KR20220144407A - 전기 모터 제어 시스템 및 차량 - Google Patents

전기 모터 제어 시스템 및 차량 Download PDF

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루후이 쉬
이룽 위
즈융 두
아시 치
광밍 양
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비와이디 컴퍼니 리미티드
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Abstract

전기 모터 제어 시스템 및 차량. 전기 모터 제어 시스템(10)은: 전체 차량 상태 데이터를 취득하고, 전체 차량 상태 데이터에 따라 예상치 못한 전력 송신 결함을 결정할 때 전기 모터의 출력 토크를 차단하는 명령을 출력하기 위한 전체 차량 제어기(110); 및 전체 차량 제어기(110)에 연결되어, 전기 모터의 출력 토크를 차단하는 명령에 응답하여 전기 모터의 제어 토크의 출력을 정지시키기 위한 전기 모터 제어기(120)를 포함한다.

Description

전기 모터 제어 시스템 및 차량
관련 출원에 대한 상호 참조
본 개시내용은 2020년 2월 26일자로 BYD Co., Ltd.에 의해 출원된 발명의 명칭이 "MOTOR CONTROL SYSTEM AND VEHICLE"인 중국 특허 출원 제"202010120914.7"호에 대한 우선권을 주장한다.
분야
본 개시내용은 차량 기술 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 모터 제어 시스템 및 차량에 관한 것이다.
현재, 전기 차량은 급속히 발전하고 있다. 순수 전기 차량의 전원은 기본적으로 모터 구동이고, 하이브리드 차량도 모터 구동 시스템을 갖는다. 차량의 응용 분야에서, 모터 구동형 제어의 경우, 기능 및 성능이 고려될 필요가 있고, 안전성 및 신뢰성이 고려될 필요가 있다. 모터 제어기 유닛의 설계 프로세스에서, 모터 제어기 유닛은 일반적으로 자체-개선 제어 시스템(self-improving control system)으로서 취급된다. 차량 제어 유닛(Vehicle control unit, VCU)은 토크 인에이블(torque enable) 및 토크 명령(torque instruction)을 모터 제어기 유닛(Motor Controller unit, MCU)에 주로 전송한다. 모터 제어기 유닛은 토크 출력 및 다른 명령들에 대한 결정을 수행한다. 모터 구동 시스템의 종래의 토폴로지 구조가 도 1에 도시되어 있고, 모터 제어 시스템의 아키텍처가 도 2에 도시되어 있다.
그러나, 모터 제어 시스템에서, 예상치 못한 상태의 발생에 대처하기 위해서는, 모터 제어기 유닛 시스템의 검출 메커니즘이 더 높은 안전 레벨에 도달해야 하는 것이 완전히 요구되며, 검출 메커니즘들 및 중복 메커니즘들이 요구되므로, 결과적으로 비교적 높은 비용을 초래한다.
본 개시내용은 관련 기술의 기술적 문제점들 중 하나를 적어도 어느 정도 해결하는 것을 목표로 한다.
따라서, 본 개시내용의 하나의 목적은 모터 제어 시스템을 제공하는 것이다. 시스템은 차량의 안전 레벨을 개선하고, 차량의 동작 안전성 및 신뢰성을 강화할 수 있다.
본 개시내용의 제2 목적은 차량을 제공하는 것이다.
전술한 목적들을 달성하기 위해, 본 개시내용의 제1 양태의 실시예는 모터 제어 시스템을 제공한다. 시스템은: 차량 상태 데이터를 획득하고, 차량 상태 데이터에 따라 차량의 예상치 못한 전력 송신 고장을 결정할 때 모터 출력 토크(motor output torque)를 차단하기 위한 명령을 출력하도록 구성되는 차량 제어 유닛; 및 차량 제어 유닛에 연결되고, 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령에 응답하여 토크의 출력을 정지하도록 모터를 제어하도록 구성되는 모터 제어기 유닛을 포함한다.
본 개시내용의 이 실시예에 따른 모터 제어 시스템에서, 차량의 안전은 모터 제어기 유닛에 대한 차량 제어 유닛의 제어를 강화함으로써 개선된다. 차량 제어 유닛은 차량 상태 데이터를 충분히 사용하여 예상치 못한 전력 송신 고장을 결정할 때 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 출력하고, 모터 제어기 유닛이 명령을 수신한 후에 모터 제어 토크의 출력을 정지하여, 안전한 모터 제어 상태에 진입하고, 이에 의해 모터 제어기 유닛이 예상치 못한 상태 고장을 검출하지 못하여 모터 제어기 유닛이 손상되는 것을 회피하고, 이에 의해 차량의 동작 안전성 및 신뢰성을 개선한다.
일부 실시예들에서, 차량 제어 유닛은 CAN 버스를 통해 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 전송하거나, 또는 차량 제어 유닛은 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 하드 와이어(hard wire)를 통해 모터 제어기 유닛에 송신한다.
일부 실시예들에서, 모터 제어기 유닛은 메인 제어 유닛, 전력 공급 유닛, 및 구동 유닛을 포함한다. 구동 유닛은 1차측 저전압측과 2차측 고전압측을 포함한다. 차량 제어 유닛으로부터의 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 구동 유닛의 1차측 저전압측 또는 2차측 고전압측에 송신된다.
일부 실시예들에서, 메인 제어 유닛은 모터 상태 데이터를 획득하고, 모터 상태 데이터에 따라 모터 동작이 비정상이라고 결정할 때 차단 인에이블 신호(enable cut-off signal)를 출력하도록 구성된다. 구동 유닛은 차단 인에이블 신호 또는 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령 중 임의의 것을 수신할 때 토크의 출력을 정지하도록 모터를 제어하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 전력 공급 유닛은 메인 제어 유닛의 상태를 모니터링하고, 메인 제어 유닛 또는 전력 공급 유닛이 비정상일 때 안전 차단 신호(safe cut-off signal)를 출력하도록 구성된다. 전력 공급 유닛으로부터의 안전 차단 신호 및 메인 제어 유닛으로부터의 차단 인에이블 신호는 구동 유닛의 1차측 저전압측에 송신된다. 구동 유닛은 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령, 안전 차단 신호, 또는 차단 인에이블 신호 중 임의의 것을 수신할 때 토크의 출력을 정지하도록 모터를 제어한다.
일부 실시예들에서, 구동 유닛들의 2개의 그룹이 제공된다. 구동 유닛들의 각각의 그룹은 3개의 구동 서브유닛을 포함한다. 구동 유닛들의 하나의 그룹의 3개의 구동 서브유닛은 상부 브리지 암의 3개의 스위칭 튜브 모듈을 제어하도록 구성되고, 구동 유닛들의 다른 그룹의 3개의 구동 서브유닛은 하부 브리지 암의 3개의 스위칭 튜브 모듈을 제어하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 구동 유닛들의 하나의 그룹은 제1 전력 공급원에 의해 전력 공급되고, 구동 유닛들의 다른 그룹은 제2 전력 공급원에 의해 전력 공급되거나, 또는 구동 유닛들의 2개의 그룹은 동일한 전력 공급원에 의해 전력 공급된다.
일부 실시예들에서, 차량 제어 유닛에 의해 송신된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 중복 신호이고 동일 레벨 신호들이 사용되거나, 또는 차량 제어 유닛에 의해 송신된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 쌍안정 신호이고 반대 레벨 신호들이 사용된다.
일부 실시예들에서, 차량 제어 유닛과 메인 제어 유닛 사이에 피드백 채널이 연결된다. 피드백 채널은 CAN 통신 채널 또는 하드와이어드 연결 채널을 포함한다.
차량 제어 유닛은 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 메인 제어 유닛에 전송한다. 메인 제어 유닛은 수신된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 피드백 채널을 통해 차량 제어 유닛에 피드백한다. 차량 제어 유닛은 메인 제어 유닛에 의해 피드백된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령에 따라 전송된 정보의 정확성을 결정한다.
전술한 목적들을 달성하기 위해, 본 개시내용의 제2 양태의 실시예는 차량을 제공한다. 차량은 모터 및 위의 실시예들에서 언급된 모터 제어 시스템을 포함한다. 모터 제어 시스템은 모터를 제어하도록 구성된다.
본 개시내용의 이 실시예에 따른 차량에서, 모터는 모터 제어 시스템을 통해 제어되어, 안전 동작 시간을 증가시키고 차량의 동작 신뢰성을 향상시킨다.
본 개시내용의 추가적인 양태들 및 이점들은 이하의 설명에서 부분적으로 설명될 것이며, 그의 부분들은 아래의 설명으로부터 명백해질 것이거나, 본 개시내용의 실시에 의해 이해될 것이다.
본 개시내용의 전술한 및/또는 추가적인 양태들 및 이점들은 다음의 첨부 도면들을 참조하여 실시예들의 설명들에서 명백해지고 쉽게 이해된다.
도 1은 관련 기술의 모터 구동 시스템의 종래의 토폴로지 구조의 개략도이다.
도 2는 관련 기술의 모터 제어 시스템의 아키텍처의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 제어 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 모터 제어 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 제어 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 제어 유닛의 차단 경로의 중복 송신 신호의 개략도이다.
도 7은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량 제어 유닛의 차단 경로의 쌍안정 송신 신호의 개략도이다.
도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량의 블록도이다.
본 개시내용의 실시예들의 상세한 설명이 이하에서 이루어질 것이고, 실시예들에서의 예들은 첨부 도면들에 예시되며, 첨부 도면들 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 요소들 또는 동일하거나 유사한 기능들의 요소들은 동일하거나 유사한 참조 번호들로 표현된다. 첨부 도면들을 참조하여 설명되는 다음의 실시예들은 예시적이며, 본 개시내용을 설명하도록 의도되며, 본 개시내용에 대한 제한으로서 해석될 수 없다.
본 개시내용의 실시예들의 제1 양태에서 구현되는 모터 제어 시스템이 도 3 내지 도 7을 참조하여 아래에 설명된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시내용의 실시예들에서의 모터 제어 시스템(10)은 차량 제어 유닛(110) 및 모터 제어기 유닛(120)을 포함한다.
차량 제어 유닛(110)은 차량 상태 데이터를 획득하고, 차량 상태 데이터에 따라 차량의 예상치 못한 전력 출력 비정상을 결정할 때 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 출력하도록 구성된다. 모터 제어기 유닛(120)은 차량 제어 유닛(110)에 연결되고, 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령에 응답하여 토크의 출력을 정지하도록 모터를 제어하도록 구성된다.
구체적으로, 차량 상태 데이터는 차량의 다양한 동작 검출 데이터 및 다양한 컴포넌트들에 의해 피드백된 고장 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량 제어 유닛(110)은, 차량 버스를 통해, 차량의 가속도 센서와 같은 다양한 센서들의 정보, 및 레이더 검출 데이터 및 밀리미터파 검출 데이터와 같은 스마트 검출 데이터(smart detection data)를 획득할 수 있다. 또한, 차량의 고장 데이터는, 예를 들어, 모터 제어기 유닛(120)의 고장 데이터 및 조향 제어기의 고장 데이터를 포함한다. 획득한 차량 상태 데이터에 따라 예상치 못한 가속 또는 동작 상태와 전력 구동 또는 예상치 못한 전력 구동 상태 사이의 불일치와 같은 예상치 못한 전력 출력 비정상을 결정할 때, 차량 제어 유닛(110)은 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 출력한다. 명령을 수신한 후에, 모터 제어기 유닛(120)은 모터 제어기 유닛의 토크 출력 경로를 직접 차단할 수 있다. 이 경우, 모터 제어기 유닛(120)은 안전 상태에 진입하여, 차량의 전력 출력의 안전을 보장하므로, 모터 제어 시스템(10)이 더 신뢰성이 있다. 종래의 차량 제어 시스템과 비교하여, 차량 제어 유닛(110)이 추가되어, 예상치 못한 고장이 차량에 발생할 때 모터 제어 토크의 출력이 정지되고, 이에 의해 모터 제어기 유닛(120)이 안전 상태에 진입할 수 있게 하여 차량의 안전 동작을 보장한다. 이러한 방식으로, 모터 제어기 유닛(120)이 예상치 못한 가속과 같은 고장을 정상적으로 검출할 수 없을 때 모터 제어 시스템(10)에 야기되는 불가역적 손상이 회피될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따른 모터 제어 시스템(10)에서, 차량의 안전은 모터 제어기 유닛(120)에 대한 차량 제어 유닛(110)의 제어를 강화함으로써 개선된다. 차량 제어 유닛(110)은 차량 상태 데이터를 충분히 사용하여 예상치 못한 전력 송신 고장을 결정할 때 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 출력하고, 모터 제어기 유닛(120)이 명령을 수신한 후에 모터 제어 토크의 출력을 정지하여, 안전한 모터 제어 상태에 진입하고, 이에 의해 모터 제어기 유닛(120)이 예상치 못한 상태 고장을 검출하지 못하여 모터 제어기 유닛(120)이 손상되는 것을 회피하고, 이에 의해 차량의 안전한 동작 시간 및 동작 신뢰성을 증가시킨다.
일부 실시예들에서, 차량 제어 유닛(110)은 CAN 버스를 통해 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 전송할 수 있거나, 차량 제어 유닛(110)은 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 하드 와이어를 통해 모터 제어기 유닛(120)에 송신하며, 즉, 제어 신호를 하드 와이어를 통해 모터 제어기 유닛(120)에 직접 송신한다. 하드 와이어를 통한 송신은 안전성 및 적시성(timeliness)이 비교적 높아서, 구동 고장이 결정될 때 적시에 토크를 차단하는 명령을 출력하는 것을 편리하게 하므로, 모터 제어기 유닛(120)은 가능한 한 빨리 안전 상태에 진입하여, 차량의 모터 제어 시스템(10)을 더 신뢰성 있게 한다.
일부 실시예들에서, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 모터 제어기 유닛(120)은 메인 제어 유닛(130), 전력 공급 유닛(140), 및 구동 유닛(150)을 포함한다. 메인 제어 유닛(130)은 모터 제어에 대한 메인 기능 동작을 수행하도록 구성된다. 전력 공급 유닛(140)은 모터 제어 시스템에 저전압으로 전력을 공급하도록 구성된다. 구동 유닛(150)은 구동 신호를 변환하도록 구성된다. 즉, 구동 유닛(150)은 메인 제어 유닛(130)으로부터의 신호를 전력 모듈을 구동할 수 있는 신호로 변환하도록 구성된다. 메인 제어 유닛(130), 전력 공급 유닛(140), 및 구동 유닛(150) 사이의 연결 관계가 도 3 또는 도 4에 도시된다.
구동 유닛(150)은 1차측 저전압측과 2차측 고전압측을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 제어 유닛(110)으로부터의 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 구동 유닛(150)의 1차측 저전압측에 송신될 수 있다. 전력 공급 유닛(140)으로부터의 안전 차단 신호 및 메인 제어 유닛(130)으로부터의 차단 인에이블 신호는 구동 유닛(150)의 1차측 저전압측에 송신된다. 차량 제어 유닛(110)으로부터의 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령 및 전력 공급 유닛(140)과 메인 제어 유닛(130)으로부터의 신호는 인에이블 경로를 통해 전력 모듈을 제어하는 구동 유닛(150)을 형성한다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 제어 유닛(110)에 의해 출력된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령, 예를 들어, 신호 FS_IO1 및 FS_IO2, 전력 공급 유닛(140)에 의해 출력된 안전 차단 신호, 예를 들어, FS_signal, 및 메인 제어 유닛(130)에 의해 출력된 차단 인에이블 신호, 예를 들어, dis/en_able에 대해 논리 OR 연산이 수행된다. 구동 유닛(150)은 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령, 안전 차단 신호, 또는 차단 인에이블 신호 중 임의의 것을 수신할 때 모터 제어 토크 신호의 출력을 정지하여, 모터 제어 시스템(10)이 안전 상태에 진입하게 한다.
메인 제어 유닛(130)은 전압, 전류, 또는 회전 각도와 같은 모터 상태 데이터를 획득하고, 모터 상태 데이터에 따라 모터 동작이 비정상이라고 결정할 때 차단 인에이블 신호를 출력하도록 구성된다. 구동 유닛(150)은 차단 인에이블 신호 또는 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령 중 임의의 것을 수신할 때 모터 제어 토크의 출력을 정지하여, 모터가 안전 상태에 진입하게 한다.
모터 제어기 유닛(120) 내의 전력 공급 유닛(140)은 또한 메인 제어 유닛(130)의 상태를 모니터링할 수 있고, 전력 공급 유닛(140) 또는 메인 제어 유닛(130)이 비정상일 때 안전 차단 신호를 출력하고, 또한 모터 제어기 유닛(120)의 토크 출력을 차단할 수 있다.
차량에서 예상치 못한 가속과 같은 예상치 못한 제어 상태가 발생한 것을 검출할 때, 차량 제어 유닛(110)은 또한 안전 차단 신호를 출력하여, 구동 경로를 안전하게 차단할 수 있다. 차량 제어 유닛(110)은 모터 제어기 유닛(120) 내의 1차측 제어 회로를 통한 차단 경로를 제어하여, 전기 구동 시스템이 안전 상태에 진입하게 한다.
일부 실시예들에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 차량 제어 유닛(110)으로부터의 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 구동 유닛(150)의 2차측 고전압측에 송신될 수 있다.
구체적으로, 구동 보드 내의 구동 유닛(150)은 차량 제어 유닛(110)에 의해 출력된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령, 예를 들어, 신호 FS_IO1 및 FS_IO2를 구동 유닛(150)의 2차측 고전압측에 송신함으로써 직접 제어될 수 있다.
실시예들에서, 메인 제어 유닛(130)과 차량 제어 유닛(110) 사이에 피드백 채널이 제공될 수 있다. 모터 제어기 유닛(120)은 차량 제어 유닛(110)의 하드와이어드 제어 정보 상태(hardwired control information state)를 모니터링하고 하드와이어드 제어 정보 상태를 차량 제어 유닛(110)에 피드백할 수 있다. 구체적으로, 차량 제어 유닛(110)은 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 CAN 버스 또는 하드 와이어를 통해 메인 제어 유닛(130)에 전송한다. 그 후, 메인 제어 유닛(130)은 수신된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 피드백 채널을 통해 차량 제어 유닛(110)에 피드백한다. 피드백 채널은 CAN 통신 채널 또는 하드와이어 연결 채널을 포함할 수 있다. 차량 제어 유닛(110)은 메인 제어 유닛(130)에 의해 피드백된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령에 따라 전송된 정보의 정확성을 결정한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 신호 Fb_ss는 모터 제어기 유닛(120)의 메인 제어 유닛(130)과 차량 제어 유닛(110) 사이의 피드백 채널이고, CAN 통신 채널일 수 있거나 하드와이어드 피드백 채널일 수 있고, 바람직하게는 CAN 통신 채널이다. FS_ss1 및 FS_ss2는 각각 차량 제어 유닛(110)의 FS_IO1 및 FS_IO2의 피드백 경로들이다. 차량 제어 유닛(110)으로부터의 안전 차단 신호는 메인 제어 유닛(130)에 피드백된다. 이어서, 메인 제어 유닛(130)은 수신된 안전 차단 신호를 차량 제어 유닛(110)에 피드백한다. 메인 제어 유닛(130)에 의해 피드백된 안전 차단 신호를 수신한 후에, 차량 제어 유닛(110)은 신호가 정확한지 여부를 식별한다. 신호가 정확하면, 차량 제어 유닛(110)에 의해 전송된 정보는 정확하거나, 그렇지 않으면, 차량 제어 유닛(110)에 의해 전송된 정보에 에러가 있다. 이러한 방식으로, 전송된 정보를 모니터링하는 목적이 달성될 수 있고, 이에 의해 차량 제어 유닛(110)에 의해 전송된 정보의 정확성 및 안전성을 향상시킬 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 도 4에 도시된 바와 같이, FS_ss1 및 FS_ss2의 피드백 경로들은 제어 및 피드백을 위해 하나의 경로 FS_ss1로 조합될 수 있다. 메인 제어 유닛(130)과 차량 제어 유닛(110) 사이의 신호 피드백을 통해, 차량 제어 유닛(110)은 송신 데이터를 모니터링하여, 송신 데이터의 정확성 및 안정성을 보장할 수 있다.
실시예들에서, 도 3, 또는 도 4, 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 구동 유닛들(150)의 2개의 그룹이 제공된다. 구동 유닛들(150)의 각각의 그룹은 3개의 구동 서브유닛을 포함한다. 구동 유닛들(150)의 하나의 그룹의 3개의 구동 서브유닛은 상부 브리지 암의 3개의 전력 모듈을 제어하도록 구성되고, 구동 유닛들(150)의 다른 그룹의 3개의 구동 서브유닛은 하부 브리지 암의 3개의 전력 모듈을 제어하도록 구성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구동 유닛들(150)의 하나의 그룹은 제1 전력 공급원에 의해 전력 공급되고, 구동 유닛들(150)의 다른 그룹은 제2 전력 공급원에 의해 전력 공급된다. 즉, 구동 유닛들(150)은 모두 독립적인 전력 공급원들에 의해 전력 공급된다. 즉, 구동 유닛들(150)은 2개의 독립적인 전력 공급원 Vcc를 통해 3상 상부 및 하부 브리지 암들에 전력을 공급하여, 구동 보드의 동작 신뢰성을 보장한다. 차량 제어 유닛(110), 메인 제어 부분, 즉, 모터 제어기 유닛(120)의 메인 제어 유닛(130), 및 전력 공급 유닛(140) 각각은 구동 유닛(150)을 독립적으로 제어하여, 모터 제어기 유닛(120)이 안전 상태에 진입할 수 있게 한다. 물론, 구동 유닛들(150)의 2개의 그룹은 동일한 전력 공급원에 의해 전력 공급될 수 있다.
메인 제어 유닛(130)은 모터 상태 데이터를 획득하고, 모터 상태 데이터에 따라 모터 동작이 비정상이라고 결정할 때 차단 인에이블 신호를 출력하도록 구성된다. 구동 유닛(150)은 차단 인에이블 신호 또는 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령 중 임의의 것을 수신할 때 토크의 출력을 정지하도록 모터를 제어하도록 구성된다.
또한, 모터 제어기 유닛(120) 내의 전력 공급 유닛(140)은 메인 제어 유닛(130)의 상태를 모니터링하고, 전력 공급 유닛(140) 또는 메인 제어 유닛(130)이 비정상일 때 안전 차단 신호를 출력한다. 전력 공급 유닛(140)은 또한 안전 구동을 차단하여, 구동 유닛(150)을 안전 경로로 스위칭할 수 있다.
차량에서 예상치 못한 가속과 같은 예상치 못한 전력 송신 상태를 검출할 때, 차량 제어 유닛(110)은 안전 차단 신호를 출력하도록 구동 유닛(150)을 직접 제어하여, 구동 경로를 안전하게 차단하고 전기 구동 시스템의 안전 상태에 진입할 수 있다.
모터 제어기 유닛(120) 내의 1차측 제어 회로를 통한 차단 경로를 제어하는 대신에, 차량 제어 유닛(110)은 모터 제어기 유닛(120) 내의 2차측 제어 회로를 직접 제어하여, 전기 구동 시스템이 안전 상태에 진입할 수 있게 할 수 있다. 모터 제어기 유닛(120) 및 차량 제어 유닛(110)은 구동 유닛(150)을 독립적으로 제어하여, 전기 구동이 안전 상태에 진입할 수 있게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 차량 제어 유닛(110)에 의해 송신된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 중복 신호이고 동일 레벨 신호들이 사용된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 동일 레벨 신호가 신호의 신뢰성을 보장하기 위해 사용된다.
일부 실시예들에서, 차량 제어 유닛(110)에 의해 송신된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 쌍안정 신호이고 반대 레벨 신호들이 사용된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 2개의 반대 레벨 신호가 사용되고, 신호의 구별을 통해 공통 모드 신호 간섭이 감소되어, 신호의 신뢰성을 보장할 수 있다. 대안적으로, 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 CAN 신호, 또는 다른 멀티-채널 중복 신호일 수 있다.
본 개시내용의 실시예들에 따른 모터 제어 시스템(10)에서, 차량의 안전은 모터 제어기 유닛(120)에 대한 차량 제어 유닛(110)의 제어를 강화함으로써 개선된다. 차량 제어 유닛(110)은 차량 상태 정보를 충분히 사용하여 예상치 못한 전력 송신 고장을 결정할 때 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 출력하고, 모터 제어기 유닛(120)이 명령을 수신한 후에 모터 제어 토크의 출력을 정지하여, 안전한 모터 제어 상태에 진입하고, 이에 의해 모터 제어기 유닛(120)이 예상치 못한 상태 고장을 검출하지 못하여 모터 제어기 유닛(120)이 손상되는 것을 회피하고, 이에 의해 차량의 안전한 동작 시간 및 동작 신뢰성을 증가시킨다.
본 개시내용의 제2 양태의 실시예에 따른 차량이 첨부 도면들을 참조하여 아래에 설명된다.
도 8은 본 개시내용의 제4 양태의 실시예에 따른 차량(20)의 블록도이다. 도 8에 도시된 본 개시내용의 이 실시예에 따른 차량(20)은 모터(210) 및 위의 실시예들에서 언급된 모터 제어 시스템(10)을 포함한다. 모터 제어 시스템(10)은 모터를 제어하도록 구성된다. 특정 제어 경로에 대해서는, 위의 실시예들의 설명을 참조할 수 있다.
본 개시내용의 이 실시예에 따른 차량(20)에서, 모터(210)는 위의 실시예들의 모터 제어 시스템(10)을 통해 제어되며, 이는 차량(20)의 동작 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 개시내용의 설명에서, "중앙", "세로", "가로", "길이", "폭", "두께", "위", "아래", "앞", "뒤", "좌", "우", "수직", "수평", "상단", "하단", "내부", "외부", "시계 방향", "반시계 방향", "축방향", "반경 방향", 및 "원주 방향"과 같은 용어에 의해 지시된 배향들 또는 위치 관계들은 첨부 도면들에 기초하여 도시된 배향들 또는 위치 관계들이며, 장치 또는 요소가 특정한 배향을 가지거나 특정한 배향으로 구성되고 작동되어야 한다는 것을 지시하거나 암시하는 것이 아니라, 본 개시내용을 설명하고 설명을 간소화하기 위해 사용된 것일 뿐이고, 따라서, 본 개시내용에 관한 제한으로서 해석되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다.
또한, "제1" 및 "제2"라는 용어들은 목적들을 설명하기 위해 사용된 것일 뿐이고, 상대적 중요성을 지시 또는 암시하거나 또는 지시된 기술적 특징들의 수량을 암시하는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 따라서, "제1" 및 "제2"를 정의하는 특징들은 하나 이상의 이러한 특징을 명시적으로 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 본 개시내용의 설명에서, 달리 지정되지 않는 한, "다수"는 2개 또는 2개 초과를 의미한다.
본 개시내용에서, 달리 명확히 지정되고 제한되지 않는 한, 용어들 "장착(mount)", "연결된", "연결" 및 "고정"은 일반화된 방식으로 이해되어야 하며, 예를 들어, 고정된 연결, 분리가능한 연결, 또는 통합으로서 이해될 수 있거나; 또는 기계적 연결 또는 전기적 연결로서 이해될 수 있거나; 또는 직접 연결, 또는 매체를 통한 간접 연결, 또는 2개의 요소의 내부 통신 또는 2개의 요소 사이의 상호 관계로서 이해될 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 특정 상황에 따라 본 개시내용에서 전술한 용어의 특정 의미를 이해할 수 있다.
본 개시내용에서, 달리 명시적으로 지정되거나 제한되지 않는 한, 제2 특성 "위" 또는 "아래"의 제1 특성은 제2 특성과 직접 접촉하는 제1 특성, 또는 중간 매개물을 사용하여 제2 특성과 간접 접촉하는 제1 특성일 수 있다. 또한, 제2 특징 "상", "위" 및 "상단"의 제1 특징은, 제1 특징이 제2 특징 바로 위에 또는 비스듬히 위에 있다는 것, 또는 단지 제1 특징 레벨의 레벨이 제2 특징의 레벨보다 높다는 것일 수 있다. 제1 특징이 제2 특징 "아래에", "하부에" 및 "밑에" 있다는 것은 제1 특징이 제2 특징 바로 아래에 또는 비스듬히 아래에 있다는 것일 수 있거나, 또는 단지 제1 특징의 수평 위치가 제2 특징의 수평 위치보다 낮다는 것을 지시할 수 있다.
본 명세서의 설명에서, "실시예", "일부 실시예들", "예", "특정 예" 또는 "일부 예들"과 같은 참조 용어의 설명은 실시예 또는 예를 참조하여 설명된 특정 특징, 구조, 재료, 또는 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예 또는 예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어들의 예시적인 설명들이 반드시 동일한 실시예 또는 예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 설명된 특정 특징들, 구조들, 재료들, 또는 특성들은 임의의 하나 이상의 실시예 또는 예에서 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 상이한 실시예들 또는 예들뿐만 아니라 상이한 실시예들 또는 예들의 특징들은 서로 모순되지 않으면서 본 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 통합 및 조합될 수 있다.
비록 본 개시내용의 실시예들이 위에서 도시되고 설명되었지만, 전술한 실시예들이 예시적이며 본 개시내용에 대한 제한으로서 이해되지 않아야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시내용의 범위 내에서 전술한 실시예들에 대한 변경들, 수정들, 대체들, 또는 변형들을 행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 모터 제어 시스템으로서,
    차량 상태 데이터를 획득하고, 상기 차량 상태 데이터에 따라 차량의 예상치 못한 전력 출력 비정상을 결정할 때 모터 출력 토크(motor output torque)를 차단하기 위한 명령을 출력하도록 구성되는 차량 제어 유닛; 및
    상기 차량 제어 유닛에 연결되고, 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령에 응답하여 토크의 출력을 정지하도록 모터를 제어하도록 구성되는 모터 제어기 유닛
    을 포함하는, 모터 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차량 제어 유닛은 CAN 버스를 통해 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 전송하거나, 또는 상기 차량 제어 유닛은 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 하드 와이어(hard wire)를 통해 상기 모터 제어기 유닛에 송신하는, 모터 제어 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터 제어기 유닛은 메인 제어 유닛, 전력 공급 유닛, 및 구동 유닛을 포함하고,
    상기 구동 유닛은 1차측 저전압측과 2차측 고전압측을 포함하고,
    상기 차량 제어 유닛으로부터의 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 상기 구동 유닛의 상기 1차측 저전압측 또는 상기 2차측 고전압측에 송신되는, 모터 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메인 제어 유닛은 모터 상태 데이터를 획득하고, 상기 모터 상태 데이터에 따라 모터 동작이 비정상이라고 결정할 때 차단 인에이블 신호(enable cut-off signal)를 출력하도록 구성되고;
    상기 구동 유닛은 상기 차단 인에이블 신호 또는 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령 중 임의의 것을 수신할 때 토크의 출력을 정지하도록 상기 모터를 제어하도록 구성되는, 모터 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전력 공급 유닛은 상기 메인 제어 유닛의 상태를 모니터링하고, 상기 메인 제어 유닛 또는 상기 전력 공급 유닛이 비정상일 때 안전 차단 신호(safe cut-off signal)를 출력하도록 구성되고,
    상기 전력 공급 유닛으로부터의 상기 안전 차단 신호 및 상기 메인 제어 유닛으로부터의 상기 차단 인에이블 신호는 상기 구동 유닛의 상기 1차측 저전압측에 송신되고,
    상기 구동 유닛은 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령, 상기 안전 차단 신호, 또는 상기 차단 인에이블 신호 중 임의의 것을 수신할 때 토크의 출력을 정지하도록 상기 모터를 제어하는, 모터 제어 시스템.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 유닛들의 2개의 그룹이 제공되고, 구동 유닛들의 각각의 그룹은 3개의 구동 서브유닛을 포함하고, 구동 유닛들의 하나의 그룹의 상기 3개의 구동 서브유닛은 상부 브리지 암의 3개의 전력 모듈을 제어하도록 구성되고, 구동 유닛들의 다른 그룹의 상기 3개의 구동 서브유닛은 하부 브리지 암의 3개의 전력 모듈을 제어하도록 구성되는, 모터 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    구동 유닛들의 하나의 그룹은 제1 전력 공급원에 의해 전력 공급되고, 구동 유닛들의 다른 그룹은 제2 전력 공급원에 의해 전력 공급되거나; 또는 상기 구동 유닛들의 2개의 그룹은 동일한 전력 공급원에 의해 전력 공급되는, 모터 제어 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량 제어 유닛에 의해 송신된 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 중복 신호이고 동일 레벨 신호들이 사용되거나, 또는 상기 차량 제어 유닛에 의해 송신된 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령은 쌍안정 신호이고 반대 레벨 신호들이 사용되는, 모터 제어 시스템.
  9. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량 제어 유닛과 상기 메인 제어 유닛 사이에 피드백 채널이 연결되고, 상기 피드백 채널은 CAN 통신 채널 또는 하드와이어드 연결 채널을 포함하고;
    상기 차량 제어 유닛은 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 상기 메인 제어 유닛에 전송하고, 상기 메인 제어 유닛은 수신한 상기 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령을 상기 피드백 채널을 통해 상기 차량 제어 유닛에 피드백하고, 상기 차량 제어 유닛은 상기 메인 제어 유닛에 의해 피드백된 모터 출력 토크를 차단하기 위한 명령에 따라 전송된 정보의 정확성을 결정하는, 모터 제어 시스템.
  10. 차량으로서, 모터 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 모터 제어 시스템을 포함하고, 상기 모터 제어 시스템은 상기 모터를 제어하도록 구성되는, 차량.
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