DE102018103826A1

DE102018103826A1 - Kraftflussanalyse des fahrzeugs, um zwischen internen fehlern und externen stürfaktoren zu unterscheiden

Info

Publication number: DE102018103826A1
Application number: DE102018103826.7A
Authority: DE
Inventors: Josef F. Correia; Jeong J. Park; Helen M. Rieland; Richard A. Kulas
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2018-08-30
Also published as: CN108501950A; US10005363B1; CN108501950B

Abstract

Ein Verfahren zum Analysieren von Fahrzeugparametern bereit, um zu unterscheiden, ob eine unerwartete Fahrzeugbeschleunigung durch einen internen Fehler oder externe Störfaktoren bedingt ist. Das Verfahren verwendet eine Größenordnung und Richtung einer Änderung der Beschleunigung, um auszuwerten, ob die unerwartete Beschleunigung durch ein potenzielles Systemfehlerszenario oder ein potenzielles Unfallszenario bedingt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kraftflussanalyse des Fahrzeugs, um zwischen internen Fehlern und externen Störfaktoren zu unterscheiden.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung bereit, die nicht notwendigerweise auf dem Stand der Technik sind.
Elektrofahrzeuge erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Die Kosten für das Wiederaufladen der Fahrzeugbatterien sind bedeutend geringer als die Kraftstoffkosten zum Betreiben eines herkömmlichen Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor. Darüber hinaus können Elektrofahrzeuge die Menge an schädlichen Emissionen, die mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren einhergehen, verringern.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung des vollständigen Schutzumfangs oder aller Merkmale.
Da Elektrofahrzeuge sich relativ neuer technologischer Fortschritte bedienen, besteht immer noch der Bedarf danach, dem Elektrofahrzeug verbesserte Steuerungsmittel bereitzustellen, um zwischen internen Fehlern und externen Störfaktoren zu unterscheiden. Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Analysieren von Fahrzeugparametern bereit, um zu unterscheiden, ob eine unerwartete Fahrzeugbeschleunigung durch einen internen Fehler oder externe Störfaktoren bedingt ist. Das Verfahren verwendet eine Größenordnung und Richtung einer Änderung der Beschleunigung, um auszuwerten, ob die unerwartete Beschleunigung durch ein potenzielles Systemfehlerszenario oder ein potenzielles Unfallszenario bedingt ist und um dann entsprechende Maßnahmen einzuleiten.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Kurzdarstellung dienen ausschließlich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung keinesfalls einschränken.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich dem Veranschaulichen ausgewählter Ausführungsformen und stellen nicht die Gesamtheit der möglichen Realisierungen dar und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, das ein Elektromotor-Antriebssystem und ein Steuersystem aufweist, um zu ermitteln, ob eine unerwartete Beschleunigung durch einen internen Fehler oder externe Störfaktoren bedingt ist, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; und
2 ist ein Flussdiagramm, das exemplarische Verfahrensschritte für das Verfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden nun exemplarische Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Es werden exemplarische Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und den Fachleuten deren Umfang vollständig vermittelt. Es werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, wie etwa Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein tiefgreifendes Verständnis für die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Fachleute werden erkennen, dass spezifische Details möglicherweise nicht erforderlich sind, dass exemplarische Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können und dass keine der Ausführungsformen dahingehend ausgelegt werden soll, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränkt. In manchen exemplarischen Ausführungsformen sind wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Techniken nicht ausführlich beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Die hier verwendeten Singularformen, z. B. „ein“, „der/die/das“, schließen ggf. auch die Pluralformen ein, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Die Begriffe „umfasst“, „beinhaltend“, „einschließlich“ und „hat“ sind nicht ausschließlich und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Bauteile an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von weiteren Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen hiervon aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge sind nicht so auszulegen, dass die beschriebene oder dargestellte Reihenfolge unbedingt erforderlich ist, sofern diese nicht spezifisch als Reihenfolge der Ausführung angegeben ist. Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass zusätzliche oder alternative Schritte angewendet werden können.
Wenn Elemente oder Ebenen als „an/auf”, „in Verbindung mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer Ebene beschrieben werden, können sie entweder direkt mit anderen Elementen oder Ebenen in Verbindung stehen oder gekoppelt sein oder es können zwischenliegende Elemente oder Ebenen vorhanden sein. Wenn ein Element im Gegenzug als „direkt an/auf”, „direkt in Verbindung mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ anderen Elementen oder Ebenen beschrieben wird, sind ggf. keine zwischenliegenden Elemente oder Ebenen vorhanden. Andere Wörter, die zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen verwendet werden, sind in gleicher Weise zu verstehen (z. B. „zwischen“ und „direkt zwischen“, „angrenzend“ und „direkt angrenzend“ usw.). Der Begriff „und/oder“ schließt alle Kombinationen der zugehörigen aufgelisteten Elemente ein.
Mit Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 10 schematisch dargestellt und beinhaltet einen Elektromotor 12 für Antriebsräder 14 des Fahrzeugs 10 über eine Getriebeuntersetzungsvorrichtung 15. Eine Steuereinheit 16 erhält ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Geschwindigkeitssensor 18 und ein Motordrehmomentsignal von einem Motordrehmomentsensor 20. Die Steuereinheit 16 stellt dem Elektromotor 12 Steuersignale über die Steuerleitung 21 bereit. Die Steuereinheit 16 ist auch mit anderen Eingabegeräten, wie etwa einem Gaspedal 22 und einem Bremspedal 24 verbunden, um Fahrereingaben von denselben zu empfangen. Die Steuereinheit 16 kann verschiedene Formen annehmen, einschließlich aber nicht beschränkt auf eine Prozessoreinheit, dedizierte Schaltung, verschiedene Steuermodule und/oder Kombinationen davon.
Das Fahrzeug 10 verfügt über einen One-Pedal-Antriebsmodus, der von der Steuereinheit 16 gesteuert ist, sodass das Eingangssignal des Gaspedals 22 verwendet wird, um den Elektromotorbetrieb beim Beschleunigen und beim Aufrechterhalten der Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie beim Reagieren auf die Freigabe des Gaspedals 22 zum Ausüben eines negativen Drehmoments über den Elektromotor 12 zu steuern, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern und das Fahrzeug 10 ohne Anwenden der Fahrzeugbremsen im Stillstandmodus zu halten.
Die Steuereinheit 16 kann Eingaben vom Beschleunigungssensor 18 oder von anderen alternativen Sensoren verwenden, um die Fahrzeugbeschleunigung zu jedem gegebenen Zeitpunkt zu ermitteln.
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Verfahren der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt, um Fahrzeugparameter zu analysieren, um zu unterscheiden, ob eine unerwartete Fahrzeugbeschleunigung durch einen internen Fehler oder externe Störfaktoren bedingt ist. Das Verfahren verwendet eine Größenordnung und Richtung einer Änderung der Beschleunigung, um auszuwerten, ob die unerwartete Beschleunigung durch ein potenzielles Systemfehlerszenario oder ein potenzielles Unfallszenario bedingt ist und um dann entsprechende Maßnahmen einzuleiten.
Wie in 2 gezeigt, erzielt das Fahrzeug 10 bei Schritt 100 des Steuerverfahrens ein aktives „Halten“ im One-Pedal-Antriebsmodus. Bei Schritt 102 ist das Überwachen für unbeabsichtigte Fahrzeugbewegung aktiviert. Bei Schritt 104 wird ermittelt, ob eine unerwartete deutliche Änderung der Beschleunigungsrate erfasst wird. Eine unerwartete deutliche Änderung der Beschleunigungsrate kann zum Beispiel ermittelt werden, wenn das Fahrzeug beschleunigt ohne eine entsprechende die Beschleunigung anweisende Bedienereingabe zu erhalten. Falls bei Schritt 104 keine deutliche Änderung der Beschleunigungsrate ermittelt wird, kehrt die Steuerung zu Schritt 102 zurück. Falls bei Schritt 104 eine unerwartete deutliche Änderung der Beschleunigungsrate ermittelt wird, geht die Steuerung zu Schritt 106 über, wo ermittelt wird, ob eine unerwartete Änderung hinsichtlich der Ausübung des Drehmoments erfasst wird. Die unerwartete Änderung hinsichtlich der Ausübung des Drehmoments kann basierend auf die Eingabe vom Drehmomentsensor 20 erfasst werden. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt die Steuerung zu 102 zurück. Falls jedoch beim Ausüben des Drehmoments bei Schritt 106 eine unerwartete Änderung erfasst wird, geht die Steuerung zu Schritt 108 über, wo ermittelt wird, ob eine Änderung hinsichtlich der Ausübung des Drehmoments einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Wenn das nicht der Fall ist, geht das Verfahren zu Schritt 110 über, wo die Steuereinheit 16 entsprechende Maßnahmen für ein potenzielles Systemausfallszenario einleitet. Sinnvolle Maßnahmen für ein potenzielles Systemfehlerszenario können das Anhalten des Fahrzeugs, das Anwenden der Feststellbremse des Fahrzeugs und/oder das Deaktivieren des Fahrzeugbetriebs beinhalten. Genauer gesagt, kann das Antriebssystem im Falle eines internen Fehlers, der ein Abschaltung des Systems verursacht, mit 0 Drehmomentbefehl ausgeschaltet werden und sämtliche Stellantriebe können deaktiviert werden, während die Steuerung immer noch aktiv ist. Wenn der Zündschlüssel durch den Bediener ausgeschaltet wird, beginnt ein Ausschaltprozess der Steuerung. Nach einer vorgegebenen Zeit (wie etwa 5 Sekunden) wird ein End-of-Trip-(EOT)-Verfahren ausgelöst, während dem das Diagnosesystem den Fehlerstatus löscht und die Abschaltungsaktion wird freigesetzt, während die Behebung ausgelöst wird. Nach einer gewissen Zeitspanne schaltet sich die Steuerung selbst ab und der nächste Steuerungszyklus kann durch den Fahrzeugschlüssel ausgelöst werden. Falls bei Schritt 108 ermittelt wird, dass eine Änderung beim Ausüben des Drehmoments einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, geht die Steuerung zu Schritt 112 über, wo ermittelt wird, ob die Änderung beim Ausüben des Drehmoments in eine selbe Richtung stattfindet, in die sich das Fahrzeug bewegt. Wenn bei Schritt 112 ermittelt wird, dass die Änderung beim Ausüben des Drehmoments dieselbe Richtung wie die Richtung, in der sich das Fahrzeug bewegt, aufweist, geht die Steuerung zu Schritt 110 über, wo die Steuereinheit 16, wie bereits vorstehend erörtert, sprechende Maßnahmen für ein potenzielles Systemfehlerszenario einleitet. Falls bei Schritt 112 ermittelt wird, dass die Änderung beim Ausüben des Drehmoments nicht dieselbe Richtung einnimmt, wie die Richtung, in der sich das Fahrzeug bewegt, geht die Steuerung zu Schritt 114 über, wo die Steuereinheit 16 entsprechende Maßnahmen für ein potenzielles Fehler- oder Fahrzeugunfallszenario einleitet. Geeignete Maßnahmen für ein Unfallszenario können beinhalten: Erlauben des Fahrzeugs weiterhin betrieben zu werden, während zusätzliche Systemauswertungen durchgeführt werden. Dies würde einem Fahrer erlauben das Fahrzeug zu betreiben, um ein Verkehrsweg nach einem Unfall zu räumen. Nachdem ein erster Entfernungsschwellenwert überschritten worden ist, kann das System das Aktivieren einer elektrischen Feststellbremse anfordern. Nachdem ein zweiter Entfernungsschwellenwert überschritten worden ist, kann das System ein Schalten in die Parkstellung anfordern. Der Fahrer kann dann aus der Parkstellung herausschalten, um das Fahrzeug zu bewegen. Der Fahrer kann die elektrische Feststellbremse entweder manuell oder durch Beschleunigen des Fahrzeugs deaktivieren, was die elektrische Feststellbremse automatisch deaktiviert.
Das Verfahren der vorliegenden Offenbarung erlaubt es der Steuereinheit, eine externe Störung von einem internen Störfaktor, während des Betriebs im One-Pedal-Antriebsmodus, durch Verwendung des Ausmaßes der Änderung des Kraftflusses, der Richtung der Änderung des Kraftflusses und der Änderungsrate der Beschleunigung, um dies zu ermitteln, zu unterscheiden. Dementsprechend verhindert das System ein Abschalten der Abhilfemaßnahme, falls das One-Pedal-Drive-Merkmal aktiv ist und eine externe Störung, wie etwa eine Kollision, erfasst wird. Dementsprechend verwendet das System der vorliegenden Offenbarung das Kraftflussausmaß und eine Richtung einer Änderung des Kraftflusses, um zwischen externen Störfaktoren und internen Fehlern zu unterscheiden. Diese Unterscheidung ermöglicht das Einleiten mehrerer dementsprechender Maßnahmen, bei denen es darum geht, ob ein invasives Ausschalten des Systems verhindert werden soll oder ob eine angemessene Abschwächung der Immobilisierung durchgeführt werden soll.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen dient lediglich der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie ist nicht dazu bestimmt, erschöpfend zu sein und soll die Offenbarung in keiner Weise beschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern gegebenenfalls gegeneinander austauschbar und in einer ausgewählten Ausführungsform verwendbar, auch wenn dies nicht gesondert dargestellt oder beschrieben ist. Auch diverse Variationen sind denkbar. Diese Variationen stellen keine Abweichung von der Offenbarung dar, und alle Modifikationen dieser Art verstehen sich als Teil der Offenbarung und fallen in ihren Schutzumfang.

Claims

Verfahren zum Analysieren von Fahrzeugparametern, um zwischen internen Fehlern und externen Störfaktoren für ein ein Elektromotor-Antriebssystem aufweisendes Fahrzeug zu unterscheiden, das betreibbar ist, um das Fahrzeug durch das Ausüben eines Haltemoments auf das Elektromotor-Antriebssystem ohne Anwendung eines Bremssystems stationär zu halten, umfassend: das Ermitteln ob es eine unerwartete erhebliche Beschleunigungsänderungsrate gibt; basierend auf einer Ermittlung, dass es eine unerwartete Beschleunigungsänderungsrate gibt, das Ermitteln, ob es eine entsprechende unerwartete Haltemomentänderung oberhalb eines vorgegebenen Niveaus gibt; basierend auf einer Ermittlung, dass es eine entsprechende unerwartete Haltemomentänderung oberhalb eines vorgegebenen Niveaus gibt, das Ermitteln, ob eine Richtung der Haltemomentänderung, dieselbe Richtung ist, in die sich das Fahrzeug bewegt; basierend auf einer Ermittlung, dass die Richtung der Haltemomentänderung, dieselbe Richtung ist, in die sich das Fahrzeug bewegt, das Ergreifen vorgegebener Maßnahmen, um ein potenzielles Systemfehlerszenario auszuwerten; und basierend auf einer Ermittlung, dass die Richtung der Haltemomentänderung entgegengesetzt zur Richtung ist, in die sich das Fahrzeug bewegt, das Ergreifen vorgegebener Maßnahmen gegen ein potenzielles Unfallszenario, worin die gegen ein potenzielles Unfall szenario vorgegebenen Maßnahmen sich von den vorgegebenen Maßnahmen zum Auswerten eines potenziellen Systemfehlerszenarios unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die vorgegebenen Maßnahmen zum Auswerten eines potenziellen Systemfehler Szenarios das Abschalten des Fahrzeugs beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die vorgegebenen Maßnahmen für ein potentielles Unfallsszenario beinhalten, dass dem Fahrzeug erlaubt wird, den Betrieb fortzusetzen, während zusätzliche Systemauswertungen durchgeführt werden.