CN103282629B - 在机动车电控驱动系统中识别故障的方法 - Google Patents

在机动车电控驱动系统中识别故障的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在机动车的电控驱动系统中借助电子控制器识别故障的方法，所述电子控制器至少检测加速踏板位置和机动车的纵向加速度作为输入信号。借助所述控制器可以与其本来的功能范围无关地执行第一故障识别程序，通过该第一故障识别程序，当一个确定的、与加速踏板位置变化相关的加速度梯度长于预先规定的时间间隔地被超过时，则识别为故障。

Description

在机动车电控驱动系统中识别故障的方法
技术领域
本发明涉及一种在机动车电控驱动系统中识别故障的方法。
背景技术
通过法律规定的标准(例如：ISO或者CARB准则)，多年以来存在着对机动车制造商的要求，那就是：机动车中的电子控制器或者电控系统、诸如数码发动机控制或者自适应的变速器控制必须具有自诊断能力。由此例如开发了所谓的OBD(On-Board-Diagnose)系统。在本申请人的专利文献DE19731283A1中可以找到一种OBD系统的构成实例。
针对于此，机动车内的电子控制器作为对本来的功能控制的软件范围补充而具有庞大的软件范围用于自诊断。在本申请人的专利文献DE19612857A1中对控制器内部的自诊断实例进行了介绍。
用于上述故障诊断的焦点迄今为止集中在每个单独的控制器或者每个单独的电控车辆系统本身的本质安全可靠性。因此产生了很高的应用成本。特别是如果每个编程的功能都必须被存储的话，在发动机控制或者内燃机控制(汽油发动机或者柴油发动机)中由此就产生大量存储的组合特性曲线。从本申请人的专利文献DE10249689A1中可以得到在与加速踏板位置相关地给定实际驱动功率的情况下单是功能编程费用的一个实例。如果那里示出的功能编程用的组合特性曲线被本质安全地诊断的话，需要大约成倍的编程费用或者存储容量；这是因为对于组合特性曲线中的每一个特性曲线都必须存储一个故障识别界限(原理参见图8)。其中“αFP”为加速踏板的位置以及“MA”为额定驱动力矩。在图8中(用实线)示出的特性曲线是许多条额定特性曲线之一，针对这些额定特性曲线(虚线示出)应该编程制定一条故障识别特性曲线。
发明内容
本发明的目的是，简化在机动车的驱动系统中识别故障的方法。
为此，本发明提供一种用于在机动车的电控驱动系统中借助电子控制器识别故障的方法，所述电子控制器至少检测加速踏板位置和机动车的纵向加速度作为该电子控制器的输入信号，其特征在于：借助所述电子控制器能够与其本来的功能范围无关地执行第一故障识别程序，通过该第一故障识别程序，当一个确定的、与加速踏板位置变化相关的加速度梯度被超过而且被超过的时间长于预先规定的时间间隔时，则识别为故障。
按本发明的用于在机动车的电控驱动系统中借助电子控制器识别故障的方法，电子控制器至少检测加速踏板位置和机动车的纵向加速度作为输入信号。借助控制器可以与其本来的功能范围无关地执行第一故障识别程序，通过该第一故障识别程序，当一个确定的、与加速踏板位置变化相关的加速度梯度长于预先规定的时间间隔地被超过时，则识别为故障。为了实施本发明的方法，控制器被相应地编程。
所述确定的、与加速踏板位置变化相关的加速度梯度优选由本来的功能范围的特性曲线的最大斜率限定，通过该特性曲线，与加速踏板位置相关地预先规定一额定车辆加速度。为了确定哪些加速度梯度对于驾驶者来说恰好还是妥当的或者可掌控的，特别是在行驶试验中以经验为依据对该最大斜率进行测定。所述(一个或多个)确定的、与加速踏板位置相关的加速度梯度存储在控制器的存储器中并且为了实施本发明的方法而被嵌入控制器的程序中。
在本发明的一个发展设计中，在加速踏板未被操作的情况下，借助控制器可以与其本来的功能范围无关地执行第二故障识别程序，通过该第二故障识别程序，当一个确定的-优选与车辆速度相关的-加速度阈值长于预先规定的时间间隔地被超过时，则识别为故障。
在本发明的另一个构成中，在驱动防侧滑控制系统未被激活的情况下，借助控制器可以与其本来的功能范围无关地执行第三故障识别程序，通过该第三故障识别程序，当在加速踏板未被操作的情况下或者在加速踏板角下降的情况下由车轮转速求出的加速度梯度为正的时间长于预先规定的时间间隔并且同时非由车轮转速求出的车辆加速度梯度同样为正时，则识别为故障。为此，控制器或是直接或是经由数码数据总线信息来获得车轮转速值或者由车轮转速求出的加速度作为输入信号。反正例如为了实现防滑控制，要通过相应的传感器以已知的方式对车轮转速进行检测。非由车轮转速求出的车辆加速度梯度例如可以借助本身的纵向加速度传感器或者由转速计信号(例如：变速器输出转数)求出。
附图说明
在附图中示出一些实施例用以阐释本发明。附图中：
图1为第一故障识别程序的实例；
图2为用于测定某一确定的、与加速踏板位置变化相关的加速度梯度的实例；
图3为第二故障识别程序的实例；
图4为第三故障识别程序的实例，在该实例中识别为无故障；
图5为第三故障识别程序的实例，在该实例中识别为有故障；
图6为机动车内的从电子控制器到电控系统的可能的网络连接的示意性一览图；
图7为机动车部件的示意性一览图，其包括一个可能的电控系统的网络；和
图8为按照现有技术的故障诊断。
具体实施方式
在图7中示出的是机动车部件的示意性一览图，其包括一个可能的电子控制系统的网络，其构成如下：包括电子发动机控制单元DMS的内燃机VM；包括电子变速器控制器EGS的自动变速箱G；和包括电子制动器控制器DSC的制动系统。另外，示意性地示出了车辆的车轮R，这些车轮具有用于检测车轮转速n_R的传感器。例如在制动控制器DSC中对用于测量车轮转速n_R的信号进行检测。由此例如计算出由车轮转速求出的加速度an_R。发动机控制单元DMS例如通过数码数据总线连接获得由车轮转速求出的加速度an_R，所述数据总线连接存在于所有控制器之间。为此在图6中再次示出电子控制器DMS、DSC、EGS和还有可选的驾驶助手-控制器FAS通过数码数据总线连接的可能的网络连接的示意性一览图。
根据图6，电子发动机控制单元DMS例如直接通过测量加速踏板角αFP的传感器信号获得加速踏板的位置以及直接通过测量车辆纵向加速度的传感器信号获得车辆加速度aFzg。
根据本发明，如果没有另外的故障识别程序先行于第一故障识别程序被执行的话，在此例如借助作为输入信号至少检测加速踏板位置αFP和机动车的纵向加速度aFzg的电子发动机控制单元DMS与其本来的功能范围无关地执行第一故障识别程序SF_01。机动车的“有效(Netto)”-纵向加速度aFzg(netto)是一个以众所周知的方式必要时去除上坡阻力加速度的纵向加速度。如在图1中通过虚线示出的那样，当一个确定的、与加速踏板位置变化△αFP/△t相关的加速度梯度△aFzg (netto)/△t长于预先规定的时间间隔地被超过时，因而原则上被识别为故障。用实线画出了实际变化曲线，该实际曲线在此不会被识别为故障。
根据图1，利用第一故障识别程序SF_01a根据在图2中推导出的最大允许加速度变化[△aFzg/△αFP]max特别是为正的加速踏板位置变化△αFP/△t确定一个与加速踏板位置变化△αFP/△t相关的加速度梯度△aFzg(netto)/△t：
确定的、与加速踏板位置变化△αFP/△t相关的加速度梯度△aFzg (netto)/△t由本来的功能范围的特性曲线中的最大斜率△aFzg_soll/△αFP限定，通过该特性曲线，与加速踏板位置αFP相关地预先规定一个额定车辆加速度aFzg_soll。在这种情况下，优选附加地允许误差范围TB为[△aFzg/△αFP]max(参照图1)。
根据图1，利用第一故障识别程序SF_01b特别是为负的加速踏板位置变化△αFP/△t确定一个与加速踏板位置变化△αFP/△t相关的、在此[△aFzg/△αFP]max＝零的最小加速度梯度△aFzg(netto)/△t；因为通过这种方式要求驾驶者实施制动，通过实施制动原则上绝不应该增加加速度。
图3示出的是在加速踏板未被操作αFP＝0的情况下接替第一故障识别程序SF_01的第二故障识别程序SF_02：因此当一个确定的、优选与车辆速度VFzg相关的加速度阈值aFzg(netto)长于预先规定的时间间隔地被超过时，在加速踏板未被操作αFP＝0的情况下借助控制器DMS与其本来的功能范围无关地被识别为故障；因为在惯性行驶中更不可能出现较大的加速度。
利用图4和图5示出的是当出现未被制动器控制器DSC控制的车轮打滑时，驱动防侧滑控制系统未被激活的情况下的另一个特殊情况：在这种情况下，借助发动机控制单元DMS同样与其本来的功能范围无关地、附加地或者代替第一故障识别程序SF_01执行第三故障识别程序SF_03，通过该第三故障识别程序，当在加速踏板未被操作αFP＝0的情况下或者在加速踏板角下降△αFP/△t＜0的情况下由车轮转速求出的加速度梯度△an_R/△t为正的时间长于预先规定的时间间隔并且一个非由车轮转速n_R求出的车辆加速度梯度△aFzg/△t同样为正时，则识别为故障。通过这个故障识别，发动机控制单元DMS代替驱动防侧滑控制系统或者制动器控制器DSC实施驱动力矩降低并且这样保障稳定的行驶状态。
在图4中由于车轮打滑的缓解方法是在驱动力矩不变的情况下将高摩擦系数μhigh变换到低摩擦系数μlow，因此未被识别为故障：产生两个加速度梯度△an_R/△t和△aFzg/△t的相反的曲线。
然而根据图5，因为尽管高摩擦系数μhigh保持不变显然由于驱动系统内(例如：内燃机控制器DMS中或者变速器控制器EGS中，参照图7)的故障的原因不许提高驱动力矩，所以被断定为在功能范围内的故障。通过对加速度梯度△an_R/△t与车辆加速度梯度△aFzg/△t(此处为图5中的正的曲线)的比较，根据图5排除了根据图4存在的允许状态(相反的曲线)。
原则上，通过所有的故障识别程序SF_01(以加速度-变化-监控的形式)、SF_02(以加速度-滑移-监控的形式)和SF_03(以防止车轮非预期的旋转的形式)在识别到故障的情况下降低或者完全切断驱动力矩。
通过本发明的该方法提供了一种跨系统却简单的、配置给发动机控制系统的监控方案。

Claims (5)

1.用于在机动车的电控驱动系统中借助电子控制器(DMS)识别故障的方法，所述电子控制器至少检测加速踏板位置(αFP)和机动车的纵向加速度(aFzg)作为该电子控制器(DMS)的输入信号，其特征在于：借助所述电子控制器(DMS)能够与其本来的功能范围无关地执行第一故障识别程序(SF_01；SF_01a，SF_01b)，通过该第一故障识别程序，当一个确定的、与加速踏板位置变化(△αFP/△t)相关的加速度梯度(△aFzg(netto)/△t)被超过而且被超过的时间长于预先规定的时间间隔时，则识别为故障。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定的、与加速踏板位置变化(△αFP/△t)相关的加速度梯度(△aFzg(netto)/△t)由本来的功能范围的特性曲线的最大斜率([△aFzg/△αFP]max)限定，通过该特性曲线，与加速踏板位置(αFP)相关地预先规定额定车辆加速度(aFzg_soll)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在加速踏板未被操作的情况下，借助所述电子控制器(DMS)能够与其本来的功能范围无关地执行第二故障识别程序(SF_02)，通过该第二故障识别程序，当一个确定的加速度阈值(aFzg(netto))被超过而且被超过的时间长于预先规定的时间间隔时，则识别为故障。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：在加速踏板未被操作的情况下，借助所述电子控制器(DMS)能够与其本来的功能范围无关地执行第二故障识别程序(SF_02)，通过该第二故障识别程序，当一个确定的加速度阈值(aFzg(netto))被超过而且被超过的时间长于预先规定的时间间隔时，则识别为故障。
5.如权利要求1至4之任一项所述的方法，其特征在于：在驱动防侧滑控制系统(DSC)未被激活的情况下，借助所述电子控制器(DMS)能够与其本来的功能范围无关地执行第三故障识别程序(SF_03)，通过该第三故障识别程序，当在加速踏板未被操作的情况下或者在加速踏板角下降的情况下由车轮转速求出的加速度梯度(△an_R/△t)为正的时间长于预先规定的时间间隔并且同时非由车轮转速求出的车辆加速度梯度(△aFzg/△t)同样为正时，则识别为故障。
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