KR100412755B1 - 차량구동유닛의제어방법및장치 - Google Patents

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Abstract

구동 유닛의 출력에 대한 제어 기능 및 이 제어 기능의 모니터링이 1개의 마이크로컴퓨터만으로 실행되는 차량 구동 유닛의 제어 방법 및 장치가 제공된다. 모니터링 기능의 검사를 위하여 마이크로컴퓨터와는 별도의 모니터링 모듈이 설치되고, 이 모니터링 모듈은 소정의 시점에 테스트 신호를 마이크로컴퓨터로 전송하고, 다음에 마이크로컴퓨터는 테스트 데이타에 기초하여 모니터링 기능을 계산한다. 계산 결과가 모니터링 모듈에 전송되고, 모니터링 모듈은 기억되어 있는 값과 비교함으로써 마이크로컴퓨터에 있어서의 기능 모니터링의 기능성을 검사한다.

Description

차량 구동 유닛의 제어 방법 및 장치
(종래 기술)
본 발명은 차량 구동 유닛의 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
이러한 유형의 방법 및 장치는 독일 특허출원 제P44 38 714.8호에 기재되어 있다. 이 특허 출원에 있어서는 마이크로컴퓨터를 갖는 제어 유닛이 설치되고, 마이크로컴퓨터는 구동 유닛의 출력(내연 기관의 경우, 공기 공급량, 연료 공급량 및/또는 점화각)의 제어뿐만 아니라, 이 제어 프로그램의 올바른 기능의 모니터링도 실행한다. 이 경우, 이 마이크로컴퓨터의 프로그램 구조는 실질적으로 3개의 서로 분리된 레벨로 구성되어 있다(도 1에 관한 이하의 설명을 참조). 제1 레벨에서 제어 기능이 계산된다. 제2 레벨에서, 제1 레벨의 제어 기능의 올바른 작동이, 선택된 입출력 신호에 기초하여 검사된다. 제3 레벨에서, 제2 레벨에서 실행된 모니터링 검사가 실행 검사의 범위내에서 행해지고, 이 실행 검사는 모니터링 모듈[워치독 또는 백업(안전용) 컴퓨터]과 협동하여 모니터링 스텝의 작업이 올바른지의 여부를 검사한다. 이를 위하여, 모니터링 모듈은 소정의 질문중에서 선택된 1개의 질문을 설정하고, 이 질문은 제2 레벨 프로그램의 부분 회답 중에서 1개를 형성함으로써 회답되는 한편 에러 검출을 위하여 모니터링 모듈로 반송된다. 바람직한 실시 형태에 있어서는, 제2 레벨은 내연 기관의 공기량 설정을 모니터링하여, 에러인 경우 이 공기량 설정을 차단 내지는 비상 운전을 유도한다. 이 실시 형태에 있어서는, 모니터링 모듈은 공기 공급량을 제어하는 액츄에이터용 출력단 뿐만 아니라, 연료 공급량 및 점화용 출력단도 또한 조작한다. 프로그램의 검사 외에, 제2 레벨에 있어서의 기능 모니터링 범위내에서 실행되는 계산을 검사하기 위한 조치가 공지된 해결책에는 기재되어 있지 않다.
기능 모니터링 범위내에서 실행되는 계산을 검사하기 위한 조치를 제공하는 것이 본 발명의 과제이다.
이 과제는 독립 청구항의 특징에 의해 달성된다.
(발명의 이점)
본 발명에 의한 해결책은 제어 기능의 계산 뿐만 아니라 모니터링 기능의 계산도 또한 마찬가지로 행하는 마이크로컴퓨터의 에러 검출을 가능하게 한다. 따라서, 예를 들면 수치적으로 올바르게 계산하지 않는 모니터링 기능과 같은 잠재 에러도 또한 검출되는 것은 바람직하다.
이 경우, 본 발명에 의한 해결책의 범위내에서는 모니터링해야 할 프로그램으로부터 분리되어 있는 오퍼레이션이 사용되지 않고, 모니터링해야 할 프로그램 코드가 사용되는 것은 특히 유리하다. 따라서, 본 발명에 의한 해결책은 구동 유닛에 대한 제어의 기능 모니터링의 거의 100퍼센트에 가까운 검사를 가능하게 한다.
테스트 데이타 세트를 적절히 선택했을 때, 관련된 값의 모든 범위내에서 전형적인 테스트가 실행될 수 있는 점은 특히 유리하다. 따라서, 구동 유닛의 출력 제어의 모니터링 기능의 검사가 비트 단위의 정밀도로 행해진다.
다른 이점이 실시 형태에 관한 이하의 설명 내지 종속 청구항에서 명확하다.
이하에 본 발명을 도면에 도시한 실시 형태에 따라 상세히 설명한다. 도 1은 구동 유닛용 제어 장치의 구성도를 나타내고, 도 2 및 도 3에 본 발명에 따른 해결책의 제1 실시 형태가 흐름도로서 도시되어 있다. 도 4는 이 실시 형태에 대한 신호선도를 나타낸다. 도 5, 도 6 및 도 7에 본 발명에 따른 해결책의 제2 실시 형태가 블럭 회로도 내지 흐름도로서 도시되어 있다.
도 1에 차량의 구동 유닛 특히 내연 기관의 제어용 제어 유닛(10)이 도시되어 있다. 제어 유닛(10)은 특히 입력 회로(12)를 포함하고, 이 입력 회로(12)에 입력 라인(14 및 16)이 측정 장치(18 및 20)로부터 공급되고 있다. 입력 회로(12)에서 제어 유닛의 입력 신호가 형성되어, 마이크로컴퓨터(22)에 공급된다. 출력 제어의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 측정 장치(18 및 20)로서 운전자에 의해 조작 가능한 조작 요소 예를 들면 가속 페달의 조작도를 측정하기 위한 2개의 측정 장치가 사용된다. 이 경우, 양 측정 장치는 중복(redundant) 구성될 수도 있고, 또는 다른 실시 형태에 있어서는 연속 측정 장치(예를 들면 포텐셔미터) 및 불연속 측정 장치(예를 들면 스위치)로서 구성될 수 있다. 라인(14 및 16)을 통하여 공급되는 측정 장치로부터의 측정 신호는 입력 회로(12)에서 서로 분리되어 형성되고, 바람직하게는 각각의 루트(24 및 26)상에서, 예를 들면 2개의 입력 포트 또는 2개의 A/D 채널을 통하여 마이크로컴퓨터(22)에 공급된다. 이들 측정 신호 외에 제어 유닛 내지 마이크로컴퓨터에 구동 유닛 및/또는 차량의 다른 측정 변수, 예를 들면기관 회전 속도, 출력 설정 요소의 위치 등이 공급되지만, 도면을 이해하기 쉽도록 하기 위하여 이것들은 도 1에 도시되어 있지 않다. 마이크로컴퓨터(22)는 그 프로그램 구성에 관하여 실질적으로 3개의 레벨로 분할되어 있다. 제1 레벨(28)내에 구동 유닛에 대한 제어를 실행하기 위한 프로그램(30)이 정리되어 있다. 이 경우, 바람직한 실시 형태에 있어서는 [결합 라인(44 및 46)을 통하여 공급된다] 조작 요소의 조작도 및 다른 운전 변수에 기초하여 구동 유닛의, 바람직한 실시 형태에 있어서는 내연 기관의 토오크를 설정하는 프로그램이 사용되고, 이 프로그램은 전기적 조작 가능한 드로틀 밸브 내를 흐르는 공기 공급량, 연료 공급량 및 점화 시기를 계산한다. 마찬가지로, 마이크로컴퓨터(22)는 출력단(36 및 38)으로 통하는 출력 라인(32 및 34)을 갖고, 출력단(36 및 38)은 마찬가지로 대응하는 출력 라인(40 및 42)을 통하여 점화 시기, 연료 공급량 및 공기 공급량을 설정한다. 제2 레벨(48)내에 제어 기능(30)의 기능 모니터링의 동작을 하는 프로그램(50)이 정리되어 있다. 이 경우, 바람직한 실시 형태에 있어서는 운전자의 요구에 따라 유도되는 구동 유닛의 허용 토오크가 설정 토오크와 비교되고, 설정 토오크가 허용 토오크를 초과했을 때, 에러 상태가 검출된다. 내연 기관 제어의 바람직한 실시 형태에 있어서는 조작 요소의 조작도 및 드로틀 밸브의 설정 또는 내연 기관 부하에 대한 대응값에 관한 타당성 검사를 행하여도 좋다. 이에 따라, 내연 기관 모니터링용 프로그램(50)을 포함하는 레벨 2에, 한편으로는 조작 요소의 조작도에 관한 입력 신호가 공급되고[결합 라인(52 및 54)], 다른 한편으로는 제어 기능용 프로그램(30)의 계산 결과가 공급된다[결합 라인(56 및 58)]. 다른 실시 형태에 있어서는 계산 결과에 추가하여 또는 계산 결과의 대체로서, 내연 기관 부하, 드로틀 밸브 위치 및/또는 토오크에 대한 측정치가 공급된다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 마이크로컴퓨터(22)의 출력 라인(60)을 통하여 기능 모니터링(50)이 드로틀 밸브를 제어하기 위한 출력단(38)을 조절한다. 제1 및 제2 레벨 외에, 마이크로컴퓨터(22)의 프로그램 구성은 제3 레벨(62)을 갖고, 제3 레벨(62)내에 기능 모니터링(50)의 실행 검사를 위한 프로그램(64)이 정리되어 있다. 이 경우, 프로그램(64)은 결합 라인(66 및 68)을 통하여, 마이크로컴퓨터로부터 분리되어 있는 워치독 내지 안전용(백업) 컴퓨터(72)의 모니터링 모듈(70)과 통신한다. 결합 라인(66)을 통하여 모니터링 모듈(70)은 실행 검사를 위한 프로그램(64)내에 소정의 시퀀스를 선택한다. 이것은 실질적으로 기능 모니터링(50)이 선택된 프로그램 스텝에 따라서 형성되는 부분 회답에 기초하여 계산 작업의 실행(회답)을 [결합 라인(74)을 통하여] 개시시킴으로써, 부분 회답의 결과는 실행 검사(64)부터 다시 [결합 라인(76)을 통하여] 공급된다. 이 결과 내지 이 결과로부터 유도된 값을, 실행 검사(64)는 결합 라인(68)을 통하여 모니터링 모듈(70)에 다시 유도되고, 모니터링 모듈(70)은 이 회답을 라인(66)을 통하여 부여되는 질문과 비교한다. 에러인 경우, 모니터링 모듈(70)은 출력 라인(78)을 통하여 출력단(36 및 38)을 조작한다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 조작 요소의 조작도로부터 구동 유닛의 토오크에 대한 목표치가 유도된다. 실제의 토오크는 공기 공급량, 연료 공급량 및 점화각을 조절함으로써 이 목표치에 가까워진다.
제1 실시 형태에 있어서는, 본 발명에 의해, 마이크로컴퓨터의 기능 확장 모니터링을 위하여, 적어도 조작 요소가 해제된 바람직하지 못한 경우에(아이들링), 다음의 것이 행해진다. 모니터링 모듈(70)은, 예를 들면 조작 요소가 해제되어 있을 때, 조작 요소가 일정하게 유지될 때, 조작도가 소정값의 범위내에 있을 때 및/또는 소정 운전 시간의 경과후 또는 소정 운전 사이클수의 경과후와 같은 적어도 소정의 운전 상태에서, 주기적으로 (예를 들면 200밀리초마다) 직렬 인터페이스 또는 포트 핀을 통하여 자극 정보를 마이크로컴퓨터(22)에 세팅한다. 마이크로컴퓨터(22)는 이 자극 신호에 응답하여, 한쪽 자극 신호는 적어도 모니터링 기능의 일부에 대하여(바람직하게는 실제 토오크의 계산에 대하여 또는 허용 토오크의 계산에 대하여), 메모리 셀내에 기억된 모니터링 기능의 기초가 되는 값(예를 들면 부하 신호 및 설정 점화각 또는 조작도와 같은 토오크를 결정하는 실제값)을 기초로 하지 않고, 대응하는 운전 상태에서 모니터링 기능을 손상시키는(예를 들면 결과적으로 높은 실제 토오크가 얻어지거나 또는 낮은 허용 토오크가 얻어지는) 테스트 신호를 기초로 한다. 레벨2의 프로그램이 올바르게 기능하고 있을 때, 이 경우에 에러가 검출되어야만 한다. 이것에 이어서, 레벨2 내에 존재하는 에러 카운터가 증가된다. 에러 카운터의 어떤 카운트에 있어서, 모니터링 모듈은 마이크로컴퓨터(22)의 특정 응답, 예를 들면 에러 신호 또는 리셋 신호의 전송을 기대한다. 모니터링 모듈(70)이 이와 같은 신호를 수신했을 때, 자극 신호는 리셋되어, 제2 레벨은 기능성을 갖고 있는 것이 검출된다. 대응하는 신호가 소정의 시간(카운터의 증가 시간)내에 검출되지 않았을 때, 레벨2의 어느 프로그램이 에러를 갖고있는지 또는 운전자가 페달을 조작하지 않은 기능(예를 들면 주행 속도 제어 장치, 견인 토오크 제어 장치)이 작동하고, 이 기능은 운전자의 회망을 초과하여 기관 토오크를 더욱 상승시킨다(적어도 테스트 신호에 의해 실제 토오크가 조절될 때). 이것을 검사하기 위하여, 모니터링 모듈(70)은 자극 신호를 보유한다. 여기에서, 마이크로컴퓨터(22)는 기능 모니터링의 범위내에서 운전자의 희망 아이들링에 기초하여 토오크 모니터링을 계산하여, 상승 결합에 대할 때와는 상이한 다른 허용 토오크가 설정된다. 이 경우, 에러 카운터는 모든 경우에 증가하고, 이에 따라 마이크로컴퓨터(22)의 대응하는 응답 신호가 출력된다. 이와 같은 신호가 모니터링 모듈(70)에 의해 수신되지 않았을 때, 기능 모니터링의 범위내에 에러가 검출되어, 대응하는 차단 처리 내지 비상 운전 처리가 출력 라인(78)을 통하여 유도된다.
본 발명에 따른 해결책의 제1 실시 형태가 도 2 및 도 3에서 흐름도로 도시되어 있다. 이들 흐름도는 이 해결책의 실행을 모니터링 모듈내의 프로그램 및 기능 모니터링의 프로그램으로서 나타낸다.
도 2에 도시한 흐름도는 모니터링 모듈(70)의 프로그램을 나타낸다. 이 프로그램은 소정의 시간 간격(예를 들면 200밀리초마다)으로 상기의 운전 조건이 존재했을 때 실행된다. 제1 스템(100)에서, 자극 신호가 마이크로컴퓨터(22)(FR=기능 컴퓨터)로 출력된다 이 경우, 자극 신호는 마이크로컴퓨터(22)의 입력 라인에 있어서의 예를 들면 레벨 변화에 의해, 소정의 펄스·듀티·팩터 또는 소정의 전압을 갖는 신호에 의해 형성된다. 그것에 계속하는 스텝 102에서 에러 카운터가 그 최대치에 확실하게 도달하고나서 소정 시간이 경과된 후, 마이크로컴퓨터(22)로부터의대응 응답 신호가 검출되었는지의 여부가 검사된다. 이것이 긍정인 경우, 스텝 104에 의해 테스트가 종료된 것으로 간주되어, 프로그램은 종료된다. 다음에 소정의 운전 상태가 존재했을 때, 프로그램은 재차 개시된다.
다른 유리한 실시 형태에 있어서는, 마이크로컴퓨터(22)의 응답 신호 대신에, 에러 카운터의 현재의 카운트가 모니터링 모들(70)로 전송된다. 다음에, 모니터링 모듈(70)은 에러 카운터의 시간선도에 의해, 내지 에러 카운터가 한계치를 초과했을 때, 마이크로컴퓨터(22)의 올바른 기능, 내지 마이크로컴퓨터(22)의 에러 작동을 검출한다.
스텝 102에서, 모니터링 모들이 자극 신호에 기초하여 기대되는 마이크로컴퓨터의 작동을 검출하지 않았을 때, 스텝 106에 의해 자극 신호의 출력이 유지된다. 그것에 이어서 스텝 108에 의해, 마이크로컴퓨터(22)로부터의 응답 내지 마이크로컴퓨터(22)의 에러 카운터의 기대되는 특성이 존재하는지의 여부가 다시 검사된다. 이것이 긍정일 경우, 스텝 110에 의해 테스트가 종료된 것으로 간주되어, 프로그램은 종료되고, 한편 부정인 경우, 스텝 112에 의해 마이크로컴퓨터(22)의 기능 모니터링의 범위내에 에러가 특정되어, 대응하는 에러 응답이 모니터링 모듈에 의해 개시된다. 이것은 실질적으로 연료 공급량, 점화각 및 공기 공급량에 대한 출력단의 차단으로서 실행되거나, 또는 구동 유닛의 제한된 제어 특히 출력이 제한된 제어를 유도하는 비상 운전으로서 실행된다. 스텝 112의 후, 프로그램은 종료된다.
도 3에는 레벨 2의 마이크로컴퓨터(22)의 기능 모니터링의 대응하는 프로그램이 나타나 있다. 프로그램은 소정의 시간 간격(예를 들면 수밀리초)으로 개시된다. 프로그램 부분의 스타트 후, 제1 스텝 200에서, 조작 요소의 조작도 β 및 내연 기관 회전 속도 Nmot가 판독되고, 스텝 202에 의해 소정의 특성 곡선군, 소정의 표 또는 소정의 계산 스텝에 기초하여 조작도 β 및 내연 기관 회전 속도 Nmot로부터 허용 내연 기관 토오크 MIZUL이 결정된다. 이 경우, 이 허용 토오크는 마이크로컴퓨터의 동작에 에러가 없을 때, 구동 유닛의 실제 토오크의 모든 공차를 고려하여도 이 허용 토오크가 초과되지 않도록 결정된다. 그것에 계속하여 스텝 204에서, 모니터링 모듈로부터의 자극 신호가 존재하는지의 여부가 검사된다. 이것이 부정일 경우, 스텝 206 및 208에 의해 기능 모니터링이 개시된다. 이 때문에, 부하 신호 TL(예를 들면 공기 질량 유량 및 내연 기관 회전 속도로부터 형성된다) 및 설정 점화각 ZW가 판독되고(스텝 206), 이들 양쪽의 값 및 기관 회전 속도에 기초하여, 소정의 특성 곡선군, 소정의 표 또는 소정의 계산 스텝에 의해 내연 기관으로부터 출력되는 토오크 MIIst가 결정된다. 그것에 계속하여 문의 스텝 210에서, 예를 들면 주행 속도 제어 장치(FGR) 또는 내연 기관 견인 토오크 제어 장치(MSR)에 의해 운전자의 설정 목표 토오크를 초과한 그 시점의 상승 조절이 작동을 개시했는지의 여부가 검사된다. 이것이 긍정일 경우, 스텝 212에 의해 허용 토오크 MIZUL이 이 운전 상태에 대하여 설정되어 있는, 예를 들면 회전 속도 또는 속도의 함수인 최대치 MImax로 세팅된다. 스텝 212의 후, 스텝 210에 있어서의 「부정」회답인 경우와 마찬가지로, 스텝 214에 의해 실제 토오크 MIIst와 허용 토오크 MIZUL 사이의 비교가행해진다. 계산된 실제 토오크가 계산된 허용 토오크보다 클 때, 스텝 216에 의해 에러 카운터 F가 증분되고, 반대인 경우 스텝 218에 의해 에러 카운터 F는 감분된다. 그것에 계속하여 문의 스텝 220에서, 에러 카운터가 그 최대치에 도달했는지의 여부가 검사된다. 이것이 긍정일 경우, 스텝 222에 의해 대응하는 신호가 모니터링 모듈(70)[안전용(백업) 컴퓨터 SR]로 출력되고, 스텝 220에 있어서의 「부정」회답의 경우와 마찬가지로 프로그램은 종료된다.
자극 신호가 존재하는 것을 스텝 204가 제공한 경우, 프로그램의 이 부분에서 동시에 작동하고 있는 카운터 i가 스텝 224에 의해 증분된다. 계속하여 스텝 226에서, 기관 부하에 대한 선택된 테스트 신호 TLT및 점화각에 대한 선택된 테스트 신호 ZWT가 부여되고, 스텝 208에 대응하는 스텝 228에 의해 실제 토오크가 결정된다. 계속하여 문의 스텝 230에서, 카운터 i가 최대치 imax와 비교된다. 이 최대치에 도달하고 있지 않을 때, 스텝 210이 실행되고, 다른 경우 직접 스텝 214로 뛰어넘는다. 이 경우, 카운터 i는 또한 자극 신호가 존재하는 한편 주행 속도 제어 장치가 작동되고 있거나 또는 견인 토오크 제어 장치가 작동되고 있을 때, 희망하는 테스트 상황이 발생되는 것을 보장한다. 이 경우, 최대치 imax는 에러 카운터가 그 최대치에 도달하기 위해 필요한 시간을 고려하여 결정된다(예를 들면 2-3회의 프로그램). 실제 토오크가 허용 토오크를 초과하고 또 에러 카운터가 정상적으로 증가할 때, 스텝 222에 의해 모니터링 기능이 올바르게 기능하고 있기 때문에 응답 신호가 모니터링 모듈로 출력된다.
다른 유리한 실시 형태에서는, 적어도 테스트 상태에서 에러 카운터의 카운트가 전송된다.
도 4에 본 발명에 의한 해결책이 시간선도로 나타나 있다. 이 경우, 도 4a는 자극 신호의 시간 선도를 나타내고, 도 4b는 실제 토오크 및 허용 토오크의 시간 선도를 나타내고, 도 4c는 에러 카운터의 시간 선도를 나타내고, 도 4d는 주행 속도 제어 장치 또는 견인 토오크 제어 장치의 간섭을 나타내고, 도 4e는 마이크로컴퓨터(22)의 모니터링 모듈(70)에의 응답 신호의 시간 선도를 나타낸다.
제1 시점 TO에 있어서, 마이크로컴퓨터(22)는 모니터링 모듈에 의해 출력된 자극 신호를 수신한다(도 4a 참조). 계속하여 테스트 데이타에 기초하여 구해진 실제 토오크(도 4b의 실선)가 그 직후에 조작도에 기초하여 계산된 허용 토오크(도 4b의 파단선)를 초과한다. 그것에 따라서, 에러 카운터는 최대 에러 카운트 Fmax에 도달하는 시점 T1까지 증가한다(도 4c 참조). 이에 따라, 도 4e에 도시한 바와 같이 대응하는 에러 신호가 모니터링 모듈로 출력되어, 자극 신호를 리셋하는 한편 테스트 상태를 종료시킨다(도 4a, 도 4b 참조) 이 예에서는, 모니터링은 올바르게 작동하고 있다. 시점 T1의 후, 에러 카운터는 다시 감분된다.
시점 T2에서, 주행 속도 제어 장치가 작동되는 것으로 한다(도 4d 참조). 이 운전 상태에서는, 허용 토오크가 상승된다(도 4b 참조). 시점 T3에서, 모니터링 모듈이 자극 신호를 마이크로컴퓨터(22)에 재차 출력한 것으로 한다. 이에 따라, 도4b에 도시한 바와 같이, 테스트 데이타에 기초하여 실제 토오크가 계산된다. 이 경우, 테스트 데이타에 기초한 실제 토오크가 허용 토오크를 초과하지 않는 것으로 한다. 이것은, 시점 T4까지 자극 신호가 유지되고, 또 허용 토오크는 마치 주행 속도 제어 장치가 결합되어 있지 않는 듯이 결정되는 것을 의미한다. 이에 따라, 모니터링이 기능하고 있을 때 이전의 상태와 마찬가지로 실제 토오크가 허용 토오크를 초과하므로(도 4b 참조), 시점 T4에서 T5까지는 에러 카운터는 증분된다. 시점 T5에서 최대 에러 카운트에 도달했을 때, 에러 신호가 모니터링 모듈로 출력되고, 이에 따라 이 경우도 또한 모니터링의 올바른 기능이 증명된다. 시점 t5부터는 에러 카운터가 도 4C에 도시한 바와 같이 다시 감분된다.
본 발명에 의한 해결책의 제2 실시 형태가 도 5 내지 도 7에 도시되어 있다. 이 실시 형태도 또한, 마이크로컴퓨터의 모니터링 기능이 올바르며 확실하게 실행되어 있는지의 여부를 검사하는 동작을 이루고, 특히 제어 기능 및 모니터링 기능이 동일 마이크로컴퓨터로 실행되는 제어 장치에서 사용된다. 제1 실시 형태와 마찬가지로 에러 카운터 내지 에러 카운터로부터 유도된 신호를 전송함으로써, 확실하게 모니터링 기능의 직접 검사가 보장되지만, 모니터링 기능의 비트 단위의 정밀도를 갖는 검사는 행해지지 않는다. 오히려, 임계치 모니터링이 행해진다. 따라서, 레벨2의 모니터링의 범위내에서의 계산의 비트 단위의 정밀도를 갖는 검사를 행하기 때문에, 제2 실시 형태에 의해 레벨2의 모니터링 기능은 적어도 소정의 운전 상태에서 실제 데이타와 테스트 데이타를 번갈아 이용하여 검사한다. 테스트 데이타를 이용하여 계산할 때, 레벨2의 오리지널 프로그램은 변경 데이타를 이용하여 사용되는 것이 바람직하다. 다른 유리한 실시 형태에 있어서는 프로그램의 복사가 사용된다.
실제 데이타를 이용하여 모니터링을 계산할 때, 페달 위치 및 내연 기관 회전 속도의 실제값으로부터 허용 토오크가 구해지고 충전량, 내연 기관 회전 속도 및 점화각에 대한 값으로부터 실제 토오크가 구해진다. 이들 차를 형성함으로써, 타당성이 손상되는 경우가 검사된다. 타당성이 손상되어 있는 경우, 특히 실제 토오크가 허용 토오크에 비교하여 상당히 큰 경우, 에러 카운터가 카운트를 스타트한다. 이 계산에 이어서 모니터링 모듈은 테스트 신호를 출력하고, 그 후 이 계산은 (내연 기관 회전 속도, 페달 위치, 충전량 및 점화각에 대한) 실제 데이타가 아닌 테스트 데이타를 이용하여 행해진다. 이들 테스트 데이타는 모니터링 모듈내에 기억되며, 또 인터페이스를 통하여 마이크로컴퓨터(22)로 전송되거나 또는 마이크로컴퓨터(22)내에 여러가지 테스트 데이타 세트로서 기억되고, 모니터링 모듈은 전송된 지수에 따라 테스트 데이타 세트를 선택한다. 고정된 테스트 데이타 세트에는 허용 토오크와 실제 토오크와의 차에 대하여 단 1개의 올바른 해답만이 존재한다. 각 테스트 데이타 세트에 속하는 이들 정답은 모니터링 모듈에는 알려져 있다. 마이크로컴퓨터(22)가 이 차이를 모니터링 모듈로 전송하고, 모니터링 모듈은 결과가 옳은지의 여부를 검사한다. 이 경우, 테스트 데이타 세트는 타당한 결과뿐만 아니라 타당하지 않은 결과도 구해지도록 선택된다. 따라서, 모니터링 레벨이 타당한 상태를 타당하지 않은 상태로부터 구별하는 것이 가능한지의 여부를 검사하여도 좋다.
이 제2 실시 형태가 도 5에 블럭 회로도로서 도시되고, 이 블럭 회로도는 마이크로컴퓨터(22)의 레벨2 내의 프로그램 구조를 기호로 나타내고 있다. 모니터링 기능에, 결합 라인 300을 통하여 내연 기관 회전 속도 Nmot가, 결합 라인 302를 통하여 페달 위치 β가, 결합 라인 304를 통하여 충전량 TL이, 그리고 결합 라인 306을 통하여 설정 점화각 ZW가 공급된다. 이러한 신호는 각각 전환 요소(308, 310, 312 및 314)를 통하여 그 이전에 공급된다. 이 경우, 내연 기관 회전 속도는 허용 기관 토오크를 결정하기 위한 제1 특성 곡선군(316)에, 또한 최적 기관 토오크를 결정하기 위한 제2 특성 곡선군(318)에, 그리고 최적 점화각을 결정하기 위한 특성 곡선군(320)에 공급된다. 페달 위치 β는 필터(322)를 통하여 제1 특성 곡선군(316)에, 충전량은 제2 특성 곡선군(318) 및 제3 특성 곡선군(320)에 공급된다. 특성 곡선군(320)에서 결정되는 최적 점화각(내연 기관의 최대 효율)은 가산단(322)에 공급되고, 가산단(322)에서 최적 점화각과 실제 설정 점화각과의 차가 형성된다. 이 차는 특성 곡선(324)을 통하여 승산단(326)으로 공급된다. 특성 곡선(324)은 점화각의 편차를 토오크의 최적 토오크(최고 효율)로부터의 편차로 변환한다. 승산단(326)에서 최적 기관 토오크가 점화각 편차에 따른 토오크 보정에 기초하여 보정된다. 그 결과는 실제 토오크에 대한 척도이다. 이 척도는 가산단(328)에 공급되고, 이 가산단(328)에는 또한 특성 곡선군(316)으로부터 허용 토오크가 공급된다. 허용 토오크는 실제 토오크에서 감산함으로써 토오크 차가 형성되고, 이 토오크 차는 결합 라인(330)을 통하여 모니터링 모듈로 공급된다. 또한, 토오크 차는 임계치 스위치(332)에 공급되고, 이 임계치 스위치(332)는 허용 토오크가 실제 토오크에 의해 초과된 경우에 에러 카운터(334)를 증분한다.
바람직한 실시예에서는, 에러 카운터의 카운트는 적어도 그 최대치에 도달했을 때에 결합 라인(336)을 통하여 모니터링 모듈로 전송된다. 모니터링 모듈로부터 결합 라인(338)이 공급되고, 이 결합 라인(338)은 전환 요소(308 내지 314)를 정상 위치에서 파단선으로 도시한 테스트 위치로 전환된다. 이 위치에서, 기관 회전 속도, 페달 위치, 충전량 및 점화각에 대한 결합 라인이 여러가지 테스트 데이타 세트를 포함하는 표 또는 메모리(340, 342, 344 및 346)에 결합되어 있다. 이들 표 또는 메모리(340, 342, 344 및 346)는 결합 라인을 통하여 모니터링 모듈로부터 공급되는 선택 신호의 함수로서 선택된다.
제2 실시 형태의 범위내에 있어서의 본 발명에 따른 해결책의 컴퓨터 프로그램으로서의 실시 형태가 도 6 및 도 7의 흐름도로 나타나 있다. 이 경우, 도 6은 모니터링 모듈에서 실행되는 프로그램을 나타내고, 한편 도 7은 마이크로컴퓨터(22)내에서 실행되는 프로그램을 나타내고 있다.
도 6에 도시한 모니터링 모듈의 프로그램은 소정의 시간 간격으로 호출되고, 이 경우 유리한 실시 형태에 있어서는, 프로그램은 적어도 1개의 상기 소정 운전 상태에서만 호출된다. 도시한 프로그램 부분의 제1 스텝(400)에서 테스트 신호가 형성되며, 또 마이크로컴퓨터(22)로 출력되고, 테스트 데이타 세트 내지 테스트 데이타 세트를 결정하는 지수가 전송된다. 바람직한 실시 형태에 있어서는, 테스트데이타는 (가속 페달 위치 및 내연 기관 회전 속도 또는 충전량으로 형성되는) 실제의 운전 상태에 기초하여 판독되며, 또 타당한 조합 및 타당하지 않은 조합으로서 번갈아 선택된다. 본 발명에 따른 해결책의 실행 범위내에서 테스트의 개시, 테스트 데이타의 선택 및 설정에 관해서는 다른 방식이 이용될 수도 있다(예를 들면 타당한 데이타만, 타당하지 않은 데이타만). 계속하여 스텝 402에서, 마이크로컴퓨터(22)에 의해 계산된 토오크 차 MIDiff및 경우에 따라 에러 카운터의 카운트가 판독되고, 스텝 404에서 계산된 결과가 올바른지의 여부가 기억되어 있는 차의 값에 기초하여 검사된다. 결과가 올바를 때, 프로그램은 다시 다른 테스트 데이타를 이용하여 스타트된다. 결과가 일치하지 않을 때, 스텝 406에 의해 에러 상태가 검출되고, 프로그램은 종료된다. 선택된 방식에 따라 각각, 에러가 1회 검출되었을 때 또는 에러가 복수회 검출되었을 때에 처음의 대응 응답(출력단의 차단)이 실행될 수 있다. 다른 유리한 실시 형태에 있어서는, 모니터링 모듈내에서 에러 카운터가 작동하고, 이 경우 에러 카운터가 최대치에 도달했을 때 에러 조치가 개시된다. 에러 카운터의 카운트를 전송했을 때, 모니터링 모듈은 카운터의 카운트 시간 선도 및/또는 최대치에의 도달을 검사한다.
도 7에 도시한 프로그램 부분은 마이크로컴퓨터(22)에서 소정의 시간 간격으로 스타트되는 프로그램을 나타낸다. 프로그램이 스타트된 후, 제1 스텝(500)에서 테스트 신호가 존재했을 때, 페달 위치, 내연 기관 회전 속도, 점화각 및 충전량에 대한 테스트값이 선택 내지 판독된다. 테스트 신호가 존재하지 않을 때, 측정 내지계산된 실제값이 판독된다. 이하에, 테스트 신호가 존재하는 상태를 설명한다. 정상 운전에 있어서는, 프로그램은 그것에 따라서 테스트 데이타 대신에 실제의 운전 변수값이 사용되도록 실행된다. 스텝 502에서 페달 위치에 대한 신호값이 소정의 필터링으로 걸러진다. 이에 계속하는 스텝 504에 의해, 페달 위치 및 내연 기관 회전 속도에 대한 테스트값에 기초하여 허용 토오크 MIZUL이 결정되어, 충전량, 점화각 및 내연 기관 회전 속도에 대한 테스트값에 기초하여 실제 토오크 MIIst가 결정된다. 계속하는 스텝 506에서 실제 토오크와 허용 토오크와의 차로서 차 토오크 MIDiff가 형성되고, 스텝 508에 의해 모니터링 모듈로 출력된다. 계속하여 스텝 510에서 차 토오크가 0보다 큰지의 여부가 검사된다. 이것이 긍정일 경우 에러 카운터가 1만큼 증가되고(스텝 512), 부정일 경우 1만큼 저감된다(스텝 514). 계속하여 스텝 516에서 에러 카운터가 그 최대치에 도달했는지의 여부가 검사되고, 이 경우 긍정 회답일 경우 스텝 518에 의해 에러가 검출되어, 경우에 따라 대응하는 신호가 모니터링 모듈로 출력된다. 에러 카운터가 그 최대치에 또한 도달하여 있지 않은 경우 프로그램은 종료되고, 소정의 시간 경과 후 다시 스타트된다. 대체 태양으로서 실제의 에러 카운터의 카운트가 전송된다.
제1 및 제2 실시 형태의 조합은 특히 유리하다. 이 경우, 마이크로컴퓨터(22)에서 모니터링 모듈로, 토오크값 간의 차뿐만 아니라 에러 카운터도 또한 전송된다. 이들 값에 기초하여, 모니터링 모들은 토오크 차의 비트 정밀도를 갖는 계산뿐만 아니라, 에러 검출 기능 특히 허용 토오크와 계산 토오크 사이의 타당한 편차 및 타당하지 않은 편차 사이의 구별도 모니터링한다.
토오크 설정을 위한 제어 기능은 기능 모니터링을 위한 테스트 경과에도 불구하고 항상 실제의 값에 기초하여 실행되고, 따라서 테스트에 의해 구동 유닛의 운전이 영향을 받는 일은 없다.
본 발명에 의한 해결책은 대응하는 운전 변수를 고려하여, 마찬가지로 디젤 기관에서도 사용된다.
상기 바람직한 실시 형태에서, 모니터링 기능은 도시한 토오크 즉 내연 기관에서 연소에 의해 발생되는 토오크에 기초하여 설명되어 있다. 다른 실시 형태에 있어서는 모니터링에 따라 테스트에 대해, 다른 토오크값(예를 들면 출력 토오크), 충전값 또는 부하값, 출력값 또는 페달 위치 및 드로틀 밸브 위치가 사용되어도 좋다. 이 때에도 마찬가지로, 테스트 데이타 세트를 제공하는 본 발명에 따른 해결책이 실행된다.
가속 페달 위치에 기초하는 허용 토오크의 계산 외에, 대응하는 운전 상태에 있어서, 다른 운전 요소(예를 들면 주행 속도 제어 장치)의 설정, 목표 토오크값을 제공하는 외부 결합(예를 들면 주행 속도 제어 장치, 기관 견인 토오크 제어 장치, 구동 미끄럼 제어 장치 등)의 목표값 및/또는 특수 운전 변수(예를 들면 주행 속도, 미끄럼, 회전 속도 등)도 또한, 이 운전 상태에서 허용 토오크를 결정할 때 고려되며, 또 이에 따라 이 운전 상태에 있어서의 또는 이 운전 상태에 대한 모니터링 및 모니터링의 검사가 보증된다.
본 발명에 따른 해결책이 디젤 기관에서 사용된 경우, 충전량 대신에 연료공급량이, 그리고 점화 대신에 분사 개시가 판독되어야 한다.
다른 실시 형태에 있어서는, 허용 토오크와 차 및/또는 에러 카운터의 카운트를 전송하는 것 외에, 다른 중간값, 예를 들면 허용 토오크 및 실제 토오크, 임계치를 초과했을 때의 차의 평가 등이 전송된다.

Claims (11)

  1. 차량(vehicle)의 구동 유닛의 제어 방법에 있어서,
    마이크로컴퓨터가 설치되고, 상기 마이크로컴퓨터는 제1 프로그램에 의해 구동 유닛 및 차량의 운전 변수(operating variables)의 함수로서 상기 구동 유닛의 출력을 제어하고, 이 출력 제어를 선택된 운전 변수에 기초하여 제2 프로그램에 의해 모니터링하고,
    상기 마이크로컴퓨터내에서 실행되는, 모니터링을 위한 프로그램의 작동성(operability)을 모니터링 모듈에 의해 검사하고,
    상기 마이크로컴퓨터가 상기 모니터링 모듈로부터 적어도 하나의 운전 상태에서 테스트 신호를 수신하고, 이 테스트 신호에 응답하여 상기 마이크로컴퓨터는 선택된 테스트 데이타에 기초하여 소정의 모니터링 기능을 실행하는 한편, 모니터링의 결과 또는 중간값을 상기 모니터링 모듈로 전송하는
    것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모니터링 모듈이, 전송된 결과를 기대치와 비교함으로써 상기 마이크로컴퓨터에 있어서의 모니터링 기능의 작동성(operability of monitoring function)을 검사하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조작 요소의 위치 또는 외부 설정치의 함수로서 계산된 허용 기관 토오크 및 계산된 실제 기관 토오크에 기초하여 모니터링 기능을 실행하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 내연 기관이며, 허용 토오크는 내연 기관 회전 속도, 가속 페달 위치 및 기타 조작 요소의 설정치 또는 외부 설정치에 기초하여 계산되고, 실제 토오크는 충전량 및/또는 연료 공급량, 내연 기관 회전 속도 및 설정된 점화각 내지 분사 개시에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    모니터링 기능을 검사하기 위하여, 허용 토오크 및 실제 토오크가 테스트 데이타에 기초하여 구해지는 한편 서로 비교되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    테스트 신호에 응답하여 모니터링 기능을 검사하기 위하여, 실제 토오크가 테스트 신호에 기초하여 구해지고, 측정치에 기초하여 구해진 허용 토오크와 비교되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    실제 토오크와 허용 토오크의 차가 상기 모니터링 모듈로 전송되고, 상기 모니터링 모듈은 기억되어 있는 테스트 데이타에 속하는 측정치에 기초하여, 상기 마이크로컴퓨터에서의 상기 차의 계산의 정확성(correctness)을 검사하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    실제 토오크가 허용 토오크를 초과하였을 때, 에러 카운터가 증분되고, 상기 에러 카운터의 카운트 또는 카운트가 최대 카운트를 초과한 것이 상기 모니터링 모듈에 전송되고, 상기 모니터링 모듈은 전송된 신호에 기초하여 모니터링의 작동성을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    토오크가 운전자의 회망을 초과하여 상승하는 경우가 있는 조절시에, 최대 허용 토오크가 운전자의 회망에 따르지 않는 보다 높은 값으로 세트되고, 이 경우 상기 모니터링 모듈은 상기 마이크로컴퓨터가 에러를 갖는 테스트 데이타에 응답하는 것이 검출되지 않았을 때, 상기 마이크로컴퓨터를 동작시켜 이 운전 상태에서도 또한 페달로부터 유도된 허용 토오크를 모니터링의 검사에 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    에러 케이스가 검출되었을 때, 모니터링 기능에 의해 공기량 설정용 출력단이 차단되고, 상기 모니터링 모듈에 의해 공기량 설정용 출력단 및/또는 연료 공급량용 출력단, 경우에 따라 점화용 출력단이 차단되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 유닛의 제어 방법.
  11. 제1 프로그램에 의해 구동 유닛의 출력을 상기 구동 유닛 및 차량의 운전 변수의 함수로서 제어하는 한편, 출력 제어를 위하여 실행되는 제어 기능을 제2 프로그램에 의해, 선택된 운전 변수에 기초하여 모니터링하는 마이크로컴퓨터와, 상기 마이크로컴퓨터에 있어서의 모니터링을 검사하는 모니터링 모듈을 구비한 차량 구동 유닛의 제어 장치에 있어서,
    상기 모니터링 모듈이 적어도 하나의 운전 상태에서 상기 마이크로컴퓨터용 테스트 신호를 발생하고, 상기 마이크로컴퓨터는 이 테스트 신호에 응답하여 소정의 테스트 데이타에 기초하여 제어 기능의 모니터링을 실행하고, 계산 결과 또는 중간값을 상기 모니터링 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의 제어 장치.
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