DE102005040784A1 - Method for controlling a vehicle drive unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugantriebseinheit, wobei die Fahrzeugantriebseinheit mindestens zwei einzelne Motoren umfasst, gekennzeichnet durch DOLLAR A a) Bestimmen von anzufordernden Momenten (1, 2) für jeden der mindestens zwei Motoren durch mindestens ein Steuergerät, DOLLAR A b) Vergleichen der anzufordernden Momente (1, 2; 4) mit zulässigen Momenten (5; 19, 20), DOLLAR A c) Begrenzen der anzufordernden Momente (1, 2) für mindestens einen der mindestens zwei einzelnen Motoren, falls die anzufordernden Momente (1, 2; 4) größer als die zulässigen Momente (5; 19, 20) sind, und DOLLAR A d) Ansteuern der mindestens zwei Motoren (9, 10) mit den gegebenenfalls begrenzten anzufordernden Momenten (1, 2; 11, 12).The invention relates to a method for controlling a vehicle drive unit, the vehicle drive unit comprising at least two individual motors, characterized by DOLLAR A a) determining torques (1, 2) to be requested for each of the at least two motors by at least one control device, DOLLAR A b ) Comparing the torques to be requested (1, 2; 4) with permissible torques (5; 19, 20), DOLLAR A c) Limiting the torques to be requested (1, 2) for at least one of the at least two individual motors, if the torques to be requested ( 1, 2; 4) are greater than the permissible torques (5; 19, 20), and DOLLAR A d) controlling the at least two motors (9, 10) with the possibly limited torques (1, 2; 11, 12) to be requested .
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeug-Antriebseinheit, die mindestens zwei einzelne Motoren umfasst, insbesondere eines Hybridantriebs, der zumindest einen Verbrennungsmotor und zumindest einen Elektromotor umfasst.The The invention relates to a method for controlling a vehicle drive unit, comprising at least two individual motors, in particular one Hybrid drive, the at least one internal combustion engine and at least comprises an electric motor.
Im
Stand der Technik (z. B. aus
Ferner ist es im Stand der Technik bekannt, eine kontinuierliche Momentenüberwachung zur Aufdeckung von Fehlfunktionen im Steuergerät durchzuführen. Dies dient insbesondere dem Schutz von Fahrzeuginsassen 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.Further It is known in the art, a continuous torque monitoring to detect malfunctions in the control unit. This is especially useful the protection of vehicle occupants in the motor vehicle and external Road users. It should be an unwanted acceleration of the Vehicle can be prevented. The core of continuous torque monitoring is the comparison of an actual torque provided by the engine with a permissible Moment. Normally, the actual torque is smaller than the permissible torque. If the actual torque exceeds the allowable torque, is a fault in the engine control unit before and one leading to a safe vehicle condition error response initiated.
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.The supervision 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 designated as a functional level first level. The second level (monitoring level) is executed as the continuous torque monitoring. In This level will depend, inter alia, on vehicle and vehicle Motor functions a permissible Moment determined and compared with an engine-actual torque. The Level 2 becomes expensive secured (double storage of all variables, cyclic RAM and ROM check, program control, Command Test). Level 3 is used for computer backup.
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 angeforderte Moment 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 angeforderte Moment zu hoch ist. Eine solche Fehlerreaktion sollte nach Möglichkeit vermieden werden, da sie für einen Insassen des Fahrzeugs sehr unkomfortabel sein kann.Around the availability to increase an engine, becomes additional in the prior art to continuous torque monitoring in level 2, the requested torque before driving the motor in Level 1 for plausibility checked. If the requested moment is marked too high, then the moment is limited to a plausible moment. Through this torque limit can the above-described, in level 2 of the monitoring concept triggered error response be avoided, even if the requested moment is too high. Such an error reaction should be avoided if possible since they are for an occupant of the vehicle can be very uncomfortable.
Das beschriebene, aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zur Momentenbegrenzung ist 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 oder mehrere Elektroantriebe.The described, known from the prior art method for torque limiting is not readily transferable to hybrid vehicles. In hybrid vehicles In addition to an internal combustion engine comes at least one other torque source (Engine) used. In most cases these are around one or more electric drives.
In
der Motorsteuerung muss nun 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 günstigsten
Betriebspunkt hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs, des Drehmoments,
der Ladungsbilanz, der Schadstoffbildung usw. für alle Momentenquellen einzustellen.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in
Bisher wird jedoch im Stand der Technik kein Konzept zur Momentenbegrenzung bereitgestellt, das auf die besonderen Anforderungen eines solchen Hybridantriebs mit einem oder mehreren Elektromotoren zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor im Antriebsstrang eines Fahrzeuges eingeht. Ein mit dem Antriebsstrang verbundener zusätzlicher Elektromotor kann bei zu hohen Ansteuerströmen genauso eine unerwünschte Fahrzeugbeschleu nigung verursachen wie ein „durchgehender" Verbrennungsmotor und erfordert daher ebenso eine kontinuierliche Momentenüberwachung und eine Momentenbegrenzung.So far However, in the prior art is not a concept for torque limiting provided that the specific requirements of such Hybrid drive with one or more electric motors in addition to an internal combustion engine enters the drive train of a vehicle. A connected to the drive train additional electric motor can at too high drive currents just as unwanted Vehicle acceleration cause like a "continuous" internal combustion engine and therefore also requires continuous torque monitoring and a torque limit.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugantriebseinheit vermeidet die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren. Insbesondere ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, Fehler in der Momentenführung von Hybridfahrzeugen zu erkennen und abzufangen und so die Verfügbarkeit des Gesamtsystems zu erhöhen.The proposed according to the invention A method for controlling a vehicle drive unit avoids the disadvantages of the known from the prior art method. In particular, it allows the method according to the invention, Error in torque control of hybrid vehicles to detect and intercept and so availability of the overall system.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der Durchführung eines Momentenvergleichs in Ebene 1 des Momenten-Überwachungskonzepts, wobei die anzufordernden Momente der einzelnen Motoren der Fahrzeug-Antriebseinheit mit zulässigen Momenten verglichen werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein einfaches Konzept bereitgestellt, das mindestens einen zusätzlichen Momentensteller, insbesondere zusätzliche Elektromotoren, in das bestehende Konzept des Momentenvergleichs zur Momentenbegrenzung integriert. Dadurch ist eine sehr einfache und allgemein gültige Behandlung der zusätzlichen Momente, z. B. zusätzlicher Elektromotors, für alle Fahrzeugkonfigurationen möglich.Of the The basic idea of the invention is to carry out a torque comparison in level 1 of the torque monitoring concept, wherein the moments to be requested of the individual motors of the vehicle drive unit with admissible Moments are compared. This will be done in an advantageous manner a simple concept that provides at least one extra Torque adjusters, in particular additional electric motors, in the existing concept of torque comparison for torque limitation integrated. This is a very simple and universal treatment the additional Moments, z. B. additional Electric motor, for all vehicle configurations possible.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weist die Fahrzeug-Antriebseinheit mindestens zwei einzelne Motoren oder Momentenquellen auf. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor, insbesondere um einen Otto- oder Dieselmotor, und um einen Elektromotor oder um mehrere Elektromotoren handeln.at has the inventive method the vehicle drive unit has at least two individual motors or Moment sources on. This can be, for example, a Internal combustion engine, in particular a gasoline or diesel engine, and act around an electric motor or multiple electric motors.
Die erfindungsgemäß durch mindestens ein Steuergerät, insbesondere durch ein zentrales Motorsteuergerät bestimmten anzufordernden Momente für jeden der mindestens zwei Motoren sind in diesem Zusammenhang die einzelnen Sollwerte, die von dem mindestens einen Steuergerät bei den einzelnen Motoren angefordert werden. Dabei bestimmt z. B. das Motorsteuergerät ein anzuforderndes Summenmoment und teilt dieses in einzelne anzufordernde Momente auf. Mit diesen einzelnen anzufordernden Momenten steuert das Motorsteuergerät entweder selbst die einzelnen Motoren an oder es übermittelt Botschaften mit den anzufordernden Momenten an weitere, den einzelnen Motoren zugeordnete Steuergeräte, die dann den jeweiligen Motor ansteuern.The according to the invention at least one control device, in particular to be requested by a central engine control unit certain Moments for each of the at least two engines are in this context the individual setpoints, which of the at least one control unit in the individual motors are requested. It determines z. B. the engine control unit to be requested Summation moment and divides this into individual requests to be requested on. With these individual moments to be requested, the engine control unit either controls even the individual engines or it transmits messages the moments to be requested to further, the individual motors associated control devices, the then control the respective motor.
Die Bestimmung der anzufordernden Momente für die einzelnen Motoren durch das Steuergerät erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung von Fahrzeug- und/oder Motorfunktionen, die in die Momentensteue rung oder -regelung der Fahrzeug-Antriebseinheit eingreifen. Beispielsweise bei der Bestimmung eines anzufordernden Momentes zu berücksichtigende Fahrzeugfunktionen sind eine Fahrerwunschfunktion, eine Fahrerassistenzfunktion oder externe Eingriffsfunktionen. Die Fahrerwunschfunktion kann z. B. in Form eines Fahrpedalsignals in die Bestimmung des anzufordernden Momentes eingehen. Gegebenenfalls zu berücksichtigende Fahrerassistenzfunktionen sind beispielsweise ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP – in der Regel ABS + ASR), ein Antiblockiersystem (ABS), eine Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR), eine Fahrgeschwindigkeitsregelung (FGR) oder ein Abstandsregeltempomat (ACC – Adaptive Cruise Control). Gegebenenfalls zu berücksichtigende externe Eingriffsfunktionen können z. B. Störeinflüsse von elektrischen Verbrauchern wie einer Klimaanlage, eines elektrischen Schiebedachs oder eines Servomotors sein. Motorfunktionen, die in die Momentensteuerung oder -regelung der Fahrzeug-Antriebseinheit eingreifen und die bei der Bestimmung des anzufordernden Moments des jeweiligen Motors berücksichtigt werden können, sind z. B. eine Drehzahlbegrenzung oder Verlustmomente, insbesondere aufgrund von Reibung oder von Generatorverlusten. Eine Startanforderung kann ebenfalls ein bei der Bestimmung des anzufordernden Moments zu berücksichtigendes Signal sein, da z. B. ein zusätzlicher Elektromotor gegebenenfalls nur im Falle einer Startanforderung ein zusätzliches Moment erzeugen soll. Diese und/oder andere Funktionen werden bei der Bestimmung des anzufordernden Moments in Ebene 1 (Funktionsebene) eines Überwachungskonzeptes mit mindestens zwei Ebenen, insbesondere eines 3-Ebenen-Überwachungskonzeptes, wie es im Stand der Technik bekannt ist, berücksichtigt.The determination of the torques to be requested for the individual motors by the control unit takes place in accordance with a preferred embodiment of the present invention taking into account vehicle and / or engine functions, which engage in the torque control or regulation of the vehicle drive unit. For example, at The vehicle functions to be considered for determining a torque to be requested are a driver request function, a driver assistance function or external intervention functions. The driver request function can, for. B. in the form of an accelerator pedal signal in the determination of the torque to be requested. Possible driver assistance functions to be taken into account are, for example, an electronic stability program (ESP-usually ABS + ASR), an anti-lock braking system (ABS), a drive slip control (ASR), a cruise control (FGR) or an Adaptive Cruise Control (ACC) ). Optionally to be taken into account external intervention functions can, for. B. disturbing influences of electrical consumers such as an air conditioner, an electric sunroof or a servomotor. Engine functions that engage in the torque control or regulation of the vehicle drive unit and that can be taken into account in the determination of the torque to be requested of the respective engine are, for. As a speed limitation or torque loss, especially due to friction or generator losses. A start request can likewise be a signal to be taken into account in the determination of the torque to be requested, since, for example, B. an additional electric motor, where appropriate, only in the case of a start request to generate an additional moment. These and / or other functions are taken into account in the determination of the torque to be requested in level 1 (functional level) of a monitoring concept with at least two levels, in particular a 3-level monitoring concept, as is known in the prior art.
Die so bestimmten anzufordernden Momente werden erfindungsgemäß mit zulässigen Momenten verglichen. Die zulässigen Momente werden ebenfalls in Ebene 1 berechnet. Die Berechnung der zulässigen Momente, die die maximal zulässigen anzufordernden Momente darstellen, erfolgt unter Berücksichtigung derselben und/oder weiterer Fahrzeug- und Motorfunktionen, wie die oben genannten, die in die Bestimmung der anzufordernden Momente eingehen können. Insbesondere werden die zulässigen Momente vorzugsweise unter Berücksichtigung mindestens einer Größe ausgewählt aus einem Fahrpedalsignal, einem durch ein Fahrerassistenzsystem erzeugten Signal, einem durch einen externen Eingriff erzeugten Moment, einem Verlustmoment oder einer Startanforderung berechnet.The Thus determined certain moments to be inventively with allowable moments compared. The permissible Moments are also calculated in level 1. The calculation of the permissible moments, the maximum allowable represent moments to be requested, taking into account the same and / or other vehicle and engine functions, such as those mentioned above, the can go into the determination of the moments to be requested. Especially become the allowed ones Moments preferably considering at least a size selected from an accelerator pedal signal, one generated by a driver assistance system Signal, a moment generated by external intervention Lost torque or a start request calculated.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die anzufordernden Momente für mindestens einen der mindestens zwei einzelnen Motoren begrenzt, falls die anzufordernden Momente größer als die zulässigen Momente sind. Ein Begrenzen der anzufordernden Momente erfolgt dabei durch ein Setzen der anzufordernden Momente für mindestens einen der Motoren (gegebenenfalls für alle Motoren der Fahrzeug-Antriebseinheit) auf einen vorgegebenen Wert, z. B. auf den zulässigen Momentenwert, mit dem der Motor anstelle des zuerst bestimmten anzufordernden Moments angesteuert wird. Dadurch wird die weitere Verfügbarkeit der Motoren durch einen weiteren, nicht allzu unkomfortablen Betrieb gewährleistet und in vorteilhafter Weise eine stärker in den Fahrzeugbetrieb eingreifende Fehlerreaktion der kontinuierlichen Momentenüberwachung in Ebene 2 des Überwachungskonzepts zunächst vermieden.at the method according to the invention will be the moments to be requested for at least one of the at least limited to two individual motors, if the moments to be requested bigger than that permissible Moments are. A limitation of the moments to be requested takes place by setting the torques to be requested for at least one of the motors (possibly for all engines of the vehicle drive unit) to a predetermined value, z. B. on the permissible Torque value with which the engine is to be requested instead of the one that has to be determined first Moments is driven. This will further the availability the engines through another, not too uncomfortable operation guaranteed and advantageously one more in vehicle operation engaging error reaction of the continuous torque monitoring in level 2 of the surveillance concept first avoided.
Bei der Triebstrangkonfiguration des Parallel-Hybrids umfasst die Fahrzeugantriebseinheit bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor, wobei durch das mindestens eine Motorsteuergerät ein anzuforderndes Verbrennungsmotormoment und ein anzuforderndes Elektromotormoment bestimmt werden und die anzufordernden Verbrennungsmotor- und Elektromotormomente mit zulässigen Momenten verglichen werden, wobei, falls die anzufordernden Verbrennungsmotor- und Elektromotormomente größer als die zulässigen Momente sind, zumindest eines der anzufordernden Verbrennungs- und Elektromotormomente begrenzt wird.at the driveline configuration of the parallel hybrid includes the vehicle drive unit in the present invention, preferably an internal combustion engine and an electric motor, wherein by the at least one engine control unit to request a Internal combustion engine torque and a requested electric motor torque be determined and the engine and electric engine torques to be requested with admissible Moments are compared, whereby, if the combustion engine and electric motor torque greater than the permissible Moments are, at least one of the burning and to be requested Electric motor torques is limited.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Motorsteuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Fahrzeug-Antriebseinheit mit mindestens zwei einzelnen Motoren. Das erfindungsgemäße Motorsteuergerät umfasst Mittel zum Bestimmen von anzufordernden Momenten für mindestens zwei einzelne Motoren, Mittel zum Vergleichen der anzufordernden Momente mit zulässigen Momenten und Mittel zum Begrenzen der anzufordernden Momente für mindestens einen der mindestens zwei einzelnen Motoren, wenn die anzufordernden Momente größer als die zulässigen Momente sind.The The invention further relates to an engine control unit for carrying out the inventive method for controlling a vehicle drive unit with at least two individual motors. The engine control unit according to the invention comprises Means for determining moments to be requested for at least two individual motors, means for comparing the requested Moments with allowed Moments and means for limiting the moments to be requested for at least one of the at least two individual motors, if requested Moments bigger than the permissible moments are.
Zeichnungdrawing
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Based the drawing, the invention is explained in more detail below.
Es zeigt:It shows:
In
Für alle Motoren
wird jeweils ein anzuforderndes Moment
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung weist die Fahrzeugantriebseinheit einen Verbrennungsmotor
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt ein Begrenzen der angeforderten Momente für zumindest einen
der zwei Motoren, falls das anzufordernde Gesamtmoment größer als
das zulässige
Gesamtmoment ist. Es kann nur eines der anzufordernden Momente
- • Start: Während des Starts sollte ein zu hohes Summenmoment besser durch Reduktion des Moments des Verbrennungsmotors korrigiert werden, da sonst eventuell der Start abbricht.
- • Bei hoher Drehzahl sollte das Moment besser durch Reduktion des Verbrennungsmotormoments korrigiert werden, da – in der Triebstrangkonfiguration des Parallelhybrids – der Stellbereich des Elektromotors vergleichsweise klein ist.
- • Bei kleinem Summenmoment und einer Betriebsweise des Verbrennungsmotors nahe dessen Minimalmoment ohne Zylinderabschaltung sollte das Elektromoment begrenzt werden, da das stetig erfolgen kann, während eine Momentenbegrenzung des Verbrennungsmotors zu einer Zylinderabschaltung führen könte, und so Unstetigekeiten im Gesamtmoment auftreten würden.
- • Start: During the start, too high a cumulative torque should be better corrected by reducing the torque of the internal combustion engine, as otherwise the start may be interrupted.
- • At high speed, the torque should be better corrected by reducing the engine torque, since - in the drive train configuration of the parallel hybrid - the adjustment range of the electric motor is comparatively small.
- • At low summation torque and a mode of operation of the internal combustion engine near its minimum torque without cylinder deactivation, the electric torque should be limited because this can be done continuously, while a torque limit of the engine could lead to a cylinder shutdown, and so discontinuities in the total torque would occur.
Dies
bedeutet beispielsweise im Falle einer Fahrzeugantriebseinheit mit
einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, dass bei bestimmten Betriebspunkten
das Elektromoment wichtiger als das Verbrennermoment ist. An diesen
Betriebspunkten kann eine Momentenbegrenzung auf das anzufordernde
Verbrennungsmotormoment
In
Für beide
Motoren wird jeweils ein anzuforderndes Moment
Gemäß der oberen
Schaltstellung des in
Falls
das anzufordernde Moment
Das
Verfahren läuft
analog für
den zweiten Motor ab. Ein zweiter Vergleicher
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