DE102005040780B4 - Method and engine control unit for increasing the availability of motor vehicle engines - Google Patents

Method and engine control unit for increasing the availability of motor vehicle engines Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugantriebs, wobei der Kraftfahrzeugantrieb mindestens einen Verbrennungsmotor und mindestens einen Elektromotor aufweist, wobei in einem ersten Schritt mindestens ein Verbrennungsmotorsollmoment (140) berechnet wird und in einem zweiten Schritt das mindestens eine Verbrennungsmotorsollmoment (140) in mindestens eine Verbrennungsmotoransteuergröße (158) umgewandelt wird und dass weiterhin im ersten Schritt mindestens ein Elektromotorsollmoment (142) berechnet wird, welches im zweiten Schritt in mindestens eine Elektromotoransteuergröße (162) umgewandelt wird, dass mindestens ein Ist-Moment (132; 168, 170) des Kraftfahrzeugantriebs ermittelt wird, wobei ein Vergleich zwischen mindestens einem Ist-Moment (168) des mindestens einen Verbrennungsmotors und dem mindestens einen Verbrennungsmotorsollmoment (140) und ein Vergleich zwischen mindestens einem Ist-Moment (170) des mindestens einen Elektromotors und dem mindestens einen Elektromotorsollmoment (142) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer eine vorgegebene Verbrennungsmotorschwelle überschreitenden Abweichung des mindestens einen Ist-Moments (168) des mindestens einen Verbrennungsmotors vom mindestens einen Verbrennungsmotorsollmoment (140) auf einen Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb (138) umgeschaltet wird, wobei die mindestens eine Verbrennungsmotoransteuergröße (158) durch mindestens eine Verbrennungsmotorersatzansteuergröße ersetzt wird und dass bei einer eine vorgegebene Elektromotorschwelle überschreitenden Abweichung des mindestens einen Ist-Moments (170) des mindestens einen Elektromotors vom mindestens einen Elektromotorsollmoment (142) auf einen Elektromotorfehleransteuerbetrieb (138) umgeschaltet wird, wobei die mindestens eine Elektromotoransteuergröße (162) durch mindestens eine Elektromotorersatzansteuergröße ersetzt wird.Method for controlling a motor vehicle drive, wherein the motor vehicle drive has at least one internal combustion engine and at least one electric motor, wherein in a first step at least one engine nominal torque (140) is calculated and in a second step the at least one engine nominal torque (140) is converted into at least one engine driver variable (158) and that further in the first step at least one electric motor target torque (142) is calculated, which is converted into at least one Elektromotoransteuergröße (162) in the second step, that at least one actual torque (132; 168, 170) of the motor vehicle drive is determined a comparison between at least one actual torque (168) of the at least one internal combustion engine and the at least one engine nominal torque (140) and a comparison between at least one actual torque (170) of the at least one electric motor and the at least one electric motor Sollmo 142 (142) is performed, characterized in that at a predetermined combustion engine threshold exceeding deviation of the at least one actual torque (168) of the at least one internal combustion engine from the at least one engine target torque (140) is switched to a Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb (138), wherein the at least an internal combustion engine drive variable (158) is replaced by at least one internal combustion engine drive variable, and that at a deviation of the at least one actual torque (170) of the at least one electric motor from the at least one electric motor target torque (142) is switched to an electric motor fault drive operation (138) the at least one electric motor drive variable (162) is replaced by at least one electric motor drive control variable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugantriebs, insbesondere eines Hybridantriebs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Motorsteuerungsgerät zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer seiner Ausgestaltungen.The invention relates to a method for controlling a motor vehicle drive, in particular a hybrid drive. Furthermore, the invention relates to a motor control device for implementing the method according to the invention in one of its embodiments.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik (z. B. aus DE 103 20 017 A1 ) sind Steuereinrichtungen für eine Antriebseinheit bekannt, die die Antriebseinheit insbesondere hinsichtlich eines abgegebenen Antriebsmomentes steuern oder regeln, wobei die Antriebseinheit eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist. Das Kraftfahrzeug umfasst dabei üblicherweise eine durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigbare Fahrerwunsch-Aufnahmeeinrichtung, insbesondere ein fußbetätigbares Fahrpedal, die dafür vorgesehen ist, ein einen momentanen Betätigungszustand der Fahrerwunsch-Aufnahmeeinrichtung repräsentierendes Ausgangssignal abzugeben. Eine Steuereinheit empfängt das Ausgangssignal von der Fahrerwunsch-Aufnahmeeinrichtung und ordnet dem empfangenen Ausgangssignal wenigstens eine Soll-Ausgangsgröße, insbesondere ein Soll-Antriebsmoment der Antriebseinheit zu. Die Antriebseinheit wird von der Steuereinheit derart angesteuert, dass sich eine von der Antriebseinheit abgegebene Ist-Ausgangsgröße der Soll-Ausgangsgröße annähert. Derartige Steuereinrichtungen sind in verschiedenen Auslegungen für üblicher Kraftfahrzeugmotoren, insbesondere Ottomotoren und Dieselmotoren, bekannt, so z. B. das Bosch-Motorsteuerungssystem mit elektronischem Gaspedal (EGAS).In the prior art (eg DE 103 20 017 A1 ) Control devices for a drive unit are known which control or regulate the drive unit, in particular with regard to a given drive torque, wherein the drive unit is an internal combustion engine of a motor vehicle. In this case, the motor vehicle usually comprises a driver request recording device which can be actuated by the driver of the motor vehicle, in particular a foot-operated accelerator pedal which is provided to emit an output signal representing a current actuation state of the driver request recording device. A control unit receives the output signal from the driver request recording device and assigns to the received output signal at least one desired output variable, in particular a desired drive torque of the drive unit. The drive unit is controlled by the control unit in such a way that an actual output quantity output by the drive unit approaches the desired output variable. Such control devices are known in various interpretations for conventional motor vehicle engines, in particular gasoline engines and diesel engines, such. For example, the Bosch Engine Control System with Electronic Accelerator (EGAS).

Ferner ist es im Stand der Technik bekannt, eine kontinuierliche Momentenüberwachung zur Aufdeckung von Fehlfunktionen im Steuergerät durchzuführen. Dies dient insbesondere dem Schutz von Fahrinsassen in dem Kraftfahrzeug und externen Verkehrsteilnehmern. Es soll eine ungewollte Beschleunigung des Fahrzeugs verhindert werden. Der Kern der kontinuierlichen Momentenüberwachung ist der Vergleich eines vom Motor bereitgestellten Ist-Momentes mit einem zulässigen Moment. Im Normalfall ist das Ist-Moment kleiner als das zulässige Moment. Falls das Ist-Moment das zulässige Moment übersteigt, liegt ein Fehler im Motorsteuergerät vor und eine zu einem sicheren Fahrzeugzustand führende Fehlerreaktion wird eingeleitet. Die Überwachung der Motorsteuergeräte erfolgt üblicherweise nach einem 3-Ebenen-Überwachungskonzept. Die Motorsteuerung selbst, insbesondere die Vorgabe des Sollmomentes, erfolgt dabei in der als Funktionsebene bezeichneten ersten Ebene. Die zweite Ebene (Überwachungsebene) ist als die kontinuierliche Momentenüberwachung ausgeführt. In dieser Ebene wird unter anderem in Abhängigkeit von Fahrzeug- und Motorfunktionen ein zulässiges Moment ermittelt und mit einem Motor-Ist-Moment verglichen. Die Ebene 2 wird aufwändig abgesichert (Doppelablage aller Variablen, zyklische RAM- und ROM-Prüfung, Programmablaufkontrolle, Befehlstest). Ebene 3 dient zur Rechnerabsicherung.Furthermore, it is known in the prior art to perform a continuous torque monitoring to detect malfunctions in the control unit. This serves in particular for the protection of passengers in the motor vehicle and external road users. It is to prevent unwanted acceleration of the vehicle. The core of continuous torque monitoring is the comparison of an actual torque provided by the motor with an allowable torque. Normally, the actual torque is smaller than the permissible torque. If the actual torque exceeds the allowable torque, there is a fault in the engine control unit and an error response leading to a safe vehicle condition is initiated. The monitoring of the engine control units usually takes place according to a 3-level monitoring concept. The engine control itself, in particular the specification of the desired torque, takes place in the first plane designated as the functional plane. The second level (monitoring level) is executed as the continuous torque monitoring. In this level, among other things, a permissible torque is determined as a function of vehicle and engine functions and compared with an actual engine torque. Level 2 is extensively secured (double storage of all variables, cyclic RAM and ROM check, program sequence check, command test). Level 3 is used for computer backup.

DE 102 10 684 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Moments einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs. Das zu überwachende Moment wird mit einem zulässigen Moment verglichen, das zulässige Moment wird dem zu überwachenden Moment nachgeregelt und es wird ein Fehler detektiert, wenn das zu überwachende Moment stärker als ein erster vorgegebener Wert vom zulässigen Moment abweicht, wobei der Fehler nur in dem Fall detektiert wird, in dem eine Stellung eines Bedienelementes, insbesondere eine Fahrpedalstellung, mindestens seit einer ersten vorgegebenen Zeit innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt. DE 102 10 684 A1 relates to a method for monitoring a moment of a drive unit of a vehicle. The torque to be monitored is compared with a permissible torque, the permissible torque is readjusted to the torque to be monitored and an error is detected if the torque to be monitored deviates more than a first predetermined value from the permissible torque, the error only in that case is detected, in which a position of a control element, in particular an accelerator pedal position, at least for a first predetermined time is within a predetermined tolerance range.

DE 197 39 565 A1 betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Drehmomentes einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges, bei welchem das Drehmoment der Antriebseinheit wenigstens nach Maßgabe des Fahrerwunsches eingestellt wird, wobei das Ist-Drehmoment der Antriebseinheit bestimmt wird und wenigstens auf der Basis des Fahrerwunsches ein maximal zulässiges Drehmoment ermittelt wird. Es erfolgt eine Drehmomentenreduzierung und/oder -begrenzung bei Überschreiten des maximal zulässigen Momentes durch das Ist-Drehmoment. Dabei wird wenigstens ein Betriebszustand festgestellt, in dem das Drehmoment der Antriebseinheit durch zusätzliche Belastung erhöht ist. Während dieses wenigstens einen Betriebszustandes wird das maximal zulässige Moment erhöht. Insbesondere wird dadurch beim Betrieb mit kalter Antriebseinheit und/oder beim Betrieb belastender Verbraucher das zulässige Moment erhöht. DE 197 39 565 A1 relates to a method for controlling the torque of a drive unit of a motor vehicle, wherein the torque of the drive unit is set at least in accordance with the driver's request, wherein the actual torque of the drive unit is determined and at least on the basis of the driver's request, a maximum allowable torque is determined. There is a torque reduction and / or limitation when the maximum permissible torque is exceeded by the actual torque. In this case, at least one operating state is determined, in which the torque of the drive unit is increased by additional load. During this at least one operating state, the maximum permissible torque is increased. In particular, the permissible torque is thereby increased during operation with a cold drive unit and / or load-consuming consumers during operation.

DE 197 48 355 A1 hat ein Verfahren zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs zum Gegenstand, wobei das Drehmoment der Antriebseinheit abhängig von einem aus der Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelementes abgeleiteten Fahrerwunschmoment und abhängig von wenigstens einem Sollmoment, welches von wenigstens einer externen Funktion vorgegeben wird, die anstelle oder zusätzlich zu Fahrervorgabe das Drehmoment beeinflusst. Ein maximal zulässiges Drehmoment wird vorgegeben und bei Überschreiten dieses maximal zulässigen Werts wird durch den entsprechenden Ist-Wert eine Reduzierung des Drehmoments vorgenommen. Das maximal zulässige Moment wird wenigstens abhängig von der Stellung des Bedienelementes gebildet und das maximal zulässige Moment wird abhängig von dem Sollmoment der wenigstens einen externen Funktion gebildet, wenn dieses Sollmoment größer als das von der Bedienelementstellung abhängige zulässige Moment ist. Die externe Funktion kann z. B. das Drehmoment gegenüber dem Fahrerwunsch erhöhen, wie eine Motorschleppmomentregelung oder eine Fahrgeschwindigkeitsregelung. DE 197 48 355 A1 has a method for controlling the drive unit of a vehicle to the subject, wherein the torque of the drive unit depending on a derived from the position of a driver operable control element driver command torque and depending on at least one target torque, which is predetermined by at least one external function, instead of or in addition to driver specification affects the torque. A maximum permissible torque is specified and when this maximum permissible value is exceeded, a reduction of the torque is made by the corresponding actual value. The maximum permissible torque is at least formed depending on the position of the operating element and the maximum permissible torque is formed depending on the desired torque of at least one external function, if this setpoint torque is greater than the permissible torque dependent on the control element position. The external function can, for. B. increase the torque over the driver's request, such as a motor drag torque control or a vehicle speed control.

Aus der DE 198 29 303 A1 ist ein Verfahren für einen Ottomotor bekannt, bei dem eine Verschlechterung der Fahreigenschaften aufgrund einer Magerverbrennung beim Ottomotor verhindert wird. Dazu wird ein Soll-Motordrehmoment tTe in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Motors berechnet, während ein tatsächlich vom Motor aufgebrachtes Ist-Motordrehmoment Te erfasst wird. Des Weiteren wird eine Fehlergröße ΔTQ=Te-tTe berechnet. Wenn die Fehlergröße ΔTQ gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, dass wird die Magerverbrennung gesperrt.From the DE 198 29 303 A1 a method is known for a gasoline engine, in which a deterioration of the driving characteristics due to lean combustion is prevented in gasoline engine. For this purpose, a target engine torque tTe is calculated as a function of an operating condition of the engine, while an actual engine torque Te actually applied by the engine is detected. Furthermore, an error quantity ΔTQ = Te-tTe is calculated. If the error quantity ΔTQ is equal to or greater than a predetermined value, the lean burn is inhibited.

Aus der DE 196 24 822 C1 ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine bekannt. Es wird vorgeschlagen, für die Motorsteuerung und für die Überwachung der Motorsteuerung unabhängige Größen zu verwenden. Die Steuerung der Brennkraftmaschine erfolgt über einen den Betriebszustand der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Betriebsparameter - beispielsweise der Motorlast. Die Überwachung der Motorsteuerung erfolgt dagegen anhand einer den Fahrzeugvortrieb kennzeichnenden Größe - beispielsweise des Fahrzeugausgangsmomentes, das auf der Basis einer Raddrehzahl ermittelt wird. Aus der Fahrpedalstellung werden Sollwerte für die Motorsteuerung und für die Überwachung ermittelt. Die Erfassung der entsprechenden Istwerte basiert auf unabhängigen Eingangsgrößen.From the DE 196 24 822 C1 a safety system for a motor vehicle with internal combustion engine known. It is proposed to use independent quantities for motor control and for monitoring the motor control. The control of the internal combustion engine via an operating condition of the internal combustion engine characterizing operating parameters - for example, the engine load. The monitoring of the engine control, however, takes place on the basis of a characteristic of the vehicle propulsion size - for example, the vehicle output torque, which is determined on the basis of a wheel speed. From the accelerator pedal position setpoint values for the engine control and for the monitoring are determined. The acquisition of the corresponding actual values is based on independent input variables.

Aus der DE 195 36 038 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem das maximal zulässige Moment bzw. die maximal zulässige Leistung ermittelt wird und bei Überschreiten dieses Grenzwertes durch einen berechneten Istmomenten- bzw. -leistungswert wenigstens eine Fehlerreaktion eingeleitet wird.From the DE 195 36 038 A1 a method for controlling a drive unit of a motor vehicle is known in which the maximum permissible torque or the maximum permissible power is determined and at least one fault reaction is initiated when this limit value is exceeded by a calculated actual torque or power value.

Die beschriebenen, aus dem Stande der Technik bekannten Verfahren der Momentenüberwachung sind nicht ohne weiteres auf Hybridfahrzeuge übertragbar. In Hybridfahrzeugen kommt neben einem Verbrennungsmotor mindestens eine weitere Momentenquelle (Motor) zum Einsatz. In den meisten Fällen handelt es sich hierbei um einen Elektroantrieb.The described, from the prior art known methods of torque monitoring are not readily transferable to hybrid vehicles. In hybrid vehicles, at least one additional torque source (motor) is used in addition to an internal combustion engine. In most cases this is an electric drive.

Im Stand der Technik ist in einem Fahrzeug nur ein Motor vorhanden, der ein Motorsteuergerät enthält, das eine Vielzahl von Momentenanforderungsinformationen von extern (z. B. durch ein Bremsensteuergerät oder einen Abstandshaltertempomaten (ACC)) über einen Signalbus erhält. Das Motorsteuergerät prüft die Integrität der empfangenen externen Momentenanforderungssignale und plausibilisiert die Momentenanforderungsinformationen anhand von ihm zur Verfügung stehender Fahrzeug-Zustandssignale. Das Motorsteuergerät bestimmt dann anhand der externen Informationen und anderer Signale (u. a. dem Fahrerwunsch, der z. B. per Fahrpedal eingestellt wird) das von dem Motor anzufordernde Moment (Sollmoment) und steuert den Motor entsprechend direkt an, ohne mit einem weiteren Steuergerät zu kommunizieren.In the prior art, there is only one engine in a vehicle that includes an engine controller that receives a variety of torque request information from an external source (eg, by a brake controller or an ACC) over a signal bus. The engine controller checks the integrity of the received external torque request signals and plausibility of the torque request information based on available vehicle status signals. The engine control unit then determines, based on the external information and other signals (including the driver's request, which is set by the accelerator pedal, for example) the torque (desired torque) to be requested by the engine and accordingly directly drives the engine without communicating with another control unit ,

In der Motorsteuerung muss bei mehreren vorhandenen Motoren das vom Fahrer geforderte Wunschmoment, welches beispielsweise durch Bedienen eines Fahrpedals eingestellt wird, auf die vorhandene Momentenquelle (mindestens zwei Motoren) aufgeteilt werden. Dies geschieht in Abhängigkeit zahlreicher Umgebungsvariablen, u. a. mit dem Ziel, den verbrauchsgünstigsten Betriebspunkt für alle Momentenquellen einzustellen. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in DE 102 02 531 A1 beschrieben. Die aufgeteilten Momente müssen dann von dem Motorsteuergerät gegebenenfalls an weitere, den einzelnen Motoren zugeordnete Steuergeräte übermittelt werden.In the engine control, the torque required by the driver, which is set, for example, by operating an accelerator pedal, must be divided among the existing torque source (at least two motors) for several existing engines. This is done depending on numerous environmental variables, including the goal of setting the most fuel-efficient operating point for all torque sources. Such a method is for example in DE 102 02 531 A1 described. The divided moments must then be transmitted from the engine control unit, where appropriate, to further, the individual motors associated with control units.

Um die Verfügbarkeit eines Motors zu erhöhen, wird im Stand der Technik zusätzlich zu der kontinuierlichen Momentenüberwachung in Ebene 2 das angeforderte Moment vor dem Ansteuern des Motors in Ebene 1 auf Plausibilität geprüft. Wenn das berechnete anzufordernde Sollmoment als zu hoch gekennzeichnet wird, wird das Moment auf ein plausibles Moment begrenzt. Durch diese Momentenbegrenzung kann die oben beschriebene, in Ebene 2 des Überwachungskonzeptes ausgelöste Fehlerreaktion vermieden werden, auch wenn das anzufordernde Moment zu hoch ist. Eine solche Fehlerreaktion sollte nach Möglichkeit vermieden werden, da sie für einen Insassen des Fahrzeugs sehr unkomfortabel sein kann. In order to increase the availability of an engine, in the prior art, in addition to the continuous torque monitoring in level 2, the requested torque is checked for plausibility prior to driving the engine in level 1. If the calculated desired torque to be requested is marked too high, the torque is limited to a plausible torque. By means of this torque limitation, the above-described error reaction triggered in level 2 of the monitoring concept can be avoided, even if the torque to be requested is too high. Such an error reaction should be avoided as far as possible, since it can be very uncomfortable for an occupant of the vehicle.

Eine derartige Momentenbegrenzung ist für den Fahrer des Fahrzeugs kaum feststellbar, so dass die Komforteinbußen minimal sind. Ein Mangel dieses Verfahrens aus dem Stand der Technik ist jedoch, dass zwar Fehler bei der Berechnung des Sollmoments abgefangen werden, dass aber Fehler bei der Umsetzung der begrenzten Sollmomente in entsprechende Ist-Momente nicht mehr erkannt und verhindert werden. Eine derartige fehlerhafte Umsetzung des Sollmoments in eine Istmoment führt wiederum zu einer unkomfortablen Fehlerreaktion, die vermieden werden sollte.Such a torque limit is barely noticeable to the driver of the vehicle, so that the loss of comfort is minimal. A shortcoming of this method from the prior art, however, is that although errors in the calculation of the setpoint torque are intercepted, but that errors in the implementation of the limited setpoint torques in corresponding actual moments are no longer recognized and prevented. Such a faulty conversion of the setpoint torque into an actual moment again leads to an uncomfortable error reaction that should be avoided.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Es wird daher ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugantriebs vorgeschlagen, welches die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren vermeidet. Das Verfahren ist insbesondere dazu geeignet, auch Fehler bei der Umsetzung eines Sollmoments in Ansteuergrößen zuverlässig abzufangen, wodurch die Verfügbarkeit des Kraftfahrzeugs erhöht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für den Betrieb eines Hybridfahrzeugs geeignet, wobei die Möglichkeit besteht, bereits in Ebene 1 den fehlerhaften Momentensteller zu bestimmen und angemessen eine Betriebsstrategie zu wählen, bevor der Fehlerreaktionsbetrieb der Ebene 2 ausgelöst wird.Therefore, a method for controlling a motor vehicle drive is proposed which avoids the disadvantages of the methods known from the prior art. The method is particularly suitable for reliably intercepting errors in the implementation of a desired torque in control variables, whereby the availability of the motor vehicle is increased. The inventive method is also suitable for the operation of a hybrid vehicle, with the possibility already in level 1 to determine the faulty torque adjuster and to choose an appropriate operating strategy before the level 2 error response operation is triggered.

Ein Grundgedanke der Erfindung ist die Prüfung der Umsetzung eines Sollmoments in Ansteuergrößen und eines Ist-Moments in der als Funktionsebene bezeichneten ersten Ebene. Somit können Fehler bei der Berechnung der Ansteuergrößen abgefangen werden.A basic idea of the invention is the testing of the conversion of a setpoint torque into control variables and an actual moment in the first level designated as the function level. Thus, errors in the calculation of the control variables can be intercepted.

Wie auch bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugantriebs in einem ersten Schritt mindestens ein Sollmoment berechnet. In einem zweiten Schritt wird das mindestens eine Sollmoment in mindestens eine Ansteuergröße für den Kraftfahrzeugantrieb umgewandelt.As with methods known from the prior art, in the method according to the invention for operating a motor vehicle drive in a first step, at least one desired torque is calculated. In a second step, the at least one desired torque is converted into at least one drive variable for the motor vehicle drive.

Ein Kernelement der vorliegenden Erfindung liegt darin, mindestens ein Ist-Moment, also ein tatsächliches Moment des Kraftfahrzeugantriebs in der ersten, der Funktionsebene zu ermitteln und anschließend einen Vergleich zwischen dem mindestens einen Ist-Moment Moment und dem mindestens einen Sollmoment durchzuführen. Überschreitet die Abweichung zwischen dem mindestens einen Ist-Moment und dem mindestens einen Sollmoment eine vorgegebene Schwelle, so wird auf einen Fehleransteuerbetrieb umgeschaltet, bei welchem die mindestens eine Ansteuergröße durch mindestens eine Ersatzansteuergröße ersetzt wird. Die vorgegebene Schwelle kann dabei beliebig gewählt werden und auch den Wert Null annehmen. Somit kann bereits bei kleinsten Abweichungen die mindestens eine Ansteuergröße durch die mindestens eine Ersatzansteuergröße ersetzt werden. Eine Ersatzansteuerung kann z. B. darin bestehen, dass sich die Betriebsstrategie des Hybridfahrzeuges von Hybridantrieb auf reinen Verbrennungsmotorantrieb ändert.A core element of the present invention is to determine at least one actual torque, ie an actual moment of the motor vehicle drive in the first, the functional level and then to perform a comparison between the at least one actual torque torque and the at least one desired torque. Exceeds the deviation between the at least one actual torque and the at least one desired torque a predetermined threshold, it is switched to a fault drive operation, in which the at least one control variable is replaced by at least one Ersatzansteuergröße. The predetermined threshold can be chosen arbitrarily and also assume the value zero. Thus, even with very small deviations, the at least one control variable can be replaced by the at least one substitute control variable. A replacement control can z. B. consist in that changes the operating strategy of the hybrid vehicle from hybrid to pure combustion engine drive.

Das mindestens eine Ist-Moment kann aus verschiedenen Quellen erhalten werden. So bietet sich bei Verbrennungsmotoren (z. B. bei Dieselmotoren mit Dieseleinspritzsystemen) eine Messung von Zylinderinnendrücken an. Diese Zylinderinnendrücke können wiederum in Drehmomente umgerechnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann bei Verbrennungsmotoren aus der Oszillation eines Drehzahlsignals einer Kurbel- und/oder Nockenwelle auf ein Drehmoment zurückgeschlossen werden. Weiterhin kann bei Verbrennungs- und/oder Elektromotoren aus den Ansteuergrößen (in Ebene 1 und/oder in Ebene 2) auf die Drehmomente zurückgerechnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann bei Elektromotoren aus Motorstrom, Motorspannung und Drehzahl auf das Drehmoment zurückgerechnet werden. Werden externe Drehmomentsteller zum Einstellen eines Drehmoments eingesetzt, so kann beispielsweise über ein Bus-System eine Rückmeldung an das Motorsteuerungsgerät erfolgen, welche eine Information über das Drehmoment enthält. Schließlich können alternativ oder zusätzlich bei den meisten Arten von Motoren Momentsensoren auf die Kurbelwelle aufgebracht werden, welche die Drehmomente direkt erfassen und als Ist-Moment an das Motorsteuerungsgerät zurückmelden.The at least one actual moment can be obtained from different sources. Thus, in internal combustion engines (eg in diesel engines with diesel injection systems) a measurement of internal cylinder pressures is recommended. These internal cylinder pressures can in turn be converted into torques. Alternatively or additionally, in internal combustion engines from the oscillation of a rotational speed signal of a crankshaft and / or camshaft to a torque can be deduced. Furthermore, in the case of internal combustion engines and / or electric motors, it is possible to calculate back to the torques from the control variables (in level 1 and / or in level 2). Alternatively or additionally, in the case of electric motors, it is possible to calculate the torque back from the motor current, motor voltage and speed. If external torque actuators are used to set a torque, then, for example via a bus system, feedback can be sent to the engine control unit, which contains information about the torque. Finally, alternatively or additionally, torque sensors can be applied to the crankshaft in most types of engines, which sensors detect the torques directly and report them back to the engine control unit as an actual torque.

Das beschriebene Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugantriebs kann auf verschiedene Weisen vorteilhaft weitergebildet werden. So kann zusätzlich zu dem bereits beschriebenen Vergleich des Ist-Moments mit einem Sollmoment auch noch ein zusätzlicher, vorhergehender Vergleichsschritt durchgeführt werden, bei welchem das berechnete Sollmoment überprüft wird, indem dieses mit mindestens einem zulässigen Moment verglichen wird. Bei Überschreiten des zulässigen Moments durch das berechnete Sollmoment wird das berechnete Sollmoment durch ein Fehlersollmoment ersetzt. Beispielsweise kann bei diesem Vergleichsschritt das berechnete Sollmoment jeweils durch den kleineren der beiden Werte, nämlich des berechneten Sollmoment und des zulässigen Moments, ersetzt werden.The method described for operating a motor vehicle drive can be advantageously developed in various ways. Thus, in addition to the already described comparison of the actual torque with a desired torque, an additional, preceding comparison step can also be carried out in which the calculated target torque is checked by comparing this with at least one permissible torque. When the permissible torque is exceeded by the calculated setpoint torque, the calculated setpoint torque is replaced by a fault setpoint torque. For example, in this comparison step, the calculated target torque can be replaced in each case by the smaller of the two values, namely the calculated target torque and the permissible torque.

Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kombiniert das aus dem Stand der Technik bekannte Kontrollverfahren zur Kontrolle der berechneten Momente mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei welchem die Ist-Momente überprüft und überwacht werden. Somit bietet diese Verfahren einen Schutz vor auftretenden Fehlern, da nunmehr Fehler in der Funktionsebene (ersten Ebene) detektiert und ausgeglichen werden können, ohne dass notwendigerweise gleich in den unkomfortablen Fehlerreaktionsbetrieb der Ebene 2 umgeschaltet werden muss.This development of the method according to the invention combines the control method known from the prior art for checking the calculated moments with the method according to the invention, in which the actual moments are checked and monitored. Thus, this method provides protection against errors occurring, since now errors in the functional level (first level) can be detected and compensated, without necessarily switching immediately to the level 2 uncomfortable fault reaction mode.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Vergleich des mindestens einen Ist-Moments und des mindestens einen Sollmoments unter Zuhilfenahme von Filtern und/oder Totzeitgliedern durchgeführt. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Laufzeitunterschiede ausgleichen sowie Zeitunterschiede, welche auf eine zeitverzögerte Umsetzung der Ansteuersignale in entsprechende Motordrehmomente zurückzuführen sind.In a further embodiment of the method, the comparison of the at least one actual torque and the at least one desired torque is carried out with the aid of filters and / or dead-time elements. In this way, for example, runtime differences can be compensated and time differences, which are due to a time-delayed implementation of the drive signals in corresponding engine torques.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft für Hybridantriebe einsetzen. Dabei weist der Kraftfahrzeugantrieb mindestens einen Verbrennungsmotor und mindestens einen weiteren Motor, vorzugsweise einen Elektromotor, auf. Im Folgenden wird der mindestens eine weitere Motor als Elektromotor bezeichnet, wobei sinngemäß auch Hybridantrieben mit anderen Arten von Motoren als weiterer Motor von der Erfindung erfasst sein sollen. The method according to the invention can be used particularly advantageously for hybrid drives. In this case, the motor vehicle drive has at least one internal combustion engine and at least one further motor, preferably an electric motor. In the following, the at least one further motor will be referred to as an electric motor, whereby mutatis mutandis hybrid drives with other types of engines as another engine to be covered by the invention.

Anstelle mindestens eines berechneten Sollmoments werden nun im ersten Verfahrensschritt mindestens zwei Sollmomente berechnet: mindestens ein Verbrennungsmotorsollmoment und mindestens ein Elektromotorsollmoment. Diese werden im zweiten Verfahrensschritt in entsprechende Ansteuergrößen umgewandelt, nämlich in mindestens eine Verbrennungsmotoransteuergröße und mindestens eine Elektromotoransteuergröße.Instead of at least one calculated desired torque, at least two desired torques are now calculated in the first method step: at least one engine nominal torque and at least one electric motor nominal torque. These are converted in the second method step into corresponding control variables, namely at least one internal combustion engine control variable and at least one electric motor control variable.

Bei Hybridantrieben setzt sich das Ist-Moment (tatsächliches Moment) zusammen aus Einzelmomenten der Motoren, also des mindestens einen Verbrennungsmotors und des mindestens einen Elektromotors. Das erfindungsgemäße Verfahren generiert separate Ansteuergrößen für diese einzelnen Momentsteller, die gegebenenfalls getrennte Motorsteuergeräte aufweisen.In hybrid drives, the actual torque (actual moment) is composed of individual torques of the motors, that is to say of the at least one internal combustion engine and of the at least one electric motor. The inventive method generates separate control variables for these individual torque controllers, which may have separate engine control units.

Zur Fehlerdiagnose kann nunmehr ein Vergleich zwischen den Sollmomenten der einzelnen Motoren und den Ist-Momenten dieser Motoren durchgeführt werden. So wird ein Vergleich zwischen dem mindestens einen Ist-Moment des mindestens einen Verbrennungsmotors und dem mindestens einen Verbrennungsmotorsollmoment durchgeführt und analog ein Vergleich zwischen mindestens einem Ist-Moment des mindestens einen Elektromotors und dem mindestens einen Elektromotorsollmoment. Mittels dieses Verfahrens ist insbesondere diagnostizierbar, bei welchem Momentensteller ein möglicher Fehler aufgetreten ist.For fault diagnosis, a comparison can now be made between the setpoint torques of the individual motors and the actual moments of these motors. Thus, a comparison is made between the at least one actual torque of the at least one internal combustion engine and the at least one engine nominal torque and, analogously, a comparison between at least one actual torque of the at least one electric motor and the at least one electric motor nominal torque. By means of this method, it is possible in particular to diagnose in which torque controller a possible error has occurred.

Je nachdem, bei welchem Momentensteller ein Fehler detektiert worden ist, kann eine Betriebsart gewählt werden, welche auf diesen Fehler reagiert und angepasst ist. So kann beispielsweise bei einer eine vorgegebene Verbrennungsmotorschwelle überschreitenden Abweichung des mindestens einen Ist-Moments des mindestens einen Verbrennungsmotors vom mindestens einen Verbrennungsmotorsollmoment auf einen Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb umgeschaltet werden. Bei diesem Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb wird die mindestens eine Verbrennungsmotoransteuergröße durch mindestens eine Verbrennungsmotorersatzansteuergröße ersetzt. Zusätzlich können auch weitere Ansteuergrößen durch Ersatzansteuergrößen ersetzt werden. Analog wird, wenn eine eine vorgegebene Elektromotorschwelle überschreitende Abweichung des mindestens einen Ist-Moments des mindestens einen Elektromotors vom mindestens einen Elektromotorsollmoment detektiert wird, auf einen Elektromotorfehleransteuerbetrieb umgeschaltet werden. Bei diesem Elektromotorfehleransteuerbetrieb wird die mindestens eine Elektromotoransteuergröße durch mindestens eine Elektromotorersatzansteuergröße ersetzt. Auch hier können zusätzlich weitere Ansteuergrößen durch Ersatzansteuergrößen ersetzt werden.Depending on which torque controller an error has been detected, an operating mode can be selected which responds to this error and is adapted. Thus, for example, in the case of a deviation of the at least one actual torque of the at least one internal combustion engine that exceeds a predefined combustion engine threshold, it is possible to switch over from the at least one internal combustion engine desired torque to an internal combustion engine fault control operation. In this engine failure driving operation, the at least one engine control amount is replaced with at least one engine replacement drive amount. In addition, other control variables can be replaced by Ersatzansteuergrößen. Similarly, when a deviation of the at least one actual torque of the at least one electric motor exceeding a predetermined electric motor threshold is detected by the at least one electric motor target torque, an electric motor fault drive operation is switched over. In this electric motor fault driving operation, the at least one electric motor drive amount is replaced by at least one electric motor drive drive amount. Again, additional control variables can be replaced by Ersatzansteuergrößen.

Diese Ersatzansteuergrößen können auf verschiedene Weisen ausgestaltet sein. So können diese Ersatzansteuergrößen beispielsweise eine besonders niedriges Moment der jeweiligen vom Fehler betroffenen Motoren bewirken. Insbesondere können diese auch ein vollständiges Abschalten der jeweils vom Fehler betroffenen Motoren auslösen, so dass beispielsweise im Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb der mindestens eine Verbrennungsmotor vollständig abgeschaltet wird und das im Elektromotorfehleransteuerbetrieb der mindestens eine Elektromotor vollständig abgeschaltet wird. Auf diese Weise kann beispielsweise im Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb auf ein rein elektrisches Fahren umgeschaltet werden, so dass der mindestens eine Momentensteller des mindestens einen Elektromotors nunmehr die Aufgaben des mindestens einen Momentenstellers des Verbrennungsmotors mit übernimmt. Auf diese Weise lassen sich Fehler komplementär ausgleichen. Die dabei vom Fahrer des Kraftfahrzeugs wahrgenommene Komforteinbuße ist äußerst gering. Auf diese Weise lassen sich Fehler bei der Momentenumsetzung von Hybridantrieben besonders wirkungsvoll und effizient detektieren und ausgleichen, ohne dass in einen Fehlerreaktionsbetrieb der Ebene 2 umgeschaltet werden muss. Zusätzlich kann der Fahrer jedoch auch über den auftretenden Fehler informiert werden, beispielsweise durch eine entsprechende Cockpit-Anzeige, welche den Fahrer darauf hinweist, dass ein Aufsuchen einer Werkstatt in naher Zukunft erforderlich ist.These Ersatzansteuergrößen can be configured in various ways. Thus, these Ersatzansteuergrößen example cause a particularly low moment of the respective affected by the error engines. In particular, these can also trigger a complete shutdown of each affected by the fault motors, so that, for example, in the engine fault drive operation, the at least one internal combustion engine is completely switched off and the electric motor fault driving operation of the at least one electric motor is completely switched off. In this way, for example, in the engine fault control operation can be switched to a purely electric driving, so that the at least one torque controller of the at least one electric motor now takes over the tasks of at least one torque controller of the internal combustion engine. In this way, errors can be compensated complementarily. The case perceived by the driver of the motor vehicle comfort loss is extremely low. In this way, errors in the torque conversion of hybrid drives can be detected and compensated particularly effectively and efficiently, without having to switch to a fault reaction mode of level 2. In addition, however, the driver may also be informed of the occurring error, for example by a corresponding cockpit display, which indicates the driver that a visit to a workshop in the near future is required.

Figurenlistelist of figures

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Reference to the drawings, the invention will be explained in more detail below.

Es zeigt:

  • 1 ein Flussdiagramm eines dem Stand der Technik entsprechenden Verfahrens zur Momentenüberwachung mit einer Momentenbegrenzung in Ebene 1;
  • 2 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Prüfung der Umsetzung der Sollmomente; und
  • 3 ein zu 2 analoges Verfahren in einem Hybridantrieb.
It shows:
  • 1 a flowchart of a prior art method for torque monitoring with a torque limit in level 1;
  • 2 an embodiment of a method according to the invention with an examination of the implementation of the desired moments; and
  • 3 one too 2 analogous method in a hybrid drive.

Ausführu ngsbeispiele Exemplary embodiments

In 1 ist ein dem Stand der Technik entsprechendes Verfahren dargestellt, bei welchem mittels einer so genannten Momentenbegrenzung in Ebene 1 (Bezugsziffer 110 in 1) fehlerhaft zu hohe Momente erkannt werden.In 1 a method according to the prior art is shown, in which by means of a so-called torque limitation in level 1 (reference numeral 110 in 1 ) erroneously high moments are detected.

Das Verfahren ist in zwei aufeinander folgende Verfahrensschritte eingeteilt, welche hier symbolisch durch die Trennlinie 112 getrennt sind. Die Trennlinie 112 trennt die Momentenberechnung (Bezugsziffer 110) von der Momentenumsetzung (Bezugsziffer 114). In der Momentenberechnung 110 werden zunächst aus verschiedenen Eingangsgrößen 116 in einem Berechnungsschritt 118 Sollmomente 120 berechnet. Beispielsweise können die Eingangsgrößen 116 elektronische Informationen eines Fahrpedals enthalten, über welche der Wunsch eines Fahrers bezüglich eines bestimmten Drehmoments an ein Motorsteuerungsgerät übermittelt wird. Im Berechnungsschritt 118 werden diese Eingangsgrößen 116 in entsprechende Sollmomente 120 umgewandelt. Beispielsweise kann diese Umwandlung in Schritt 118 kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitintervallen erfolgen. Die Umwandlung in Schritt 118 kann beispielsweise unter Zuhilfenahme von Kennlinienfeldern, Funktionen, oder elektronischen Tabellen erfolgen.The method is divided into two consecutive process steps, which here symbolically through the dividing line 112 are separated. The dividing line 112 separates the moment calculation (reference number 110 ) of the torque conversion (reference numeral 114 ). In the moment calculation 110 are initially made of different input variables 116 in a calculation step 118 setpoint torques 120 calculated. For example, the input variables 116 contain electronic information of an accelerator pedal, via which the desire of a driver with respect to a certain torque is transmitted to an engine control unit. In the calculation step 118 become these input variables 116 in corresponding desired moments 120 transformed. For example, this conversion may be in step 118 take place continuously or at predetermined time intervals. The conversion in step 118 For example, it can be done with the aid of characteristic fields, functions, or electronic tables.

Die auf diese Weise in Schritt 118 generierten Sollmomente 120 werden in einer Momentenbegrenzung 122 mit zulässigen Momenten 124 verglichen. Wird dabei festgestellt, dass die berechneten Sollmomente 120 diese zulässigen Momente 124 überschreiten, so werden die Sollmomente 120 durch Fehlersollmomente ersetzt. Beispielsweise kann es sich bei diesen Fehlersollmomenten um die zulässigen Momente 124 handeln. Die auf diese Weise in der Momentenbegrenzung 122 generierten begrenzten Sollmomente 126 überschreiten somit nicht die zulässigen Momente 124.The way in step 118 generated target moments 120 be in a moment limit 122 with allowable moments 124 compared. If it is determined that the calculated target moments 120 these permissible moments 124 exceed, then the target moments 120 replaced by fault setpoints. For example, these fault setpoints may be the allowable moments 124 act. The way in the torque limit 122 generated limited target moments 126 thus do not exceed the permissible moments 124 ,

Mittels dieser begrenzten Sollmomente 126 wird dann der Momentenumsetzung (Bezugsziffer 114) ein Umsetzungsschritt 128 durchgeführt. In diesem Umsetzungsschritt 128 werden die begrenzten Sollmomente 126 in Ansteuergrößen 130 umgewandelt. Bei diesen Ansteuergrößen 130 kann es sich beispielsweise um elektronische Signale handeln, welche an Momentensteller eines Kraftfahrzeugantriebs (in 1 nicht dargestellt) übermittelt werden. Die Ansteuergrößen 130 stellen somit bei einem fehlerfreien Betrieb des Umsetzungsschritts 128 das „Hardware-Analogon“ zu den begrenzten Sollmomenten 126 dar.By means of these limited target moments 126 is then the torque conversion (reference numeral 114 ) a conversion step 128 carried out. In this implementation step 128 become the limited target moments 126 in control variables 130 transformed. With these control variables 130 For example, these may be electronic signals which are applied to moment adjusters of a motor vehicle drive (in FIG 1 not shown). The control variables 130 thus provide for error-free operation of the implementation step 128 the "hardware analogue" to the limited setpoint torques 126 represents.

Das in 1 dargestellte, dem Stand der Technik entsprechende Verfahren kann beispielsweise in einem herkömmlichen Motorsteuerungsgerät untergebracht sein. Beispielsweise kann dieses Motorsteuerungsgerät einen Mikrocomputer und andere elektronische Bauelemente aufweisen. Das Motorsteuerungsgerät muss nicht notwendigerweise in einer elektronischen Einheit integriert sein, sondern kann beispielsweise auch dezentralisiert im Kraftfahrzeug untergebracht sein. Vorteilhafterweise werden die in der Momentenberechnung (Bezugsziffer 110) ausgeführten Verfahrensschritte ganz oder teilweise als Computerprogramm ausgestaltet, wobei das Computerprogramm beispielsweise die Eingangsgrößen 116 im Berechnungsschritt 118 in die Sollmomente 120 umrechnet. Auch die Momentenbegrenzung 122 kann durch ein Computerprogramm realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann diese Momentenbegrenzung 122 jedoch auch durch eine entsprechende elektronische Schaltung realisiert werden, beispielsweise eine elektronische Vergleichsschaltung, mittels derer die Sollmomente 120 mit den zulässigen Momenten 124 verglichen werden und jeweils das Minimum dieser beiden Werte 120, 124 als begrenzte Sollmoment 126 weitergeleitet wird.This in 1 illustrated, the prior art corresponding method can be accommodated for example in a conventional engine control unit. For example, this engine control device may include a microcomputer and other electronic components. The engine control unit does not necessarily have to be integrated in an electronic unit, but can also be housed decentrally in the motor vehicle, for example. Advantageously, in the moment calculation (reference numeral 110 ) executed process steps wholly or partially designed as a computer program, the computer program, for example, the input variables 116 in the calculation step 118 in the target moments 120 converts. Also the torque limit 122 can be realized by a computer program. Alternatively or additionally, this torque limit 122 However, also be implemented by a corresponding electronic circuit, for example, an electronic comparison circuit, by means of which the desired torques 120 with the permissible moments 124 be compared and the minimum of these two values 120 . 124 as a limited target torque 126 is forwarded.

Analog kann auch der in der Momentenumsetzung (Bezugsziffer 114) dargestellte Umsetzungsschritt 128 ganz oder teilweise in einem Motorsteuerungsgerät realisiert werden. Insbesondere kann dieser Verfahrensschritt 128 wiederum ganz oder teilweise in einem Mikrocomputer des Motorsteuerungsgeräts umgesetzt werden. Bei diesem Mikrocomputer kann es sich um denselben Mikrocomputer handeln, welcher auch für die Momentenberechnung (Bezugsziffer 110) eingesetzt wird, oder es kann sich um einen separaten Mikrocomputer handeln. Weiterhin können alternativ oder zusätzlich auch elektronische Bauelemente eingesetzt werden. Beispielsweise können zur Generierung der Ansteuergrößen 130 entsprechende elektronische Wandler, Filter, Endstufen oder ähnliches eingesetzt werden, so dass geeignete Ansteuergrößen 130 für Momentensteller des Kraftfahrzeugantriebs generiert werden. Diese Ansteuergrößen 130 können über ein entsprechendes Leitungssystem, beispielsweise geeignete Schnittstellenkabel (BUS-System) an den bzw. die Momentensteller des Kraftfahrzeugs übermittelt werden.Similarly, in the torque conversion (reference numeral 114 ) illustrated conversion step 128 wholly or partly realized in an engine control unit. In particular, this process step 128 again be implemented in whole or in part in a microcomputer of the engine control unit. This microcomputer can be the same microcomputer which is also used for the moment calculation (reference numeral 110 ), or it may be a separate microcomputer. Furthermore, alternatively or additionally, electronic components can be used. For example, for generating the drive variables 130 corresponding electronic converters, filters, power amplifiers or the like can be used, so that suitable control variables 130 are generated for moment adjuster of the motor vehicle drive. These control variables 130 can be transmitted via a corresponding line system, for example, suitable interface cable (BUS system) to the or the moment adjuster of the motor vehicle.

Wie oben beschrieben, leidet das in 1 dargestellte, dem Stand der Technik entsprechende Verfahren unter dem Mangel, dass zwar Fehler in der Momentenberechnung 110, also Fehler, welche im Berechnungsschritt 118 bei der Berechnung der Sollmomente 120 auftreten, detektiert und ausgeglichen werden. Eine Kontrolle der Umsetzung dieser Sollmomente 120 bzw. der begrenzten Sollmomente 126 im Umsetzungsschritt 128 der Momentenumsetzung 114 in entsprechende Ansteuergrößen 130 erfolgt jedoch nicht.As described above, this suffers in 1 illustrated, prior art method lacking, that although errors in the moment calculation 110 , so errors, which in the calculation step 118 in the calculation of the setpoint moments 120 occur, be detected and compensated. A control of the implementation of these target moments 120 or the limited target moments 126 in the implementation step 128 the moment implementation 114 in appropriate control variables 130 does not happen.

Im Gegensatz dazu ist in 2 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Motorsteuerung dargestellt, welche die beschriebenen Nachteile des Verfahrens gemäß 1 vermeidet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst in der Momentenberechnung 110 analoge Verfahrensschritte wie im Verfahren gemäß 1 durchgeführt. Dementsprechend werden in einem Berechnungsschritt 118 aus Eingangsgrößen 116 zunächst Sollmomente 120 berechnet. Diese Sollmomente werden in einer Momentenbegrenzung 122 mit zulässigen Momenten 124 verglichen. Dementsprechend werden analog zum oben beschriebenen Verfahren begrenzte Sollmomente 126 generiert, bei welchen sichergestellt ist, dass diese nicht die zulässigen Momente 124 überschreiten. Diese begrenzten Sollmomente 126 werden an die Momentenumsetzung 114 übergeben, um dort in einem Umsetzungsschritt 128 analog zu 1 in Ansteuergrößen 130 für mindestens einen Momentensteller umgewandelt zu werden. In contrast, in 2 an embodiment of a method according to the invention for engine control shown, which the described disadvantages of the method according to 1 avoids. In the method according to the invention are first in the moment calculation 110 analogous process steps as in the method according to 1 carried out. Accordingly, in a calculation step 118 from input variables 116 first target moments 120 calculated. These setpoint moments are in a torque limit 122 with allowable moments 124 compared. Accordingly, analogous to the method described above, limited set torques 126 which ensures that these are not the permissible moments 124 exceed. These limited target moments 126 become the moment implementation 114 handed over to there in an implementation step 128 analogous to 1 in control variables 130 to be converted for at least one moment master.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß 2 erfolgt jedoch zusätzlich eine Rückkopplung von Ist-Momenten 132 von den Momentenstellern an das Motorsteuerungsgerät. Diese Ist-Momente 132 werden in Form von Signalen zur Bestimmung der Ist-Momente 134 erfasst, welche, wie oben beschrieben, beispielsweise die Signale entsprechender Momentensensoren auf einer Kurbelwelle umfassen. Diese Signale 134 können entsprechend umgerechnet werden, um anschließend als Ist-Momente 132 mit den entsprechenden begrenzten Sollmomenten 126 verglichen zu werden. Gegebenenfalls können Laufzeitunterschiede, welche beispielsweise durch zeitverzögerte Umsetzung der begrenzten Sollmomente 126 in entsprechende Ist-Momente 132 verursacht werden, durch Filter und Totzeitglieder (nicht dargestellt) ausgeglichen werden, bevor der Vergleich mit den begrenzten Sollmomenten 126 durchgeführt wird.In the inventive method according to 2 However, in addition, there is a feedback of actual moments 132 from the torque adjusters to the engine control unit. These are actual moments 132 are in the form of signals for determining the actual moments 134 detected, which, as described above, for example, include the signals of corresponding torque sensors on a crankshaft. These signals 134 can be converted accordingly to subsequently as actual moments 132 with the corresponding limited target torques 126 to be compared. If necessary, runtime differences, which can be achieved, for example, by time-delayed implementation of the limited setpoint torques 126 in corresponding actual moments 132 be compensated by filters and dead-time links (not shown) before the comparison with the limited target torques 126 is carried out.

Dieser Vergleich zwischen den Ist-Momenten 132 und den begrenzten Soll-Momenten 126 wird in einer Prüfung zur Umsetzung der Sollmomente 136 in der Momentenumsetzung 114 durchgeführt. Werden dabei unplausible Ist-Momente 132 festgestellt, so kann auf eine komfortable Ersatzbetriebsart umgeschaltet werden anstelle eines Umschaltens auf den oben genannten EMB-Betrieb. Unter „unplausiblen Momenten“ kann dabei beispielsweise verstanden werden, dass, wenn die Ist-Momente 132 um mehr als eine vorgegebene Toleranzschwelle von den begrenzten Sollmomenten 126 abweichen, auf einen Fehleransteuerbetrieb 138 umgeschaltet wird. Bei diesem Fehleransteuerbetrieb können insbesondere die Ansteuergrößen 130 durch entsprechende Ersatzansteuergrößen ersetzt werden.This comparison between the actual moments 132 and the limited target moments 126 will be in an exam to implement the target moments 136 in the moment implementation 114 carried out. Be implausible actual moments 132 has been determined, it can be switched to a comfortable alternative mode instead of switching to the above EMB operation. By "implausible moments" can be understood, for example, that if the actual moments 132 by more than a predetermined tolerance threshold from the limited target torques 126 deviate to an error control operation 138 is switched. In this fault control operation, in particular the control variables 130 be replaced by appropriate Ersatzansteuergrößen.

In 3 ist eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem das in 2 dargestellte Verfahren für den Betrieb eines Hybridantriebs modifiziert wurde. Analog zu 2 werden zunächst wiederum Eingangsgrößen, beispielsweise Signale eines Fahrpedals und/oder andere Signale, in einem Berechnungsschritt in Sollmomenteumgerechnet. Es sei angenommen, dass der Hybridantrieb in diesem Ausführungsbeispiel über einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor verfügt. Dementsprechend werden im Berechnungsschritt ein Verbrennungsmotorsollmoment und ein Elektromotorsollmoment erzeugt. Die Aufteilung der Momente auf diese Einzelmomente kann dem Betriebszustand optimal angepasst sein, so dass insbesondere ein energiesparender Betrieb ermöglicht ist.In 3 a preferred embodiment of a method according to the invention is shown in which the in 2 illustrated method for the operation of a hybrid drive has been modified. Analogous to 2 In turn, input variables, for example signals of an accelerator pedal and / or other signals, are converted into setpoint moments in a calculation step. It is assumed that the hybrid drive in this embodiment has an internal combustion engine and an electric motor. Accordingly, in the calculation step, a target engine torque and a target electric motor torque are generated. The distribution of the moments to these individual moments can be optimally adapted to the operating state, so that in particular an energy-saving operation is possible.

Entsprechend 2 können diese einzelnen Sollmomente in einer Momentenbegrenzung mit zulässigen Momenten verglichen werden. Auf diese Weise können ein begrenztes Verbrennungsmotorsollmoment 152 und ein begrenztes Elektromotorsollmoment154 generiert werden. Die begrenzten Sollmomente 152, 154 werden anschließend an die Momentenumsetzung 114 übergeben.Corresponding 2 These individual setpoint moments can be compared in a torque limitation with allowable moments. In this way, a limited internal combustion engine Sollmoment 152 and a limited electric motor target torque 154 is generated. The limited target moments 152 . 154 will be followed by the momentum conversion 114 to hand over.

Analog zu 2 erfolgt in der Momentenumsetzung 114 eine Umsetzung der begrenzten Sollmomente 152, 154 in Ansteuergrößen. Diese Umsetzung ist zweigeteilt, um den Erfordernissen des Hybridantriebs zu entsprechen. So wird in einer Momentenumsetzung des Verbrennungsmotors 156 das begrenzte Verbrennungsmotorsollmoment 152 in eine Verbrennungsmotoransteuergröße 158 umgewandelt. Diese Verbrennungsmotoransteuergrößen 158 können dann an einen oder mehrere Verbrennungsmotoren weitergeleitet werden. Analog wird in einer Momentenunmsetzung des Elektromotors 160 das begrenzte Elektromotorsollmoment 154 in entsprechende Elektromotoransteuergrößen 162 umgewandelt, welche wiederum an einen oder mehrere Elektromotoren weitergeleitet werden.Analogous to 2 takes place in the moment implementation 114 an implementation of the limited target moments 152 . 154 in control variables. This implementation is divided into two to meet the requirements of the hybrid drive. So is in a moment implementation of the internal combustion engine 156 the limited engine torque 152 in an engine control quantity 158 transformed. These engine control variables 158 can then be forwarded to one or more internal combustion engines. Analog is in a torque reduction of the electric motor 160 the limited electric motor target torque 154 in corresponding Elektromotoransteuergrößen 162 converted, which in turn are forwarded to one or more electric motors.

Analog zu 2 erfolgt auch in der Ausgestaltung gemäß 3 wiederum eine Rückkopplung von Ist-Momenten zum Fehlerabgleich. Diese Rückkopplung erfolgt, entsprechend der Natur des Hybridantriebs, über Signale zur Bestimmung der Ist-Momente des Verbrennungsmotors bzw. Elektormotors 164, 166.. Analog zu Schritt 132 in 2 werden die Signale 164, 166 in ein Ist-Moment 168 des Verbrennungsmotors und ein Ist-Moment 170 des Elektromotors umgerechnet. Wiederum kann auch eine Verzögerung und Filterung der Signale erfolgen.Analogous to 2 takes place in the embodiment according to 3 again a feedback of actual moments for error adjustment. This feedback takes place, according to the nature of the hybrid drive, via signals for determining the actual moments of the internal combustion engine or electric motor 164 . 166 .. Analogous to step 132 in 2 become the signals 164 . 166 in an actual moment 168 of the internal combustion engine and an actual moment 170 the electric motor converted. Again, a delay and filtering of the signals can take place.

Anschließend werden die Ist-Momente 168, 170 in einer Prüfung der Umsetzung der Sollmomente 136 mit den begrenzten Sollmomenten 152, 154 verglichen. Diese Prüfung 136 in der Ausgestaltung gemäß 3 ist aufgrund der Verdopplung der Anzahl der Signale komplexer ausgestaltet als die Prüfung 136 in 2. Beispielsweise kann das Ist-Moment 168 des Verbrennungsmotors mit dem begrenzten Verbrennungsmotorsollmoment 152 verglichen werden und parallel das Ist-Moment 170 des Elektromotors mit dem begrenzten Elektromotorsollmoment 154. Werden dabei in einem oder beiden Fällen Abweichungen festgestellt, welche jeweils vorgegebene Toleranzschwellen überschreiten (die wiederum beliebig ausgestaltet sein können und insbesondere Null sein können), so wird auf einen Fehleransteuerbetrieb 138 umgeschaltet.Subsequently, the actual moments 168 . 170 in an examination of the implementation of the target moments 136 with the limited target moments 152 . 154 compared. This exam 136 in the embodiment according to 3 is more complex than the test due to the doubling of the number of signals 136 in 2 , For example, the actual moment 168 of the internal combustion engine with the limited internal combustion engine target torque 152 be compared and parallel the actual moment 170 of the electric motor with the limited electric motor target torque 154 , If, in one or both cases, deviations are ascertained which in each case exceed predefined tolerance thresholds (which in turn can be configured as desired and, in particular, can be zero), an error triggering operation is used 138 switched.

Bei diesem Fehleransteuerbetrieb 138 können die Ansteuergrößen 158, 162 jeweils durch entsprechende Ersatzansteuergrößen ersetzt werden. Beispielsweise kann, wie oben beschrieben, bei Detektion eines Fehlers im Verbrennungsmotor der Verbrennungsmotor mittels der Verbrennungsmotoransteuergrößen 158 vollständig abgeschaltet werden, wohingegen die Elektromotoransteuergrößen 162 entsprechend modifiziert werden können, damit der Elektromotor den Ausfall des Verbrennungsmotors mit übernimmt. So kann das Gesamtdrehmoment des Kraftfahrzeugantriebs trotz Ausfall eines der beiden Motoren beispielsweise konstant gehalten werden, so dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs keine Veränderung wahrnimmt. Wiederum kann der Fehleransteuerbetrieb 138 jedoch auch eine Fehlermeldung z. B. auf einem Display oder akustischer Art erzeugen, um einen Fahrer zum Aufsuchen einer Werkstatt anzuhalten.In this fault drive operation 138 can control variables 158 . 162 each be replaced by appropriate Ersatzansteuergrößen. For example, as described above, upon detection of a fault in the internal combustion engine, the engine may be controlled by the engine control quantities 158 are completely switched off, whereas the electric motor drive variables 162 can be modified accordingly, so that the electric motor takes over the failure of the engine. Thus, the total torque of the motor vehicle drive can be kept constant, for example, despite failure of one of the two motors, so that a driver of the motor vehicle perceives no change. Again, the fault drive operation can 138 but also an error message z. B. on a display or acoustic type to stop a driver to visit a workshop.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

110110
Momentenberechnungtorque calculation
112112
Trennlinieparting line
114114
Momentenumsetzungmoment implementation
116116
Eingangsgrößeninput variables
118118
Berechnungsschrittcalculation step
120120
Sollmomentesetpoint torques
122122
Momentenbegrenzungtorque limit
124124
zulässige Momentepermissible moments
126126
begrenzte Sollmomentelimited target moments
128128
Umsetzungsschrittconversion step
130130
Ansteuergrößencontrol variables
132132
Ist-MomenteIs Moments
134134
Signale zur Bestimmung des Ist-MomentsSignals for determining the actual moment
136136
Prüfung der Umsetzung der SollmomenteChecking the implementation of the set torques
138138
FehleransteuerbetriebFehleransteuerbetrieb
152152
begrenztes Verbrennungsmotorsollmomentlimited engine torque
154154
begrenztes Elektromotorsollmomentlimited electric motor target torque
156156
Momentenumsetzung VerbrennungsmotorTorque conversion internal combustion engine
158158
VerbrennungsmotoransteuergrößenVerbrennungsmotoransteuergrößen
160160
Momentenumsetzung ElektromotorTorque conversion electric motor
162162
ElektromotoransteuergrößenElektromotoransteuergrößen
164164
Signale zur Bestimmung des Ist-Momentes des VerbrennungsmotorsSignals for determining the actual torque of the internal combustion engine
166166
Signale zur Bestimmung des Ist-Momentes des ElektromotorsSignals for determining the actual torque of the electric motor
168168
Ist-Moment VerbrennungsmotorActual moment internal combustion engine
170170
Ist-Moment ElektromotorActual moment electric motor

Claims (6)

Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugantriebs, wobei der Kraftfahrzeugantrieb mindestens einen Verbrennungsmotor und mindestens einen Elektromotor aufweist, wobei in einem ersten Schritt mindestens ein Verbrennungsmotorsollmoment (140) berechnet wird und in einem zweiten Schritt das mindestens eine Verbrennungsmotorsollmoment (140) in mindestens eine Verbrennungsmotoransteuergröße (158) umgewandelt wird und dass weiterhin im ersten Schritt mindestens ein Elektromotorsollmoment (142) berechnet wird, welches im zweiten Schritt in mindestens eine Elektromotoransteuergröße (162) umgewandelt wird, dass mindestens ein Ist-Moment (132; 168, 170) des Kraftfahrzeugantriebs ermittelt wird, wobei ein Vergleich zwischen mindestens einem Ist-Moment (168) des mindestens einen Verbrennungsmotors und dem mindestens einen Verbrennungsmotorsollmoment (140) und ein Vergleich zwischen mindestens einem Ist-Moment (170) des mindestens einen Elektromotors und dem mindestens einen Elektromotorsollmoment (142) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer eine vorgegebene Verbrennungsmotorschwelle überschreitenden Abweichung des mindestens einen Ist-Moments (168) des mindestens einen Verbrennungsmotors vom mindestens einen Verbrennungsmotorsollmoment (140) auf einen Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb (138) umgeschaltet wird, wobei die mindestens eine Verbrennungsmotoransteuergröße (158) durch mindestens eine Verbrennungsmotorersatzansteuergröße ersetzt wird und dass bei einer eine vorgegebene Elektromotorschwelle überschreitenden Abweichung des mindestens einen Ist-Moments (170) des mindestens einen Elektromotors vom mindestens einen Elektromotorsollmoment (142) auf einen Elektromotorfehleransteuerbetrieb (138) umgeschaltet wird, wobei die mindestens eine Elektromotoransteuergröße (162) durch mindestens eine Elektromotorersatzansteuergröße ersetzt wird.Method for controlling a motor vehicle drive, wherein the motor vehicle drive has at least one internal combustion engine and at least one electric motor, wherein in a first step at least one engine nominal torque (140) is calculated and in a second step the at least one engine nominal torque (140) is converted into at least one engine driver variable (158) and that further in the first step at least one electric motor target torque (142) is calculated, which is converted into at least one Elektromotoransteuergröße (162) in the second step, that at least one actual torque (132; 168, 170) of the motor vehicle drive is determined a comparison between at least one actual torque (168) of the at least one internal combustion engine and the at least one engine nominal torque (140) and a comparison between at least one actual torque (170) of the at least one electric motor and the at least one electric motor Sollmo 142 (142) is performed, characterized in that at a predetermined combustion engine threshold exceeding deviation of the at least one actual torque (168) of the at least one internal combustion engine from the at least one engine target torque (140) is switched to a Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb (138), wherein the at least an internal combustion engine drive variable (158) is replaced by at least one internal combustion engine drive variable, and that at a deviation of the at least one actual torque (170) of the at least one electric motor from the at least one electric motor target torque (142) is switched to an electric motor fault drive operation (138) the at least one electric motor drive variable (162) is replaced by at least one electric motor drive control variable. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich das mindestens eine berechnete Sollmoment (120; 140, 142) mit mindestens einem zulässigen Moment (124; 148, 150) verglichen wird und dass bei Überschreiten des zulässigen Moments (124; 148, 150) das berechnete Sollmoment (120; 140, 142) durch ein Fehlersollmoment (124; 148, 150) ersetzt wird. Method according to the preceding claim, characterized in that in addition at least a calculated desired torque (120; 140, 142) having at least a permissible torque (124; 148, 150) is compared and that when the permissible torque (124; 148, 150 ) the calculated target torque (120; 140, 142) is replaced by a fault set torque (124; 148, 150). Verfahren gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ist-Moment (132; 168, 170) durch mindestens eines der folgenden Verfahren ermittelt wird: eine Messung eines Zylinderinnendrucks; einer Oszillation eines Drehzahlsignals einer Kurbelwelle; einer Umrechnung der mindestens einen Ansteuergröße; einer Umrechnung von Strom, Spannung und Drehzahl eines Elektromotors; durch Rückmeldung über ein BUS-System; durch mindestens einen Momentensensor auf einer Kurbel- oder Nockenwelle.Method according to one of the two preceding claims, characterized in that the at least one actual torque (132; 168, 170) is determined by at least one of the following methods: a measurement of a cylinder internal pressure; an oscillation of a speed signal of a crankshaft; a conversion of the at least one control variable; a conversion of current, voltage and speed of an electric motor; by feedback via a BUS system; by at least one torque sensor on a crankshaft or camshaft. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ist-Moment (132; 168, 170) und/oder das mindestens eine Sollmoment (120; 140, 142) vor Durchführung des Vergleichs gefiltert und/oder mittels eines Totzeitgliedes zeitverzögert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one actual torque (132; 168, 170) and / or the at least one desired torque (120; 140, 142) is filtered prior to carrying out the comparison and / or time-delayed by means of a deadtime element become. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbrennungsmotorfehleransteuerbetrieb (138) der mindestens eine Verbrennungsmotor vollständig abgeschaltet wird und dass im Elektromotorfehleransteuerbetrieb (138) der mindestens eine Elektromotor vollständig abgeschaltet wird.A method according to the preceding claim, characterized in that in the engine fault drive operation (138) the at least one internal combustion engine is completely shut down and that in the electric motor fault drive operation (138) the at least one electric motor is completely switched off. Motorsteuerungsgerät mit Mitteln zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche.Motor control device with means for carrying out a method according to one of the preceding method claims.
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