CN106828505A - 带有加速度监视的用于使得汽车传动系统工作的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使得传动系统（1）工作的方法，该传动系统带有用于汽车的驱动电机（2），该方法具有如下步骤：对汽车进行加速度监视；切换（S4）至备选性监视，如果对加速度监视来说相关的信号不存在或者失灵，对于该信号存在替代信号，如果规定了低于给定阈值（S5）的驾驶意愿和/或规定了制动意愿。

Description

带有加速度监视的用于使得汽车传动系统工作的方法和装置
技术领域
本发明涉及汽车的传动系统，特别是用于在监视汽车的并非所愿的加速情况下执行备选性监视的措施。
背景技术
为了防止由于例如在电机控制器中的软件故障或硬件故障引起汽车并非所愿地加速，规定了故障监视。故障监视可以包括基于扭矩的、基于加速度的和/或基于功率或能量的监视，特别是三层级的监视。
在基于扭矩的监视中，对通过不同的扭矩计算路径产生的比较参数予以比较，由此可以求取出过多地规定了要在内燃机上喷射的燃油量，这会导致车辆的并非所愿的即并非驾驶员所希望的加速。
在基于加速度的监视中，分析汽车中的加速度传感器的信号。为此，把实际的行驶加速度与具有允许的加速度的传动系和车轮的由测得的转速算出的旋转加速度相比较。允许的加速度由驾驶意愿、驾驶辅助系统和外部控制器的要求、制动扭矩和行驶阻力算得。
如果在加速度监视时求取出实际的加速度大于允许的加速度，且这不能归因于一定的会错误地引起故障识别的边界条件，则确定出汽车的并非所愿的加速，并引发故障反应，在该反应中将传动系统转至故障反应工作模式。故障反应工作模式可以规定，将驱动电机的转速限制在最大允许的电机转速。最大允许的电机转速在此可以由给定的驾驶意愿产生，特别是由被汽车驾驶员操纵的行驶踏板的行驶踏板位置产生。最大允许的电机转速例如传送至最大转速调节器，该调节器基于在与行驶踏板相关的、最大允许的电机转速和当前的电机转速之间的差来求取限制扭矩，由电机控制器所要求的电机扭矩被限制到所述限制扭矩。但如果例如由于转速控制中的故障导致最大允许的电机转速被超过多于一定的转速偏差，则可以附加地要求喷射减弱。但如果仍然发生喷射，并且电机转速保持在允许的与行驶踏板相关的最大转速以上，则可以将控制喷射阀的末级安全地切断，并引发电机切断。
在有些情况下，例如当实际的行驶阻力明显小于为了计算允许的加速度而例如基于模型所认为的行驶阻力时，加速度监视也会错误地表明故障或者表明过大的加速度。由于在这些情况下加速度监视并无说服力，所以首先切换至备选性的监视功能，并在那里同样在这些情况下监视无故障的工作。如果在该备选性监视中也证实了故障，那就引发上述的故障反应。
如果代替加速度传感器的信号而采用例如由车轮转速传感器算得的替代信号作为加速度信号，则存在如下需求：还要提供加速度监视的可靠性和稳健性。
发明内容
根据本发明，提出一种根据权利要求1的用于使得传动系统工作的且对车辆进行加速度监视的方法以及根据并列独立权利要求的装置和传动系统。
其它设计在从属权利要求中给出。
根据第一方面，提出一种用于使得传动系统工作的方法，该传动系统带有至少一个用于汽车的驱动电机，该方法具有如下步骤：
- 对汽车进行加速度监视，其中，所述监视可以基于扭矩、基于加速度和/或基于功率或能量；
- 切换至备选性监视，
◦ 如果对加速度监视来说相关的信号不存在或者失灵，对于该信号存在替代信号，
◦ 如果规定了低于给定阈值的驾驶意愿和/或规定了制动意愿。
此外，对加速度监视来说相关的信号可以相应于由加速度传感器或惯性传感器检测的纵向加速度信号，替代信号则相应于由特别是在二次轴上的车轮转速传感器求取的替代加速度信号。
上述方法的目的是，在对于实施加速度监视来说相关的信号失灵时保持加速度监视功能正常。上述方法还可应用于如下传动系统中，在这些传动系统中，对于加速度监视所需要的信号由于相应传感器的故障而不能得到执行。
按照目前的用于基于加速度的监视的方法，在对于加速度监视相关的信号比如用于车辆纵向加速度或者用于车辆速度的信号如上所述发生失灵时，切换至备选性监视，在备选性监视中，例如与给定的驾驶意愿相关的转速限制是有效的。在一定的行驶情况下，备选性监视会对汽车的行驶性产生明显限制，因此要尽可能地避免这种限制。
为了避免切换至备选性监视，且尽管对于实施加速度监视来说相关的信号失灵，但为了执行监视功能，规定基于对于加速度监视相关的信号的替代信号进行加速度监视。针对由加速度传感器或惯性传感器提供的、对于加速度监视相关的信号即纵向加速度信号和速度信号，作为替代信号，可以采用由与二次轴（未受驱动的轴）耦接的传感器提供的信号作为替代加速度信号或替代速度信号。在采用由二次轴的旋转得到的替代加速度信号的加速度传感器信号时，必须考虑到在上坡行驶和下坡行驶时由车轮转速得到的替代加速度信号不同于实际的车辆纵向加速度，因为由重力引起的加速度份额也包含在车轮转速中。因此需要调整用于加速度监视的监视方法。该方法规定，调整用来切换至备选性监视和从中切换出来的标准，如果对于加速度监视相关的信号存在失灵或故障。因此，如果同时满足对于加速度监视相关的信号（对于该信号存在替代信号）不存在或者失灵的条件和规定了驾驶意愿低于给定阈值和/或规定了制动意愿的条件，则切换至备选性监视。
按照以前的基于加速度的监视方法，在相关信号失灵时始终都切换至备选性监视，相比于这种监视方法，根据在上面提出的方法，在对于加速度监视相关的信号（对于该信号存在替代信号）失灵时，明显很少切换至备选性监视。
此外可以循环地执行该方法，从而如果对传动系统的检查已成功进行，且加速度监视不再通报超过，并且存在规定的驾驶意愿，则又离开采取过一次的备选性监视。
可以规定，如果对于加速度监视相关的信号（对于该信号存在替代信号）不存在或者失灵，并且如果基于该替代信号确定出汽车并非所愿地加速，则采用备选性监视。
此外，如果已经切换至备选性监视，则可以不切换至备选性监视，或者，如果基于替代信号未确定出汽车的并非所愿的加速，并且如果同时规定了高于给定阈值的驾驶意愿，且不存在制动意愿，则又离开该备选性监视。
此外，备选性监视可以包括将电机转速限制到与驾驶意愿有关的值。
替代地或附加地，备选性监视可以包括将电机扭矩限制到与驾驶意愿有关的值。
附图说明
下面参照附图详述实施方式。其中：
图1为汽车传动系统的示意图；
图2为流程图，示出了带有备选性监视的用于使得传动系统工作的监视功能。
具体实施方式
图1为传动系统1的示意图，其带有驱动电机2、输出轴3，该输出轴通过离合器4和切换变速器5与用来对驱动轮7予以驱动的驱动轴6耦接。驱动电机2可以被构造成内燃机，特别是被构造成引导空气的内燃机，且通过电机控制器10来工作。
电机控制器10可以与驾驶踏板11耦接，以便获知驾驶踏板位置，该驾驶踏板位置规定了驾驶意愿，驾驶意愿的形式例如为驾驶员所希望的驾驶员期望扭矩。在正常工作中，在电机控制器10内按照本已公知的扭矩路径函数将由驾驶踏板位置导致的驾驶意愿转换为规定扭矩，并将规定扭矩相应地转换为燃油喷射量，用于在控制末级控制内燃机2的喷射阀。
规定一种监视功能，其可以执行扭矩路径函数的加速度监视。在基于加速度的监视中检查其中采用了传动系统1的汽车的加速度是否未超过（或者以不大于容差值超过）允许的加速度。为此可以把实际的车辆纵向加速度与允许的加速度相比较，所述车辆纵向加速度例如借助于加速度传感器12（惯性传感器）测得，并作为纵向加速度信号予以提供。允许的加速度可以由驾驶意愿、驾驶辅助系统和外部控制器的要求、制动扭矩、传动系6和车轮7的旋转加速度、行驶阻力算得，所述旋转加速度由测得的转速算得。如果出现了能推断出汽车并非所愿地加速的提高，就切换至备选性监视或者采取故障反应工作模式。
可以规定，在对于加速度监视来说所需要的信号发生失灵时，便基于替代信号执行监视功能。针对于与监视有关的信号即借助于加速度传感器12的信号确定的用于车辆纵向加速度的纵向加速度信号和用于车辆速度的速度信号，可以采用替代速度信号作为替代信号，所述替代速度信号由二次轴14即未受驱动的车轮轴的车轮转速得到。为此可以在二次轴14上设置有车轮转速传感器13，以便测量车轮转速或车轮加速度。车轮转速传感器13可以设置在驱动轮上，或者也可以设置在未受驱动的二次轴14上。
此外可以设置有制动踏板14或其它机构，以便将制动意愿通报给控制器10。
在控制器10中既进行加速度监视，又进行备选性监视，也针对故障工作模式进行控制。在图2的流程图中示意性地示出了用于进行加速度监视的方法。
下述内容主要涉及基于对汽车的通常的加速度监视的方法。这种加速度监视基于在实际加速度与允许的加速度之间的比较，该比较通过基于扭矩的、基于加速度的和/或基于功率或能量的换算进行。
在步骤S1中采用本已公知的方式进行加速度监视。如果在其中确定出故障，就采取故障工作模式，这种模式例如规定了电机系统1的紧急运行或切断。
在步骤S2中在加速度监视的范畴内检查对于加速度监视相关的信号是否有误或失灵。如果传感器例如加速度传感器12失灵（选择框：是），则最初被设置用于确定车辆加速度的关于车辆纵向加速度的纵向加速度信号不可使用，并用步骤S3继续该方法，否则（选择框：否）就跳回到步骤S1。
但如果对于加速度监视相关的信号失灵，则可以替代地由车轮转速传感器13导出车辆的作为替代加速度信号予以提供的车辆加速度，从而不必自动地切换至故障工作模式。针对汽车在水平路面上移动且车轮未被制动器锁定的情况，由车轮转速传感器13可以恰好确定替代加速度信号形式的车辆加速度。而对于上坡和下坡行驶来说，由车轮转速算得的车辆加速度不同于通过加速度传感器12确定的车辆纵向加速度，因为由重力引起的加速度份额也包含在可由车轮转速求取的替代加速度信号中。尽管在纵向加速度信号与以替代方式求取的替代加速度信号之间有差异，为了可靠地且稳健地监视并非所愿的加速，需要调整监视方法。
在水平路面上行驶时，通过车轮转速传感器13作为替代加速度信号确定的车辆加速度基本上等于实际的车辆纵向加速度。于是，如果在加速度监视中根据由以替代方式求取的替代加速度信号确定的车辆加速度识别到不允许的加速，则必定认为实际上并非所愿的加速，并执行备选性监视。然而仅仅基于替代加速度信号无法确定在平面上行驶。
如果车辆下坡行驶，当存在加速度传感器或其工作正常时，由于重力的因下坡附加地引起的份额，替代加速度信号大于纵向加速度信号。这样就无法区分在水平面上或者在轻缓的下坡情况下是否存在不允许的加速，或者在陡峭的下坡情况下是否存在无误的工作。因为基于替代加速度信号无法在平面行驶与下坡行驶之间进行区分，所以与此无关地在确定不允许的加速时切换至备选性监视。
如果在上坡行驶时替代加速度信号表明车辆加速度小于纵向加速度信号，则很晚才能识别到不允许的加速。如果通过替代加速度信号表明的车辆加速度的大小仅仅使得在上坡行驶时的总加速度小于或等于在驾驶意愿相同时在无故障的工作情况下在平面上行驶时会产生的车辆加速度，则无法识别到它。如果不允许的量值较大，则只有超过在平面上行驶时的允许的加速度的量值才会导致识别出故障，而这种故障识别有时严重滞后。
此外，即使在上坡行驶时也能识别出并非所愿的大的加速度，因为加速度的由重力产生的份额明显小于汽车的实际加速度的份额。因此，如果在上坡时出现了不允许的加速度，且通过采用替代加速度信号无法识别到该加速度，或者滞后很久才识别到该加速度，则可以认为，由此导致的加速度足够小，从而驾驶员能够通过撤回对行驶踏板的操纵或者通过制动操纵对此及时地做出反应，而不会出现危及安全的状态。
为此在步骤S3中检查基于替代信号的加速度监视是否产生了故障。如果情况如此（选择框：是），则在步骤S4中采用故障工作模式，并采取相应的措施。否则就以步骤S5继续执行该方法。
在步骤S5中检查驾驶员是否规定了小于给定阈值的驾驶意愿，或者规定了制动意愿。如果情况如此（选择框：是），则在步骤S4中采用故障工作模式，继续执行该方法。否则（选择框：否）就以步骤S6继续执行该方法。由于在上坡行驶时通过制动操纵对并非所愿的加速进行的补偿无法可靠地与在平面上行驶时的正常制动过程区分开，所以在驾驶员有制动意愿时始终都切换至备选性监视。
因而在对加速度监视来说相关的信号失灵时，对于该信号存在替代信号，监视功能规定，基于替代信号执行监视功能。如果在此识别到故障或者识别到小于给定阈值的驾驶意愿，或者识别到操纵了制动踏板14，就切换至备选性监视。
在步骤S6中又离开备选性监视。因此，如果监视功能基于替代加速度信号未确定出汽车的有误的加速，并且存在增大的驾驶意愿，则可以又离开备选性监视。
按照以前的监视方法，在出现故障时始终都切换至备选性监视，与这种监视方法相比，根据上面提出的方法，当对加速度监视来说相关的信号失灵时，对于该信号存在替代信号，明显很少切换至备选性监视。此外可以循环地执行该方法，从而如果加速度监视不再通报超过，并且存在高于给定阈值的驾驶意愿，而不存在制动意愿，则又可以离开采取过一次的备选性监视。

Claims (10)

1.一种用于使得传动系统（1）工作的方法，该传动系统带有用于汽车的驱动电机（2），该方法具有如下步骤：
- 对汽车进行加速度监视；
- 切换（S4）至备选性监视，
◦ 如果对加速度监视来说相关的信号不存在或者失灵，对于该信号存在替代信号，
◦ 如果规定了低于给定阈值（S5）的驾驶意愿和/或规定了制动意愿。
2.如权利要求1所述的方法，其中，如果对加速度监视来说相关的信号不存在或者失灵，对于该信号存在替代信号，并且如果基于替代信号确定出汽车的并非所愿的加速，则切换至备选性监视。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，如果基于替代信号未确定出汽车的并非所愿的加速，并且如果同时规定了高于给定阈值的驾驶意愿，且不存在制动意愿，则不切换至备选性监视。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，备选性监视包括将电机转速限制到与驾驶意愿有关的值。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，备选性监视包括将电机扭矩限制到与驾驶意愿有关的值。
6.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，对加速度监视来说相关的信号相应于由加速度传感器检测的纵向加速度信号，替代信号则相应于由单独的转速传感器特别是由尤其是在一次轴或二次轴上的车轮转速传感器求取的替代加速度信号。
7.一种用于使得传动系统（1）工作的装置，该传动系统带有用于汽车的驱动电机（2），该装置被设计用来：
- 对车辆进行加速度监视；
- 切换至备选性监视，
◦ 如果对加速度监视来说相关的信号不存在或者失灵，对于该信号存在替代信号，
◦ 如果规定了低于给定阈值的驾驶意愿和/或规定了制动意愿。
8.一种传动系统（1），包括：
- 驱动电机（2）；
- 根据权利要求6的装置。
9.一种计算机程序，被设计用来执行根据权利要求1～5中任一项所述的方法的全部步骤。
10.一种机器可读的存储介质，在该存储介质上存储着根据权利要求8的计算机程序。
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