CN105556182B - 保持机动车安全行驶状态的方法和控制执行器的控制装置 - Google Patents

保持机动车安全行驶状态的方法和控制执行器的控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于通过执行器保持机动车的安全行驶状态的方法，所述执行器由控制装置(1)控制，其中控制装置(1)经由引导电流的供电线路(6)与外部能量供给装置连接并且测量供电线路(6)上的电压，其中在确定在供电线路(6)上电压低时激活引导电流的第二线路(19)以对控制装置(1)供电。在降低结构和成本耗费的方法中，将在机动车中本身存在的引导电流的线路(19)用作为用于对包含在控制装置(1)中的逻辑模块(5)供电的引导电流的第二线路，以便持久地维持机动车的应急运行状态。

Description

保持机动车安全行驶状态的方法和控制执行器的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于通过执行器保持机动车的安全行驶状态的方法以及一种用于执行该方法的控制装置。
本发明涉及一种用于通过执行器保持机动车的安全行驶状态的方法，所述执行器由控制装置控制，其中控制装置经由引导电流的供电线路与外部能量供给装置连接并且测量供电线路上的电压，其中在确定在供电线路上电压低时激活引导电流的第二线路以对控制装置供电，以及涉及一种用于执行该方法的控制装置。
背景技术
这种控制装置例如可以使用在机动车中的自动换挡变速器中。自动换挡变速器例如可以为并行换挡变速器(PSG)(也称作为双离合变速器)，所述并行换挡变速器具有两个子动力传动系，所述子动力传动系具有各一个带有多个可由一个或多个变速器执行器换挡的挡位的子变速器，其中为每个子动力传动系配设摩擦离合器，所述摩擦离合器由离合器执行器操作(DE 10 2008 050 289 A1)。所参与的变速器执行器以及离合器执行器由一个或多个根据本发明的控制装置控制。操作由控制装置借助控制和驱动器单元来控制。
根据本发明的控制装置也设置用于防故障地控制其他电运行的执行器，例如用于控制自动化的离合器系统中的、例如EKM系统(电子离合器管理)、线控离合系统以及全部类型的自动换挡变速器(ASG、PSG)中的离合器执行器和/或变速器执行器。此外，该控制装置设置用于防故障地运行混合动力车辆中的分离离合器的执行器以及用于运行机动车中的驻车制动执行器以及用于控制机动车中的其他执行器，例如用于操作机动车的动力传动系中的换挡元件的执行器，如操作爪齿离合器的执行器。
控制装置由外部能量源借助于引导电流的第一线路供给电能。为了防止在线路中断、保险装置烧断或插头掉落的情况下对控制装置的电流供给失效，附加地与引导电流的第一线路并联地设置有引导电流的第二线路，所述第二线路在第一线路中断时被自动地接入。
此外已知的是：所阐述的自动化的动力传动系统在电压供给装置失效时必须快速地且持久地切换到称为刹车模式的应急运行状态中，在该应急运行状态中必须将设置在控制装置中的功率晶体管在接地线路中短路并且必须将连接在引导电流的线路中的功率晶体管高阻闭合，或者相反。为了能够持久地维持该刹车模式，存在储能器。
在此不利的是，刹车模式不能够持久地维持，因为储能器只具有有限的容量。但是，尤其当例如离合器必须克服离合力保持在特定的位置上以维持机动车的行驶状态和避免事故时，持久地维持刹车模式是特别重要的。
发明内容
因此，本发明所基于的目的是：提出一种用于通过执行器保持机动车的安全行驶状态的方法，其中即使在引导电流的供电线路与外部的能量供给中断时也保持行驶状态。
根据本发明，所述目的通过如下方式实现：将在机动车中本身存在的引导电流的线路用作为用于对包含在控制装置中的逻辑模块供电的引导电流的第二线路，以便持久地维持机动车的应急运行状态。通过使用本身存在的引导电流的线路，取消安装附加的引导电流的供电线路。由此，简化控制装置的结构并且尽管如此实现持久地维持机动车的行驶状态，因为通过本身存在于机动车中的引导电流的线路而将逻辑模块置于使机动车行驶状态保持不变的和阻止危险情况的状态中，所述逻辑模块对于执行器的控制是特别重要的。这种在电压失效时也活动的逻辑模块的另一优点是简单的可诊断性和还与其他控制装置通信的可行性，以便由此必要时采取车辆反应，例如采取发动机干预或发动机切断和/或也警告驾驶员。
有利地，本身存在于机动车中的引导电流的线路使用位于电池正极上的点火线路或车辆接地，所述点火线路或车辆接地在控制装置供电失效的情况下无延迟地且持久地实现对逻辑模块的供电。
在一个设计方案中，在检测到在引导电流的供电线路上电压低之后逻辑模块经由离合器执行器将机动车持久地切换到刹车模式中，在所述刹车模式中将机动车的离合器保持在如下水平上，该水平是在确定在引导电流的供电线路上电压低时所述离合器所占据的水平。通过该简单的方法阻止或延缓离合器克服离合器力而闭合，由此防止机动车和其乘客的危险情况。离合器的缓慢闭合当在此期间执行其他用于安全的车辆反应、如驾驶员警告和发动机干预时是可以接受的。可以弃用用于逻辑模块的单独的储能器。
本发明的一个改进形式涉及用于控制执行器的控制装置，其中控制装置借助于引导电流的供电线路与外部能量供给装置连接，并且存在引导电流的第二线路，在检测到在引导电流的供电线路上电压低时所述第二线路能够被接入或能够自动地使用。在经由引导电流的供电线路的供电受干扰的情况下将执行器维持在当前的行驶状态下的控制装置中，将在机动车中本身存在的引导电流的线路用作为用于对逻辑模块供电的引导电流的第二线路，以便持久地维持机动车的行驶状态、优选应急运行状态。在此，其为成本特别适宜且结构上有利的方法，因为可以弃用在控制装置中或其上设置附加冗余的引导电流的线路。能够简单地、例如经由机动车的CAN总线诊断还活动的逻辑模块并且保持有控制装置能够与机动车的其他控制装置通信的可行性。尤其，在确定故障时能够通过其他控制装置触发车辆反应，如发动机干预或发动机切断或警告驾驶员。
有利地，逻辑模块与位于电池正极上的点火线路或车辆接地连接。因为这两个线路本身存在于机动车中，所以所述线路能够简单地与控制装置连接并且在控制装置中与逻辑模块连接，以便保持逻辑模块处于激活状态中。
在一个设计方案中，在点火线路中设置有防反极性保护元件。所述防反极性保护元件在最简单的情况下可以构成为二极管。通过另一二极管可以防止在控制装置的引导电流的供电线路失效时与电池正极连接的点火线路过载。在一个简单的变型形式中，可以将另一二极管构成为锗二极管并且引导电流的供电线路上的防反极性保护二极管构成为硅二极管，以便由于这两个二极管之上的不同的电压降在正常运行中经过点火装置的电流能够接近零。
在另一变型形式中，在点火线路中设置有限流元件、优选电阻或晶体管电路。这在正常运行中的通过不同的二极管引起的限流(因为其他二极管与防反极性保护二极管相比具有更低的电压降)不足够并且应当实现附加的安全性时始终是重要的。
在另一实施方式中，逻辑模块与车辆接地经由控制装置的壳体连接。这为即使在属于引导电流的供电线路的接地线路(端子31)失效时对于逻辑部件也具有第二接地供电装置的扩展。
此外，与车辆接地结合，设置有另一防反极性保护元件和/或另一限流元件。当壳体也应被保护以免反极性时需要壳体的防反极性保护。类似于在点火线路中，经由控制装置机架以限流的方式执行到车辆接地的联接。在此，在接地上还有在供电侧上限流成，使得在最大逻辑装置电流的情况下不超过最大的电压降。因此，在紧急运行的情况下完全允许经由壳体接地进行紧急供电。
在一个设计方案中，为了连接点火线路和/或车辆接地而构成有插接连接件。
本发明的另一改进形式涉及一种用于控制执行器的控制装置，其中控制装置借助于引导电流的供电线路和配设给引导电流的线路的接地线路与外部能量供给装置连接并且存在第二接地线路，在配设给引导电流的线路受到干扰时所述第二接地线路能够接入或能够自动地使用。在经由接地线路的电流供给受干扰的情况下将执行器维持在当前的行驶状态下的控制装置中，将在机动车中本身存在的接地、优选控制装置的壳体接地用作为用于对逻辑模块供电的第二接地线路，以便持久地维持机动车的行驶状态、优选应急运行状态。在此，其为成本特别适宜且结构上有利的方法，因为能够放弃在控制装置中或其上设置附加冗余的引导电流的线路。
附图说明
本发明允许大量的实施方式。根据附图中要示出的图示详细阐述其中一个实施方式。
其示出：
图1示出根据本发明的控制装置的一个实施例。
具体实施方式
根据图1，控制装置1运行包括多个电动马达的执行器2，以操作包含两个摩擦式离合器的并行换挡变速器。为了概览，略去用于控制执行器和对执行器供给电流的线路和组件。仅示意地示出一个驱动器3和输出级4。位于端子GND处的微处理器形式的逻辑模块5承担控制装置1的控制和运算过程。
控制装置1借助于引导电流的第一线路6连接到机动车的车载电网上，尤其所谓的“端子30”(电池正极输入端)上。属于引导电流的第一线路6的接地线路7连接到所谓的“端子31”上(到电池负极或接地的反馈线路)。借助于所述线路6、7，对控制装置1供给能量。引导电流的线路6借助于保险装置F1来保护。在控制装置1的相应的输入端8、9之后为每个线路6、7分别设有分流电阻10、11。在当前的实例中，引导电流的第一线路6的分流电阻10被比较器12跨接。
在线路7中，在分流电阻11之前设置有防反极性保护装置13，其中分流电阻11被第二比较器14跨接。引导电流的线路7连接到控制装置1的壳体15上，所述控制装置同样具有分流电阻16形式的限流元件和防反极性保护元件17。接地线路7由于设置在壳体15上而处于车辆接地上。
引导电流的线路6经由逻辑装置供电装置18与逻辑模块5连接，其中点火线路19同样连接到逻辑装置供电装置18上。机动车的点火线路19称作为端子15并且连接到电池正极上。当线路6的供电中断时，借助于该点火线路19不仅对逻辑模块5而且对驱动器3供给能量。在点火线路19中设置防反极性保护装置20，还有可选地设置限流元件21。
构成为微处理器的逻辑模块5经由驱动器3与输出级4连接，所述输出级控制执行器2、尤其电动马达。此外，存在构成为看门狗电路的监控电路22，所述监控电路与逻辑模块5处于交互关系。因为控制装置1针对逻辑模块5具有另一连接线路(点火线路19)，所以当在控制装置1的引导电流的线路6中存在干扰时逻辑模块5也可以独立地运行。替选于点火线路19和取代属于引导电流的线路6的接地线路17的壳体接地15，但是也可以经由单独的插头将第二供电路径引导到控制装置1上。
在正常状态下，控制装置1在点火装置接通的情况下经由引导电流的线路6、7与机动车的电池连接。点火线路19在此切换到电池正极上并且控制装置1经由壳体15与车辆接地连接。包括保险装置F1在内的线路6、7的状态经由分流电阻10、11上的电压降来检查。比较器12测量在引导电流的第一线路6中在分流电阻10之前的电压和在引导电流的线路6中在分流电阻10之后的电压。如果在引导电流的第一线路6上不存在中断，那么比较器12识别出在分流电阻10之前和之后的电压的差>0。但是，如果出现线缆断裂、保险装置F1的失效或插头失效，那么比较器12没有检测到分流电阻10之前和之后的电压构成的电压差。比较器12将其测量结果传输给逻辑模块5的输入端A/D1。
但是替选地也可想到的是：代替分流电阻10，测量防反极性保护装置之上的电压降。接地线路7以相同的方式借助第二比较器14检查，所述第二比较器测量分流电阻11之前和之后的电压并且将其测量结果报告给逻辑模块的输入端A/D2。
在供电线路6失效时，点火线路19自动地支配逻辑装置供电装置18。二极管D1防止：在引导电流的线路6或保险装置F1失效时使点火线路19过载。在此，点火线路19的限流是可选的。能够确保：在故障情况下提供用于维持逻辑装置供电装置的最小电流，而没有显著电压降。
因为控制装置1相对于壳体15是低欧姆的并进而也联接到车辆接地，所以也必须对接地线路7进行防反极性保护。当壳体15也应被保护以免反极性时，仅又需要壳体15的防反极性保护。
一旦微处理器5经由其输入端A/D1或A/D2没有识别到限定的电压降，则执行器2的电动马达就切断并且采取刹车模式。经由未进一步示出的CAN总线，通知其他控制装置该状态。因此，在供电线路6和/或7中存在故障时可以应急运行。驱动器3还有逻辑模块5还被供给电压并且进而也能够持久地且快速地切换刹车模式。结合并行换挡变速器，这表示：离合器通过刹车模式保持在如下状态中，该状态是在确定在线路6或7中电压中断时离合器所占据的状态。
在另一变型形式中，在故障情况下，构成为微处理器的逻辑模块5经由监控电路22被重置，这表示：微处理器5的输出端是高欧姆的。刹车模式通过驱动器3的输入端处的限定的电阻接线(上拉/下拉)来引起。在该情况下，诊断并进而开关DIAG1、DIAG2和回读线路DIAG输出级的功能必须直接经由监控电路22进行。
在另一变型形式中，输出级4的功率晶体管直接地连接到执行器2上，即在驱动器3的输出端后方。在此必须确保：驱动器趋于禁用并进而其输出端是高欧姆的。该驱动器的禁用切换和输出级4的回读可以通过微处理器5和/或通过监控电路22来进行。
也存在如下可行性：对故障情况和随后对安全状态(制动模式)的设定模拟。在此，经由微处理器5的开关DIAG1对线路6和/或保险装置F1上的干扰的故障情况进行故障模拟。开关DIAG1的期望的功能可以经由分流电阻10上的减小的电压降通过输入端A/D1来诊断。
经由开关DIAG2模拟接地线路7中的故障情况。通过切断防反机性保护装置减小接地线路7的分流电阻11中的电流通量。通过经由A/D2的电压测量提供诊断。刹车模式的状态可以经由线路DIAG输出级由微处理器5和/或监控计算机来诊断。
所阐述的解决方案所具有的优点是：不需要附加的外部的供电线路，而是使用已经存在的供电线路(点火线路和壳体接地线路)。
附图标记列表
1 控制装置
2 执行器
3 驱动器
4 输出级
5 逻辑模块
6 引导电流的线路
7 接地线路
8 控制装置的输入端
9 控制装置的输入端
10 分流电阻
11 分流电阻
12 比较器
13 防反极性保护装置
14 比较器
15 壳体接地
16 分流电阻
17 防反极性保护元件
18 逻辑装置供电装置
19 点火线路
20 防反极性保护装置
21 限流元件
22 监控电路

Claims (12)

1.一种用于通过执行器保持机动车的安全行驶状态的方法，所述执行器由控制装置(1)控制，其中所述控制装置(1)经由引导电流的供电线路(6)与外部能量供给装置连接并且测量所述供电线路(6)上的电压，其中在确定所述供电线路(6)上电压低时激活引导电流的第二线路以对所述控制装置(1)供电，其特征在于，将在机动车中本身存在的引导电流的线路用作为用于对包含在所述控制装置(1)中的逻辑模块(5)供电的引导电流的第二线路，以便持久地维持机动车的应急运行状态，其中将在电池正极上的点火线路(19)或车辆接地用作为本身存在于所述机动车中的引导电流的第二线路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制装置(1)在检测到在引导电流的所述供电线路(6)上电压低之后经由离合器执行器(2)将机动车持久地切换到刹车模式中，在所述刹车模式中将所述机动车的离合器保持在如下水平上，所述水平是在检测到在引导电流的所述供电线路(6)上电压低时所述离合器所占据的水平。
3.一种用于控制执行器的控制装置，其中所述控制装置(1)借助于引导电流的供电线路(6)与外部能量供给装置连接并且存在引导电流的第二线路，在检测到在引导电流的所述供电线路(6)上电压低时所述第二线路能够被接入或能够自动地使用，其特征在于，将在机动车中本身存在的引导电流的线路用作为用于对逻辑模块(5)供电的引导电流的第二线路，以便持久地维持所述机动车的行驶状态，其中在电池正极上的点火线路(19)或车辆接地用作为本身存在于所述机动车中的引导电流的第二线路。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述行驶状态是应急运行状态。
5.根据权利要求3或4所述的控制装置，其特征在于，在所述点火线路(19)中设置有防反极性保护元件(20)。
6.根据权利要求3或4所述的控制装置，其特征在于，在所述点火线路中设置有限流元件(21)。
7.根据权利要求3或4所述的控制装置，其特征在于，所述逻辑模块(5)与所述车辆接地经由所述控制装置(1)的壳体(15)连接。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，与车辆接地的连接具有另一防反极性保护元件(17)和/或另一限流元件。
9.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述限流元件(21)是电阻或晶体管电路。
10.一种用于控制执行器的控制装置，其中所述控制装置(1)借助于引导电流的供电线路(6)和配设给引导电流的所述供电线路(6)的接地线路(7)与外部能量供给装置连接并且存在第二接地线路，所述第二接地线路在配设给引导电流的所述供电线路(6)的接地线路(7)受到干扰时能够被接入或能够自动地使用，其特征在于，将在机动车中本身存在的接地用作为用于对逻辑模块(5)供电的第二接地线路，以便持久地维持所述机动车的行驶状态。
11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述在机动车中本身存在的接地是所述控制装置(1)的壳体接地。
12.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述行驶状态是应急运行状态。
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