DE102013204191A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102013204191A1
DE102013204191A1 DE102013204191.8A DE102013204191A DE102013204191A1 DE 102013204191 A1 DE102013204191 A1 DE 102013204191A1 DE 102013204191 A DE102013204191 A DE 102013204191A DE 102013204191 A1 DE102013204191 A1 DE 102013204191A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control unit
torque
level
machine
wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102013204191.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Sascha Dreschmann
Thomas Wenzler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102013204191.8A priority Critical patent/DE102013204191A1/de
Publication of DE102013204191A1 publication Critical patent/DE102013204191A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • B60L3/106Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip for maintaining or recovering the adhesion of the drive wheels
    • B60L3/108Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip for maintaining or recovering the adhesion of the drive wheels whilst braking, i.e. ABS
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/52Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by DC-motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/176Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS
    • B60T8/1761Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel slip during vehicle deceleration, e.g. ABS responsive to wheel or brake dynamics, e.g. wheel slip, wheel acceleration or rate of change of brake fluid pressure
    • B60T8/17616Microprocessor-based systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18109Braking
    • B60W30/18127Regenerative braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/0205Diagnosing or detecting failures; Failure detection models
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/038Limiting the input power, torque or speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/46Drive Train control parameters related to wheels
    • B60L2240/461Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/50Control strategies for responding to system failures, e.g. for fault diagnosis, failsafe operation or limp mode
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das zumindest eine elektrische Maschine als Antriebsmaschine und wenigstens ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Rad aufweist, mit einem der elektrischen Maschine zugeordneten Maschinensteuergerät (3), mit einer Einrichtung (4) zum Überwachen des Rads auf ein Blockieren und mit einem Kraftfahrzeugsteuergerät 82), das dem Maschinensteuergerät in Abhängigkeit eines Sollgesamtdrehmoments ein Soll-Moment vorgibt. Dabei ist vorgesehen, dass bei Erfassen eines Blockierens des Rades, die Einrichtung (4) ein Radblockier-Signal direkt an das Maschinensteuergerät (3) sendet, welches infolge zumindest in einer ersten Ebene (E1) eine Momentenlimitierung für das Soll-Moment der elektrischen Maschine durchführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das mindestens eine elektrische Maschine und wenigstens ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Rad aufweist, mit einem der elektrischen Maschine zugeordneten Maschinensteuergerät, mit einer Einrichtung zum Überwachen des Rads auf ein Blockieren, und mit einem Kraftfahrzeugsteuergerät, das dem Maschinensteuergerät in Abhängigkeit eines Sollgesamtdrehmoments ein Soll-Moment vorgibt.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer entsprechenden Vorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
  • Stand der Technik
  • In Hybrid- oder Elektrofahrzeugen werden elektrische Drehfeldmaschinen eingesetzt, welche in Verbindung mit Wechselrichtern (Inverter) betrieben werden. Bei sicherheitskritischen Funktionen wird häufig ein sogenanntes 3-Ebenen-Konzept zur Sicherheitsüberwachung eingesetzt. In Ebene 1 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine anhand eines mathematischen Maschinenmodells berechnet. Dieses Drehmoment des elektrischen Reglers wird in Fahrzeugen durch eine Momentenüberwachung in einer Ebene 2 plausibilisiert. Im Falle, dass es zur Abweichung dieser Momente kommt, löst die Momentenüberwachung eine Systemreaktion aus, um den Antrieb in einen sicheren Zustand zu überführen.
  • Um entsprechende hohe Sicherheits- beziehungsweise Integritätslevel, sogenannte Automotive Safety Integrity Level (ASIL-Level) darzustellen, werden Redundanzen in der Systemarchitektur, Hardware und Software eingesetzt. Um Fehler gemeinsamer Ursache auszuschließen beziehungsweise zu reduzieren, werden gezielt Methoden der redundanten Software, Hardware, sowie eine Verteilung der Funktion auf räumlich getrennte Komponenten angewendet. Um einen höheren Integritätslevel darzustellen, wird oft durch eine Dekomposition von einem niedrigeren Integritätslevel zu einem höheren Integritätslevel die Verteilung auf verschiedene Komponenten in der Systemarchitektur durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass die Kosten zur Darstellung des niedrigeren Integritätslevels geringer sind und die Ausfallwahrscheinlichkeit der eingesetzten Hardware höher sein kann.
  • Bei der Realisierung von Sicherheitszielen, welche mit der Steuerung eines Sollgesamtdrehmoments des Kraftfahrzeugs in Zusammenhang stehen, wie beispielsweise die Vermeidung ungewollt starker Beschleunigungen, die Vermeidung ungewollter Fahrzeugbewegungen sowie die Vermeidung blockierender Räder, sind in der Regel mehrere Steuergeräte des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Triebstrangs, beteiligt, weil sie alle Einfluss auf das Antriebsdrehmoment nehmen. Um die oben genannten Sicherheitsziele zu erreichen, ist es im Stand der Technik üblich, jedes der beteiligten Steuergeräte auf einem entsprechend hohem Integritätslevel bezüglich der verwendeten Drehmomentsignale und Systemzustandsvariablen zu betreiben. Entsprechende Vorrichtungen und Verfahren sind beispielsweise aus der DE 10 2009 046 583 A1 und der EP 2 035 672 B1 bekannt.
  • In zukünftigen Hybrid- oder Elektrofahrzeugen wird die Leistung der elektrischen Motoren steigen, sodass Anforderungen zur Absicherung einer ungewollten Verzögerung beziehungsweise der Vermeidung blockierender Räder durch die elektrische Maschine bis zu hohen Integritätsleveln umgesetzt werden müssen. Das Kraftfahrzeugsteuergerät fordert üblicherweise über einen Daten-Bus ein zu stellendes Soll-Moment an die Leistungselektronik der elektrischen Maschine an. Dies ist bisher mit einem niedrigen Integritätslevel umgesetzt, was bedeutet, dass die Sicherheitsintegrität der entscheidenden Stellgröße „Soll-Moment“ zur Darstellung des gewünschten Gesamtsolldrehmomentes bis zu einem hohen Integritätslevel von beispielsweise ASIL-D nicht ausreicht. Eine der Maßnahmen wäre es, die Integrität des Drehmomentpfades vom Kraftfahrzeugsteuergerät auf einen hohen Integritätslevel von beispielsweise ASIL-D anzuheben. Dazu müsste die Integrität der Berechnung des Kraftfahrzeugsteuergeräts auf dieses Level angehoben werden, was entsprechende Kosten mit sich führt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein Signal, das anzeigt, dass das Rad blockiert, nicht oder nicht nur dem Kraftfahrzeugsteuergerät, sondern direkt dem Maschinensteuergerät zugeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass der Integritätslevel des Steuergeräts auf einem niedrigerem Level als üblich gehalten werden kann. Alternativ ist es nämlich bekannt, den Integritätslevel des Drehmomentpfades des Kraftfahrzeugsteuergeräts auf einem hohen Level anzuheben, was entsprechende Aufwands- und Kostenfolgen mit sich führen würde. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei Erfassen eines Blockierens des Rades, die Einrichtung ein Radblockiersignal direkt an das Maschinensteuergerät sendet, welches in Folge in einer ersten Ebene eine Momentenlimitierung für das Soll-Moment der elektrischen Maschine durchführt. Die Erfindung sieht also vor, dass direkt im Maschinensteuergerät eine Momentenlimitierung für das Soll-Moment der elektrischen Maschine in Abhängigkeit des Radblockiersignals erfolgt, die ein weiteres Blockieren des Rades verhindern soll. Besonders bevorzugt wird das Soll-Moment dabei auf ein Null-Moment limitiert, sodass von der elektrischen Maschine keine Kraft mehr auf das Rad ausgewirkt wird, sodass dieses frei rollen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer zweiten Ebene des Maschinensteuergeräts, die einen höheren Integritätslevel als die erste Ebene aufweist, die Momentenlimitierung plausibilisiert wird. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass in der zweiten Ebene zumindest im Wesentlichen auch die gleichen Signale berücksichtigt werden, die der ersten Ebene zugeführt wurden, um erneut eine Limitierung des Soll-Momentes durchzuführen. Entspricht die Limitierung durch die zweite Ebene der Limitierung durch die erste Ebene, wird von einem fehlerfreien Betrieb des Maschinensteuergeräts ausgegangen. Weichen die Limitierungen jedoch voneinander ab, so leitet das Maschinensteuergerät bevorzugt entsprechende Sicherungsmaßnahmen ein.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer dritten Ebene des Maschinensteuergeräts die Funktion der Bauteilkomponenten der zweiten Ebene überwacht wird. Die dritte Ebene stellt somit eine Überwachung für die Hardware der zweiten Ebene dar, wodurch die Integrität des Maschinensteuergeräts insgesamt verbessert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeugsteuergerät und die Einrichtung auf dem gleichen Integritätslevel betrieben werden, wie die erste Ebene des Maschinensteuergeräts. Dadurch werden große Teile des Steuerungssystems des Kraftfahrzeugs auf einem niedrigen Integritätslevel betrieben, was zu Vorteilen bezüglich den Reaktionszeiten sowie auch bezüglich der Herstellungskosten führt.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass das Radblockiersignal der Einrichtung in der zweiten Ebene des Maschinensteuergeräts ebenfalls zur Momentenlimitierung berücksichtigt wird. In der zweiten Ebene des Maschinensteuergeräts ist somit ebenfalls, wie auch in der ersten Ebene, eine Momentenlimitierung vorgesehen, die auf Basis des Signals der Einrichtung, die das Blockieren des Rads erkennt, sowie das durch das Kraftfahrzeugsteuergerät vorgegebenen Soll-Momentes durchgeführt wird. Dadurch findet eine redundante Momentenlimitierung, jedoch in einer Ebene mit einem höheren Integritätslevel statt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung führt das Maschinensteuergerät, bevorzugt in seiner zweiten Ebene, eine Drehzahlerfassung beziehungsweise -bestimmung durch, deren Ergebnis sie der Einrichtung zur Verfügung stellt. Dadurch werden zwei voneinander unabhängige Drehzahlsignale beziehungsweise zwei voneinander unabhängige Signale, aus denen jeweils auf ein Blockieren des Rads geschlossen werden kann, zur Verfügung gestellt. Dadurch wird eine Erhöhung der Sicherheitsintegrität der Schlupfberechnung beziehungsweise des Radblockierens gewährleistet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich dadurch aus, dass das Rad durch die Einrichtung auf ein Blockieren überwacht wird und bei Erfassen eines Blockierens die Einrichtung ein Radblockiersignal an das Maschinensteuergerät sendet, welches sodann zumindest in einer ersten Ebene eine Momentenlimitierung für das Soll-Moment der elektrischen Maschine durchführt. Es ergeben sich hierbei die zuvor bereits genannten Vorteile. Vorzugsweise wird in einer zweiten Ebene, die einen höheren Integritätslevel als die erste Ebene des Maschinensteuergeräts aufweist, die Momentenlimitierung plausibilisiert. Besonders bevorzugt wird in einer dritten Ebene des Maschinensteuergeräts die Funktion der Bauteilkomponenten der zweiten Ebene des Maschinensteuergeräts auf ihre Funktionsfähigkeit überwacht. Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus dem zuvor bereits zur Vorrichtung Beschriebenen.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzige
  • Figur eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten Darstellung.
  • Die Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung 1 zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 1 weist ein Kraftfahrzeugsteuergerät 2 auf, das mit einem Maschinensteuergerät 3 einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs sowie mit dem Steuergerät einer Einrichtung 4 verbunden ist, die zumindest ein Rad des Kraftfahrzeugs daraufhin überwacht, ob es blockiert oder rotiert. Bei dem Maschinensteuergerät 3 handelt es sich vorzugsweise um das sogenannte Inverter-Steuergerät, das den Inverter beziehungsweise Konverter der elektrischen Maschine ansteuert, um ein gewünschtes Drehmoment der elektrischen Maschine einzustellen. Die elektrische Maschine ist dabei mechanisch mit dem Rad, das von der Einrichtung 4 überwacht wird, wirkverbunden, sodass sich das Drehmoment der elektrischen Maschine, das mittels des Maschinensteuergeräts 3 eingestellt wird, auf das Rad bremsend oder beschleunigend auswirkt.
  • Die Einrichtung 4 ist zweckmäßigerweise als sicherheitsrelevantes Bremssystem ausgebildet, insbesondere als ABS- und/oder ESP-System (ABS = Antiblockiersystem, ESP = elektronisches Stabilitätsprogramm). Die Einrichtung 4 kann somit selbsttätig ein Bremsmoment auf ein oder mehrere Räder des Kraftfahrzeugs ausüben.
  • Das Kraftfahrzeugsteuergerät 2 erzeugt in Abhängigkeit von einem Gesamtsolldrehmoment, das durch den Fahrzeugführer beispielsweise durch Betätigung eines entsprechenden Fahrpedals vorgebbar ist, Soll-Momente für einen Verbrennungsmotor und für die elektrische Maschine, die gemeinsam das Gesamtsolldrehmoment umsetzen. Das Kraftfahrzeugssteuergerät 2 koordiniert somit die Soll-Momente der Antriebsmaschinen des Kraftfahrzeugs. Es führt hierzu eine Momentenkoordination 5 durch. Dabei erhält das Kraftfahrzeugsteuergerät ein Signal von der Einrichtung 4 (Signalpfad 2), die ein radindividuelles Drehmoment oder ein Gesamtdrehmoment bestimmt, um die Sicherheit des Kraftfahrzeugs im Betrieb zu gewährleisten. Die Einrichtung 4 weist dabei einen Schlupfregler 8 auf, der ein gewünschtes radindividuelles Drehmoment zum Vermeiden eines Schlupfes an diesem Rad bestimmt. Hierzu erfolgt eine Ist-Schlupfbestimmung 6, die mit einem Grenzwert verglichen wird, um einen kritischen Schlupf 7 zu bestimmen. Hierdurch wird dann in dem Schlupfregler 8 das einzustellende Drehmoment ermittelt, das dem Kraftfahrzeugsteuergerät 2 zugeführt wird.
  • Die Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeugsteuergerät 2 und der Einrichtung 4 (Signalpfad 2) erfolgt dabei auf einem niedrigen Integritätslevel, vorliegend auf ASIL-B.
  • Das Kraftfahrzeugsteuergerät 2 ermittelt aus den erfassten Daten ein Soll-Moment, das von der elektrischen Maschine erbracht werden soll, und übermittelt dieses an das Maschinensteuergerät 3 (Signalpfad 1). Das Soll-Moment wird dem Maschinensteuergerät 3 ebenfalls in einem niedrigen Integritätslevel, vorliegend ASIL-B, übermittelt. Dem Maschinensteuergerät 3 wird außerdem von der Einrichtung 4 ein Radblockiersignal zugeführt, wenn die Schlupfberechnung 7 zu dem Ergebnis führt, dass zumindest eines der überwachten Räder blockiert, also der erfasste Ist-Schlupf den vorgebbaren kritischen Wert übersteigt.
  • Das Maschinensteuergerät 3 ist in drei voneinander getrennte Ebenen E1 bis E3 aufgeteilt. In der ersten Ebene E1 werden die Signale des Kraftfahrzeugsteuergeräts 2 und der Einrichtung 4 dazu verwendet, das von dem Kraftfahrzeugsteuergerät 2 vorgegebene Soll-Moment in Abhängigkeit des Blockiersignals der Einrichtung 4 zu limitieren, um ein weiteres Blockieren des mindestens einen Rades zu verhindern. Dazu werden die Signale in einer Recheneinheit 9 der Ebene E1 entsprechend miteinander verknüpft. Die Ebene E1 führt die Berechnung der Momentenlimitierung mittels einer Recheneinheit 9 in einem niedrigen Integritätslevel, vorliegend ASIL-B, durch.
  • In der zweiten Ebene E2 erfolgt eine redundante Bestimmung beziehungsweise Limitierung des Soll-Momentes in einer Recheneinheit 10, jedoch auf einem höheren Integritätslevel ASIL-D. Das Soll-Moment und das Radblockiersignal werden der Recheneinheit 10 jedoch auf dem niedrigen Integritätslevel ASIL-B übermittelt. Das limitierte Soll-Moment wird anschließend mit einem durch eine Einheit 11 ermittelten Ist-Moment in einer weiteren Recheneinheit 12 oder in derselben Recheneinheit 10 der Ebene E2 verglichen.
  • In einer dritten Ebene E3 wird die Funktionsfähigkeit der Bauteilkomponenten, die die Berechnung in einer Ebene E2 durchführen, überwacht.
  • Die Vorrichtung 1 hat den Vorteil, dass mit den bestehenden Signalpfaden der Einrichtung 4 beziehungsweise des ESP-Steuergerätes eine Dekomposition über den Radschlupf erfolgt. Eine Radblockiererkennung ist Teil jedes ESP-Steuergeräts, sodass das Radblockiersignal ohne Zusatzaufwand der Einrichtung 4 entnommen werden kann. Üblicherweise wird die Radblockiererkennung im Stand der Technik durch einen Integritätslevel von mindestens ASIL-B umgesetzt.
  • Das besondere der oben beschriebenen Vorrichtung 1 ist, dass das Radblockiersignal direkt von der Einrichtung 4 unter Umgehung des Kraftfahrzeugsteuergeräts 2 dem Maschinensteuergerät 3 zugeführt wird. Darüber hinaus ist von Bedeutung, dass die Radblockiererkennung sowohl in der ersten Ebene E1 als auch in der zweiten Ebene E2 zu einer Limitierung des Soll-Momentes genutzt wird, also zum Herstellen einer für den Inverter der elektrischen Maschine normalen Zustands, sodass die elektrische Maschine in diesem Fall nicht in einen aktiven Kurzschluss gebracht werden muss. Durch die Vorrichtung und das damit zusammengehörige Verfahren wird die Sicherheitsfunktion robust gestaltet, sodass zum einen die Einflüsse auf die Fahrbarkeit des Kraftfahrzeug in einem akzeptablen Bereich verbleiben, und andererseits die Bauteilkomponenten im Maschinensteuergerät 3 beziehungsweise im Inverter und die elektrische Maschine selbst vor thermischen Belastungen und Hochvoltbelastungen geschützt werden. Das Sicherheitsziel „Vermeidung blockierender Räder“ wird vorliegend also durch folgende Dekomposition erreicht: Der Drehmomentpfad (Signalpfad 1) über das Motorsteuergerät 2 zu dem Maschinensteuergerät 3 deckt das Sicherheitsziel mittels des Signals „Soll-Moment“ mit der Integrität ASIL-B ab. Die Einrichtung 4 erkennt das Blockieren der Räder ebenfalls in einem Integritätslevel ASIL-B. Das Radblockiersignal wird gleich wie das oben genannte Soll-Moment zur lokalen Momentenkoordination beziehungsweise dem Maschinensteuergerät 3 zugeführt (Signalpfad 2). Innerhalb des Maschinensteuergeräts 3 wirkt von der lokalen Momentenkoordination „abwärts“ das Inverter-lokale Sicherheitsziel „vermeidet Drehmoment außerhalb definierter Grenzen“ in einem höheren Integritätslevel von beispielsweise ASIL-C oder D (Signalpfad 3).
  • Obwohl in der Zeichnung ein Signalpfad von der Ist-Schlupfbestimmung 6 über das Kraftfahrzeugsteuergerät 2 geführt wird, darf davon ausgegangen werden, dass es keinen gemeinsamen Fehler gleichen Ursprungs zwischen Signalpfad 1 und Signalpfad 2 gibt. Das liegt daran, dass sowohl in der Einrichtung 4, als auch in dem Kraftfahrzeugssteuergerät 2 Limiter verhindern, dass ein durch ein Fehler im „Ist-Schlupf“ verursachtes falsches Bremsmoment als Soll-Moment an das Maschinensteuergerät 3 geleitet wird. Es müsste hierzu also ein Mehrfachfehler vorliegen. Für den Fall, dass eine konservativere Auslegung der Vorrichtung 1 gewünscht ist, ist optional vorgesehen, dass das Maschinensteuergerät 3 eine zusätzliche, von der Einrichtung 4 vollkommen unabhängige Drehzahlinformation zur Verfügung stellt, beispielsweise mittels einer Drehzahlermittlung 13 in der Ebene E2, wie in der Figur dargestellt, die zur Erhöhung der Sicherheitsintegrität der Schlupfberechnung in Einrichtung 4 dient.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009046583 A1 [0005]
    • EP 2035672 B1 [0005]

Claims (9)

  1. Vorrichtung (1) zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das zumindest eine elektrische Maschine als Antriebsmaschine und wenigstens ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Rad aufweist, mit einem der elektrischen Maschine zugeordneten Maschinensteuergerät (3), mit einer Einrichtung (4) zum Überwachen des Rads auf ein Blockieren und mit einem Kraftfahrzeugsteuergerät (2), das dem Maschinensteuergerät (3) in Abhängigkeit eines Sollgesamtdrehmoments ein Soll-Moment vorgibt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassen eines Blockierens des Rades die Einrichtung (4) ein Radblockier-Signal direkt an das Maschinensteuergerät (3) sendet, welches sodann zumindest in einer ersten Ebene (E1) eine Momentenlimitierung für das Soll-Moment der elektrischen Maschine durchführt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Ebene (E2) des Maschinensteuergeräts (3), die einen höheren Integritätslevel als die erste Ebene (E1) aufweist, die Momentenlimitierung plausibilisiert wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Ebene (E3) das Maschinensteuergerät (3) die Funktionsfähigkeit der für die zweite Ebene (E2) vorgesehenen Bauteilkomponenten überwacht.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeugsteuergerät (2) und die Einrichtung (4) auf dem gleichen Integritätslevel betrieben werden, wie die erste Ebene des Maschinensteuergeräts (3).
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radblockiersignal der Einrichtung (4) in der zweiten Ebene (E2) des Maschinensteuergeräts (3) ebenfalls zur Momentenlimitierung berücksichtigt wird.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise in der zweiten Ebene (E2) des Maschinensteuergeräts (3) eine Drehzahlermittlung (13) erfolgt, deren Ergebnis der Einrichtung (4) zur Verfügung gestellt wird.
  7. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, das wenigstens eine elektrische Maschine als Antriebsmaschine und wenigstens ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Rad aufweist, mit einem der elektrischen Maschine zugeordneten Maschinensteuergerät (3), mit einer Einrichtung (4) zum Überwachen des Rads auf ein Blockieren, und mit einem Kraftfahrzeugsteuergerät (2), das dem Maschinensteuergerät (3) in Abhängigkeit eines Soll-Gesamtdrehmoments ein Soll-Moment vorgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad auf ein Blockieren überwacht wird und bei Erfassen eines Blockierens des Rades die Einrichtung ein Radblockiersignal direkt an das Maschinensteuergerät (3) sendet, welches sodann in einer zumindest ersten Ebene (E1) eine Momentenlimitierung für das Soll-Moment der elektrischen Maschine durchführt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Ebene (E2) des Maschinensteuergeräts (3), die einen höheren Integritätslevel als die erste Ebene aufweist, die Momentenlimitierung in dem Maschinensteuergerät (3) plausibilisiert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Ebene (E3) das Maschinensteuergerät (3) die Funktionsfähigkeit der für die zweite Ebene vorgesehenen Bauteilkomponenten überwacht.
DE102013204191.8A 2013-03-12 2013-03-12 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs Ceased DE102013204191A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013204191.8A DE102013204191A1 (de) 2013-03-12 2013-03-12 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013204191.8A DE102013204191A1 (de) 2013-03-12 2013-03-12 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013204191A1 true DE102013204191A1 (de) 2014-09-18

Family

ID=51418689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013204191.8A Ceased DE102013204191A1 (de) 2013-03-12 2013-03-12 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013204191A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112895911A (zh) * 2020-11-10 2021-06-04 长城汽车股份有限公司 湿滑路面扭矩控制的方法、装置及终端设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040786A1 (de) * 2005-08-29 2007-03-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeug-Antriebseinheit
EP2035672B1 (de) 2006-07-05 2010-03-31 Daimler AG Steuereinheit zum betreiben eines fahrzeugantriebes
DE102009046583A1 (de) 2009-11-10 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Plausibilisieren des Drehmomentes einer elektrischen Maschine und Maschinenregler zur Regelung einer elektrischen Maschine und zur Durchführung des Verfahrens
DE102011100811A1 (de) * 2011-05-06 2012-11-08 Audi Ag Antiblockiersystem für ein Fahrzeug mit elektromotorischem Fahrzeugantrieb

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040786A1 (de) * 2005-08-29 2007-03-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeug-Antriebseinheit
EP2035672B1 (de) 2006-07-05 2010-03-31 Daimler AG Steuereinheit zum betreiben eines fahrzeugantriebes
DE102009046583A1 (de) 2009-11-10 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Plausibilisieren des Drehmomentes einer elektrischen Maschine und Maschinenregler zur Regelung einer elektrischen Maschine und zur Durchführung des Verfahrens
DE102011100811A1 (de) * 2011-05-06 2012-11-08 Audi Ag Antiblockiersystem für ein Fahrzeug mit elektromotorischem Fahrzeugantrieb

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112895911A (zh) * 2020-11-10 2021-06-04 长城汽车股份有限公司 湿滑路面扭矩控制的方法、装置及终端设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016124343A1 (de) Verfahren zur überwachung eines drive-by-wire-systems eines kraftfahrzeugs
DE102013211307A1 (de) Fahrzeugbremssystem und Verfahren, um dieses zu betreiben
EP1924475A1 (de) Verfahren zur begrenzung von sollmomenten bei der motorsteuerung
DE102008007171A1 (de) Verfahren und System zum sicheren Speichern von Wegstreckenzählerinformationen in einem Kraftfahrzeug
DE102013218504A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs
DE102014206491A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern einer ungewollten Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs
DE102017119392A1 (de) Brake-by-wire-system
DE102015212300A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug
DE102013208329A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum betreiben eines Kraftfahrzeugs
DE102011003581A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der bestimmungsgemäßen Funktion mindestens einer ersten und einer zweiten Komponente eines Fahrzeugantriebsstrangs
DE102013113658B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Triebstranges
DE102009047072A1 (de) Elektrisches Bremssystem, insbesondere elektromechanisches Bremssystem
EP1448418B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung von fehlerverdacht
DE102021100325A1 (de) Systeme und verfahren zum bestimmen und validieren des drehmoments einer elektrischen maschine
DE102015116929A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs
DE102005052631A1 (de) Pulswechselrichter im Not-Generatorbetrieb
DE102010015314B4 (de) Verfahren zum Betreiben von Antriebssteuergeräten in einem Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
WO2005003972A2 (de) Verfahren zu überprüfung der sicherheit und zuverlässigkeit softwarebasierter elektronischer systeme
DE102013204191A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
DE102018131964A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern einer ungewollten Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs
DE102009026813A1 (de) Verfahren zur Erzeugung eines auf die Fahrzeugräder eines Fahrzeugs wirkenden Differenzmoments
DE102013226616A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug
EP2261096A1 (de) Verfahren zur Fahreridentifikation in einem Fahrzeug
DE102018111682A1 (de) System für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug sowie Fahrzeug damit und Verfahren dafür
DE102010021352A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final