DE102014112194B4

DE102014112194B4 - Controller für einen Elektromotor und Verfahren dafür

Info

Publication number: DE102014112194B4
Application number: DE102014112194.5A
Authority: DE
Inventors: Aubrey Walter Downs jun.; William R. Cawthorne
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: DE102014112194A1; US20150073630A1; CN104417394A; CN104417394B; KR20150030153A; US9156357B2; KR20160089318A

Abstract

Controller (10) für ein Elektrofahrzeug, das einen Elektromotor (12) aufweist, wobei der Controller (10) umfasst:ein Motorsteuerungsprozessormodul (MCP-Modul) (16), das ausgestaltet ist, um mindestens einen Motorbefehl (17) zum Steuern einer Drehmomentausgabe des Elektromotors (12) zu erzeugen;ein erstes Hauptprozessorüberwachungsmodul (MPM-Modul) (18), das ausgestaltet ist, um einen Funktionszustand des MCP-Moduls (16) zu bestimmen und um ein erstes Fehlersignal (26) zu erzeugen, wenn es feststellt, dass das MCP-Modul (16) nicht funktioniert;ein zweites MPM-Modul (20), das ausgestaltet ist, um den Funktionszustand des MCP-Moduls (16) zu bestimmen und um ein zweites Fehlersignal (30) zu erzeugen, wenn es feststellt, dass das MCP-Modul (16) nicht funktioniert;ein Abstimmungssteuerungsmodul (34), das ausgestaltet ist, um das erste Fehlersignal (26) von dem ersten MPM-Modul (18) und/oder das zweite Fehlersignal (30) von dem zweiten MPM-Modul (20) zu empfangen, und um einen Übersteuerungsbefehl (32) zu erzeugen, wenn es sowohl das erste Fehlersignal (26) als auch das zweite Fehlersignal (30) empfängt; undein Übersteuerungs-Steuerungsmodul (36), das ausgestaltet ist, um den Übersteuerungsbefehl (32) von dem Abstimmungssteuerungsmodul (34) zu empfangen und um den Übersteuerungsbefehl (32) auszuführen;wobei der Übersteuerungsbefehl (32) das MCP-Modul (16) übersteuert;wobei das zweite Fehlersignal (30) ein Ausschaltbefehl zum Ausschalten des Elektromotors (12) ist, wobei der Ausschaltbefehl auf mindestens einem Parameter beruht; undwobei der mindestens eine Parameter eine Motordrehzahl des Elektromotors (12) ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Controller für einen Elektromotor in einem Elektrofahrzeug und ein Verfahren dafür.
HINTERGRUND
Ein Elektrofahrzeug, etwa ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) und dergleichen verwendet allgemein einen oder mehrere Elektromotoren, die das Fahrzeug alleine oder zusammen mit einer Brennkraftmaschine antreiben können. Die Elektromotoren sind typischerweise dreiphasige Wechselstrommotoren (AC-Motoren), etwa Permanentmagnetmotoren. Die AC-Motoren werden durch dreiphasige Wechselströme gesteuert, welche wiederum durch dreiphasige Wechselstrom-Gleichrichter/Wechselrichter in Elektromotorcontrollern gesteuert werden. Ein Prozessor oder ein primäres Modul wird verwendet, um den Gleichrichter/Wechselrichter und damit die Drehmomentausgabe des Elektromotors zu steuern.
Das Elektrofahrzeug kann sekundäre Module enthalten, die den Funktionszustand des primären Moduls überwachen. Der Funktionszustand des primären Moduls kann sich darauf beziehen, ob das primäre Modul korrekt arbeitet und/oder einen oder mehrere Fehler aufweist. Die sekundären Module können Diagnosetests an den primären Modulen ausführen, um den Funktionszustand der primären Module zu bestimmen. Ein Modul wird als gesund bzw. funktionsfähig bestimmt, wenn es auf eine vorbestimmte Weise für seinen beabsichtigten Zweck funktioniert.
Die Druckschrift DE 10 2008 000 253 A1 offenbart eine Prozessorgesundheitsprüfung unter Verwendung eines intelligenten Peripheriegerätes mit einem Controller für einen Motor, der ein Motorsteuerungsprozessormodul zum Erzeugen eines Motorbefehls zum Steuern einer Drehmomentausgabe des Motors,
zwei Hauptprozessorüberwachungsmodule zum Bestimmen eines Funktionszustands des Motorsteuerungsprozessormoduls und zum Erzeugen von Fehlersignalen, wenn sie feststellen, dass das Motorsteuerungsprozessormodul nicht funktioniert; ein Abstimmungssteuerungsmodul zum Empfangen der Fehlersignale und zum Erzeugen eines Übersteuerungsbefehls, wenn es die Fehlersignale empfängt; und ein Übersteuerungs-Steuerungsmodul umfasst, das den Übersteuerungsbefehl von dem Abstimmungssteuerungsmodul empfängt und den Übersteuerungsbefehl ausführt; wobei der Übersteuerungsbefehl das Motorsteuerungsprozessormodul übersteuert.
In der Druckschrift DE 10 2008 055 805 A1 ist ein Diagnosemodul zum Detektieren eines Programmablauffehlers in einer Drehmomentsicherheitssoftware für ein elektrisches Antriebssystem eines Hybridfahrzeugs offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Controller für ein Elektrofahrzeug, das einen Elektromotor aufweist, wird bereitgestellt. Der Controller umfasst ein Motorsteuerungsprozessormodul (MCP-Modul), ein erstes Hauptprozessorüberwachungsmodul (MPM-Modul), ein zweites MPM-Modul, ein Abstimmungssteuerungsmodul und ein Übersteuerungs-Steuerungsmodul. Das MCP-Modul ist ausgestaltet, um mindestens einen Motorbefehl zum Steuern der Drehmomentausgabe des Elektromotors zu erzeugen.
Das erste MPM-Modul ist ausgestaltet, um einen Funktionszustand des MCP-Moduls zu bestimmen, und um ein erstes Fehlersignal zu erzeugen, wenn es feststellt, dass das MCP-Modul nicht funktioniert. Analog ist das zweite MPM-Modul ausgestaltet, um den Funktionszustand des MCP-Moduls separat zu bestimmen, und um ein zweites Fehlersignal zu erzeugen, wenn es feststellt, dass das MCP-Modul nicht funktioniert. Das erste MPM-Modul und/oder das zweite MPM-Modul kann bzw. können den Funktionszustand über einen Seed-and-Key-Austausch mit dem MCP-Modul bestimmen.
Bei dem Seed-And-Key-Austausch erzeugt bzw. erzeugen das erste MPM-Modul und/oder das zweite MPM-Modul einen Saat-Wert und einen erwarteten Schlüssel und überträgt bzw. übertragen den Saat-Wert an das MCP-Modul. Das MCP-Modul erzeugt einen Rückgabeschlüssel, der dem Saat-Wert entspricht, und überträgt ihn an das erste MPM-Modul und/oder das zweite MPM-Modul. Das erste MPM-Modul und/oder das zweite MPM-Modul stellt bzw. stellen fest, dass das MCP-Modul nicht funktioniert, wenn der Rückgabeschlüssel nicht dem erwarteten Schlüssel entspricht.
Das Abstimmungssteuerungsmodul ist ausgestaltet, um das erste Fehlersignal von dem ersten MPM-Modul und/oder das zweite Fehlersignal von dem zweiten MPM-Modul zu empfangen. Das Abstimmungssteuerungsmodul ist auch ausgestaltet, um einen Übersteuerungsbefehl zu erzeugen, wenn es sowohl das erste Fehlersignal als auch das zweite Fehlersignal empfängt. Der Übersteuerungsbefehl übersteuert das MCP-Modul. Das Übersteuerungs-Steuerungsmodul ist ausgestaltet, um den Übersteuerungsbefehl von dem Abstimmungssteuerungsmodul zu empfangen und um den Übersteuerungsbefehl auszuführen.
Dabei ist das zweite Fehlersignal ein Ausschaltbefehl zum Ausschalten des Elektromotors, wobei der Ausschaltbefehl auf mindestens einem Parameter beruht; und der mindestens eine Parameter ist eine Motordrehzahl des Elektromotors.
Es wird auch ein Verfahren zum Steuern der Drehmomentausgabe eines Elektromotors mithilfe des vorstehend beschriebenen Controllers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst zunächst, dass ein Funktionszustand des MCP-Moduls durch das erste MPM-Modul bestimmt wird. Wenn das erste MPM-Modul feststellt, dass das MCP-Modul nicht funktioniert, dann umfasst das Verfahren, dass ein erstes Fehlersignal erzeugt wird, das an das Abstimmungssteuerungsmodul übertragen werden soll.
Das Verfahren umfasst außerdem, dass der Funktionszustand des MCP-Moduls durch das zweite MPM-Modul bestimmt wird. Wenn das zweite MPM-Modul feststellt, dass das MCP-Modul nicht funktioniert, dann umfasst das Verfahren, dass ein zweites Fehlersignal erzeugt wird, das an das Abstimmungssteuerungsmodul übertragen werden soll.
Wenn das Abstimmungssteuerungsmodul nicht sowohl das erste Fehlersignal als auch das zweite Fehlersignal empfängt, dann umfasst das Verfahren, dass der Motorbefehl ausgeführt wird, der von dem MCP-Modul erzeugt wurde. Wenn das Abstimmungssteuerungsmodul jedoch sowohl das erste Fehlersignal als auch das zweite Fehlersignal empfängt, dann umfasst das Verfahren ferner, dass von dem Abstimmungssteuerungsmodul ein Übersteuerungsbefehl erzeugt und dieser an das Übersteuerungs-Steuerungsmodul übertragen wird. Dann umfasst das Verfahren, dass von dem Übersteuerungs-Steuerungsmodul der Übersteuerungsbefehl ausgeführt wird. Dabei umfasst das Erzeugen des zweiten Fehlersignals, dass ein geeigneter Ausschaltbefehl zum Ausschalten des Elektromotors beruhend auf einer Motordrehzahl des Elektromotors bestimmt wird.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Systemdiagramm eines Controllers für einen Elektromotor eines Elektrofahrzeugs;
2 ist ein schematisches Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern des elektrischen Moduls über den Controller von 1; und
3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Schritts des Verfahrens von 2.

GENAUE BESCHREIBUNG
Der Fachmann wird erkennen, dass Begriffe wie etwa „über“, „unter“, „nach oben“, „nach unten“ usw. zur Beschreibung der Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen für den Umfang der Erfindung repräsentieren, die durch die angefügten Ansprüche definiert ist. Alle numerischen Bezeichnungen wie etwa erster oder zweiter dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
Bei der Verwendung hierin kann der Begriff „Modul“ eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA), einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe), der einen Code ausführt, andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, wie etwa bei einem System-On-Chip, bezeichnen, ein Teil davon sein oder diese enthalten. Der Begriff Modul kann einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) umfassen, der einen Code speichert, der von dem Prozessor ausgeführt wird.
Mit Bezug auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten überall dort in den mehreren Figuren entsprechen, wo dies möglich ist, ist ein Blockdiagramm eines Controllers 10 zum Steuern eines Elektromotors 12 eines Elektrofahrzeugs gezeigt. Der Elektromotor 12 kann ein dreiphasiger Wechselstrommotor, etwa ein Permanentmagnetmotor, sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zudem kann der Elektromotor 12 eine Motor/Generator-Einheit (MGU) sein, die als Generator zusätzlich zu dem Betrieb als Motor arbeiten kann, um mechanische Energie, z.B. ein Drehmoment, in Elektrizität umzuwandeln. Obwohl nur ein Elektromotor 12 gezeigt ist, ist festzustellen, dass der Controller 10 mehr als einen Elektromotor 12 in dem Fahrzeug steuern kann.
Der Controller 10 umfasst ein Motordiagnosemodul 14, ein Motorsteuerungsprozessormodul (MCP-Modul) 16, ein erstes Hauptprozessorüberwachungsmodul (MPM-Modul) 18 und ein zweites MPM-Modul 20. Das Motordiagnosemodul 14 empfängt verschiedene Eingaben, die eine Motordrehzahl, ein Motordrehmoment und einen Motorstrom des Elektromotors 12 umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Diese Eingaben können von jeweiligen (nicht gezeigten) Sensoren gemessen werden, welche die Eingaben an das Motordiagnosemodul 14 übertragen. Das Motordiagnosemodul 14 wiederum erzeugt verschiedene Signale 22 beruhend auf den Eingaben, die es empfängt, und überträgt diese Signale 22 an das MCP-Modul 16 und das zweite MPM-Modul 20, wie hier nachstehend in größerem Detail beschrieben wird. Obwohl es so gezeigt ist, dass nur das zweite MPM-Modul 20 die Signale 22 von dem Motordiagnosemodul 14 empfängt, ist festzustellen, dass auch das erste MPM-Modul 18 die Signale 22 anstelle von oder zusätzlich zu dem zweiten MPM-Modul 20 empfangen kann.
Das MCP-Modul 16 ist allgemein das primäre Modul, das ausgestaltet ist, um den Elektromotor 12, speziell (nicht gezeigte) Gleichrichter/Wechselrichter im Fahrzeug, zu steuern, um die Drehmomentausgabe des Elektromotors 12 zu steuern. Um dies zu bewerkstelligen, ist das MCP-Modul ausgestaltet, um einen oder mehrere Motorbefehle 17 beruhend auf den Signalen 22 zu erzeugen, die es von dem Motordiagnosemodul 14 empfängt, und um den bzw. die Motorbefehle 17 zur Ausführung an den Elektromotor 12 zu übertragen. Es ist festzustellen, dass das MCP-Modul 16 auch ausgestaltet sein kann, um Motordrehmomentanforderungen, Motordrehzahlanforderungen und dergleichen von anderen (nicht gezeigten) externen Modulen von anderen Komponenten und Systemen innerhalb des Fahrzeugs zu empfangen. Es ist wünschenswert, sicherzustellen, dass das MCP-Modul 16 korrekt funktioniert, so dass es genau das angemessene Drehmoment befiehlt, das von dem Elektromotor 12 ausgegeben werden soll.
Das erste MPM-Modul 18 und das zweite MPM-Modul 20 sind sekundäre Module, die ausgestaltet sind, um den Funktionszustand des MCP-Moduls 16 separat zu überwachen, d.h., ob es korrekt funktioniert oder nicht. Das erste MPM-Modul 18 und das zweite MPM-Modul 20 stellen sicher, dass die anderen MPM-Module 20 und 18 korrekt funktionieren und nicht fälschlich diagnostizieren, dass das MCP-Modul 16 ausgefallen ist, und daher den bzw. die Motorbefehle 17 des MCP-Moduls 16 übersteuern, wenn das MCP-Modul 16 noch funktionsfähig ist, wie nachstehend in größerem Detail beschrieben wird. Um dies zu bewerkstelligen, können das erste MPM-Modul 18 und das zweite MPM-Modul 20 jeweils einen Seed-and-Key-Austausch oder einen Frage-und-Antwort-Austausch mit dem MCP-Modul 16 über jeweilige Kommunikationskanäle 24 und 28 ausführen. Die jeweiligen Seed-and-Key-Austauschvorgänge treten unabhängig voneinander auf.
Bei einem derartigen Austausch zwischen dem ersten MPM-Modul 18 und dem MCP-Modul 16 erzeugt das erste MPM-Modul 18 einen Saat-Wert und bestimmt einen erwarteten Schlüssel beruhend auf dem Saat-Wert. Das erste MPM-Modul 18 überträgt den Saat-Wert an das MCP-Modul 16, welches wiederum einen Rückgabeschlüssel erzeugt, der dem Saat-Wert entspricht. Der Rückgabeschlüssel kann beruhend auf einer logischen Berechnung und/oder einer Nachschlagetabelle, in welcher eine Anzahl von Saaten und entsprechenden Rückgabeschlüssein gespeichert ist, erzeugt werden. Anschließend überträgt das MCP-Modul 16 den erzeugten Rückgabeschlüssel an das erste MPM-Modul 18. Wenn der zurückgegebene Rückgabeschlüssel des MCP-Moduls 16 gleich dem erwarteten Schlüssel ist, stellt das erste MPM-Modul 18 fest, dass das MCP-Modul 16 funktioniert. Wenn sich der Rückgabeschlüssel jedoch von dem erwarteten Schlüssel unterscheidet, stellt das erste MPM-Modul 18 fest, dass das MCP-Modul 16 nicht funktioniert und erzeugt anschließend ein erstes Fehlersignal 26, das es an ein Abstimmungssteuerungsmodul 34 überträgt, das hier nachstehend in größerem Detail beschrieben ist. Das erste Fehlersignal 26 kann ein Bestanden/Nichtbestanden-Signal sein, welches das Abstimmungssteuerungsmodul 34 darüber informiert, dass das erste MPM-Modul 18 festgestellt hat, dass das MCP-Modul 16 funktioniert oder dass es ausgefallen ist.
Wenn das erste MPM-Modul 18 zudem keinerlei Datenaktivität von dem MCP-Modul 16 beobachtet, nachdem es den Saat-Wert dorthin übertragen hat, beispielsweise keinen Rückgabeschlüssel innerhalb eines speziellen Zeitfensters empfängt, stellt das erste MPM-Modul 18 fest, dass ein Fehler im Kommunikationskanal 24 vorliegt. Bei einem derartigen Szenario erzeugt das erste MPM-Modul 18 auch das erste Fehlersignal 26 und sendet es an das Abstimmungssteuerungsmodul 34.
Analog erzeugt das zweite MPM-Modul 20 bei dem Seed-and-Key-Austausch zwischen dem zweiten MPM-Modul 20 und dem MCP-Modul 16 einen Saat-Wert, für den es einen erwarteten Schlüssel bestimmt, und überträgt den Saat-Wert an das MCP-Modul 16. Das MCP-Modul 16 erzeugt einen entsprechenden Rückgabeschlüssel und überträgt ihn an das zweite MPM-Modul 20. Wenn der Rückgabeschlüssel gleich dem erwarteten Schlüssel ist, stellt das zweite MPM-Modul 20 fest, dass das MCP-Modul 16 funktioniert. Wenn sich der Rückgabeschlüssel von dem erwarteten Schlüssel unterscheidet, stellt das zweite MPM-Modul 20 fest, dass das MCP-Modul 16 nicht funktioniert, und erzeugt anschließend ein zweites Fehlersignal 30, das es an das Abstimmungssteuerungsmodul 34 überträgt. Das zweite Fehlersignal 30 kann ein Bestanden/Nichtbestanden-Signal sein, das das Abstimmungssteuerungsmodul 34 darüber informiert, dass das zweite MPM-Modul 20 festgestellt hat, dass das MCP-Modul 16 funktioniert oder dass es ausgefallen ist.
Bei einer anderen Ausführungsform, bei der das zweite MPM-Modul 20 ausgestaltet ist, um beliebige der Eingänge 22 zu empfangen, insbesondere die Motordrehzahl von dem Motordiagnosemodul 14, kann das zweite Fehlersignal 30 ein erweitertes Signal sein, das ein Ausschaltverfahren zum Ausschalten des Elektromotors 12 darstellt. Das Ausschaltverfahren kann ein Dreiphasenkurzschluss-Ausschaltbefehl oder ein Dreiphasenunterbrechungs- Ausschaltbefehl sein, ist aber nicht darauf beschränkt, und wird beruhend auf dem bzw. den Eingängen 22, d.h. der Motordrehzahl bestimmt. Bei einem Dreiphasenkurzschluss-Ausschalten wird elektrische Energie, die von dem Elektromotor 12 aus mechanischer Energie umgewandelt wurde, zyklisch durch den Elektromotor 12 hindurch fließen gelassen. Bei einem Dreiphasenunterbrechungs-Ausschalten bei hohen Motordrehzahlen wird die elektrische Energie in einer (nicht gezeigten) Batterie innerhalb des Fahrzeugs gespeichert. Der Übersteuerungsbefehl 32 ist der Dreiphasenunterbrechungs-Ausschaltbefehl, wenn das Fahrzeug unter einer Schwellenwert-Motordrehzahl betrieben wird, und er ist der Dreiphasenkurzschluss-Ausschaltbefehl, wenn das Fahrzeug über der Schwellenwert-Motordrehzahl betrieben wird. Dies stellt sicher, dass das Fahrzeug ausrollt, nachdem der Elektromotor 12 ausgeschaltet worden ist, d.h. eine stetige Verzögerung beibehält.
Wie das erste MPM-Modul 18 stellt auch das zweite MPM-Modul 20 fest, wenn das zweite MPM-Modul 20 keinerlei Datenaktivität von dem MCP-Modul 16 beobachtet, nachdem es den Saat-Wert dorthin übertragen hat, z.B. keinen Rückgabeschlüssel innerhalb eines speziellen Zeitfensters empfängt, dass ein Fehler im Kommunikationskanal 28 vorliegt. Bei einem derartigen Szenario erzeugt das zweite MPM-Modul 20 auch das zweite Fehlersignal 30 und sendet es an das Abstimmungssteuerungsmodul 34.
Der Controller 10 enthält außerdem das vorstehend erwähnte Abstimmungssteuerungsmodul 34 und ein Übersteuerungs-Steuerungsmodul 36. Das Abstimmungssteuerungsmodul 34 ist ausgestaltet, um das erste Fehlersignal 26 von dem ersten MPM-Modul 18 und das zweite Fehlersignal 30 von dem zweiten MPM-Modul 20 zu empfangen. Wenn das Abstimmungssteuerungsmodul 34 sowohl das erste Fehlersignal 26 als auch das zweite Fehlersignal 30 empfängt, folgert es daraus, dass das MCP-Modul 16 ausgefallen ist, da sich das erste MPM-Modul 18 und das zweite MPM-Modul 20 darauf geeinigt haben. Anschließend erzeugt das Abstimmungssteuerungsmodul 34 einen Übersteuerungsbefehl 32, der durch das zweite Fehlersignal 30 bestimmt sein kann, und überträgt ihn an das Übersteuerungs-Steuerungsmodul 36. Der Übersteuerungsbefehl 32 soll die Steuerung des MCP-Moduls 16 und den bzw. die Motorbefehle 17 übersteuern, indem er beispielsweise den Elektromotor 12 ausschaltet, und er kann ein Dreiphasenunterbrechungs-Ausschaltbefehl oder ein Dreiphasenkurzschluss-Ausschaltbefehl, wie durch das zweite Fehlersignal 30 bestimmt, sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn das Abstimmungssteuerungsmodul 34 jedoch nur das erste Fehlersignal 26 ohne das zweite Fehlersignal 30 empfängt, ergreift das Abstimmungssteuerungsmodul 34 keine Maßnahme. Wenn das Abstimmungssteuerungsmodul 34 analog das zweite Fehlersignal 30 ohne das erste Fehlersignal 26 empfängt, ergreift das Abstimmungssteuerungsmodul 34 keine Maßnahme.
Das Übersteuerungs-Steuerungsmodul 36 ist ausgestaltet, um den Übersteuerungsbefehl 32 auszuführen, beispielsweise den Elektromotor 12 über ein Dreiphasenunterbrechungs-Ausschalten oder ein Dreiphasenkurzschluss-Ausschalten auszuschalten, wie von dem zweiten MPM-Modul 20 bestimmt wird, wie vorstehend erläutert ist. Wenn das MCP-Modul 16 funktioniert und einen Motorbefehl 17 erzeugt, der an den Elektromotor 12 gesendet werden soll, führt das Übersteuerungs-Steuerungsmodul 36 keine Maßnahme aus und lässt zu, dass der Motorbefehl 17 durch dieses hindurch zu dem Elektromotor 12 gelangt.
Mit Bezug nun auf 2 ist ein Verfahren 100 zum Steuern der Drehmomentausgabe des Elektromotors 12 über den Controller 10 gezeigt. Das Verfahren 100 beginnt bei Schritt 102, bei dem der Elektromotor 12 und das MCP-Modul 16 funktionsfähig sind und das MCP-Modul 16 den Motorbefehl 17 erzeugt, um den Elektromotor 12 zu steuern.
Nach Schritt 102 geht das Verfahren 100 zu Schritt 104 weiter. Bei Schritt 104 bestimmt das erste MPM-Modul 18 den Funktionszustand des MCP-Moduls 16. Wenn das erste MPM-Modul 18 feststellt, dass das MCP-Modul 16 funktioniert, wie durch das (+) in 2 angezeigt ist, dann endet das Verfahren 100 bei Schritt 118. Wenn das erste MPM-Modul 18 feststellt, dass das MCP-Modul 16 nicht funktioniert, wie durch das (-) angezeigt ist, dann geht das Verfahren 100 zu Schritt 106 weiter. Wie vorstehend erläutert wurde, kann das erste MPM-Modul 18 den Funktionszustand des MCP-Moduls 16 durch einen Seed-and-Key-Austausch mit dem MCP-Modul 16 bestimmen und kann folglich mehrere Teilschritte enthalten, wie in 3 zu sehen ist.
Mit Bezug nun auf 3 überträgt bei Teilschritt 104a das erste MPM-Modul 18 einen Saat-Wert an das MCP-Modul 16. Bei Teilschritt 104b erzeugt das MCP-Modul 16 einen Rückgabeschlüssel, der dem Saat-Wert entspricht. Wie ebenfalls vorstehend erwähnt wurde, kann der entsprechende Rückgabeschlüssel beruhend auf einer Nachschlagetabelle und/oder einer Logikberechnung bestimmt werden. Bei Teilschritt 104c empfängt das erste MPM-Modul 18 den Rückgabeschlüssel von dem MCP-Modul 16. Bei Teilschritt 104d vergleicht das erste MPM-Modul 18 den Rückgabeschlüssel mit einem erwarteten Schlüssel, der dem Saat-Wert entspricht. Wenn, wie vorstehend erläutert wurde, der Rückgabeschlüssel mit dem erwarteten Schlüssel übereinstimmt, dann stellt das erste MPM-Modul 18 fest, dass das MCP-Modul 16 funktioniert. Wenn der Rückgabeschlüssel nicht zu dem erwarteten Schlüssel passt, dann stellt das erste MPM-Modul 18 fest, dass das MCP-Modul 16 nicht funktioniert.
Wieder mit Bezug auf 2 erzeugt das erste MPM-Modul 18 bei Schritt 106 ein erstes Fehlersignal 26 und überträgt es an das Abstimmungssteuerungsmodul 34.
Nach Schritt 102 geht das Verfahren 100 außerdem zu Schritt 108 weiter, der unabhängig von Schritt 104 auftritt, und daher gleichzeitig mit, vor, oder nach Schritt 104 auftreten kann. Bei Schritt 108 bestimmt das zweite MPM-Modul 20 den Funktionszustand des MCP-Moduls 16. Wenn das zweite MPM-Modul 20 feststellt, dass das MCP-Modul 16 funktioniert, wie durch das (+) in 2 angezeigt ist, dann endet das Verfahren 100 bei Schritt 118. Wenn das zweite MPM-Modul 20 feststellt, dass das MCP-Modul 16 nicht funktioniert, wie durch das (-) dargestellt ist, dann geht das Verfahren 100 zu Schritt 110 weiter. Wie bei dem ersten MPM-Modul 18 bei Schritt 104 kann dies über einen Seed-and-Key-Austausch mit dem MCP-Modul 16 bewerkstelligt werden. Daher kann der Schritt 108 ähnliche Teilschritte umfassen, die in 3 dargestellt sind.
Bei Schritt 110 erzeugt das zweite MPM-Modul 20 ein zweites Fehlersignal 30 und überträgt dieses an das Abstimmungssteuerungsmodul 34. Wie vorstehend erläutert wurde, kann das zweite Fehlersignal 30 ein Dreiphasenunterbrechungs-Ausschaltbefehl oder ein Dreiphasenkurzschluss-Ausschaltbefehl sein, ist aber nicht darauf beschränkt, und er kann von der Motordrehzahl des Elektromotors 12 abhängen.
Nach den Schritten 106 und 110 geht das Verfahren 100 zu den Schritten 112 bis 116 weiter. Bei den Schritten 112 und 114 erzeugt das Abstimmungssteuerungsmodul 34 einen Übersteuerungsbefehl 32, der durch das zweite Fehlersignal 30 wie vorstehend erläutert bestimmt wird, und überträgt diesen an das Übersteuerungs-Steuerungsmodul 36. Bei Schritt 116 führt das Übersteuerungs-Steuerungsmodul 36 den Übersteuerungsbefehl 32 aus. Dann endet das Verfahren 100 bei Schritt 118.
Die genaue Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Erfindung, aber der Umfang der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert. Obwohl einige der besten Arten und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Erfindung im Detail beschrieben worden sind, existieren verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis, welche in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Controller (10) für ein Elektrofahrzeug, das einen Elektromotor (12) aufweist, wobei der Controller (10) umfasst: ein Motorsteuerungsprozessormodul (MCP-Modul) (16), das ausgestaltet ist, um mindestens einen Motorbefehl (17) zum Steuern einer Drehmomentausgabe des Elektromotors (12) zu erzeugen; ein erstes Hauptprozessorüberwachungsmodul (MPM-Modul) (18), das ausgestaltet ist, um einen Funktionszustand des MCP-Moduls (16) zu bestimmen und um ein erstes Fehlersignal (26) zu erzeugen, wenn es feststellt, dass das MCP-Modul (16) nicht funktioniert; ein zweites MPM-Modul (20), das ausgestaltet ist, um den Funktionszustand des MCP-Moduls (16) zu bestimmen und um ein zweites Fehlersignal (30) zu erzeugen, wenn es feststellt, dass das MCP-Modul (16) nicht funktioniert; ein Abstimmungssteuerungsmodul (34), das ausgestaltet ist, um das erste Fehlersignal (26) von dem ersten MPM-Modul (18) und/oder das zweite Fehlersignal (30) von dem zweiten MPM-Modul (20) zu empfangen, und um einen Übersteuerungsbefehl (32) zu erzeugen, wenn es sowohl das erste Fehlersignal (26) als auch das zweite Fehlersignal (30) empfängt; und ein Übersteuerungs-Steuerungsmodul (36), das ausgestaltet ist, um den Übersteuerungsbefehl (32) von dem Abstimmungssteuerungsmodul (34) zu empfangen und um den Übersteuerungsbefehl (32) auszuführen; wobei der Übersteuerungsbefehl (32) das MCP-Modul (16) übersteuert; wobei das zweite Fehlersignal (30) ein Ausschaltbefehl zum Ausschalten des Elektromotors (12) ist, wobei der Ausschaltbefehl auf mindestens einem Parameter beruht; und wobei der mindestens eine Parameter eine Motordrehzahl des Elektromotors (12) ist.
Controller (10) nach Anspruch 1, wobei das erste MPM-Modul (18) und/oder das zweite MPM-Modul (20) ausgestaltet ist bzw. sind, um den Funktionszustand des MCP-Moduls (16) mit Hilfe eines Seed-and-Key-Austauschs zu bestimmen, bei dem das erste MPM-Modul (18) und/oder das zweite MPM-Modul (20) einen Saat-Wert und einen erwarteten Schlüssel erzeugt bzw. erzeugen und den Saat-Wert an das MCP-Modul (16) überträgt bzw. übertragen, und das MCP-Modul (16) einen Rückgabeschlüssel, der dem Saat-Wert entspricht, erzeugt und diesen an das erste MPM-Modul (18) und/oder das zweite MPM-Modul (20) zurückgibt, wobei das erste MPM-Modul (18) und/oder das zweite MPM-Modul (20) feststellt bzw. feststellen, dass das MCP-Modul (16) nicht funktioniert, wenn der Rückgabeschlüssel nicht gleich dem erwarteten Schlüssel ist.
Controller (10) nach Anspruch 1, wobei das erste Fehlersignal (26) und/oder das zweite Fehlersignal (30) ein Bestanden/Nichtbestanden-Signal ist.
Controller (10) nach Anspruch 1, wobei der Ausschaltbefehl entweder ein Dreiphasenunterbrechungs-Ausschaltbefehl oder ein Dreiphasenkurzschluss-Ausschaltbefehl ist, wobei der Dreiphasenunterbrechungs-Ausschaltbefehl angemessen ist, wenn der Elektromotor (12) gerade mit einer Drehzahl unter einer vorbestimmten Drehzahl arbeitet, und der Dreiphasenkurzschluss-Ausschaltbefehl angemessen ist, wenn der Elektromotor (12) gerade mit einer Drehzahl über der vorbestimmten Drehzahl arbeitet.
Controller (10) nach Anspruch 4, wobei der Übersteuerungsbefehl (32) gleich dem zweiten Fehlersignal (30) ist.
Verfahren (100) zum Steuern einer Drehmomentausgabe eines Elektromotors (12) mit Hilfe eines Controllers (10), der ein Motorsteuerungsprozessormodul (MCP-Modul) (16), das ausgestaltet ist, um einen Motorbefehl (17) zu erzeugen, ein erstes Hauptprozessorüberwachungsmodul (MPM-Modul) (18), ein zweites MPM-Modul (20), ein Abstimmungssteuerungsmodul (34) und ein Übersteuerungs-Steuerungsmodul (36) aufweist, wobei das Verfahren (100) umfasst, dass: von dem ersten MPM-Modul (18) ein Funktionszustand des MCP-Moduls (16) bestimmt wird; dann, wenn das erste MPM-Modul (18) feststellt, dass das MCP-Modul (16) nicht funktioniert, ein erstes Fehlersignal (26) zur Übertragung an das Abstimmungssteuerungsmodul (34) erzeugt wird; von dem zweiten MPM-Modul (20) der Funktionszustand des MCP-Moduls (16) bestimmt wird; dann, wenn das zweite MPM-Modul (20) feststellt, dass das MCP-Modul (16) nicht funktioniert, ein zweites Fehlersignal (30) zur Übertragung an das Abstimmungssteuerungsmodul (34) erzeugt wird; dann, wenn das Abstimmungssteuerungsmodul (34) nicht sowohl das erste Fehlersignal (26) von dem ersten MPM-Modul (18) als auch das zweite Fehlersignal (30) von dem zweiten MPM-Modul (20) empfängt, der Motorbefehl (17) ausgeführt wird; dann, wenn das Abstimmungssteuerungsmodul (34) das erste Fehlersignal (26) von dem ersten MPM-Modul (18) und das zweite Fehlersignal (30) von dem zweiten MPM-Modul (20) empfängt, von dem Abstimmungssteuerungsmodul (34) ein Übersteuerungsbefehl (32) zum Übersteuern des Motorbefehls (17) erzeugt wird; der Übersteuerungsbefehl (32) an das Übersteuerungs-Steuerungsmodul (36) übertragen wird; und von dem Übersteuerungs-Steuerungsmodul (36) der Übersteuerungsbefehl (32) ausgeführt wird; wobei das Erzeugen des zweiten Fehlersignals (30) umfasst, dass ein geeigneter Ausschaltbefehl zum Ausschalten des Elektromotors (12) beruhend auf einer Motordrehzahl des Elektromotors (12) bestimmt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 6, wobei das Erzeugen des Übersteuerungsbefehles (32) auf dem zweiten Fehlersignal (30) beruht.