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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung ein Computerprogramm zur Durchführung dieses Verfahrens, ein elektronisches Speichermedium und ein Steuergerät.
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Aus der
DE 44 38 714 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs bekannt, wobei lediglich ein Mikrocomputer zur Durchführung von Steuerungsfunktionen und Überwachungsfunktionen vorgesehen ist. Im Mikrocomputer sind dabei wenigstens zwei voneinander unabhängige Ebenen festgelegt, wobei eine erste Ebene die Steuerfunktionen und eine zweite Ebene die Überwachungsfunktionen durchführt.
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Aus der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2013 218 554 ist ein Verfahren zur Überwachung eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs bekannt, das eine Beschleunigungsüberwachung umfasst, wobei dann, wenn der Betriebszustand des Antriebs mindestens eine vorbestimmte Bedingung erfüllt, die Zulässigkeit des Betriebszustand des Antriebs an Stelle der Beschleunigungsüberwachung mit einer Drehzahlüberwachung überwacht wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein besonders einfaches Verfahren zum sicheren Betreiben eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antrieb einen Verbrennungsmotor umfasst sowie optional ein weiteres Antriebsaggregat, beispielsweise eine elektrische Maschine oder einen Hydraulikmotor, welches sowohl motorisch wie auch generatorisch betreibbar sein kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 bildet die aus der
DE 10 2013 218 554 bekannte Drehzahlüberwachung weiter. Es hat den Vorteil dass es dann, wenn tatsächlich ein Fehler des Antriebs vorliegt, beispielsweise durch ungewollte Einspritzungen und/oder eine ungewollt erhöhte Drehmomentabgabe, erlaubt, einen möglichst sicheren, vom Fahrer noch beherrschbaren Notbetrieb zu realisieren, mit dem beispielsweise noch die nächste Werkstatt angefahren werden kann. Liegt hingegen kein Fehler des Antriebs vor, so wird der Betrieb des Antriebs mit minimalen Fahrbarkeitseinschränkungen für den Fahrer ohne die Fahrbarkeitseinschränkungen durch den Notbetrieb ermöglicht.
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Dieses besonders einfache Verfahren basiert auf einer Drehzahlüberwachung. Hierbei wird dann, wenn eine Ist-Drehzahl eines Verbrennungsmotors eine vorgebbare untere Drehzahlschwelle übersteigt, eine Fehlerreaktionsmaßnahme durchgeführt wird, wobei die Fehlerreaktionsmaßnahme abhängig davon gewählt wird, ob weitere Bedingungen erfüllt sind. Diese weiteren Bedingungen können insbesondere die Bedingung umfassen, ob die Ist-Drehzahl auch eine vorgebbare obere Drehzahlschwelle übersteigt. Die Fehlerreaktionsmaßnahme ist hierbei insbesondere eine Maßnahme, die die Ansteuerung des Verbrennungsmotors betrifft.
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Gemäß einer möglichen Weiterbildung wird dann, wenn die Ist-Drehzahl die vorgebbare obere Drehzahlschwelle übersteigt, überprüft, ob einer Einspritzventilansteuerung eines Steuergeräts eine Anforderung zum Einspritzen von Kraftstoff übermittelt wird. Diese Anforderung kann im Rahmen des aus der
DE 44 38 714 A1 bekannten Steuerverfahrens z.B. von der Steuerfunktion der ersten Ebene ausgeführt werden. Wird diese Anforderung übermittelt, so ist vorteilhafterweise vorgesehen, der Einspritzventilansteuerung einen Befehl zu übermitteln, der bewirkt, dass dem Einspritzventil trotz der Anforderung, die der Einspritzventilansteuerung übermittelt wurde, kein Ansteuerungskommando zum Einspritzen von Kraftstoff übermittelt wird, d.h. der Befehl „überstimmt“ die Anforderung. Dieser Befehl kann im Rahmen des aus der
DE 44 38 714 A1 bekannten Steuerverfahrens z.B. von der Überwachungsfunktion der zweiten Ebene ausgeführt werden. Es kann vorgesehen sein, dass die obere Drehzahlschwelle und/oder die untere Drehzahlschwelle abhängig von einem Fahrerwunsch, der einem Aktuierungsgrad eines Fahrpedals entspricht, vorgegeben wird. Hiermit wird das Verfahren für den Fahrer besonders komfortabel.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dann, wenn dieser Befehl zur Folge hat, dass die Einspritzventilansteuerung dem Einspritzventil kein Ansteuerungskommando zum Einspritzen von Kraftstoff übermittelt, d.h. wenn der Befehl erwartungskonform die Anforderung überstimmt hat, und wenn die Ist-Drehzahl des Verbrennungsmotors kritische Oszillationen durchführt, mindestens eine Maßnahme einer Mehrzahl von Maßnahmen zur Reduktion des vom Verbrennungsmotor durch die Verbrennungsprozesse erzeugten Drehmoments eingeleitet wird. Auf diese Weise kann in besonders einfacher Weise die Sicherheit des Betriebs des Antriebsstrangs verbessert werden.
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Es wurde nämlich erkannt, dass im Rahmen des Verfahrens eine Situation eintreten kann, in der die Ist-Drehzahl des Verbrennungsmotors aufgrund von Drehmoment reduzierenden Maßnahmen sinkt, sobald die Drehzahlschwelle überschritten wird, wodurch die Drehzahl wieder unter die Drehzahlschwelle absinkt. Nachdem die Drehzahl unter die Drehzahlschwelle abgesunken ist, kann es vorkommen, dass die Einspritzung des Verbrennungsmotors wieder freigegeben wird, und/oder die Drehmoment reduzierenden Maßnahmen deaktiviert werden, woraufhin die Ist-Drehzahl wieder ansteigt, was zu den beschriebenen Oszillationen führen kann.
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Vorteilhafterweise umfassen die Kriterien, ob kritische Oszillationen vorliegen, das Kriterium, dass die Ist-Drehzahl um die obere Drehzahlschwelle oszilliert, und/oder das Kriterium, dass ein Maximalwert eines zeitlichen Gradienten der Ist-Drehzahl während einer Periode der Oszillation einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. Letzteres kann bedeuten, dass lediglich positive Gradienten der Drehzahl betrachtet werden, wodurch besonders zuverlässig auf schnelle Anstiege der Drehzahl reagiert werden kann, was potenziell gefährliche Betriebszustände besonders wirkungsvoll unterdrückt. Letzteres kann aber auch bedeuten, dass der Absolutwert des Gradienten den vorgebbaren Schwellenwert überschreitet, womit zuverlässig auch auf ein besonders schnelles Absinken der Ist-Drehzahl reagiert wird.
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In einem besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung umfasst die Mehrzahl von Maßnahmen das Einleiten eines Notluftmodus. D.h. eine Drosselklappe des Verbrennungsmotors wird so angesteuert, dass sich ihr Öffnungsgrad reduziert, was durch die Reduktion der der Verbrennung zugeführten Luftmenge besonders wirksam das Drehmoment des Verbrennungsmotors reduziert. Dies kann beispielsweise durch eine Ansteuerung der Drosselklappe mit dem Ansteuerkommando „stromlos“ geschehen, d.h. ein Solenoid der Ansteuerung der Drosselklappe wird nicht bestromt, was dazu führt, dass die Drosselklappe schließt.
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In einem weiteren besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung umfasst die Mehrzahl von Maßnahmen ein Absenken der vorgebbaren Drehzahlschwelle. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass sie besonders einfach ist und besonders schnell wirkt, da der Einspritzpfad des Verbrennungsmotors besonders schnell reagiert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dann, wenn trotz des Befehls dem Einspritzventil das Ansteuerungskommando zum Einspritzen von Kraftstoff übermittelt wird, d.h. wenn das „Überstimmen“ der Anforderung durch den Befehl nicht zum erwarteten Ergebnis führt, ein Reset einer Steuersoftware des Steuergeräts durchgeführt wird. Es wurde erkannt, dass das nicht erfolgreiche „Überstimmen“ der Anforderung durch den Befehl in vielen Fällen bereits durch eine durch den Reset ausgelöste Neuinitialisierung der Steuersoftware behoben werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dann, wenn nach Ablauf eines vorgebbaren Zeitintervalls trotz der Übermittlung des Befehls immer noch Kraftstoff eingespritzt wird, und wenn kein überwachungsrelevanter Fehler eines weiteren Antriebsaggregat, insbesondere einer elektrischen Maschine oder eines Hydraulikmotors, des Antriebs, eine Abschaltung des Einspritzsystems des Verbrennungsmotors durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass insbesondere ein Reset des Teils der Einspritzventilansteuerung durchgeführt wird, der das Ansteuerkommando generiert. Hierbei wird kein Reset von Kommunikationsschnittstellen des Steuergeräts durchgeführt. vorliegt. Das Wort „überwachungsrelevant“ ist hierbei beispielsweise so zu verstehen, dass es Fehler als nicht überwachungsrelevant ausschließt, wenn das weitere Antriebsaggregat bereits sicher abgeschaltet ist bzw. auf generatorische Drehmomente beschränkt ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass der Antrieb durch das weitere Antriebsaggregat kontrollierbar bleibt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dann, wenn nach Ablauf eines zweiten vorgebbaren Zeitintervalls trotz der Übermittlung des Befehls immer noch Kraftstoff eingespritzt wird, eine Abschaltung des Einspritzsystems des Verbrennungsmotors und eine Abschaltung von Kommunikationsschnittstellen des Steuergeräts durchgeführt wird. Diese Maßnahmen können im Rahmen des aus der
DE 44 38 714 A1 bekannten Steuerverfahrens vorteilhafterweise durch eine sogenannte Watchdog-Abschaltung einer dritten Ebene zur Hardware-Überwachung ausgelöst werden. Diese Maßnahme hat den besonderen Vorteil, dass sie die Sicherheit des Antriebs weiter erhöht, da durch die Abschaltung der Kommunikationsschnittstellen des Steuergeräts andere Komponenten des Antriebs, die an diese Kommunikationsschnittstellen angeschlossen sind, auf das Ausbleiben von Kommunikationsnachrichten des Steuergeräts mit einem sicheren Notbetrieb reagieren können.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird dann, wenn die Ist-Drehzahl die vorgebbare obere Drehzahlschwelle nicht übersteigt eine Soll-Drehzahl vorgegeben, die eine Sollwertvorgabe für eine Regelung der Ist-Drehzahl ist. Diese vorgegebene Soll-Drehzahl ist insbesondere in ihrer Dynamik begrenzt, d.h. sie ist so gewählt, dass ihr zeitlicher Gradient einen vorgebbaren Soll-Drehzahl-Gradienten-Schwellenwert nicht überschreitet. Dies hat den Vorteil, dass ein erhöhter Fahrerwunsch zwar ggf. leicht verzögert umgesetzt wird, aber seine Umsetzung dennoch möglich ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine weitere Fehlerreaktionsmaßnahme abhängig davon eingeleitet, ob ein zeitlicher Gradient der Ist-Drehzahl einen zweiten Gradientenschwellwert überschreitet. Der zweite Gradientenschwellwert kann hierbei beispielsweise gleich dem Soll-Drehzahl-Gradienten-Schwellwert gewählt werden, oder etwas größer. Auf diese Weise ist es auf besonders einfache Weise möglich, zu überprüfen, ob die Umsetzung der Soll-Drehzahl fehlerhaft ist.
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Gemäß einer möglichen Weiterbildung dieses Aspekts wird dann, wenn der zeitliche Gradient der Ist-Drehzahl den zweiten Gradientenschwellwert überschreitet, mindestens eine Maßnahme einer Mehrzahl von Maßnahmen zur Reduktion des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments eingeleitet, beispielsweise wird in einen Notlaufmodus geschaltet. Auf diese Weise ist es auf besonders einfache Weise möglich, wirkungsvoll auf die erkannte fehlerhafte Umsetzung der Soll-Drehzahl zu reagieren.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das weitere Antriebsaggregat des Antriebs abhängig davon angesteuert, ob ein Eingriff einer Bremsanlage vorliegt, d.h. die weiteren vorgebbaren Bedingungen umfassen die Bedingung, ob der Eingriff der Bremsanlage vorliegt. Der Begriff „Eingriff“ ist hierbei so weit gefasst zu verstehen, dass er auch Fälle umfasst, in denen zwar ein Bremswusch eines Fahrers des Kraftfahrzeugs ermittelt wurde, aber ein Aufbringen eines negativen (bremsenden) Drehmoments auf Räder des Kraftfahrzeugs durch die Bremse (noch) nicht erfolgt ist. Als Bremswunsch des Fahrers kann auch ein Bremswunsch eines Fahrerassistenzsystems, beispielsweise eines ACC-Systems, angesehen werden.
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Vorteilhafterweise wird dabei dann, wenn der Eingriff der Bremsanlage vorliegt, das weitere Antriebsaggregat nur generatorisch betrieben, d.h. das weitere Antriebsaggregat, das gemäß dieses Aspekts der Erfindung motorisch betrieben werden kann, wird so angesteuert, dass es keine beschleunigenden Drehmomente in den Antrieb einkoppelt.
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Hier kann weiter vorgesehen sein, dass dem weiteren Antriebsaggregat ein generatorisches Sollmoment vorgegeben wird. Hiermit kann insbesondere eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs besonders schnell eingeleitet werden, da der Bremskraftaufbau in einem hydraulischen Bremssystem typischerweise durch den notwendigen Aufbau von Bremsdruck verzögert erfolgt.
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Es kann aber alternativ oder ergänzend auch vorgesehen sein, dass dann, wenn kein Eingriff vorliegt, das weitere Antriebsaggregat nur generatorisch betrieben wird. Auf diese Weise kann wirkungsvoll verhindert werden, dass die elektrische Maschine bei einem Drehzahl regulierenden Eingriff in die Ansteuerung des Verbrennungsmotors destabilisierend wirken kann, was die Sicherheit des Verfahrens weiter erhöht.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das ausgebildet ist, alle Schritte eines der beschriebenen Verfahren auszuführen.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein elektronisches Speichermedium, auf dem dieses Computerprogramm nach gespeichert ist.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Steuergerät, das ein solches elektronisches Speichermedium aufweist.
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Die Figuren zeigen besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigen:
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1 schematisch den Aufbau eines Überwachungsverfahrens des Antriebsstrangs;
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2 eine mögliche Wahl der Drehzahlschwellen;
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3 schematisch den Aufbau der Drehzahlüberwachung;
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist das Steuergerät 1 dargestellt, in dem das erfindungsgemäße Verfahren ablaufen kann. In dem dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel umfasst das Steuergerät 1 einen Mikroprozessor, auf dem das erfindungsgemäße Verfahren abläuft. Das Steuergerät 1 empfängt in bekannter Weise von einem Fahrpedalsensor 5 einen Aktuierungsgrad FW, der z.B. von 0 (Fahrpedal nicht aktuiert) bis 1 (Fahrpedal voll aktuiert) normiert ist. Das Steuergerät steuert Verbrennungsmotor 10 und elektrische Maschine 40 an.
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Die erste Ebene, Ebene 1, ermittelt aus dem Aktuierungsgrad FW geeignete Ansteuergrößen für den Verbrennungsmotor 40, insbesondere den Drosselklappenöffnungsgrad DK und den Zündwinkel ZW, die dem Verbrennungsmotor 40 übermittelt werden. Die erste Ebene umfasst die Einspritzventilansteuerung 30. Der Einspritzventilansteuerung 30 wird in der ersten Ebene die Anforderung SE zum Einspritzen von Kraftstoff übermittelt. Die Einspritzventilansteuerung 30 ermittelt hieraus das Ansteuerungskommando IE, das den Einspritzventilen des Verbrennungsmotors 40 übermittelt wird, und so das Öffnen bzw. Schließen der Einspritzventile kontrolliert.
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Die zweite Ebene, Ebene 2, ermittelt aus dem Aktuierungsgrad FW eine Soll-Drehzahl n_soll, die die zweite Ebene der ersten Ebene übermittelt. Ein Drehzahlregler in Ebene 1 versucht, die Ansteuerung des Verbrennungsmotors 10 so durchzuführen, dass die Ist-Drehzahl n des Verbrennungsmotors 10 der Soll-Drehzahl n_soll entspricht. Die zweite Ebene kann ferner über den Befehl K direkt in die Einspritzventilansteuerung 30 der ersten Ebene eingreifen, und durch den Befehl K verhindern, dass die Einspritzventilansteuerung 30 das Ansteuerungskommando IE an die Einspritzventile des Verbrennungsmotors 40 übermittelt.
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Die dritte Ebene, Ebene 3, umfasst die Hardwareüberwachung und enthält neben der Überwachung auf Hardwarefehler, wie Bit-Kipper, einen Watchdog, der in bekannter Weise mit Hilfe einer ständigen Frage-Antwort-Kommunikation zwischen dem Mikroprozessor und einem separatem Überwachungsbaustein das Funktionieren des Steuergerätes 1 prüft. Die dritte Ebene kann somit zuverlässig den korrekten Ablauf der zweiten Ebene überwachen. Im Fehlerfall, z.B. bei unzulässigen Einspritzungen, kann die zweite Ebene die Überwachung durch die dritte Ebene absichtlich stören, so dass die Watchdog-Überwachung anspricht und der separate Überwachungsbaustein (insbesondere hardwaretechnisch) weitere Einspritzungen und gegebenenfalls die Kommunikation zu anderen Steuergeräten unterbindet.
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Die Drehzahlüberwachung ist im Ausführungsbeispiel als Teil der zweiten Ebene ausgeführt und empfängt ebenfalls den Aktuierungsgrad FW. Wie beispielhaft in 2 dargestellt, ermittelt die Drehzahlüberwachung anhand des Aktuierungsgrades FW die untere Drehzahlschwelle n_max_u und die obere Drehzahlschwelle n_max_o, beispielsweise jeweils über eine Kennlinie. Es ist möglich, dass die untere Drehzahlschwelle n_max_u und/oder die obere Drehzahlschwelle n_max_o unabhängig vom Aktuierungsgrad FW gestaltet ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden untere Drehzahlschwelle n_max_u und obere Drehzahlschwelle n_max_o aber abhängig vom Aktuierungsgrad FW gewählt. Ist der Aktuierungsgrad FW gleich 0, ist also das Fahrpedal unbetätigt, nimmt die untere Drehzahlschwelle n_max_u einen unteren Initialwert n0_u an, der vorzugsweise größer ist als die Leerlaufdrehzahl des Motors, beispielsweise 1200 U/min. Mit ansteigendem Aktuierungsgrad FW steigt die untere Drehzahlschwelle n_max_u an, bis sie bei einem Grenz-Aktuierungsgrad FW1 eine untere Grenz-Drehzahl n1_u erreicht, beispielsweise 3000 U/min. Dieser Anstieg der unteren Drehzahlschwelle n_max_u mit ansteigendem Aktuierungsgrad FW kann beispielsweise linear sein. Nimmt der Aktuierungsgrad FW einen Wert oberhalb des Grenz-Aktuierungsgrades FW1 an, so bleibt die untere Drehzahlschwelle n_max_u gleich der unteren Grenz-Drehzahl n1_u. Die untere Drehzahlschwelle n_max_u wird dabei z.B. so gewählt, dass sie höher liegt als die Soll-Drehzahl n_soll. Beispielsweise kann die Soll-Drehzahl n_soll 1800 U/min betragen, und die untere Drehzahlschwelle n_max_u 2000 U/min.
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Die obere Drehzahlschwelle n_max_o kann ganz analog zur unteren Drehzahlschwelle n_max_u gewählt werden, so dass die obere Drehzahlschwelle n_max_o für alle Aktuierungsgrade FW über der unteren Drehzahlschwelle n_max_u liegt. Im Ausführungsbeispiel wird der Verlauf der oberen Drehzahlschwelle n_max_u über dem Aktuierungsgrad FW nicht wie im Fall der unteren Drehzahlschwelle n_max_u durch unteren Initialwert n0_u und untere Grenzdrehzahl n1_u charakterisiert, sondern in analoger Weise durch einen oberen Initialwert n0_o und eine obere Grenzdrehzahl n1_o.
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Wie ferner in 1 dargestellt, empfängt die Drehzahlüberwachung in der zweiten Ebene von der ersten Ebene die Anforderung SE zum Einspritzen von Kraftstoff und das Ansteuerungskommando IE. Hierdurch ist es der Drehzahlüberwachung möglich, Einspritzungen von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor 10 zu überwachen. Es ist aber auch möglich, dass der Drehzahlüberwachung nicht das Ansteuerungskommando IE übermittelt wird, sondern dass die Drehzahlüberwachung einen Zähler in der Einspritzventilansteuerung 30 ausliest, der überwacht, wie häufig über das Ansteuerungskommando IE Einspritzungen im Verbrennungsmotor 10 angefordert wurden.
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Die Drehzahlüberwachung empfängt ferner die Ist-Drehzahl n des Verbrennungsmotors 10, die in bekannter Weise ermittelt wird.
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3 zeigt beispielhaft den Ablauf des Verfahrens in der Drehzahlüberwachung. Das Verfahren beginnt mit Schritt 1000, und wird z.B. zyklussynchron mit den Zyklen des Verbrennungsmotors 10 periodisch wiederholt. In Schritt 1010 wird überprüft, ob die Ist-Drehzahl n größer ist als die untere Drehzahlschwelle n_max_u. Ist dies nicht der Fall, endet die Drehzahlüberwachung mit Schritt 1500.
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Ergibt die Abfrage aber, dass die Ist-Drehzahl n die untere Drehzahlschwelle n_max_u überschreitet, verzweigt das Verfahren zu Schritt 1015, in dem die weitere Ansteuerung des Verbrennungsmotors 10 entschieden wird. Alternativ oder zusätzlich verzweigt das Verfahren zu Schritt 1210, in dem die weitere Ansteuerung der elektrischen Maschine 40 entschieden wird.
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In Schritt 1015 wird überprüft, ob die Ist-Drehzahl n die obere Drehzahlschwelle n_max_o überschreitet. Ist dies der Fall, folgt Schritt 1030. Ist dies nicht der Fall, folgt Schritt 1300.
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In Schritt 1030 wird überprüft, ob in der ersten Ebene Anforderungen SE zum Einspritzen von Kraftstoff an die Einspritzventilansteuerung 30 übermittelt werden. Ist dies nicht der Fall, wird entschieden, dass die erste Ebene ausreichende Maßnahmen zur Reduktion der Ist-Drehzahl n eingeleitet hat, und das Verfahren endet mit Schritt 1500. Wenn jedoch entschieden wird, dass trotz der vorliegenden erhöhten Ist-Drehzahl n Anforderungen SE zum Einspritzen von Kraftstoff an die Einspritzventilansteuerung 30 übermittelt werden, folgt Schritt 1040. In Schritt 1040 übermittelt die zweite Ebene der Einspritzventilansteuerung 30 den Befehl K, dass kein Ansteuerungskommando IE an die Einspritzventile übermittelt werden soll, d.h. dass kein Kraftstoff eingespritzt werden soll, auch wenn Anforderungen SE zum Einspritzen von Kraftstoff vorliegen.
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Es folgt Schritt 1050, in dem ermittelt wird, ob nun an die Einspritzventile keine Ansteuerungskommandos IE übermittelt werden, d.h. ob nach Übermittlung des Befehls K tatsächlich kein Kraftstoff in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt wird. Die funktionale Umsetzung des Befehls K unterliegt u.U. einer zeitlichen Verzögerung da ggf. noch zuvor angeforderte Einspritzungen umgesetzt werden.
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Aus diesem Grund ist es vorteilhafterweise möglich, die Umsetzung des Befehls K mindestens über den für eine funktionale Umsetzung durch die Einspritzung maximal benötigten Zeitraum zu beobachten, bevor weitere Maßnahmen eingeleitet werden.
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Ist eine korrekte Umsetzung des Befehls K erfolgt, d.h. wird tatsächlich kein Kraftstoff eingespritzt, folgt Schritt 1060, in dem überprüft wird, ob die Ist-Drehzahl n in Folge der bedingten Abschaltung der Einspritzung kritische Oszillationen durchführt. Beispielsweise wird entschieden, dass kritische Oszillationen vorliegen, wenn die Ist-Drehzahl n um die obere Drehzahlschwelle n_max_o schwingt, und wenn die Ist-Drehzahl in den Beschleunigungsphasen der Oszillation zu schnell beschleunigt, d.h. wenn der Maximalwert des Gradienten der Ist-Drehzahl n den vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.
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Wird entschieden, dass keine kritischen Oszillationen vorliegen, endet das Verfahren mit Schritt 1500. Wird hingegen entschieden, dass kritische Oszillationen vorliegen, folgt Schritt 1070, in dem Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise wird in einen Notluftbetrieb umgeschaltet, d.h. die Drosselklappe wird stromlos geschaltet, so dass durch einen Restspalt nur eine deutlich reduzierte Luftmenge in den Verbrennungsmotor strömen kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die obere Drehzahlschwelle n_max_o reduziert wird, beispielsweise indem die in 2 dargestellte Kennlinie der oberen Drehzahlschwelle n_max_o über dem Aktuierungsgrad FW durch eine Notfallkennlinie ersetzt wird, in der die obere Drehzahlschwelle n_max_o niedrigere Werte annimmt. Anschließend endet das Verfahren mit Schritt 1500.
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Wird in Schritt 1050 entschieden, dass die Einspritzung von Kraftstoff nicht wirksam unterbunden wurde, werden Gegenmaßnahmen eingeleitet, um wirksam zu unterbinden, dass Kraftstoff eingespritzt wird.
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Zunächst folgt Schritt 1080, in dem optional ein Software-Reset des Steuergeräts1 durchgeführt wird.
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Anschließend folgt Schritt 1090, in dem nach Ablauf des vorgebbaren Zeitintervalls überprüft wird, ob der Fehler noch immer vorliegt, d.h. ob trotz Übermittlung des Befehls K noch immer durch das Ansteuerungskommando IE Kraftstoff in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzt wird. Ist dies nicht der Fall, wird entschieden, dass die getroffenen Maßnahmen wirken, und das Verfahren endet mit Schritt 1500. Ist dies nicht der Fall, folgt Schritt 1100. In Schritt 1100 wird optional dann, wenn kein Fehler der elektrischen Maschine 40 vorliegt, eine Hardware-Einspritzausblendung durchgeführt, d.h. es wird ein Reset des Mechanismus in der Einspritzventilansteuerung durchgeführt, mit der durch den Befehl K das Ansteuerungskommando IE unterdrückt werden kann. Hierbei bleiben die Hardware-Kommunikationsschnittstellen des Steuergeräts 1, beispielsweise ein CAN-Bus, unberührt. Es folgt Schritt 1110.
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In Schritt 1110 wird analog zu Schritt 1090 überprüft, ob nach Ablauf des zweiten vorgebbaren Zeitintervalls der Fehler noch immer vorliegt. Ist dies nicht der Fall, folgt Schritt 1500, in dem das Verfahren endet. Liegen jedoch nach wie vor Einspritzungen vor, folgt Schritt 1120. Hier führt der Watchdog der dritten Ebene eine Abschaltung durch. Dabei wird die Einspritzventilansteuerung 30 abgeschaltet, sowie die Hardware-Kommunikationsschnittstellen des Steuergeräts 1, beispielsweise der CAN-Bus. Dies führt dazu, dass andere Komponenten des Antriebs keine Kommandos mehr vom Steuergerät 1 empfangen, und in einen sicheren Notbetrieb gehen. Es folgt Schritt 1500, mit dem das Verfahren endet.
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In Schritt 1300 übermittelt die zweite Ebene der ersten Ebene eine Soll-Drehzahl n_soll, die nur langsam ansteigt, d.h. der zeitliche Gradient der Soll-Drehzahl n_soll ist auf einen Maximalwert beschränkt, z.B. durch eine entsprechende Filterung. Liegt nun kein Fehler vor, wird ein erhöhter Fahrerwunsch, der dem erhöhten Aktuierungsgrad FW entspricht, etwas verzögert umgesetzt, ist aber möglich. Es folgt Schritt 1310, in dem überprüft wird, ob der zeitliche Gradient der Ist-Drehzahl n den vorgebbaren zweiten Schwellenwert übersteigt. Ist dies nicht der Fall, wird entschieden, dass kein Fehler vorliegt, und das Verfahren endet in Schritt 1500. Übersteigt der zeitliche Gradient der Ist-Drehzahl n den zweiten vorgebbaren Schwellenwert hingegen, folgt Schritt 1320. In Schritt 1320 werden eine oder mehrere Maßnahmen zur Reduktion des vom Verbrennungsmotor 10 erzeugten Drehmoments eingeleitet, beispielsweise wird der Notluftmodus eingeleitet. Anschließend endet das Verfahren in Schritt 1500.
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Bei der Reaktion der elektrischen Maschine wird in Schritt 1210 zunächst überprüft, ob ein Bremseingriff vorliegt, d.h. ob (wie oben beschrieben in einem weiten Sinne) ein Bremswunsch des Fahrers vorliegt. Ist dies der Fall, folgt Schritt 1220. In Schritt 1220 werden Maßnahmen ergriffen, um mit der elektrischen Maschine den Bremswunsch zu unterstützen. Beispielsweise kann die elektrische Maschine 40 so angesteuert werden, dass sie nur generatorisch betrieben werden kann. Es ist aber alternativ bzw. zusätzlich möglich, dass der elektrischen Maschine 40 von der zweiten Ebene ein elektrisches Soll-Bremsmoment vorgegeben wird, das die elektrische Maschine 40 versucht, einzustellen. Anschließend endet das Verfahren in Schritt 1500.
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Wird hingegen entschieden, dass der Bremswunsch nicht vorliegt, folgt Schritt 1230, in dem die elektrische Maschine 40 so angesteuert wird, dass sie nur generatorisch betrieben werden kann, d.h. insbesondere, dass die elektrische Maschine 40 nicht motorisch betrieben werden kann.
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Es versteht sich für den Fachmann, dass sämtliche der hier beschriebenen Bauteile und Signale in Software realisiert sein können, aber auch sämtlich als Hardware realisiert sein können, aber auch teilweise als Hardware und teilweise als Software realisiert sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4438714 A1 [0002, 0007, 0007, 0015]
- DE 102013218554 [0003, 0005]
