CN104973060A - 用于防止机动车的不希望的加速的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于防止机动车的不希望的加速的方法和装置。本发明涉及一种用于监控机动车（1）的方法，该机动车具有带有多个驱动马达（21、22）的驱动系统（2），其中，当机动车（1）处于保持状态中并且满足至少一个功率条件或能量条件时，根据基于功率或基于能量的保持状态监控方法触发（S5）故障反应，其中，所述功率条件或能量条件基于所有联接的驱动马达的瞬时机械功率的功率平衡或瞬时提供的能量的能量平衡。

Description

用于防止机动车的不希望的加速的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及机动车且尤其涉及用于运行一用于机动车的马达系统的方法，利用该方法可避免机动车的不希望的加速。
背景技术
机动车中的马达系统的运行是安全的关键，因此系列地设置了用于监控正常功能的措施。尤其在监控中常见三级方案（Drei-Ebenen-Konzept），在三级方案中通过基于力矩或基于加速度的监控功能来监控控制器功能。由此防止了机动车的不希望的加速，如其例如通过马达控制器中的软件故障或硬件故障会造成的那样。
当机动车的所获知的马达力矩或所获知的加速度不可信时和/或超过了预先给定的、最大允许的监控参量值时，所述监控通常触发一故障反应。该方法能够实现对于在正常驾驶状态中出现的故障的足够快速的反应。
出于公差原因，在迄今为止的用于识别不希望的加速的方法中使用阈值和识别时间，它们适合于在较高的速度下的驾驶状态，但在静止状态附近的速度范围中的故障情况下无法确保足够快速的反应。尤其当前的监控方法需要太长的持续时间，用以例如防止撞倒直接在机动车前面横穿街道的行人。
用于识别不希望的加速的基于转速或基于转速梯度的方法从现有技术中已知。但这些方法在电调节的联接器以及在一个驱动轴上的不同驱动机组的情况下的车辆中，对于防止不希望的加速或车辆的及时停住来说太慢。这尤其因为，针对转速和转速梯度评价离散的阈值。
此外，这种方法在混合驱动系统的情况下是无法使用的，因为在多个驱动马达的情况下它们由于中间连接的电调节的联接器而具有转速和转速梯度的时间上不同的走向。由此无法借助于这些参量实现故障识别。
发明内容
根据本发明，提出一种根据权利要求1所述的用于监控机动车的方法以及根据并列权利要求所述的装置、机动车和计算机程序。
本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中说明。
根据第一方面，提出一种用于监控机动车的方法，该机动车具有带有多个驱动马达的驱动系统，其中，当机动车处于保持状态（Haltezustand）中并且满足至少一个功率条件或能量条件时，根据基于功率或基于能量的保持状态监控方法触发故障反应，其中，所述功率条件或能量条件基于所有联接的驱动马达的瞬时机械功率的功率平衡（Leistungsbilanz）或瞬时提供的能量的能量平衡。
上述方法能够实现对于从停车中或从静止状态附近的速度范围中突然出现的不希望的或有故障的加速的特殊情况的快速的故障反应，例如在交通信号灯或斑马线前面会出现的那样。由此可以避免在机动车前面停留的行人受到危险。此外保证了，上述监控方法不具有对于在正常的行驶运行中的动态的不希望的影响。
为此，当机动车处于保持状态中，也就是说静止或以仅特别低的速度运动时，使用基于功率平衡或能量平衡的监控标准。基于功率平衡或能量平衡的监控标准不同于基于力矩或基于加速度的监控且其由此不具有关于后者的缺点。
尤其上述方法规定，基于尤其机械的功率输出或驱动机组的能量值（Energiegehalte）、尤其机械能值的连续观察来确定不希望的加速的识别。通过基于功率或基于能量的方法，其包括驱动机组的功率或能量值的总和形成，尽管转速的不同的时间走向以及联接器打滑（Kupplungsschlupfes），也能够实现基于作为最大允许的功率或作为最大允许的总能量来说明的阈值的简单的故障识别。由此确保了对于从停车中的不希望的车辆加速的足够快速的反应，从而能够防止行人和其它车辆受到危险。此外，上述方法具有如下优点，即仅需要很小的实施耗费并且可以考虑任意数量的不同类型的驱动机组。
此外，除了上述基于功率或基于能量的保持状态监控方法之外，可以实施基于力矩或基于加速度的监控方法。
可以确定，当机动车的速度低于预先给定的速度阈值时，具有该保持状态。
替选地或附加地可以确定，当存在一小于预先给定的力矩要求阈值的力矩要求时，具有该保持状态。
替选地或附加地可以确定，当存在制动要求时，具有该保持状态。
尤其可以确定，当联接到机动车的动力传动系上的驱动马达的功率或能量值的总和或与机动车的至少一个驱动轮联接的驱动马达的功率或能量值的总和超过预先给定的最大允许的功率阈值或能量阈值时，满足所述功率条件或能量条件。
可以规定，当存在一具有相对于在机动车的静止状态下或在机动车的处于静止状态附近的范围中的速度的情况下的运行状态提高的功率消耗的运行状态时，尤其在内燃机作为多个驱动马达中的一个驱动马达起动（Zustart）/冷起动时，尤其针对预先确定的持续时间，以一功率偏差来加载功率阈值或以一能量偏差来加载能量阈值。
根据另一方面，提出一种用于监控机动车的装置，其中，该装置构造用于，当机动车处于保持状态中并且满足至少一个功率条件或能量条件时，根据保持状态监控方法触发故障反应，其中，所述功率条件或能量条件基于所有联接的驱动马达的瞬时机械功率的功率平衡或瞬时提供的能量的能量平衡。
根据另一方面，提出一种具有马达系统和上述装置的机动车。
根据另一方面，提出一种计算机程序，其设置用于，实施上述方法的所有步骤。
附图说明
下面参照附图详细阐释实施方式。其中:
图1 示出了机动车的示意图，其具有带有内燃机的马达系统和马达控制器；以及
图2 示出了用于展示用于监控机动车的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性示出了机动车1，其具有例如构造成内燃机的驱动系统2，该驱动系统经由联接器3与从动系（未示出）连接。驱动系统2通过马达控制器4操控，尤其基于驾驶员或（未示出的）驾驶员辅助系统的力矩要求。
力矩要求可以通过驾驶员通过操纵驾驶踏板5来给出。此外，可以设置制动踏板6，通过操纵该制动踏板，驾驶员用信号传递想要执行制动过程，或用信号传递制动要求。基于以驾驶员希望力矩为形式的力矩要求，其例如从驾驶踏板5的驾驶踏板位置中导出，马达控制器4获知相应的用于驱动系统2的操控参量或调节参量。
驱动系统2可以构造成混合驱动系统并且包括内燃机作为第一驱动马达21和电动驱动装置22作为第二驱动马达。
为了操控作为第一驱动马达21的内燃机，由马达控制器4提供的调节参量可以包括节气门调节参量、喷射阀调节参量、凸轮轴调节参量、废气门阀调节参量和/或类似参量。所述调节参量从在马达控制器4中根据扭矩分布所确定的待调节的部分马达力矩中获知。
在电动驱动装置作为第二驱动马达22的情况下，所述调节参量可以是施加的马达电压或由此得出的马达电流。第二驱动马达22。所述调节参量从在马达控制器4中根据扭矩分布所确定的待调节的用于电动驱动装置的部分马达力矩中获知。
此外，确定马达控制器中的扭矩部分。该扭矩分布说明，经由动力传动系提供到驱动轮上的扭矩的多少份额由第一驱动马达21或由第二驱动马达22来提供。第一驱动马达21和第二驱动马达22可以例如经由分离联接器23相互可联接，该分离联接器通常被电地操控，根据是否第一驱动马达21应该或不应该经由动力传动系提供部分扭矩。
为了检验马达控制器4的正常功能，设置一监控单元7，其监控驱动系统2的操控并且在故障情况下触发故障反应，该故障反应将机动车1或机动车1的马达系统带入到安全状态中。监控单元7常常（但不是必须地）设置成集成在马达控制器4中并且是三级监控方案的组成部分。监控单元7具有监控功能，用以实施马达控制器4的传统的基于力矩或基于加速度的监控。
为了在突然出现机动车1从停车或从较低速度中的不希望的加速的情况下，如在交通信号灯或斑马线前面的驾驶情况中常常是这种情况，但不采取传统的方案用于基于力矩或基于加速度的监控。尤其是利用执行的传统的监控方法的识别持续时间太长，因此太晚地进行到上述驾驶状态中的故障反应，用以排除例如直接在机动车前面停留的行人受到危险。为此的原因例如在于用于监控单元7的监控功能的太高应用的阈值以及太长的识别时间。
图2示出了用于展示在监控单元7中额外地执行的用于在机动车1的不希望的加速的情况下检测和实施故障反应的方法的流程图。
在步骤S1中检验，是否机动车1处于保持状态中。该保持状态相应于一个状态，在该状态中存在机动车1的静止状态或存在具有特别低的速度的驾驶并且不存在力矩要求。这可以通过相应的速度传感器8来确定，其与机动车1的驱动轮9联接。如果马达控制器4从速度传感器8中获得的速度数据等于零，则该方法以步骤S3推进，用于其它的故障识别。
替选地，如果速度数据不等于零，则在步骤S2中检验，是否该速度数据说明机动车1的小于预先给定的速度阈值的速度。如果不是这种情况（选择：否），则回跳到步骤S1，因为没有获知与监控相关的驾驶状态。由此确保了对于机动车的静止状态或机动车1在静止状态附近的范围中的速度的连续监控。
在步骤S3中检验，是否存在力矩要求，例如通过检验驾驶踏板5的驾驶员踏板位置，通过检验来自驾驶员辅助系统中的数据，或通过确定，制动踏板6已被操纵。通过与预先给定的力矩要求阈值的阈值比较，可以识别出驾驶员的不存在的或仅特别小的力矩要求。
如果在步骤S3中确定，不存在或仅存在很小的或可忽略不计的力矩要求（选择：是），则该方法以用于检验与监控相关的故障的监控步骤S4推进。否则（选择：否）回跳至步骤S1。
在步骤S4中关于与监控相关的故障的存在的检验可以以下面描述的方式进行。
在基于功率的监控方法中，当机动车的瞬时总机械功率PKfz超过预先给定的最大允许的功率阈值 Pmax并且联接到联接器23上时，确定一故障情况。在此，从机动车中可供使用的驱动力矩的功率的总和中得出机动车的功率PKfz。根据是否会出现相应的运行方式的不同，在当前的运行点从驱动系上脱开的驱动机组在其联接状态上（当脱开时，ü=0）可以保持不考虑并且从总和形成中去除：
其中，PAG1，PAG2，…，PAGn是由相应的第n个驱动马达提供的机械功率，并且üAG1,üAG2, üAGn相应于相应的用于将所涉及的第n个驱动马达与动力传动系联接起来的联接状态。
例如，所述总和针对具有第一驱动马达21作为内燃机以及电动驱动装置作为第二驱动马达223在联接状态下作为在一共同的动力传动系上的驱动机组的车辆来说如下所示：
其中，JVM是内燃机的惯性矩，MEM是电动驱动装置的扭矩，ω是共同的动力传动系的角速度并且dω/dt相应于动力传动系的角加速度。
此外还实现了，驱动马达21、22的能量E按照相同的原理来评价并且引入一能量阈值。这是可行的，因为能量的时间导数dE/dt相应于功率。
针对特殊的运行状态，它们的特征在于在正常运行中较高的功率消耗，例如内燃机的起动/冷起动，可以应用机械装置，它们针对确定的持续时间以额外的功率偏差Poffset加载最大允许的功率阈值Pmax并且由此提高了系统的稳固性。
如果在步骤S4中确定，机动车的总机械功率PKfZ超过了预先给定的最大允许的功率阈值Pmax（选择：是），则存在故障且触发故障反应。
在步骤S4中可以替选地实施一基于能量的监控方法。在基于能量的监控方法中，当机动车的瞬时总机械能量值EKfz超过预先给定的最大允许的能量阈值 Emax并且联接到联接器23上时，确定故障情况。在此，从在机动车中可供使用的驱动马达的能量值EAG1,EAG2,EAGn的总和中得出总机械能量值EKfz。根据是否会出现相应的运行方式的不同，在当前的运行点从驱动系上脱开的驱动机组在其联接状态上（当脱开时，ü=0）可以保持不考虑并且从总和形成中去除：
。
作为故障反应可以例如在步骤S5中中断燃料的喷射或去激活马达控制器4的功能。替选地可以考虑到力传递中的介入。一般来说所需的故障反应应该减少所涉及的驱动机组的功率或中断其力传递。在识别出不希望的加速的情况下可能的故障反应是在马达控制器中的已知的替代反应或备用反应（Ersatzreaktion），它们防止喷射或完全重置控制器的软件。替选地可以考虑到力传递中的介入，例如到传动装置控制器上的空挡要求（Neutralganganforderung）和/或到制动系统上或到现有的电动驱动装置上的制动力要求。
如果待去激活的驱动马达是电动驱动装置，则可以在故障情况下中性力矩（Neutralmoment）接通一经由电机的相位线路的主动的短路或要求一制动力矩。
如果不满足上述功率条件（选择：否），则该方法以步骤S1至S4循环重复。

Claims (12)

1.用于监控机动车（1）的方法，该机动车具有带有多个驱动马达（21、22）的驱动系统（2），其中，当机动车（1）处于保持状态中并且满足至少一个功率条件或能量条件时，根据基于功率或基于能量的保持状态监控方法触发（S5）故障反应，其中，所述功率条件或能量条件基于所有联接的驱动马达的瞬时机械功率的功率平衡或瞬时提供的能量的能量平衡。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，除了所述保持状态监控方法之外，还实施基于力矩或基于加速度的监控方法。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当机动车（1）的速度低于预先给定的速度阈值时，具有所述保持状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，当存在小于预先给定的力矩要求阈值的力矩要求时，具有所述保持状态。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，当存在制动要求时，具有所述保持状态。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，当联接到机动车的动力传动系上的驱动马达的功率或能量值的总和或与机动车的至少一个驱动轮联接的驱动马达的功率或能量值的总和超过预先给定的最大允许的功率阈值或能量阈值时，满足所述功率条件或能量条件。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，当存在一具有相对于在机动车静止状态下或机动车在静止状态附近的范围中的速度的情况下的运行状态提高的功率消耗的运行状态时，尤其在内燃机作为多个驱动马达中的一个驱动马达起动/冷起动的情况下，以一功率偏差Poffset尤其针对预先确定的持续时间加载所述功率阈值。
8.用于监控机动车（1）的装置，其中，该装置构造用于，当机动车（1）处在保持状态中并且满足至少一个功率条件或能量条件时，根据保持状态监控方法触发故障反应，其中，所述功率条件或能量条件基于所有联接的驱动马达的瞬时机械功率的功率平衡或瞬时能量值的能量平衡。
9.机动车，具有马达系统和根据权利要求9所述的装置。
10.计算机程序，其设置用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤。
11.电子的存储介质，在其上存储根据权利要求11所述的计算机程序。
12.电子的控制器，其具有根据权利要求12所述的电子的存储介质。
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