DE102015114251A1

DE102015114251A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015114251A1
Application number: DE102015114251.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Soller; Matthias Schueler; Gabor PONGRACZ
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Robert Bosch GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-03-02
Also published as: FR3040351A1; CN106476812B; US10024261B2; CN106476812A; KR20170026267A; US20170058806A1; FR3040351B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems (1) mit mindestens einem Antriebsmotor (2) für ein Kraftfahrzeug, mit folgenden Schritten: – Durchführen einer Beschleunigungsüberwachung des Kraftfahrzeugs, wobei zu einer Alternativüberwachung gewechselt wird, wenn die Beschleunigungsüberwachung keine zuverlässige Überwachung mehr vornehmen kann, wobei in der Alternativüberwachung eine Motordrehzahl (N) auf eine maximal zulässige Motordrehzahl begrenzt wird; – Ermitteln der maximal zulässigen Motordrehzahl (NM) abhängig von einer durch einen Fahrerwunsch (FW) vorgegebenen Drehzahlvorgabe (NV).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Antriebssysteme für Kraftfahrzeuge, insbesondere Maßnahmen zur Durchführung einer Alternativüberwachung bei einer Überwachung auf ungewollte Beschleunigungen des Kraftfahrzeugs.
Technischer Hintergrund
Um eine ungewollte Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs aufgrund eines Software- oder Hardwarefehlers im Motorsteuergerät zu verhindern, ist eine Fehlerüberwachung vorgesehen. Die Fehlerüberwachung kann eine momentenbasierte, eine energie- bzw. leistungsbasierte und beschleunigungsbasierte Überwachung, insbesondere eine Drei-Ebenen-Überwachung umfassen.
Bei der momentenbasierten Überwachung kann durch einen Vergleich von Vergleichsgrößen, die über verschiedene Momentenberechnungspfade generiert werden, eine zu hohe Vorgabe einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge an den Verbrennungsmotor ermittelt werden, die zu einer ungewollten, d.h. nicht vom Fahrer gewünschten Beschleunigung des Fahrzeugs führen kann.
Bei einer beschleunigungsbasierten Überwachung kann ein Beschleunigungssignal im Kraftfahrzeug ausgewertet werden. Dazu werden die reale Fahrbeschleunigung und die aus den gemessenen Drehzahlen berechnete Rotationsbeschleunigung des Antriebsstrangs und der Räder mit einer zulässigen Beschleunigung verglichen. Die zulässige Beschleunigung wird z.B. aus dem Fahrerwunsch, den Anforderungen von Fahrerassistenzsystemen und externen Steuergeräten, Bremsmomenten und Fahrwiderständen berechnet.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems mit einer Beschleunigungsüberwachung eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung und das Antriebssystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
Weitere Ausgestaltungen sind in den Abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems mit einem Antriebsmotor für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, mit folgenden Schritten:

– Durchführen einer Beschleunigungsüberwachung des Kraftfahrzeugs, wobei zu einer Alternativüberwachung gewechselt wird, wenn die Beschleunigungsüberwachung keine zuverlässige Überwachung mehr vornehmen kann, wobei in der Alternativüberwachung eine Motordrehzahl auf eine maximal zulässige Motordrehzahl begrenzt wird;
– Ermitteln der maximal zulässigen Motordrehzahl abhängig von einer durch einen Fahrerwunsch vorgegebenen Drehzahlvorgabe.

Es kann vorgesehen sein, dass die maximal zulässige Motordrehzahl so ermittelt wird, dass deren zeitlicher Gradient auf einen vorgegebenen maximalen Drehzahlgradienten begrenzt ist.
Weiterhin kann die maximal zulässige Motordrehzahl und eine aktuelle Motordrehzahl bereitgestellt werden, wobei bei Einnehmen und/oder Verlassen der Alternativüberwachung und/oder während der Alternativüberwachung der Drehzahlgradient der maximal zulässigen Motordrehzahl begrenzt wird.
Insbesondere kann in der Alternativüberwachung ein von einem Momentenberechnungspfad aus einem vorgegebenen Fahrerwunsch berechnetes Vorgabemoment auf ein Begrenzungsmoment begrenzt werden, wobei das Begrenzungsmoment abhängig von dem Fahrerwunsch, insbesondere gemäß einer Maximaldrehzahlregelung basierend auf einer von dem Fahrerwunsch abhängigen maximal zulässigen Motordrehzahl ermittelt wird.
Eine Beschleunigungsüberwachung für ein Kraftfahrzeug überwacht, dass das Kraftfahrzeug nicht ungewollt beschleunigt wird. Wird bei einer solchen an sich bekannten Beschleunigungsüberwachung ein Fehler der Berechnung des Momentenpfades z.B. in Form einer Abweichung zwischen einer Ist- und einer Soll-Beschleunigung festgestellt, wird in der Regel eine Abschaltung des Motorsystems gefordert.
Bei einem Fehler in der Sensorik, der dazu führt, dass ein Signal zur Berechnung der Beschleunigungsüberwachung nicht oder nur mit unzureichender Genauigkeit zur Verfügung steht, oder bei Betrieb in einem Betriebsbereich, in dem die Beschleunigungsüberwachung nicht zuverlässig durchgeführt werden kann, kann keine zuverlässige Überwachung mehr gewährleistet werden. In diesem Fall kann eine Überwachungsreaktion ausgelöst werden, bei der in eine Alternativüberwachung gewechselt wird.
Die Alternativüberwachung kann vorsehen, dass die Motordrehzahl des Antriebsmotors auf eine maximal erlaubte Motordrehzahl beschränkt wird. Die maximal erlaubte Motordrehzahl kann sich dabei aus einem vorgegebenen Fahrerwunsch, insbesondere einer Fahrpedalstellung eines von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigten Fahrpedals ergeben. Die maximal erlaubte Motordrehzahl kann an einen Maximaldrehzahlregler weitergeleitet werden, der basierend auf einem Unterschied zwischen der maximal zulässigen Motordrehzahl und der aktuellen Motordrehzahl ein Begrenzungsmoment ermittelt, auf das das vom Momentenberechnungspfad geforderte Vorgabemoment begrenzt wird.
Wird die maximale erlaubte Motordrehzahl dennoch um mehr als einen bestimmten Drehzahloffset überschritten, z.B. aufgrund eines Fehlers in der Drehzahlregelung, kann zusätzlich eine Einspritzausblendung angefordert werden. Führt auch die Einspritzausblendung nicht zu einer Reduzierung der Motordrehzahl auf bzw. unter die fahrpedalabhängige, maximal erlaubte Motordrehzahl, kann eine Sicherheitsabschaltung der die Einspritzventile ansteuernden Endstufe durchgeführt werden und eine Motorabschaltung initiiert werden.
Wenn als Überwachungsreaktion eine solche Alternativüberwachung eingenommen wird, kann dies zu einem Ruckeln führen und dadurch der Fahrkomfort beeinträchtigt werden. Insbesondere kann ein Ruckeln beim Übergang in die Alternativüberwachung dann auftreten, wenn bei höheren Drehzahlen eine vollständige Einspritzausblendung ausgeführt wird oder wenn beim plötzlichen Einnehmen der Alternativüberwachung die fahrpedalstellungsabhängige maximal erlaubte Motordrehzahl überschritten wird. Weiterhin kann sich bei Einnehmen der Alternativüberwachung die Schadstoffemission erhöhen, da auch sicherheitsunkritische, jedoch emissionsrelevante Einspritzungen, die beispielsweise zum Katalysatorheizen bei einem kalten Motor notwendig sind, verhindert werden, falls die Motordrehzahl oberhalb der von der Fahrpedalstellung abhängigen maximal erlaubten Motordrehzahl liegt.
Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, die Alternativüberwachung als von einem vorgegebenen Fahrerwunsch abhängige Drehzahlbegrenzung vorzusehen, wobei entsprechend eine maximal zulässige Motordrehzahl vorgegeben wird. Daraus ergibt sich ein mit Hilfe einer Maximaldrehzahlregelung bestimmtes Begrenzungsmoment, auf das das von der Momentenberechnungspfadfunktion vorgegebene Vorgabemoment bzw. das von dem Antriebsmotor bereitgestellte Motormoment begrenzt werden soll.
In der Alternativüberwachung kann vorgesehen sein, dass bei Überschreiten der maximal zulässigen Drehzahl mit einem bestimmten ersten Offsetwert eine vollständige Einspritzausblendung vorgenommen wird, bei der das Einspritzen von Kraftstoff für alle Zylinder unterbunden wird. Es kann vorgesehen sein, dass zwischen der maximal zulässigen Motordrehzahl und dieser Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze Einspritzungen nur zugelassen werden, solange der Drehzahlgradient der tatsächlichen Motordrehzahl kleiner ist als der maximale Drehzahlgradient. Damit lässt sich die Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze ohne Verletzung von Sicherheitszielen erhöhen, und emissionsbedingte unkritische Erhöhungen werden in einem größeren Drehzahlbereich zugelassen.
Um die sprunghafte Änderung des Begrenzungsmoments zur Begrenzung des Motormoments bei Einnehmen und/oder bei Verlassen der Alternativüberwachung zu vermeiden, kann vorgesehen sein, die maximal zulässige Motordrehzahl beim Einnehmen, Durchführen oder Verlassen der Alternativüberwachung nicht sprunghaft zu ändern, sondern diese mit einer vorgegebenen insbesondere zeitlich monotonen Anpassungsfunktion ausgehend von der aktuellen Motordrehzahl in Richtung einer durch den Fahrerwunsch vorgegeben Drehzahlvorgabe zu ändern, so dass der Gradient der Änderung der maximal zulässigen Motordrehzahl begrenzt ist. Auf diese Weise können sprunghafte Änderungen des Vorgabemoments für den Antriebsmotor vermieden werden, so dass der Fahrkomfort auch bei Einnehmen einer Alternativüberwachung erhalten bleibt.
Insbesondere kann die maximal zulässige Motordrehzahl bei jeder Änderung der Drehzahlvorgabe bzw. der tatsächlichen Motordrehzahl, die zu einer sprunghaften Reduzierung des Begrenzungsmoments führen würde, gemäß einem maximalen zeitlichen Drehzahlgradienten so geändert werden, dass das resultierende Begrenzungsmoment nicht zu einer sprunghaften Änderung des begrenzten Vorgabemoments führt.
Gemäß einer Ausführungsform kann in der Alternativüberwachung bei einem Überschreiten einer Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze durch die aktuelle Motordrehzahl eine Einspritzausblendung vorgenommen werden, wobei zwischen einer von der maximal zulässigen Motordrehzahl abhängigen Drehzahl und der Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze Einspritzungen nur zugelassen werden, solange ein zeitlicher Gradient der tatsächlichen Motordrehzahl kleiner ist als der maximale Drehzahlgradient.
Weiterhin kann nach Einnehmen der Alternativüberwachung die Alternativüberwachung verlassen werden, wenn eine Gutprüfung erfolgreich verläuft, wobei die Gutprüfung vorsieht, dass, wenn eine Erhöhung des Fahrerwunsches angefordert wird, die bereitgestellte Drehzahlvorgabe für eine vorbestimmte Haltezeitdauer konstant gehalten wird, wobei ein erfolgreicher Verlauf der Gutprüfung festgestellt wird, wenn sich während der Haltezeitdauer keine Änderung der Motordrehzahl), insbesondere keine Erhöhung der Motordrehzahl (N), ergibt.
Da bei einer Bergauffahrt ein Teil der Motorleistung zur Überwindung der Steigung benötigt wird, ist die aus den Raddrehzahlen berechnete sich ergebende Beschleunigung im fehlerfreien Fall kleiner als die Beschleunigung, die sich bei entsprechender Motorleistung bei einer Fahrt in der Ebene ergibt. D.h. bei einer entsprechend steilen Steigung kann auch im Momentenfehlerfall die sich ergebende Fahrzeugbeschleunigung kleiner sein als die bei gleichem Fahrerwunsch zulässige Beschleunigung in der Ebene. Daher kann man anhand des aus den Rädern berechneten Beschleunigungssignals nicht sicher auf einen fehlerfreien Betrieb schließen, weshalb eine Gutprüfung vorgesehen werden kann, um zu entscheiden, ob ein Wechsel aus der Alternativüberwachung zurück zur beschleunigungsbasierten Überwachung sicherheitsunkritisch ist oder nicht. Dies ermöglicht es, die Verweilzeit innerhalb der Alternativüberwachung möglichst kurz zu halten und schnell von der Alternativüberwachung zurück in die Überwachungsbetriebsart zu wechseln, was bei aktivem Fahrerwunsch den Fahrkomfort erhöhen kann.
Die Gutprüfung dient dazu, die Ebene 1 Funktionen im Momentenpfad, z.B. die Maximaldrehzahlregelung und eine damit verbundenen Begrenzungsfunktion zur Begrenzung des Vorgabemoments auf ihre Funktionsfähigkeit zu testen. Die Gutprüfung kann durchgeführt werden, wenn ein aus dem Momentenberechnungspfad bestimmtes Vorgabemoment durch das durch die Drehzahlvorgabe bestimmte Bregrenzungsmoment begrenzt wird. Eine solche Situation tritt z.B. auf, wenn eine Erhöhung des Fahrerwunsches erkannt wird, die prinzipiell über den Momentenberechnungspfad zu einer Erhöhung des Vorgabemoments und damit zu einer Drehzahlerhöhung führen würde. Die Gutprüfung wird bei Feststellen einer Erhöhung des Fahrerwunsches durchgeführt, indem z.B. die Drehzahlvorgabe für eine Haltezeitdauer beibehalten bzw. konstant gehalten wird. Die Maximaldrehzahlregelung stellt entsprechend das Begrenzungsmoment zur Verfügung, auf das das Vorgabemoment begrenzt wird. Gelingt es, die Motordrehzahl trotz der sich erhöhenden Anforderung aufgrund des erhöhten Fahrerwunsches auf der Drehzahlvorgabe zu halten, gilt die Gutprüfung als bestanden und die Alternativüberwachung kann verlassen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann kein erfolgreicher Verlauf der Gutprüfung festgestellt werden, wenn mindestens eine der folgenden Ausnahmebedingungen vorliegt:

– Die Einhaltung der erlaubten maximal zulässigen Motordrehzahl ist auf eine aktivierte Einspritzausblendung zurückzuführen.
– Ein Bremspedal wird während der Haltezeitdauer betätigt und es erfolgen gleichzeitig Einspritzungen.
– Bei einem Hybridantriebsystem verhindert oder verzögert ein Rekuperationsmoment einen Drehzahlanstieg des Antriebsmotors mit aktiven Einspritzungen.

Insbesondere kann kein erfolgreicher Verlauf der Gutprüfung festgestellt werden, wenn eine der Ausnahmebedingungen mit einer bestimmten Häufigkeit erfüllt innerhalb der Haltezeitdauer erfüllt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug; und
2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Funktion zum Betreiben des Antriebssystems mit einer Alternativüberwachung.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 1 mit einem Antriebsmotor 2, mit einer Abtriebswelle 3, die über eine Kupplung 4 und ein Schaltgetriebe 5 mit einer Antriebswelle 6 zum Antreiben von Antriebsrädern 7 gekoppelt ist. Der Antriebsmotor 2 kann als ein Verbrennungsmotor, insbesondere als ein luftgeführter Verbrennungsmotor ausgebildet sein und durch ein Motorsteuergerät 10 betrieben werden. Insbesondere kann das Antriebssystem 1 auch in Form eines Hybridantriebssystems ausgebildet sein.
Das Motorsteuergerät 10 kann mit einem Fahrpedal 11 gekoppelt sein, um eine Angabe über eine Fahrpedalstellung zu erhalten, die ein vom Fahrer gewünschten Fahrerwunsch, z.B. in Form eines Fahrerwunschmoments, vorgibt. Im regulären Betrieb wird in dem Motorsteuergerät 10 der aus der Fahrpedalstellung resultierende Fahrerwunsch in ein Vorgabemoment gemäß an sich bekannten Momentenberechnungspfadfunktionen umgesetzt und das Vorgabemoment entsprechend in eine Kraftstoff-Einspritzmenge zur Ansteuerung von Einspritzventilen des Verbrennungsmotors 2 an Ansteuerung-Endstufen vorgegeben.
Es ist eine Überwachungsfunktion vorgesehen, die eine momentenbasierte oder beschleunigungsbasierte Überwachung der Momentenberechnungspfadfunktion durchführen kann. Die momentenbasierte Überwachung überprüft durch getrennte Momentenberechnungspfade, dass das vom Antriebsmotor 2 bereitgestellte Motormoment ein zulässiges Motormoment nicht überschreitet.
Bei einer beschleunigungsbasierten Überwachung wird überprüft, ob die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, in dem das Antriebssystem 1 eingesetzt ist, eine zulässige Beschleunigung nicht überschreitet. Dazu wird eine reale Fahrzeuglängsbeschleunigung, die z.B. mit Hilfe eines Beschleunigungssensors 12 gemessen werden kann, mit der zulässigen Beschleunigung verglichen. Die zulässige Beschleunigung wird aus dem Fahrerwunsch, den Anforderungen von Fahrassistenzsystemen und externen Steuergeräten, Bremsmomenten, einer aus gemessenen Drehzahlen berechneten Rotationsbeschleunigung des Antriebsstrangs 6 und der Räder 7 und Fahrwiderständen berechnet. Ergibt sich eine Abweichung, die auf eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs schließen lässt, die höher als zulässig ist, so wird eine Alternativüberwachung eingenommen.
In 2 ist ein Funktionsblockdiagramm gezeigt, dass die bezüglich einer Beschleunigungsüberwachung relevanten Funktionen darstellt.
Man erkennt den Momentpfadfunktionsblock 101, der aus dem vorgegebenen Fahrerwunsch FW, der beispielsweise aus einer Fahrpedalstellung ermittelt wird, ein Vorgabemoment VM zum Umsetzen durch den Antriebsmotor 2 in an sich bekannter Weise bestimmt.
Es ist ein Überwachungsblock 100 vorgesehen, der eine Beschleunigungsüberwachung gemäß der oben beschriebenen Überwachungsfunktion durchführt und im Fall eines Fehlers eine Alternativüberwachung auslöst.
Bei Einnehmen der Alternativüberwachung aktiviert die Überwachungsfunktion ein Begrenzungselement 102, das das von der Momentenpfadfunktion 101 bereitgestellte Vorgabemoment VM auf ein Begrenzungsmoment BM begrenzt. Der Ausgang des Begrenzungselements 102 gibt eine Ausgangsgröße zur Ansteuerung des Antriebsmotors 2 vor. Bei einem Verbrennungsmotor kann diese Größe eine einzuspritzende Einspritzmenge angeben, die in geeigneter Weise einer Endstufe 105 zur Ansteuerung der Einspritzventile des Verbrennungsmotors vorgegeben wird. Wenn die Alternativüberwachung nicht eingenommen ist, gibt das Begrenzungselement 102 eine dem Vorgabemoment VM entsprechenden Ausgangsgröße aus, oder begrenzt diese auf ein vorgegebenes Maximalmoment. Das Maximalmoment kann so hoch gewählt sein, dass es nie oder zumindest im Normalbetrieb des Antriebsmotors nicht durch das Vorgabemoment erreicht wird.
Das Begrenzungsmoment BM ergibt sich aus einer Maximaldrehzahlregelung gemäß einem Maximaldrehzahlregelungsblock 103, dem als Sollgröße eine maximal zulässige Motordrehzahl NM vorgegeben wird. Die maximal zulässige Motordrehzahl NM wird in einem Maximaldrehzahl-Anpassungsblock 104 so bereitgestellt, dass sprunghafte Änderungen der darin ermittelten maximal zulässigen Motordrehzahl NM vermieden werden.
Dem Maximaldrehzahl-Anpassungsblock 104 wird eine Drehzahlvorgabe NV vorgegeben, die sich in einem Drehzahlvorgabeblock 107 gemäß einer vorgegebenen insbesondere monotonen Funktion aus dem Fahrerwunsch FW, z.B. proportional abhängig von dem vorgegebenen Fahrerwunsch FW ergibt. Insbesondere kann sich die Drehzahlvorgabe NV aus einer Stellung des vom Fahrer betätigten Fahrpedals 11 ergeben.
Die Anpassung der durch den vorgegebenen Fahrerwunsch FW vorgegebene Drehzahlvorgabe NV in dem Maximaldrehzahl-Anpassungsblock 104 wird entsprechend einer Anpassungsfunktion so durchgeführt, dass sprunghafte Änderungen des Begrenzungsmoments BM unterbunden werden. Dazu kann bei Einnehmen der Alternativüberwachung vorgesehen sein, dass, wenn dadurch die aktuelle Motordrehzahl N oberhalb der gewünschten maximal zulässigen Motordrehzahl NM liegt, die maximal zulässige Motordrehzahl NM zunächst auf die aktuelle Motordrehzahl eingestellt wird und mit einer ersten parametrisierbaren insbesondere zeitlich monotonen Anpassungsfunktion bis zur Drehzahlvorgabe zurückgeführt wird. Insbesondere kann die erste Anpassungsfunktion eine zeitliche Rampenfunktion sein, die insbesondere einen linearen Abfall der maximal zulässigen Motordrehzahl NM mit einem vorbestimmten ersten zeitlichen Gradienten vorsieht. Hierdurch werden eine ruckartige Momentenreduktion und eine Ausblendung in die sicherheitsrelevante Einspritzung vermieden.
Weiterhin kann über die Parametrisierung der Anpassungsfunktion sichergestellt werden, dass kein sicherheitskritischer Zustand entsteht.
Wenn in einem anderen Fall die aktuelle Motordrehzahl N kleiner ist als die bei Einnehmen der Alternativüberwachung durch den Drehzahlvorgabeblock 107 vorgegebene Drehzahlvorgabe NV, kann die maximal zulässige Motordrehzahl NM sofort übernommen und an den Maximaldrehzahlregler angelegt werden.
Es kann weiterhin alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass, wenn die Alternativüberwachung verlassen werden soll, die maximal zulässige Motordrehzahl NM nicht sprunghaft, sondern mit einer zweiten parametrisierbaren insbesondere zeitlich monotonen Anpassungsfunktion bis zu einem vorgegebenen Maximaldrehzahlwert (der durch eine Drehzahlbegrenzung im Normalbetrieb vorgegeben sein kann) als Drehzahlvorgabe NV kontinuierlich erhöht wird, um anliegende, durch den Fahrerwunsch FW vorgegebene hohe Vorgabemomente VM nicht sprunghaft und für den Fahrer nicht vorhersehbar von dem Antriebsmotor 2 anzufordern. Insbesondere kann die zweite Anpassungsfunktion eine zeitliche Rampenfunktion sein, die insbesondere einen linearen Anstieg der maximal zulässigen Motordrehzahl NM mit einem vorbestimmten zweiten zeitlichen Gradienten vorsieht. Erst wenn keine Begrenzung des Vorgabemoments VM durch das basierend auf der maximal zulässigen Motordrehzahl NM ermittelten Begrenzungsmoment BM erfolgt, kann die Alternativüberwachung beendet sein.
Die Verläufe der ersten und/oder der zweiten Anpassungsfunktion können gemäß einer Tiefpassfunktion ausgebildet sein.
Wenn während der Alternativüberwachung zum Beispiel durch einen Fahrstufenwechsel eine Überschreitung der maximal zulässigen Motordrehzahl NM durch die tatsächliche Motordrehzahl N auftritt, kann die aktuelle Motordrehzahl N zunächst als maximal zulässige Motordrehzahl NM angenommen werden und entsprechend der ersten Anpassungsfunktion auf den Wert der Drehzahlvorgabe NV eingestellt werden. Dies gibt dem Maximaldrehzahlregler 103 die Möglichkeit zur Momentenreduzierung und vermeidet im Normalbetrieb eine ungewollte Einspritzausblendung.
Die Maximaldrehzahlregelung im Maximaldrehzahlregelungsblock 103 entspricht einer herkömmlichen Drehzahlregelung mit einer Drehzahldifferenz als Eingangsgröße und einer Angabe des Begrenzungsmoments als Stellgröße, wobei die Maximaldrehzahlregelung einen P- und einen I-Anteil aufweisen kann.
Weiterhin ist ein Einspritzausblendungsblock 106 vorgesehen, um eine Einspritzausblendung vorzunehmen, wenn die tatsächliche Motordrehzahl N, die sich aus einem Drehzahlsensor die maximal zulässige Motordrehzahl NM um einen vorbestimmten ersten Offsetwert übersteigt. Dazu wird für eine Einspritzausblendung die Endstufe so angesteuert, dass die Ansteuerung der Einspritzventile blockiert wird und kein Kraftstoff mehr in Zylinder des Verbrennungsmotors eingespritzt wird. Bei Motordrehzahlen N, die zwischen der maximal zulässigen Motordrehzahl NM und einer Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze EN, die sich aus der mit dem ersten Offsetwert beaufschlagten maximal zulässigen Motordrehzahl NM ergibt, liegen, können nun Einspritzausblendungen vorgenommen werden, wenn der Gradient dN/dt der tatsächlichen Motordrehzahl größer ist als ein maximaler Drehzahlgradient dNmax/dt. Dadurch lässt sich die Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze EN ohne Verletzung von Sicherheitszielen erhöhen, und emissionsbedingte unkritische Erhöhungen der Motordrehzahl N über die maximal zulässige Motordrehzahl NM werden in einem größeren Drehzahlbereich zugelassen.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Berücksichtigung des Motordrehzahlgradienten dN/dt erst ab einem Drehzahlschwellenwert N2 durchgeführt wird, der um einen vorgegebenen zweiten Offsetwert über der maximal zulässigen Motordrehzahl NM liegt, jedoch kleiner ist als die Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze EN.
In dem Überwachungsblock 100 kann weiterhin eine Gutprüfungsfunktion ausgeführt werden, wenn sich das Antriebssystem in der Alternativüberwachung befindet. Die Gutprüfung sieht vor, zu überprüfen, dass, wenn eine Erhöhung des Fahrerwunsches FW angefordert wird, z.B. durch eine entsprechende Betätigung des Fahrpedals 11, die im Maximaldrehzahl-Anpassungsblock 104 resultierende maximal zulässige Motordrehzahl NM nicht unmittelbar dem Begrenzungselement 102 angelegt wird, sondern zunächst eine vorbestimmte Haltezeitdauer abgewartet wird, um anhand einer Änderung der Motordrehzahl N zu erkennen, ob der Maximaldrehzahlregler 103 und das Begrenzungselement 102 das Vorgabemoment VM in korrekter Weise begrenzen.
Liegt ein Fehler in dem Maximaldrehzahlregler 103 und/oder in dem Begrenzungselement 102 vor, so kann durch Feststellen einer Erhöhung der Motordrehzahl trotz konstant vorgegebener Drehzahlvorgabe NV während der vorgegebenen Haltezeitdauer auf einen Fehler in dem Maximaldrehzahlregler 103 und/oder dem Begrenzungselement 102 hinweisen. Erhöht sich während der vorgegebenen Haltezeitdauer die Motordrehzahl nicht bzw. nur geringfügig oder erniedrigt diese gar, obwohl sich zuvor der Fahrerwunsch FW erhöht hat, so kann auf einen ordnungsgemäß funktionierenden Maximaldrehzahlregler 103 und Begrenzungselement 102 geschlossen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Gutprüfung nicht positiv abgeschlossen wird, wenn mindestens eine der folgenden Ausnahmebedingungen vorliegt:

– Die Einhaltung der erlaubten maximal zulässigen Motordrehzahl NM ist auf die von der Überwachungsfunktion aktivierten Einspritzausblendung zurückzuführen.
– Ein Bremspedal wird während der Haltezeitdauer betätigt und es erfolgen gleichzeitig Einspritzungen, da in diesem Fall die Möglichkeit besteht, dass ein zu hohes, von dem Begrenzungselement 102 nicht unterbundenes Vorgabemoment VM durch einen Bremseingriff des Fahrers kompensiert worden ist und die Motordrehzahl N deswegen während der Haltezeitdauer nicht steigen kann.
– Bei Hybridantriebsystemen verhindert oder verzögert ein Rekuperationsmoment der elektrischen Maschine einen Drehzahlanstieg des Verbrennungsmotors mit aktiven Einspritzungen.

Wenn während der Haltezeitdauer keine der obigen Bedingungen oder diese weniger oft als eine applizierbare Anzahl erkannt werden, ist die Gutprüfung bestanden und die Alternativüberwachung kann verlassen werden. Wird die Gutprüfung nicht bestanden, ist noch keine definite Aussage möglich, ob ein Fehler vorliegt. Daher wird versucht, bis zu einer applizierbaren Anzahl weitere Gutprüfungen durchzuführen, und es kann ein Verlassen der Alternativüberwachung dauerhaft unterbunden werden, wenn die vorbestimmte Anzahl von Gutprüfungsverfahren in keinem Fall zu einer bestandenen Gutprüfung geführt hat.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems (1) mit mindestens einem Antriebsmotor (2) für ein Kraftfahrzeug, mit folgenden Schritten: – Durchführen einer Beschleunigungsüberwachung des Kraftfahrzeugs, wobei zu einer Alternativüberwachung gewechselt wird, wenn die Beschleunigungsüberwachung keine zuverlässige Überwachung mehr vornehmen kann, wobei in der Alternativüberwachung eine Motordrehzahl (N) auf eine maximal zulässige Motordrehzahl begrenzt wird; – Ermitteln der maximal zulässigen Motordrehzahl (NM) abhängig von einer durch einen Fahrerwunsch (FW) vorgegebenen Drehzahlvorgabe (NV).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die maximal zulässige Motordrehzahl so ermittelt wird, dass deren zeitlicher Gradient auf einen vorgegebenen maximalen Drehzahlgradienten begrenzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die maximal zulässige Motordrehzahl (NM) und eine aktuelle Motordrehzahl (N) bereitgestellt werden, wobei bei Einnehmen und/oder Verlassen der Alternativüberwachung und/oder während der Alternativüberwachung der Drehzahlgradient der maximal zulässigen Motordrehzahl (NM) begrenzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der Alternativüberwachung ein von einem Momentenberechnungspfad aus einem vorgegebenen Fahrerwunsch (FW) berechnetes Vorgabemoment (VM) auf ein Begrenzungsmoment (BM) begrenzt wird, wobei das Begrenzungsmoment (BM) abhängig von dem Fahrerwunsch (FW), insbesondere gemäß einer Maximaldrehzahlregelung basierend auf einer von dem Fahrerwunsch (FW) abhängigen maximal zulässigen Motordrehzahl (NM), ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Begrenzen des Drehzahlgradienten der maximal zulässigen Motordrehzahl (NM) durch Anpassen der maximal zulässigen Motordrehzahl (NM) gemäß einer vorgegebenen insbesondere zeitlich monotonen Anpassungsfunktion durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in der Alternativüberwachung bei einem Überschreiten einer Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze durch die aktuelle Motordrehzahl (N) eine Einspritzausblendung vorgenommen wird, wobei zwischen einer von der maximal zulässigen Motordrehzahl (NM) abhängigen Motordrehzahl und der Einspritzausblendungsdrehzahlgrenze Einspritzungen nur zugelassen werden, solange ein zeitlicher Gradient (dN/dt) der tatsächlichen Motordrehzahl (N) kleiner ist als ein vorgegebener maximal zulässiger Motordrehzahlgradient (dNmax/dt).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei nach Einnehmen der Alternativüberwachung die Alternativüberwachung verlassen wird, wenn eine Gutprüfung erfolgreich verläuft, wobei die Gutprüfung vorsieht, dass, wenn eine Erhöhung des Fahrerwunsches (FW) angefordert wird, die Drehzahlvorgabe (NV) für eine vorbestimmte Haltezeitdauer konstant gehalten wird, wobei ein erfolgreicher Verlauf der Gutprüfung festgestellt wird, wenn sich während der Haltezeitdauer im Wesentlichen keine Änderung der Motordrehzahl (N), insbesondere keine Erhöhung der Motordrehzahl (N), ergibt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei kein erfolgreicher Verlauf der Gutprüfung festgestellt wird, wenn mindestens eine der folgenden Ausnahmebedingungen vorliegt: – Die Einhaltung der erlaubten maximal zulässigen Motordrehzahl (NM) ist auf eine aktivierte Einspritzausblendung zurückzuführen. – Ein Bremspedal wird während der Haltezeitdauer betätigt und es erfolgen gleichzeitig Einspritzungen. – Bei einem Hybridantriebsystem verhindert oder verzögert ein Rekuperationsmoment einen Drehzahlanstieg des Antriebsmotors mit aktiven Einspritzungen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei kein erfolgreicher Verlauf der Gutprüfung festgestellt wird, wenn eine der Ausnahmebedingungen mit einer bestimmten Häufigkeit erfüllt innerhalb der Haltezeitdauer erfüllt wird.
Vorrichtung (10), insbesondere Motorsteuergerät, die ausgebildet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
Antriebssystem (1) umfassend: – mindestens einen Antriebsmotor (2); – eine Vorrichtung nach Anspruch 10.
Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.