KR20030066306A - 전류검출방법과 전류검출장치 - Google Patents

전류검출방법과 전류검출장치 Download PDF

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교다미노루
에지히로시
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산요 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

크게 변동하는 전류도 정확하게 높은 정밀도로 검출한다.
전류검출방법은, 제 1 전류 센서 (1) 에 의해 소정의 샘플링 주기로 전류를 디지털값으로서 검출함과 동시에 이 제 1 전류 센서 (1) 보다도 느린 주기로 고정밀도로 제 2 전류 센서 (2) 에 의해 전류를 디지털값으로서 검출한다. 그리고, 전류검출방법은, 제 2 전류 센서 (2) 가 소정의 주기로 전류를 검출하는 타이밍 동안에 발생되는 전류를 검출할 수 없는 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 로 검출한 전류값으로 보완한다.

Description

전류검출방법과 전류검출장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING CURRENT}
본 발명은 전류를 정확하게 검출하는 방법과 장치에 관한 것으로, 특히 하이브리드 카에 탑재되는 2차전지의 전류를 정확하게 검출하는데 최적인 전류검출방법과 장치에 관한 것이다.
하이브리드 카 등의 전동차량은 충방전의 전류를 적산하여 주행용 모터를 구동하는 2차전지의 잔존용량을 연산하고 있다. 이때, 전류를 정확하게 검출하고 2차전지의 잔존용량을 정확하게 연산하는 것이 매우 중요하다. 전류를 연산하고 잔존용량을 계산할 때 발생되는 오차가 2차전지의 수명에 영향을 줌과 동시에 나아가서는 차량의 주행상태에도 영향을 주기 때문이다. 전류에서 연산된 잔존용량이 틀리면, 잔존용량에 기초하여 충방전을 제어하기 때문에 2차전지를 과충전하거나 과방전하여 그 특성을 현저하게 악화시키게 된다. 또한, 잔존용량에 기초하여 주행상태를 제어하기 때문에, 정상으로 가속할 수 없게 되는 등 주행상태에도 나쁜 영향을 준다. 특히, 차량용 2차전지는 가능한 한 수명이 길어지도록 잔존용량을 약 50% 근방으로 하면서 충방전을 제어한다. 이 상태에서 사용되면 전지성능의 저하를 가장 적게 할 수 있기 때문이다. 이 영역에서 충방전되는 2차전지는 만충전 (滿充電) 과 완전방전을 하지 않으므로 잔존용량을 보정하는 것이 어렵다. 전지는 만충전과 완전방전시켜 잔존용량을 보정하기 때문이다. 잔존용량을 보정하지 않고 긴 시간에 걸쳐 충방전의 전류를 적산하면서 잔존용량을 연산하면, 약간의 검출전류의 오차라 해도 그것이 누적되어 점차 부정확해진다. 따라서, 충방전의 전류를 가능한 한 고정밀도로 검출하는 것이 중요하다.
종래의 전류검출장치는 전류자기 변환소자로 자기의 변화로부터 전류를 검출하는 타입과, 전류검출저항 양단의 전압을 검출하여 소정 시간대의 전류 적산값을검출하는 타입이 있다. 전류자기 변환소자를 사용하는 타입은 일정한 샘플링 주기로 고속으로 전류를 검출할 수 있다는 장점이 있다. 단, 이 큰 전류 범위에서 정확하게 전류를 검출하는 것이 어렵다. 특히, 대전류를 검출할 때 오차가 발생하기 쉬워진다. 그리고, 이 타입은 소자 자체의 잔류자기성분의 영향에 의해서도 검출오차가 발생한다. 따라서, 이 타입은 큰 전류 범위에서 높은 정밀도로 전류를 정확하게 검출하기가 어렵다. 이에 반하여 전류검출저항의 전압을 적산하는 타입은, 전류를 높은 정밀도로 검출할 수 있다는 장점은 있으나 연산한 전류를 통신하는 타이밍 등에서 전류를 검출할 수 없는 검출불능시간대가 발생하여 모든 시간대에서 높은 정밀도로 전류를 검출할 수 없다. 특히, 검출불능기간대에서 전류가 변화하면 오차가 커져, 변화가 심한 전류를 정확하게 검출할 수 없다는 결점이 있다.
본 발명은 이러한 종래의 결점을 해결하는 것을 목적으로 개발된 것이다. 본 발명의 중요한 목적은, 크게 변동하는 전류도 정확하게 높은 정밀도로 검출할 수 있는 전류검출방법과 장치를 제공하는 것에 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 관한 전류검출장치의 블록도.
도 2 는 제 1 전류 센서가 전류를 검출하는 상태를 나타내는 그래프.
도 3 은 제 2 전류 센서가 전류를 검출하는 시간대를 나타내는 그래프.
도 4 는 연산회로가 제 2 전류 센서의 검출불능시간대의 전류값을 제 1 전류 센서의 전류값으로 보완하는 공정을 나타내는 플로우차트.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1 : 제 1 전류 센서
2 : 제 2 전류 센서
3 : 연산회로
4 : 부하
5 : 전지
본 발명의 전류검출방법은, 제 1 전류 센서 (1) 에 의해 소정의 샘플링 주기로 전류를 디지털값으로서 검출함과 동시에 이 제 1 전류 센서 (1) 보다도 느린 주기로 고정밀도로 제 2 전류 센서 (2) 에 의해 전류를 디지털값으로서 검출한다. 그리고 전류검출방법은, 제 2 전류 센서 (2) 가 소정의 주기로 전류를 검출하는 검출 타이밍 동안에 발생되는 전류를 검출할 수 없는 검출불능시간대의 전류를 제 1전류 센서 (1) 로 검출한 전류값으로 보완한다.
본 발명의 전류검출방법은, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 로 비동기로 전류를 검출할 수 있다. 이 전류검출방법은, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출 전류에 비교하여 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 검출시간대를 연산하고, 연산된 검출시간대로부터 검출불능시간대를 특정하여 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출 전류로 보완할 수 있다.
본 발명의 전류검출장치는, 소정의 샘플링 주기로 전류를 검출하는 제 1 전류 센서 (1) 와, 제 1 전류 센서 (1) 보다도 느린 주기로 고정밀도로 전류를 검출하는 제 2 전류 센서 (2) 를 구비한다. 전류검출장치는, 제 2 전류 센서 (2) 에 의해 소정의 주기로 전류를 검출함과 동시에 이 제 2 전류 센서 (2) 로 검출할 수 없는 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 로 검출한 전류값으로 보완하고 있다.
또한, 본 발명의 전류검출장치는, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 의 검출 전류로부터 전류값을 연산하는 연산회로 (3) 를 구비함과 동시에 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 로 비동기로 전류를 검출할 수 있다. 연산회로 (3) 는 제 2 전류 센서 (2) 의 검출 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출 전류에 비교하여 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 검출시간대를 연산하고, 연산된 검출시간대로부터 검출불능시간대를 특정하여 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출 전류로 보완한다.
[발명의 실시형태]
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 기술사상을 구체화하기 위한 전류검출방법과 장치를 예시하는 것으로, 본 발명은 전류의 검출방법과 장치를 이하로 특정하지 않는다.
또한, 본 명세서에서는, 특허청구의 범위를 이해하기 쉽도록 실시예에 나타내는 부재에 대응하는 번호를 "특허청구의 범위"란 및 "과제를 해결하기 위한 수단" 란에 나타내는 부재에 기재하고 있다. 단, 특허청구의 범위에 나타내는 부재를 실시예의 부재에 특정하는 것은 결코 아니다.
도 1 의 전류검출장치는, 소정의 샘플링 주기로 전류를 검출하는 제 1 전류 센서 (1) 와, 제 1 전류 센서 (1) 보다도 느린 주기로 고정밀도로 전류를 검출하는 제 2 전류 센서 (2) 와, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 로부터 입력되는 검출전류로부터 정확한 전류를 연산하는 연산회로 (3) 를 구비한다.
제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 는 서로 직렬로 접속되어 부하 (4) 와 직렬로 접속된다. 제 1 전류 센서 (1) 는 제 2 전류 센서 (2) 보다도 빠른 샘플링 주기로 전류를 검출하고 디지털값의 검출신호를 연산회로 (3) 에 출력한다. 제 1 전류 센서 (1) 는 전류자기 변환소자로 자기의 변화로부터 전류를 검출한다. 단, 제 1 전류 센서는 저저항인 전류검출저항을 부하와 직렬로 접속하고, 흐르는 전류에 의해 전류검출저항의 양단에 발생하는 전압을 앰프로 증폭하는 타입의 검출회로로 구할 수도 있다. 검출한 전류신호는 A/D 컨버터 (도시생략) 에 의해, 도 2 에 나타낸 바와 같이 일정한 샘플링 주기로 디지털값의 전류신호로 변환된다. A/D 컨버터는 소정의 주기로 샘플링한 전류값을 디지털값으로 변환한다. 도면에 나타내는 제 1 전류 센서 (1) 의 A/D 컨버터는 50 msec 의 샘플링 주기로 검출전류를 디지털값으로 변환하고 연산회로 (3) 에 출력한다. 단, 제 1 전류 센서 (1) 의 A/D 컨버터는 예를 들어 50μsec∼200msec, 바람직하게는 1∼100msec, 더욱 바람직하게는 10∼100msec 의 샘플링 주기로 디지털값으로 변환할 수도 있다. 제 1 전류 센서 (1) 는 샘플링 주기를 특정하는 타이머 (도시생략) 를 내장하고 있다. 타이머는 일정한 주기의 클록신호를 A/D 컨버터에 출력한다. A/D 컨버터는 타이머로부터의 클록신호에 의해 전류를 샘플링하고 디지털값으로 변환하여 출력한다.
제 2 전류 센서 (2) 는 제 1 전류 센서 (1) 보다도 느린 주기이지만, 고정밀도로 전류를 검출하고 검출한 전류를 디지털값으로 변환하여 출력한다. 제 2 전류 센서 (2) 는 도 3 에 나타내는 바와 같이 소정 시간대의 전류를 적산하고 적산값으로부터 정확한 평균값을 측정하여 디지털값으로서 출력한다. 제 2 전류 센서 (2) 는 도면에 나타내는 바와 같이 소정 주기로 전류를 정확하게 검출하는데, 모든 시간대의 전류를 검출하는 것은 불가능하다. 검출시간대와 검출시간대 사이에 전류를 검출할 수 없는 검출불능시간대가 있다. 제 2 전류 센서 (2) 는 검출불능시간대에 있어서 검출시간대에 적산한 전류값으로부터 정확한 전류값을 연산하여 디지털값으로 변환하고, 다시 디지털값의 전류값을 연산회로 (3) 사이에서 통신한다. 도면의 제 2 전류 센서 (2) 는 검출시간대를 350msec, 검출불능시간대를 150msec 로 하고, 검출시간대와 검출불능시간대로 이루어지는 1 사이클의 주기를 500msec 로 하고 있다. 단, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출시간대와 검출불능시간대는 이 시간에 특정되지 않는다. 검출시간대는 예를 들어 제 1 전류 센서 (1) 의 샘플링 주기의 1.5∼1000배, 바람직하게는 3∼100배, 더욱 바람직하게는 5∼10배로 할 수도 있다. 또한, 검출불능시간대는 검출시간대에 대하여 10∼100% 로 할 수 있다.
도 3 의 제 2 전류 센서 (2) 는 500msec 의 주기로 전류를 검출하고 디지털값으로서 연산회로 (3) 에 출력하는데, 이 주기는 제 1 전류 센서 (1) 의 샘플링 주기와는 동기하지 않는다. 즉, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 는 일정한 주기로 전류를 검출하는데, 서로 비동기로 전류를 검출하여 연산회로 (3) 에 출력한다. 즉, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 는 서로 독립하여 전류를 검출하여 연산회로 (3) 에 출력한다. 제 2 전류 센서 (2) 는 전류를 검출하는 타이밍을 특정하는 타이머 (도시생략) 를 내장하고 있으나, 이 타이머는 제 1 전류 센서 (1) 의 타이머에 동기하지 않고 비동기로 클록신호를 출력한다.
제 2 전류 센서 (2) 는, 도시하지 않으나 부하 (4) 와 직렬로 접속하고 있는 저저항인 전류검출저항과, 이 전류검출저항에 발생하는 전압을 증폭하는 앰프와, 앰프의 출력전압을 적산하여 일정한 시간대의 전류를 정확하게 연산하는 전류검출회로와, 전류검출회로의 출력을 A/D 변환하는 A/D 컨버터를 구비한다. 전류검출저항에는 전지 (5) 에 흐르는 전류에 비례하는 전압이 발생한다. 전지 (5) 의 충전전류와 방전전류는 방향이 반대이므로 충전전류와 방전전류에서는 전류검출저항에 발생하는 전압의 음과 양이 반대로 된다. 따라서, 전류검출저항의 전압을 검출하여 전지 (5) 에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 앰프는 전류검출저항의 저항값을 작게 해서 발생전압을 작게 하기 위하여 형성되어 있다. 검출시간대의 정확한 전류값이 검출불능시간대에서 연산회로 (3) 에 출력된다.
연산회로 (3) 는 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 로부터 입력되는 디지털값의 전류신호를 연산하여 정확한 전류를 연산한다. 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 로부터 입력되는 전류신호는 일정한 주기이지만 서로 동기되어 있지 않다. 제 1 전류 센서 (1) 는 도 2 에 나타내는 바와 같이 50msec 의 주기로 전류신호를 연산회로 (3) 에 출력하고, 제 2 전류 센서 (2) 는 도 3 에 나타내는 바와 같이 500msec 의 주기로 전류신호를 출력한다. 제 2 전류 센서 (2) 는 500msec 의 주기로 전류신호를 출력하지만, 500msec 동안의 전류값은 아니다. 검출시간대인 350msec 의 시간대의 평균전류를 검출불능시간대에 연산회로 (3) 에 출력한다. 제 2 전류 센서 (2) 의 전류값은 제 1 전류 센서 (1) 의 전류값보다도 정확하지만, 전체 시간대의 전류값은 아니다. 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출할 수 없는 검출불능시간대의 전류값을 제 1 전류 센서 (1) 가 검출한 전류값으로 보완한다.
제 2 전류 센서 (2) 와 제 1 전류 센서 (1) 의 출력은 서로 동기하고 있지 않으므로, 연산회로 (3) 는 제 2 전류 센서 (2) 의 검출전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출전류에 비교하여 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 검출시간대를 연산한다. 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 는 전류를 검출하는 시간대가 다르므로 시간대를 맞추어 전류값을 비교한다. 도 2 의 제 1 전류 센서(1) 는 50msec 의 샘플링 주기로 전류를 검출하고, 도 3 의 제 2 전류 센서 (2) 는 350msec 동안의 전류를 검출한다. 이 경우, 제 1 전류 센서 (1) 가 연속하여 7 회 검출하는 시간이 제 2 전류 센서 (2) 의 검출시간에 상당한다. 따라서, 제 1 전류 센서 (1) 의 검출값의 7 회 평균값을 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값에 비교한다. 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간이 일치하면 검출하는 전류값이 일치하거나 또는 가장 가까운 검출값이 된다. 제 2 전류 센서 (2) 는 제 1 전류센서 (1) 보다도 고정밀도로 전류를 검출한다. 따라서, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간대가 일치해도 양쪽 센서가 전류를 검출하는 검출값은 꼭 일치하지는 않는다. 단, 양쪽 센서가 전류를 검출하는 시간대가 일치하면 검출값은 일치하지 않더라도 가장 가까운 값이 된다. 따라서, 연산회로 (3) 는 오차를 고려하여 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 의 전류값을 비교하거나, 또는 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값이 가장 가까울 때 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간이 일치한 것으로 판정한다.
제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 의 검출전류를 비교하여 도 2 에 나타내는 바와 같이 제 1 전류 센서 (1) 의 검출시간대가 특정되면, 검출불능시간대도 특정된다. 도 2 에 있어서, 검출불능시간대가 150msec 이기 때문에 이 시간대에 제 1 전류 센서 (1) 는 연속하여 3 회 전류를 검출한다. 따라서, 이 3 회의 검출전류로 제 2 전류 센서 (2) 의 검출불능시간대의 전류값을 보완한다.
연산회로 (3) 는 제 1 전류 센서 (1) 로부터 입력되는 소정 시간의 전류값을기억하는 버퍼 메모리 (도시생략) 를 구비하고 있다. 버퍼 메모리는 적어도 제 2 전류 센서 (2) 의 1 사이클 이상의 시간대에, 제 1 전류 센서 (1) 로부터 출력되는 전류값을 기억한다. 버퍼 메모리는, 바람직하게는 제 2 전류 센서 (2) 의 1.5 사이클 이상, 예를 들어 2 사이클에 상당하는 시간대에 제 1 전류 센서 (1) 가 출력하는 전류값을 기억한다. 제 2 전류 센서 (2) 의 1 사이클이 500msec 인 경우, 버퍼 메모리는 제 1 전류 센서 (1) 로부터 출력되는 1sec 동안의 검출값을 기억한다. 버퍼 메모리가 기억하는 시간은 제 2 전류 센서 (2) 의 검출시간대가 포함되는 시간으로 설정된다.
연산회로 (3) 는 버퍼 메모리에 기억되어 있는 제 1 전류 센서 (1) 의 전류값을 제 2 전류 센서 (2) 로부터 입력되는 전류값에 비교하여 제 1 전류 센서 (1) 에서의 제 2 전류 센서 (2) 의 검출시간대를 특정한다. 버퍼 메모리에 기억되는 제 1 전류 센서 (1) 의 전류값은 7 회의 평균값이 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값에 비교된다. 제 1 전류 센서 (1) 가 전류를 검출하는 시간폭을 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간폭에 일치시키기 위해서이다. 이상과 같이 하여 연산회로 (3) 는 버퍼 메모리에 기억되는 제 1 전류 센서 (1) 의 전류값으로부터 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간폭에 맞추어 전류값을 연산하고, 연산한 전류값을 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값에 비교한다.
연산회로 (3) 는 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 의 전류값을 비교하여 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 로부터 출력되는 비동기 전류신호를 동기시킨다. 제 1 전류 센서 (1) 가 전류를 샘플링하는 시간과 제 2 전류센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간이 특정되기 때문이다.
연산회로 (3) 는 이하의 플로우차트에서 제 2 전류 센서 (2) 의 검출불능시간대의 전류값을 제 1 전류 센서 (1) 의 전류값으로 보완한다. 연산회로 (3) 는 제 1 전류 센서 (1) 로부터 입력되는 전류값을 버퍼 메모리에 기억한다. 버퍼 메모리는 제 1 전류 센서 (1) 로부터 입력되는 1 초간의 전류값을 반복 기억한다. 제 1 전류 센서 (1) 는 50msec 의 샘플링 주기로 전류값을 검출하기 때문에 1 초간에 20 회 전류값을 검출한다. 따라서, 버퍼 메모리에는 제 1 전류 센서 (1) 가 연속하여 검출한 20 회의 검출전류값을 n=0∼19 의 값으로 하여 디지털값으로 기억한다. 버퍼 메모리에 기억되는 제 1 전류 센서 (1) 의 전류값은 제 2 전류 센서 (2) 로부터 입력되는 검출시간대의 전류값이 포함된다. 다시 말하면, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출시간대의 전류값이 포함되도록 버퍼 메모리에 제 1 전류 센서 (1) 의 전류값이 기억된다.
연산회로 (3) 는 도 4 에 나타내는 플로우차트에서 제 2 전류 센서 (2) 와 제 1 전류 센서 (1) 의 검출값으로 전체 시간의 전류값, 즉 제 2 전류 센서 (2) 의 검출불능시간대의 전류값도 포함하는 전류를 정확하게 연산한다.
[s=1의 단계]
이 단계에서, 연산회로 (3) 는 제 2 전류 센서 (2) 가 검출한 고정밀도인 전류값을 입력한다. 연산회로 (3) 는 500msec 마다 제 2 전류 센서 (2) 가 검출한 전류값을 입력한다.
[s=2의 단계]
연산회로 (3) 는 내장하고 있는 카운터의 값을 n=0 으로 한다.
[s=3의 단계]
연산회로 (3) 는 버퍼 메모리에 기억되는 n=0∼6 의 전류값 I0∼I6을 가산하여 평균값 ∑을 계산한다. 제 1 전류 센서 (1) 가 검출한 전류 I0∼I6의 평균값 ∑은 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간폭인 350msec 의 평균전류와 동일한 시간폭이 된다. 단, 제 1 전류 센서 (1) 가 검출한 평균값 ∑은 제 2 전류센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간과는 동기되어 있지 않으므로 이하의 단계에서 동기된다.
[s=4의 단계]
연산회로 (3) 의 카운터 값에 1을 더한다. 즉, 카운터는 n=1 로 한다.
[s=5의 단계]
이 단계에서, 연산회로 (3) 는 제 1 전류 센서 (1) 가 검출한 n=1∼7 의 전류값 I1∼I7의 평균값 ∑을 계산한다.
[s=6의 단계]
전회의 평균값 ∑과 이번의 평균값 ∑을 제 2 전류 센서 (2) 가 검출한 전류값에 비교하여 보다 가까운 평균값 ∑을 이루는 n 을 유지한다.
[s=7의 단계]
s=4∼7 의 단계를 n=13 이 될 때까지 순환반복한다. s=4∼7 의 단계에서 연산회로 (3) 는 평균값 ∑이 제 2 전류 센서 (2) 가 검출한 전류값에 가장 가까운n 을 유지하고 있다.
n 의 값에서 제 1 전류 센서 (1) 가 검출한 시간대가 제 2 전류 센서 (2) 가 검출한 시간대에 동기된다. 예를 들어, 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간대가, 도 2 에 나타내는 바와 같이 제 1 전류 센서 (1) 가 전류를 검출하는 타이밍인 n=5∼11 을 포함하는 시간대에 있으면, 버퍼 메모리에 기억되는 n=5∼11 의 평균값 ∑이 제 2 전류 센서 (2) 가 검출한 전류값에 가장 가까워진다. 제 1 전류 센서 (1) 가 n=5∼11 의 타이밍으로 전류를 검출하는 시간이 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 시간, 즉 제 2 전류 센서 (2) 의 검출시간대에 일치하기 때문이다.
제 1 전류 센서 (1) 가 n=5∼11 일 때 검출한 연속 7 회 전류의 평균값 ∑은, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출시간대인 것이 연산되면, 그 평균값 ∑에 이어지는 3 회의 평균값이 제 2 전류 센서 (2) 의 검출불능시간대의 전류가 된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출시간대의 시간대가 350msec 이고 검출불능시간대가 검출시간대 후의 150msec 의 시간대가 되기 때문이다. 따라서, 버퍼 메모리에 기억되는 제 1 전류 센서 (1) 의 n=12∼14 의 전류값 I12∼I14의 평균값으로부터, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출불능시간대의 전류값을 보완할 수 있다. 즉, 연산회로 (3) 는 제 1 전류 센서 (1) 가 검출한 n=5∼11 시간대의 전류값은 보다 고정밀도인 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값을 채용하고, 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출할 수 없는 검출불능시간대에서는 버퍼 메모리에 기억되는n=12∼14 의 전류값을 채용하여 제 2 전류 센서 (2) 의 검출불능시간대의 전류값을 제 1 전류 센서 (1) 의 검출값으로 보완하여 연속하는 전류값을 정확하게 검출한다.
이상의 단계를 반복하여 연산회로 (3) 는 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 로부터 보다 정확한 전류값을 연산한다.
그리고, 도 4 의 플로우차트는 제 2 전류 센서 (2) 가 정확하게 전류를 검출할 수 없을 때 제 1 전류 센서 (1) 의 검출값을 채용하는 단계를 경과한 후, s=11 의 단계에서 제 2 전류 센서 (2) 의 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출값으로 보완하고 있다.
[s=8의 단계]
이 단계에서 연산회로 (3) 는 제 2 전류 센서 (2) 로부터 입력되는 전류값이 연속적으로 변화하고 있는지 어떤지를 판정한다. 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 이상 (異常) 인 것으로 검출할 때, 전류값은 급격히 변동한다. 따라서, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값이 연속하여 변화하고 있는지 아닌지, 즉 제 2 전류 센서 (2) 가 정상으로 전류를 검출하고 있는지 아닌지를 확인한다.
[s=9의 단계]
또한 연산회로 (3) 는 이 단계에서 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값과 제 1 전류 센서 (1) 의 평균값 ∑을 비교하여 그 차가 크게 다른지 아닌지도 판정한다. 제 2 전류 센서 (2) 가 검출 이상일 때 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값과 제 1 전류 센서 (1) 의 평균값 ∑이 크게 다르다. 따라서, 이 단계에서도 제 2 전류 센서 (2) 가 정상으로 전류를 검출하고 있는지 아닌지가 판정된다.
[s=10의 단계]
제 2 전류 센서 (2) 의 검출값이 연속하여 변화하지 않거나 또는 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값이 제 1 전류 센서 (1) 의 평균값 ∑과 크게 다를 때, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값을 채용하지 않고 제 1 전류 센서 (1) 의 평균값 ∑으로 치환하여 전류를 검출한다. 즉, 제 2 전류 센서 (2) 의 검출을 무시하고 제 1 전류 센서 (1) 의 검출값을 채용한다.
[s=11의 단계]
제 2 전류 센서 (2) 의 전류값이 연속적으로 변화하고 또한 제 2 전류 센서 (2) 의 검출값과 제 1 전류 센서 (1) 의 평균값 ∑의 차가 크게 다르지 않을 때, 즉 제 2 전류 센서 (2) 가 정상으로 전류를 검출할 때, 상술한 방법에 의하여 제 1 전류 센서 (1) 의 전류값으로 제 2 전류 센서 (2) 의 검출불능시간대의 전류를 보완한다.
본 발명의 전류검출방법과 전류검출장치는, 크게 변동하는 전류도 정확하게 높은 정밀도로 검출할 수 있는 장점이 있다. 이는, 본 발명이 소정의 샘플링 주기로 전류를 검출하는 제 1 전류 센서와, 제 1 전류 센서보다도 느린 주기로 고정밀도로 전류를 검출하는 제 2 전류 센서를 조합함으로써 제 2 전류 센서로 검출할 수 없는 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서로 검출한 전류값으로 보완하고 있기 때문이다. 본 발명은 고정밀도로 전류를 검출할 수 있으나 모든 시간대에서 전류를 검출할 수 없는 제 2 전류 센서의 검출불능시간대의 전류값을 제 1 전류 센서로 검출한 전류값으로 보완함으로써 양쪽 센서의 장점을 유효하게 살려 각 센서 단체에서는 얻을 수 없는 보다 정밀하고 높은 전류값을 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은 제 2 전류 센서가 일시적으로 동작불능이 되거나 또는 노이즈 등에 의해 데이터의 판독이 불가능해진 경우에도 제 1 전류 센서로 전류값을 검출하여 보완할 수 있기 때문에, 항상 정확한 전류값을 검출할 수 있어 높은 신뢰성을 실현할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 제 1 전류 센서 (1) 에 의해 소정의 샘플링 주기로 전류를 디지털값으로서 검출함과 동시에 상기 제 1 전류 센서 (1) 보다도 느린 주기로 고정밀도로 제 2 전류 센서 (2) 에 의해 전류를 디지털값으로서 검출하고,
    제 2 전류 센서 (2) 가 소정의 주기로 전류를 검출하는 검출 타이밍 동안에 발생되는 전류를 검출할 수 없는 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 로 검출한 전류값으로 보완하는 것을 특징으로 하는 전류검출방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 로 비동기로 전류를 검출하고 제 2 전류 센서 (2) 의 검출 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출 전류에 비교하여 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 검출시간대를 연산하고, 연산된 검출시간대로부터 검출불능시간대를 특정하여 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출 전류로 보완하는 것을 특징으로 하는 전류검출방법.
  3. 소정의 샘플링 주기로 전류를 검출하는 제 1 전류 센서 (1) 와, 제 1 전류 센서 (1) 보다도 느린 주기로 고정밀도로 전류를 검출하는 제 2 전류 센서 (2) 를 구비하고,
    제 2 전류 센서 (2) 에 의해 소정의 주기로 전류를 검출함과 동시에 상기 제 2 전류 센서 (2) 로 검출할 수 없는 검출불능시간의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 로검출한 전류값으로 보완하도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전류검출장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 의 검출 전류로부터 전류값을 연산하는 연산회로 (3) 를 구비하고, 제 1 전류 센서 (1) 와 제 2 전류 센서 (2) 가 비동기로 전류를 검출하고, 연산회로 (3) 에 의해 제 2 전류 센서 (2) 의 검출 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출 전류에 비교하여 제 2 전류 센서 (2) 가 전류를 검출하는 검출시간대를 연산하고, 연산된 검출시간대로부터 검출불능시간대를 특정하여 검출불능시간대의 전류를 제 1 전류 센서 (1) 의 검출 전류로 보완하는 것을 특징으로 하는 전류검출장치.
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