DE102011086729A1 - Method for monitoring motor drive system for e.g. diesel engine mounted in motor car, involves detecting error in overrun mode, if overrun maximum tolerable control variable is smaller than read-back control variable of power amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft Antriebssysteme mit Antriebsmotoren, insbesondere Verfahren zum Überwachen eines Motorsteuergeräts für ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor.The present invention relates to drive systems having drive motors, in particular to methods of monitoring an engine control device for a drive system having a drive motor.
Stand der TechnikState of the art
Motorsteuergeräte zum Einsatz in Antriebssystemen für Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise Funktionen auf, mit denen Fehlberechnungen von internen Größen und Ansteuergrößen erkannt werden können. Beispielsweise können Mehrebenenkonzepte vorgesehen sein, wobei in einer ersten Ebene, der Steuerebene, Systemzustände ermittelt werden und eine Vorgabegröße, beispielsweise ein Fahrerwunschmoment als Angabe über eine Stellung eines Fahrpedals, bewertet und daraus ein Sollmoment ermittelt wird. Das Sollmoment wird in eine oder mehrere entsprechende Ansteuergrößen umgesetzt. Bei Verbrennungsmotoren können diese Ansteuergrößen die einzuspritzende Kraftstoffmenge, den Einspritzwinkel, die Luftzufuhr und/oder dergleichen umfassen. Bei elektromotorischen Antriebssystemen kann die Ansteuergröße beispielsweise einem Motorstrom entsprechen.Engine control units for use in drive systems for motor vehicles usually have functions with which incorrect calculations of internal variables and control variables can be detected. For example, multi-level concepts can be provided, in a first level, the control level, system states are determined and a default size, for example, a driver's desired torque as an indication of a position of an accelerator pedal, evaluated and from a target torque is determined. The setpoint torque is converted into one or more corresponding control variables. In internal combustion engines, these control variables may include the amount of fuel to be injected, the injection angle, the air supply and / or the like. In electromotive drive systems, the drive quantity may for example correspond to a motor current.
In einer zweiten Ebene, die als Überwachungsebene bezeichnet wird, wird entsprechend den Funktionen der Steuerebene das Sollmoment redundant ermittelt. Dazu wird aus allen erhöhenden Momentenanforderern ein Gesamtmoment berechnet, das einem zulässigen Moment entspricht. Anstatt jedoch die Ansteuergröße direkt aus dem Gesamtmoment zu berechnen, wird durch eine entsprechende Funktion in der Überwachungsebene die Ansteuergröße, die von der Steuerebene einer Endstufe zum Ansteuern von entsprechenden Stellern oder dergleichen im Antriebsmotor bereitgestellt worden ist, aus der Endstufe in das Motorsteuergerät rückgelesen und es wird durch eine zur Steuerebene inverse Berechnung daraus ein von dem Antriebsmotor bereitgestelltes Istmoment ermittelt.In a second level, which is referred to as a monitoring level, the target torque is determined redundantly according to the functions of the control plane. For this purpose, a total torque corresponding to an allowable torque is calculated from all increasing torque requesters. However, instead of calculating the drive quantity directly from the total torque, the drive quantity provided by the control level of an output stage for driving corresponding actuators or the like in the drive motor is read back from the output stage into the engine control unit by a corresponding function in the monitoring level is determined by an inverse to the control plane calculation thereof provided by the drive motor actual torque.
Die Überwachungsebene sieht nun vor, einerseits das in der Steuerebene ermittelte Sollmoment mit dem in der Überwachungsebene ermittelten Sollmoment zu begrenzen und andererseits die Umsetzung des in der Steuerebene ermittelten Sollmoments in die entsprechende Ansteuergröße zu überprüfen, indem aus der Endstufe die Ansteuergröße rückgelesen und daraus ein Istmoment berechnet wird. Durch einen Vergleich des rückgerechneten Istmoments mit dem in der Steuerebene ermittelten Sollmoment kann dann ein Fehler bei der Umsetzung des Sollmoments in die Ansteuergröße in der Steuerebene festgestellt werden.The monitoring level now provides, on the one hand, to limit the setpoint torque determined in the control plane with the setpoint torque determined in the monitoring plane and, on the other hand, to check the conversion of the setpoint torque determined in the control plane into the corresponding control variable by reading back the control variable from the output stage and from this an actual torque is calculated. By comparing the recalculated actual torque with the determined in the control plane target torque then an error in the implementation of the setpoint torque in the control variable in the control plane can be determined.
Bei Antriebsmotoren kann die Höhe einer bestimmten Zustandsgröße sehr großen Einfluss auf das Istmoment haben. Aus Kostengründen wird häufig jedoch nur ein Sensor zum Erfassen dieser Zustandsgröße vorgesehen, so dass der Wert der Zustandsgröße nicht durch einen redundanten Sensor plausibilisiert werden kann. Falls also die Zustandsgröße aufgrund eines fehlerhaften Sensors fehlerhaft bestimmt wird, kann dies insbesondere bei kleinen Sollmomenten, wie sie beim Schubbetrieb auftreten können, zu großen Abweichungen der Ansteuergröße von der korrekten Ansteuergröße führen. Deshalb wird parallel zur oben beschriebenen kontinuierlichen Momentenüberwachung die so genannte Schubüberwachung vorgesehen. In drive motors, the height of a given state variable can have a very large influence on the actual torque. For cost reasons, however, often only one sensor is provided for detecting this state variable, so that the value of the state variable can not be made plausible by a redundant sensor. If, therefore, the state variable is erroneously determined on the basis of a faulty sensor, this can lead to large deviations of the control variable from the correct control variable, in particular with small desired torques, which can occur during overrun operation. Therefore, the so-called thrust monitoring is provided in parallel with the continuous torque monitoring described above.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Überwachen eines Motorsteuergeräts im Schubbetrieb gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung, das Motorsystem und das Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention a method for monitoring an engine control unit in overrun operation according to claim 1 and the device, the motor system and the computer program product according to the independent claims are provided.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Überwachen eines Antriebssystems für einen Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- – Vergleichen einer im Schubbetrieb maximal tolerierbaren Ansteuergröße mit einer aus einer Endstufe rückgelesenen Ansteuergröße, wobei die rückgelesene Ansteuergröße einer Ansteuergröße entspricht, die dem Antriebsmotor entsprechend einem angeforderten vorgegebenen Gesamtmoment zum Betreiben des Antriebsmotors bereitgestellt wird;
- – Erkennen eines Fehlers im Schubbetrieb, wenn festgestellt wird, dass die im Schubbetrieb maximal tolerierbare Ansteuergröße kleiner ist als die aus der Endstufe rückgelesene Ansteuergröße.
- - Comparing a maximum controllable in overrun control variable with a read from an amplifier control variable, the feedback control variable corresponds to a drive, which is provided to the drive motor according to a requested predetermined total torque for operating the drive motor;
- - Detecting a fault in overrun mode, if it is determined that the maximum controllable control variable in overrun mode is smaller than the control variable read back from the final stage.
Das obige Verfahren ermöglicht es, auf die bisher vorgesehene redundant berechnete Schubüberwachung zu verzichten und stattdessen lediglich einen Schwellenwertvergleich einer von einer Endstufe rückgelesenen Ansteuergröße mit einer im Schubbetrieb tolerierten maximalen Ansteuergröße durchzuführen, wenn das Gesamtmoment, z. B. die Summe von Momentenanforderungen, kleiner ist als ein vorgegebener Schubbetriebsschwellenwert.The above method makes it possible to dispense with the previously provided redundantly calculated thrust monitoring and instead only perform a threshold comparison of a feedback from a power amplifier control variable with a tolerated in overrun maximum control variable when the total torque, z. For example, the sum of torque requests is less than a given coasting threshold.
Das bisher eingesetzte Verfahren zur Überwachung im Schubbetrieb musste bis zur maximalen Schwellendrehzahl des Leerlaufreglers deaktiviert sein, auch wenn sich dieser nicht im Eingriff befand. Mit dem obigen Verfahren hingegen kann z. B. erreicht werden, dass bereits unterhalb der maximalen Solldrehzahl des Leerlaufreglers eine Überwachung durchgeführt werden kann. The previously used method for monitoring in overrun mode had to be deactivated up to the maximum threshold speed of the idle controller, even if it was not engaged was. With the above method, however, z. B. can be achieved that already below the maximum target speed of the idle controller monitoring can be performed.
Weiterhin kann bei Vorhandensein eines Antiruckeldämpfers mit einer festen Maximallaufzeit in der bisherigen Schubüberwachung eine Fehlerreaktion erst nach einer Entprellzeit ausgelöst werden. Dies führt zu einer verzögerten Fehlerreaktion. Diese verzögerte Fehlerreaktion erfolgt auch dann, wenn der Fehlerfall durch eine tatsächliche Fehlerquelle erzeugt wird. Diese Entprellzeit muss bei dem obigen Verfahren nicht vorgesehen werden, da zu dem Zeitpunkt, an dem der obige Schwellenwertvergleich durchgeführt wird, das Gesamtmoment kleiner als der vorgegebene Schubbetriebsschwellenwert ist.Furthermore, in the presence of an anti-bounce damper with a fixed maximum runtime in the previous push monitoring, an error reaction can only be triggered after a debounce time. This leads to a delayed error reaction. This delayed error reaction also takes place when the error case is generated by an actual error source. This debounce time need not be provided in the above method because at the time the above threshold comparison is made, the total torque is less than the predetermined coasting threshold.
Weiterhin kann das Vergleichen der im Schubbetrieb maximal tolerierbaren Ansteuergröße mit der aus einer Endstufe rückgelesenen Ansteuergröße nur durchgeführt werden, wenn das Gesamtmoment einen vorgegebenen Schubbetriebsschwellenwert unterschreitet. Furthermore, the comparison of the maximum controllable in overrun control variable with the feedback from a power amplifier control variable can only be performed when the total torque falls below a predetermined overrun threshold.
Insbesondere kann das Vergleichen der im Schubbetrieb maximal tolerierbaren Ansteuergröße mit der aus einer Endstufe rückgelesenen Ansteuergröße nur durchgeführt werden, wenn das Gesamtmoment Null ist. In particular, the comparison of the maximum controllable in overrun control variable with the feedback from an amplifier control variable can only be performed when the total torque is zero.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Ansteuergröße der Endstufe bereitgestellt werden, um einen Steller des Antriebsmotors anzusteuern.According to one embodiment, the drive quantity of the output stage can be provided in order to drive a controller of the drive motor.
Das vorgegebene Gesamtmoment kann mit einem Istmoment verglichen werden, um bei einer Abweichung zwischen dem Gesamtmoment und dem Istmoment, insbesondere einer Überschreitung des Gesamtmoments durch das Istmoment, einen Fehler zu erkennen, wobei das Istmoment durch eine Rückrechnung der an die Endstufe bereitgestellten Ansteuergröße ermittelt wird. The predetermined total torque can be compared with an actual torque to detect a fault in a deviation between the total torque and the actual torque, in particular exceeding the total torque by the actual torque, the actual torque is determined by a retroactive calculation of the provided to the output stage control variable.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Überwachen eines Antriebssystems für einen Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- – eine im Schubbetrieb maximal tolerierbare Ansteuergröße mit einer aus einer Endstufe rückgelesenen Ansteuergröße zu vergleichen, wobei die rückgelesene Ansteuergröße einer Ansteuergröße entspricht, die dem Antriebsmotor entsprechend einem angeforderten vorgegebenen Gesamtmoment zum Betreiben des Antriebsmotors bereitgestellt wird; und
- – einen Fehler im Schubbetrieb zu erkennen, wenn festgestellt wird, dass die im Schubbetrieb maximal tolerierbare Ansteuergröße kleiner ist als die aus der Endstufe rückgelesene Ansteuergröße.
- - To compare a maximum tolerable in overrun control variable with a read from an amplifier control variable, the feedback control variable corresponds to a control variable, which is provided to the drive motor according to a requested predetermined total torque for operating the drive motor; and
- - Recognize a fault in overrun mode, if it is determined that the maximum tolerable in overrun control variable is smaller than the read from the power amplifier control variable.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Antriebssystem vorgesehen. Das Antriebssystem umfasst:
- – einen Antriebsmotor;
- – eine Endstufe zum Betrieben des Antriebsmotors gemäß einer oder mehrerer Ansteuergrößen;
- – die obige Vorrichtung.
- A drive motor;
- - An output stage for operating the drive motor according to one or more control variables;
- - The above device.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt. According to another aspect, there is provided a computer program product including program code which, when executed on a data processing device, performs the above method.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Der Antriebsmotor
Im Falle eines Dieselmotors, der kraftstoffgeführt ist, kann die Ansteuergröße A einer Angabe über eine Einspritzmenge entsprechen, die von der Endstufe
Bei einem Ottomotor betreffen die Ansteuergrößen in der Regel eine Drosselklappenstellung sowie Zündzeitpunkte einer Zündeinrichtung, deren Ansteuerung ebenfalls mithilfe einer geeigneten Endstufe
Im Falle eines Elektromotors als Antriebsmotor
Das Motorsteuergerät
In
- – einen
Geschwindigkeitsregler 22 , beispielsweise in Form einer Cruise-Control-Funktion, die ein mit dem Antriebsmotor betriebenes Fahrzeug ohne Fahrpedalbetätigung mit konstanter Geschwindigkeit fährt, wobei der Geschwindigkeitsregler22 als Stellgröße der Regelung ein angefordertes Moment an den Gesamtmoment-Berechnungsblock 21 bereitstellt; - –
ein Fahrpedal 23 , das entsprechend einer Betätigung eine Angabe über ein Fahrerwunschmoment als angefordertes Moment an den Gesamtmoment-Berechnungsblock 21 bereitstellt, - – einen
Leerlaufregler 24 , der in einem bestimmten Drehzahlbereich und bei nicht betätigtem Fahrpedal23 eine Drehzahlregelung aktiviert und als Stellgröße der Regelung ein angefordertes Moment an den Gesamtmoment-Berechnungsblock 21 bereitstellt; sowie - – einen
Antiruckeldämpfer 25 , der zum Erhöhen des Fahrkomforts als Stellgröße einer entsprechenden Antiruckeldämpferregelung ein angefordertes Moment an den Gesamtmoment-Berechnungsblock 21 bereitstellt, um Schwingungen in der Längsrichtung des Fahrzeugs zu reduzieren.
- - a
speed controller 22 in the form of a cruise control function, for example, which drives a vehicle operated by the drive engine without accelerator operation at a constant speed, thespeed controller 22 as control value of the control a requested torque to the totaltorque calculation block 21 providing; - - an
accelerator pedal 23 that according to an operation, an indication of a driver request torque as requested torque to the totaltorque calculation block 21 provides, - - an
idle controller 24 in a certain speed range and when the accelerator pedal is not actuated23 a speed control activated and as a control variable of a requested torque to the totaltorque calculation block 21 providing; such as - - an anti-bouncer
25 to increase the ride comfort as a control variable of a corresponding anti-bucking control a requested torque to the totaltorque calculation block 21 provides to reduce vibrations in the longitudinal direction of the vehicle.
Es können weitere Momentenanforderer
In dem Gesamtmoment-Berechnungsblock
Das in dem Gesamtmoment-Berechnungsblock
In einem Vergleichsblock
Zum Erkennen des Schubbetriebs kann in dem Vergleichsblock
Wird durch den Vergleichsblock
Liegt kein Schubbetrieb vor, so wird durch den Maximal-Ansteuergrößenblock
In einem weiteren Vergleichsblock
Die rückgelesene Ansteuergröße Arück sollte im fehlerfreien Fall der Maximal-Ansteuergröße Amax entsprechen oder kleiner als diese sein. Wird in dem weiteren Vergleichsblock
Wird in dem weiteren Vergleichsblock
Eine weitere Überwachungsfunktion wird durch den Momentenvergleichsblock
Das obige Überwachungsverfahren hat im Vergleich zur bisher eingesetzten Schubüberwachung den Vorteil, dass es auch aktiviert werden kann, wenn sich die Drehzahl des Antriebsmotors
Durch die Kombination der kontinuierlichen Momentenüberwachung in dem Momentenvergleichsblock
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |