CN110281937A - 用于监测车辆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监测车辆以阻止车辆的不期望的加速度的方法，其中转速限制模式（200）被激活，其中针对车辆的驱动器（150）在使用两个运行模式（210、220）的情况下，根据情况分别预设极限转速（n_Gr），一直允许驱动器的提升转速的力矩直至达到该极限转速，其中极限转速（n_Gr）借助监测层面预设，监测层面位于功能层面之上，功能层面预设针对驱动器的力矩（M_soll），其中在受限的运行模式（210）中，极限转速（n_Gr）仅在存在至少一个预设的例外标准时提高，其中在扩展的运行模式（220）中，在当前转速（n_ist）升高时极限转速（n_Gr）至少一次以最高能预设的升高值（B）提高，并且只有未识别到针对关于驱动器的故障（212）的标记时才使用扩展的运行模式（220）。

Description

用于监测车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种用于监测车辆以阻止车辆的不期望的加速度的方法以及一种计算单元和用于执行该方法的计算机程序。

背景技术

车辆当前具有越来越多的电子激励系统。为了例如在马达控制中识别出这种系统中的可能的功能故障，监测是必需的。在此尤其是应该阻止对于安全来说重要的情况，例如不期望的加速度。

为了阻止机动车的不期望的（正的和负的）加速度，例如通过马达或变速器控制设备中的软件故障或硬件故障导致的不期望的加速度，可以设置基于力矩的或基于加速度的3-层面监测或监视（参见“针对汽油和柴油马达控制的标准化的电子油门监测方案”，工作组EGAS，05.07.2013，第5.5版）。当获知的马达力矩或获知的机动车加速度是不可靠的和/或针对获知的马达力矩或获知的机动车加速度的允许的极限值被超过时，3-层面监测触发故障反应。故障反应可以例如是切断燃料供应和/或限制机动车的驱动器的转速。在EP 1485 598 B1中例如描述了对力矩的监测，并且在DE 10 2011 075 609 A1中描述了对加速度的监测。例如在DE 10 2011 075 609 A1中描述了，在使用加速度传感器的情况下监测车辆的加速度。在此，实际的加速度通常与允许的加速度对比，实际的加速度例如借助由车轮转速计算出的旋转加速度得到。

在提到的3-层面监测中，第一层面，即功能层面可以包含马达或驱动器控制功能，其中用于实现要求的力矩、部件监测、诊断输入和输出参量以及在识别到的故障情况下控制系统反应。第二层面，即监测层面或功能监测层面识别出第一层面中的功能软件的对于监测来说重要的范围的有故障的流程，例如其中通过对计算出的力矩或加速度进行监测来进行识别。为此，将允许的力矩例如与实际力矩进行对比，或将允许的加速度与实际加速度进行对比。在故障情况下触发系统反应。第三层面，即计算机监测层面例如通过问答通信来控制第二层面是否正确工作。在故障情况下与功能计算机无关地触发系统反应。

附加地，在第二层面内可以设置另外的监测或监测功能，当监测驱动器的力矩或车辆的加速度例如基于传感器或信号故障或可能还有其他功能限制而不可行时，或者基于另外的原因不再可靠地行使功能时，例如就使用所述另外的监测或监测功能。在此可以将驱动器的允许的转速限制设定为特定的极限转速，一直允许加速的马达力矩或提升转矩的过程（例如喷射）直至达到该限制。

发明内容

根据本发明提出了一种具有独立权利要求的特征的用于监测车辆的方法以及一种计算单元和用于执行该方法的计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求和随后说明的主题。

根据本发明的方法用于监测车辆，以阻止车辆的不期望的加速度。在此激活转速限制模式，在转速限制模式中，在使用两个运行模式的情况下，根据情况分别获知针对车辆的驱动器的极限转速，一直允许驱动器的转速提升（即正的驱动力矩）、尤其是在内燃机的情况下的喷射直到达到该极限转速。极限转速和因此允许的转速在此借助监测层面预设或由其监测，监测层面位于功能层面之上，功能层面预设针对驱动器的力矩。尤其是在此可以使用开头提到的3-层面监测。在此，不仅是内燃机而且电动马达也可以视为驱动器。也可想到的是内燃机和电动马达二者的组合。

在受限的运行模式中，允许的极限转速仅在存在至少一个预设的例外标准时提高，即紧缩性地预设极限转速。那么除了存在例外标准以外，极限转速可以固定地或者以与例如通过油门踏板预设的驾驶员期望的固定关系进行预设。尤其是当存在针对故障行为的第一标记时，激活该模式，然而第一标记例如也可以在常规的行驶情况中的特定条件下出现。示例性地，即使在下坡时和在挡位的回挡时或在（例如通过ESP的）行驶调节干预时也可以出现转速提升，然而在此，这在例外标准的意义中就可以被允许。

在扩展的运行模式中相反地，在当前转速例如仅对于安全来说不重要地升高时，极限转速和因此允许的转速可以至少一次以最高能预设的升高值、优选也仅在能预设的范围内提高或允许提高。然而，只有当没有识别到针对关于驱动器的故障的标记时，才使用扩展的运行模式。在扩展的运行模式中，允许的转速范围可以扩大，例如连续或也可以是逐步地扩大，只要例如不发生对监测层面的干预。然而如果超过极限转速，那么可以优选地引起故障反应。

在开头提到的监测中，转速限制（其例如作为对驱动器的力矩或车辆的加速度的另外的监测的返回层面使用）通常持续预设针对驱动器的允许的转速，然而相反地，特别是只要这出于安全原因也是合理的，那么也可与另外的条件或关于该模式为什么用于转速限制的疑问无关地，也可以利用提出的方法允许例如比通过预设固定的极限转速允许的转速更高的转速。因此，不仅可以考虑到驾驶员的期望，而且也可以尤其实现的是，当内燃机用作驱动器时，不出现对排放值的重要的影响。因此，总体上可以取决于情况地或满足需求地，即尤其是与当前的运行状态、驾驶员期望或针对激活转速限制模式的原因有关地预设或调整极限转速。该类型的监测在此也非常好地适用于对调节系统的监测，其中借助可变的负载由力矩或喷射量预设而得到实际转速。这典型地在控制或调节机动车中的马达时是这样的情况。

在此优选地，当激活转速限制模式时，如果没有识别到针对关于驱动器的故障的标记，那么可以立即使用扩展的运行模式。相反地，当不能够排除关于驱动器的故障时，即例如已经存在针对故障的标记时，可以在激活转速限制模式的情况下使用受限的运行模式。因此一方面确保的是，不出现车辆的不期望的加速度，而另一方面也不出现对行驶运行的不必要的限制。

有利地，在存在多个条件中的至少一个时，极限转速被预设为在当前转速之上的值。这些条件包括：通过功能层面不由驱动器要求或实施、尤其是确保不实现力矩，或在内燃机中不要求或实施、尤其是确保不实现对于力矩来说重要的喷射，并且驱动器的当前转速位于获知作为允许的转速之下。当因此例如在激活的转速限制模式中，功能层面针对内燃机作为驱动器的情况不执行喷射（喷射导致驱动器的力矩）时，不存在关键的状态，从而也不需要通过监测层面的干预。这不仅可以适用于受限的运行模式而且适用于扩展的运行模式。此外，尽管例如驾驶员要求驱动器的力矩，但是当前转速位于针对该要求的力矩视为允许的转速以下，那么极限转速也可以毫无疑问被置于针对该要求的力矩视为允许的转速之上，因为不需要通过监测层面的干预。

有利的是，在要求提升的时间段内要求允许的转速的在时间上受限的提升时，极限转速被预设为允许获知的转速以上的值。因此例如可以允许驱动器或车辆的启动过程或开关过程或另外的例如通过控制设备（如ESP）确保的力矩要求。这非常简单地通过临时提升极限转速实现。这不仅可以适用于受限的运行模式而且适用于扩展的运行模式。

优选地，在当前转速位于允许获知的转速以上并且使用扩展的运行模式时，在要求允许的转速的归类为对于安全来说不关键的提升时，极限转速被预设为迄今为止获知作为允许的转速之上的值。因此，即使当满足上面提到的条件时，即当例如由驱动器要求力矩并且当前转速位于获知作为允许的转速之上时，如果例如该转速提升可由驾驶员控制，那么还是可以允许转速提升。那么通过监测层面的干预或限制就不必要了。

获知作为允许的（或必要时也被要求的）或期望的转速在本发明的范围内可以尤其是理解为如下转速，该转速针对驱动器的要求的力矩产生，并且应该由监测层面归类为或预设为允许的。这种力矩不仅可以通过驾驶员而且可以通过驾驶员辅助系统预设。

相反地，如果使用受限的运行模式，那么从中得到的是，尽管可控制地提升允许的转速，但还是不能够得到无故障的系统。提升于是不被允许。然而优选可想到的是，即使在获知作为允许的转速之上的当前转速中，也可以设置极限转速的在时间上受限的提升。当针对功能层面必须提供足够的时间来使驱动器的力矩减小到不关键的值，或在内燃机作为驱动器的情况下、在不影响排放和可行驶性的情况下减弱喷射从而此外确保不关键的行驶性能时，这尤其是有意义的。

这例如可以用如下方式实现，预设的和被监测的极限转速从当前转速出发例如借助斜坡或PT1件回到要求的、对于安全来说不关键的极限转速。那么，来自针对这种极限转速的监测层面的预设可以通过功能层面例如以对最大转速调节器或力矩限制的预设的形式发生，并且在此可以不同于对可能附加的极限转速的预设来选择，用以减弱喷射。在该状态下也可以允许极限转速的附加的提升。

有利地，在关于驱动器的故障对车辆特性进行良好检验（Gutpruefung）后，执行从受限的运行模式切换到扩展的运行模式。良好检验在此理解为执行关于潜在的故障或针对故障的标记的检验，然而故障或标记不再被识别。以该方式可以实现的是，当在安全技术上允许时，总是切换到扩展的运行模式中，以便确保尽可能好的可行驶性。

适宜地，在存在多个条件中的至少一个时设定这种良好检验。这些条件包括：驱动器不提供力矩，并且在驱动器与车辆的车轮之间不存在力锁合。这些条件在此也被称为所谓的安全释放条件。当存在其中至少一个条件时，由此得到的是，不需要通过监测层面的重要的干预。

驱动器不提供力矩的条件例如可以用如下方式满足：使内燃机确保不执行喷射；内燃机虽然执行喷射，但点火角度或喷射角度不位于对于力矩来说重要的区域内（必要时，该条件可以在没有激活的制动或回收干预（Rekuperationseingriffe）的情况下与转速降低的要求相关联）；或者执行器、例如电动马达不提供沿驱动方向的马达力矩。

在驱动器与车轮之间不存在力锁合的条件必要时也可以如下地扩展，即，使驱动器的转速在一定的时间段内不超过一定的、尤其是低的转速阈值（例如内燃机的空转转速），或者转速降低。

为了识别这种条件，即安全释放条件（Safe-Release-Condition），可以评估车辆或驱动器的正常的运行，该正常的运行由通过驾驶员期望影响的操控通过功能层面得到。同样也可能的是，通过系统干预、例如在驱动器的额定力矩路径中要求的力矩的短暂撤销，在为此适当的情况下、例如在已经近似推移（schubnah）的运行中加快切换到适当的运行情况中。当额定力矩路径被单独监测时，例如通过对比功能和监测层面的平行获知的额定力矩值被监测时，这是特别有利的。因此补充额定力矩对比和安全释放条件识别。

有利的是，在违反关于驱动器的标准后执行从扩展的运行模式到受限的运行模式的切换。在此，违反标准可以尤其是理解为，驱动器的实际的特性与期待的特性有偏差，例如出现过大的转速提升，其通过在具有坡度的路程上的下坡行驶而出现。但偏差例如也可以通过力矩故障或喷射故障导致。

适宜地，在存在多个条件中的至少一个时设定违反标准。这些条件包括：获知作为允许的转速在通过驱动器提供力矩时没有被遵循（例如，获知作为允许的转速在激活的喷射时没有被遵循，或者转速的在扩展的运行模式中允许的提升被超过）；驱动器的实际反应与额定反应有偏差（例如在具有高的转速的行驶期间，不执行推力切断或不执行调节点火角度，或者导致大的转速提升）；以及由监测层面执行驱动器的转速限制。该执行例如也可以包括减弱喷射，用以限制转速。

在无故障的系统中也可能的是，与应用有关地短暂地出现的是，例如在陡坡上的快速的转速提升时，功能层面不能够按时撤销空气量或喷射，从而短暂地导致在允许的转速、即极限转速之上的喷射，并且该喷射通过监测层面中断。短暂的超过不应该导致持续的故障反应，而是仅导致切换至受限的运行模式中。

有利的是，当对驱动器的力矩和/或车辆的加速度执行监测来识别或阻止不期望的加速度时，没有激活转速限制模式。因此避免不必要的转速限制。相应地适宜的是，当不再或不能够对驱动器的力矩和/或车辆的加速度执行监测来阻止基于故障或功能限制导致的不期望的加速度时，才激活转速限制模式。这种功能限制例如可以理解为必要的传感器或信号的故障。

当预设的极限转速在驱动器中的提升转矩的过程中仅借助功能层面不再能够被遵循（并且因此例如可以导致对于安全来说关键的加速度）时，优选激活另外的受限的转速限制模式，其中在该另外的受限的转速限制模式中，持续预设另外的极限转速。这种受限的转速限制模式也被称为紧急运行。该另外的极限转速尤其是可以小于之前提到的极限转速。因此可以确保的是，即便是关于驱动器的不再可控制的故障、例如力矩故障或喷射故障也不导致不期望的加速度。这种另外的极限转速例如可以与针对内燃机被抽吸的空气量的减少或针对对于安全来说不关键的喷射角度、点火角度或相应的时间点的预设而以组合的方式进行预设。同样可以针对在电动马达的情况下的驱动器限制允许的力矩，或者驱动器可以被限制到特定的转速范围中。也可想到的是预设特定的、例如激活的短路的运行模式。

为了识别故障（在故障中切换至受限的转速限制模式），可以考虑一个或多个条件。这些条件例如可以包括：即便是在允许的转速之上的不允许的喷射也不能够通过监测层面、通过减弱喷射被去激活；喷射的在更长的时间段内持续的必要的减弱必须通过监测层面执行；或者通过监测层面导致的减弱喷射的多次重复的必要性与例如转速振荡相关联地出现。同样可以包括的是，在激活的喷射时的转速的梯度超过允许的阈值，或者作为驱动器的电动马达的在允许的转速之上的力矩超过阈值。

根据本发明的计算单元，例如机动车的控制设备尤其是在程序技术上为此设立用于执行根据本发明的方法。

形式为计算机程序的方法的实施也是有利的，因为这产生特别小的成本，尤其是当实施的控制设备还用于另外的任务并且因此总归存在时。用于提供计算机程序的适当的数据载体尤其是磁的、光学的和电的存储器，例如硬盘、闪存、EEPROM、DVD等。程序通过计算机网络（互联网、内联网等）的下载也是可能的。

本发明的另外的优点和设计方案从描述和附图得到。

附图说明

本发明借助实施例在附图中示意性示出，并且随后参考附图描述。

图1示意性示出了对车辆的监测，其中可以使用根据本发明的方法。

图2以优选的实施方式示意性示出了根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1示意性示出了对车辆的监测。在此设置了构造为马达控制设备的计算单元100，其具有针对监测方案的三个层面，即所谓的三层面监测，并且设定用于操控驱动器150、例如内燃机。

在功能层面110内实施有在功能层面上用于马达控制的软件。驾驶员或者还有驾驶员辅助系统在此可以预设应该由驱动器150提供的力矩M_soll。驾驶员为此尤其是可以使用油门踏板。

通过功能层面110，要求作为允许的力矩M_soll借助驱动器150提供。也可想到的是获知或要求待允许的转速n_zul。

在监测层面120上，现在执行监测功能层面110。为此例如读入实际由驱动器150提供的力矩M_ist，并且将该力矩与获知作为允许的力矩M_soll进行对比，该由驱动器提供的力矩例如可以通过适当的传感器进行测量，或者由其他不同的信号借助模型进行计算（在批量生产项目中的标准解决方案）。在有偏差时可以导致故障反应，以便阻止不期望的加速度。

除了实际的力矩M_ist以外，例如在使用车轮转速传感器等的情况下也可以读入或获知车辆的实际的加速度a_ist，其随后与期望作为允许的加速度a_soll进行对比。期望作为允许的加速度例如可以由要求作为允许的力矩M_soll计算出。

此外，也可以从监测层面读入驱动器的实际的或当前转速n_ist。在开头提到的监测方案中，现在，当例如针对实际的加速度或实际的力矩的值（例如因为附属的传感器出故障）不再可用时可以切换到如下模式中，在该模式中，驱动器的转速持续受到特定的、必要时驾驶员期望的或与油门踏板有关的极限转速的限制。

在提出的方法中，在这种转速限制模式中的转速没有被持续预设为特定的极限转速（转速被允许提升直至达到该极限转速），而是该极限转速可以改变、尤其是提高，如随后还将详细阐述的那样。

此外还示出了第三层面130，在第三层面中，在硬件的正确的功能方面监测马达控制设备100的硬件。然而，第三层面130对于本发明来说是不重要的，并且因此不应该详细描述。

图2更详细地示出了在优选的实施方式中的根据本发明的方法的流程图。当如参考图1提到的那样，例如取消或者不再能够安全地使用监测驱动器的力矩或车辆的加速度时，激活转速限制模式200。

当识别出关于驱动器的故障212的标记，或者不能够排除故障时，利用激活转速限制模式200使用受限的运行模式210。在该受限的运行模式210中，驱动器的转速被限制为极限转速n_Gr，并且仅在一定的例外标准中（如已经提到的那样）执行提高。对转速的这种限制可以用如下方式执行，即通过监测层面（如其关于图1被详细阐述的那样）来监测转速。在此，在需要时可以执行干预该功能层面。

当不存在针对关于驱动器的故障的标记时，利用激活转速限制模式200使用扩展的运行模式220。在该扩展的运行模式220中，现在同样预设极限转速n_Gr，然而该极限转速不固定地预设。相反地，该极限转速n_Gr可以必要时也在预设的范围内提高或以能预设的升高值B提升。提高极限转速n_Gr可以在此尤其是根据当前转速n_ist执行。

在转速限制模式200中，可以从受限的运行模式210切换至扩展的运行模式220，反之亦然。从受限的运行模式210切换至扩展的运行模式220尤其是可以在进行良好检验后进行。

这种良好检验尤其是可以借助检验一个或多个条件211执行。在当前例如确保驱动器不提供力矩，或者在驱动器与车辆的车轮之间确保不存在力锁合时，可以从中得到的是，不存在关于驱动器的故障，并且可以切换至扩展的运行模式220。

从扩展的运行模式220切换至受限的运行模式210尤其是可以在识别到针对关于驱动器的故障的标记后执行。这也可以被称为不良检验（Schlechtpruefung）。

识别这种标记尤其是可以借助检验一个或多个条件221执行。在当前例如获知作为允许的转速n_zul在通过驱动器提供力矩时没有被遵循，即当实际的转速n_ist高于获知作为允许的转速时，不能够排除的是，存在故障并且切换至受限的运行模式210中，以便确保安全的运行，并且必要时在通过良好检验后又切换至扩展的运行模式。

此外可能的是，当例如不再能够借助功能层面、即用于预设力矩或减弱喷射的功能层面实现预设的极限转速时，由转速限制模式200切换至安全的替代运行中或者紧急运行中或受限的转速限制模式250中。在受限的转速限制模式250中可以预设另外的极限转速，其不再能够改变。

Claims (15)

1.一种用于监测车辆以阻止车辆的不期望的加速度的方法，其中，转速限制模式（200）被激活，在所述转速限制模式中，针对车辆的驱动器（150），在使用两个运行模式（210、220）的情况下，根据情况分别预设极限转速（n_Gr），一直允许所述驱动器（150）的提升转速的力矩，直至达到所述极限转速，

其中所述极限转速（n_Gr）借助监测层面（120）预设，所述监测层面位于功能层面（110）之上，所述功能层面预设针对所述驱动器（150）的力矩（M_soll），

其中在受限的运行模式（210）中，所述极限转速（n_Gr）仅在存在至少一个预设的例外标准时提高，

其中在扩展的运行模式（220）中，在当前转速（n_ist）升高时，所述极限转速（n_Gr）至少一次以最高能预设的升高值（B）提高，并且

其中只有当没有识别到针对关于所述驱动器（150）的故障（212）的标记时，才使用所述扩展的运行模式（220）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当存在下列条件中的至少一个条件时，所述极限转速（n_Gr）被预设为当前转速（n_ist）之上的值：

- 通过所述功能层面（110），所述驱动器（150）不要求力矩，并且确保不实现力矩，并且

- 所述驱动器的当前转速（n_ist）位于获知作为允许的转速（n_zul）以下。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在要求提升的时间段内要求允许的转速的在时间上受限的提升时，所述极限转速（n_Gr）被预设为获知作为允许的转速（n_zul）之上的值。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在当前转速（n_ist）位于获知作为允许的转速（n_zul）之上并且使用所述扩展的运行模式（220）时，在要求允许的转速的、归类为对于安全来说不关键的提升时，所述极限转速（n_Gr）被预设为获知作为允许的转速（n_zul）之上的值。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在关于所述驱动器（150）的故障对车辆特性进行良好检验后，执行从所述受限的运行模式（210）到所述扩展的运行模式（220）的切换。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在存在下列条件（211）中的至少一个条件时设定良好检验：

- 所述驱动器（150）不提供力矩，并且

- 在所述驱动器（150）与车辆的车轮之间不存在力锁合。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在违反关于所述驱动器（150）的标准后执行从所述扩展的运行模式（220）到所述受限的运行模式（210）的切换。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当存在下列条件（221）中的至少一个条件时设定违反标准：

- 获知作为允许的转速（n_zul）在通过所述驱动器（150）提供力矩时没有被遵循，

- 所述驱动器（150）的实际反应与额定反应有偏差，并且

- 由所述监测层面（120）执行所述驱动器（150）的转速限制。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述转速限制模式（200）被激活时，当不能够排除关于所述驱动器的故障（212）时，使用所述受限的运行模式（210），并且当没有识别到针对关于所述驱动器（150）的故障（212）的标记时，使用所述扩展的运行模式（220）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当对所述驱动器的力矩（M_ist）和/或车辆的加速度（a_ist）执行监测来阻止不期望的加速度时，所述转速限制模式（220）没有被激活。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，只有当不再或不能够对所述驱动器的力矩（M_ist）和/或车辆的加速度（a_ist）执行监测来阻止基于故障或功能限制的不期望的加速度时，才激活所述转速限制模式（200）。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当预设的极限转速（n_Gr）在所述驱动器中的提升转矩的过程中仅借助所述功能层面（110）不再能够被遵循时，激活受限的转速限制模式（250），其中在所述受限的转速限制模式（250）中，持续地预设另外的极限转速。

13.一种计算单元（100），其为此设立用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

14.一种计算机程序，当所述计算机程序在计算单元（100）上实施时，所述计算机程序促使计算单元（100）执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

15.一种机器能够读取的存储介质，其上存储有根据权利要求14所述的计算机程序。