用于对机动车的驱动器进行监控的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于对机动车的驱动器进行监控的方法和装置。用于可靠地运行机动车的、由至少一个控制仪（1）控制的驱动器的方法包括加速度监控（100），其中根据所求取到的实际加速度（a_实际）与允许的加速度（a_允许）的比较来获知所述驱动器的运行状态的可靠性，其中，如果所述比较表明，存在着无意之中的加速度，则根据是否存在制动要求的情况来开始故障反应。
【专利说明】用于对机动车的驱动器进行监控的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对机动车的驱动器进行监控的方法和装置。在其它方面，本发明涉及一种用于实施这种方法的计算机程序、一种电子的存储介质和一种控制仪。
【背景技术】
[0002]由DE 10 2011 075 609 Al公开了一种用于对驱动器进行安全监控的、基于加速度的方法。在此，根据对加速踏板的位置来说表征的加速踏板信号在安全函数中计算额定转矩。根据所述额定转矩在所述安全函数中确定所预料的车辆加速度。此外，比如借助于加速度传感器来确定实际-车辆加速度。可以通过所述实际-车辆加速度和所预料的车辆加速度的比较来识别故障情况。
[0003]由DE 44 38 714 Al公开了一种用于对车辆的驱动功率进行控制的方法，其中仅仅设置了一台用于实施控制功能和监控功能的微型计算机。在所述微型计算机中，在此确定了至少两个彼此独立的层面，其中第一层面实施所述控制功能并且第二层面实施所述监控功能。
【发明内容】
[0004]如果如此实施一种用于可靠地运行机动车的、由至少一个控制仪(I)控制的驱动器，使得所述方法包括加速度监控，那么对于所述驱动器的尽可能可靠的运行来说有利的是，所述加速度监控表明，如果存在着无意之中的加速度，则根据是否存在制动要求来选择并且开始故障反应。
[0005]“制动要求”这个概念在此应该广义地来理解。它包括通过机动车的驾驶员产生的制动要求以及由所述机动车的辅助系统产生的制动要求。所述制动系统是否已经将制动力传递到所述机动车的车轮上在此微不足道。
[0006]“加速度监控”在此比如是一种像比如从DE 10 2011 075 609 Al中公开的那样的监控，其中根据所求取到的实际加速度与允许的加速度的比较来获知所述驱动器的运行状态的可靠性。如果这种比较表明，所求取到的实际加速度大于所述允许的加速度，则就接下来谈及，存在着“无意之中的加速度”。如果存在这种情况，那将由实际加速度减去允许的加速度产生的差也称为“无意之中的加速度”，其中从相应的上下文中清楚地知道所述区别。
[0007]在本发明的一个有利的方面中，如果存在着制动要求，则根据在所述驱动器的电机中是否存在故障来开始故障反应。所述电机在此尤其可以是能够以按电动机方式来运行的电机，比如起动器-发电机。通过是否存在着所述电机的故障这种检查，来提高所述方法的可靠性。
[0008]在这个方面的一种有利的改进方案中，如果存在所述电机的故障，则要求所述电机的中性力矩，也就是说将通过对于所述电机的电磁的操控不产生力矩的要求传输给所述电机。所述中性力矩的转换可以有利地通过所述电机的励磁线圈的主动的短路来进行。通过所述中性力矩可以保证，将所述电机的危险的反应的风险降低到最低限度，并且所述方法变得特别可靠。
[0009]按照这个方面的另一种有利的改进方案，如果不存在所述电机的故障，那就将所述电机的运行限制到按发电机方式的运行上，也就是说禁止所述电机的按电动机方式的运行，并且/或者要求电的制动力矩。通过这种方式，以特别简单的方式来保证，所述电机在不违反当前的制动要求的情况下工作，或者特别有效地支持当前的制动要求，这进一步提高所述方法的可靠性。
[0010]按照另一种有利的改进方案，如果不存在所述电机的故障或者在由所述电机自身安全地要求所述中性力矩之后还加载着无意之中的加速度，那就将所述驱动器的变速器切换为较小的档位，也就是说降低所述变速器的传动比，用于由此提高所述内燃机的拖曳力矩，并且特别有效地支持所述当前的制动要求。尤其可以规定，如果此外不存在所述内燃机或者控制仪的故障，则切换为较小的档位。
[0011]在另一个有利的方面中，可以采取按电动机方式的措施，用于提高所述内燃机的拖曳力矩。这样的措施可以包括发动机制动或者对涡轮增压器的激活。
[0012]在另一个有利的方面中，如果在能够预先给定的时间间隔结束之后还总是存在所述无意之中的加速度，那就取代加速度监控而是用一种备用监控来检查所述运行状态的可靠性。这样做的优点是，比如在一些情况中-在这些情况中由于外部的情况而错误地识别比如太大的实际加速度-通过所述备用监控来对所述运行状态进行补充的检查。由此所述方法变得更加可靠。
[0013]按照本发明的另一个有利的方面，如果不存在制动要求，则根据是否识别出外部的力的影响的情况来实施故障反应。由此提高所述方法的可靠性，因为可以合适地对存在事故的情况或者对不存在事故的情况作出反应。
[0014]对于所述外部的力的影响的识别比如可以通过安全气囊控制仪的事故求取来进行。
[0015]在这个方面的一种可能的改进方案中，如果已经识别出所述外部的力的影响，则将制动要求传输给所述机动车的制动器，并且/或者将不喷射燃料的要求传输给喷射阀操控机构，并且/或者要求电机的电的制动力矩。通过这些措施，尤其在事故情况中提高安全性。
[0016]在另一种可能的改进方案中，如果没有识别出外部的力的影响，则根据无意之中的加速度是否大于能够预先给定的阈值的情况来实施所述故障反应。通过这种方式，可以特别容易地评估情况的危急性并且适当地作出反应。
[0017]按照这个方面的另一种拓展方案，如果所述无意之中的加速度大于所述能够预先给定的阈值，则实施所述控制仪的控制软件的复位。通过这种方式，可以通过所述控制仪的、紧跟在所述复位之后的重新初始化来特别有效地消除所述控制仪的功能性故障，而没有对驾驶员来说导致太大的舒适性损失。
[0018]按照另一种拓展方案，如果所述无意之中的加速度大于所述能够预先给定的阈值，并且如果在能够预先给定的第二持续时间之后还总是存在所述无意之中的加速度，则切断所述驱动器的内燃机的喷射系统，并且切断所述控制仪的至少一个通信接口。这项措施可以特别容易地通过所谓的看门狗(Watchdog)-切断功能来进行。在此，为进行检查而将信息传输给所述控制仪并且从所述控制仪中收到回复的看门狗执行切断工作。由于切断所述通信接口、比如CAN总线这种方式，所述驱动器的其它组件不再从所述控制仪处得到信息，并且随后进入到安全的紧急运行中。由于切断所述喷射系统，也就是说尤其由于(硬件)切断所述喷射阀操控机构，而有效地禁止通过所述内燃机来产生无意之中的加速度。通过这些措施来特别有效地对特别危急的故障作出反应。
[0019]按照本发明的另一个方面可以规定，如果所述无意之中的加速度不大于所述能够预先给定的阈值，也就是说如果所述驱动器的功能性故障不是如此严重，但是在能够预先给定的第三持续时间之后还总是存在无意之中的加速度，那就取代所述加速度监控而用所述备用监控来检查所述运行状态的可靠性。这样做的优点是，比如在由于外部的情况而错误地识别比如太大的实际加速度的情况中，通过所述备用监控来对所述运行状态的可靠性进行补充的检查。由此所述方法变得更加可靠。
[0020]按照本发明的另一个方面，如果所述无意之中的加速度不大于所述能够预先给定的阈值，并且如果存在电机的故障，则要求所述电机的中性力矩。通过这种方式，可以以特别简单的并且对驾驶员来说舒适的方式禁止通过所述电机引起的无意之中的加速度。
[0021]按照一个进一步的方面，如果在能够预先给定的第四持续时间之后还总是存在所述无意之中的加速度，则取代所述加速度监控而是用所述备用监控来对所述运行状态的可靠性进行检查。这样做的优点是，比如在由于外部的情况而错误地识别比如太大的实际加速度的情况中，通过所述备用监控来对所述运行状态的可靠性进行补充的检查。由此所述方法变得更加可靠。
[0022]在其它的方面中，上面所列举的备用监控可以通过转速监控来产生。在所述转速监控中，根据内燃机的实际转速(也就是比如曲轴的转速)是否超过非禁止的、准许的发动机转速的情况来对所述运行状态的可靠性进行评估。
[0023]在另一个方面中，本发明涉及一种计算机程序，该计算机程序构造用于执行上面所描述的方法之一的所有步骤。
[0024]在另一个方面中，本发明涉及一种电子的存储介质，在该存储介质中保存了这种计算机程序。
[0025]在另一个方面中，本发明涉及一种控制仪，该控制仪具有这样的电子的存储介质。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]附图示出了本发明的特别有利的实施方式。其中
图1是在按照本发明的第一方面的控制仪中的信息流的示意图；
图2是在按照本发明的第二方面的控制仪中的信息流的示意图；并且图3是所述按本发明的方法的示范性的流程图。
【具体实施方式】
[0027]图1示意性地示出了一种可以执行所述监控的装置的构造。在图1中示出了一种控制仪1，比如对机动车的发动机进行控制的发动机控制仪。所述控制仪I通过接口 99从外部的仪器中接收数据。比如被安装在动力传动系10中的传感器传输发动机的曲轴的转速n_发动机(也可以取代所述曲轴的转速η而选择其它的、表征所述发动机的实际转速的转速，比如凸轮轴的转速)和/或所述机动车的一个或者多个车轮的转速η_车轮和/或所述机动车的实际速度V_实际和/或所述机动车的实际加速度a_实际和/或比如从加速踏板的操纵程度中求取到的驾驶员愿望FW。所述驾驶员愿望FW比如可以被标准化到处于O(未操纵加速踏板)与I (完全地操纵加速踏板)之间的数值。而后从这个驾驶员愿望FW中可以求取到驾驶员的期望力矩。
[0028]但是，也可以取代用传感器进行的求取，而是间接地求得这些参量中的一些或者全部参量，也比如可以在所述控制仪I的内部求得所述参量。
[0029]安全气囊控制仪30将包括两种可能的状态-也就是一种状态Kn和另一种状态Kj-的信号传输给所述接口 99，其中所述状态Kn表明，没有识别出所述机动车的碰撞，并且所述另一种状态Kj表明，已经识别出所述机动车的碰撞。所述状态Kj由此在这种实施例中表明，已经识别出外部的力。
[0030]此外，在所述控制仪I中构造了一加速度监控框100以及一-在这里是转速监控框200的形式的-备用监控框。所述加速度监控框100和所述转速监控框200作为输入参量从所述接口 99处接收所述接口 99所接收的参量中的一些参量或者全部参量。所述加速度监控框100和所述转速监控框200在其输出端上拥有一种信号，该信号表明，是否由所述相应的监控在所述机动车的动力传动系中发现了故障。这些输出信号被传输给测评框400，其中在这里所示出的实施例中设置了转换框600，该转换框接收所述加速度监控框100及转速监控框200的输出信号，并且按开关的位置要么将所述加速度监控框100的输出信号要么将所述转速监控框200的输出信号传输给所述测评框400。
[0031]在所述测评框400中，对向其传输的输出信号进行分析，并且将测评信号传送给措施框500，该措施框根据测评信号来采取应对措施。
[0032]转换控制框450在所述机动车的驱动器的当前的运行状态的基础上判断，向所述测评框400是传输所述加速度监控框100的输出信号还是传输所述转速监控框200的输出信号，并且相应地操控所述转换框250。所述转换控制框450可选向所述测评框400并且向所述措施框500传输一种信号，该信号给出关于这种对于转换框600的操控的情况。
[0033]在图2中示出了所述控制仪1，所述按本发明的方法可以在该控制仪中运行。所述控制仪I以所熟知的方式从加速踏板传感器105处接收驾驶员愿望FW，该驾驶员愿望被标准化到比如从O (未操纵加速踏板)到I (完全地操纵加速踏板)的数值。所述控制仪操控内燃机110和电机140。
[0034]所述第一层面-层面I从所述驾驶员愿望FW中求得合适的、用于所述内燃机110的操控参量，尤其是节气门打开程度DK和点火角ZW，所述操控参量被传输给所述内燃机140。所述第一层面也包括喷射阀操控部分130。在所述第一层面中向所述喷射阀操控部分130传输用于喷射燃料的要求。所述喷射阀操控部分130从中求得要被传输给所述内燃机110的喷射阀的操控指令IE，并且就这样控制所述喷射阀的打开和关闭。
[0035]所述对于本领域的技术人员来说也作为软件监控的层面而熟知的第二层面-层面2可以通过指令K来直接对所述第一层面的喷射阀操控部分130进行干预，并且通过所述指令K来防止所述喷射阀操控部分130将所述操控指令IE传输给所述内燃机110的喷射阀。同样，所述第二层面比如可以间接地通过单独的控制仪来操控所述制动器150和/或所述变速器160。
[0036]所述对于本领域的技术人员来说也作为硬件监控的层面而熟知的第三层面-层面3包括作为与所述控制仪I分开的硬件组合件的看门狗，该看门狗以所熟知的方式将信号传输给所述第二层面，并且根据由所述第二层面返回传输给所述第三层面的应答信号来判断，在所述第二层面中是否存在故障、尤其是所述控制仪I的硬件故障。
[0037]在图3中示范性地示出了用于本发明的一种实施方式的流程图。所述方法比如在所述控制仪I中运行。可以重复地、也就是比如与所述内燃机的每个冲程周期同步地实施所述方法。所述方法用1000中的步骤开始。在接下来的步骤1010中检查，所述实际加速度a_实际是否大于所述允许的加速度a_允许。比如事先从所述驾驶员愿望FW中推导出所述允许的加速度a_允许。
[0038]如果所述实际加速度a_实际不大于所述允许的加速度a_允许，那么所述方法就用步骤1500来结束。而如果所述实际加速度&_实际大于所述允许的加速度a_允许，那就跟着进行步骤1020。在步骤1020中检查，是否存在着制动要求。如所解释的那样，“制动要求”这个概念应该广义地来理解。如果存在着所述制动要求，则可选跟着进行步骤1030，但是也可以直接分支到步骤1060。
[0039]在步骤1030中检查，是否存在着所述电机140的被识别的故障。如果是这种情况，那就跟着进行步骤1040，如果不是这种情况，则跟着进行步骤1050。在步骤1040中，向所述电机140传输以下预先规定:输出中性力矩，也就是说如此控制所述电机140，使得其(除了其机械的惯性和摩擦之外)不产生转矩。作为替代方案，如果所述电机140受到他励，则要求所述电机140的励磁线圈的主动的短路。在步骤1050中实施以下措施中的一些或者全部措施:可以如此操控所述变速器160，从而挂入较小的档位，用于由此提高所述内燃机110的拖曳力矩。如果存在所述发动机制动器，则可以额外地将其激活。对于所述电机140来说，可以预先给定额定力矩，该额定力矩阻止、因而限制所述曲轴的旋转运动。并且可以向所述电机140传输以下限制:应该仅仅按发电机方式而不是按电动机方式来运行所述电机140。在步骤1040或者步骤1050后面跟随着步骤1060。
[0040]在步骤1060中，在能够预先给定的时间间隔结束之后检查，所述实际加速度&_实际是否还总是大于所述允许的加速度3_允许。如果是这种情况，则跟着进行步骤1070。如果不是这种情况，则判断，足够地对所述故障作出了反应，并且所述方法用步骤1500来结束。
[0041]在步骤1070中向所述转换控制框450传输指令:如此操控所述转换框600，从而将所述转速监控框200的输出信号传输给所述测评框400，也就是说所述监控由所述加速度监控100转换到所述转速监控200上。随后所述方法在步骤1500中结束。
[0042]而如果在步骤1020中发现，不存在所述制动要求，则跟着进行步骤1080。在步骤1080中检查，所述安全气囊控制仪30传输所述状态Kj:已经识别出外部的力起作用的情况。如果是这种情况，则可选跟着进行步骤1090，或者所述方法用步骤1500来结束。如果所述状态Kj未由所述安全气囊控制仪30来传输，则跟着进行步骤1110。
[0043]在步骤1090中检查，是否满足了能够预先给定的附加条件，比如所述实际速度v_实际小于能够预先给定的速度阈值。不过，也可以如此选择所述能够预先给定的附加条件，使得其总是得到满足。如果满足了所述能够预先给定的附加条件，则跟着进行步骤1100，否则所述方法用步骤1500来结束。在步骤1100中实施以下步骤中的一些或者全部步骤:可以向所述制动器150传输用于进行制动干预的指令。可以向所述电机140传输额定转矩，所述额定转矩阻止、也就是说限制所述曲轴的旋转运动。并且可以如此执行所述用于喷射燃料的要求SE，从而不喷射燃料，也就是说进行软件-喷射选除。在步骤1100之后，所述方法用步骤1500来结束。
[0044]在步骤1110中检查，所述实际加速度a_实际减去所述允许的加速度&_允许得到的差是否大于所述能够预先给定的阈值Delta_a。如果是这种情况，则可选跟着进行步骤1115，在所述步骤1115中实施所述控制仪I的控制软件的复位。随后或者紧接在步骤1110之后，跟着进行步骤1120。在步骤1120中，在所述能够预先给定的第二持续时间之后检查，是否总是存在着不允许的加速度，也就是说是否所述实际加速度还总是大于所述允许的加速度a_允许。如果不是这种情况，那么所述方法就用步骤1500来结束。而如果在所述能够预先给定的第二持续时间之后所述实际加速度a_实际还总是大于所述允许的加速度a_允许，则跟着进行步骤1130。
[0045]在步骤1130中，通过所述第三层面的看门狗监控来触发故障识别，所述故障识别被触发(比如通过所传输的信息的变化)，从而在所述看门狗监控的范围内判断，是否存在着故障。由此对所述喷射阀操控部分130进行硬件切断，并且不会再朝所述内燃机110中进行喷射。与所述驱动器的其它组件之间的通信接口、比如CAN总线可选同样被切断。随后所述方法用步骤1500来结束。
[0046]而如果在步骤1110中没有发现，所述实际加速度a_实际没有比所述允许的加速度a_允许超过至少所述能够预先给定的阈值，则可选跟着进行步骤1140或者直接跟着进行步骤1160。在步骤1140中检查，是否已经发现，存在着所述电机140的故障。如果不是这种情况，则跟着进行步骤1160。否则跟着进行步骤1150，在所述步骤1150中向所述电机140要求中性力矩，或者实施所述电机140的励磁线圈的主动的短路。随后跟着进行步骤1160。
[0047]在步骤1160中，在所述能够预先给定的第三持续时间之后检查，是否还总是存在加速度故障，也就是说所述实际加速度a_实际是否还总是大于所述允许的加速度a_允许。如果不是这种情况，那么所述方法就用步骤1500来结束。否则跟着进行步骤1170。在步骤1070中向所述转换控制框450传输指令:如此操控所述转换框600，从而将所述转速监控200的输出信号传输给所述测评框400，也就是说所述监控由所述加速度监控框100转换到所述转速监控框200上。否则，所述方法在步骤1500中结束。
[0048]在此也可以这样安排，在步骤1160中按是从步骤1140还是从步骤1150分支到步骤1160的情况来将所述第三持续时间选择得不一样长。在这种情况下，在从步骤1150分支到步骤1160的情况下在所述能够预先给定的第四持续时间结束之后检查，是否还存在所述不允许的加速度。
[0049]对于本领域的技术人员来说，不言而喻，所有在这里所描述的构件和信号都可以在软件中得到实现，但是所有构件和信号也可以作为硬件来实现，但是也可以部分地作为硬件并且部分地作为软件来实现。
【权利要求】
1.用于可靠地运行机动车的、由至少一个控制仪(I)控制的驱动器的方法， 包括加速度监控(100)，其中根据所求取到的实际加速度(a_实际)与允许的加速度(a_允许)的比较来获知所述驱动器的运行状态的可靠性， 其中，如果所述比较表明，存在着无意之中的加速度，则根据是否存在制动要求的情况来开始故障反应。
2.按权利要求1所述的方法，其中，如果存在着所述制动要求，则根据在电机(140)中是否存在故障的情况来开始所述故障反应。
3.按权利要求2所述的方法，其中，如果存在着所述电机(140)的故障，则要求所述电机的中性力矩。
4.按权利要求2或3所述的方法，其中，如果不存在所述电机(140)的故障，则将所述电机(140)的运行限制到按发电机方式的运行，并且/或者要求电的制动力矩。
5.按权利要求2到4中任一项所述的方法，其中，如果不存在所述电机(140)的故障，并且尤其如果此外不存在所述驱动器的内燃机(110)的或者所述控制仪(I)的故障，则将所述驱动器的变速器(160)换到较小的档位。
6.按权利要求2到5中任一项所述的方法，其中，如果不存在所述电机(140)的故障并且不存在所述内燃机(110)的或者所述控制仪(I)的故障，则尤其通过发动机制动或者对涡轮增压器的操控来提高所述发动机拖曳力矩。
7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果在能够预先给定的时间间隔结束之后还总是存在所述无意之中的加速度，则取代所述加速度监控(100)而用备用监控(200)尤其转速监控来对所述运行状态的可靠性进行检查。
8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果不存在制动要求，则根据是否已经识别出外部的力的影响(Kj、Kn)的情况来实施故障反应。
9.按权利要求8所述的方法，其中，如果识别出所述外部的力的影响(Kj)，则将制动要求传输给所述机动车的制动器(150)，并且/或者将不喷射燃料的要求(SE)传输给喷射阀操控部分(130)，并且/或者要求电机(140)的电的制动力矩。
10.按权利要求8或9所述的方法，其中，如果没有识别出外部的力的影响(Kn)，则根据所述无意之中的加速度是否大于能够预先给定的阈值的情况来实施所述故障反应。
11.按权利要求10所述的方法，其中，如果所述无意之中的加速度大于所述能够预先给定的阈值，则实施所述控制仪(I)的控制软件的复位。
12.按权利要求10或11所述的方法，其中，如果所述无意之中的加速度大于所述能够预先给定的阈值，并且如果在能够预先给定的第二持续时间之后还总是存在所述无意之中的加速度，则切断所述驱动器的内燃机(110)的喷射系统，并且尤其通过将所述控制仪(I)的至少一个通信接口切断这种方式来将所述驱动器的其它的组件转换为自身安全的状态。
13.按权利要求10到12中任一项所述的方法，其中，如果所述无意之中的加速度不大于所述能够预先给定的阈值，但是在能够预先给定的第三持续时间之后还总是存在所述无意之中的加速度，则取代所述加速度监控(100)而用备用监控(200)、尤其转速监控对所述运行状态的可靠性进行检查。
14.按权利要求10到13中任一项所述的方法，其中，如果所述无意之中的加速度不大于所述能够预先给定的阈值，并且如果存在所述电机(140)的故障，则要求所述电机(140)的中性力矩。
15.按权利要求14所述的方法，其中，如果在能够预先给定的第四持续时间之后还总是存在所述无意之中的加速度，则取代所述加速度监控(100)而用备用监控(200)、尤其转速监控来对所述运行状态的可靠性进行检查。
16.计算机程序，该计算机程序构造用于执行按权利要求1到15中任一项所述的方法之一的所有步骤。
17.电子的存储介质，在所述电子的存储介质上保存了按权利要求16所述的计算机程序。
18.控制仪(I)，该控制仪具有按权利要求16所述的电子的存储介质。
【文档编号】F02D41/22GK104442393SQ201410467213
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】M.许勒, V.吉尔根巴赫, M.奥佩兰德, D.瓦格纳 申请人:罗伯特·博世有限公司