KR20220149577A - 모터 파라미터 진단 디바이스 및 시스템 - Google Patents

모터 파라미터 진단 디바이스 및 시스템 Download PDF

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

모터 파라미터 진단 디바이스 및 시스템. 디바이스는 메인 칩, 여자 조절 회로, 모터 리졸버 유닛 및 사인-코사인 조절 회로를 포함하고; 메인 칩은 제1 아날로그-대-디지털 변환기, 제2 아날로그-대-디지털 변환기, 제1 처리 유닛, 및 모니터링 코어를 포함한다.

Description

모터 파라미터 진단 디바이스 및 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 개시내용은 2020년 3월 6일자로 출원되고 발명의 명칭이 "DEVICE AND SYSTEM FOR DIAGNOSING MOTOR PARAMETER"인 중국 특허 출원 제202010149569.X호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
기술분야
본 개시내용은 모터들의 기술 분야에 관한 것으로, 특히, 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스 및 시스템에 관한 것이다.
신에너지 자동차의 초기 개발 단계에서, 업계의 주요 개발 목표는 기능 실현 및 더 나은 성능이다. 모터 위치는 일반적으로 집적 칩에 의해 획득되고 진단되는 모터 제어의 가장 중요한 입력량 중 하나이다. 진단 프로세스는 비교적 간단하고, 진단 정확도는 비교적 낮으며, 이는 후속 안전 제어의 신뢰성을 감소시킨다.
본 개시내용의 실시예들은 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스 및 시스템을 제공하며, 이는 모터 파라미터의 진단 정확도를 향상시킴으로써, 안전 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 개시내용의 실시예들의 제1 양태는 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스를 제공한다. 디바이스는 마스터 칩(master chip), 여자 조절 회로(excitation conditioning circuitry), 모터 리졸버 유닛(motor resolver unit), 및 사인 및 코사인 조절 회로(sine and cosine conditioning circuitry)를 포함한다. 마스터 칩은 제1 아날로그-대-디지털 변환기, 제2 아날로그-대-디지털 변환기, 제1 처리 유닛, 및 모니터링 코어를 포함한다.
제1 처리 유닛은 여자 신호(excitation signal)를 여자 조절 회로를 통해 모터 리졸버 유닛에 전송하도록 구성된다. 모터 리졸버 유닛은 여자 신호에 기초하여 사인 아날로그 신호 및 코사인 아날로그 신호를 생성하도록 구성된다. 사인 및 코사인 조절 회로는 사인 아날로그 신호를 처리한 다음 사인 아날로그 신호를 제1 아날로그-대-디지털 변환기에 출력하도록 구성된다. 사인 및 코사인 조절 회로는 코사인 아날로그 신호를 처리한 다음 코사인 아날로그 신호를 제2 아날로그-대-디지털 변환기에 출력하도록 추가로 구성된다.
제1 아날로그-대-디지털 변환기는 처리된 사인 아날로그 신호를 사인 디지털 신호로 변환하고 사인 디지털 신호를 제1 처리 유닛 및 모니터링 코어에 각각 전송하도록 구성된다.
제2 아날로그-대-디지털 변환기는 처리된 코사인 아날로그 신호를 코사인 디지털 신호로 변환하고 코사인 디지털 신호를 제1 처리 유닛 및 모니터링 코어에 각각 전송하도록 구성된다.
제1 처리 유닛은 사인 디지털 신호 및 코사인 디지털 신호에 기초하여 제1 모터 각도를 획득하고 제1 모터 각도를 모니터링 코어에 전송하도록 추가로 구성된다.
모니터링 코어는 사인 디지털 신호를 진단하여 사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하도록 구성된다. 모니터링 코어는 코사인 디지털 신호를 진단하여 코사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하도록 추가로 구성된다. 모니터링 코어는 제1 모터 각도를 진단하여 제1 모터 각도가 비정상적인지 여부를 검출하도록 추가로 구성된다.
본 개시내용의 실시예들의 제2 양태는 모터 파라미터를 진단하기 위한 시스템을 제공한다. 시스템은 제어기 및 본 개시내용의 실시예들의 제1 양태에서의 디바이스를 포함한다. 제어기는 사인 디지털 신호가 비정상이거나, 코사인 디지털 신호가 비정상이거나, 또는 제1 모터 각도가 비정상인 경우에 모터에 대한 제어 동작을 정지시키도록 구성된다.
본 개시내용의 실시예들에서, 제1 모터 각도는 제1 처리 유닛에 의해 계산되고, 제1 모터 각도는 모니터링 코어에 의해 진단된다. 제1 모터 각도의 계산 및 진단은 별개로 수행된다. 각도 계산과 각도 진단이 독립적으로 실행될 수 있기 때문에, 실행 속도가 향상된다. 모니터링 코어는 사인 디지털 신호, 코사인 디지털 신호, 및 제1 모터 각도를 진단하여, 모터의 주요 파라미터들(사인 디지털 신호, 코사인 디지털 신호, 및 제1 모터 각도)의 포괄적인 진단을 실현함으로써, 모터 파라미터의 진단 정확도를 향상시킬 수 있다. 비정상 파라미터가 검출되면, 신속하게 비정상을 처리하여, 안전 제어의 신뢰성을 향상시킨다.
본 개시내용의 실시예들 또는 관련 기술의 기술적 해결책들을 더 명확하게 설명하기 위해, 다음은 실시예들 또는 관련 기술을 설명하기 위해 요구되는 첨부 도면들을 간단히 소개한다. 명백히, 다음의 설명에서의 첨부 도면들은 본 개시내용의 일부 실시예들만을 도시하고, 본 기술분야의 통상의 기술자는 창조적인 노력들 없이 이 첨부 도면들로부터 다른 도면들을 여전히 도출할 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 다른 디바이스의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 다른 디바이스의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 다른 디바이스의 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 다른 디바이스의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 시스템의 개략적인 구조도이다.
이하에서는 본 개시내용의 실시예들에서의 기술적 해결책들을 본 개시내용의 실시예들에서의 첨부 도면들을 참조하여 명확하고 완전하게 설명한다. 명백히, 설명된 실시예들은 실시예들의 전부가 아니라, 본 개시내용의 실시예들의 일부일 뿐이다. 창조적 노력 없이 본 개시내용의 실시예들에 기초하여 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 획득된 모든 다른 실시예들은 본 개시내용의 보호 범위 내에 속한다.
본 개시내용의 명세서, 청구항들, 및 첨부 도면들에서, "제1" 및 "제2"와 같은 용어들은 특정 순서를 나타내기보다는 상이한 대상들을 구별하도록 의도된다. 또한, 용어들 "포함하다", "갖다", 및 이들의 임의의 변형은 비-배타적 포함(non-exclusive inclusion)을 커버하도록 의도된다. 예를 들어, 일련의 단계들 또는 유닛들을 포함하는 프로세스, 방법, 시스템, 제품, 또는 디바이스는 열거된 단계들 또는 유닛들로 제한되지 않으며; 대신에, 열거되지 않은 단계 또는 유닛을 추가로 임의로 포함하거나, 프로세스, 방법, 제품, 또는 디바이스에 고유한 또 다른 단계 또는 유닛을 추가로 임의로 포함한다.
본 개시내용에서 언급된 "실시예"는, 실시예를 참조하여 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 본 명세서의 상이한 위치들에 나타나는 용어는 동일한 실시예를 지칭하지 않을 수 있다. 본 명세서의 상이한 위치들에서 나타나는 용어는 또한 다른 실시예와 상호 배타적인 독립적인 또는 대안적인 실시예를 지칭하지 않을 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시내용에 설명된 실시예들이 다른 실시예들과 조합될 수 있다는 것을 명시적으로 또는 암시적으로 이해한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스의 개략적인 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스(100)는 마스터 칩(10), 여자 조절 회로(20), 모터 리졸버 유닛(30), 및 사인 및 코사인 조절 회로(40)를 포함한다. 마스터 칩(10)은 제1 아날로그-대-디지털 변환기(11), 제2 아날로그-대-디지털 변환기(12), 제1 처리 유닛(13), 및 모니터링 코어(14)를 포함한다.
제1 처리 유닛(13)은 여자 신호를 여자 조절 회로(20)를 통해 모터 리졸버 유닛(30)에 전송하도록 구성된다.
모터 리졸버 유닛(30)은 여자 신호에 기초하여 사인 아날로그 신호 및 코사인 아날로그 신호를 생성하도록 구성된다.
사인 및 코사인 조절 회로(40)는 사인 아날로그 신호를 처리(예를 들어, 필터링 및 증폭)한 다음 사인 아날로그 신호를 제1 아날로그-대-디지털 변환기(11)에 출력하고, 코사인 아날로그 신호를 처리(예를 들어, 필터링 및 증폭)한 다음 코사인 아날로그 신호를 제2 아날로그-대-디지털 변환기(12)에 출력하도록 구성된다.
제1 아날로그-대-디지털 변환기(11)는 처리된 사인 아날로그 신호를 사인 디지털 신호로 변환하고 사인 디지털 신호를 제1 처리 유닛(13) 및 모니터링 코어(14)에 각각 전송하도록 구성된다.
제2 아날로그-대-디지털 변환기(12)는 처리된 코사인 아날로그 신호를 코사인 디지털 신호로 변환하고 코사인 디지털 신호를 제1 처리 유닛(13) 및 모니터링 코어(14)에 각각 전송하도록 구성된다.
제1 처리 유닛(13)은 사인 디지털 신호 및 코사인 디지털 신호에 기초하여 제1 모터 각도를 획득하고 제1 모터 각도를 모니터링 코어(14)에 전송하도록 추가로 구성된다.
모니터링 코어(14)는 사인 디지털 신호를 진단하여 사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하도록 구성된다. 모니터링 코어(14)는 코사인 디지털 신호를 진단하여 코사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하도록 추가로 구성된다. 모니터링 코어(14)는 제1 모터 각도를 진단하여 제1 모터 각도가 비정상적인지 여부를 검출하도록 추가로 구성된다.
본 개시내용의 이 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 처리 유닛(13)의 제1 출력 단자는 여자 조절 회로(20)의 입력 단자와 연결되고, 여자 조절 회로(20)의 출력 단자는 모터 리졸버 유닛(30)의 입력 단자와 연결되고, 모터 리졸버 유닛(30)의 출력 단자는 사인 및 코사인 조절 회로(40)의 입력 단자와 연결되고, 사인 및 코사인 조절 회로(40)의 제1 출력 단자는 제1 아날로그-대-디지털 변환기(11)의 입력 단자와 연결되고, 사인 및 코사인 조절 회로(40)의 제2 출력 단자는 제2 아날로그-대-디지털 변환기(12)의 입력 단자와 연결되고, 제1 아날로그-대-디지털 변환기(11)의 출력 단자는 제1 처리 유닛(13)의 제1 입력 단자 및 모니터링 코어(14)의 제1 입력 단자와 연결되고, 제1 아날로그-대-디지털 변환기(12)의 출력 단자는 제1 처리 유닛(13)의 제2 입력 단자 및 모니터링 코어(14)의 제2 입력 단자와 연결되고, 제1 처리 유닛(13)의 제2 출력 단자는 모니터링 코어(14)의 제3 입력 단자와 연결된다.
제1 처리 유닛(13)은 여자 조절 회로(20)가 여자(Ext) 신호를 생성하고, 여자(Ext) 신호를 모터 리졸버 유닛(30)에 전송하는 것을 제어하기 위해 여자 조절 회로(20)에 제어 명령을 전송할 수 있다. 여자 신호를 수신한 후, 모터 리졸버 유닛(30)은 사인(Sin) 아날로그 신호 및 코사인(Cos) 아날로그 신호를 생성한다. 여자 신호는 AC 전압 신호 또는 AC 전류 신호일 수 있다. 모터 리졸버 유닛(30)은 모터 회전자의 회전 각도 측정, 모터 회전자의 위치 검출 등을 할 수 있다.
예를 들어, AC 여자 전압이 모터 리졸버 유닛(30)의 리졸버 송신기(resolver transmitter)의 회전자 권선에 인가되고, 리졸버 송신기는 리졸버의 고정자 권선과 대응하여 연결된다. 2개의 회전 샤프트 사이의 각도 차이의 사인 함수에 비례하는 기전력이 리졸버의 회전자 권선의 양단에서 출력된다. 각도 차이가 비교적 작을 때, 출력된 기전력은 각도 차이에 대략 비례한다. 따라서, 한 쌍의 리졸버들은 모터 회전자의 회전 각도를 측정하도록 구성될 수 있다.
모터 리졸버 유닛(30)은 사인 및 코사인 리졸버일 수 있다. 리졸버는 자동 제어 디바이스들의 정밀-제어 마이크로-모터이다. 물리적 성질의 관점에서, 리졸버는 회전가능한 변압기로서 간주될 수 있다. 변압기의 1차 권선 및 2차 권선은 각각 고정자 및 회전자 상에 배치된다. AC 여자 전압이 리졸버의 1차 측에 인가될 때, 리졸버의 2차 측의 출력 전압은 회전자의 회전 각도와 엄격한 기능 관계를 유지하여, 각도 검출, 계산, 또는 송신과 같은 기능을 실현한다. 사인 및 코사인 리졸버의 출력 권선의 전압은 회전자의 회전 각도의 사인 및 코사인 함수이다.
사인 및 코사인 조절 회로(40)는 사인 아날로그 신호를 처리(예를 들어, 필터링 및 증폭)한 다음 사인 아날로그 신호를 제1 아날로그-대-디지털 변환기(11)에 출력하고, 코사인 아날로그 신호를 처리(예를 들어, 필터링 및 증폭)한 다음 코사인 아날로그 신호를 제2 아날로그-대-디지털 변환기(12)에 출력한다.
제1 아날로그-대-디지털 변환기(11)는 사인 아날로그 신호를 처리하도록 구성되고, 제2 아날로그-대-디지털 변환기(12)는 코사인 아날로그 신호를 처리하도록 구성된다.
제1 처리 유닛(13)은 모터 각도의 계산과 같은 특정 계산들을 위해 적응된 코-프로세서일 수 있다.
모니터링 코어(14)는 로직, 제어, 및 의사-결정을 구현하도록 구성된다. 모니터링 코어(14)는 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)일 수 있다.
마스터 칩(10)은, 모터 위치의 디코딩과 모터 파라미터의 진단을 실현할 수 있는, 다수의 모듈들(제1 아날로그-대-디지털 변환기(11), 제2 아날로그-대-디지털 변환기(12), 제1 처리 유닛(13), 및 모니터링 코어(14))이 집적된 칩이다.
본 개시내용의 이 실시예에서, 제1 모터 각도는 제1 처리 유닛에 의해 계산되고, 제1 모터 각도는 모니터링 코어에 의해 진단된다. 제1 모터 각도의 계산 및 진단은 별개로 수행된다. 각도 계산과 각도 진단이 독립적으로 실행될 수 있기 때문에, 실행 속도가 향상된다. 모니터링 코어는 사인 디지털 신호, 코사인 디지털 신호, 및 제1 모터 각도를 진단하여, 모터의 주요 파라미터들(사인 디지털 신호, 코사인 디지털 신호, 및 제1 모터 각도)의 포괄적인 진단을 실현함으로써, 모터 파라미터의 진단 정확도를 향상시킬 수 있다. 비정상 파라미터가 검출되면, 신속하게 비정상을 처리하여, 안전 제어의 신뢰성을 향상시킨다.
선택적으로, 사인 디지털 신호는 사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하기 위해 모니터링 코어(14)에 의해 진단된다. 이는 구체적으로 다음을 포함한다: 모니터링 코어(14)에 의해, 사인 디지털 신호와 미리 설정된 사인 디지털 신호 임계값 사이의 차이가 사인 신호 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고, 그렇지 않다면, 사인 디지털 신호가 비정상이라고 결정하고, 그렇다면, 사인 디지털 신호가 정상이라고 결정하는 단계.
코사인 디지털 신호는 코사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하기 위해 모니터링 코어(14)에 의해 진단된다. 이는 구체적으로 다음을 포함한다: 모니터링 코어(14)에 의해, 코사인 디지털 신호와 미리 설정된 코사인 디지털 신호 임계값 사이의 차이가 코사인 신호 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고, 그렇지 않다면, 코사인 디지털 신호가 비정상이라고 결정하고, 그렇다면, 코사인 디지털 신호가 정상이라고 결정하는 단계.
제1 모터 각도는 제1 모터 각도가 비정상인지 여부를 검출하기 위해 모니터링 코어(14)에 의해 진단된다. 이는 구체적으로 다음을 포함한다: 모니터링 코어(14)에 의해, 제1 모터 각도와 미리 설정된 각도 임계값 사이의 차이가 각도 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고, 그렇지 않다면, 제1 모터 각도가 비정상이라고 결정하고, 그렇다면, 제1 모터 각도가 정상이라고 결정하는 단계.
본 개시내용의 이 실시예에서, 미리 설정된 사인 디지털 신호 임계값은 여자 신호에 대응할 수 있다. 상이한 미리 설정된 사인 디지털 신호 임계값은 상이한 여자 신호에 기초하여 결정될 수 있다. 일반적으로, 여자 신호의 주파수 및 진폭은 일정하고, 미리 설정된 사인 디지털 신호 임계값은 일정하다. 미리 설정된 사인 디지털 신호 임계값은 미리 설정되어 모니터링 코어(14)의 (비휘발성 메모리와 같은) 메모리에 저장될 수 있다.
유사하게, 미리 설정된 코사인 디지털 신호 임계값은 여자 신호에 대응할 수 있다. 상이한 미리 설정된 코사인 디지털 신호 임계값은 상이한 여자 신호에 기초하여 결정될 수 있다. 일반적으로, 여자 신호의 주파수 및 진폭은 일정하고, 미리 설정된 코사인 디지털 신호 임계값은 일정하다. 미리 설정된 코사인 디지털 신호 임계값은 미리 설정되어 모니터링 코어(14)의 (비휘발성 메모리와 같은) 메모리에 저장될 수 있다.
유사하게, 미리 설정된 각도 임계값은 여자 신호에 대응할 수 있다. 상이한 미리 설정된 각도 임계값은 상이한 여자 신호에 기초하여 결정될 수 있다. 일반적으로, 여자 신호의 주파수 및 진폭은 고정되고, 미리 설정된 각도 임계값은 고정된다. 미리 설정된 각도 임계값은 미리 설정되어 모니터링 코어(14)의 (비휘발성 메모리와 같은) 메모리에 저장될 수 있다.
사인 신호 진단 임계값의 범위는 모터 리졸버 유닛(30)에 의해 생성된 사인 아날로그 신호가 비정상인지 여부를 결정하기 위한 기준이다. 코사인 신호 진단 임계값의 범위는 모터 리졸버 유닛(30)에 의해 생성된 코사인 아날로그 신호가 비정상인지 여부를 결정하기 위한 기준이다. 각도 진단 임계값의 범위는 제1 처리 유닛(13)에 의해 계산된 제1 모터 각도가 비정상인지 여부를 결정하기 위한 기준이다.
사인 신호 진단 임계값은 -A 내지 +A의 범위일 수 있고, 여기서 A는 양수이다. 코사인 신호 진단 임계값은 -B 내지 +B의 범위일 수 있고, 여기서 B는 양수이다. 각도 진단 임계값은 -C 내지 +C의 범위일 수 있고, 여기서 C는 양수이다.
선택적으로, 사인 신호 진단 임계값은 모터의 모델, 차량의 모델, 또는 차량이 위치되는 시나리오 중 적어도 하나에 기초하여 결정된다. 코사인 신호 진단 임계값은 모터의 모델, 차량의 모델, 또는 차량이 위치되는 시나리오 중 적어도 하나에 기초하여 결정된다. 각도 진단 임계값은 모터의 모델, 차량의 모델, 또는 차량이 위치되는 시나리오 중 적어도 하나에 기초하여 결정된다.
본 개시내용의 이 실시예에서, 모터의 상이한 모델은 모터 파라미터의 비정상을 진단하기 위한 상이한 기준에 대응한다. 모니터링 코어(14)는 모터의 상이한 모델에 대해 상이한 임계값을 설정하고, 차량의 상이한 모델에 대해 상이한 임계값을 설정할 수 있다. 차량이 위치되는 상이한 시나리오는 모터 파라미터의 비정상을 진단하기 위한 상이한 기준에 대응한다. 예를 들어, 고속도로에서 모터 파라미터의 비정상을 진단하기 위한 기준은 산악 도로에서 모터 파라미터의 비정상을 진단하기 위한 기준과 상이할 수 있다.
본 개시내용의 이 실시예에서의 모터 파라미터에 대한 진단 기준은 차량이 위치되는 시나리오에 따라 달라질 수 있으며, 이는 모터 파라미터의 진단 정확도를 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 모니터링 코어(14)는 사인 신호 임계값의 수정 명령(revision instruction)을 수신하고, 사용자에 의해 입력된 사인 신호 진단 임계값의 정보를 수신하고, 사인 신호 진단 임계값의 정보에 따라 사인 신호 진단 임계값의 범위를 수정하도록 추가로 구성된다.
본 개시내용의 이 실시예에서, 사용자는 사인 신호 진단 임계값의 범위를 수정하여 현재 사용자의 요건들을 충족시킴으로써, 사용자 경험을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 모니터링 코어(14)는 코사인 신호 임계값의 수정 명령을 수신하고, 사용자에 의해 입력된 코사인 신호 진단 임계값의 정보를 수신하고, 코사인 신호 진단 임계값의 정보에 따라 코사인 신호 진단 임계값의 범위를 수정하도록 추가로 구성된다.
본 개시내용의 이 실시예에서, 사용자는 코사인 신호 진단 임계값의 범위를 수정하여 현재 사용자의 요건들을 충족시킴으로써, 사용자 경험을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 모니터링 코어(14)는 각도 임계값의 수정 명령을 수신하고, 사용자에 의해 입력된 각도 진단 임계값의 정보를 수신하고, 각도 진단 임계값의 정보에 따라 각도 진단 임계값의 범위를 수정하도록 추가로 구성된다.
본 개시내용의 이 실시예에서, 모니터링 코어는 진단을 독립적으로 실행할 수 있다. 따라서, 모니터링 코어의 진단 임계값은 현재 모델 및 현재 사용자의 요건들을 충족시키기 위해 외부에서 실시간으로 설정될 수 있다. 이러한 방식으로, 적용 범위가 확장되고 사용자 경험이 향상된다. 사용자는 각도 진단 임계값의 범위를 수정하여 현재 사용자의 요건들을 충족시킴으로써, 사용자 경험을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 다른 디바이스의 개략적인 구조도이다. 도 2는 도 1에 기초한 추가의 최적화에 의해 획득된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1에 기초하여, 기능 코어(15)가 추가된다. 기능 코어(15)는 제1 처리 유닛(13)과 연결될 수 있다.
제1 처리 유닛(13)은 사인 디지털 신호 및 코사인 디지털 신호에 기초하여 제1 모터 각도를 획득한 후에 기능 코어(15)에 제1 모터 각도를 전송하도록 추가로 구성된다.
기능 코어(15)는 특정 기능을 구현하도록 구성되는 칩일 수 있다. 기능 코어(15)는 차량의 일부 특정 기능들을 구현할 수 있다. 구체적으로, 기능 코어(15)는 제1 모터 각도에 기초하여 차량의 모터 속도의 자동 제어를 실현할 수 있다.
선택적으로, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 다른 디바이스의 개략적인 구조도이다. 도 3은 도 2에 기초한 추가의 최적화에 의해 획득된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에 기초하여, 제어기(50)가 추가된다. 제어기(50)는 모니터링 코어(14)와 연결될 수 있다.
모니터링 코어(14)에 의해 비정상이 진단되면, 모니터링 코어(14)는 비정상 신호를 제어기(50)에 송신할 수 있고, 제어기(50)는 비정상 신호에 기초하여 비정상을 처리할 수 있다. 사인 디지털 신호, 코사인 디지털 신호, 또는 제1 모터 각도 중 임의의 것이 비정상일 때, 신속하게 비정상을 처리할 수 있다. 이러한 방식으로, 안전 제어의 신뢰성이 향상되고, 바람직한 단일-고장점 커버리지(single-point-of-failure coverage)가 실현되어, 공통 원인 고장을 회피할 수 있다.
선택적으로, 모니터링 코어(14)에 의해 비정상이 진단되면, 모니터링 코어(14)는 진단 결과를 다른 디바이스들에 송신할 수 있으므로, 다른 디바이스들이 진단 결과에 따라 대응하는 동작을 실행할 수 있어, 안전 제어를 실현할 수 있다. 예를 들어, 제1 모터 각도가 비정상적인 것으로 진단되면, 제1 모터 각도는 제1 모터 각도에 따라 제어를 수행할 필요가 있는 다른 디바이스들 및 제1 모터 각도를 중간량으로서 취할 필요가 있는 다른 디바이스들에 송신될 수 있다.
선택적으로, 도 4를 참조하면, 도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 다른 디바이스의 개략적인 구조도이다. 도 4는 도 1에 기초한 추가의 최적화에 의해 획득된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 도 1에 기초하여, 제2 처리 유닛(16)이 추가된다. 제1 처리 유닛(13)은 제2 처리 유닛(16)에 의해 모니터링 코어(14)와 연결될 수 있다.
제2 처리 유닛(16)의 입력 단자는 제1 처리 유닛(13)의 제2 출력 단자와 연결되고, 제2 처리 유닛(16)의 출력 단자는 모니터링 코어(14)의 제3 입력 단자와 연결된다.
제1 처리 유닛(13)은 사인 디지털 신호 및 코사인 디지털 신호에 기초하여 제1 모터 각도를 획득한 후에 제2 처리 유닛(16)에 제1 모터 각도를 전송하도록 추가로 구성된다.
제2 처리 유닛(16)은 제1 모터 각도에 대한 최적의 계산을 수행하여 더 정확한 제2 모터 각도를 획득하고 제2 모터 각도를 모니터링 코어(14)에 전송하도록 구성된다.
모니터링 코어(14)는 제2 모터 각도를 진단하여 제2 모터 각도가 비정상적인지 여부를 검출하도록 추가로 구성된다.
본 개시내용의 이 실시예에서, 제2 처리 유닛은 제1 모터 각도를 최적화하고, 각도 계산 결과를 최적화하여, 최적화된 각도에 따라 더 정확한 제어를 수행함으로써, 제어 정확도를 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 제2 처리 유닛(16)은 필터링에 의해 제1 모터 각도(예를 들어, Theta_A)를 최적화하여 더 정확한 제2 모터 각도(예를 들어, Theta_B)를 획득할 수 있다. 후속하여, 제2 모터 각도는 안전 제어를 위해 적용될 수 있고, 이는 제1 모터 각도보다 더 높은 제어 정확도를 초래한다.
선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 처리 유닛(13)은 사인 디지털 신호 및 코사인 디지털 신호에 기초하여 제1 모터 각도를 획득한 후에 제1 모터 각도를 복조하여, 복조된 신호를 획득하고, 복조된 신호를 모니터링 코어(14)에 전송하도록 추가로 구성된다. 모니터링 코어(14)는 복조된 신호를 진단하도록 추가로 구성된다.
선택적으로, 제2 모터 각도는 제2 모터 각도가 비정상인지 여부를 검출하기 위해 모니터링 코어(14)에 의해 진단된다. 이는 구체적으로 다음을 포함한다: 모니터링 코어(14)에 의해, 제2 모터 각도와 미리 설정된 각도 임계값 사이의 차이가 각도 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고, 그렇지 않다면, 제2 모터 각도가 비정상이라고 결정하고, 그렇다면, 제2 모터 각도가 정상이라고 결정하는 단계.
각도 진단 임계값의 범위는 제2 처리 유닛(16)에 의해 최적화된 제2 모터 각도가 비정상인지 여부를 결정하기 위한 기준이다. 제2 모터 각도의 진단은 제1 모터 각도의 진단과 유사하다.
선택적으로, 모니터링 코어(14)는 사인 디지털 신호 및 코사인 디지털 신호에 기초하여 제3 모터 각도를 획득하도록 추가로 구성된다.
제1 모터 각도는 제1 모터 각도가 비정상인지 여부를 검출하기 위해 모니터링 코어(14)에 의해 진단된다. 이는 구체적으로 다음을 포함한다: 모니터링 코어(14)에 의해, 제1 모터 각도와 제3 모터 각도 사이의 차이가 각도 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고, 그렇지 않다면, 제1 모터 각도가 비정상이라고 결정하고, 그렇다면, 제1 모터 각도가 정상이라고 결정하는 단계.
본 개시내용의 이 실시예에서, 제1 처리 유닛과 같이, 모니터링 코어는 사인 디지털 신호 및 코사인 디지털 신호에 기초하여 제3 모터 각도를 획득할 수 있다. 동일한 각도가 2개의 상이한 모듈에 의해 계산되고, 2개의 상이한 모듈에 의해 계산된 각도들 사이의 차이에 따라 제1 모터 각도가 비정상인지 여부가 결정된다 (2개의 상이한 모듈에 의해 계산된 각도들 사이의 차이의 절대값이 제1 임계값보다 큰 경우, 제1 모터 각도가 비정상이라고 결정되고; 2개의 상이한 모듈에 의해 계산된 각도들 사이의 차이의 절대값이 제1 임계값보다 작은 경우, 제1 모터 각도가 정상이라고 결정된다). 따라서, 모터 각도의 진단 정확도가 향상되어, 안전 제어의 신뢰성이 향상된다.
선택적으로, 도 5를 참조하면, 도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 다른 디바이스의 개략적인 구조도이다. 도 5는 도 4에 기초한 추가의 최적화에 의해 획득된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4에 기초하여, 기능 코어(15)가 추가된다. 기능 코어(15)는 제2 처리 유닛(16)과 연결될 수 있다.
제2 처리 유닛(16)은 제1 모터 각도에 대한 최적의 계산을 수행하여, 더 정확한 제2 모터 각도를 획득하고, 제2 모터 각도를 기능 코어(15)에 전송하도록 추가로 구성된다.
기능 코어(15)는 특정 기능을 구현하도록 구성되는 칩일 수 있다. 기능 코어(15)는 차량의 일부 특정 기능들을 구현할 수 있다. 구체적으로, 기능 코어(15)는 제2 모터 각도에 기초하여 차량의 모터 속도의 자동 제어를 실현할 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 모터 파라미터를 진단하기 위한 시스템의 개략적인 구조도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 모터 파라미터를 진단하기 위한 시스템(200)은 제어기(50) 및 도 4에 도시된 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스(100)를 포함한다. 제어기(50)는 사인 디지털 신호가 비정상이거나, 코사인 디지털 신호가 비정상이거나, 또는 제1 모터 각도가 비정상인 경우에 모터에 대한 제어 동작을 정지시키도록 구성된다.
모니터링 코어(14)가 제2 모터 각도가 비정상이라고 진단하면, 모니터링 코어(14)는 비정상 신호를 제어기(50)에 송신할 수 있고, 제어기(50)는 비정상 신호에 기초하여 비정상을 처리할 수 있다. 이러한 방식으로, 안전 제어의 성능이 향상되고, 바람직한 단일-고장점 커버리지가 실현되어, 공통 원인 고장을 회피할 수 있다.
제어기(50)는 실행 디바이스(executive device), 즉, 실행 허가를 갖는 디바이스일 수 있다. 실행 디바이스에 의한 동작들의 실행은 모터 파라미터에 의해 쉽게 영향을 받고, 모터 파라미터의 비정상은 실행 디바이스에 의한 동작들의 실행에 안전 위험을 가져올 수 있다.
도 6에 도시된 모터 파라미터를 진단하기 위한 시스템은 차량 시스템에 적용가능하다.
선택적으로, 도 6에 도시된 모터 파라미터를 진단하기 위한 시스템은 제어기(50) 및 도 5에 도시된 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스(100)를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 이 실시예에서, 제1 모터 각도는 제1 처리 유닛에 의해 계산되고, 제1 모터 각도는 모니터링 코어에 의해 진단된다. 따라서, 제1 모터 각도의 계산 및 진단은 별개로 수행된다. 각도 계산과 각도 진단이 독립적으로 실행될 수 있기 때문에, 실행 속도가 향상된다. 모니터링 코어는 사인 디지털 신호, 코사인 디지털 신호, 및 제1 모터 각도를 진단하여, 모터의 주요 파라미터들(사인 디지털 신호, 코사인 디지털 신호, 및 제1 모터 각도)의 포괄적인 진단을 실현함으로써, 모터 파라미터의 진단 정확도를 향상시킬 수 있다. 비정상 파라미터가 검출되면, 신속하게 비정상을 처리하여, 안전 제어의 신뢰성을 향상시킨다.
전술한 실시예들에서, 각각의 실시예의 설명들은 상이한 초점들을 가지며, 실시예에서 상세히 설명되지 않은 부분에 대해서는, 다른 실시예들의 관련 설명이 참조될 수 있다.
본 개시내용에 제공된 실시예들에서, 개시된 장치는 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 위에서 설명한 장치 실시예는 단지 개략적인 실시예일 뿐이다. 예를 들어, 유닛들의 분할은 단지 논리 기능들의 분할일 뿐이고, 분할 방식들이 실제 구현에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 다수의 유닛들 또는 컴포넌트들이 조합되거나 다른 시스템에 통합될 수 있거나, 또는 일부 특징들이 무시되거나 수행되지 않을 수 있다. 또한, 표시되거나 논의된 상호 결합들 또는 직접 결합들 또는 통신 연결들은 일부 인터페이스들에 의해 구현될 수 있고; 장치들 또는 유닛들 사이의 간접 결합들 또는 통신 연결들은 전기적이거나 다른 형태들일 수 있다.
별개의 부분들로서 설명된 유닛들은 물리적으로 별개일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 유닛들로서 표시된 부분들은 물리적 유닛들일 수 있거나 그렇지 않을 수 있고, 하나의 위치에 위치될 수 있거나, 복수의 네트워크 유닛 상에 분산될 수 있다. 유닛들 중 일부 또는 전부가 실시예들의 해결책들의 목적들을 달성하기 위해 실제 요건들에 따라 선택될 수 있다.
또한, 본 개시내용의 실시예들에서의 기능 유닛들이 하나의 처리 유닛으로 통합될 수 있거나, 또는 이러한 유닛들 각각은 물리적으로 분리될 수 있거나, 또는 2개 이상의 유닛이 하나의 유닛으로 통합될 수 있다. 전술한 통합된 유닛은 하드웨어의 형태로 구현될 수 있거나, 또는 소프트웨어 프로그램 모듈의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시내용의 실시예들이 위에서 상세히 설명된다. 본 개시내용의 원리들 및 구현들은 본 명세서에서의 특정 예들을 통해 설명되고, 실시예들의 설명들은 단지 본 개시내용의 방법들 및 핵심 아이디어들을 이해하는 것을 돕도록 의도된 것일 뿐이다. 한편, 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 개시내용의 아이디어들에 따라 특정 구현들 및 응용 범위들에 대해 수정들을 행할 수 있다. 결론적으로, 명세서의 내용은 본 개시내용에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 한다.

Claims (10)

  1. 모터 파라미터를 진단하기 위한 디바이스로서,
    마스터 칩(master chip), 여자 조절 회로(excitation conditioning circuitry), 모터 리졸버 유닛(motor resolver unit), 및 사인 및 코사인 조절 회로(sine and cosine conditioning circuitry)를 포함하고, 상기 마스터 칩은 제1 아날로그-대-디지털 변환기, 제2 아날로그-대-디지털 변환기, 제1 처리 유닛, 및 모니터링 코어를 포함하고;
    상기 제1 처리 유닛은 여자 신호(excitation signal)를 상기 여자 조절 회로를 통해 상기 모터 리졸버 유닛에 전송하도록 구성되고; 상기 모터 리졸버 유닛은 상기 여자 신호에 기초하여 사인 아날로그 신호 및 코사인 아날로그 신호를 생성하도록 구성되고; 상기 사인 및 코사인 조절 회로는 상기 사인 아날로그 신호를 처리한 다음 상기 사인 아날로그 신호를 상기 제1 아날로그-대-디지털 변환기에 출력하도록 구성되고; 상기 사인 및 코사인 조절 회로는 상기 코사인 아날로그 신호를 처리한 다음 상기 코사인 아날로그 신호를 상기 제2 아날로그-대-디지털 변환기에 출력하도록 추가로 구성되고;
    상기 제1 아날로그-대-디지털 변환기는 처리된 사인 아날로그 신호를 사인 디지털 신호로 변환하고 상기 사인 디지털 신호를 상기 제1 처리 유닛 및 상기 모니터링 코어에 각각 전송하도록 구성되고;
    상기 제2 아날로그-대-디지털 변환기는 처리된 코사인 아날로그 신호를 코사인 디지털 신호로 변환하고 상기 코사인 디지털 신호를 상기 제1 처리 유닛 및 상기 모니터링 코어에 각각 전송하도록 구성되고;
    상기 제1 처리 유닛은 상기 사인 디지털 신호 및 상기 코사인 디지털 신호에 기초하여 제1 모터 각도를 획득하고 상기 제1 모터 각도를 상기 모니터링 코어에 전송하도록 추가로 구성되고;
    상기 모니터링 코어는 상기 사인 디지털 신호를 진단하여 상기 사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하도록 구성되고; 상기 모니터링 코어는 상기 코사인 디지털 신호를 진단하여 상기 코사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하도록 추가로 구성되고; 상기 모니터링 코어는 상기 제1 모터 각도를 진단하여 상기 제1 모터 각도가 비정상적인지 여부를 검출하도록 추가로 구성되는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모니터링 코어에 의해 상기 사인 디지털 신호를 진단하여 상기 사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하는 것은:
    상기 모니터링 코어에 의해, 상기 사인 디지털 신호와 미리 설정된 사인 디지털 신호 임계값 사이의 차이가 사인 신호 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고; 그렇지 않다면, 상기 사인 디지털 신호가 비정상이라고 결정하는 것을 포함하며;
    상기 모니터링 코어에 의해 상기 코사인 디지털 신호를 진단하여 상기 코사인 디지털 신호가 비정상인지 여부를 검출하는 것은:
    상기 모니터링 코어에 의해, 상기 코사인 디지털 신호와 미리 설정된 코사인 디지털 신호 임계값 사이의 차이가 코사인 신호 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고; 그렇지 않다면, 상기 코사인 디지털 신호가 비정상이라고 결정하는 것을 포함하며;
    상기 모니터링 코어에 의해 상기 제1 모터 각도를 진단하여 상기 제1 모터 각도가 비정상인지 여부를 검출하는 것은:
    상기 모니터링 코어에 의해, 상기 제1 모터 각도와 미리 설정된 각도 임계값 사이의 차이가 각도 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고, 그렇지 않다면, 상기 제1 모터 각도가 비정상이라고 결정하는 것을 포함하는, 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 사인 신호 진단 임계값은 모터의 모델, 차량의 모델, 또는 상기 차량이 위치되는 시나리오 중 적어도 하나에 기초하여 결정되고; 상기 코사인 신호 진단 임계값은 상기 모터의 모델, 상기 차량의 모델, 또는 상기 차량이 위치되는 시나리오 중 적어도 하나에 기초하여 결정되고; 상기 각도 진단 임계값은 상기 모터의 모델, 상기 차량의 모델, 또는 상기 차량이 위치되는 시나리오 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 모니터링 코어는 사인 신호 임계값의 수정 명령(revision instruction)을 수신하고, 사용자에 의해 입력된 상기 사인 신호 진단 임계값의 정보를 수신하고, 상기 사인 신호 진단 임계값의 정보에 따라 상기 사인 신호 진단 임계값의 범위를 수정하도록 추가로 구성되는, 디바이스.
  5. 제2항에 있어서, 상기 모니터링 코어는 코사인 신호 임계값의 수정 명령을 수신하고, 사용자에 의해 입력된 상기 코사인 신호 진단 임계값의 정보를 수신하고, 상기 코사인 신호 진단 임계값의 정보에 따라 상기 코사인 신호 진단 임계값의 범위를 수정하도록 추가로 구성되는, 디바이스.
  6. 제2항에 있어서, 상기 모니터링 코어는 각도 임계값의 수정 명령을 수신하고, 사용자에 의해 입력된 상기 각도 진단 임계값의 정보를 수신하고, 상기 각도 진단 임계값의 정보에 따라 상기 각도 진단 임계값의 범위를 수정하도록 추가로 구성되는, 디바이스.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 처리 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 제1 처리 유닛은 상기 사인 디지털 신호 및 상기 코사인 디지털 신호에 기초하여 상기 제1 모터 각도를 획득한 후에 상기 제2 처리 유닛에 상기 제1 모터 각도를 전송하도록 추가로 구성되고;
    상기 제2 처리 유닛은 상기 제1 모터 각도에 대한 최적의 계산을 수행하여 제2 모터 각도를 획득하고 상기 제2 모터 각도를 상기 모니터링 코어에 전송하도록 구성되고;
    상기 모니터링 코어는 상기 제2 모터 각도를 진단하여 상기 제2 모터 각도가 비정상적인지 여부를 검출하도록 추가로 구성되는, 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 모니터링 코어에 의해 상기 제2 모터 각도를 진단하여 상기 제2 모터 각도가 비정상인지 여부를 검출하는 것은:
    상기 모니터링 코어에 의해, 상기 제2 모터 각도와 상기 미리 설정된 각도 임계값 사이의 차이가 상기 각도 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고; 그렇지 않다면, 상기 제2 모터 각도가 비정상이라고 결정하는 것을 포함하는, 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 코어는 상기 사인 디지털 신호 및 상기 코사인 디지털 신호에 기초하여 제3 모터 각도를 획득하도록 추가로 구성되고;
    상기 모니터링 코어에 의해 상기 제1 모터 각도를 진단하여 상기 제1 모터 각도가 비정상인지 여부를 검출하는 것은:
    상기 모니터링 코어에 의해, 상기 제1 모터 각도와 상기 제3 모터 각도 사이의 차이가 각도 진단 임계값의 범위 내에 있는지 여부를 검출하고, 그렇지 않다면, 상기 제1 모터 각도가 비정상이라고 결정하는 것을 포함하는, 디바이스.
  10. 모터 파라미터를 진단하기 위한 시스템으로서,
    제어기 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 디바이스를 포함하고, 상기 제어기는 상기 사인 디지털 신호가 비정상이거나, 상기 코사인 디지털 신호가 비정상이거나, 또는 상기 제1 모터 각도가 비정상인 경우에 상기 모터에 대한 제어 동작을 정지시키도록 구성되는, 시스템.
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