CN101351756A - 用于尤其在混合驱动装置中简化力矩监控的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制车辆驱动单元(32)的方法和车辆控制器(10)。车辆驱动单元(32)包括至少两个单独的驱动装置(34，36)以及车辆控制器(10)，在该车辆控制器(10)内在允许力矩MZul和其它力矩之间实现持续的力矩比较(24)。为至少两个单独的驱动(34，36)将允许力矩MZul持续地与理论力矩MSoll，V(38)和MSoll，E(40)进行比较。

Description

用于尤其在混合驱动装置中简化力矩监控的方法
背景技术
由DE10320017A1已知对于驱动单元的控制装置，其中控制装置控制或调节驱动单元，尤其是对于给定的驱动力矩并且是车辆的内燃机的驱动单元。车辆通常包括通过车辆驾驶员而可操作的车辆驾驶员意愿传送装置，尤其是用脚可以操作的车辆踏板。其用于给出表示车辆驾驶员意愿的传送装置的瞬时状态的输出信号。控制单元接到由传送装置的输出信号，并且至少一个理论输出量属于接到的输出信号，其尤其是驱动单元的驱动力矩。驱动单元由控制装置控制成，其与由驱动单元给出的理论输出量的实际输出量近似。这种类型的控制装置在通常的车辆发动机，尤其是内燃机和汽油发动机的设计中已知，例如具有电气踏板的Bosch发动机控制系统(EGAS)。
还已知实施用于显示在控制器中的功能故障的持续力矩监控。这用于保护车辆中的乘客以及保护外部交通人员。通过持续力矩监控，应当避免不希望的车辆加速。持续力矩监控的核心是比较由发动机已经设定的实际力矩和允许力矩。在通常情况下，实际力矩小于允许的力矩。如果实际力矩超过允许力矩，那么在车辆控制器中存在错误，就引入将导致安全车辆状态的错误反应。发动机控制器的监控通常根据3层面监控概念实现。发动机监控自身，特别是理论力矩(Soll-Moment)的预先给定在称为功能层面的第一层面中实现。第二层面(监控层面)实施成持续监控力矩。在该层面中，依赖于车辆功能和发动机功能确定允许力矩，并与发动机实际力矩比较。保证第二层面的耗费较大，例如通过双重备份所有变量、周期性检测RAM和ROM、控制程序运行和测试命令。第三层面用于保证计算器。
DE19739565A1的内容是一种用于控制车辆的扭矩的方法，其中至少根据车辆驾使员的希望标准而设定驱动单元的扭矩，其中确定驱动单元的实际力矩并且至少在车辆驾驶员意愿的基础上确定最大允许扭矩。当实际扭矩超过最大允许扭矩时，引起减小和/或限制扭矩。其中确定至少一个运行状态，在该状态中通过额外的负载提高驱动单元的扭矩。在该至少一个运行状态期间提高最大允许力矩。由此，特别在运行冷驱动单元和/或运行有负载的消耗装置时提高允许力矩。
上述由现有技术而来的力矩监控方法无问题的应用到混合动力车上。在混合动力车中，除了内燃机，还应用至少一个其它力矩源(发动机)。在大多数情况下，其是电动驱动装置。在发动机控制中，驾驶员要求的希望力矩(其例如通过操作车辆踏板而设定)分配到现有力矩源(其包括至少两个发动机)上。这依赖于大量的环境变量而发生，并具有为所有力矩源(也就是驱动发动机)设定经济的运行点的目的。上述持续力矩监控的核心是在第二层面(监控层面)中比较力矩，其中比较第二层面(监控层面)的允许力矩和实际力矩。如果实际力矩超过允许力矩，那么就引入鉴于此的错误反应。在第二层面(监控层面)中计算允许力矩说明了第一层面(功能层面)的功能。在第二层面(监控层面)中再次实施在第一层面中的计算，但该计算大大简化，以减小错误的可能性。在混合动力车中，由车辆控制将力矩要求(理论力矩)发送到单个力矩源，也就是发动机。实际给出的力矩(实际力矩)可以偏离于该理论值，因为发动机控制器可以具有提高力矩的特性功能，例如空载调节器和辅助仪器补偿。此外，发动机的力矩源的惯性产生动态力矩偏离。在第二层面中计算允许力矩时必须模拟出该偏离，以防止力矩监控的错误反应。这使得开发和应用第二层面的花费较高。
发明内容
根据本发明用于简化尤其是混合动力车的力矩监控系统的方法避免了根据现有技术而已知的方法的缺点。根据本发明的方法尤其可以大大减小开发和应用混合驱动装置的力矩监控的花费。目前为止在持续力矩监控中在车辆控制器中发生的在允许力矩和实际力矩之间的力矩比较由在允许力矩和理论力矩之间的比较代替。
在目前由现有技术已知的持续力矩监控中，为了能够在车辆控制器的第二层面中在允许力矩MZul和实际力矩MIst之间比较力矩，模拟应用的力矩源的整个力矩特性功能。这表示在具有内燃机和电动驱动装置的混合动力车的情况下，模拟内燃机的力矩特性功能和模拟电发动机的全部的力矩特性功能。在第二层面(监控层面)中，必须同时模拟所应用的力矩源的动态力矩特性。为此，在例如具有一个内燃机和两个电动驱动装置的混合驱动装置中的花费非常高。在该解决方案中，在混合驱动装置中应用的驱动控制器的改变必然导致在车辆控制器的第二层面(监控层面)的改变。由此，在混合动力车的驱动线路中的改变引起较高的监控开发费用。
根据本发明的解决方案，用于持续的力矩监控而在允许力矩和理论力矩之间实施的力矩比较，如果必要，那么就在第二层面(监控层面)中模拟各应用的力矩源(这表示发动机)的功能。由此降低否则对于第二层面(监控层面)来说待承担的开发和应用费用。根据本发明的力矩比较允许检测车辆控制器的正确运行。下述根据本发明的解决方案监控实际力矩的形成。为了安全运行，监控有必要保证属于各应用的驱动装置的发动机控制器。因此，理论力矩和实际力矩之间的比较在发动机控制器中进行，并由车辆控制器取出(auslagern)。
另一根据本发明的解决方案可以实现的优点在于，根据本发明的解决方案给出更好的监控概念模块化。这使得例如在驱动线路中应用另一电发动机不导致车辆控制监控的变化。这表示，对于车辆控制器，其第一层面、其第二层面和用于保证计算器的第三层面通过在驱动线路中的改变而不涉及，并因此不需要在混合驱动装置的驱动线路中适配新应用的元件。
附图说明
下面参考附图详细说明本发明。其中：
图1显示了根据现有技术在持续监控力矩时在允许力矩MZul和实际力矩MIst之间实施的比较，和
图2显示了持续的力矩监控，其中在允许力矩MZul和理论力矩MSoll之间进行力矩比较。
具体实施方式
图1显示了在混合驱动装置时在车辆控制器内在允许力矩MZul和实际力矩MIst之间进行的力矩比较。
车辆控制器10包括第一层面以及第二层面，其中第一层面也称为功能层面，第二层面通过参考标号14指出并用作第一层面(参考标号12)的监控层面。此外，车辆控制器10还包括在图1中未示出的第三层面，其用于保证算法结构。
通过用作驾驶员意愿传送装置的车辆踏板16，向车辆控制器10传输理论预定值18，例如关于加速混合动力车。在通过参考标号12标记的第一层面(功能层面)内，在计算步骤20中计算理论力矩MSoll。与此同时，在计算步骤22中计算允许力矩MZul。在计算步骤20中计算的理论力矩MSoll的值为预先给定理论力矩MSoll，V38和预先给定理论力矩MSoll，V40而传送到混合驱动装置32，其在图1显示的示例中包括内燃机34以及至少一个电动驱动装置36。内燃机34表示第一力矩源，电动驱动装置36表示第二力矩源。
在第二层面(标号14)中，在计算步骤22中计算的允许力矩MZul的值传送到比较步骤24。比较步骤24包括用于允许力矩MZul的值的输入26，以及用于内燃机34和至少一个应用的电动驱动装置36的实施力矩值的输入28。显然，混合驱动装置32也可以包括两个或更多个电动驱动装置。通过反馈42由内燃机34反馈到比较步骤24的实际力矩MIst，V和通过反馈44由至少一个电动驱动装置36反馈到比较步骤24的实际力矩MIst，E在第二层面(参考标号1)内的比较步骤24中在力矩比较时相互比较。如果实际力矩超过允许力矩，那么就引入错误反应30。
根据在图1中显示的力矩比较，由车辆控制器10将实际力矩MSoll， V38和MSoll，E40的力矩要求发送到混合驱动装置32。然而，实际由混合驱动装置32给出的实际力矩MIst，V42和MIst，E44可以偏离于MSoll，V38和MSoll，E40，因为控制器具有32提高内燃机34和混合驱动装置的至少一个电动驱动装置36的力矩的特性功能，例如空载调节器、辅助驾驶以及辅助仪器补偿，如自行接通的制冷阀门触动器和在车辆的电网中可接通的其它能量消耗体，如后窗玻璃加热。由于提高力矩的特性功能而设定的偏离在第二层面(也就是监控层面，参考标号14)中计算允许力矩MZul时必须模拟出来，以防止力矩监控的错误反应。
在图2中显示了在车辆控制器内在允许力矩MZul和实际力矩MIst之间的力矩比较。
根据本发明的方法在获取点46和48在计算步骤20中获取为各实际力矩MSoll，V38和MSoll，E40而确定的力矩值，并且将实际力矩MSoll，V38和MSoll，E40的力矩值在车辆控制器内通过信号线50导入比较步骤24。在比较步骤24中，在不考虑各实际力矩值(在图1中的比较说明)MIst，V42和MIst，E44的情况下，在第二层面(参考标号14)的计算步骤22中的允许力矩MZul和第一层面(功能层面，参考标号12)的计算步骤20中确定的实际力矩MSoll，V38和MSoll，E40的值之间实施力矩比较。由此消除偏差，该偏差由于混合驱动装置32、尤其内燃机34和电动驱动装置36的提高力矩的特性功能而可以调节，使得通过该作用消除力矩监控的错误反应。
通过根据本发明在图2中显示的信号流，在根据本发明的方法时可以大大简少开发的费用并简化力矩监控的适配。尤其可以避免否则在第二层面(也就是监控层面12)中关于模拟内燃机34和混合驱动装置32的至少一个电动驱动装置36的整个力矩特性功能的运行费用。同样，根据本发明的方法也可以避免在第二层面中模拟内燃机34和电动驱动装置32的动态力矩特性的费用。此外，本发明方法还可以将在内燃机34和至少一个电动驱动装置36的理论力矩和实际力矩之间的比较转移到该器件所属的控制器35，37中，并在此之后把该比较由车辆控制器10取出。由此改善监控概念的模块化。在混合驱动装置的驱动线路中的改变(例如通过应用其它电动驱动装置36给出)不要求在第一层面(参考标记12，功能层面)和在第二层面(参考标记14，监控层面)中的改变。
通过根据本发明的在比较步骤24中在理论力矩MSoll，V38和MSoll， E40和允许力矩MZul之间的持续力矩比较，尤其可避免在第二层面(参考标号14)(监控层面)中替换混合驱动装置32时关于适配内燃机34或者至少一个电动驱动装置36的力矩特性功能的运行耗费。此外，对于车辆控制器10节省了两个额外的接口——其在目前根据图1所示的力矩比较中在传递实施力矩MIst，V42和MIst，E44时是需要的。车辆控制器10在比较步骤24中实施力矩比较，其用于在第一层面(功能层面，参考标号12)和第二层面(也就是监控层面，参考标号14)之间持续地监控力矩，因为用于比较而在比较步骤24中要求的理论力矩MSoll，V38和MSoll， E40的值已经在车辆控制器内由第一层面(功能层面)传送到第二层面(监控层面)中。
在图2中显示了对于所有驱动装置，内燃机34和至少一个电动驱动装置36所确定的允许力矩。这表示对于每个在混合驱动装置32内存在的驱动装置都确定独立的、只属于该驱动装置的允许力矩MZul。备选地，也可以在计算步骤22中确定总和允许力矩MZul，这由在混合驱动装置32中应用的单个驱动的总和允许力矩MZul得到。由此在比较步骤24中产生两个力矩比较模型。一方面，可以实施例如在图2中显示的在单个允许力矩MZul和MSoll，V38和MSoll，E40的单个理论力矩比较，另一方面实施总和理论力矩比较。在总和理论力矩比较时，理论力矩MSoll，V38和MSoll，E40的总和(在具有两个力矩源的混合驱动装置32中)与在计算步骤22中确定的总和允许力矩MZul比较。根据本发明的方法这两个改型都是可能的。

Claims (11)

1.一种用于控制车辆驱动单元(32)的方法，所述车辆驱动单元(32)包括至少两个独立驱动装置(34，36)，带有车辆控制器(10)，在所述车辆控制器(10)内在允许力矩MZul和其它力矩之间实现持续的力矩比较(24)，其特征在于，将所述允许力矩MZul，MZul，i持续地与用于两个独立驱动装置(34，36)的理论力矩MSoll，V(38)、MSoll，E(40)或MSoll，ges进行比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算步骤(22)中为各所述至少两个独立驱动装置(34，36)确定允许力矩MZul，i，或者为所有所述独立驱动装置(34，36)确定总和允许力矩MZul，ges。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在比较步骤(24)中，将所述至少两个独立驱动装置(34，36)中的所述独立驱动装置(34，36)的理论力矩MSoll，V(3 8)和MSoll，E(40)与为所述至少两个独立驱动装置(34，36)而确定的允许力矩MZul，i进行比较。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述比较步骤(24)中，将所述至少两个独立驱动装置(34，36)的总和理论力矩MSoll，ges与用于所有独立驱动装置(34，36)的总和允许力矩MZul，ges进行比较。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆驱动单元(32)包括至少一个内燃机(34)和至少一个电动驱动装置(36)，其特征在于，在所述车辆控制器(10)内计算所述理论力矩MSoll，V(38)和MSoll，E(40)。
6.根据权利要求3或4中任一项所述的方法，其特征在于，所计算的所述理论力矩MSoll，V(38)和MSoll，E(40)在所述车辆控制器(10)内在第一层面(功能层面)(12)中计算，并且在第二层面(监控层面)(14)中与所述允许力矩MZul进行比较。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述独立驱动装置(34，36)分别所属的控制器(35，37)中，实现在所述车辆控制器(10)中计算的所述理论力矩MSoll，V(38)和MSoll，E(40)与所述独立驱动装置(34，36)的实际力矩(42，44)的比较。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述理论力矩MSoll， V(38)和MSoll，E(40)在获取点(46，48)上在所述第一层面(功能层面)(12)中获取。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述理论力矩MSoll， V(38)和MSoll，E(40)传送到设在所述第二层面(监控层面)(14)中的比较步骤(24)，以用于持续的力矩监控。
10.一种用于实施根据权利要求1至9中一项或多项所述的方法的车辆控制器(10)，所述方法用于带有混合驱动装置(32)的车辆，所述混合驱动装置(32)包括至少一个内燃机(34)和至少一个电动驱动装置(36)，其中所述内燃机(34)和所述至少一个电动驱动装置(36)分别分配有控制器(35，37)，并且所述车辆控制器(10)包括第一层面(功能层面)(12)和第二层面(监控层面)(14)，其特征在于，在所述车辆控制器(10)中在所述第一层面(功能层面)(12)和所述第二层面(监控层面)(14)之间延伸有信号线(50)，所确定的理论力矩MSoll，V(38)和MSoll，E(40)或总和理论力矩MSoll，ges通过所述信号线(50)而传送到所述监控层面(14)中。
11.根据权利要求10所述的车辆控制器(10)，其特征在于，所述监控层面(14)具有比较步骤(24)，在所述比较步骤(24)中实现允许力矩MZul与所计算的理论力矩MSoll，V(38)和MSoll，E(40)或与总和理论力矩MSoll，ges的比较。
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