KR20210127545A - 전류 센서, 조향 제어 장치 및 전류 검출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 실시예들은 전류 센서, 조향 제어 장치 및 전류 검출 방법에 관한 것이다. 전류 센서는 전류가 흐르는 도체부; 도체부에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 검출부; 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 제 1 생성부; 및 검출부를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 제 2 생성부를 포함할 수 있다.
Description
본 실시예들은 전류 센서, 조향 제어 장치 및 전류 검출 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조향 시스템은 차량의 운전자가 조향 휠(steering wheel)에 가한 조향력(또는 회전력)을 바탕으로 바퀴의 조향각을 변화시킬 수 있는 시스템을 의미한다. 최근에는 조향 휠의 조향력을 경감하여 조향상태의 안정성을 보장하기 위해 EPS(Electric Power Steer) 즉, 전동식 파워 조향 시스템이 차량에 적용되고 있다.
최근 차량의 조향 시스템은 리던던시 및 신뢰성 요구가 한층 높아지고 있는 실정이다.
본 실시예들은 리던던시 기능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전류 센서를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들은 리던던시 기능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들은 리던던시 기능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전류 검출 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은, 전류가 흐르는 도체부; 상기 도체부에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 검출부; 상기 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 제 1 생성부; 및 상기 검출부를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 제 2 생성부를 포함하는 전류 센서를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 전기 에너지를 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류에 기반하여 조향 모터를 제어하는 조향 모터 전원부; 및 상기 조향 모터 전원부와 상기 조향 모터 사이에 흐르는 어시스트 전류를 검출하는 적어도 하나의 전류 센서를 포함하되, 상기 전류 센서는, 상기 어시스트 전류가 흐르는 도체부; 상기 도체부에 흐르는 어시스트 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 검출부; 상기 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 제 1 생성부; 및 상기 검출부를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 제 2 생성부를 포함하는 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 도체부에 전류를 흘리는 단계; 상기 도체부에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 단계; 상기 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 단계; 및 상기 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 단계를 포함하는 전류 검출 방법을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 리던던시 기능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전류 센서를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 리던던시 기능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 조향 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 리던던시 기능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전류 검출 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 조향 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 전류 센서를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 제 1 생성부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 제 2 생성부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예들에 따른 홀 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 션트 저항을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 실시예들에 따른 전류 센서가 적용되는 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 전류 센서를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 실시예들에 따른 제 1 생성부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5는 본 실시예들에 따른 제 2 생성부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예들에 따른 홀 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 실시예들에 따른 션트 저항을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 실시예들에 따른 전류 센서가 적용되는 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 조향 시스템을 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 시스템(1)은 조향 장치(100) 및 조향 어시스트 장치(200) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 조향 장치(100) 및 조향 어시스트 장치(200)들은 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
조향 장치(100)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 장치(100)는 조향 휠(steering wheel)(140)에 가한 조향력(또는, 회전력 등)을 바탕으로 바퀴(wheel)(150)의 조향각을 변화시킬 수 있다. 조향 장치(100)는 입력측 기구(110), 출력측 기구(120) 및 분리/연결 기구(130) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 입력측 기구(110), 출력측 기구(120) 및 분리/연결 기구(130)들은 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
입력측 기구(110)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 입력측 기구(110)는 조향 휠(140)과 연결될 수 있다. 입력측 기구(110)는 조향 휠(140)의 회전 방향 또는 조향 휠(140)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다. 이러한 입력측 기구(110)는 조향 휠(140)과 연결되는 조향 축 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 휠의 회전 방향 또는 조향 휠의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할(또는, 움직일) 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
출력측 기구(120)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 출력측 기구(120)는 전기적 및 기계적 중 적어도 어느 하나에 의해 입력측 기구(110)와 연결될 수 있다. 출력측 기구(120)는 바퀴(150)와 연결되어, 바퀴(150)의 조향각(또는, 움직임 등)을 변화시킬 수 있다. 이러한 출력측 기구(120)는 피니언(pinion), 랙(rack), 타이 로드(tie rod) 및 너클 암(knuckle arm) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 바퀴의 조향각(또는, 움직임 등)을 변화시킬 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
분리/연결 기구(130)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 분리/연결 기구(130)는 입력측 기구(110) 및 출력측 기구(120)와 연결될 수 있다. 분리/연결 기구(130)는 입력측 기구(110)와 출력측 기구(120)를 기계적 또는 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다. 이러한 분리/연결 기구(130)는 클러치를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 입력측 기구와 출력측 기구를 기계적 또는 전기적으로 연결 또는 분리시킬 수 있다면 어떠한 기구(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 장치(100)는 입력측 기구와 출력측 기구가 기계적으로 연결된 형태의 조향 장치; 입력측 기구와 출력측 기구가 전기적으로 연결된 형태의 조향 장치(또는, Steer by wire, SbW); 및 입력측 기구와 출력측 기구가 분리/연결 기구와 연결된 형태의 조향 장치(또는, 클러치를 포함하는 SbW) 중 적어도 하나의 조향 장치를 포함할 수 있다.
한편, 조향 휠(140)과 바퀴(150)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 휠(140)과 바퀴(150)는 도면에 도시된 바와 같이 별도로 구비될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치(100)에 포함될 수 있다.
조향 어시스트 장치(200)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 어시스트 장치(200)는 조향 장치(100)와 연결될 수 있다. 조향 어시스트 장치(200)는 조향 장치(100)로 어시스트 조향력을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 따른 조향 어시스트 장치(200)는 입력 전원(210), 조향 제어 모듈(220), 조향 액추에이터(230) 및 센서 모듈(240) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 입력 전원(210), 조향 제어 모듈(220), 조향 액추에이터(230) 및 센서 모듈(240)은 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
입력 전원(210)은 한 개 또는 복수개일 수 있다. 직류 전원 및 교류 전원 중 적어도 하나의 전원을 포함할 수 있다. 특히, 직류 전원은 배터리 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 직류를 제공할 수 있다면 어떠한 전원이라도 포함할 수 있다.
센서 모듈(240)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 센서는 조향 토크 센서(241), 조향각 센서(242) 및 위치 센서(243) 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 차량의 상태 및 차량의 조향 상태를 측정할 수 있다면 어떠한 센서라도 포함할 수 있다.
조향 토크 센서(241)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 토크 센서(241)는 조향 휠의 조향 토크를 측정하여 조향 휠의 토크 정보를 조향 제어 모듈(220)로 제공할 수 있다. 또한, 조향각 센서(242)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향각 센서(242)는 조향 휠의 조향 각을 측정하여 조향 휠의 조향 각 정보를 조향 제어 모듈(220)로 제공할 수 있다. 또한, 위치 센서(243)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 위치 센서(243)는 입력측 기구의 위치, 출력측 기구의 위치 및 조향 모터의 위치 중 적어도 하나의 위치를 측정하여 입력측 기구의 위치 정보, 출력측 기구의 위치 정보 및 조향 모터의 위치 정보 중 적어도 하나의 위치 정보를 조향 제어 모듈(220)로 제공할 수 있다.
조향 토크 센서(241), 조향각 센서(242) 및 위치 센서(243)는 도면에 도시된 바와 같이, 별도로 구비될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 조향 토크 센서(241), 조향각 센서(242) 및 위치 센서(243) 중 적어도 하나는 입력측 기구(110), 출력측 기구(120), 분리/연결 기구(130), 조향 휠(140), 바퀴(150), 입력 전원(210), 조향 제어 모듈(220) 및 조향 액추에이터(230)(조향 모터(231, 감속기(232)) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
조향 제어 모듈(220)은 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 제어 모듈(220)은 입력 전원(210)과 연결될 수 있다. 조향 제어 모듈(220)은 입력 전원(210)으로부터 전기 에너지를 제공받고, 전기 에너지의 노이즈를 필터링할 수 있다.
조향 제어 모듈(220)은 조향 시스템(1) 내의 각각의 구성 요소들 및/또는 차량으로부터 제공받은 정보(일 예로, 조향 토크 정보, 조향 각 정보, 위치 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나의 정보 등)에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
조향 제어 모듈(220)은 조향 모터 제어 신호에 따라 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 액추에이터(230)(또는, 조향 모터(231))를 제어할 수 있다.
조향 액추에이터(230)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 액추에이터(230)는 조향 제어 모듈(220)과 연결될 수 있다. 조향 액추에이터(230)는 조향 제어 모듈(220)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트할 수 있다.
조향 액추에이터(230)는 조향 모터(231) 및 감속기(232) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 조향 모터(231) 및 감속기(232)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 모터(231) 및 감속기(232) 중 적어도 하나는 조향 제어 모듈(220)과 연결될 수 있다.
조향 액추에이터(230)가 조향 모터(231)를 포함하는 경우, 조향 모터(231)는 조향 제어 모듈(220)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트할 수 있다.
조향 액추에이터(230)가 조향 모터(231) 및 감속기(232)를 포함하는 경우, 조향 모터(231)는 조향 제어 모듈(220)로부터 제공되는 어시스트 조향력에 기반하여 동작하고, 감속기(232)는 조향 모터(231)의 동작에 따라 동작(또는, 작동)하여 조향 장치(100)의 조향을 어시스트할 수 있다.
조향 모터(231)는 싱글 와인딩(single winding) 타입 조향 모터 및 듀얼 와인딩(dual winding) 타입 조향 모터 중 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치의 조향을 어시스트할 수 있다면 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
조향 모터(231)는 단상 타입 모터, 3상 타입 모터 및 5상 타입 모터 중 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 장치의 조향을 어시스트할 수 있다면 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
조향 모터(231)는 직류 모터 및 교류 모터(일 예로, 동기 모터 및/또는 유도 모터 등) 중 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있지만, 이에 한정도는 것은 아니고 조향 장치의 조향을 어시스트할 수 있다면 어떠한 모터라도 포함할 수 있다.
도 2는 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 모듈(220)은 필터부(10), 조향 모터 전원부(20), 센서부(30), 통신부(40), 컨트롤러부(50), 컨트롤러 감시부(60), 동작 전원 변환부(70) 및 전원 경로 제어부(80) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 필터부(10), 조향 모터 전원부(20), 센서부(30), 통신부(40), 컨트롤러부(50), 컨트롤러 감시부(60), 동작 전원 변환부(70) 및 전원 경로 제어부(80)들은 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
필터부(10)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 필터부(10)는 입력 전원과 연결될 수 있다. 필터부(10)는 입력 전원으로부터 제공받은 전기 에너지의 노이즈를 필터링하고 노이즈가 필터링된 전기 에너지를 조향 모터 전원부(20) 및 동작 전원 변환부(70)로 제공할 수 있다.
조향 모터 전원부(20)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 조향 모터 전원부(20)는 필터부(10)와 연결되고, 필터링된 전기 에너지를 제공받을 수 있다. 조향 모터 전원부(20)는 컨트롤러부(50)와 연결되어 조향 모터 제어 신호를 제공받을 수 있다. 조향 모터 전원부(20)는 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성하고, 어시스트 조향력에 기반하여 조향 모터를 제어할 수 있다.
조향 모터 전원부(20)는 스위치 소자 드라이버(21) 및 인버터(22) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 스위치 소자 드라이버(21) 및 인버터(22)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다. 이러한 스위치 소자 드라이버(21) 및 인버터(22)들은 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
스위치 소자 드라이버(21)는 컨트롤러부(50)로부터 조향 모터 제어 신호를 제공받고, 이를 기반으로 스위치 소자 제어 신호를 생성하여 인버터(22)로 제공할 수 있다. 인버터(22)는 스위치 소자 제어 신호에 따라 필터부의 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성할 수 있다.
인버터(22)는 스위치 및/또는 트랜지스터를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 스위치 소자 제어 신호에 따라 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성할 수 있다면 어떠한 소자(또는, 장치)라도 포함할 수 있다.
여기서, 인버터(22)가 FET(field effect transistor)를 포함하는 경우, 스위치 소자 드라이버(21)는 게이트 드라이버일 수 있다. 이에, 게이트 드라이버는 컨트롤러부(50)로부터 조향 모터 제어 신호를 제공받고, 이를 기반으로 게이트 제어 신호를 생성하여 인버터(22)로 제공할 수 있다. 인버터(22)는 게이트 제어 신호에 따라 필터부의 필터링된 전기 에너지를 변환하여 어시스트 조향력을 생성할 수 있다.
전원 경로 제어부(80)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 전원 경로 제어부(80)는 조향 모터 전원부(20)(또는, 인버터(22))와 조향 액추에이터(230)(또는, 조향 모터(231)) 사이에 위치하여, 조향 모터 전원부(20)(또는, 인버터(22))로부터 제공받은 어시스트 조향력을 조향 액추에이터(230)(또는, 조향 모터(231))로 공급하거나 차단할 수 있다.
전원 경로 제어부(80)는 적어도 하나의 페이즈 디스커넥터(phase disconnector, PCO)를 포함할 수 있다. 페이즈 디스커넥터는 상(phase)을 차단(cut off)할 수 있는 소자 또는 회로로서, 스위치, 차단기, 단로기, 개폐기 및 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 상(phase)을 차단(cut off)할 수 있다면 어떠한 소자 또는 회로라도 포함할 수 있다.
센서부(30)는 온도 센서(31), 전류 센서(32) 및 모터 위치 센서(33) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 시스템(또는, 조향 제어 모듈)에 대한 상태를 측정할 수 있다면, 어떠한 센서라도 포함할 수 있다. 온도 센서(31), 전류 센서(32) 및 모터 위치 센서(33)는 각각 한 개 또는 복수개일 수 있다. 이러한 온도 센서(31), 전류 센서(32) 및 모터 위치 센서(33)들은 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
온도 센서(31)는 조향 제어 모듈(220)의 온도를 측정하여 온도 정보를 컨트롤러부(50)로 제공할 수 있다. 또한, 전류 센서(32)는 조향 모터 전원부(20)에서 조향 액추에이터(230)(또는, 조향 모터(231))로 제공되는 어시스트 전류(또는, 어시스트 조향력)를 측정하여 어시스트 전류 정보를 컨트롤러부(50) 제공할 수 있다. 또한, 모터 위치 센서(33)는 조향 모터의 위치를 측정하여 조향 모터의 위치 정보를 컨트롤러부(50)로 제공할 수 있다. 상술한 바와 같이, 모터 위치 센서(33)는 조향 제어 모듈(220)에 포함될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 별도로 구비될 수 있다.
통신부(40)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 통신부(40)는 내부 통신부 및 외부 통신부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 내부 통신부는, 조향 제어 모듈이 복수개인 경우, 다른 조향 제어 모듈과 연결되어 정보들을 서로 제공받거나 제공할 수 있다. 외부 통신부는 차량과 연결되어, 차량으로부터 차량의 상태 정보(일 예로, 차량의 속도 정보 등)를 제공받거나 차량으로 조향 시스템과 관련된 정보들을 제공할 수 있다. 이러한 내부 통신부 및 외부 통신부들은 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
컨트롤러부(50)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 컨트롤러부(50)는 조향 제어 모듈(220)의 각 구성요소와 연결되어 정보를 제공하거나 정보를 제공받고, 이를 기반으로 조향 제어 모듈(220)의 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러부(50)는 조향 휠의 토크 정보, 조향 휠의 조향각 정보, 온도 정보, 어시스트 전류 정보, 위치 정보(입력측 기구의 위치 정보, 출력측 기구의 위치 정보 및 조향 모터의 위치 정보 등), 차량의 상태 정보(일 예로, 차량의 차속 정보), 입력 전원의 상태 정보, 단락(또는, 과전류) 상태 정보, 필터부의 전류 센싱 정보 및 조향 모터의 상태 정보 중 적어도 하나의 정보에 기반하여, 조향 모터 제어 신호를 생성하여 조향 모터 전원부(20)(또는, 스위치 소자 드라이버(21))로 제공하거나, 분리/연결 제어 신호(일 예로, 클러치 제어 신호)를 생성하여 분리/연결 기구로 제공할 수 있다.
컨트롤러부(50)는 마이크로 컨트롤러를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 프로그램을 처리(또는, 실행 및 연산) 할 수 있는 장치(또는, 컴퓨터)라면 어떠한 장치(또는, 컴퓨터)라도 포함할 수 있다.
컨트롤러부(50)는 하나 이상의 프로세서, 메모리, 저장부, 사용자 인터페이스 입력부 및 사용자 인터페이스 출력부 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 컨트롤러부(50)는 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스를 또한 포함할 수 있다. 프로세서는 메모리 및/또는 저장부에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리 및 저장부는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM 및 RAM을 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서는 적어도 하나의 코어를 포함할 수 있다. 특히, 적어도 하나의 코어가 복수개인 경우, 복수개의 코어 중 적어도 하나의 코어는 락스텝(lockstep) 코어를 포함할 수 있다.
컨트롤러 감시부(60)는 컨트롤러부(50)와 연결될 수 있다. 컨트롤러 감시부(60)는 컨트롤러부(50)의 동작 상태를 감시할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러부(50)는 워치독 신호를 컨트롤러 감시부(60)로 제공할 수 있다. 그리고, 컨트롤러 감시부(60)는 컨트롤러부(50)로부터 제공받은 워치독 신호에 기반하여 클리어 되거나, 리셋 신호를 생성하여 컨트롤러부(50)로 제공할 수 있다.
컨트롤러 감시부(60)는 워치독을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 컨트롤러부를 감시할 수 있는 장치라면 어떠한 장치라도 포함할 수 있다. 특히, 워치독(watchdog은 데드라인 즉, 시작과 끝이 있는 윈도우(window) 워치독을 포함할 수 있다.
동작 전원 변환부(70)는 필터부(10)와 연결될 수 있다. 동작 전원 변환부(70)는 필터부(10)의 필터링된 전기 에너지를 변환하여 조향 제어 모듈(220)의 각 구성요소에 대한 동작 전압을 생성할 수 있다. 이러한 동작 전원 변환부(70)는 DC-DC 컨버터 및 레귤레이터(regulator) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 필터링된 전기 에너지를 변환하여 조향 제어 모듈의 각 구성요소 및/또는 조향 제어 모듈의 오부에 대한 동작 전압을 생성할 수 있다면 어떠한 장치라도 포함할 수 있다.
한편, 조향 제어 모듈(220)은 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 전자적으로 제어할 수 있는 장치(또는, 시스템)라면 어떠한 제어 장치(또는, 시스템)라도 포함할 수 있다.
도 3은 본 실시예들에 따른 전류 센서를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 전류 센서(32)는 도체부(310), 검출부(320), 제 1 생성부(330), 제 2 생성부(340) 및 검증부(350) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 도체부(310), 검출부(320), 제 1 생성부(330), 제 2 생성부(340) 및 검증부(350)들은 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
예를 들어, 본 실시예들에 따른 전류 센서(32)는 전류가 흐르는 도체부(310); 도체부(310)에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 검출부(320); 도체부(310)에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 제 1 생성부(330); 및 검출부(320)를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 제 2 생성부(340)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도체부(310)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 도체부(310)는 전류가 흐를 수 있다. 도체부(310)는 흐르는 전류에 기반하여 자기장을 생성할 수 있다. 이러한 도체부(310)는 도체, 도전체 또는 전도체로 지칭될 수 있다.
검출부(320)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 검출부(320)는 도체부(310)에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출할 수 있다. 검출부(320)는 검출된 자기장에 기반하여 전압을 검출할 수 있다.
여기서, 도체부(310)에 흐르는 전류, 검출부(320)를 통해 검출되는 자기장 및 검출부(320)를 통해 검출되는 전압은 서로 비례 관계를 가질 수 있다.
제 1 생성부(330)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 제 1 생성부(330)는 도체부(310)에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성할 수 있다. 즉, 제 1 생성부(330)는 도체부(310)에 포함된 저항에 기반하여 도체부(310)에 흐르는 전류에 대응(또는, 비례)하는 제 1 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
제 2 생성부(340)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 제 2 생성부(340)는 검출부(320)를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성할 수 있다. 즉, 제 2 생성부(340)는, 검출부(320)를 통해 검출된 자기장에 기반하여 도체부(310)에 흐르는 전류에 대응(또는, 비례)하는 제 2 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
도 4는 본 실시예들에 따른 제 1 생성부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 제 1 생성부(330)는 도체부(310)에 포함된 저항에 의해 생성되는 제 1 전압값을 검출하고, 검출된 제 1 전압값에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
즉, 도체부(310)에 전류가 흐르면 도체부(310)에 포함된 저항 때문에 도체부(310) 양단에는 전위차(또는, 전압 강하)가 발생할 수 있다. 이에, 제 1 전압값은 도체부(310)에 포함된 저항 때문에 도체부(310) 양단에 발생되는 전위차(또는, 전압 강하)값일 수 있다.
제 1 생성부(330)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 제 1 생성부(330)는 제 1 승압부(331) 및 제 1 변환부(332) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 1 승압부(331) 및 제 1 변환부(332) 각각은 한 개 또는 복수개일 수 있다. 제 1 승압부(331) 및 제 1 변환부(332)는 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
예를 들어, 제 1 생성부(330)는 검출된 제 1 전압값을 승압하는 제 1 승압부(331); 및 제 1 승압부(331)를 통해 승압된 제 1 전압값을 상기 제 1 전류 센싱값으로 변환하는 제 1 변환부(332)를 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 승압부(331)는 검출된 제 1 전압값을 증폭시키는 제 1 연산 증폭기를 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 변환부(332)는 승압된 제 1 전압값을 전류 변환 알고리즘 및/또는 회로를 통해 상기 제 1 전류 센싱값으로 변환할 수 있다. 특히, 전류 변환 알고리즘 및/또는 회로는 옴의 법칙을 이용할 수 있다.
도 5는 본 실시예들에 따른 제 2 생성부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 제 2 생성부(340)는 검출부(320)를 통해 검출된 자기장에 기반하여 생성되는 제 2 전압값을 검출하고, 검출된 제 2 전압값에 기반하여 상기 제 2 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
즉, 도체부(310)에 전류가 흐르면 도체부(310)에 흐르는 전류 때문에 자기장이 발생되고, 발생되는 자기장에 기반하여 전위차가 발생할 수 있다. 이에, 제 2 전압값은 도체부(310)에 흐르는 전류에 의한 자기장 때문에 발생되는 전위차 값일 수 있다.
제 2 생성부(340)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 제 2 생성부(340)는 제 2 승압부(341) 및 제 2 변환부(342) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제 2 승압부(341) 및 제 2 변환부(342) 각각은 한 개 또는 복수개일 수 있다. 제 2 승압부(341) 및 제 2 변환부(342)는 전기적, 자기적 및 기구적 중 적어도 하나에 의해 연결될 수 있다.
예를 들어, 제 2 생성부(340)는 검출된 제 2 전압값을 승압하는 제 2 승압부(341); 및 제 2 승압부(341)를 통해 승압된 제 2 전압값을 제 2 전류 센싱값으로 변환하는 제 2 변환부(342)를 포함할 수 있다.
여기서, 제 2 승압부(341)는 검출된 제 2 전압값을 증폭시키는 제 2 연산 증폭기를 포함할 수 있다.
여기서, 제 2 변환부(342)는 승압된 제 2 전압값을 전류 변환 알고리즘 및/또는 회로를 통해 상기 제 2 전류 센싱값으로 변환할 수 있다. 특히, 전류 변환 알고리즘 및/또는 회로는 옴의 법칙을 이용할 수 있다.
계속해서 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예들에 따른 전류 센서(32)는 검증부(350)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 검증부(350)는 한 개 또는 복수개일 수 있다.
예를 들어, 본 실시예들에 따른 전류 센서(32)는 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값을 출력하는 검증부(350)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 검증부(350)는 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사할 수 있다.
예를 들어, 검증부(350)는 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값 각각과 각각의 기 설정된 정상 범위와 비교할 수 있다. 검증부(350)는 비교결과 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값이 기 설정된 정상 범위 내에 있는 경우, 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값을 정상 제 1전류 센싱값와 정상 제 2 전류 센싱값으로 판단할 수 있다. 검증부(350)는 비교결과 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값이 기 설정된 정상 범위 내에 있지 않는 경우, 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값을 비정상 제 1 전류 센싱값와 비정상 제 2 전류 센싱값으로 판단할 수 있다.
검증부(350)는 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증할 수 있다.
예를 들어, 검증부(350)는 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값의 차이를 비교할 수 있다. 검증부(350)는 비교 결과 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값의 차이가 기 설정된 정당성 범위 내에 있는 경우, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 정당성이 있다라고 판단할 수 있다. 검증부(350)는 비교 결과 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값의 차이가 기 설정된 정당성 범위 내에 있지 않는 경우, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 정당성이 있지 않다라고 판단할 수 있다.
검증부(350)는 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
아래에서는 설명의 간명성을 위해 상술한 내용과 중복되는 내용을 생략하여 실시예들을 설명하지만, 상술한 내용은 후술할 내용에 유추하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 상술한 정상 유무 검사 방법, 정당성을 검증하는 방법 및 정상 전류값을 출력하는 방법은 아래에서도 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 검증부(350)는 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값와 리던던트 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 주 전류 센싱값와 정상 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
한편, 검증부(350)는 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 정상 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
다른 실시예에서, 검증부(350)는 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값와 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
한편, 검증부(350)는 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
다른 실시예에서, 검증부(350)는 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값와 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
한편, 검증부(350)는 정당성이 검증된 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예들에 따른 홀 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예들에 따른 전류 센서(32)는 홀 센서(400)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 자기장을 검출하고, 이를 기반으로 전압(일 예로, 제 2 전압값)을 발생시킬 수 있다면, 어떠한 소자라도 포함할 수 있다.
홀 센서(400)는, 도체부(310), 검출부(320) 및 제 2 생성부(340)를 포함할 수 있다. 특히, 도체부(310)는 홀 센서의 버스바(busbar)(410)이고, 검출부(320)는 홀 센서의 홀 소자(420)이며, 제 2 생성부(340)는 홀 센서의 로직부(430)일 수 있다.
홀 센서의 버스바(410)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 홀 센서의 버스바(410)는 전류가 흐를 수 있다. 홀 센서의 버스바(410)는 흐르는 전류에 기반하여 자기장을 생성할 수 있다.
도체부(310)(또는, 홀 센서의 버스바(410)는 저저항 물질을 포함할 수 있다. 특히, 저저항 물질은 기 설정된 저항값 이내의 저항값을 가질 수 있다. 여기서, 기 설정된 저항값은 도체부(310)(또는, 홀 센서의 버스바(410)에 흐르는 전류를 센싱하면서 자기장을 발생시킬 수 있는 최대 저항값일 수 있다.
특히, 저저항 물질은 금, 은, 구리, 철 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하는 금속 물질을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 도체부(또는, 홀 센서의 버스바에 흐르는 전류를 센싱하면서 자기장을 발생시킬 수 있다면 어떠한 물질이라도 포함할 수 있다.
홀 센서의 홀 소자(420)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 홀 센서의 홀 소자(420)는 홀 센서의 버스바(410)에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출할 수 있다. 홀 센서의 홀 소자(420)는 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전압값(일 예로, 홀 전압값)을 발생할 수 있다.
홀 센서의 로직부(430)는 한 개 또는 복수개일 수 있다. 홀 센서의 로직부(430)는 홀 센서의 홀 소자(420)를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성할 수 있다. 즉, 홀 센서의 로직부(430)는, 홀 센서의 홀 소자(420)를 통해 검출된 자기장에 기반하여 홀 센서의 버스바(410)에 흐르는 전류에 대응(또는, 비례)하는 제 2 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
또한, 홀 센서(400)는 단자(440)를 포함할 수 있다. 홀 센서의 단자(440)는 버스바(410), 홀 소자(420) 및 로직부(430) 중 적어도 하나와 연결될 수 있으며, 전원선과 신호선과 연결되는 전원 단자 및 신호 단자일 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예들에 따른 홀 센서의 홀 소자(420)는 도면에 도시된바와 같이, 무한길이의 홀 소자, 장방형 홀 소자 및 십자형 홀 소자 중 적어도 하나의 홀 소자를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 자기장을 검출하고, 이를 기반으로 홀 전압을 발생시킬 수 있다면 어떠한 형태라도 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예들에 따른 전류 센서(32)는 홀 센서(400)를 포함할 수 있고, 홀 센서(400)는 상술한 바와 같이, 버스바(410), 홀 소자(420) 및 로직부(430)를 포함할 수 있다.
이와 더불어, 홀 센서의 버스바(410) 양단에는 제 1 생성부(330)와 연결될 수 있다.
즉, 홀 센서의 버스바(410) 양단에는 제 1 승압부(331)(또는, 제 1 연산 증폭기(331-1))와 연결될 수 있고, 제 1 승압부(331)(또는, 제 1 연산 증폭기(331-1))는 제 1 변환부(332)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 제 1 승압부(331)(또는, 제 1 연산 증폭기(331-1))는 홀 센서의 버스바(410) 양단에 생성된 제 1 전압값을 검출하여 증폭시킬 수 있고, 제 1 변환부(332)는 증폭된 제 1 전압값을 제 1 전류 센싱값으로 변환할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 전류 센서는 홀 센서의 홀 소자를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 검출하고, 이와 더불어 홀 센서의 버스바의 양단 전압에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 검출할 수 있다.
즉, 본 실시예들에 따른 전류 센서는 홀 센서의 홀 소자를 통해 전류가 흐르면서 발생되는 자기장을 측정할 수 있다. 이때, 홀 센서에는 자기장 발생을 위해 전류를 통전 시킬 수 있는 버스바가 구비될 수 있다. 본 실시예들에 따른 전류 센서처럼, 홀 센서에 구비되는 버스바에 포함된 저항값을 션트 저항처럼 이용하게 되면, 별도의 션트 저항을 사용할 필요 없이, 서로 영향을 주지 않는 두 가지 전류 센싱 방법(전압 기반 전류 센싱 방법 및 자기장 기반 전류 센싱 방법)을 통해 전류를 검출할 수 있고, 또한 두 가지 센싱 방법을 통해 센싱된 전류를 비교하면, 전류 센서 및 조향 시스템에 대한 고장을 검출을 할 수 있다. 특히, 본 실시예들에 따른 전류 센서를 통한 전류 센싱 방식은 Ground shunt와 Phase shunt에 모두 적용가능하다.
다시 말해, 본 실시예들에 따른 전류 센서는 홀 센서를 통한 자기장 기반 전류 센싱 방법과, 홀 센서에 내장된 버스바에 포함된 저항과 외장 연상 증폭기를 이용한 전압 기반 전류 센싱 방법을 가짐으로써, 홀 센서의 출력값은 홀 센서의 버스바의 저항값 변동에 따른 고장 영향을 받지 않으며, 홀 센서는 자기장 검출 방식으로서, 회로가 직접 연결되어 있지 않아, 홀 센서의 고장은 버스바에 포함된 저항을 통한 출력에 영향을 주지 않는다. 이와 더불어, 본 실시예들에 따른 전류 센서는 서로 영향을 주지 않는 두 가지 전류 센싱 방식을 사용하여, 전류를 센싱하고 비교함으로써, 전류 센서 및 조향 시스템에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 실시예들에 따른 션트 저항을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예들에 따른 도체부(310)(홀 센서의 버스바(410))에는 션트 저항이 이용될 수 있다. 특히, 도면에 도시된 션트 저항의 형태는 일 실시예에 불과할 뿐, 도체부(홀 센서의 버스바)에 이용될 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 가능하다.
이에, 본 실시예들에 따른 도체부(310)(홀 센서의 버스바(410))는 저저항 물질을 포함하는 션트(shunt) 저항을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 도체부(또는, 홀 센서의 버스바)에 흐르는 전류를 센싱하면서 자기장을 발생시킬 수 있다면 어떠한 저항이라도 포함할 수 있다.
여기서, 저저항 물질은 동합금 물질을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 도체부(또는, 홀 센서의 버스바)에 흐르는 전류를 센싱하면서 자기장을 발생시킬 수 있다면 어떠한 물질이라도 포함할 수 있다. 예를 들어, 저저항 물질은 구리-망간(Cu-Mn) 합금 물질, 구리-니켈(Cu-Ni) 합금 물질, 철-크롬(Fe-Cr) 합금 물질 및 철-니켈(Fe-Ni) 합금 물질 중 적어도 하나의 합금 물질을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 도체부(또는, 홀 센서의 버스바)에 흐르는 전류를 센싱하면서 자기장을 발생시킬 수 있다면 어떠한 합금 물질이라도 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 9을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치는 조향 모터 전원부(20), 전류 센서(32) 및 컨트롤러부(50) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 조향 제어 장치는 상술한 조향 제어 모듈(220)과 동일한 구성 요소일 수 있다.
아래에서는 설명의 간명성을 위해 도 1 내지 도 9와 중복되는 내용을 생략하기로 한다
본 실시예들에 따른 조향 제어 장치는 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 전기 에너지를 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류에 기반하여 조향 모터(231)를 제어하는 조향 모터 전원부(20); 및 조향 모터 전원부(20)와 상기 조향 모터 사이에 흐르는 어시스트 전류를 검출하는 적어도 하나의 전류 센서(32)를 포함하되, 전류 센서(32)는, 어시스트 전류가 흐르는 도체부(310); 도체부(310)에 흐르는 어시스트 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 검출부(320); 도체부(310)에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 제 1 생성부(330); 및 검출부(320)를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 제 2 생성부(340)를 포함할 수 있다.
여기서, 도체부(310), 검출부(320), 제 1 생성부(330) 및 제 2 생성부(340)는 도 1 내지 도 9에서 상술하였으므로, 아래에서는 설명의 간명성을 위해 생략하기로 한다. 특히, 도 1 내지 도 9에서 기재된 전류는 어시스트 전류와 동일한 의미로 해석될 수 있다.
본 실시예들에 따른 검증부(350)는 전류 센서(32)에 포함될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 조향 제어 장치 내에 포함될 수 있으므로, 아래에서는 이러한 점을 자세히 설명하기로 한다.
계속해서 도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예들에 따른 검증부(350)는 전류 센서(32)에 포함될 수 있다.
예를 들어, 전류 센서(32)는 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값을 출력하는 검증부(350)를 더 포함할 수 있다.
조향 제어 장치는, 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값과, 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성하는 컨트롤러부(50)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 검증부(350)는 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값와 리던던트 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 주 전류 센싱값와 정상 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
조향 제어 장치는, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성하는 컨트롤러부(50)를 더 포함할 수 있다.
한편, 검증부(350)는 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 정상 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있으며, 컨트롤러부(50)는, 정상 리던던트 전류 센싱값와 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 검증부(350)는 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값와 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
조향 제어 장치는, 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성하는 컨트롤러부(50)를 더 포함할 수 있다.
한편, 검증부(350)는 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있으며, 컨트롤러부는 리던던트 전류 센싱값와 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 검증부(350)는 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값와 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
조향 제어 장치는, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성하는 컨트롤러부(50)를 더 포함할 수 있다.
한편, 검증부(350)는 정당성이 검증된 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있으며, 컨트롤러부(50)는 리던던트 전류 센싱값와 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
계속해서 도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예들에 따른 검증부(350)는 조향 제어 장치에 포함될 수 있다.
예를 들어, 조향 제어 장치는, 조향 모터 제어 신호를 생성하는 컨트롤러부(50)를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러부(50)는, 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값과, 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 컨트롤러부(50)는, 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값와 리던던트 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 주 전류 센싱값와 정상 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값과, 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(50)는, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성하는 중, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 정상 리던던트 전류 센싱값와 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 컨트롤러부(50)는 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값와 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(50)는 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성하는 중, 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 리던던트 전류 센싱값와 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 컨트롤러부(50)는 제 1 전류 센싱값 및 상기 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값와 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
한편, 컨트롤러부(50)는 정당성이 검증된 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성하는 중, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 리던던트 전류 센싱값와 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 조향 모터 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 실시예들에 따른 전류 센서가 적용되는 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치는 인버터 및 전류 센서(32) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
인버터(22)는 2상 인버터 즉, H-Bridge 형태의 인터버일 수 있다.
2상 인버터는 배터리와 조향 모터(231) 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 조향 모터는 직류 조향 모터일 수 있다.
2상 인버터는 A 레그 및 B 레그를 포함할 수 있다. A 레그는 직렬로 연결된 제 1 스위치 소자(S1) 및 제 2 스위치 소자(S2)를 포함할 수 있다. B 레그에는 직렬로 연결된 제 3 스위치 소자(S3) 및 제 4 스위치 소자(S4)를 포함할 수 있다.
직렬로 연결된 제 1 스위치 소자(S1) 및 제 2 스위치 소자(S2)의 사이와 직류 조향 모터의 +상은 서로 연결될 수 있고, 직렬로 연결된 제 3 스위치 소자(S3) 및 제 4 스위치 소자(S4)의 사이와 직류 조향 모터의 -상은 서로 연결될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 적어도 하나의 전류 센서(32)는 2상 인버터와 접지 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 전류 센서(32)는 A 레그의 제 2 스위치 소자(S2)와 B 레그의 제 4 스위치 소자(S4)와 접지 사이에 위치할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 전류 센서(32)는 A 레그의 제 2 스위치 소자(S2)와 B 레그의 제 4 스위치 소자(S4)와 접지 사이에 위치하여, 홀 센서(400)의 홀 소자를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 검출하고, 이와 더불어 제1 생성부(330)를 통해 홀 센서의 버스바의 양단 전압에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 검출할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 실시예들에 따른 조향 제어 장치는 인버터(22) 및 전류 센서(32) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
인버터(22)는 3상 인버터일 수 있다.
3상 인버터는 배터리와 조향 모터(231) 사이에 연결될 수 있다. 여기서, 조향 모터(231)는 3상 조향 모터일 수 있다.
3상 인버터는 A 레그, B 레그 및 C레그를 포함할 수 있다. A 레그는 직렬로 연결된 제 1 스위치 소자(S1) 및 제 2 스위치 소자(S2)를 포함할 수 있다. B 레그에는 직렬로 연결된 제 3 스위치 소자(S3) 및 제 4 스위치 소자(S4)를 포함할 수 있다. C 레그에는 직렬로 연결된 제 5 스위치 소자(S5) 및 제 6 스위치 소자(S6)를 포함할 수 있다.
직렬로 연결된 제 1 스위치 소자(S1) 및 제 2 스위치 소자(S2)의 사이와 3상 조향 모터의 A상은 서로 연결될 수 있고, 직렬로 연결된 제 3 스위치 소자(S3) 및 제 4 스위치 소자(S4)의 사이와 3상 조향 모터의 B상은 서로 연결될 수 있으며, 직렬로 연결된 제 5 스위치 소자(S5) 및 제 6 스위치 소자(S6)의 사이와 3상 조향 모터의 C상은 서로 연결될 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 적어도 하나의 전류 센서(32)는 3상 인버터와 3상 조향 모터 사이에 위치할 수 있다. 즉, 직렬로 연결된 제 1 스위치 소자(S1) 및 제 2 스위치 소자(S2)의 사이와 3상 조향 모터의 A상을 서로 연결하는 A 경로, 직렬로 연결된 제 3 스위치 소자(S3) 및 제 4 스위치 소자(S4)의 사이와 3상 조향 모터의 B상을 서로 연결하는 B 경로 및 직렬로 연결된 제 5 스위치 소자(S5) 및 제 6 스위치 소자(S6)의 사이와 3상 조향 모터의 C상을 서로 연결하는 C 경로 중 적어도 하나의 경로에 위치할 수 있다.
예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예들에 따른 제 1 전류 센서(32)는 A 경로에 위치하고, 제 2 전류 센서(32)는 C 경로 상에 위치할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 전류 센서(32)는 A 경로 및 C 경로 상에 위치하여, 홀 센서(400)의 홀 소자를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 검출하고, 이와 더불어 제1 생성부(330)를 통해 홀 센서의 버스바의 양단 전압에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 션트 저항을 이용하여 전류를 센싱하는 종래의 전류 센서는 션트 저항 고장 즉, 션트 저항값 드리프트(drift) 시 고장 검출이 불가능하고, 홀 센서를 이용하여 전류를 센싱하는 종래의 전류 센서는 전류 통전에 따른 자기장에 기반하여 전류를 검출함으로써, 고장 검출도가 낮은 반면, 본 실시예들에 따른 전류 센서는 서로 다른 방식의 전류 센싱 방식(전압 기반 전류 센싱 방식 및 자기장 기반 전류 센싱 방식)이 이중화됨으로써, 서로의 전류 센싱 방식에서 출력되는 출력값들이 서로 영향을 주지 않아, 고장을 용이하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라 이를 통해 전류 센서 및 조향 시스템에 대한 리던던시 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법에 대해 설명한다. 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법은 전류 센서, 조향 제어 장치, 조향 어시스트 장치 및 조향 시스템을 통해 수행될 수 있다. 이에, 도 1 내지 도 11를 참조하여 상술한 본 실시예들에 따른 전류 센서, 조향 제어 장치, 조향 어시스트 장치 및 조향 시스템과 중복되는 부분은 설명의 간명성을 위하여 이하에서 생략한다
도 12는 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법은 도체부에 전류를 흘리는 단계(S100), 자기장을 검출하는 단계(S200), 제 1 전류 센싱값을 생성하는 단계(S300), 제 2 전류 센싱값을 생성하는 단계(S400) 및 검증 단계(S500) 중 적어도 하나의 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
예를 들어, 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법은 도체부에 전류를 흘리는 단계; 도체부에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 단계; 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 단계; 및 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 먼저 도체부에 전류를 흘릴 수 있다(S100).
이후, 도체부에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출할 수 있다(S200).
이후, 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성할 수 있다(S300).
즉, 단계 S300은, 도체부에 포함된 저항에 기반하여 도체부에 흐르는 전류에 대응하는 제 1 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
예를 들어, 단계 S300은 도체부에 포함된 저항에 의해 생성되는 제 1 전압값을 검출하고, 검출된 제 1 전압값에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
구체적으로, 단계 S300은, 도체부에 포함된 저항에 의해 생성되는 제 1 전압값을 검출하는 단계; 검출된 제 1 전압값을 승압하는 단계; 및 승압된 제 1 전압값을 상기 제 1 전류 센싱값으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 검출된 제 1 전압값을 승압하는 단계는, 제 1 연산 증폭기를 통해 검출된 제 1 전압값을 증폭시킬 수 있다.
이후, 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성할 수 있다(S400).
즉, 단계 S400은, 검출된 자기장에 기반하여 도체부에 흐르는 전류에 대응하는 제 2 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
예를 들어, 단계 S400은 검출된 자기장에 기반하여 생성되는 제 2 전압값을 검출하고, 검출된 제 2 전압값에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성할 수 있다.
구체적으로, 단계 S400은 검출된 자기장에 기반하여 생성되는 제 2 전압값을 검출하는 단계; 검출된 제 2 전압값을 승압하는 단계; 및 승압된 제 2 전압값을 제 2 전류 센싱값으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 검출된 제 2 전압값을 승압하는 단계는, 제 2 연산 증폭기를 통해 검출된 제 2 전압값을 증폭시킬 수 있다.
이후, 제 1 전류 센싱값과 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값을 출력하는 검증 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 단계 S500은 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값와 리던던트 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 주 전류 센싱값와 정상 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
또한, 단계 S500은 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 정상 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있다
다른 실시예에서, 단계 S500은 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값 와 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
또한, 단계 S500은 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
다른 실시예에서, 단계 S500은 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 주 전류 센싱값와 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
또한, 단계 S500은 정당성이 검증된 주 전류 센싱값을 출력하는 중, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값이 비정상값으로 변경된 경우, 리던던트 전류 센싱값을 출력할 수 있다.
한편, 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법은 홀 센서에 기반한 전류 검출 방법을 포함하되, 홀 센서에 기반한 전류 검출 방법은, 도체부에 전류를 흘리는 단계, 자기장을 검출하는 단계 및 제 2 전류 센싱값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 도체부에 전류를 흘리는 단계는 홀 센서의 버스바(busbar)에 전류를 흘리는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 자기장을 검출하는 단계는 홀 센서의 홀 소자를 통해 자기장을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 제 2 전류 센싱값을 생성하는 단계는 홀 센서의 로직부를 통해 제 2 전류 센싱값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 전류 검출 방법은 홀 센서의 버스바(busbar)에 전류를 흘리는 단계; 홀 센서의 버스바(busbar)에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 홀 소자를 통해 검출하는 단계; 홀 센서의 버스바(busbar)에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 단계; 및 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 홀 센서의 로직부를 통해 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 조향 시스템
32: 전류 센서
220: 조향 제어 모듈
32: 전류 센서
220: 조향 제어 모듈
Claims (18)
- 전류가 흐르는 도체부;
상기 도체부에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 검출부;
상기 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 제 1 생성부; 및
상기 검출부를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 제 2 생성부를 포함하는 전류 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 생성부는,
상기 검출된 제 1 전압값을 승압하는 제 1 승압부; 및
상기 제 1 승압부를 통해 승압된 제 1 전압값을 상기 제 1 전류 센싱값으로 변환하는 제 1 변환부를 포함하는 전류 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 생성부는,
상기 검출된 제 2 전압값을 승압하는 제 2 승압부; 및
상기 제 2 승압부를 통해 승압된 제 2 전압값을 상기 제 2 전류 센싱값으로 변환하는 제 2 변환부를 포함하는 전류 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전류 센싱값과 상기 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값을 출력하는 검증부를 더 포함하는 전류 센서.
- 제 4 항에 있어서,
상기 검증부는,
상기 제 1 전류 센싱값 및 상기 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 상기 주 전류 센싱값와 상기 리던던트 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 주 전류 센싱값와 정상 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값을 출력하는 전류 센서.
- 제 4 항에 있어서,
상기 검증부는,
상기 제 1 전류 센싱값 및 상기 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값와 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 상기 주 전류 센싱값을 출력하는 전류 센서.
- 제 4 항에 있어서,
상기 검증부는,
상기 제 1 전류 센싱값 및 상기 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 상기 주 전류 센싱값와 상기 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 주 전류 센싱값을 출력하는 전류 센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전류 센서는 홀 센서를 포함하되,
상기 홀 센서는, 상기 도체부, 상기 검출부 및 상기 제 2 생성부를 포함하고,
상기 도체부는 상기 홀 센서의 버스바(busbar)이고, 상기 검출부는 상기 홀 센서의 홀 소자이며, 상기 제 2 생성부는 상기 홀 센서의 로직부인 전류 센서.
- 조향 모터 제어 신호를 바탕으로 전기 에너지를 변환하여 어시스트 전류를 생성하고, 어시스트 전류에 기반하여 조향 모터를 제어하는 조향 모터 전원부; 및
상기 조향 모터 전원부와 상기 조향 모터 사이에 흐르는 어시스트 전류를 검출하는 적어도 하나의 전류 센서를 포함하되,
상기 전류 센서는,
상기 어시스트 전류가 흐르는 도체부;
상기 도체부에 흐르는 어시스트 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 검출부;
상기 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 제 1 생성부; 및
상기 검출부를 통해 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 제 2 생성부를 포함하는 조향 제어 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 생성부는,
상기 검출된 제 1 전압값을 승압하는 제 1 승압부; 및
상기 제 1 승압부를 통해 승압된 제 1 전압값을 상기 제 1 전류 센싱값으로 변환하는 제 1 변환부를 포함하는 조향 제어 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 생성부는,
상기 검출된 제 2 전압값을 승압하는 제 2 승압부; 및
상기 제 2 승압부를 통해 승압된 제 2 전압값을 상기 제 2 전류 센싱값으로 변환하는 제 2 변환부를 포함하는 조향 제어 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 전류 센서는,
상기 제 1 전류 센싱값과 상기 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값을 출력하는 검증부를 더 포함하는 조향 제어 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 전류 센서는 홀 센서를 포함하되,
상기 홀 센서는, 상기 도체부, 상기 검출부 및 상기 제 2 생성부를 포함하고,
상기 도체부는 상기 홀 센서의 버스바(busbar)이고, 상기 검출부는 상기 홀 센서의 홀 소자이며, 상기 제 2 생성부는 상기 홀 센서의 로직부인 조향 제어 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 전류 센싱값과 상기 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값과 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나의 정상 전류 센싱값과, 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 상기 조향 모터 제어 신호를 생성하는 컨트롤러부를 더 포함하는 조향 제어 장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 상기 컨트롤러부는,
상기 제 1 전류 센싱값 및 상기 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 상기 주 전류 센싱값와 상기 리던던트 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 주 전류 센싱값와 정상 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 정상 주 전류 센싱값과, 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 상기 조향 모터 제어 신호를 생성하는 조향 제어 장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 컨트롤러부는,
상기 제 1 전류 센싱값 및 상기 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값 와 정상 제 2 전류 센싱값을 서로 비교하여 정상 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 정당성이 검증된 제 1 전류 센싱값 및 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 상기 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 상기 조향 모터 제어 신호를 생성하는 조향 제어 장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 컨트롤러부는,
상기 제 1 전류 센싱값 및 상기 제 2 전류 센싱값 각각에 대해 정상유무를 검사하고, 정상 제 1 전류 센싱값 및 정상 제 2 전류 센싱값 중 하나를 주 전류 센싱값와 다른 하나를 리던던트 전류 센싱값으로 선택하고, 상기 주 전류 센싱값와 상기 리던던트 전류 센싱값을 서로 비교하여 주 전류 센싱값에 대한 정당성을 검증하며, 상기 정당성이 검증된 주 전류 센싱값과 조향 모터 토크 레퍼런스값에 기반하여 상기 조향 모터 제어 신호를 생성하는 조향 제어 장치.
- 도체부에 전류를 흘리는 단계;
상기 도체부에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자기장을 검출하는 단계;
상기 도체부에 포함된 저항에 기반하여 제 1 전류 센싱값을 생성하는 단계; 및
상기 검출된 자기장에 기반하여 제 2 전류 센싱값을 생성하는 단계를 포함하는 전류 검출 방법.
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