KR20220146613A

KR20220146613A - 모터 제어 시스템 및 차량

Info

Publication number: KR20220146613A
Application number: KR1020227033818A
Authority: KR
Inventors: 루후이 쉬; 이룽 위; 즈융 두; 아시 치; 광밍 양
Original assignee: 비와이디 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2022-11-01
Also published as: CN113422347A; JP2023518401A; EP4113772A1; CN113422347B; EP4113772A4; US20230006437A1; WO2021185288A1

Abstract

모터 제어 시스템 및 차량. 모터 제어 시스템(1)은 주 제어 유닛(10), 전원 유닛(20), 및 구동 유닛(30)을 포함한다. 주 제어 유닛(10)은 모터의 샘플링 데이터 및 구동 유닛(30)의 전원 신호를 획득하고, 샘플링 데이터에 따라 모터 제어 신호를 생성하고, 샘플링 데이터에 따라, 모터가 구동 비정상이라고 예상된다고 결정시, 또는 전원 신호에 따라, 구동 유닛(30)이 전원 비정상이라고 예상된다고 결정시, 안전 인에이블 신호를 출력한다. 전원 유닛(20)은 주 제어 유닛(10)에 전력을 공급하고, 주 제어 유닛(10)의 상태를 모니터링하고, 전원 유닛 자체 또는 주 제어 유닛(10)이 비정상이라고 예상되면 안전 차단 신호를 출력한다. 구동 유닛(30)은 모터 제어 신호에 따라 모터를 구동하고, 안전 인에이블 신호 또는 안전 차단 신호 중 어느 하나를 수신할시 안전 경로로 전환한다.

Description

모터 제어 시스템 및 차량

관련 출원에 대한 상호 참조

본 개시내용은 2020년 3월 17일자로 BYD 컴퍼니 리미티드(Company Limited)에 의해 출원되고 발명의 명칭이 "MOTOR CONTROL SYSTEM AND VEHICLE"인 중국 특허 출원 제202010188480.4호에 대한 우선권을 주장한다.

기술분야

본 개시내용은 차량 기술 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 모터 제어 시스템, 및 이 모터 제어 시스템을 포함하는 차량에 관한 것이다.

현재, 전기 차량들의 개발이 점점 더 빨라지고 있다. 순수 전기 차량들의 전원은 기본적으로 모터 구동(motor drive)이며, 하이브리드 차량들도 모터-구동 시스템을 갖는다. 차량들의 응용 분야에서, 모터-구동 제어의 경우, 예상치 못한 상태의 발생을 피하기 위해, 기능 성능 이외에 안전 및 신뢰성이 추가로 고려된다. 모터 제어기 유닛의 설계 프로세스에서, 일반적으로 기능들 및 성능을 고려한 더 많은 해결책들이 있지만, 모터 제어기 유닛의 안전 설계는 부적절하다.

본 개시내용은 관련 기술의 기술적 문제점들 중 하나를 적어도 어느 정도 해결하는 것을 목표로 한다.

이를 고려하여, 본 개시내용의 목적은 모터 제어 시스템을 제공하는 것이다. 모터 제어 시스템은 모터 제어의 안전성을 향상시킬 수 있다.

본 개시내용의 다른 목적은 모터 제어 시스템을 포함하는 차량을 제공하는 것이다.

전술한 목적들을 달성하기 위해, 본 개시내용의 제1 양태의 실시예에 따른 모터 제어 시스템은 주 제어 유닛, 전원 유닛, 및 구동 유닛을 포함한다. 주 제어 유닛은 구동 유닛으로부터 모터의 샘플링 데이터 및 전원 신호를 획득하고, 샘플링 데이터에 따라 모터 제어 신호를 생성하고, 샘플링 데이터에 따라 모터 구동이 비정상이라고 결정할 때 또는 전원 신호에 따라 구동 유닛으로의 전원이 비정상이라고 결정할 때 안전 인에이블 신호를 출력하도록 구성된다. 전원 유닛은 주 제어 유닛에 전력을 공급하고, 주 제어 유닛의 상태를 모니터링하고, 전원 유닛 또는 주 제어 유닛이 비정상일 때 안전 차단 신호를 출력하도록 구성된다. 구동 유닛은 모터 제어 신호에 따라 모터를 구동하고, 안전 인에이블 신호 또는 안전 차단 신호 중 어느 하나를 수신할 때 안전 경로로 전환하도록 구성된다.

본 개시내용의 실시예에 따른 모터 제어 시스템에서, 모터 구동 및 구동 유닛으로의 전원은 주 제어 유닛을 통해 모니터링되고, 주 제어 유닛의 상태는 전원 유닛을 통해 모니터링된다. 즉, 다수의 모니터링 메커니즘이 배열되고, 구동 유닛은 안전 차단 신호와 안전 인에이블 신호 중 어느 하나를 수신할 때 안전 경로로 전환한다. 즉, 다수의 안전 차단 경로가 추가되어, 모터 구동이 비정상일 때 모터가 안전 상태에 있을 수 있게 함으로써, 모터 제어의 안전 수준을 향상시킨다.

전술한 목적들을 달성하기 위해, 본 개시내용의 제2 양태의 실시예에 따른 차량은 모터와 모터 제어 시스템을 포함한다. 모터 제어 시스템은 모터를 구동 제어하도록 구성된다.

본 개시내용의 실시예에 따른 차량에서, 모터 제어의 안전 수준은 전술한 실시예에서의 모터 제어 시스템을 사용함으로써 향상될 수 있고, 따라서 안전이 향상될 수 있다.

본 개시내용의 추가적인 양태들 및 이점들은 이하의 설명에서 부분적으로 제시될 것이며, 그 부분들은 하기 설명으로부터 명백해지거나, 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 제어 시스템의 토폴로지 구조의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 제어 시스템의 토폴로지 구조의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 안전 경로로 전환되는 구동 유닛을 제어하는 흐름도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 주 제어 유닛의 내부 구조의 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 제어 신호를 처리하고 구동 유닛이 안전 경로로 전환되도록 제어하는 흐름도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량의 블록도이다.

본 개시내용의 실시예들의 상세한 설명은 이하에서 이루어질 것이며, 그 예들은 첨부된 도면들에 도시되어 있고, 도면들 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 요소들 또는 동일하거나 유사한 기능들의 요소들은 동일하거나 유사한 참조번호들로 표시되어 있다. 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 이하의 실시예들은 예시적인 것으로, 본 개시내용을 설명하기 위한 의도이며, 본 개시내용에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다.

도 1은 관련 기술의 모터 구동 시스템의 전형적인 토폴로지 구조의 개략도이다. 전기 차량의 응용 시나리오에서, 시스템 통합 신뢰성 및 시스템 안전성이 모터 제어 시스템에서 고려될 필요가 있다. 그러나, 도 1에 도시된 종래의 해결책에서, 제어 신호의 모니터링의 결여, 안전 타깃의 추적 및 모니터링의 결여, 설계 프로세스에서 신뢰성있는 턴-오프 경로의 결여, 및 기능 독립성의 부적절한 분할로 인해, 전기 차량에 종래의 모터 제어 시스템의 적용은 더 높은 안전 수준에 도달할 수 없다.

본 개시내용의 실시예에 따른 모터 제어 시스템이 도 2 내지 도 5를 참조하여 아래에 설명된다.

도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 제어 시스템의 토폴로지 구조의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시내용의 실시예의 모터 제어 시스템(1)은 주 제어 유닛(10), 전원 유닛(20), 및 구동 유닛(30)을 포함한다.

주 제어 유닛(10)은 구동 유닛(30)으로부터 모터의 샘플링 데이터 및 전원 신호를 획득하고, 샘플링 데이터에 따라 모터 제어 신호를 생성하고, 샘플링 데이터에 따라 모터 구동이 비정상이라고 결정할 때 또는 전원 신호에 따라 구동 유닛(30)으로의 전원이 비정상이라고 결정할 때 안전 인에이블 신호를 출력하도록 구성된다.

샘플링 데이터는 전류 샘플링 데이터, 전압 샘플링 데이터, 모터 각도 데이터 등을 포함할 수 있다. 주 제어 유닛(10)은 샘플링 데이터에 따라 토크 모니터링을 수행하여, 모터가 안전 타깃 토크에 따라 동작하는지를 결정한다. 이 둘이 불일치하면, 모터 구동이 비정상인 것으로 간주되고, 신호 dis/en_able 등의 안전 인에이블 신호가 구동 유닛(30)에 출력된다. 또한, 주 제어 유닛(10)은 또한 구동 유닛(30)으로의 전원을 모니터링하고, 전원이 비정상일 때, 예를 들어, 공급되는 전력이 과도하게 높을 때, 안전 인에이블 신호를 구동 유닛(30)에 전송한다.

전원 유닛(20)은 주 제어 유닛(10)에 전력을 공급하도록, 예를 들어, 주 제어 유닛(10)의 저전압 부분에 Vcc를 공급하고, 주 제어 유닛(10)의 상태를 모니터링하도록 구성된다. 전원 유닛(20)은 SIP(serial peripheral interface)를 통해 주 제어 유닛(10)과 통신할 수 있다. 전원 유닛(20)은 전원 유닛(20) 또는 주 제어 유닛(10)이 비정상일 때, FS_signal 등의 안전 차단 신호를 구동 유닛(30)에 출력한다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원 유닛(20)은 주 제어 유닛(10)에 저전압 전원을 위한 독립적인 전원 도메인을 제공하고, 신호 DS_signal을 통해 주 제어 유닛(10)을 모니터링할 수 있다. 주 제어 유닛(10)에서 고장이 발생하면, 전원 유닛(20)은 신호 FS_signal를 통해 안전 차단 신호를 구동 유닛(30)에 전송할 수 있다.

구동 유닛(30)은 모터 제어 신호에 따라 모터를 구동하고, 안전 인에이블 신호 또는 안전 차단 신호 중 어느 하나를 수신할 때 안전 경로로 전환하도록 구성된다. 구동 유닛(30)의 전원부는 주 제어 유닛(10)에 의해 모니터링된다. 전원이 비정상이면, 주 제어 유닛(10)은 구동 유닛(30)으로의 전원을 차단하고, 구동 유닛(30)을 안전 경로로 전환한다. 구동 유닛(30)은 3상 상부 브리지 아암 회로(31) 및 3상 하부 브리지 아암 회로(32)를 포함하고, 안전 경로로 전환될 때 구동 신호의 출력을 중단할 수 있다. 즉, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 같은 6개의 전력 유닛이 턴 오프되거나, 3상 브리지 아암이 단락되어, 모터는 구동이 비정상일 때 안전 상태에 있을 수 있다.

본 개시내용의 실시예에 따른 모터 제어 시스템(1)에서, 모터 구동 및 구동 유닛(30)으로의 전원은 주 제어 유닛(10)을 통해 모니터링되고, 주 제어 유닛(10)의 상태는 전원 유닛(20)을 통해 모니터링된다. 즉, 다수의 모니터링 메커니즘이 배열되고, 구동 유닛(30)은 안전 차단 신호 및 안전 인에이블 신호 중 어느 하나를 수신할 때 안전 경로로 전환한다. 즉, 다수의 안전 차단 경로가 추가되어, 모터 구동이 비정상일 때 모터가 안전 상태에 있을 수 있게 함으로써, 모터 제어의 안전 수준을 향상시킨다.

일부 실시예들에서, 샘플링 데이터는 모터 회전 속도 또는 버스 전압 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 주 제어 유닛(10)은 모터 구동이 비정상일 때 샘플링 데이터에 따라 안전 경로로 전환하도록 구동 유닛(30)을 제어한다. 모터 회전 속도와 미리 설정된 회전 속도 사이의 차이의 절대값이 설정된 회전 속도 차이보다 작을 때, 또는 버스 전압과 미리 설정된 전압 사이의 차이의 절대값이 설정된 전압 차이보다 작을 때, 구동 유닛(30)의 6개의 구동 전력 유닛 모두가 턴 오프되도록 제어된다.

대안적으로, 모터 회전 속도와 미리 설정된 회전 속도 사이의 차이의 절대값이 설정된 회전 속도 차이 이상일 때, 또는 버스 전압과 미리 설정된 전압 사이의 차이의 절대값이 설정된 전압 차이 이하일 때, 구동 유닛(30)의 3상 상부 브리지 아암 회로가 고장났는지가 추가로 결정되고, 고장인 경우, 3상 상부 브리지 아암 회로(31)는 단락되도록 제어되거나, 또는 그렇지 않은 경우, 구동 유닛의 3상 하부 브리지 아암 회로(32)는 단락되도록 제어된다.

구체적으로, 구동 유닛(30)은 주 제어 유닛(10) 및 전원 유닛(20)에 의해 제어될 수 있다. 정상 제어 상태에서, 주 제어 유닛(10)은 구동 유닛(30)을 인에이블하고, 구동 유닛(30)은 주 제어 유닛(10)으로부터 신호 PWM을 수신하여, 전력 유닛들, 즉, 3상 상부 브리지 아암 회로(31)와 3상 하부 브리지 아암 회로(32)를 구동한다. 비정상을 검출할 때, 주 제어 유닛(10)은 신호 dis/en_able를 전송하여, 구동 유닛(30)을 안전 경로로 전환할 수 있다. 이 경우, 버스 전압 샘플링 또는 모터 회전 속도에 따라, 6개의 구동 유닛이 IGBT를 확실하게 턴 오프하는 상태에 진입할지, 또는 3상 활성 단락 상태에 진입할지가 결정된다.

도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 안전 경로에 진입하도록 주 제어 유닛에 의해 구동 유닛을 제어하는 흐름도이다. 구체적으로, 다음의 단계들 S1 내지 S6이 포함된다.

S1. 신호 dis/enable이 전송되어 고장 모드에 진입한다.

S2. |모터 회전 속도-미리 설정된 회전 속도|<설정된 회전 속도 차이 또는 |버스 전압-미리 설정된 전압|<설정된 전압 차이가 충족되는지가 결정된다. 그렇다면, 단계 S3이 수행되거나, 또는 그렇지 않으면, 단계 S4가 수행된다.

S3. 구동 유닛을 제어하기 위한 6개의 구동 모듈이 턴 오프되고, 경보가 발행된다.

S4. 고장 신호가 3상 상부 브리지 아암 회로인지가 결정되고, 그렇다면, 단계 S5가 수행되거나, 또는 그렇지 않으면, 단계 S6이 수행된다.

S5. 구동 유닛의 3상 하부 브리지 아암 회로는 단락되고, 경보가 발행된다.

S6. 구동 유닛의 3상 상부 브리지 아암 회로는 단락되고, 경보가 발행된다.

또한, 주 제어 유닛(10)은 구동 유닛(30)으로의 전원을 모니터링한다. 구동 유닛(30)으로의 전원이 비정상일 때, 주 제어 유닛(10)은 구동 유닛(30)의 6개의 구동 전력 유닛 모두가 턴 오프되도록 제어하여, 모터가 안전 상태로 진입한다.

또한, 전원 유닛(20)은 주 제어 유닛(10)에 의해 전송된 상태 정보를 수신하고, 예를 들어, 신호 DS_signal을 통해 주 제어 유닛(10)을 모니터링한다. 전원 유닛(20) 또는 주 제어 유닛(10)이 비정상일 때, 전원 유닛(20)은 구동 유닛(30)의 6개의 구동 전력 유닛 모두가 턴 오프되도록 제어하여, 모터가 안전 상태로 진입한다.

따라서, 본 개시내용의 실시예의 모터 제어 시스템(1)에서, 멀티-웨이 모니터링(multi-way monitoring)은 주 제어 유닛(10) 및 전원 유닛(20)을 통해 구현되고, 모터는 구동이 비정상일 때 안전 상태에 진입하도록 인에이블된다.

본 개시내용의 실시예에서, 주 제어 유닛(10)은 멀티-칩 처리 또는 멀티-코어 처리를 채택하여, 신호 및 제어 타깃의 모니터링 및 다양한 진단을 구현함으로써, 보다 포괄적이고 신뢰성 있는 방식으로 모터를 제어할 수 있다. 본 실시예에서, 주 제어 유닛(10)은 다수의 제어 서브유닛을 포함하고, 다수의 제어 서브유닛은 다수의 제어 코어 또는 다수의 처리 칩이다.

또한, 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 제어 서브유닛은 적어도 주 기능 서브유닛(11)과 모니터링 서브유닛(12)을 포함한다. 주 기능 서브유닛(11)은 3상 전류들 Ia, Ib, 및 Ic, 전압 Udc, 및 모터의 각도 데이터와 같은 샘플링 데이터를 획득하고, 모터의 샘플링 데이터에 따라 모터 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 정상 구동 동안, 구동 유닛(30)은 모터 제어 신호에 따라 모터를 구동할 수 있다. 구체적으로, 주 기능 서브유닛(11)은 토크 제어 및 고장 관리와 같은 콘텐츠를 주로 구현하는데, 예를 들어, 프로세스 데이터를 모니터링 서브유닛(12)에 동시에 입력한다. 모니터링 서브유닛(12)은 정보 진단을 수행하고, 진단 정보를 생성하고, 주 기능 서브유닛(11)의 프로세스 데이터를 획득하여, 주 기능 서브유닛의 상태를 모니터링하도록, 즉 제어 흐름 모니터링을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 모니터링 서브유닛(12)은 토크 모니터링, 고장 진단, 신호 진단, 통신 진단, 및 출력 진단 등의 기능들을 주로 구현한다.

주 제어 유닛(10)이 다수의 제어 코어를 사용하는 예를 사용하여 설명한다. 주 제어 유닛(10)은 적어도 2개의 제어 코어를 포함한다. 하나의 제어 코어는 주 기능을 구현하는 것을 담당하도록 구성되는데, 예를 들어, 추 기능 코어(주 기능 서브유닛(11))라고 지칭될 수 있다. 정상 구동 동안, 주 기능 코어는 샘플링 데이터에 따라 모터 제어 신호를 생성하여, 구동 유닛(30)을 제어한다. 다른 제어 코어는 제어 타깃의 모니터링을 담당하도록 구성되는데, 예를 들어, 락스텝 모니터링 코어(모니터링 서브유닛(12))라고 지칭될 수 있다. 제어 코어는 우선적으로 락스텝 기능을 갖고, 락스텝 모니터링 코어는 주 기능 코어에서 요구되는 신호를 동시에 모니터링한다.

실시예에서, 샘플링 데이터는 모터 각도 데이터를 포함할 수 있고, 다수의 제어 서브유닛은 제1 공동-처리 서브유닛(13)을 추가로 포함한다. 제1 공동-처리 서브유닛(13)은 모터 각도 데이터에 대해 리졸버 디코딩을 수행하여, 모터를 제어하기 위해 요구되는 각도를 획득하고, 모터 각도 데이터를 주 기능 서브유닛(11)에 송신하도록 구성된다. 구체적으로, 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 공동-처리 서브유닛(13)은 주로 리졸버 디코딩을 수행하고, 여기 신호(excitation signal) exc를 리졸버 센서로 출력한 다음, 리졸버 센서로부터의 신호 sin/cos에 대해 복조를 수행하여, 모터를 제어하기 위해 요구되는 각도를 획득한다.

실시예에서, 모니터링 서브유닛(12)은 진단 정보에 따라 모터 안전 제어 신호를 생성하고, 제어 정보를 인에이블 또는 디스에이블하고, 모터가 안전 상태에 있을 수 있게 하는 제어 정보를 생성하도록 추가로 구성된다. 다수의 제어 서브유닛은 제2 공동-처리 서브유닛(14)을 추가로 포함한다. 제2 공동-처리 서브유닛(14)은 샘플링 데이터에 따라 모터 구동 상태를 결정하고, 주 기능 서브유닛(11)에 의해 출력된 모터 제어 신호, 모니터링 서브유닛(12)에 의해 출력된 모터 안전 제어 신호, 및 모터 구동 상태에 따라 최종 모터 제어 신호를 출력하도록 구성된다.

또한, 제2 공동-처리 서브유닛(14)은 신속 보호 모듈(141)과 제어 신호 처리 모듈(142)을 포함한다. 신속 보호 모듈(141)은 샘플링 데이터에 따라 모터 구동 상태를 결정하도록, 예를 들어, 구동이 샘플링된 전류, 전압, 리졸버 신호 등에 따라 고장난 것으로 결정될 때 신속 턴 오프와 같은 처리를 수행하여, 고장이 발생할 때 모터가 안전 상태에 있도록 구성된다. 제어 신호 처리 모듈(142)은 모터 구동이 정상일 때, 주 기능 서브유닛(11)으로부터의 모터 제어 신호를 최종 모터 제어 신호로서 사용하고, 주 기능 서브유닛(11)으로부터의 모터 제어 신호 PWM0에 따라 동작하도록 모터를 제어하여, 예를 들어, PWMx3_T를 3상 상부 브리지 아암 회로에 출력하고 PWMx3_B를 3상 하부 브리지 아암 회로에 출력하거나; 또는 모터 구동이 비정상일 때, 모니터링 서브유닛(12)으로부터의 모터 안전 제어 신호 PWM1을 최종 모터 제어 신호로서 사용하고, 샘플링 데이터에 따라 안전 경로로 전환하도록 구동 유닛(30)을 추가로 제어하도록 구성된다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 공동-처리 서브유닛(14)은 주로 PWM과 같은 최종 모터 제어 신호에 대한 처리를 수행한다. 주 기능 서브유닛(11)은 입력된 전류 신호, 전압 신호, 및 위치 신호를 통해, 그리고 모터 제어 알고리즘을 사용하여, 정상 제어를 획득하기 위해 요구되는 PWM을 계산하고, 예를 들어, Data_PWM0을 출력한다. 모니터링 서브유닛(12)은 진단 정보에 따라 PWM1, 출력된 PWM 인에이블 및 디스에이블 정보와, 모터가 안전 상태에 있을 수 있게 하는 PWM 정보를 출력한다. 즉, 모니터링 서브유닛(12)은, 고장 및 인에이블 출력 제어 신호가 있을 때, 안전 제어 신호, 즉 모터를 안전하게 구동할 수 있게 하는 신호 Data_PWM1을 출력한다. 신속 보호 모듈(141)은 샘플링을 통해 획득된 전류, 전압, 및 리졸버와 같은 고장 정보에 기초하여 신속 턴-오프와 같은 처리를 수행하여, 모터는 그 안에서 고장이 발생할 때 안전 상태에 있게 된다. 제어 신호 처리 모듈(142)은 Data_PWM0, Data_PWM1, 및 신속 보호 모듈(141)의 처리 정보를 통합하여 최종적으로 출력된 PWM_out 파형을 처리하고, 버스 전압 샘플링 또는 모터 회전 속도에 따라, 고장이 있을 때 안전 경로로 전환하도록 구동 유닛(30)을 제어한다.

도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 제어 신호 처리 모듈(141)에 의해 PWM 파형 처리를 수행하는 프로세스의 흐름도이다. 프로세스는 다음의 단계들을 포함한다.

S11. Data_PWM0, Data_PWM1, 및 전류-전압 신속 처리 신호가 수신된다.

S12. 모터 구동 비정상 신호가 있는지가 진단되고, 만약 그렇다면, 단계 S14가 수행되거나, 또는 그렇지 않으면, 단계 S13이 수행된다.

S13. PWM_out=Data_PWM0이고, 모터는 정상 제어 상태에 있다.

S14. PWM_out=Data_PWM1이고, 모터는 안전 상태에 있도록 인에이블된다.

S15. |모터 회전 속도-미리 설정된 회전 속도|<설정된 회전 속도 차이 또는 |버스 전압-미리 설정된 전압|<설정된 전압 차이가 충족되는지가 결정된다. 그렇다면, 단계 S16이 수행되거나, 또는 그렇지 않으면, 단계 S17이 수행된다.

S16. 구동 유닛을 제어하기 위한 6개의 구동 모듈이 턴 오프되고, 경보가 발행된다.

S17. 고장 신호가 3상 상부 브리지 아암 회로인지가 결정되고, 그렇다면, 단계 S18이 수행되거나, 또는 그렇지 않으면, 단계 S19가 수행된다.

S18. 구동 유닛의 3상 하부 브리지 아암 회로는 단락되고, 경보가 발행된다.

S19. 구동 유닛의 3상 상부 브리지 아암 회로는 단락되고, 경보가 발행된다.

본 개시내용의 실시예의 모터 제어 시스템(1)에서, 주 제어 유닛(10)은 다수의 제어 코어와 다수의 처리 칩을 사용하고, 모니터링 서브유닛(12)을 통해 주 기능 서브유닛(11)을 모니터링하고, 제2 공동-처리 서브유닛(14)을 통해 제어 기능을 최적화한다. 즉, 제어 기능이 최적화되고 통합되어, 안전 수준을 향상시키는 것을 돕는다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 구동 유닛(30)의 다양한 전력 유닛들은 독립적으로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 모터 제어 시스템(1)은 2개의 구동 전원을 포함하고, 2개의 구동 전원은 구동 유닛(30)의 3상 상부 브리지 아암 회로(31) 및 3상 하부 브리지 아암 회로(32)에 각각 전원 Vcc를 공급하거나; 또는, 모터 제어 시스템(1)은 6개의 구동 전원을 포함하고, 6개의 구동 전원은 구동 유닛(30)의 3상 상부 브리지 아암 회로 및 3상 하부 브리지 아암 회로의 6개의 구동 전력 유닛에 각각 전력을 공급한다. 따라서, 전원은 독립적으로 전력을 공급할 수 있다.

요약하면, 본 개시내용의 실시예의 모터 제어 시스템(1)에서, 개선된 진단 메커니즘이 추가되고, 제어 기능이 최적화되고 다층 모니터링을 통해 통합된다. 전력 차단 경로들의 다수의 층이 모터 제어 시스템(1)에 추가된다. 또한, 독립적인 전원 시스템이 사용되고, 신호 및 제어 타깃이 모니터링되어, 전력 출력의 안전을 보장하고, 전자 제어 시스템이 더 신뢰할 수 있게 하고, 모터 제어의 안전 수준을 상당히 개선하여, 차량의 안전한 동작을 보장한다.

전술한 실시예에서의 모터 제어 시스템에 기초하여, 본 개시내용의 제2 양태의 실시예에 따른 차량이 첨부 도면들을 참조하여 설명된다.

도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 차량의 블록도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시내용의 실시예에서의 차량(100)은 전술한 실시예들에서의 모터(2) 및 모터 제어 시스템(1)을 포함한다. 모터 제어 시스템(1)은 차량의 안전 수준을 개선하기 위해 모터(2)를 제어한다. 모터 제어 시스템(1)의 구조 및 안전 설계에 대해서는, 전술한 실시예들의 설명들이 참조될 수 있다.

본 개시내용의 실시예에 따르는 차량(100)에서, 모터(2)의 제어의 안전 수준은 전술한 실시예에서 모터 제어 시스템(1)을 사용함으로써 개선될 수 있고, 따라서 안전이 개선될 수 있다.

본 개시내용의 설명에서, "중앙", "세로", "가로", "길이", "폭", "두께", "위", "아래", "앞", "뒤", "좌측", "우측", "수직", "수평", "꼭대기", "바닥", "내측", "외측", "시계 방향", "반시계 방향", "축방향", "반경 방향", 및 "원주 방향" 등의 용어로 표시된 배향 또는 위치 관계들은, 장치 또는 요소가 특정한 배향을 가지거나 특정한 배향으로 구성되고 작동되어야 한다는 것을 나타내거나 암시하는 것이 아니라, 첨부된 도면들에 기초하여 도시된 배향 또는 위치 관계이고, 본 개시내용을 설명하고 설명을 간소화하기 위해 사용될 뿐이므로, 본 개시내용에 관한 제한으로서 해석되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다.

또한, "제1" 및 "제2"라는 용어는 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적 중요성을 명시 또는 암시하거나 명시된 다수의 기술적 특징을 암시하는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, "제1" 및 "제2"를 정의하는 특징들은 하나 이상의 이러한 특징을 명시적으로 또는 묵시적으로 포함할 수 있다. 본 개시내용의 설명들에서, 달리 명시적으로 명시되지 않는 한, "다수"는 2개 또는 2개 초과를 의미한다.

본 개시내용에서, 달리 명시적으로 언급하거나 다르게 정의되지 않는 한, "장착", "접속된", "접속", "고정된 " 등의 용어들은, 폭넓게, 예를 들어, 고정된 접속으로서, 분리가능한 접속 또는 일체형 접속으로서, 기계적 접속 또는 전기적 접속으로서, 및 직접 접속 또는 2개의 요소 내부의 중개 또는 통신을 통한 또는 2개의 요소 사이의 상호작용을 통한 간접 접속으로서 해석되어야 한다. 본 개시내용에서의 상기 용어들의 특정 의미들은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 특정 상황들에 따라 이해될 수 있다.

본 개시내용에서, 달리 명시적으로 특정되고 정의되지 않는 한, 제1 특징은 제2 특징 "상에" 또는 "아래에" 있고, 제1 특징과 제2 특징이 직접 접촉하거나, 또는 제1 특징과 제2 특징이 중간 매체를 통해 간접 접촉한다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 제2 특징 "위쪽의(over)", "위의(above)" 및 "상방의(up)" 제1 특징은, 제1 특징이 제2 특징 바로 위에 또는 비스듬하게 위에 있다는 것이거나, 또는 단순히 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징의 수평 높이보다 더 높다는 것을 표시한다. 제1 특징이 제2 특징의 "아래에", "하방에" 및 "하에" 있다는 것은 제1 특징이 제2 특징의 바로 아래에 또는 제2 특징의 비스듬히 아래에 있다는 것일 수 있거나, 또는 단지 제1 특징의 수평 위치가 제2 특징의 수평 위치보다 낮다는 것을 나타낼 수 있다.

본 명세서의 설명에서, "일 실시예", "일부 실시예들", "예", "특정 예" 또는 "일부 예들"과 같은 참조 용어들의 설명은 실시예 또는 예와 조합하여 설명되는 특정 특징들, 구조들, 재료들 또는 특성들이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예 또는 예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서, 전술한 용어들의 예시적인 설명들이 반드시 동일한 실시예 또는 예를 지칭하는 것은 아니다. 게다가, 설명된 특정 특징들, 구조들, 재료들, 또는 특성들은 어느 하나 이상의 실시예 또는 예에서 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 본 기술 분야의 숙련된 자는 본 명세서에 설명된 상이한 실시예들 또는 예들과 상이한 실시예들 또는 예들의 특징들을 서로 모순되지 않는 한 통합하거나 조합할 수 있다.

비록 본 개시내용의 실시예들을 앞서 도시하고 설명하였지만, 전술한 실시예들이 예시적이라는 것 그리고 본 개시내용의 제한으로서 이해되지 않아야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 기술분야의 숙련된 자는, 본 개시내용의 범위 내에서, 전술한 실시예에 대한 변화들, 수정들, 교체들, 또는 변경들을 할 수 있다.

Claims

모터 제어 시스템으로서,
주 제어 유닛, 전원 유닛, 및 구동 유닛을 포함하고,
상기 주 제어 유닛은 상기 구동 유닛으로부터 모터의 샘플링 데이터 및 전원 신호를 획득하고, 상기 샘플링 데이터에 따라 모터 제어 신호를 생성하고, 상기 샘플링 데이터에 따라 모터 구동이 비정상이라고 결정할 때 또는 상기 전원 신호에 따라 상기 구동 유닛으로의 전원이 비정상이라고 결정할 때 안전 인에이블 신호를 출력하도록 구성되고;
상기 전원 유닛은 상기 주 제어 유닛에 전력을 공급하고, 상기 주 제어 유닛의 상태를 모니터링하고, 상기 전원 유닛 또는 상기 주 제어 유닛이 비정상일 때 안전 차단 신호를 출력하도록 구성되고;
상기 구동 유닛은 상기 모터 제어 신호에 따라 상기 모터를 구동하고, 상기 안전 인에이블 신호 또는 상기 안전 차단 신호 중 어느 하나를 수신할 때 안전 경로로 전환하도록 구성되는 모터 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 샘플링 데이터는 모터 회전 속도 또는 버스 전압 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 주 제어 유닛은 상기 모터 구동이 비정상일 때 상기 샘플링 데이터에 따라 상기 안전 경로로 전환하도록 상기 구동 유닛을 제어하고, 상기 모터 회전 속도와 미리 설정된 회전 속도 사이의 차이의 절대값이 설정된 회전 속도 차이보다 작을 때, 또는 상기 버스 전압과 미리 설정된 전압 사이의 차이의 절대값이 설정된 전압 차이보다 작을 때, 상기 구동 유닛의 6개의 구동 전력 유닛 모두가 턴 오프되도록 제어되는 모터 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 주 제어 유닛은 상기 구동 유닛으로의 전원이 비정상일 때, 상기 구동 유닛의 6개의 구동 전력 유닛 모두가 턴 오프되도록 제어하고,
상기 전원 유닛은 상기 전원 유닛 또는 상기 주 제어 유닛이 비정상일 때, 상기 구동 유닛의 6개의 구동 전력 유닛 모두가 턴 오프되도록 제어하는 모터 제어 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주 제어 유닛은 복수의 제어 서브유닛을 포함하고, 상기 복수의 제어 서브유닛은 복수의 제어 코어 또는 복수의 처리 칩인 모터 제어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 복수의 제어 서브유닛은 적어도:
상기 모터의 샘플링 데이터를 획득하고, 상기 모터의 샘플링 데이터에 따라 상기 모터 제어 신호를 생성하도록 구성된 주 기능 서브유닛; 및
정보 진단을 수행하고, 진단 정보를 생성하고, 상기 주 기능 서브유닛의 프로세스 데이터를 획득하여, 상기 주 기능 서브유닛의 상태를 모니터링하도록 구성된 모니터링 서브유닛을 포함하는 모터 제어 시스템.
제5항에 있어서,
상기 샘플링 데이터는 모터 각도 데이터를 포함하고,
상기 복수의 제어 서브유닛은 제1 공동-처리 서브유닛을 추가로 포함하고, 상기 제1 공동-처리 서브유닛은 상기 모터 각도 데이터에 대해 리졸버 디코딩(resolver decoding)을 수행하여 상기 모터를 제어하기 위해 요구되는 각도를 획득하도록 구성되는 모터 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 모니터링 서브유닛은 상기 진단 정보, 제어 인에이블 또는 디스에이블 정보, 및 상기 모터가 안전 상태에 있게 할 수 있는 제어 정보에 따라 모터 안전 제어 신호를 생성하도록 추가로 구성되고,
상기 복수의 제어 서브유닛은 제2 공동-처리 서브유닛을 추가로 포함하고, 상기 제2 공동-처리 서브유닛은 상기 샘플링 데이터에 따라 모터 구동 상태를 결정하고, 상기 주 기능 서브유닛에 의해 출력된 상기 모터 제어 신호, 상기 모니터링 서브유닛에 의해 출력된 상기 모터 안전 제어 신호, 및 상기 모터 구동 상태에 따라 최종 모터 제어 신호를 출력하도록 구성되는 모터 제어 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제2 공동-처리 서브유닛은:
상기 샘플링 데이터에 따라 상기 모터 구동 상태를 결정하도록 구성된 신속 보호 모듈; 및
상기 모터 구동이 정상일 때, 상기 주 기능 서브유닛으로부터의 상기 모터 제어 신호를 상기 최종 모터 제어 신호로서 사용하고, 상기 주 기능 서브유닛으로부터의 상기 모터 제어 신호에 따라 동작하도록 상기 모터를 제어하거나; 또는 상기 모터 구동이 비정상일 때, 상기 모니터링 서브유닛으로부터의 상기 모터 안전 제어 신호를 상기 최종 모터 제어 신호로서 사용하고, 상기 샘플링 데이터에 따라 상기 안전 경로로 전환하도록 상기 구동 유닛을 제어하도록 구성된 제어 신호 처리 모듈을 포함하는 모터 제어 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 제어 시스템은 2개의 구동 전원을 포함하고, 상기 2개의 구동 전원은 상기 구동 유닛의 3상 상부 브리지 아암 회로 및 3상 하부 브리지 아암 회로에 각각 전력을 공급하거나; 또는
상기 모터 제어 시스템은 6개의 구동 전원을 포함하고, 상기 6개의 구동 전원은 상기 구동 유닛의 상기 3상 상부 브리지 아암 회로 및 상기 3상 하부 브리지 아암 회로의 상기 6개의 구동 전력 유닛에 각각 전력을 공급하는 모터 제어 시스템.
차량으로서,
모터와 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 모터 제어 시스템을 포함하고, 상기 모터 제어 시스템은 상기 모터를 구동 제어하도록 구성되는 차량.