DE102009055044A1 - Method and device for suppressing an unwanted acceleration of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterbindung einer ungewollten Beschleunigung eines Fahrzeuges, bei welchen ein Antriebsstrang des Fahrzeuges von einem Antriebsaggregat (1), insbesondere einem Elektromotor, angetrieben wird, indem ein Antriebssteuergerät (4, 5) eine Ansteuerschaltung (2) des Antriebsaggregates (1) steuert, wobei das Antriebssteuergerät (4,5) auf Fehler überwacht wird, welche zu einer ungewollten Bewegung des Fahrzeuges führen und bei Feststellung eines Fehlers im Antriebssteuergerät (4, 5) das Antriebssteuergerät (4) die Ansteuerschaltung (2) des Antriebsaggregates (1) abschaltet. Um nach der Feststellung von Fehlern in dem Antriebssteuergerät das Fahrzeug so schnell wie möglich wieder zum Stillstand zu bringen, gibt das Antriebssteuergerät (4, 5) ein Signal an mindestens ein Steuergerät (7, 8, 9, 11) des Kraftfahrzeuges aus, welches infolge des Signals einen, eine Bremsfunktion des Kraftfahrzeuges auslösenden Aktuator (10, 12) ansteuert.The invention relates to a method for preventing undesired acceleration of a vehicle, in which a drive train of the vehicle is driven by a drive unit (1), in particular an electric motor, by a drive control device (4, 5) having a control circuit (2) of the drive unit (1 ) controls, whereby the drive control unit (4,5) is monitored for errors which lead to an undesired movement of the vehicle and if an error is detected in the drive control unit (4, 5) the drive control unit (4) controls the control circuit (2) of the drive unit (1 ) turns off. In order to bring the vehicle to a standstill as quickly as possible after errors have been detected in the drive control unit, the drive control unit (4, 5) outputs a signal to at least one control unit (7, 8, 9, 11) of the motor vehicle, which as a result of the signal controls an actuator (10, 12) that triggers a braking function of the motor vehicle.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterbindung einer ungewollten Beschleunigung eines Fahrzeuges, bei welchem ein Antriebsstrang des Fahrzeuges von einem Antriebsaggregat, insbesondere einem Elektromotor, angetrieben wird, indem ein Antriebssteuergerät eine Ansteuerschaltung des Antriebsaggregates steuert und wobei das Antriebssteuergerät auf Fehler überwacht wird, welche zu einer ungewollten Bewegung des Fahrzeuges führen und bei Feststellung eines Fehlers im Antriebssteuergerät das Antriebssteuergerät die Ansteuerschaltung des Antriebsaggregates abschaltet sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for suppressing unwanted acceleration of a vehicle, in which a drive train of the vehicle by a drive unit, in particular an electric motor is driven by a drive control unit controls a drive circuit of the drive unit and wherein the drive control unit is monitored for errors, which to a Unintentional movement of the vehicle lead and upon detection of a fault in the drive control unit, the drive control unit turns off the drive circuit of the drive unit and an apparatus for performing the method.
In der
Antriebssteuergeräte für einen Elektromotor eines Kraftfahrzeuges setzen sich aus einem Funktionsrechner und einem Überwachungsmodul zusammen. Sie sind als getrennte Schaltkreise ausgebildet und besitzen einen eigenen Quarz. Zur Überwachung von Fehlersignalen durch das Steuergerät findet zwischen dem Funktionsrechner und dem Überwachungsmodul eine Frage-Antwort-Kommunikation statt. Wird bei dieser Kommunikation ein Fehler festgestellt, können sowohl der Funktionsrechner als auch das Überwachungsmodul über separate Abschaltpfade die Leistungsendstufen des Elektromotors abschalten, um eine unbeabsichtigte Beschleunigung des Fahrzeuges durch den Elektromotor zu verhindern. Dadurch wird das gesamte Motorsystem in einen definierten gesicherten Zustand gebracht, bei welchem bei einem Hybridfahrzeug auch eine Drosselklappe bzw. die Einspritzventile geschlossen sind. Obwohl der Elektromotor durch die Abschaltung der Leistungsendstufen stromlos geschaltet wird, wodurch kein Drehmoment aktiv generiert wird, kann das Fahrzeug aufgrund der Massen- bzw. Drehmomententrägheit trotzdem vorwärts oder rückwärts rollen.Drive control devices for an electric motor of a motor vehicle are composed of a function computer and a monitoring module. They are designed as separate circuits and have their own quartz. For monitoring error signals by the control unit, a question and answer communication takes place between the function computer and the monitoring module. If an error is detected during this communication, both the function computer and the monitoring module can switch off the output stages of the electric motor via separate shutdown paths in order to prevent unintentional acceleration of the vehicle by the electric motor. As a result, the entire engine system is brought into a defined secure state in which in the case of a hybrid vehicle, a throttle valve or the injection valves are closed. Although the electric motor is de-energized by the shutdown of the power output stages, whereby no torque is actively generated, the vehicle can still roll forwards or backwards due to the mass or torque inertia.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Unterbindung einer ungewollten Beschleunigung eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass nach der Feststellung von Fehlern in dem Antriebssteuergerät das Fahrzeug so schnell wie möglich wieder zum Stillstand gebracht oder im Stillstand gehalten wird. Dadurch, dass das Antriebssteuergerät ein Signal an mindestens ein Steuergerät des Kraftfahrzeuges ausgibt, welches infolge des Signals einen, eine Bremsfunktion des Kraftfahrzeuges auslösenden Aktuator ansteuert, wird sichergestellt, dass eine sehr kleine Fehlerreaktionszeit eingehalten wird. Auf eine im Antriebsstrang angeordnete Bremsvorrichtung wird verzichtet, da zur Durchführung des Bremsvorganges das Bremssystem des Fahrzeuges durch an sich im Fahrzeug vorhandene Steuergeräte aktiviert wird, die eine Bremsfunktionalität aufweisen. Der Bremsvorgang wird nicht direkt durch das Antriebssteuergerät sondern indirekt über andere Steuergeräte des Fahrzeuges ausgelöst. Die Verkabelung im Fahrzeug sowie die Hardware des Antriebssteuergerätes werden nicht verändert. Eine Erweiterung auf der Basis an sich bekannter Steuergeräte wird lediglich durch eine kostengünstige Softwareänderung realisiert. Durch die Unterbindung der ungewollten Beschleunigung des Fahrzeuges wird eine Gefahr für Verkehrteilnehmer bei dem unkontrollierten Bremsvorgang unterbunden.The inventive method for preventing an unwanted acceleration of a vehicle having the features of
Unter einem Antriebssteuergerät wird dabei entweder das Elektromotorsteuergerät oder ein Fahrzeugsteuergerät verstanden, welche beide Signale für den Antriebsstrang des Fahrzeuges aussenden.Under a drive control device is understood either the electric motor control unit or a vehicle control unit, which emit both signals for the drive train of the vehicle.
Vorteilhafterweise sendet das Antriebssteuergerät zwei Signale unabhängig voneinander an das Steuergerät, welches den eine Bremsfunktion ausführenden Aktuator ansteuert. Durch die Versendung von zwei unabhängigen Signalen wird sichergestellt, dass der Bremsvorgang auch dann eingeleitet wird, wenn ein Signal durch im Übertragungsweg auftretende Fehler verändert wurde. Alternativ wird die Bremsfunktion erst dann ausgeführt, wenn beide, unabhängig voneinander ausgesandten Signale übereinstimmen, was durch das Steuergerät, welches die Signale empfängt, geprüft wird.Advantageously, the drive control unit sends two signals independently of one another to the control unit, which activates the actuator which executes a braking function. The sending of two independent signals ensures that the braking process is initiated even if a signal has been changed by errors occurring in the transmission path. Alternatively, the brake function is executed only when both, independently of each other emitted signals match, which is checked by the control unit which receives the signals.
In einer Ausgestaltung wird das von dem Antriebssteuergerät ausgesandte Signal nach einem Empfang durch das Steuergerät, welches den Aktuator ansteuert, plausibilisiert. Eine solche Plausibilisierung stellt sicher, dass auch tatsächlich ein Signal zur Einleitung eines Bremsvorganges des Fahrzeuges ausgelöst werden soll. Ein unkontrollierter Bremsvorgang wird somit jederzeit verhindert.In one embodiment, the signal emitted by the drive control unit is made plausible after being received by the control unit which actuates the actuator. Such a plausibility check ensures that a signal to initiate a braking process of the vehicle is actually triggered. An uncontrolled braking process is thus prevented at any time.
In einer Weiterbildung erfolgt die Plausibilisierung des Signals über eine Checksummenbildung, einen Message Counter Check und/oder einen Parity Check. Solche Plausibilisierungen führen sehr schnell zu einem Ergebnis, so dass das von dem Antriebssteuergerät ausgesendete Signal nach der Plausibilitätsprüfung sehr schnell in einen Bremsvorgang umgesetzt werden kann. In a further development, the plausibility of the signal takes place via a checksum formation, a message counter check and / or a parity check. Such plausibility checks very quickly lead to a result, so that the signal emitted by the drive control unit can be converted into a braking process very quickly after the plausibility check.
In einer Variante sendet das Antriebssteuergerät das Signal gleichzeitig an mehrere Steuergeräte, welche über die von ihnen angesteuerten Aktuatoren die Bremsfunktion einleiten. Dadurch wird gewährleistet, dass ein Bremsvorgang auch tatsächlich ausgeführt wird. Störungen in einem der Steuergeräte, welche den Bremsvorgang einleiten bzw. im Übertragungsweg zu einem solchen Steuergerät haben somit keine nachteiligen Auswirkungen auf den Verfahrensablauf.In one variant, the drive control unit simultaneously transmits the signal to a plurality of control devices which initiate the braking function via the actuators actuated by them. This ensures that a braking process is actually carried out. Disturbances in one of the control units, which initiate the braking process or in the transmission path to such a control unit thus have no adverse effects on the procedure.
Ferner wird zur Fehlerüberwachung des Antriebssteuergerätes zwischen einem Funktionsrechner und einem Überwachungsmodul des Antriebssteuergerätes eine Frage-Antwort-Kommunikation ausgeführt. Da eine solche Kommunikation an sich im Antriebssteuergerät ausgeführt wird, kann diese um eine einfache Softwareänderung erweitert werden, wodurch die Erzeugung von unerwünschten Antriebssignalen einfach detektiert werden kann. Darüber hinaus können weitere Fehlerüberwachungen im Funktionsrechner des Antriebssteuergerätes ausgeführt werden. Eine Fehlerabsicherung erfolgt dabei durch Befehlstests, eine Programmablaufkontrolle, A/D-Wandler-Tests und Speichertests.Furthermore, a question-answer communication is executed for error monitoring of the drive control unit between a function computer and a monitoring module of the drive control unit. Since such a communication per se is performed in the drive control device, this can be extended by a simple software change, whereby the generation of unwanted drive signals can be easily detected. In addition, further error monitoring can be performed in the function computer of the drive control unit. Error protection is provided by command tests, program execution control, A / D converter tests and memory tests.
In einer Ausgestaltung überwacht das Antriebssteuergerät den Antriebsstrang auf Drehmomentabweichungen, wobei bei Vorliegen einer Drehmomentabweichung das Antriebssteuergerät das Signal aussendet. Durch Messung des Drehmomentes wird zusätzlich überwacht, ob der Antriebsstrang eine ungewollte Beschleunigung ausführt. Damit wird das Überwachungsergebnis des Antriebssteuergerätes plausibilisiert.In one embodiment, the drive control unit monitors the drive train for torque deviations, wherein in the presence of a torque deviation, the drive control unit transmits the signal. By measuring the torque is also monitored whether the powertrain performs an unwanted acceleration. This makes the monitoring result of the drive control unit plausible.
Vorteilhafterweise sendet das Antriebssteuergerät das Signal aus, wenn das Fahrzeug sich im Stillstand befindet oder eine geringe Geschwindigkeit, vorzugsweise von weniger als 10 Kilometer pro Stunde aufweist. Die Erzeugung einer maximalen Beschleunigung durch den Elektromotor durch fehlerhafte Signale des Antriebssteuergerätes kann somit zuverlässig verhindert werden.Advantageously, the drive control unit transmits the signal when the vehicle is at a standstill or has a low speed, preferably less than 10 kilometers per hour. The generation of a maximum acceleration by the electric motor by faulty signals of the drive control device can thus be reliably prevented.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterbindung einer ungewollten Beschleunigung eines Fahrzeuges, bei welcher ein Antriebsstrang des Fahrzeuges von einem Antriebsaggregat, insbesondere einem Elektromotor, angetrieben wird, indem ein Antriebssteuergerät eine Ansteuerschaltung des Antriebsaggregates steuert, wobei das Antriebssteuergerät auf Fehler überwacht wird, welche zu einer ungewollten Bewegung des Fahrzeuges führen und bei Feststellung eines Fehlers im Antriebssteuergerät das Antriebsteuergerät die Ansteuerschaltung des Antriebsaggregates abstellt. Um nach Feststellung von Fehlern in dem Antriebssteuergerät das Fahrzeug so schnell wie möglich wieder zum Stillstand zu bringen oder im Stillstand zu halten, sind Mittel vorhanden, die ein Signal an mindestens ein Steuergerät des Kraftfahrzeuges ausgeben, welches infolge des Signals einen, eine Bremsfunktion des Kraftfahrzeuges auslösenden Aktuator ansteuert. Der Bremsvorgang wird nicht direkt durch das Antriebssteuergerät sondern indirekt über andere Steuergeräte des Fahrzeuges ausgelöst. Die Verkabelung im Fahrzeug sowie die Hardware des Antriebssteuergerätes werden nicht verändert. Eine Erweiterung auf der Basis an sich bekannter Steuergeräte wird lediglich durch eine kostengünstige Softwareänderung realisiert.A development of the invention relates to a device for suppressing an unwanted acceleration of a vehicle, in which a drive train of the vehicle by a drive unit, in particular an electric motor is driven by a drive control unit controls a drive circuit of the drive unit, wherein the drive control unit is monitored for errors, which lead to an unwanted movement of the vehicle and the drive control unit turns off the drive circuit of the drive unit upon detection of a fault in the drive control unit. In order to bring the vehicle as soon as possible after stopping detection of errors in the drive control unit or to hold it at standstill, means are present which output a signal to at least one control unit of the motor vehicle, which as a result of the signal, a braking function of the motor vehicle triggers triggering actuator. The braking process is not triggered directly by the drive control unit but indirectly via other control devices of the vehicle. The cabling in the vehicle and the hardware of the drive control unit are not changed. An extension on the basis of known control devices is realized only by a cost-effective software change.
Vorteilhafterweise ist das Antriebssteuergerät über zwei unabhängige Leitungen mit dem Steuergerät verbunden, welches den, die Bremsfunktion des Kraftfahrzeuges auslösenden Aktuator ansteuert, wobei das Antriebssteuergerät annähernd gleichzeitig über jede Leitung ein Signal aussendet. Durch den Einsatz zweier redundant abgesicherter Leitungen wird die Fehlerinformation abgesichert. Das heißt, dass gewährleistet wird, dass das Fehlersignal wenigstens über eine Leitung zuverlässig das Steuergerät erreicht, welches den Bremsvorgang auslösen soll, auch wenn auf der anderen Leitung Störungen das ausgesandte Signal beeinträchtigen.Advantageously, the drive control unit is connected via two independent lines to the control unit, which controls the, the brake function of the motor vehicle triggering actuator, wherein the drive control unit emits a signal approximately simultaneously via each line. By using two redundantly secured lines, the error information is protected. This means that it is ensured that the error signal reliably reaches the control unit, which is to trigger the braking operation, at least via one line, even if disturbances affect the emitted signal on the other line.
In einer Ausgestaltung ist das Steuergerät, welches den Aktuator ansteuert, der eine Bremsfunktion im Kraftfahrzeug auslöst, ein Steuergerät eines elektronischen Stabilitätsprogrammes und/oder ein Steuergerät eines Antiblockiersystems und/oder ein Steuergerät einer Antischlupfregelung und/oder ein Steuergerät einer automatischen Parkbremse. Somit werden zur Einleitung des Bremsvorganges nur Steuergeräte genutzt, welche an sich im Fahrzeug enthalten sind und eine Verbindung zum Bremssystem des Fahrzeuges aufweisen. Auf eine zusätzliche Verkabelung des Antriebssteuergerätes mit dem Bremssystem kann daher verzichtet werden. darüber hinaus stehen alle Steuergeräte eines Fahrzeuges untereinander über ein Kommunikationssystem in Verbindung, so dass auch hier keine weitere Verkabelung notwendig wird.In one embodiment, the control unit that controls the actuator that triggers a brake function in the motor vehicle, a control unit of an electronic stability program and / or a control unit of an anti-lock brake system and / or a control unit of traction control and / or a control device of an automatic parking brake. Thus, only control devices are used to initiate the braking process, which are contained in the vehicle and have a connection to the brake system of the vehicle. On an additional wiring of the drive control unit with the brake system can therefore be omitted. In addition, all control units of a vehicle communicate with each other via a communication system, so that no further wiring is necessary here.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.
Es zeigt:It shows:
In
Darüber hinaus ist das Elektromotorsteuergerät
Weiterhin ist das Elektromotorsteuergerät
Der Ablauf des Verfahrens zu Unterbindung einer unbeabsichtigten Beschleunigung eines Fahrzeuges wird anhand von
Bei dieser Überprüfung werden auch Signale, die von dem Fahrzeugsteuergerät
Um die Entscheidung des Überwachungsmoduls
Gleichzeitig mit der Abschaltung der Leistungsendstufen
Im Block
Jedes der Steuergeräte
In einer anderen Ausführung wird von dem Elektromotorsteuergerät
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