하면 모터의 U 단자에 흐르는 전류 Iu, 모터의 V 단자에 흐르는 전류 Iv, 모터의 W 단자에 흐르는 전류 Iw는 각각 다음과 같이 구할 수 있다.
- Iu = Im cos(A)
- Iv = Im cos(A - 2/3pi)
- Iw = Im cos(A + 2/3pi)
이 때, A가 330°~ 30°, 150°~ 210°사이인 경우에는 Im은 Iu를 이용하여 계산하며 Im = Iu / cosA가 된다.
만약, A가 30°~ 90°, 210°~ 270°사이인 경우에는 Im은 Iw를 이용하여 계산하며 Im = Iu / cos(A + 2/3pi)가 된다.
만약, A가 90°~ 150°, 270°~ 330°사이인 경우에는 Im은 Iv를 이용하여 계산하며 Iv = Iu / cos(A - 2/3pi)가 된다.
또한, 기존의 전류 센서 고장 감지 방법은 S220 단계에서 산출한 전류 합 벡터의 크기를 기초로 U, V, W 단자에 흐르는 각 상전류의 에러량을 산출하는 단계를 포함한다(S230).
만약 A가 330°~ 30°, 150°~ 210°사이인 경우에는 U 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Du = 0, V 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Dv = Im cos(A-2/3pi) - Ivf, W 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Dw = Im cos(A+2/3pi) - Iwf 로 결정된다. 여기서 Ivf는 실제로 전류 센서를 이용하여 V 단자에서 센싱된 전류값을 의미하며, Iwf는 실제로 전류 센서를 이용하여 W 단자에서 센싱된 전류값을 의미한다.
만약 A가 30°~ 90°, 210°~ 270°사이인 경우에는 W 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Dw = 0, V 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Dv = Im cos(A-2/3pi) - Ivf, U 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Du = Im cos(A) - Iuf 로 결정된다. 여기서 Ivf는 실제로 전류 센서를 이용하여 V 단자에서 센싱된 전류값을 의미하며, Iuf는 실제로 전류 센서를 이용하여 U 단자에서 센싱된 전류값을 의미한다.
만약 A가 90°~ 150°, 270°~ 330°사이인 경우에는 V 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Dv = 0, U 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Du = Im cos(A) - Iuf, W 단자에 흐르는 상전류의 에러량 Dw = Im cos(A+2/3pi) - Iwf 로 결정된다. 여기서 Iuf는 실제로 전류 센서를 이용하여 U 단자에서 센싱된 전류값을 의미하며, Iwf는 실제로 전류 센서를 이용하여 W 단자에서 센싱된 전류값을 의미한다.
또한, 기존의 전류 센서 고장 감지 방법은 S230 단계에서 산출한 에러량에 따라 에러 카운트를 누적하는 단계를 포함한다(S240).
그리고, 기존의 전류 센서 고장 감지 방법은 S240 단계에서 누적된 에러 카운트에 따라 고장을 감지하는 단계를 포함한다(S250).
이와 같은 기존의 전류 센서 고장 감지 방법은 모터의 회전자의 d축 전류가 0일 경우에만 제한적으로 적용될 수 있기 때문에, 모터의 모든 운전 영역을 커버하지 못하는 문제가 있다.
또한, 기존의 전류 센서 고장 감지 방법은 모터의 위치에 따른 케이스마다 상전류의 에러를 진단하기 때문에 에러 연산 과정이 복잡하다는 문제가 있다. 구체적으로 위의 예에서는 세 가지 경우(A가 330°~ 30°, 150°~ 210°사이인 경우 / A가 30°~ 90°, 210°~ 270°사이인 경우 / A가 90°~ 150°, 270°~ 330°사이인 경우)에 따라서 각각 상전류의 에러량을 계산하는 방법이 상이하다.
또한, 각 경우마다 3가지 단자 중 하나의 단자에 흐르는 상전류의 에러량은 0으로 가정하고 이를 이용하여 나머지 단자에 흐르는 상전류의 에러량을 검출하기 때문에 검출된 에러량의 정확도에도 문제가 있다. 3가지 단자 중 하나의 단자의 에러량이 항상 0이라는 것을 보장할 수 없기 때문이다.
따라서, 이러한 기존의 전류 센서 고장 감지 방법의 문제점을 개선한 전류 센서의 고장 감지 장치 및 방법이 필요하다.
도 3은 본 실시예에 따른 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 장치의 구성 요소를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 전류 센서의 고장 감지 장치(300)는 요구 전류 계산부(310), 예측 전류 계산부(320), 고장 감지부(330)를 포함할 수 있다.
요구 전류 계산부(310)는 모터의 요구 토크를 기초로 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00009
와 크기
Figure 112018087095473-pat00010
를 계산한다.
여기서, 모터의 요구 토크는 모터가 발생시켜야 하는 토크를 의미하며, 모터의 요구 토크에 따라서, 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00011
및 상기 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00012
가 결정된다. 자속의 d축(direct axis) 방향은 자속과 동일한 방향을 의미하고 자속의 q축(quadrate axis) 방향은 자속과 수직한 방향을 의미한다.
모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00013
을 구하는 일 예로서,
Figure 112018087095473-pat00014
는 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00015
및 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00016
를 기초로 결정될 수 있다.
모터의 요구 전류의 크기
Figure 112018087095473-pat00017
를 구하는 일 예로서,
Figure 112018087095473-pat00018
는 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00019
및 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00020
에 대해서
Figure 112018087095473-pat00021
으로 결정될 수 있다.
이하, 후술할 도 4에서
Figure 112018087095473-pat00022
및
Figure 112018087095473-pat00023
를 이용하여 전술한
Figure 112018087095473-pat00024
와
Figure 112018087095473-pat00025
를 구하는 방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 실시예에 따른 모터의 요구 전류의 위상과 크기를 계산하는 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
그래프에서 d축은 자속 방향, q축은 자속에 수직한 방향을 의미하고 부호(-/+)가 다르다는 서로 반대방향이라는 것을 의미한다. 예를 들어 d축 방향의 요구 전류가 -30A인 경우와 30A인 경우는, 요구 전류의 크기는 30A로 동일하고 방향은 서로 반대 방향(위상이 180도 차이)이라는 것을 의미한다.
d축은 자속 방향, q축은 자속에 수직한 방향이므로
Figure 112018087095473-pat00026
및
Figure 112018087095473-pat00027
는 서로 90도 각도를 가지게 된다. 모터의 요구 전류는
Figure 112018087095473-pat00028
및
Figure 112018087095473-pat00029
의 벡터 합으로 계산되므로
Figure 112018087095473-pat00030
및
Figure 112018087095473-pat00031
의 벡터 합의 크기가
Figure 112018087095473-pat00032
가 된다. 그리고 모터의 요구 전류와 q축과의 각도가 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00033
가 된다.
예를 들어
Figure 112018087095473-pat00034
= 0A,
Figure 112018087095473-pat00035
= 100A 라면
Figure 112018087095473-pat00036
=
Figure 112018087095473-pat00037
= 100A가 되고,
Figure 112018087095473-pat00038
= 0°가 된다.
다른 예로
Figure 112018087095473-pat00039
= -64A,
Figure 112018087095473-pat00040
= 76A 라면
Figure 112018087095473-pat00041
=
Figure 112018087095473-pat00042
≒ 100A가 되고,
Figure 112018087095473-pat00043
≒40°가 된다.
이와 같이
Figure 112018087095473-pat00044
,
Figure 112018087095473-pat00045
를 알면 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00046
와 크기
Figure 112018087095473-pat00047
가 계산될 수 있다.
예측 전류 계산부(320)는 요구 전류 계산부(310)에서 계산된 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00048
와 크기
Figure 112018087095473-pat00049
및 모터의 위치 정보를 기초로 예측 전류를 계산한다.
이 때, 모터의 위치 정보는 θ, 즉 모터가 회전한 각도로 표시되며 일반적으로 모터 위치 센서(11)로부터 값을 수집할 수 있지만, 다른 경로를 통해 모터의 위치 정보의 값을 전달받을 수도 있다.
모터의 요구 전류의 위상과 크기, 모터의 위치 정보를 알면 모터에 입력될 것으로 예상되는 전류의 파형을 도출할 수 있다.
이 때, 예측 전류는 모터의 U 단자에 흐르는 상전류, 모터의 V 단자에 흐르는 상전류 및 모터의 W 단자에 흐르는 상전류 중 하나를 의미한다. 각 단자에 흐르는 상전류는 서로 위상이 120°가 차이가 나고 각 단자에 흐르는 상전류의 합을 계산하면 0이 되기 때문에 U, V, W 각 단자 별로 예측 전류를 계산할 수 있다.
고장 감지부(330)는 예측 전류 계산부(320)에서 계산된 예측 전류의 값과 실제 전류 센서(10)에서 측정된 전류의 값을 비교하여 전류 센서의 고장을 감지한다. 만약 전류 센서가 모터의 U 단자와 연결되어 있으면, U 단자에 대한 예측 전류와 전류 센서를 통해 측정된 V 단자의 전류를 비교할 수 있다.
마찬가지로 전류 센서가 모터의 V 단자와 연결되어 있으면 V 단자에 대한 예측 전류와 전류 센서를 통해 측정된 V 단자의 전류를 비교하고, 전류 센서가 모터의 W 단자와 연결되어 있으면 W 단자에 대한 예측 전류와 전류 센서를 통해 측정된 W 단자의 전류를 비교할 수 있다.
이 때, 고장 감지부(330)가 예측 전류의 값과 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값을 비교하는 시점은 다음과 같이 결정될 수 있다.
일 예로 고장 감지부(330)는 상기 예측 전류의 상전류 중 하나의 크기가 최대, 즉 peak가 되는 모터의 위치에서 예측 전류의 값과 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값을 비교할 수 있다.
다른 예로 고장 감지부(330)는 미리 설정된 연산 주기마다 예측 전류의 값과 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값을 비교할 수도 있다.
고장 감지부(330)에서 예측 전류와 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값을 비교하여 고장이 발생했는지를 감지하는 방법은 다양하게 결정될 수 있다.
일 예로 고장 감지부(330)는 예측 전류와 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값의 차이가 미리 설정된 임계값 이상이면 전류 센서가 고장이라고 감지할 수 있다.
다른 예로 고장 감지부(330)는 예측 전류와 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값의 차이가 미리 설정된 임계값 이상일 때마다 에러 카운트를 증가시키고, 에러 카운트가 일정값 이상이 되면 전류 센서가 고장이라고 감지할 수 있다.
또 다른 예로 고장 감지부(330)는 예측 전류와 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값의 차이가 미리 설정된 임계값 이상인 경우가 미리 설정된 횟수 이상 연속으로 발생할 때 고장이라고 감지할 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 도 3에서 개시된 전류 센서의 고장 감지 장치에 의해 상기 방법이 수행되는 것을 예시로 설명한다.
도 5를 참조하면, 전류 센서의 고장을 감지하는 방법은 모터의 요구 토크를 기초로 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00050
와 크기
Figure 112018087095473-pat00051
를 계산하는 요구 전류 계산 단계를 포함할 수 있다(S510).
일 예로 전류 센서의 고장 감지 장치(300)의 요구 전류 계산부(310)는 모터의 요구 토크를 기초로 모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00052
와 크기
Figure 112018087095473-pat00053
를 계산할 수 있다.
모터의 요구 전류의 위상
Figure 112018087095473-pat00054
을 구하는 일 예로서,
Figure 112018087095473-pat00055
는 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00056
및 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00057
를 기초로 결정될 수 있다.
모터의 요구 전류의 크기
Figure 112018087095473-pat00058
를 구하는 일 예로서,
Figure 112018087095473-pat00059
는 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00060
및 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
Figure 112018087095473-pat00061
에 대해서
Figure 112018087095473-pat00062
으로 결정될 수 있다.
또한, 전류 센서의 고장을 감지하는 방법은 S510 단계에서 계산된 요구 전류의 위상 및 크기와 모터의 위치 정보를 기초로 예측 전류를 계산하는 예측 전류 계산 단계를 포함할 수 있다(S520).
또한, 전류 센서의 고장을 감지하는 방법은 S520 단계에서 계산된 예측 전류와 전류 센서에서 측정된 측정 전류를 비교하여 전류 센서의 고장을 감지하는 고장 감지 단계를 포함할 수 있다(S530).
예측 전류와 전류 센서에서 측정된 측정 전류를 비교하는 시점과 관련하여, 일 예로 전류 센서의 고장 감지 장치(300)의 고장 감지부(330)는 예측 전류의 상전류 중 하나의 크기가 최대, 즉 peak가 되는 모터의 위치에서 예측 전류의 값과 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값을 비교할 수 있다. 해당 위치에서 예측 전류의 크기를 가장 정확히 알 수 있기 때문이다.
다른 예로 전류 센서의 고장 감지 장치(300)의 고장 감지부(330)는 미리 설정된 연산 주기마다 예측 전류의 값과 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값을 비교할 수도 있다.
예측 전류와 전류 센서에서 측정된 측정 전류를 비교하여 고장을 판단하는 방법과 관련하여, 일 예로 전류 센서의 고장 감지 장치(300)의 고장 감지부(330)는 예측 전류와 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값의 차이가 미리 설정된 임계값 이상이면 전류 센서가 고장이라고 감지할 수 있다.
다른 예로 전류 센서의 고장 감지 장치(300)의 고장 감지부(330)는 예측 전류와 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값의 차이가 미리 설정된 임계값 이상일 때마다 에러 카운트를 증가시키고, 에러 카운트가 일정값 이상이 되면 전류 센서가 고장이라고 감지할 수 있다.
또 다른 예로 전류 센서의 고장 감지 장치(300)의 고장 감지부(330)는 예측 전류와 실제 전류 센서에서 측정된 전류의 값의 차이가 미리 설정된 임계값 이상인 경우가 미리 설정된 횟수 이상 연속으로 발생할 때 고장이라고 감지할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 장치에 있어서,
    상기 모터의 요구 토크를 기초로 상기 모터의 요구 전류의 위상
    Figure 112020025087738-pat00063
    와 크기
    Figure 112020025087738-pat00064
    를 계산하는 요구 전류 계산부;
    상기 요구 전류의 위상
    Figure 112020025087738-pat00065
    와 크기
    Figure 112020025087738-pat00066
    및 상기 모터의 위치 정보를 기초로 예측 전류를 계산하는 예측 전류 계산부; 및
    상기 모터에 입력될 것으로 예상되는 상기 예측 전류와 상기 전류 센서에서 측정된 측정 전류를 비교하여, 상기 전류 센서의 고장을 감지하는 고장 감지부를 포함하고,
    상기 고장 감지부는,
    상기 예측 전류의 상전류 중 하나의 크기가 최대가 되는 상기 모터의 위치에서, 상기 예측 전류와 상기 전류 센서의 측정 전류를 비교하되,
    상기 예측 전류의 값과 상기 전류 센서의 측정 전류의 값의 차이가 미리 설정된 임계값 이상일 때마다 에러 카운트를 증가시키고, 에러 카운트가 일정값 이상이 되면 상기 전류 센서가 고장이라고 감지하는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 요구 전류의 위상
    Figure 112018087095473-pat00067
    는,
    상기 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
    Figure 112018087095473-pat00068
    및 상기 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
    Figure 112018087095473-pat00069
    를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 요구 전류의 크기
    Figure 112018087095473-pat00070
    는,
    상기 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
    Figure 112018087095473-pat00071
    및 상기 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
    Figure 112018087095473-pat00072
    에 대해서
    Figure 112018087095473-pat00073
    으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고장 감지부는,
    미리 설정된 연산 주기마다 상기 예측 전류와 상기 전류 센서의 측정 전류를 비교하는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 장치.
  6. 삭제
  7. 모터를 구동하는 전류의 크기를 측정하는 전류 센서의 고장을 감지하는 방법에 있어서,
    상기 모터의 요구 토크를 기초로 상기 모터의 요구 전류의 위상
    Figure 112020025087738-pat00074
    와 크기
    Figure 112020025087738-pat00075
    를 계산하는 요구 전류 계산 단계;
    상기 요구 전류의 위상
    Figure 112020025087738-pat00076
    와 크기
    Figure 112020025087738-pat00077
    및 상기 모터의 위치 정보를 기초로 예측 전류를 계산하는 예측 전류 계산 단계; 및
    상기 모터에 입력될 것으로 예상되는 상기 예측 전류와 상기 전류 센서에서 측정된 측정 전류를 비교하여, 상기 전류 센서의 고장을 감지하는 고장 감지 단계를 포함하고,
    상기 고장 감지 단계는,
    상기 예측 전류의 상전류 중 하나의 크기가 최대가 되는 상기 모터의 위치에서, 상기 예측 전류와 상기 전류 센서의 측정 전류를 비교하되,
    상기 예측 전류의 값과 상기 전류 센서의 측정 전류의 값의 차이가 미리 설정된 임계값 이상일 때마다 에러 카운트를 증가시키고, 에러 카운트가 일정값 이상이 되면 상기 전류 센서가 고장이라고 감지하는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 요구 전류의 위상
    Figure 112018087095473-pat00078
    는,
    상기 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
    Figure 112018087095473-pat00079
    및 상기 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
    Figure 112018087095473-pat00080
    를 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 요구 전류의 크기
    Figure 112018087095473-pat00081
    는,
    상기 모터의 회전자 자속의 d축 방향의 요구 전류
    Figure 112018087095473-pat00082
    및 상기 모터의 회전자 자속의 q축 방향의 요구 전류
    Figure 112018087095473-pat00083
    에 대해서
    Figure 112018087095473-pat00084
    으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 방법.
  10. 삭제
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 고장 감지 단계는,
    미리 설정된 연산 주기마다 상기 예측 전류와 상기 전류 센서의 측정 전류를 비교하는 것을 특징으로 하는 전류 센서의 고장 감지 방법.
  12. 삭제
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