CN104816723A - 用于监控驱动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监控力矩的方法，所述方法包括在第一计算单元（100）中进行以下步骤：接收Delta力矩（110）；在第一计算过程（120）中由Delta力矩（110）计算第一额定力矩（111）和第二额定力矩（112）；在第二计算过程（130）中检测，是否所述第一额定力矩（111）和所述第二额定力矩（112）的差值小于或等于所述Delta力矩（110），其中独立于第一计算过程（120）地执行第二计算过程（130）；以及仅仅当所述第一额定力矩和所述第二额定力矩的差值小于或等于所述Delta力矩（110）时，才输出所述第一额定力矩（111）和所述第二额定力矩（112）。

Description

用于监控驱动的方法

技术领域

本发明涉及一种用于监控力矩、尤其Delta力矩的方法。

背景技术

当今车辆应用用于内燃机的控制装置，所述控制装置包含根据所谓的“用于汽油和柴油发动机控制的、标准化的E-Gas-监控方案”进行的监控。所述监控应该阻止不期望的车辆性能。

功能监控的原理在此如下：计算允许的力矩，该允许的力矩考虑多个影响变量，例如驾驶员期望、内部摩擦力矩或外部负荷。在另一方面由当前发动机变量计算实际力矩。为此还可以考虑节气门开启角度、进气管压力、喷射时间、喷射压力和喷射角度。

功能监控的目的在于，将实际力矩保持在允许的力矩之下，以便阻止不期望的加速。因此提出了对监控方案的要求，此外能够保持掌控对确定的故障反应时间的遵循，继而能够保持掌控错误的车辆反应、比如不期望的加速。这意味着，必须在确定的时间内检测故障并且排除故障。在明确的故障识别之后车辆必须随后处于安全状态。

通过实际值的回读发动机控制器为此需要确定的时间：于是例如必须首先建立实际力矩，随后可以回读相应的执行器值。对于汽油发动机和柴油发动机来说允许的故障反应时间一般为500毫秒。对于沿着行驶方向的行驶动力学的监控来说该故障反应时间一般足够。对于电动机来说E-Gas-监控方案相应地进行匹配。

越来越多地也制造将内燃机和电动机组合起来的混合动力车辆。在混合动力车辆中经常将内燃机的发动机控制器用于确定在内燃机与电动机之间的力矩分配。电动机的额定力矩和实际力矩在此必须集成到功能监控中。这根据与在仅仅一个内燃机的情况下相同的原理进行：发动机控制器由总额定力矩计算用于内燃机的额定力矩和调整参量以及用于电动机的额定力矩。随后回读实际值，以便计算实际力矩。在此用于电机的控制器由其执行器值计算电机的实际力矩并且将该实际力矩传送到内燃机的发动机控制器。

在近期也研发这样的车辆，所述车辆应用电动机以便实现不仅在前轴上而且在后轴上的单轮驱动。如果电动机在一个轴上施加对于右轮和左轮的不同力矩，那么就会产生横向于行驶方向的力矩。对此的力矩要求例如可以源于用于调节车辆稳定性的ESP控制装置并且通过发动机控制器选择路径（routen）。

该横向力矩可以用于支持转向。车辆由此在转弯中表现得更加灵活。当然目前错误调节的力矩可以导致不期望的横向动力学、亦即不期望的方向改变直至打滑。一方面将其分类为比不期望的纵向动力学更加危险，而另一方面必须更快地识别在横向动力学范围中的故障，因为行驶试验已经表明：这样的故障已经可以在例如100毫秒之下的时间之后导致打滑。

因此值得期望的是，提出一种相对于现有技术减小预先设定的故障反应时间的可能性，所述预先设定的故障反应时间与车辆的横向动力学有关。

发明内容

按照本发明提出一种具有权利要求1所述的特征的方法。有利的设计方案是从属权利要求以及以下接下来的说明的主题。

在按照本发明的用于监控力矩的方法中，第一计算单元、尤其控制装置接收Delta力矩。紧接着在第一计算过程中由Delta力矩计算第一额定力矩和第二额定力矩。在第二计算过程（130）中检测：是否第一额定力矩与第二额定力矩的差值小于或等于Delta力矩，其中独立于第一计算过程执行第二计算过程。只要所述差值小于或等于Delta力矩，那么就输出第一额定力矩和第二额定力矩。由此额定力矩的计算根据预先设定的Delta力矩借助于独立的第二计算检测，也就是说发生第一计算的监控，借助于该监控可以识别故障。因为所述监控与计算一样在相同的计算单元中执行，所以不用考虑在多个计算单元之间的传输时间或数值的回读，并且其实现了短的监控时间，也就是短的容错时间。

该有利的功能监控方式可以尤其用于沿车辆横向的Delta力矩，也就是说用于横向动力学，由此实现了相比于例如对于纵向动力学的更快速的监控。

优选地，第一额定力矩和第二额定力矩由Delta力矩和第三额定力矩计算，其中第三额定力矩由需求值计算。有用的是，比如通常在实践中经常发生的那样，Delta力矩应该利用其他预先设定力矩进行换算。例如可以对于两个电机沿纵向预先设定相同力矩，然而所述力矩对于横向力矩来说应该彼此存在差异。例如在此可以涉及在车辆左侧上和在车辆右侧上的电动机，其中对于右侧电动机来说预先设定更大的力矩，以便实现向左的横向力矩。由此可以支持转弯行驶。

有利地，在第二计算过程中在检测时考虑Delta力矩、第一额定力矩和/或第二额定力矩的符号。由此可以更准确地针对故障进行监控，因为根据行驶情况沿不同方向的力矩可以具有不同重要的作用。

有利的是，第一额定力矩和第二额定力矩输出到第二计算单元，其中在第二计算单元中根据由此实现的实际力矩监测第一额定力矩和第二额定力矩的转换。这通过将实际力矩在额定力矩的转换之后回读并且与额定力矩进行比较来进行。通常，第二计算单元是用于电机的控制装置。在此可以快速实现可能的校正，因为相比于用于内燃机的额定力矩来说可以更快速地调节电动额定力矩。

此外有利的是，Delta力矩由第三计算单元预先设定。Delta力矩经常需要用于行驶动力调节，从而横向于行驶方向一定力矩用作转向的支持。因此有意义的是，Delta力矩由另一控制装置预先设定，该另一控制装置用于行驶动力调节。

优选地，在第一计算单元中由需求值计算第四额定力矩，并且由第四额定力矩计算用于执行器的预先设定值并且输出所述预先设定值，借助于该预先设定值应该转换第四额定力矩。除了用于电机的额定力矩之外大多也需要或者计算用于内燃机的额定力矩，所述额定力矩随后作为预先设定值输出到内燃机或配属的执行器。所有需要的额定力矩的计算由此可以在一个计算单元中进行。

在此也有利的是，由预先设定值的转换引起的实际值和由第一额定力矩和第二额定力矩引起的实际力矩由第一计算单元接收并且与由需求值计算的允许的力矩比较。这实现了另外的额定力矩的附加的检测并且有助于安全。这尤其用于沿纵向的力矩，也就是用于纵向动力学。

按照本发明的计算单元、例如控制装置、尤其机动车的发动机控制装置尤其通过编程技术设立以实施按照本发明的方法。

该方法以软件形式的实现是有利的，因为这尤其造成了低成本，尤其执行的控制装置还用于其他任务并且因此无论如何都存在。用于提供计算机程序的适合的数据载体尤其磁盘、硬盘、闪存、EEPROM（带电可擦可编程只读存储器）、CDROM、DVD等等。而且通过计算机网络（因特网、内联网等）下载程序也是可能的。

本发明的其他优点和设计方案由说明书和附图得出。

需要明确的是，以上提到的和以下还将阐明的特征不仅能够以相应给出的组合的形式而且也能够以其他组合的形式或者单独地应用，而不会脱离本发明的保护范围。

附图说明

本发明根据实施例在附图中示意地示出并且在下文中参照附图详细说明。其中：

图1是根据现有技术的方法的示意图；

图2是根据现有技术的另一种方法的示意图；

图3是按照本发明的方法的一种优选的设计方案的示意图。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了根据现有技术的、用于内燃机的功能监控的方法。

在此计算单元100通常是发动机控制装置接收需求值140。这样的需求值可以例如源于加速踏板，驾驶员通过加速踏板预先设定期望的力矩。而且其他计算单元的另外的力矩要求也是可以考虑的，例如用于安全行驶运行或用于保护构件的调节系统。

在一个功能层面上在计算单元100中由需求值140在一个计算步骤10中计算用于内燃机的额定力矩114。随后在该功能层面内在计算步骤20中由额定力矩114计算输出值150，该输出值设定用于执行器30，所述执行器设定用于调节内燃机，例如喷射。输出值150由计算单元100输出并且引导到相应的执行器30，例如像喷射器、火花塞等等。

此外，在功能监控层面上在计算单元100中由接收的需求值140在计算步骤40中计算允许的力矩118。允许的力矩118是一个边界值，该边界值基于例如额定力矩114的安全预设量不允许被超过。功能监控层面独立于功能层面地实施计算。

另外，执行器30在预先设定值150的转换中得出的实际值161、亦即真实值由计算单元100经由接口70回读。实际值161的测量可以通过适合的传感器实现。

在功能监控层面上由接收的实际值161在计算步骤60中计算实际力矩162，该实际力矩实际上由内燃机实现。随后，实际力矩162与允许的力矩118在检测步骤50中比较并且检测是否实际力矩162位于在要求的边界值内。假如实际力矩162远离允许的力矩118，那么可以采取适合的措施，例如内燃机力矩的回调。

对于该检测来说，然而通过实际值161的输出和重新回读存在长的故障反应时间（大约500毫秒）。

在图2中示意示出了根据现有技术用于内燃机以及附加的电机的功能监控的方法。

与在图1中示出的方法的区别在于，在功能层面上在计算步骤10’中除了用于内燃机的额定力矩114之外也计算用于电机的额定力矩113。额定力矩113由计算单元100在没有进一步计算的情况下输出并且由另一计算单元200接收，该另一计算单元设定用于电机的控制。关于用于电机的额定力矩113的必要的另外的计算以及其转换由另一计算单元200实施。

由电机实现的电动实际力矩160在通过适合的机构检测之后由计算单元100经由适合的接口回读，并且在功能监控层面上连同内燃机的实际力矩在一个计算步骤60’中换算为总的实际力矩163。随后又正如在图1中所述的那样在检测步骤50中实现了在该情况下总的实际力矩163与允许的力矩118的比较。

而且在此对于通过实际值161以及附加地电动实际力矩160的输出和重新回读的检测来说存在长的故障反应时间（大约500毫秒）。

在图3中示意性地示出了按照本发明的、用于力矩监控的方法的一种优选的设计方案。

正如在现有技术中那样，由第一计算单元100接收需求值140，由此在功能层面上在计算步骤10’中计算用于内燃机的第四额定力矩114以及用于电机的第三额定力矩113。

再由第四额定力矩114计算用于执行器30的输出值150并且将其输出。

附加地，第一计算单元100由第三计算单元300接收Delta力矩110。设定需求值140用于沿纵向力矩的计算也就是用于纵向动力学的调节，而设定Delta力矩110用于横向动力学的调节。

第三控制装置300、通常是比如ESP（电子稳定程序）控制装置的行驶动力学控制装置，为此预先设定Delta力矩，也就是说应该对于车辆左侧和车辆右侧设定不同的纵向力矩，所述不同的纵向力矩正好偏差Delta力矩。如此产生横向力矩。因此可以如开始已经提及的那样例如实现更稳定和/或更灵活的转弯行驶。可能的是，纵向力矩的这种不同的预先设定例如在车辆两侧上分别设有用于驱动的电机。

在功能层面上，当前在第一计算过程120中由用于电机的第三额定力矩113和Delta力矩110计算第一额定力矩111和第二额定力矩112。在此例如用于电机的第一额定力矩111设定用于车辆左侧的驱动，而用于电机的第二额定力矩112设定用于车辆右侧的驱动。

第一额定力矩和第二额定力矩111、112目前还不由计算单元100输出，而是首先传送到功能监控层面。在那里在第二计算过程130中计算第一额定力矩111与第二额定力矩112的差值。接着检测，是否该差值小于或等于接收的Delta力矩110，或者是否该差值大于接收的Delta力矩110。在检测中也考虑在Delta力矩以及第一额定力矩和第二额定力矩中的符号。

第一额定力矩和第二额定力矩111、112随后仅仅当检测为正的时候、也就是当差值小于或等于接收的Delta力矩110的时候，才由计算单元110输出并且传输到用于控制电机的第二计算单元200。由此确保了，相比于预先设定没有更大的横向力矩产生，因为车轮否则可能陷入打滑（Schleudern）。

这种类型的检测相比于按照现有技术对于纵向动力学通常的检测来说实现了显著更短的容错时间（大约100毫秒），因为首先没有值输出并且随后又必须回读。尽管如此，通过在功能层面或功能监控层面上两个彼此独立实施的计算过程120、130确保了额定力矩的必要的安全。

附加地，可以在第二计算单元200中发生第一额定力矩和第二额定力矩111、112的监控，这确保了附加的安全。也就是说，由电机实现的、在第一额定力矩和第二额定力矩111、112的转换中产生的实际力矩例如利用适合的机构被检测出来，再由第二计算单元200回读并且在那里与预先设定的第一额定力矩和第二额定力矩111、112进行比较。可能的偏差也可能在此校正，因为可以相对快速地实施电机的调节。

正如在现有技术中那样，实际值161以及电动实际力矩160由第一计算单元100经由接口70回读并且在功能监控层面上在计算步骤60’中计算总实际力矩163并且与允许的力矩118比较，由此确保纵向动力学的监控。

对于纵向动力学来说，与横向动力学相反，允许更长的大约500毫秒的容错时间，因为在此不可能产生危险的情况、例如像车辆的打滑，所述打滑不再是可控的。

Claims (13)

1. 用于监控力矩的方法，所述方法包括在第一计算单元（100）中进行以下步骤：

接收Delta力矩（110）；

在第一计算过程（120）中由Delta力矩（110）计算第一额定力矩（111）和第二额定力矩（112）；

在第二计算过程（130）中检测，是否所述第一额定力矩（111）和所述第二额定力矩（112）的差值小于或等于所述Delta力矩（110），其中独立于第一计算过程（120）地执行第二计算过程（130）；以及

仅仅当所述第一额定力矩和所述第二额定力矩的差值小于或等于所述Delta力矩（110）时，才输出所述第一额定力矩（111）和所述第二额定力矩（112）。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中，由所述Delta力矩（110）和第三额定力矩（113）计算所述第一额定力矩和所述第二额定力矩，其中所述第三额定力矩（113）由用于所述第三额定力矩的需求值进行计算。

3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述第二计算过程（130）中在检测中考虑所述Delta力矩（110）、所述第一额定力矩（111）和/或所述第二额定力矩（112）的符号。

4. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一额定力矩（111）和所述第二额定力矩（112）输出到第二计算单元（200），其中在所述第二计算单元（200）中根据由此得出的实际力矩实施所述第一额定力矩和所述第二额定力矩的检测。

5. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述Delta力矩（110）由第三计算单元（300）预先设定。

6. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述第一计算单元（100）中第四额定力矩（114）由需求值（140）进行计算，并且由所述第四额定力矩（114）计算用于执行器（30）的预先设定值（150）并且输出所述预先设定值。

7. 根据权利要求6所述的方法，其中，由所述预先设定值（150）的转换引起的实际值（161）和由所述第一额定力矩和所述第二额定力矩引起的实际力矩（160）由所述第一计算单元（100）接收，并且将其与由需求值（140）计算的允许的力矩（118）进行比较。

8. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一额定力矩和所述第二额定力矩配属于至少两个不同的电机。

9. 根据权利要求2至8中任一项所述的方法，其中，所述第三额定力矩配属于至少一个电机。

10. 根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，所述第四额定力矩（114）配属于内燃机和/或配属于分配给内燃机的执行器。

11. 计算单元，构造所述计算单元以便实施根据上述权利要求中任一项所述的方法的、由第一计算单元实施的步骤。

12. 计算机程序，当所述计算机程序在计算单元、尤其根据权利要求11所述的计算单元上执行时，所述计算机程序促使所述计算单元实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法的、由第一计算单元实施的步骤。

13. 可由机器读取的存储介质，所述存储介质具有存储在其上的、根据权利要求12的计算机程序。