(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-09
(54)【発明の名称】モータ制御システム及びそれを備えた車両
(51)【国際特許分類】
B60L 3/00 20190101AFI20230302BHJP
B60L 9/18 20060101ALI20230302BHJP
B60L 58/20 20190101ALI20230302BHJP
H02P 29/028 20160101ALI20230302BHJP
【ＦＩ】
B60L3/00 J
B60L9/18 J
B60L58/20
H02P29/028
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022540598
(86)(22)【出願日】2020-12-29
(85)【翻訳文提出日】2022-08-26
(86)【国際出願番号】 CN2020140926
(87)【国際公開番号】W WO2021136279
(87)【国際公開日】2021-07-08
(31)【優先権主張番号】201911420460.9
(32)【優先日】2019-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】510177809
【氏名又は名称】ビーワイディー カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100169904
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100221372
【弁理士】
【氏名又は名称】岡崎 信治
(72)【発明者】
【氏名】▲喩▼▲軼▼▲龍▼
(72)【発明者】
【氏名】徐▲魯▼▲輝▼
(72)【発明者】
【氏名】杜智勇
(72)【発明者】
【氏名】▲齊▼阿喜
(72)【発明者】
【氏名】▲楊▼▲広▼明
【テーマコード（参考）】
5H125
5H501
【Ｆターム（参考）】
5H125AA01
5H125BA00
5H125BB07
5H125BC29
5H125EE02
5H125EE03
5H125EE06
5H125EE07
5H125EE26
5H501AA20
5H501BB08
5H501CC09
5H501EE08
5H501HA08
5H501HA09
5H501HB07
5H501HB16
5H501LL22
5H501LL23
5H501LL35
5H501LL52
5H501MM09
5H501MM11
(57)【要約】
モータ制御システム及び車両であり、該モータ制御システム（１）は、モータ駆動モジュール（１０）、マルチコア処理モジュール（２０）、及び安全ロジックモジュール（３０）を含み、マルチコア処理モジュール（２０）は、主機能コア（２１）及びロックステップ監視コア（２２）を含み、主機能コア（２１）は、サンプリングデータを取得し、サンプリングデータ、主機能コア（２１）の動作状態、モータ制御信号、及びモータの動作状態のいずれか１つに異常が発生する場合、ロックステップ監視コア（２２）は、安全トリガー信号を出力し、安全ロジックモジュール（３０）は、安全トリガー信号を受信すると、モータ制御信号の実行を禁止する指令をモータ駆動モジュール（１０）に出力する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータ駆動モジュールと、主機能コア及びロックステップ監視コアを含み、前記主機能コアがサンプリングデータを取得すると共に、前記サンプリングデータに基づいてモータ制御信号を生成し、前記ロックステップ監視コアが、主機能コアのサンプリングデータ、主機能コアの動作状態、モータ制御信号、及びモータの動作状態を監視し、サンプリングデータ、主機能コアの動作状態、モータ制御信号、及びモータの動作状態のいずれか１つに異常が発生する場合、駆動制御を制限し、安全トリガー信号を出力するマルチコア処理モジュールと、
前記マルチコア処理モジュールにそれぞれ接続され、前記安全トリガー信号を受信すると、前記モータ制御信号の実行を禁止する指令をモータ駆動モジュールに出力する安全ロジックモジュールと、
を含むことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項2】
前記マルチコア処理モジュール及び前記モータ駆動モジュールにそれぞれ接続され、前記サンプリングデータを取得し、前記主機能コアが故障する場合、前記サンプリングデータに基づいて前記モータ制御信号を生成する補助制御モジュールを更に含み、前記ロックステップ監視コアは、更に、前記補助制御モジュールが故障する場合、前記モータ制御信号が異常であるか否かを判定し、
前記モータ制御信号が異常であると、ロックステップ監視コアは、駆動制御を制限すると共に、安全トリガー信号を出力し、
安全ロジックモジュールは、前記マルチコア処理モジュールにそれぞれ接続され、前記安全トリガー信号を受信すると、前記モータ制御信号の実行を禁止する指令をモータ駆動モジュールに出力することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項3】
電源信号を前記マルチコア処理モジュールに供給すると共に、前記マルチコア処理モジュールの動作状態を監視し、かつ前記マルチコア処理モジュールが故障する場合、安全制御信号を出力する電源管理モジュールを更に含み、前記安全ロジックモジュールは、電源管理モジュールに接続され、安全制御信号を受信すると、モータ制御信号の実行を禁止する指令をモータ駆動モジュールに出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御システム。
【請求項4】
前記電源管理モジュール及び前記モータ駆動モジュールにそれぞれ接続され、第１の給電停止信号を受信すると、前記モータ駆動モジュールへの給電を停止する低電圧電源モジュールを更に含み、前記マルチコア処理モジュールは、前記低電圧電源モジュールに接続され、前記ロックステップ監視コアから出力された前記安全トリガー信号に応答し、前記モータ駆動モジュールが予想通りにロックステップ監視コアの安全トリガー信号に応答できない場合、ロックステップ監視コアは前記第１の給電停止信号を出力することを特徴とする請求項３に記載のモータ制御システム。
【請求項5】
前記低電圧電源モジュールは、前記モータ駆動モジュール及び前記マルチコア処理モジュールに接続され、前記モータ駆動モジュールに給電すると共に、前記第１の給電停止信号を受信すると出力を停止する第１のＤＣ／ＤＣユニットと、
第１の逆流防止ダイオードにより前記第１のＤＣ／ＤＣユニット、前記電源管理モジュールにそれぞれ接続され、前記電源管理モジュールに給電する低電圧電源と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載のモータ制御システム。
【請求項6】
前記電源管理モジュール及び前記モータ駆動モジュールにそれぞれ接続され、第１の給電信号を受信すると、給電信号を出力して前記電源管理モジュール及び前記モータ駆動モジュールに給電する予備電源モジュールを更に含み、前記マルチコア処理モジュールは、前記予備電源モジュールに接続され、前記低電圧電源の出力が異常である場合、前記第１の給電信号を前記予備電源モジュールに出力することを特徴とする請求項４又は５に記載のモータ制御システム。
【請求項7】
前記予備電源モジュールは、高電圧電源及び第２のＤＣ／ＤＣユニットを含み、前記高電圧電源は、前記第２のＤＣ／ＤＣユニットにより前記電源管理モジュール及び前記第１のＤＣ／ＤＣユニットにそれぞれ接続され、
前記マルチコア処理モジュールは、前記第２のＤＣ／ＤＣユニットに接続され、前記低電圧電源の出力が異常である場合、前記第２のＤＣ／ＤＣユニットをオンにするように制御するか、又は、前記第２のＤＣ／ＤＣユニットの出力が異常である場合、前記第２のＤＣ／ＤＣユニットをオフにするように制御することを特徴とする請求項６に記載のモータ制御システム。
【請求項8】
前記第２のＤＣ／ＤＣユニットは、第１の端子が前記高電圧電源に接続されるＤＣ／ＤＣ制御ユニットと、
第１の端子が前記ＤＣ／ＤＣ制御ユニットの第２の端子に接続され、第２の端子が第２の逆流防止ダイオードにより前記電源管理モジュール及び前記第１のＤＣ／ＤＣユニットに接続され、制御端子が前記マルチコア処理モジュールに接続されるスイッチユニットと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載のモータ制御システム。
【請求項9】
前記安全ロジックモジュールは、第１のイネーブル端子及び第２のイネーブル端子を含み、前記第１のイネーブル端子が前記モータ駆動モジュールのローサイド側に接続され、前記第２のイネーブル端子が前記モータ駆動モジュールのハイサイド側に接続され、前記マルチコア処理モジュールは、更に、前記モータ駆動信号が異常である場合、第１の安全トリガー信号又は第２の安全トリガー信号を出力し、
前記安全ロジックモジュールは、前記第１の安全トリガー信号に基づいて前記第１のイネーブル端子により前記モータ駆動モジュールのローサイド側をイネーブルするか、又は、前記第２の安全トリガー信号に基づいて前記第２のイネーブル端子により前記モータ駆動モジュールのハイサイド側をイネーブルして、モータ駆動を停止することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のモータ制御システム。
【請求項10】
モータと、請求項１～９のいずれか一項に記載のモータ制御システムとを含み、前記モータ制御システムは、前記モータを制御することを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本願は、出願日が２０１９年１２月３１日、出願番号が２０１９１１４２０４６０．９、名称が「モータ制御システム及びそれを備えた車両」である特許出願の優先権を主張するものである。
本願は、出願日が２０１９年１２月３１日、出願番号が２０１９１１４２０４６０．９、名称が「モータ制御システム及びそれを備えた車両」である特許出願の優先権を主張するものである。
【0002】
本願は、車両の分野に関し、特にモータ制御システム、及び該モータ制御システムを含む車両に関する。
【背景技術】
【0003】
新エネルギー車の開発の初期段階において、全業界の主な開発目標は、アーキテクチャの層が少なく、機能が広範囲に共存し、診断内容がシンプルであり、カバレッジが様々な保護を主とする機能及びより優れた性能を実現することである。関連技術において、１２Ｖ／２４Ｖなどの外部低電圧電源により、制御チップ＋変圧器＋フィルタなどのディスクリート電源回路を介して、制御システムに電力を供給し、主制御ユニット、サンプリング回路、ロジックチップＦＰＧＡ／ＣＰＬＤなどに給電し、外部低電圧電源によりディスクリートＤＣ／ＤＣ回路を介して駆動システムに電力を供給する。主制御ユニットは、三相電流、バス電圧、モータ位置を取得し、ＣＡＮによって受信された目標トルクと組み合わせてモータ制御を行う。ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡは、制御信号を監視し、過電流、過電圧、過温度などの迅速な保護を行って、信頼性を保証する。
【0004】
また、ＩＳＯ ２６２６２の推進と普及に伴い、電気制御方式は、多層の複雑なシステムに徐々に変化し、様々な故障によるリスクを考慮し始め、これらのリスクに対して監視、診断、故障処理を行って、機能間の分離、制御と診断の間の独立などを実現する必要がある。従来の技術は、業界の要求を満たすことができなくなっている。
【0005】
現在、モータ制御システムの設計には、いくつかの欠点が存在する。例えば、システムは、シリアルアーキテクチャを用いている。中間工程に故障が生じると、システムは制御状態をタイムリーかつ効果的に保証できなくなり、車両全体に潜在的なリスクが存在するようになり、独立性が乏しくなる。診断メカニズムが実装されても、電源、サンプラー、チップなどの共有リソースに故障が生じると、メカニズムは無効になる。また、ＩＳＯ ２６２６２における標準機能安全規格の要求に適応することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本願は、従来技術における技術的課題の１つを少なくとも解決しようとする。このため、本願は、階層化独立制御を実現し、安全性を向上させることができるモータ制御システムを提供することを目的とする。
【0007】
本願は、車両を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本願の第１の態様の実施例は、モータ駆動モジュールと、主機能コア及びロックステップ監視コアを含み、前記主機能コアがサンプリングデータを取得すると共に、前記サンプリングデータに基づいてモータ制御信号を生成し、前記ロックステップ監視コアが、主機能コアのサンプリングデータ、主機能コアの動作状態、モータ制御信号、及びモータの動作状態を監視し、サンプリングデータ、主機能コアの動作状態、モータ制御信号、及びモータの動作状態のいずれか１つに異常が発生する場合、駆動制御を制限し、安全トリガー信号を出力するマルチコア処理モジュールと、前記マルチコア処理モジュールにそれぞれ接続され、前記安全トリガー信号を受信すると、前記モータ制御信号の実行を禁止する指令をモータ駆動モジュールに出力する安全ロジックモジュールと、を含むモータ制御システムを提供する。
【0009】
本願の実施例のモータ制御システムによれば、マルチコア処理モジュールを用いて、安全監視機能をロックステップ監視コアに設定することにより、安全診断を実現できる。主機能コアが故障した場合、主機能コアの制御権限を制限し、駆動と診断が互いに独立するようにすることができる。また、モータ制御信号が異常である場合、安全ロジックモジュールをトリガーして安全制御を実行して、駆動メカニズムと診断メカニズムの独立制御を実現することで、関連標準の要求に適合できる。モータ制御の途中の工程で故障が生じた場合、制御状態をタイムリーかつ効果的に保証し、安全性を向上させることができる。
【0010】
本願の実施例のモータ制御システムによれば、主機能コア及びモータの動作状態に多層監視を行うことにより、主機能コアの入力、処理、出力の各層の監視と、モータの動作状態の監視とを実現し、応答性能及び安全性を効果的に向上させる。
【0011】
上記目的を達成するために、本願の第２の態様の実施例は、モータと、前記モータ制御システムとを含み、前記モータ制御システムが前記モータを制御する車両を提供する。本願の実施例の車両によれば、上記実施例のモータ制御システムを用いて、駆動メカニズムと診断メカニズムの独立制御を実現することにより、モータ制御の途中の工程で故障が生じた場合、制御状態をタイムリーかつ効果的に保証し、安全性を向上させることができる。
【0012】
本願の追加の態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明において明らかになるか又は本願の実施により把握される。
【0013】
本願の上記及び／又は追加の態様及び利点は、以下の図面を参照して実施例を説明することにより、明らかになって理解されやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本願の一実施例に係るモータ制御システムのブロック図である。
【図2】本願の一実施例に係るマルチコア処理モジュールのブロック図である。
【図3】本願の一実施例に係るモータ制御システムのブロック図である。
【図4】本願の一実施例に係る第２のＤＣ／ＤＣユニットのブロック図である。
【図5】本願の一実施例に係る車両のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本願の実施例を詳細に説明する。図面を参照して説明される実施例は例示的なものである。以下は、本願の実施例を詳細に説明するものである。
【0016】
【0017】
図１は、本願の一実施例に係るモータ制御システムのブロック図である。図１に示すように、本願の実施例のモータ制御システム１は、モータ駆動モジュール１０、マルチコア処理モジュール２０、及び安全ロジックモジュール３０を含む。
【0018】
モータ駆動モジュール１０は、駆動制御ユニット１１と、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）又はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）回路などであってもよいパワーモジュール回路１２とを含み、ＰＷＭ信号などのモータ制御信号に基づいてモータを制御する。具体的には、駆動制御ユニット１１は、マルチコア処理モジュール２０のＰＷＭ信号を伝達することにより、パワー半導体ＩＧＢＴ又はＭｏｓｆｅｔを駆動して、モータを駆動する。また、ハイサイドＨｉｇｈ ｓｉｄｅ及びローサイドＬｏｗ ｓｉｄｅのシステム診断の駆動を実行することができる。
【0019】
図２に示すように、マルチコア処理モジュール２０は、主機能コア２１及びロックステップ監視コア２２を含む。マルチコア処理モジュール２０とモータ駆動モジュール１０は、情報２などの情報の交換を行う。主機能コア２１は、電流、電圧、角度などを含むサンプリングデータを取得すると共に、サンプリングデータに基づいてモータ制御信号を生成し、ＰＷＭ信号などのモータ制御信号をモータの駆動制御ユニット１１に伝送する。これにより、駆動制御ユニット１１がモータ制御信号に基づいてモータを駆動することができる。ロックステップ監視コア２２は、主機能コア２１のサンプリングデータ、主機能コア２１の動作状態、モータ制御信号、及びモータの動作状態を監視する。サンプリングデータ、主機能コア２１の動作状態、モータ制御信号、及びモータの動作状態のいずれか１つに異常が発生した場合、ロックステップ監視コア２２は、駆動機能を制限すると共に、安全トリガー信号を出力する。
【0020】
主機能コア及びモータの動作状態に多層監視を行うことにより、主機能コアの入力、処理、出力の各層の監視と、モータの動作状態の監視とを実現し、応答性能及び安全性を効果的に向上させる。本願の一実施例において、主機能コア２１の入力情報は、サンプリングデータ情報であり、主機能コア２１の処理情報は、主機能コア２１自体の動作状態であり、主機能コア２１の出力情報は、モータ制御信号である。
【0021】
本願の実施例において、図２に示すように、マルチコア処理モジュール２０は、複数の処理コアを含み、Ｃｏｒｅ＿Ｆ（ロックステップ機能ＬＣはオプションである）などの主機能コア２１は、電流、電圧、角度などを含むｓａｍｐｌｉｎｇ１信号などの外部信号を取得し、制御信号を送信することにより、モータを制御する。また、ロックステップ機能付きのロックステップ監視コア２２は、機能安全監視を実行する。即ち、主機能コア２１の動作状態を監視するために、安全監視機能をロックステップ監視コア２２に設定する。主機能コア２１が故障した場合、主機能コア２１の制御権限を制限し、安全トリガー信号を出力することにより、安全状態に入ることができる。マルチコア処理モジュール２０の他のコアは、他の機能を実行可能である。対応するロックステップ機能ＬＣ（ＬＯＣＫ）はオプションであり、ここで具体的に限定しない。
【0022】
安全ロジックモジュール３０は、マルチコア処理モジュール２０にそれぞれ接続され、安全トリガー信号を受信すると、モータ制御信号の実行を禁止する指令をモータ駆動モジュール１０に出力することにより、安全状態に入り、安全性が向上する。例えば、図１に示すように、マルチコア処理モジュール２０は、主機能コア２１が故障した場合、ｓｉｇｎａｌ１信号により安全ロジックモジュール３０をトリガーすることにより、ローサイド（Ｌｏｗ ｓｉｄｅ）のＰＷＭ＿Ｅｎ／ｄｉｓａｂｌｅ及びハイサイド（Ｈｉｇｈ ｓｉｄｅ）のＧａｔｅ＿Ｅｎ／ｄｉｓａｂｌｅ信号をトリガーして、優先度のより高い層でモータ駆動モジュール１０を制御して、階層化独立制御を実現し、システムを安全状態に入らせる。
【0023】
本願の実施例のモータ制御システム１によれば、マルチコア処理モジュール２０を用いて、安全監視機能をロックステップ監視コア２２に設定することにより、安全診断を実現し、主機能コア２１が故障した場合、主機能コア２１の制御権限を制限し、駆動と診断を互いに独立した状態とできる。また、モータ制御信号が異常である場合、安全ロジックモジュール３０をトリガーして安全制御を実行して、駆動メカニズムと診断メカニズムの独立制御を実現することで、関連標準の要求に適合できる。モータ制御の途中の工程で故障が生じた場合、制御状態をタイムリーかつ効果的に保証し、安全性を向上させることができる。
【0024】
更に、図３に示すように、本願の実施例のモータ制御システム１は、補助制御モジュール４０を更に含む。補助制御モジュール４０は、マルチコア処理モジュール２０及びモータ駆動モジュール１０にそれぞれ接続され、サンプリングデータを取得し、主機能コア２１が故障した場合、サンプリングデータに基づいてモータ制御信号を生成し、モータ制御信号をモータ駆動モジュール１０に送信することにより、モータを駆動し続ける。
【0025】
具体的には、補助制御モジュール４０は、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤを含む。補助制御モジュール４０は、マルチコア処理モジュール２０と情報交換を行う。主機能コア２１が正常に動作している場合、補助制御モジュール４０は、主機能コア２１から送信されたキー信号、例えば図中の６チャネルＰＷＭ信号を受信し、ＰＷＭ信号を処理し、処理されたＰＷＭ信号をモータ駆動モジュール１０に伝送することにより、モータを駆動する。
【0026】
本願の実施例において、サンプリングモジュールは、モータの電流、電圧、角度などの情報を取得すると共に、サンプリングデータｓａｍｐｌｉｎｇ１及びサンプリングデータｓａｍｐｌｉｎｇ２をそれぞれ出力し、それぞれマルチコア処理モジュール２０及び補助制御モジュール４０に伝送する。主機能コア２１が故障した場合、補助制御モジュール４０は、サンプリングデータ２などの外部冗長信号を取得し、サンプリングデータに基づいてモータ制御信号を生成する。補助制御モジュール４０がモータ駆動モジュール１０と情報交換を行うことにより、モータ駆動モジュール１０は、補助制御モジュール４０から送信されたモータ制御信号に基づいてモータを駆動し続けることができる。つまり、主機能コア２１が故障した場合、補助制御モジュール４０が、駆動制御機能を受け継ぐことになる。
【0027】
更に、ロックステップ監視コア２２は、補助制御モジュール４０が故障した場合、モータ制御信号が異常であるか否かを判定する。モータ制御信号が異常である場合、ロックステップ監視コア２２は、駆動制御を制限し、安全トリガー信号を出力する。安全ロジックモジュール３０は、マルチコア処理モジュール２０にそれぞれ接続され、安全トリガー信号を受信すると、モータ制御信号の実行を禁止する指令をモータ駆動モジュール１０に出力する。即ち、主機能コア２１が正常に動作している場合、主機能コア２１によりモータ制御信号を送信し、主機能コア２１が故障した場合、補助制御モジュール４０により駆動制御を一時的に行う。補助制御モジュール４０も故障した場合、ロックステップ監視コア２２は、モータ制御信号が異常であると見なし、安全制御を実行し、安全トリガー信号を安全ロジックモジュール３０に送信することにより、制御システムが安全状態に入る。
【0028】
具体的には、ロックステップ監視コア２２は、安全監視、例えば入力診断、出力診断、主機能コア２１のフリーズ監視、ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡなどの補助制御モジュール４０のフリーズ監視を行う。ロックステップ監視コア２２が異常を診断した場合、独立したチャネルにより、駆動ユニットを制御し、安全ロジックモジュール３０により、ローサイドのＰＷＭ＿Ｅｎ／ｄｉｓａｂｌｅ信号を駆動してＰＷＭチャネルの切り替えを実行し、主機能コア２１及びＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ機能層の制御権限を除去する。同時に、安全ロジックモジュール３０は、ハイサイドの第２の信号Ｇａｔｅ＿Ｅｎ／ｄｉｓａｂｌｅによりＩＧＢＴ／ＭＯＳＦＥＴがオフ状態／三相短絡状態にあることを保証する。即ち、システムが安全状態に入ることを実現する。
【0029】
実施例において、図１又は図３に示すように、本願の実施例のモータ制御システム１は、電源管理モジュール５０を更に含む。図１の情報１のような情報が、電源管理モジュール５０とマルチコア処理モジュール２０との間で交換される。電源管理モジュール５０は、Ｖｓなどの電源信号をマルチコア処理モジュール２０に供給し、マルチコア処理モジュール２０の動作状態を監視し、マルチコア処理モジュール２０が故障した場合、安全制御信号を出力する。安全ロジックモジュール３０は、電源管理モジュール５０に接続され、安全制御信号を受信すると、モータ制御信号の実行を禁止する指令をモータ駆動モジュール１０に出力することにより、モータ駆動機能を除去すると共に、モータ駆動モジュール１０のスイッチトランジスタをオフにするか又はモータを三相短絡状態にし、安全状態に入る。即ち、マルチコア処理モジュール２０の動作が異常である場合、電源管理モジュール５０は、安全ロジックモジュール３０をトリガーして、システムを安全状態に切り替えることができる。
【0030】
図３に示すように、電源管理モジュール５０は、マルチコア処理モジュール２０の状態を監視する。マルチコア処理モジュール２０に異常が発生すれば、電源管理モジュール５０は、情報により安全ロジックモジュール３０をトリガーする。安全ロジックモジュール３０は、ＰＷＭ＿Ｅｎ／ｄｉｓａｂｌｅ及びＧａｔｅ＿Ｅｎ／ｄｉｓａｂｌｅ信号をトリガーし、優先度のより高い層でモータ駆動モジュール１０を制御して、階層化独立制御を実現する。
【0031】
本願の実施例のモータ制御システム１は、マルチコア処理モジュール２０の主機能コア２１が故障した場合、ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤが一時的に駆動制御機能を受け継ぐことができる。ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤも故障する場合、ロックステップ監視コア２２が安全制御を実行し、システム稼動率を向上させ、安全ロジックモジュール３０が安全制御を行って多層の独立制御を実現することができ、これは、自動運転システムなど、より複雑で、多層が要求される車両全体の条件の制御により適する。
【0032】
図１又は図３に示すように、本願の実施例のモータ制御システム１は、低電圧電源モジュール６０を更に含む。低電圧電源モジュール６０は、電源管理モジュール５０及びモータ駆動モジュール１０にそれぞれ接続され、第１の給電停止信号を受信すると、モータ駆動モジュール１０への給電を停止する。マルチコア処理モジュール２０は、低電圧電源モジュール６０に接続され、ロックステップ監視コア２２から出力された安全トリガー信号に応答する。モータ駆動モジュール１０が予想通りにロックステップ監視コア２２の安全トリガー信号に応答できない場合、ロックステップ監視コア２２が該第１の給電停止信号を出力し、低電圧電源モジュール６０がモータ駆動モジュール１０への給電を停止することにより、システムが安全状態に入ると予想されるが、実際にシステムが予想通りに安全状態に入らない場合、低電圧電源モジュール６０の給電を遮断して、システム自体が無出力状態に入ることを保証することができる。
【0033】
更に、図１又は３に示すように、低電圧電源モジュール６０は、ＤＣ／ＤＣ２などの第１のＤＣ／ＤＣユニット６１及び低電圧電源６２を含む。低電圧電源６２は、第１の逆流防止ダイオードＤ１により第１のＤＣ／ＤＣユニット６１、電源管理モジュール５０にそれぞれ接続され、電源管理モジュール５０に給電する。第１のＤＣ／ＤＣユニット６１は、モータ駆動モジュール１０及びマルチコア処理モジュール２０に接続され、モータ駆動モジュール１０に給電し、マルチコア処理モジュール２０から送信された第１の給電停止信号を受信すると出力を停止して、システム自体が安全状態に入ることを保証し、安全性を向上させる。
【0034】
図１又は図３に示すように、本願の実施例のモータ制御システム１は、予備電源モジュール７０を更に含む。予備電源モジュール７０は、電源管理モジュール５０及びモータ駆動モジュール１０にそれぞれ接続され、第１の給電信号を受信すると、給電信号を出力して電源管理モジュール５０及びモータ駆動モジュール１０に給電する。マルチコア処理モジュール２０は、予備電源モジュール７０に接続され、低電圧電源６２の出力が異常である場合、第１の給電信号を予備電源モジュール７０に出力する。
【0035】
予備電源モジュール７０を追加し、出力される電力のオンとオフを制御することにより、低電圧電源が異常である場合、システムの継続動作をタイムリーかつ効果的に保証することができる。
【0036】
更に、図１又は図３に示すように、本願の実施例の予備電源モジュール７０は、高電圧電源７１、及びＤＣ／ＤＣ１などの第２のＤＣ／ＤＣユニット７２を含む。高電圧電源７１は、第２のＤＣ／ＤＣユニット７２により電源管理モジュール５０及び第１のＤＣ／ＤＣユニット６１にそれぞれ接続される。マルチコア処理モジュール２０は、第２のＤＣ／ＤＣユニット７２に接続される。例えば、マルチコア処理モジュール２０は、Ｅｎ／ｄｉｓａｂｌｅにより第２のＤＣ／ＤＣユニット７２のオンとオフを制御することができる。具体的には、マルチコア処理モジュール２０は、低電圧電源６２の出力が異常である場合、第２のＤＣ／ＤＣユニット７２をオンにするように制御するか、又は、第２のＤＣ／ＤＣユニット７２の出力が異常である場合、第２のＤＣ／ＤＣユニット７２をオフにするように制御することにより、電源による給電の二重保証を実現する。
【0037】
図４に示すように、本願の実施例の第２のＤＣ／ＤＣユニット７２は、ＤＣ／ＤＣ制御ユニット７２１及びスイッチユニット７２２を含む。ＤＣ／ＤＣ制御ユニット７２１の第１の端子は、高電圧電源７１に接続される。スイッチユニット７２２の第１の端子は、ＤＣ／ＤＣ制御ユニット７２１の第２の端子に接続される。スイッチユニット７２２の第２の端子は、第２の逆流防止ダイオードＤ２により電源管理モジュール５０及び第１のＤＣ／ＤＣユニット６１に接続される。スイッチユニット７２２の制御端子は、マルチコア処理モジュール２０に接続される。マルチコア処理モジュール２０は、低電圧電源が異常である場合、スイッチユニット７２２をオンにするように制御し、予備電源モジュール７０により給電し、更に予備電源の出力が異常である場合、スイッチユニット７２２をオフにするように制御する。これにより、予備電源自体の異常によりシステムが破損することを防止できる。例えば、予備電源が高すぎる電圧を供給すると、システムデバイスの破損を引き起こす。予備電源の給電回路にスイッチユニット７２２を直接配置して、予備電源が異常である場合にスイッチユニット７２２をオフすることにより、システムの安全性を向上させる。
【0038】
いくつかの実施例において、図３に示すように、安全ロジックモジュール３０は、第１のイネーブル端子及び第２のイネーブル端子を含む。第１のイネーブル端子がモータ駆動モジュール１０のローサイド側に接続される。第２のイネーブル端子がモータ駆動モジュール１０のハイサイド側に接続される。マルチコア処理モジュール２０は、更に、モータ駆動信号が異常である場合、第１の安全トリガー信号又は第２の安全トリガー信号を出力する。例えば、補助制御モジュール４０が配置されていないシステムでは、主機能コア２１が故障するとモータ駆動信号が異常であると見なされ、一方、補助制御モジュール４０が配置されているシステムでは、主機能コア２１及び補助制御モジュール４０がいずれも異常であるとモータ駆動信号が異常であると見なされる。安全ロジックモジュール３０は、第１の安全トリガー信号に基づいて第１のイネーブル端子によりモータ駆動モジュールのローサイド側をイネーブルするか、又は、第２の安全トリガー信号に基づいて第２のイネーブル端子によりモータ駆動モジュールのハイサイド側をイネーブルして、モータ駆動を停止する。例えば、安全ロジックモジュール３０は、ｓｉｇｎａｌ１を受信すると、第１のイネーブル端子によりイネーブル信号ＰＷＭ＿ＥＮ／ｄｉｓａｂｌｅ信号を出力し、モータ駆動モジュール１０の駆動ローサイドでＰＷＭチャネルの切り替えを実行し、主機能コア２１及びＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ機能層の制御権限を除去すると共に、ハイサイドのＧａｔｅ＿ＥＮ／ｄｉｓａｂｌｅ信号によりＩＧＢＴ／ＭＯＳＦＥＴがオフ状態／三相短絡状態にあることを保証する。駆動制御が正常に回復した後に、モータ駆動モジュール１０が正常モードに切り替えるようにイネーブルすることができる。実施例において、マルチコア処理モジュール２０は、Ｓｉｇｎａｌ１とＳｉｇｎａｌ２の論理和により、安全ロジックモジュール３０の２つの出力を制御することにより、安全状態に入ることができ、別々に制御することもできる。
【0039】
実施例において、安全ロジックモジュール３０は、モータ駆動モジュール１０のハイサイド側を駆動して安全制御を行うことにより、中間回路の故障によりシステムが安全状態に正常に入るか又は安全状態を保持できないことを回避し、安全性を向上させることができる。
【0040】
要するに、本願の実施例のモータ制御システム１は、マルチコア処理モジュール２０を用いると共に、ロックステップ監視コア２２を配置して安全監視を行い、主機能コア２１が故障した場合、補助制御モジュール４０が駆動制御を受け継ぐことができる。更に補助制御モジュール４０も故障した場合、ロックステップ監視コア２２が安全制御をトリガーして、システムを安全状態に入らせることができる。また、マルチコア処理モジュール２０が故障する場合、電源管理モジュール５０が安全制御をトリガーして、システムを安全状態に入らせることができる。また、予備電源を配置することで、低電圧電源が故障した場合、予備電源により給電することができる。更に、予備電源は制御可能であり、予備電源の給電が異常である場合、オフすることもできる。本願の実施例のモータ制御システム１は、多層の独立制御を用い、制御と診断を互いに独立させる。電源、サンプリング、チップなどの共有リソースに故障が生じた場合でも、診断メカニズムが有効であり、故障が生じる確率を低減するか又はより確実にシステムが様々な故障に耐えうるようにでき、自動運転など、複雑で、多階層制御の要求により適する。
【0041】
上記実施例のモータ制御システムに基づいて、以下、図５を参照して本願の第２の態様の実施例に係る車両を説明する。
【0042】
図５は、本願の一実施例に係る車両のブロック図である。図５に示すように、本願の実施例の車両１００は、モータ２と、上記実施例のモータ制御システム１とを含む。モータ制御システム１は、モータを制御し、モータ制御システム１の構成及び動作過程について、上記実施例の説明を参照することができる。
【0043】
本願の実施例の車両１００によれば、上記実施例のモータ制御システム１を用いて、駆動メカニズムと診断メカニズムの独立制御を実現することにより、モータ制御の途中の工程で故障が生じる場合、制御状態をタイムリーかつ効果的に保証し、安全性を向上させることができる。
【0044】
本明細書の説明において、用語「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体的な例」又は「いくつかの例」などを参照する説明は、該実施例又は例を組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が本願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語の例示的な表現は、必ずしも同一の実施例又は例に限定されるものではない。
【0045】
本願の実施例を示し、説明したが、当業者であれば理解できるように、本願の原理及び趣旨から逸脱しない場合、これらの実施例に対して、様々な変更、修正、置換及び変形を行うことができ、本願の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物によって限定される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2022-08-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図2】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図4】
【国際調査報告】