DE102005062871A1 - Multi-drive e.g. hybrid drive, controlling method for use in hybrid vehicle, involves determining reliable negative moment of power train, and comparing negative moment with actual effective moment or actual target moment of hybrid drive - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung negativer Momente bei Hybridfahrzeugen, die mit einem Hybridantrieb ausgerüstet sind.The The invention relates to a method for monitoring negative moments in hybrid vehicles equipped with a hybrid drive.
Stand der Technikwas standing of the technique
Aus
Ferner ist bekannt, eine kontinuierliche Momentenüberwachung zur Aufdeckung von Fehlfunktionen in Steuergeräten durchzuführen. Dies dient dem Schutz von Fahrinsassen im Kraftfahrzeug sowie dem Schutz externer Verkehrsteilnehmer. Durch die kontinuierliche Momentenüberwachung soll eine ungewollte Beschleunigung des Fahrzeugs vermieden werden. Der Kern der kontinuierlichen Momentenüberwachung liegt in einem Vergleich eines vom Motor bereitgestellten Ist-Momentes mit einem zulässigen Moment. Im Normalfall ist das Ist-Moment kleiner als das zulässige Moment. Falls das Ist-Moment das zulässige Moment übersteigt, liegt ein Fehler im Motor-Steuergerät vor und eine zu einem sicheren Fahrzeugzustand führende Fehlerreaktion wird eingeleitet. Die Überwachung der Motor-Steuergeräte erfolgt üblicherweise nach einem Drei-Ebenen-Überwachungskonzept. Die Motorsteuerung selbst, insbesondere die Vorgabe des Soll-Moments, erfolgt dabei in der als Funktionsebene bezeichneten ersten Ebene. Die zweite Ebene (Überwachungsebene) ist als die kontinuierliche Momentenüberwachung ausgeführt. In dieser Ebene wird unter anderem in Abhängigkeit von Fahrzeug- und Motorfunktionen ein zulässiges Moment ermittelt und mit einem Motor-Ist-Moment verglichen. Die zweite Ebene wird aufwendig durch eine dritte Ebene abgesichert, zum Beispiel durch Doppelablage aller Variablen, einer zyklischen RAM- oder ROM-Prüfung, Programmablaufkontrollen sowie Befehlstests.Further It is known to detect continuous torque monitoring Malfunctions in control units perform. This serves to protect passengers in the vehicle and the Protection of external road users. Through continuous torque monitoring Should an unwanted acceleration of the vehicle be avoided. The core of continuous torque monitoring lies in a comparison an actual torque provided by the engine with a permissible moment. Normally, the actual torque is smaller than the permissible torque. If the actual moment is the allowed one Moment exceeds, there is a fault in the engine control unit and a leading to a safe vehicle condition error response is initiated. The supervision The engine control units usually takes place according to a three-level monitoring concept. The engine control itself, in particular the specification of the desired torque, takes place in the designated as a functional level first level. The second level (monitoring level) is executed as the continuous torque monitoring. In This level will depend, inter alia, on vehicle and vehicle Motor functions a permissible Moment determined and compared with an engine-actual torque. The second level is extensively secured by a third level, for example, by double storage of all variables, a cyclic RAM or ROM check, program sequence checks as well as command tests.
Die beschriebenen aus dem Stand der Technik hervorgehenden Verfahren der Momentenüberwachung sind nicht ohne weiteres auf Hybridfahrzeuge zu übertragen. In Hybridfahrzeugen kommt neben einem Verbrennungsmotor mindestens eine weitere Momentenquelle (Motor) zum Einsatz. In den meisten Fällen handelt es sich hierbei um einen Elektroantrieb. In der Motorsteuerung oder besser Fahrzeugsteuerung muss nun das vom Fahrer geforderte Wunschmoment, welches beispielsweise durch Bedienen eines Fahrpedals eingestellt wird, auf die vorhandene Momentenquelle, die zumindest zwei Motoren umfasst, aufgeteilt werden. Dies geschieht in Abhängigkeit zahlreicher Umgebungsvariablen unter anderem mit dem Ziel, den verbrauchsgünstigsten Betriebspunkt für alle Momentenquellen, d. h. Antriebsmotoren, einzustellen. Der Kern der oben erwähnten kontinuierlichen Momentenüberwachung ist der Momentenvergleich in der zweiten Ebene, der Überwachungsebene, in der ein zulässiges Moment der zweiten Ebene (Überwachungsebene) mit einem Ist-Moment in der zweiten Ebene (Überwachungsebene) verglichen wird. Überschreitet das Ist-Moment das zulässige Moment, wird eine dementsprechende Fehlerreaktion eingeleitet. Die Berechnung des zulässigen Momentes in der zweiten Ebene (Überwachungsebene) bildet die Funktionalität der ersten Ebene, der Funktionsebene, ab. In der zweiten Ebene (Überwachungsebene) werden nochmals die Berechnungen aus der ersten Ebene (Funktionsebene) durchgeführt, jedoch stark vereinfacht, um Fehlermöglichkeiten zu verringern.The described from the prior art method of torque monitoring are not readily transferred to hybrid vehicles. In hybrid vehicles, at least one additional torque source (motor) is used in addition to an internal combustion engine. In most cases this is an electric drive. In the engine control or better vehicle control, the desired torque required by the driver, which is set, for example, by operating an accelerator pedal, must now be divided between the existing torque source, which comprises at least two motors. This is done as a function of numerous environmental variables, inter alia, with the aim of setting the most fuel-efficient operating point for all torque sources, ie drive motors. The core of the continuous torque monitoring mentioned above is the torque comparison in the second level, the monitoring level, in which a permissible moment of the second level (monitoring level) is compared with an actual torque in the second level (monitoring level). If the actual torque exceeds the permissible torque, a corresponding error reaction is initiated. The calculation of the permissible torque in the second level (monitoring level) maps the functionality of the first level, the functional level. In the second level (monitoring level), the calculations from the first level (function level) are carried out again, but greatly simplified to errors possibilities to reduce.
Kern von bisher implementierten kontinuierlichen Momentenüberwachungen ist ein Momentenvergleich in der zweiten Ebene, d. h. der Überwachungsebene, innnerhalb dessen abgeprüft wird, ob ein Ist-Moment der zweiten Ebene, d. h. Überwachungsebene, kleiner ist als ein zulässiges Moment Mzul, welches ebenfalls in der zweiten Ebene, der Überwachungsebene, ermittelt wird. Ist das Ist-Moment größer als das zulässige Moment Mzul, so wird eine Fehlerreaktion eingeleitet, bei der über einige Zwischenstufen zum Beispiel der Verbrennungsmotor eines Hybridantriebes abgestellt wird und das verbleibende, schwach negative Schleppmoment der Verbrennungskraftmaschine das Fahrzeug langsam zum Stillstand bringt. Das schwach negative Schleppmoment der Verbrennungskraftmaschine entsteht durch Kompressionsverluste, Motorreibung sowie durch ein Moment, welches durch Nebenaggregate, wie zum Beispiel eine Kraftstoffhochdruckpumpe, erzeugt wird. Bisher kann das Motorsteuergerät Momente im gesamten Momentenstellbereich der Verbrennungskraftmaschine anfordern. Sicherheitskritisch sind nur fehlerhaft zu hohe Momente, die im Rahmen einer kontinuierlichen Momentenüberwachung festgestellt werden. Die zu einer Fahrzeugverzögerung führenden negativen Momente der Verbrennungskraftmaschine sind hingegen unkritisch, da deren Betrag klein ist und eine fehlerhafte negative Beschleunigung des Fahrzeuges für den Fahrer relativ gut beherrschbar ist.Core of previously implemented continuous torque monitoring is a torque comparison in the second level, ie the monitoring level, within which it is checked whether an actual torque of the second level, ie monitoring level, is smaller than an allowable torque M zul , which is also in the second level , the monitoring level, is determined. If the actual torque is greater than the permissible torque M zul , an error reaction is initiated in which, for example, the internal combustion engine of a hybrid drive is switched off via a few intermediate stages and the remaining, weakly negative drag torque of the internal combustion engine slowly brings the vehicle to a standstill. The weak negative drag torque of the internal combustion engine is caused by compression losses, engine friction and by a moment, which is generated by ancillaries, such as a high-pressure fuel pump. So far, the engine control unit can request moments in the entire torque range of the internal combustion engine. Critical to safety are only erroneously too high moments, which are detected in the context of a continuous torque monitoring. The leading to a vehicle deceleration negative moments of the internal combustion engine, however, are uncritical, since the amount is small and a faulty negative acceleration of the vehicle for the driver is relatively easy to control.
In Hybridfahrzeugen addieren sich jedoch Momentenstellbereiche der Momentensteller, d. h. einer mindestens einen Verbrennungskraftmaschine und mindestens eines Elektroantriebes. Im Falle eines Parallel-Hybridantriebes erfolgt eine einfache Addition der Momentenstellbereiche, im Falle von leistungsverzweigten Hybridantrieben ist die Bildung des resultierenden Momentes komplexer. Die Momentenstellbereiche des Steuergerätes bei Fahrzeugsteuerung sind für den Fall von Hybridantrieben stark gegenüber einer Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine erhöht, da der mindestens eine Elektroantrieb des Hybridantriebes in der Lage ist, ein sehr starkes negatives Moment bereitzustellen. Diese Eigenschaft wird beim regenerativen Bremsen ausgenutzt, um die bei der Fahrzeugverzögerung frei werdende Energie in elektrischen Energiespeichern, wie zum Beispiel der Fahrzeugbatterie, zwischenspeichern zu können. Tritt ein Fehler in der Fahrzeugsteuerung auf der zu einem stark negativen Moment des Elektroantriebes führt, so stellt sich das dem Fahrer als unbeabsichtigtes Ansprechen der Bremsen dar. Eine Gefährdung kann sowohl für den Fahrer und das Fahrzeug eintreten, so im Hinblick auf den Verlust der Fahrstabilität oder eine Überreaktion des Fahrers auf das unbeabsichtigte Ansprechen der Bremsen. Eine Gefährdung kann sich auch für andere Verkehrsteilnehmer einstellen, da es durch unbeabsichtigtes Ansprechen der Bremsen eines vorausfahrenden Fahrzeuges schnell zu einem Auffahrunfall oder zu einem provozierten Ausweichmanöver kommen kann. Diese Fehlerart kommt bei der Steuerung hybrider Antriebsstränge gegenüber fehlerhaft zu hohen Momenten bei konventionellen Antriebssträngen hinzu.In However, hybrid vehicles add torque ranges of Moment adjuster, d. H. a at least one internal combustion engine and at least one electric drive. In the case of a parallel hybrid drive a simple addition of the torque adjustment ranges, in the case of power split hybrid drives is the formation of the resulting Moment more complex. The torque adjustment ranges of the control unit at Vehicle control are for the case of hybrid drives strong against a control of an internal combustion engine elevated, because of the at least one electric drive of the hybrid drive in the Able to provide a very strong negative moment. These Property is exploited in regenerative braking to the at the vehicle deceleration released energy in electrical energy storage, such as Example of the vehicle battery, caching. kick an error in the vehicle control on the one to a strongly negative Moment of electric drive leads, this turns out to be the driver's unintentional response Brakes. A hazard can both for enter the driver and the vehicle, so in terms of loss the driving stability or an overreaction of the Driver on the unintentional response of the brakes. A danger can also for hire other road users as it is due to unintentional Response of the brakes of a vehicle in front quickly come to a rear-end collision or a provoked evasive maneuver can. This type of fault occurs in the control of hybrid powertrains with respect to faulty high torque in conventional powertrains added.
Hinsichtlich der derzeitigen Lösungen von Hybridantrieben besteht das Bedürfnis, in Fahrzeugsteuerungen von Hybridfahrzeugen neben fehlerhaft zu hohen Momenten durch die bisherige kontinuierliche Momentenüberwachung abzufangen, darin auch fehlerhaft zu niedrige Momente zu detektieren. Da der mindestens eine Elektroantrieb eines Hybridantriebes aufgrund des regenerativen Bremsens, d. h. im Einspeisen von elektrischer Energie in einen Zwischenspeicher, einen Anreiz zum Einsatz des Hybridantriebes bei Fahrzeugen darstellt, sind durch unbeabsichtigtes Bremsen auftretende Fahrzeuginstabilitäten und eine damit eingehende Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer sowie der Fahrzeuginsassen wirksam auszuschließen.Regarding the current solutions There is a need for hybrid drives in vehicle controls of hybrid vehicles in addition to faulty high torque through the to intercept previous continuous torque monitoring, therein also erroneously detect too low moments. Since the at least an electric drive of a hybrid drive due to the regenerative Braking, d. H. in the feeding of electrical energy into one Latch, an incentive to use the hybrid drive at Represents vehicles are caused by unintentional braking vehicle instabilities and an inherent threat other road users and the vehicle occupants effectively exclude.
Darstellung der Erfindungpresentation the invention
Der vorgeschlagenen Erfindung folgend, wird ein zulässiges negatives Summenmoment ermittelt und abgeprüft, ob das aktuelle negative Summenmoment des Hybridantriebes größer ist als das zulässige negative Triebstrangmoment. Durch den Vergleich eines ermittelten zulässigen negativen Summenmomentes des Hybridantriebes mit dem jeweiligen herrschenden Summenmoment des Hybridantriebes können fehlerhaft zu niedrige Momente abgefangen werden, wodurch das Auftreten eines kritischen Fahrzeugzustandes wirksam verhindert werden kann. Beträgt zum Beispiel das zulässige negative Moment Mzul = –100 Nm, das Ist-Moment des mindestens einen Elektroantriebes zum Beispiel –200 Nm, das Ist-Moment der Verbrennungskraftmaschine 150 Nm, so ergibt sich ein resultierendes Moment des Hybridantriebes von –50 Nm, was über dem zulässigen negativen Moment Mzul von –100 Nm liegt. Hier liegt demnach kein Fehler vor. Beträgt in diesem Beispiel jedoch das Ist-Moment der Verbrennungskraftmaschine 0 Nm, das Ist-Moment des mindestens einen Elektroantriebes –200 Nm, so überschreitet das resultierende Moment von –200 Nm das zulässige Moment von –100 Nm, was zum Auftreten eines kritischen Fahrzustandes führen könnte. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren wird dieser Fehlerfall jedoch durch kontinuierlichen Momentenvergleich ausgeschlossen. Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann jedoch auch nur das negative Moment des mindestens einen Elektroantriebes kontinuierlich überwacht werden.Following the proposed invention, a permissible negative summation torque is determined and checked whether the current negative total torque of the hybrid drive is greater than the permissible negative driveline torque. By comparing a determined permissible negative summation torque of the hybrid drive with the respective prevailing summation torque of the hybrid drive can be intercepted erroneously too low torque, whereby the occurrence of a critical vehicle condition can be effectively prevented. Is, for example, the permissible negative torque M zul = -100 Nm, the actual torque of the at least one electric drive, for example, -200 Nm, the actual torque of the internal combustion engine 150 Nm, so there is a resultant torque of the hybrid drive from -50 Nm, which is above the permissible negative moment M zul of -100 Nm. There is therefore no error here. However, in this example, if the actual torque of the internal combustion engine is 0 Nm, the actual torque of the at least one electric drive is -200 Nm, the resulting torque of -200 Nm exceeds the allowable torque of -100 Nm, resulting in occurrence of a critical driving condition could. By the method proposed according to the invention, however, this error case is excluded by continuous torque comparison. With the method proposed according to the invention, however, only the negative moment of the at least one electric drive can be continuously monitored.
Dem
erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren
folgend, wird insbesondere ein zulässiges negatives Triebstrangmoment
gebildet. Das negative Triebstrangmoment trqMIN,ZUL wird über das
Fahrzeugbussystem, zum Beispiel über
einen CAN-Bus, vom Fahrzeugsteuergerät angefordert. Die Information über das
negative Triebstrangmoment kann in die zweite Ebene, d. h. Überwachungsebene,
des Fahrzeugsteuergerätes
und gleichzeitig auch in die erste Ebene, d. h. die Funktionsebene
des Fahrzeugsteuergerätes
eingelesen werden. Das zulässige
negative Triebstrangmoment trqMIN,ZUL ergibt
sich dann als Summe aus angefordertem Moment und einem negativen
Offset gemäß nachfolgender
Beziehung:
Damit kann in Abweichung vom bisher üblichen Signalweg, gemäß dem die Signale des Bremspedals vom Bremsensteuergerät verarbeitet werden und in ein Bremsmoment umgewandelt werden, welches auf die Steller aufgeteilt wird, der größtmögliche Anteil vom Triebstrang übernommen werden. Der Anteil des Bremsmomentes, der durch den Triebstrang aufzubringen ist, wird aus dem Schleppmoment der mindestens einen Verbrennungskraftmaschine erhalten sowie vom negativen Moment, welches durch den mindestens einen Elektroantrieb aufgebracht wird. Dieser durch den Triebstrang aufzubringende Anteil am Bremsmoment wird gemäß der oben stehend wiedergegebenen Beziehung durch das zulässige negative Triebstrangmoment trqMIN,ZUL begrenzt.Thus, in deviation from the usual signal way, according to which the signals of the brake pedal are processed by the brake control unit and are converted into a braking torque, which is divided on the actuator, the largest possible share be taken from the drive train. The proportion of the braking torque which is to be applied by the drive train is obtained from the drag torque of the at least one internal combustion engine and the negative torque which is applied by the at least one electric drive. This fraction of the braking torque to be applied by the drive train is limited by the permissible negative drive train torque trq MIN, ZUL according to the relationship given above.
Zeichnungendrawings
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described in more detail below.
Es zeigt:It shows:
Ausführungsbeispieleembodiments
Ein
Momentenstellbereich
Der
Darstellung gemäß
Ein
Momentenstellbereich
Aus
der Darstellung gemäß
Da
der Elektroantrieb gemäß der Darstellung in
Der
Darstellung gemäß
Der
in
Bei
Hybridantrieben ist aufgrund der oben dargelegten Umstände dafür Sorge
zu tragen, dass kritische Momentenbereiche
Das
zulässige
negative Triebstrangmoment kann über
das Fahrzeugbussystems, wie beispielsweise einen CAN-Bus vom Fahrzeugsteuergerät angefordert
werden. Das negative Triebstrangmoment kann innerhalb des Fahrzeugsteuergerätes sowohl
in dessen Ebene 1, d.h. Funktionsebene, als auch in dessen zweiter
Ebene, d.h. der Überwachungsebene,
eingelesen werden. Das zulässige
negative Triebstrangmoment ergibt sich als Summe aus dem angeforderten
Moment, d. h. dem negativen Triebstrangmoment trqBRK,CAN und
einem negativen Offset trqOFFS.
Über den negativen Offset trqOFFS wird ein vorschnelles Ansprechen der Momentenüberwachung bei kleinen Abweichungen bei der Momentenberechnung vermieden. Gemäß des in oben stehender Beziehung ermittelten zulässigen negativen Momentes trqMIN,ZUL kann in der zweiten Ebene, der Überwachungsebene des Fahrzeugsteuergerätes sowohl das aktuelle Ist-Moment des Hybridantriebes als auch das aktuell angeforderte Soll-Moment eines Hybridantriebes auf unzulässige zu hohe negative Momentenwerte überprüft werden, so dass kritische Fahrzeugzustände eine Gefährdung und damit eine Gefährdung von Fahrer und Fahrzeuginsassen als auch eine Gefährdung von externen Verkehrsteilnehmern ausgeschlossen ist.The negative offset trq OFFS avoids a premature response of the torque monitoring with small deviations in the torque calculation. In accordance with the permissible negative torque trq MIN, ZUL determined in the above relationship, in the second level, the monitoring level of the vehicle control unit, both the current actual torque of the hybrid drive and the currently requested setpoint torque of a hybrid drive can be checked for impermissibly high negative torque values so that critical vehicle conditions a risk and thus a risk to the driver and passengers and a risk to external road users is excluded.
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DE102005062871A DE102005062871A1 (en) | 2005-12-29 | 2005-12-29 | Multi-drive e.g. hybrid drive, controlling method for use in hybrid vehicle, involves determining reliable negative moment of power train, and comparing negative moment with actual effective moment or actual target moment of hybrid drive |
PCT/EP2006/069967 WO2007074120A1 (en) | 2005-12-29 | 2006-12-20 | Method for monitoring negative torques in hybrid vehicles |
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