KR20160089318A

KR20160089318A - 전기 모터용 컨트롤러 및 그 방법

Info

Publication number: KR20160089318A
Application number: KR1020160090895A
Authority: KR
Inventors: 오브레이 월터 주니어 다운즈; 윌리엄 알. 카우손
Original assignee: 지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2016-07-27
Also published as: CN104417394B; US20150073630A1; KR20150030153A; DE102014112194A1; DE102014112194B4; CN104417394A; US9156357B2

Abstract

전기 모터를 갖는 전기 자동차용 컨트롤러가 제공된다. 컨트롤러는, 전기 모터의 토크 출력을 제어하도록 구성된 모터 제어 프로세서(MCP(motor control processor)) 모듈을 포함한다. 또한, 컨트롤러는, 제1 메인 프로세서 모니터(MPM(main processor monitor)) 모듈 및 제2 MPM 모듈을 포함한다. 제1 MPM 모듈과 제2 MPM 모듈은 MCP 모듈의 건전 상태(state of health)를 개별적으로 판단하고, MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 판단한 후에, 각각 제1 폴트 신호 및 제2 폴트 신호를 생성한다. 컨트롤러는 제1 MPM 모듈로부터의 제1 폴트 신호 및 제2 MPM 모듈로부터의 제2 폴트 신호 중 적어도 하나를 수신하고, 제1 폴트 신호와 제2 폴트 신호를 모두 수신하는 경우에 오버라이드 명령을 생성하도록 구성된 보팅(voting) 제어 모듈를 더 포함한다. 오버라이드 명령은 MCP 모듈을 오버라이드한다.

Description

전기 모터용 컨트롤러 및 그 방법{CONTROLLER FOR AN ELECTRIC MOTOR, AND A METHOD THEREOF}

본 발명은 전기 자동차에서의 전기 모터용 컨트롤러 및 그 방법에 관한 것이다.

하이브리드 전기 자동차(HEV(hybrid electric vehicle) 등과 같은 전기 자동차는 일반적으로 단독으로 또는 내연 기관과 함께 자동차를 추진할 수 있는 하나 이상의 전기 모터를 활용한다. 전기 모터는 통상적으로 영구 자석 모터와 같은 3상 교류(AC) 모터이다. AC 모터는 전기 모터 컨트롤러 내의 3상 AC 인버터에 의해 제어되는 3상 전류에 의해 제어된다. 프로세서 또는 1차 모듈은 인버터를 제어하고 이에 따라 전기 모터의 토크 출력을 제어하는데 사용된다.

전기 자동차는 1차 모듈의 건전 상태(state of health)를 모니터하는 2차 모듈을 포함할 수 있다. 1차 모듈의 건전 상태는 1차 모듈이 적절하게 동작하고 있는지 여부 및/또는 하나 이상의 폴트(fault)를 가지고 있는지 여부를 나타낼 수 있다. 2차 모듈은 1차 모듈의 건전 상태를 판단하기 위하여 1차 모듈에 진단 테스트를 수행할 수 있다. 모듈이 의도된 목적에 대하여 미리 정해진 방식으로 기능한다면, 이는 건전한 것으로 판단된다.

전기 모터를 갖는 전기 자동차용 컨트롤러가 제공된다. 컨트롤러는, 모터 제어 프로세서(MCP(motor control processor)) 모듈과, 제1 메인 프로세서 모니터(MPM(main processor monitor)) 모듈과, 제2 MPM 모듈과, 보팅(voting) 제어 모듈과, 오버라이드 제어 모듈을 포함한다. MCP 모듈은 전기 모터의 토크 출력을 제어하기 위한 적어도 하나의 모터 명령을 생성하도록 구성된다.

제1 MPM 모듈은 MCP 모듈의 건전 상태(state of health)를 판단하고, MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 판단하는 경우 제1 폴트 신호를 생성하도록 구성된다. 유사하게, 제2 MPM 모듈은 MCP 모듈의 건전 상태를 판단하고, MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 판단하는 경우 제2 폴트 신호를 생성하도록 구성된다. 제1 MPM 모듈 및 제2 MPM 모듈 중 적어도 하나는 MCP 모듈과의 시드-키 교환(seed-and-key exchange)을 통해 건전 상태를 판단할 수 있다.

시드-키 교환에서, 제1 MPM 모듈 및 제2 MPM 모듈 중 적어도 하나는 시드 값과 예측된 키를 생성하고, 시드값을 MCP 모듈에 전송한다. MCP 모듈은 시드값에 대응하는 리턴 키를 생성하여 제1 MPM 모듈 및 제2 MPM 모듈 중 그 적어도 하나에 전송한다. 제1 MPM 모듈 및 제2 MPM 모듈 중 적어도 하나는 리턴 키가 예측된 키와 동일하지 않을 때 MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 판단한다.

보팅 제어 모듈은 제1 MPM 모듈로부터의 제1 폴트 신호 및 제2 MPM 모듈로부터의 제2 폴트 신호 중 적어도 하나를 수신하도록 구성된다. 또한, 보팅 제어 모듈은, 제1 폴트 신호와 제2 폴트 신호를 모두 수신하는 경우에 오버라이드 명령을 생성하도록 구성된다. 오버라이드 명령은 MCP 모듈을 오버라이드한다. 오버라이드 제어 모듈은 보팅 제어 모듈로부터 오버라이드 명령을 수신하고, 오버라이드 명령을 실행하도록 구성된다.

전술한 컨트롤러를 통해 전기 모터의 토크 출력을 제어하는 방법이 제공된다. 본 방법은 먼저 제1 MPM 모듈에 의해 MCP 모듈의 건전 상태(state of health)를 판단하는 단계를 포함한다. MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 제1 MPM 모듈이 판단하면, 본 방법은 보팅 제어 모듈로 전송되는 제1 폴트 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 본 방법은 제2 MPM 모듈에 의해 MCP 모듈의 건전 상태를 판단하는 단계를 포함한다. MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 제2 MPM 모듈이 판단하면, 본 방법은 보팅 제어 모듈로 전송되는 제2 폴트 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

보팅 제어 모듈이 제1 폴트 신호 및 제2 폴트 신호 모두를 수신하지 않으면, 본 방법은 MCP 모듈에 의해 생성된 모터 명령을 실행하는 단계를 포함한다. 그러나, 보팅 제어 모듈이 제1 폴트 신호와 제2 폴트 신호를 모두 수신하면, 본 방법은, 보팅 제어 모듈에 의해, 오버라이드 명령을 생성하는 단계와, 이를 오버라이드 제어 모듈로 전송하는 단계를 포함한다. 그 다음, 본 방법은, 오버라이드 제어 모듈에 의해 오버라이드 명령을 실행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 전술한 특징 및 이점과 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면 및 이어지는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 명백하다.

도 1은 전기 자동차의 전기 모터용 컨트롤러에 대한 시스템 다이어그램이다;
도 2는 도 1의 컨트롤러를 통해 전기 모듈을 제어하는 예시적인 방법에 대한 흐름도이다; 그리고
도 3은 도 2의 방법의 단계에 대한 개략적인 흐름도이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 "위에", "아래에", "위로 향하여", "아래로 향하여" 등과 같은 용어가 도면을 기술하는데 사용되며, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 범위에 대한 한정을 나타내지 않는다는 것을 인식할 것이다. "제1" 또는 "제2"와 같은 임의의 숫자 표시는 단지 예시적이며, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하려고 의도되지 않는다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 모듈이라는 용어는, 시스템 온 칩(system-on-chip)에서와 같이, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 전자 회로, 조합 논리 회로, FPGA(field programmable gate array), 코드를 실행하는 프로세서(공유되거나, 전용되거나 또는 그루핑됨), 설명된 기능을 제공하는 다른 적합한 컴포넌트 또는 전술한 것의 일부의 조합 또는 전부를 나타내거나, 그 일부이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 모듈이라는 용어는 프로세서에 의해 실행되는 코드를 저장하는 메모리(공유되거나, 전용되거나 또는 그루핑됨)를 포함할 수 있다.

여러 도면을 통하여 가능한 한 유사한 도면 부호가 비슷하거나 유사한 구성 요소에 대응하는 도면을 참조하면, 전기 자동차의 전기 모터(12)를 제어하기 위한 컨트롤러(10)에 대한 블록도가 도시된다. 전기 모터(12)는 영구 자석 모터와 같은 3상 교류(AC) 모터일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 전기 모터(12)는, 모터로서 동작하는 것에 더하여, 기계적 에너지, 예를 들어 토크를 전기로 변환하기 위하여 제너레이터로서 동작할 수 있는 모터 제너레이터 유닛(MGU)일 수 있다. 하나의 전기 모터(12)가 도시되지만, 컨트롤러(10)는 자동차에서 2 이상의 전기 모터(12)를 제어할 수 있다.

컨트롤러(10)는 모터 진단 모듈(14), 모터 제어 프로세서(MCP(motor control processor)) 모듈(16), 제1 메인 프로세서 모니터(MPM(main processor monitor)) 모듈(18) 및 제2 MPM 모듈(20)을 포함한다. 모터 진단 모듈(14)은, 전기 모터(12)의 모터 속력, 모터 토크 및 모터 전류를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 입력을 수신한다. 이러한 입력은 모터 진단 모듈(14)에 입력을 전송하는 각각의 센서(미도시)에 의해 측정될 수 있다. 모터 진단 모듈(14)은, 이어서, 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 수신한 입력에 기초하여 다양한 신호(223)를 생성하고, 이 신호(22)를, MCP 모듈(16) 및 제2 MPM 모듈(20)에 전송한다. 단지 제2 MPM 모듈(20)만이 모터 진단 모듈(14)로부터 신호(22)를 수신하는 것으로 도시되지만, 제1 MPM 모듈(18)도 제2 MPM 모듈(20) 대신에 또는 그에 더하여 신호(22)를 수신할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

MCP 모듈(16)은 전기 모터(12)의 토크 출력을 제어하기 위하여 일반적으로는 전기 모터(12), 구체적으로는 자동차 내의 인버터(미도시)를 제어하도록 구성된 1차 모듈이다. 이를 달성하기 위하여, MCP 모듈은 모터 진단 모듈(14)로부터 수신된 신호(22)에 기초하여, 모터 명령(들)(17)을 생성하고, 실행될 전기 모터(12)에 모터 명령(17)을 전송하도록 구성된다. MCP 모듈(16)이 자동차 내의 다른 컴포넌트 및 시스템으로부터의 다른 외부 모듈(미도시)로부터 모터 토크 요청, 모터 속력 요청 등을 수신하도록 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 적절한 토크가 전기 모터(12)에 의해 출력되도록 정확하게 명령하기 위하여 MCP 모듈(16)이 적절하게 기능하고 있다는 것을 보장하는 것이 바람직하다.

제1 MPM 모듈(18) 및 제2 MPM 모듈(20)은 MCP 모듈(16)의 건전 상태, 즉 적절하게 기능하고 있는지 여부를 개별적으로 모니터하도록 구성된 2차 모듈이다. 제1 MPM 모듈(18) 및 제2 MPM 모듈(20)은, 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 다른 MPM 모듈(20, 18)이 적절하게 기능하고 있는지, 그리고 MCP 모듈(16)이 여전히 기능을 다하고 있을 때에 MCP 모듈(16)이 불량인 것으로 오진단하여 MCP 모듈(16)의 모터 명령(들)(17)을 오버라이드하지 않는 것을 보장한다. 이를 달성하기 위하여, 제1 MPM 모듈(18) 및 제2 MPM 모듈(20)은 각각, 해당하는 통신 채널(24, 28)을 통해 MCP 모듈(16)을 이용하여, 시드-키 교환(seed-and-key exchange) 또는 질문-답변 교환(question-and-answer exchange)을 수행할 수 있다. 해당하는 시드-키 교환은 서로 독립적으로 발생한다.

제1 MPM 모듈(18)과 MCP 모듈(16) 사이의 이러한 교환에서, 제1 MPM 모듈(18)은 시드 값을 생성하고, 시드 값에 기초하여 예측되는 키를 결정한다. 제1 MPM 모듈(18)은 시드 값을 MCP 모듈(16)에 전송하고, 이어서 MCP 모듈(16)은 시드값에 대응하는 리턴 키를 생성한다. 리턴 키는 논리 계산 및/또는 다수의 시드 및 대응하는 리턴 값이 저장되는 룩업 테이블에 기초하여 생성될 수 있다. 이어서, MCP 모듈(16)은 생성된 리턴 키를 제1 MPM 모듈(18)에 전송한다. MCP 모듈(16)에 의해 리턴된 리턴 키가 예측된 키와 동일할 때, 제1 MPM 모듈(18)은 MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있다고 판단한다. 그러나, 리턴 키가 예측된 키와 다를 때, 제1 MPM 모듈(18)은 MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있지 않는다고 판단하고, 이어서 아래에서 더욱 상세히 설명되는 보팅 제어(voting) 모듈(34)에 전송하는 제1 폴트 신호(26)를 생성한다. 제1 폴트 신호(26)는 MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있거나 불량이라고 제1 MPM 모듈(18)이 판단한 것을 보팅 제어 모듈(34)에 통보하는 패스/페일 신호일 수 있다.

또한, 제1 MPM 모듈(18)이 시드 값을 MCP 모듈(16)에 전송한 후에 그로부터 임의의 데이터 활동을 관찰하지 않을 때, 예를 들어, 특정 시간 프레임 내에 리턴 키를 수신하지 않을 때, 제1 MPM 모듈(18)은 통신 채널(24)에 폴트가 있다고 판단한다. 이러한 시나리오에서, 제1 MPM 모듈(18)은 제1 폴트 신호(26)를 생성하여 보팅 제어 모듈(34)에 전송한다.

유사하게, 제2 MPM 모듈(20)과 MCP 모듈(16) 사이의 시드-키 교환에서, 제2 MPM 모듈(20)은 예측된 키를 판단하기 위한 시드 값을 생성하고, 시드 값을 MCP 모듈(16)에 전송한다. MCP 모듈(16)은 대응하는 리턴 키를 생성하여 이를 제2 MPM 모듈(20)에 전송한다. 리턴 키가 예측된 키와 동일할 때, 제2 MPM 모듈(20)은 MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있다고 판단한다. 리턴 키가 예측된 키와 다를 때, 제2 MPM 모듈(20)은 MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있지 않는다고 판단하고, 이어서 보팅 제어 모듈(34)에 전송하는 제2 폴트 신호(30)를 생성한다. 제2 폴트 신호(30)는 MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있거나 불량이라고 제2 MPM 모듈(20)이 판단한 것을 보팅 제어 모듈(34)에 통보하는 패스/페일 신호일 수 있다.

제2 MPM 모듈(20)이 임의의 입력(22), 구체적으로는 모터 속력을 모터 진단 모듈(14)로부터 수신하도록 구성되는 다른 실시예에서, 제2 폴트 신호(30)는 전기 모터(12)를 셧다운하기 위한 셧다운 방법을 나타내는 강화된 신호일 수 있다. 셧다운 방법은 3상 단락 셧다운 명령 또는 3상 개방 셧다운 명령일 수 있지만 이에 한정되지 않으며, 입력(들)(22), 즉 모터 속력에 기초하여 결정된다. 3상 단락 셧다운에서, 전기 모터(12)에 의해 기계 에너지로부터 변환된 전기 에너지는 전기 모터(12)를 통해 순환된다. 높은 모터 속력에서의 3상 개방 셧다운에서, 전기 에너지는 자동차 내의 배터리(미도시)에 저장된다. 오버라이드 명령(32)은 자동차가 임계 모터 속력 아래로 동작하고 있을 때의 3상 개방 셧다운 명령 및 자동차가 임계 모터 속력 위로 동작하고 있을 때의 3상 단락 셧다운 명령이다. 이는 전기 모터(12)가 셧다운된 후 자동차가 관성으로 움직이고 있는 것, 즉 일정한 감속 상태를 유지하는 것을 보장한다.

제1 MPM 모듈(18)에서와 같이, 제2 MPM 모듈(20)이 시드 값을 MCP 모듈(16)에 전송한 후에 그로부터 임의의 데이터 활동을 관찰하지 않을 때, 예를 들어, 특정 시간 프레임 내에 리턴 키를 수신하지 않을 때, 제2 MPM 모듈(20)은 통신 채널(28)에 폴트가 있다고 판단한다. 이러한 시나리오에서, 제2 MPM 모듈(20)도 제2 폴트 신호(30)를 생성하여 보팅 제어 모듈(34)에 전송한다.

또한, 컨트롤러(10)는 전술한 보팅 제어 모듈(34)과 오버라이드 제어 모듈(36)을 포함한다. 보팅 제어 모듈(34)은 제1 MPM 모듈(18)로부터의 제1 폴트 신호(26)와 제2 MPM 모듈(20)로부터의 제2 폴트 신호(30)를 수신하도록 구성된다. 보팅 제어 모듈(34)이 제1 폴트 신호(26) 및 제2 폴트 신호(30)를 모두 수신할 때, 제1 MPM 모듈(18) 및 제2 MPM 모듈(20)에 의해 동의되는 바와 같이, MCP 모듈(16)이 불량이라고 결론짓는다. 이어서, 보팅 제어 모듈(34)은 제2 폴트 신호(30)에 의해 결정될 수 있는 오버라이드 명령(32)을 생성하고, 이를 오버라이드 제어 모듈(36)에 전송한다. 오버라이드 명령(32)은, 예를 들어, 전기 모터(12)를 셧다운함으로써, MCP 모듈(16)의 제어와 모터 명령(들)(17)을 오버라이드하는 것으로 의미되며, 제2 폴트 제어 신호(30)에 의해 결정되는 바와 같이, 3상 개방 셧다운 명령 또는 3상 단락 셧다운 명령일 수 있으나 그에 한정되지 않는다. 그러나, 보팅 제어 모듈(34)이 제2 폴트 신호(30) 없이 제1 폴트 신호(26)만을 수신할 때, 보팅 제어 모듈(34)은 동작을 취하지 않는다. 유사하게, 보팅 제어 모듈(34)이 제1 폴트 신호(26) 없이 제2 폴트 신호(30)를 수신할 때, 보팅 제어 모듈(34)은 동작을 취하지 않는다.

오버라이드 제어 모듈(36)은 오버라이드 명령(32)을 실행하도록, 예를 들어, 전술한 바와 같이, 제2 MPM 모듈(20)에 의해 결정된 바와 같은 3상 개방 셧다운 명령 또는 3상 단락 셧다운 명령을 통해 전기 모터(12)를 셧다운하도록 구성된다. MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있고, 전기 모터(12)로 전송되는 모터 명령(17)을 생성할 때, 오버라이드 제어 모듈(36)은 아무런 동작을 수행하지 않고, 그를 통해 모터 명령(17)을 전기 모터(12)로 통과할 수 있게 한다.

도 2를 참조하면, 컨트롤러(10)를 통한 전기 모터(12)의 토크 출력을 제어하는 방법(100)이 도시된다. 방법(100)은 전기 모터(12)와 MCP 모듈(16)이 동작하고, MCP 모듈(16)이 전기 모터(12)를 제어하기 위한 모터 명령(17)을 생성하고 있는 단계 102에서 시작한다.

단계 102 후에, 방법(100)은 단계 104로 진행한다. 단계 104에서, 제1 MPM 모듈(18)은 MCP 모듈(16)의 건전 상태를 판단한다. MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있다고 제1 MPM 모듈(18)이 판단하면, 도 2에서 (+)로 표시된 바와 같이 방법(100)은 단계 118에서 종료한다. MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있지 않다고 제1 MPM 모듈(18)이 판단하면, (-)로 표시된 바와 같이 방법(100)은 단계 106으로 진행한다. 전술한 바와 같이, 제1 MPM 모듈(18)은 MCP 모듈(16)과의 시드-키 교환에 의해 MCP 모듈(16)의 건전 상태를 판단할 수 있으며, 이와 같이, 도 3에 도시된 바와 같은 여러 하위 단계들을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 하위 단계 104a에서, 제1 MPM 모듈(18)은 MCP 모듈(16)에 시드값을 전송한다. 하위 단계 104b에서, MCP 모듈(16)은 시드값에 대응하는 리턴값을 생성한다. 전술한 바와 같이, 대응하는 리턴 키는 룩업 테이블 및/또는 논리 계산에 기초하여 결정될 수 있다. 하위 단계 104c에서, 제1 MPM 모듈(18)은 MCP 모듈(16)로부터 리턴 키를 수신한다. 하위 단계 104d에서, 제1 MPM 모듈(18)은 리턴값을 시드값에 대응하는 예측된 키와 비교한다. 전술한 바와 같이, 리턴 키가 예측된 키와 일치하면, 제1 MPM 모듈(18)은 MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있다고 판단한다. 리턴 키가 예측된 키와 일치하지 않으면, 제1 MPM 모듈(18)은 MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있지 않다고 판단한다.

도 2를 다시 참조하면, 단계 106에서, 제1 MPM 모듈(18)은 제1 폴트 신호(26)를 생성하여 이를 보팅 제어 모듈(34)에 전송한다.

또한, 단계 102 후에, 방법(100)은 단계 104와 독립적으로 발생하고, 이에 따라 단계 104와 동시에, 그 전에 또는 그 후에 발생할 수 있는 단계 108로 진행한다. 단계 108에서, 제2 MPM 모듈(20)은 MCP 모듈(16)의 건전 상태를 판단한다. MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있다고 제2 MPM 모듈(20)이 판단하면, 도 2에서 (+)로 표시된 바와 같이 방법(100)은 단계 118에서 종료한다. MCP 모듈(16)이 기능을 다하고 있지 않다고 제2 MPM 모듈(20)이 판단하면, (-)로 표시된 바와 같이 방법(100)은 단계 110으로 진행한다. 단계 104에서 제1 MPM 모듈(18)과 같이, 이는 MCP 모듈(16)과의 시드-키 교환을 통해 달성될 수 있다. 이와 같이, 단계 108은 도 3에 도시된 유사한 하위 단계들을 포함할 수 있다.

단계 110에서, 제2 MPM 모듈(20)은 제2 폴트 신호(30)를 생성하고, 이를 보팅 제어 모듈(34)에 전송한다. 전술한 바와 같이, 제2 폴트 신호(30)는, 3상 개방 셧다운 명령 또는 3상 단락 셧다운 명령일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 전기 모터(12)의 모터 속력에 따를 수 있다.

단계 106 및 110 후에, 방법(100)은 단계 112 내지 116으로 진행한다. 단계 112 및 114에서, 보팅 제어 모듈(34)은 전술한 바와 같은 제2 폴트 신호(30)에 의해 결정되는 바와 같은 오버라이드 명령(32)을 생성하고, 이를 오버라이드 제어 모듈(36)로 전송한다. 단계 116에서, 오버라이드 제어 모듈(36)은 오버라이드 명령(32)을 실행한다. 방법(100)은 단계 118에서 종료한다.

발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 도면은 본 발명을 뒷받침하고 설명하지만, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서만 정의된다. 특허청구범위의 발명을 실시하기 위한 최선의 형태 및 다른 실시예가 상세하게 설명되었지만, 다양한 대체적인 설계 및 실시예가 첨부된 특허청구범위에서 정의된 본 발명을 실시하는데 존재한다.

Claims

전기 모터를 갖는 전기 자동차용 컨트롤러에 있어서,
상기 전기 모터의 토크 출력을 제어하기 위한 적어도 하나의 모터 명령을 생성하도록 구성된 모터 제어 프로세서(MCP(motor control processor)) 모듈;
상기 MCP 모듈의 건전 상태(state of health)를 판단하고, 상기 MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 판단하는 경우 제1 폴트 신호를 생성하도록 구성된 제1 메인 프로세서 모니터(MPM(main processor monitor)) 모듈로서, 상기 MCP 모듈에 시드 값을 전송한 후에 특정 시간 프레임 내에 리턴 키를 수신하지 않을 때 상기 제1 폴트 신호를 생성하는, 상기 제1 MPM 모듈;
상기 MCP 모듈의 건전 상태를 판단하고, 상기 MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 판단하는 경우 제2 폴트 신호를 생성하도록 구성된 제2 MPM 모듈로서, 상기 제1 MPM 모듈과 상기 제2 MPM 모듈은 상기 MCP 모듈의 건전 상태를 동시에 판단하도록 구성된, 상기 제2 MPM 모듈;
상기 제1 MPM 모듈로부터의 상기 제1 폴트 신호 및 상기 제2 MPM 모듈로부터의 상기 제2 폴트 신호 중 적어도 하나를 수신하고, 상기 제1 폴트 신호와 상기 제2 폴트 신호를 모두 수신하는 경우에 오버라이드 명령을 생성하도록 구성된 보팅(voting) 제어 모듈; 및
상기 보팅 제어 모듈로부터 상기 오버라이드 명령을 수신하고, 상기 오버라이드 명령을 실행하도록 구성된 오버라이드 제어 모듈
을 포함하고,
상기 오버라이드 명령은 상기 MCP 모듈을 오버라이드하고,
상기 오버라이드 명령은 상기 전기 모터가 미리 정해진 속력 아래의 속력으로 동작하고 있을 때의 3상 개방 셧다운 명령인,
전기 자동차용 컨트롤러.
제1항에 있어서,
상기 제1 MPM 모듈 및 상기 제2 MPM 모듈 중 적어도 하나는, 상기 제1 MPM 모듈 및 상기 제2 MPM 모듈 중 상기 적어도 하나가 시드값 및 예측된 키를 생성하여, 상기 MCP 모듈에 상기 시드값을 전송하고, 상기 MCP 모듈이 상기 시드값에 대응하는 리턴 키를 생성하여 상기 제1 MPM 모듈 및 상기 제2 MPM 모듈 중 상기 적어도 하나에 리턴하는, 시드-키 교환(seed-key exchange)을 통해 상기 MCP 모듈의 건전 상태를 판단하도록 구성되고, 상기 제1 MPM 모듈 및 상기 제2 MPM 모듈 중 상기 적어도 하나는 상기 리턴 키가 상기 예측된 키와 동일하지 않을 때 상기 MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 판단하는,
전기 자동차용 컨트롤러.
제1항에 있어서,
상기 제1 폴트 신호 및 상기 제2 폴트 신호 중 적어도 하나는, 패스/페일 신호인,
전기 자동차용 컨트롤러.
제1항에 있어서,
상기 제2 폴트 신호는 상기 전기 모터를 셧다운하는 셧다운 명령이며, 상기 셧다운 명령은 적어도 하나의 파라미터에 기초하는,
전기 자동차용 컨트롤러.
제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 파라미터는 상기 전기 모터의 모터 속력인,
전기 자동차용 컨트롤러.
제5항에 있어서,
상기 셧다운 명령은, 3상 개방 셧다운 명령 및 3상 단락 셧다운 명령 중 하나이고, 상기 3상 개방 셧다운 명령은 상기 전기 모터가 미리 정해진 속력 아래의 속력으로 동작하고 있을 때 적합하고, 상기 3상 단락 셧다운 명령은 상기 전기 모터가 미리 정해진 속력 위의 속력으로 동작하고 있을 때 적합한,
전기 자동차용 컨트롤러.
제6항에 있어서,
상기 오버라이드 명령은 상기 제2 폴트 신호와 동일한,
전기 자동차용 컨트롤러.
모터 명령을 생성하도록 구성된 모터 제어 프로세서(MCP(motor control processor)) 모듈, 제1 메인 프로세서 모니터(MPM(main processor monitor)) 모듈, 제2 MPM 모듈, 보팅 제어 모듈 및 오버라이드 제어 모듈을 갖는 컨트롤러를 통해 전기 모터의 토크 출력을 제어하는 방법에 있어서,
상기 제1 MPM 모듈에 의해, 상기 MCP 모듈의 건전 상태(state of health)를 판단하는 단계;
상기 MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 상기 제1 MPM 모듈이 판단하면, 상기 보팅 제어 모듈로 전송되는 제1 폴트 신호를 생성하는 단계로서, 상기 MCP 모듈에 시드 값을 전송한 후에 상기 제1 MPM 모듈이 특정 시간 프레임 내에 리턴 키를 수신하지 않을 때 상기 제1 MPM 모듈이 상기 제1 폴트 신호를 생성하는 단계;
상기 제2 MPM 모듈에 의해, 상기 MCP 모듈의 건전 상태를 판단하는 단계로서, 상기 제1 MPM 모듈과 상기 제2 MPM 모듈은 상기 MCP 모듈의 건전 상태를 동시에 판단하도록 구성되는 단계;
상기 MCP 모듈이 기능을 다하고 있지 않다고 상기 제2 MPM 모듈이 판단하면, 상기 보팅 제어 모듈로 전송되는 제2 폴트 신호를 생성하는 단계;
상기 보팅 제어 모듈이 상기 제1 MPM 모듈로부터의 상기 제1 폴트 신호 및 상기 제2 MPM 모듈로부터의 상기 제2 폴트 신호 모두를 수신하지 않으면, 상기 모터 명령을 실행하는 단계;
상기 보팅 제어 모듈이 상기 제1 MPM 모듈로부터의 상기 제1 폴트 신호와 상기 제2 MPM 모듈로부터의 상기 제2 폴트 신호를 수신하면, 상기 보팅 제어 모듈에 의해, 상기 모터 명령을 오버라이드하는 오버라이드 명령을 생성하는 단계;
상기 오버라이드 명령을 상기 오버라이드 제어 모듈로 전송하는 단계; 및
상기 오버라이드 제어 모듈에 의해, 상기 오버라이드 명령을 실행하는 단계
를 포함하고,
상기 오버라이드 명령은 상기 전기 모터가 미리 정해진 속력 아래의 속력으로 동작하고 있을 때의 3상 개방 셧다운 명령인,
전기 모터의 토크 출력을 제어하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 제2 폴트 신호를 생성하는 단계는, 상기 전기 모터의 모터 속력에 기초하여 상기 전기 모터를 셧다운하는 셧다운 명령을 결정하는 단계를 포함하는,
전기 모터의 토크 출력을 제어하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 오버라이드 명령을 생성하는 단계는, 상기 제2 폴트 신호에 기초하는,
전기 모터의 토크 출력을 제어하는 방법.