專利名稱：多發(fā)動機驅(qū)動的監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶多發(fā)動機驅(qū)動的汽車的監(jiān)控方法，其中至少 一個 驅(qū)動可產(chǎn)生負力矩，例如混合動力汽車的混合驅(qū)動。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)DE 103 20 016 A提出了一種驅(qū)動單元的控制裝置，該控
里的驅(qū)動單元即汽車的內(nèi)燃機。汽車通常都有一個可由司機操作的司機 愿望傳輸裝置，特別是一個可用腳操作的加速踏板。該加速踏板用來發(fā) 出 一個體現(xiàn)司機愿望傳輸裝置的瞬時操作狀態(tài)的輸出信號。控制單元從 司機愿望傳輸裝置接收該輸出信號，并對應(yīng)于這個收到的輸出信號給定 至少一個額定輸出值，特別是驅(qū)動單元的一個額定驅(qū)動力矩?？刂茊卧?這樣控制驅(qū)動單元，使驅(qū)動單元輸出的實際輸出值接近于額定輸出值。 這類控制裝置已用于汽車發(fā)動機尤其是汽油機和柴油機的不同型號中， 例如帶有電子加速踏板(EGAS)的博世發(fā)動機控制系統(tǒng)。
此外，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種在汽車控制設(shè)備中進行功能性故障查找 用的連續(xù)力矩監(jiān)控。這種監(jiān)控特別用于保護汽車內(nèi)的乘員和外部的行車 人員。其目的是防止汽車的不希望的加速。連續(xù)力矩監(jiān)控的實質(zhì)是對發(fā) 動機提供的實際力矩與容許力矩進行比較。在正常情況中，實際力矩應(yīng) 小于容許力矩。如果實際力矩超過容許力矩，則在發(fā)動機控制設(shè)備中存 在一個差錯，并引起一個導(dǎo)致一種安全汽車狀態(tài)的查錯反應(yīng)。發(fā)動機控 制設(shè)備或也叫汽車控制設(shè)備的監(jiān)控通常是按三級監(jiān)控概念進行的。其 中，發(fā)動機控制本身，特別是額定力矩的預(yù)定值是在稱為功能級的第一 級中進行的。第二級(監(jiān)控級)作為連續(xù)的力矩監(jiān)控進行。在此級中， 主要依賴于汽車功能和發(fā)動機功能確定出一個容許力矩并將它與一個 發(fā)動機實際力矩例如進行比較。這個第二級要付出代價進行保護，例如 通過全部變量的重復(fù)存放、周期性的隨機存取檢驗和周期性的只讀存儲 器檢驗以及通過永久的程序運行控制。笫三級用于計算機保護。
DE 197 39 565 Al涉及一種汽車驅(qū)動單元的扭矩控制方法，在該方
法中，驅(qū)動單元的扭矩至少按照司機愿望進行調(diào)節(jié)，并確定驅(qū)動單元的 實際扭矩和至少根據(jù)司機愿望確定一個容許的最大扭矩。在超過這個容 許最大力矩時，通過實際扭矩進行扭矩減小和/或扭矩限制。在這種情況 下，至少要確定一種運行狀態(tài)，即在這種運行狀態(tài)中，驅(qū)動單元的扭矩 可通過附加的栽荷提高。在該至少一種運行狀態(tài)過程中增加最大容許力
加容許力矩。
從上述現(xiàn)有技術(shù)中得知的力矩監(jiān)控方法不可毫無顧慮地用于混合 動力汽車。在混合動力汽車中，除了用一臺內(nèi)燃機外，還至少用另一種 力矩源(發(fā)動機)。在大多數(shù)情況中，這指的是一種電驅(qū)動。
在發(fā)動機控制中，例如通過司機操作加速踏板產(chǎn)生的要求的力矩必 須分配到現(xiàn)有的力矩源(至少兩臺發(fā)動機)上。其目的是根據(jù)多種環(huán)境 變量為全部力矩源即為全部發(fā)動機調(diào)節(jié) 一個能耗最有利的工作點。但在 現(xiàn)有技術(shù)中，迄今為止沒有提出力矩監(jiān)控的概念來探討汽車傳動系中除 了一臺內(nèi)燃機外還帶有一或多臺電動機的這種混合驅(qū)動的特殊需要。一 臺與傳動系連接的附加發(fā)動機在太高控制電流情況下完全可像一 臺"連 續(xù)的，，內(nèi)燃機那樣引起不希望的汽車加速并因而同樣需要連續(xù)的力矩監(jiān) 控。
在迄今為止的監(jiān)控概念中，只對太高力矩進行監(jiān)控。這對于不可能 產(chǎn)生負力矩的電動機來說是不夠的，因為，這種方式肯定不可能避免汽 車的不希望的加速。但在帶有多臺發(fā)動機的系統(tǒng)中，其中至少有一臺可 產(chǎn)生負力矩，這就可能產(chǎn)生新的差錯。在這類系統(tǒng)中，例如混合驅(qū)動的 情況下，汽車可能發(fā)生不希望的加速，盡管總額定力矩不太于容許力矩。 當(dāng) 一 臺驅(qū)動電動機接收一個超出其可調(diào)范圍的力矩額定值時，就可能發(fā) 生這種情況。所以例如在混合動力汽車的情況下可能在行駛過程中進行 汽車蓄電池的充電。為了蓄電池充電，至少一個電驅(qū)動應(yīng)提供一個例如
-IOO牛米的負力矩，該電驅(qū)動在這種情況中按發(fā)電機4莫式工作。為了獲
得例如200牛米的要求驅(qū)動力矩，汽車控制設(shè)備勢必使內(nèi)燃機的力矩增 加這樣的值，即在所選的例子中為300牛米。如果該至少一個電驅(qū)動不 能提供所需的負力矩，例如由于溫升或過熱只輸出一個-10牛米的負力 矩，則在本例中就存在一個2卯牛米的過高的力矩，這個力矩明顯超過 例如200牛米的要求的驅(qū)動力矩。在迄今為止的汽車控制設(shè)備設(shè)計中， 覺察不出這種差錯，因為總額定力矩是正確的，而且在汽車控制設(shè)備的 監(jiān)控級中沒有回答要求的力矩即希望的驅(qū)動力矩是否可調(diào)。對這個問題 的迄今為止的解決方案是在容許力矩和由混合驅(qū)動的單獨驅(qū)動輸出的 實際力矩之間進行比較。但這要付出很高的代價。因為必須在汽車控制 設(shè)備的監(jiān)控中模擬調(diào)節(jié)器的功能級。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明方法可確定是否存在由于一個單獨驅(qū)動例如一個混合驅(qū)動 的不可調(diào)節(jié)的力矩引起一個太高的驅(qū)動力矩問題。這樣就明顯提高了配 置混合驅(qū)動的汽車的可控性，并明顯減少了人員例如乘員或行車人員的 危險。本發(fā)明建議，在汽車控制設(shè)備的一個級內(nèi)，優(yōu)先在也叫做第二級 監(jiān)控級內(nèi)引入力矩范圍檢驗。為此，混合驅(qū)動的單元驅(qū)動例如把單獨驅(qū) 動的相應(yīng)的實際運行極限值傳輸?shù)狡嚳刂圃O(shè)備。汽車控制設(shè)備在監(jiān)控 級(笫二級)接收單獨驅(qū)動的實際力矩。除了迄至目前進4亍的有關(guān)額定 力矩和實際力矩的 一致性或?qū)嶋H力矩跟蹤要求的額定力矩的力矩比較 外，還需檢驗確定的額定力矩值是否位于相應(yīng)單獨驅(qū)動的可調(diào)范圍。這 樣，通過相應(yīng)單獨驅(qū)動提供的可能的力矩范圍就可輸入計算中。其次， 通過汽車控制設(shè)備只請求也由混合驅(qū)動的單獨驅(qū)動提供的那些額定力 矩，這就避免了在用混合驅(qū)動的汽車情況下由于未滿足力矩要求而請求 太高的驅(qū)動力矩。從而提高了該汽車的安全性和可控性。這種有利的檢 驗方式是十分簡便的，因為只須檢驗算出的額定力矩是否位于回答的力 矩范圍極限內(nèi)。此外，本發(fā)明提出的解決方案可避免在汽車控制設(shè)備的 監(jiān)控級(笫二級)中模擬有關(guān)單獨驅(qū)動的本身功能和動態(tài)特性方面的汽 車控制設(shè)備的功能級(第一級)，從而最終明顯地降低了要付出的研發(fā) 費用和使用費用。


下面借助附圖來詳細說明本發(fā)明。
附圖表示
圖1在汽車控制設(shè)備內(nèi)進行容許力矩M^和由兩個驅(qū)動的額定力 矩部分提供的額定力矩Ms。 之間的連續(xù)的力矩監(jiān)控；
圖2單獨驅(qū)動的單個力矩部分以及從中產(chǎn)生的合力矩的對比和取
決于單獨驅(qū)動的差錯；
圖3在汽車控制設(shè)備內(nèi)實施單獨驅(qū)動的范圍極限檢驗。
具體實施例方式
圖1表示在汽車控制設(shè)備內(nèi)的連續(xù)力矩監(jiān)控，其中，在比較級內(nèi)進 行容許力矩M^和額定力矩Ms。u,v或Ms。u,e之間的連續(xù)力矩監(jiān)控。
圖1示出的汽車控制設(shè)備IO包括一個功能級12 (第一級)以及一 個監(jiān)控級14(第二級)。兩個級12、 14集成在汽車控制設(shè)備10中。根 據(jù)司機對作為司機愿望傳輸裝置用的加速踏板的確定的位置， 一個在功 能級中預(yù)定的計算級20以及一個在監(jiān)控級14中的計算級22打印一個 額定力矩的額定預(yù)定值18。在功能級12中，計算級20計算出一個額定 力矩Ms。u,v 38又算出 一個額定力矩Ms。u,e 40的預(yù)定值。額定力矩Ms。u,v 38以及Ms。ii,e 40被傳輸?shù)揭粋€混合驅(qū)動32,該混合驅(qū)動包4舌至少一臺 內(nèi)燃機34以及至少一個電驅(qū)動36。在計算級20中確定的額定力矩Ms。n,v 38傳輸?shù)交旌向?qū)動32的內(nèi)燃機34，而在計算級20中確定的額定力矩 Ms。11340則傳輸?shù)街辽僖粋€電驅(qū)動36。
在汽車控制設(shè)備10的監(jiān)控級14(第二級)中，在計算級22內(nèi)借助 額定預(yù)定值18確定一個容許力矩Mzui。該力矩一皮傳輸?shù)揭粋€比較級24。 此外，在功能級12的計算級20中確定的混合驅(qū)動32的單3蟲驅(qū)動34、 36的額定力矩Ms。!,v 38以及Ms。u，E 40在比4交級24通過分接點42或44 的一個分接線路46進行傳輸。隨即根據(jù)比較24的結(jié)果得出一個查錯反 應(yīng)30。比較級24包括容許力矩Mzu的至少一個輸入端26以及至少一定 力矩Ms。u,v 38和Ms。u,e 40的輸入端28。
圖2示出了在考慮實際運行條件下一個多重驅(qū)動的相應(yīng)單獨驅(qū)動可 調(diào)節(jié)的力矩范圍在沒有檢驗時產(chǎn)生的力矩差錯。下面以并聯(lián)混合驅(qū)動為 例來說明這個問題。
多重驅(qū)動例如^f象具有至少一臺內(nèi)燃機34和至少一個電馬區(qū)動36的混 合驅(qū)動32那樣，可在行駛過程中例如進行汽車蓄電池的充電。為此，-作為例子-該至少一個電驅(qū)動36應(yīng)產(chǎn)生一個例如-100牛米的負力矩，以 便進行汽車蓄電池充電。此外，該電驅(qū)動36在發(fā)電機運4亍中運轉(zhuǎn)。為 了獲得例如200牛米的要求的驅(qū)動力矩，汽車控制設(shè)備10 4吏該至少一 臺內(nèi)燃機31的力矩提高300牛米。如果該電驅(qū)動36不能提供要求的負
力矩，例如由于過熱或由于別的原因而只能提供-10牛米的負力矩，則 存在一個太高的驅(qū)動力矩，在此例中為290牛米，該力矩比此例中例如 200牛米的要求驅(qū)動力矩超出了 90牛米。該至少一個電驅(qū)動36可運行 的力矩范圍在圖2中用參考號50標(biāo)出。電驅(qū)動36可提出一個最大力矩
Mmax,E以及一個數(shù)值相等的最小力矩M曲,E。參考號52表示由于要求的 額定力矩Ms。n,E位于該至少一個電驅(qū)動的力矩范圍以外所產(chǎn)生的差錯。
參考號54表示混合驅(qū)動32的至少一臺內(nèi)燃機34可運4亍的力矩范 圍。內(nèi)燃機34的力矩范圍54由一個最大力矩M皿x,v和一個最小力矩 Mm,n,v來界定，在這個力矩范圍內(nèi)，至少一臺內(nèi)燃機34可以運行。在力
矩范圍54，的情況中，最大力矩Mn^,v的絕對值位于最小力矩Mmin,v的
絕對值上方。
對產(chǎn)生的合力矩Mres,ges得出這樣一個值，此值超過總額定力矩 Ms。u，ges—個誤差值52。在這種情況中，產(chǎn)生的合成總力矩Mres,ges大于
要求的總額定力矩Ms。U,ges,后者由至少一個電驅(qū)動36的額定力矩Ms。u,E
40和至少一臺內(nèi)燃才幾34的額定力矩Ms。u,v38組成。在這種情況中，配 有一個例如像混合驅(qū)動32那樣的多重驅(qū)動的汽車將產(chǎn)生不容許的大的 力口速。
其中的原因在于汽車控制設(shè)備10的圖1示出的監(jiān)控級14沒有覺 察出這種誤差，因為總額定力矩是正確的，而且在汽車控制i殳備10的 功能級14中沒有回答相應(yīng)單獨傳動即圖2至少一個電驅(qū)動36的要求的 力矩是否位于力矩范圍50以內(nèi)，在這個力矩范圍內(nèi)，力矩Ms。u,E是可調(diào) 的。要解決這個問題必須進行容許力矩M^和由混合驅(qū)動32輸出的實 際力矩之間即由單獨驅(qū)動34、 36輸出的實際力矩之和之間的比較。但 這需要付出很高的代價，因為，汽車控制設(shè)備10的功能級12 (第一級) 必須在汽車控制設(shè)備10的監(jiān)控級14 (第二級)中構(gòu)成，這對連續(xù)力矩 監(jiān)控來說需要付出很高的使用費用和研發(fā)費用。
如圖3所示，本發(fā)明建議在汽車控制設(shè)備10的監(jiān)控級14 (笫二級) 中進行力矩范圍檢驗56。在力矩范圍檢驗56內(nèi)確定是否由于一個不可 調(diào)的力矩而存在一個太高的驅(qū)動力矩。這里所謂的不可調(diào)的力矩指的是
一個位于至少一個電驅(qū)動36的相應(yīng)力矩上限Mmax,E或力矩下限Mmin,E
界定的力矩范圍50以外的轉(zhuǎn)矩和/或一個位于至少一臺內(nèi)燃機34的相應(yīng)
力矩上限MmaxV或力矩下限MmmV界定的力矩范圍54以外的轉(zhuǎn)矩。該
至少一臺內(nèi)燃機34和至少一個電驅(qū)動36還向汽車控制設(shè)備10回答實 際的運行極限，特別是將其輸入汽車控制設(shè)備10的監(jiān)控級(第二級) 14中。在該處，由該至少一臺內(nèi)燃才幾34和該至少一個電驅(qū)動36分別回
答的參數(shù)Mmax,V、 M讓，v、 M咖x,E和Mmin,E作為輸入端參數(shù)提供給力矩范
圍檢驗56的輸入端58。此外，迄今為止進行的關(guān)于單獨驅(qū)動34、 36的 額定力矩與容許力矩Mzul的力矩比較要在監(jiān)控級14 (第 一級)的力矩范 圍檢驗56內(nèi)進行檢驗，確定的額定力矩Ms。u,v 38以及Ms。u，e 40是否位 于至少 一 臺內(nèi)燃機34以及至少 一個電驅(qū)動36的力矩范圍50或54以內(nèi)。 這樣，就確保了汽車控制設(shè)備10只請求也可由混合驅(qū)動32的至少一臺 內(nèi)燃機34和例如至少一個電驅(qū)動36在考慮其實際運行參數(shù)情況下提供 的那些額定力矩。這種方式可有效地抑制圖2所示的由于至少一臺內(nèi)燃 機34和至少一個電驅(qū)動36未滿足力矩要求而引起的太高的合力矩 Mres,ges。從而明顯地改善了汽車的可控性。本發(fā)明提出的方法的另一個 優(yōu)點是，在這個力矩范圍檢驗56的極便捷的實施中只需檢驗在功能級 12(第一級)中算出的額定力矩即至少一臺內(nèi)燃機34的額定力矩Ms。u,v 38的請求以及至少一個電驅(qū)動36的額定力矩Ms。u,e 40的請求是否位于 由至少一臺內(nèi)燃機34以及至少一個電驅(qū)動36回答的力矩范圍50或54 以內(nèi)。所以取消了按圖3在汽車控制設(shè)備的監(jiān)控級14 (笫二級)中進行 功能級12 (第一級)的沖莫擬。額定力矩值通過一個比4支級24以及一個 范圍極限檢驗確保了安全。這就使得在第一監(jiān)控級14中模擬單獨驅(qū)動 34、 36的本身能成為多余，因為，無須為了保證安全性而進行合成的實 際力矩比較。多重驅(qū)動的總實際力矩不用進行檢驗。
在計算級20中為了預(yù)定算出的額定力矩Ms。u,v 38以及Ms。u，e 40而 確定的值在位于汽車控制設(shè)備10的功能級12 (第一級)中的分接點42 或44取出，并傳輸?shù)皆诒O(jiān)控級14 (第二級)中設(shè)置的比較級24的至少 一個輸入端28。在該處，算出的額定力矩Ms。n,v 38或MS。U,E 40與在監(jiān) 控級14中算出的容許力矩M^進行比較。根據(jù)在比較級24內(nèi)的力矩比 較結(jié)果產(chǎn)生一個查錯反應(yīng)30。如果額定力矩Ms。u，v 38或MS。U,E 40位于
由相應(yīng)上限和下限M,，V、 Mmax,E或Mmm,v、 Mmm,E界定的范圍以外，則
在監(jiān)控級14 (第二級)內(nèi)實施的力矩范圍檢驗56在輸出端60產(chǎn)生一個 釋放查錯反應(yīng)30的信號。在這種情況中，通過混合驅(qū)動32的至少一個 單獨驅(qū)動不可能提供按預(yù)定值38或40請求的轉(zhuǎn)矩，這還要在力矩范圍
才全-瞼56的框內(nèi)確定，并向查4昔反應(yīng)30輸出一個相應(yīng)的查4昔信號。通過 集成在監(jiān)控級14 (第二級)中的力矩范圍檢驗56可防止在配有混合傳 動32的汽車的傳動系改變時，例如在置換像電驅(qū)動36這樣的配件時在 汽車控制設(shè)備10的功能級12中進行完全重新適配。
權(quán)利要求
1.帶至少兩個單獨驅(qū)動(34、36)且其中至少一個單獨驅(qū)動可提供一個負力矩的汽車驅(qū)動單元(32)的控制方法，該汽車驅(qū)動單元配有一個汽車控制設(shè)備(10)，在該控制設(shè)備中，在確定容許力矩Mzul的監(jiān)控級(14)內(nèi)進行連續(xù)的力矩比較(24)，其特征為，借助一個力矩范圍檢驗(56)檢驗確定的額定力矩(Msoll，V 38、Msoll，E 40)是否位于至少兩個單獨傳動(34、36)的力矩范圍(50、54)內(nèi)。
2. 按權(quán)利要求1的方法，其中，汽車驅(qū)動單元(32)包括至少一臺 內(nèi)燃機(34)和至少一個電驅(qū)動(36),其特征為，至少一臺內(nèi)燃機(34)的力矩范圍(54)由力矩范圍極限值Mmax,v和Mmin,v界定，而至少一個 電傳動(36)的力矩范圍(50)則由力矩范圍極限值M^x,E和Mmin,E界 定。
3. 按權(quán)利要求2的方法，其特征為，力矩范圍極限值Mmax,v、Mmin，v、Mmax,E和M皿n,E連續(xù)地回答到監(jiān)控級(14 )。
4. 按權(quán)利要求l的方法，其特征為，要確定的額定力矩Ms。n,v(38) 和Ms。!，e (40)在汽車控制設(shè)備(10)的一個功能級(12)中確定，并 傳輸?shù)狡嚳刂圃O(shè)備(10 )以內(nèi)的監(jiān)控級(14 )中的連續(xù)的力矩監(jiān)控(24 )。
5. 按權(quán)利要求2的方法，其特征為，在額定力矩Ms。u,v (38)和 MsoU,E (40)位于力矩范圍極限值Mmax,v、 Mmin，v、 Mmax，E和Mmin,E之外 時，力矩范圍檢驗(56)釋放一個查錯反應(yīng)(30)。
6. 按權(quán)利要求2的方法，其特征為，力矩范圍極限值Mmax，v、Mmin，v、M皿x,E和M皿n,E在至少一臺內(nèi)燃機(34)和至少一個電驅(qū)動(36)的控制設(shè)備中被連續(xù)地修正。
7. 按權(quán)利要求2的方法，其特征為，在形成總額定力矩Ms。u,ges之前，額定力矩Ms。n,v (38)和Ms。u,e (40)作為位于力矩范圍(50、 54)以內(nèi)的力矩進行檢^^
8. 按權(quán)利要求2的方法，其特征為，與額定力矩Ms。u,v (38)、 M城e (40)和力矩范圍極限值M腿,v、 M麗，v、 M腿,E和M皿n，E之間的 力矩范圍檢驗平行地進行容許力矩Mw和額定力矩Ms。u，v( 38 )和MS。U,E(40)之間的連續(xù)力矩比較(24)。
9. 用于實施按權(quán)利要求1至8 —項或多項所述方法的多重驅(qū)動(32 ) 的汽車控制設(shè)備(IO)，具有用于至少一臺內(nèi)燃機(34)和至少一個電 驅(qū)動(36)的功能級(12)和監(jiān)控級(14)，其特征為，在監(jiān)控級(14)中實施力矩范圍沖企-瞼(56),即在形成總額定力矩Ms。U,ges之前，額定力矩Ms。u,v (38)和MS。U,E (40)與相應(yīng)修正的力矩范圍極限值Mmax，v、 Mmin,v、 M麗,E和M腿,E進行比較。
10.按權(quán)利要求9的汽車控制設(shè)備(10),其特征為，在監(jiān)控級U4) 中既進行連續(xù)的力矩比較(24)又進行連續(xù)的力矩范圍檢驗(56)。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車驅(qū)動單元(32)的一種控制方法，該驅(qū)動單元包括至少兩個單獨驅(qū)動(34，36)，其中至少一個驅(qū)動可提供負力矩。配備了一個汽車控制設(shè)備(10)，在該控制設(shè)備中，在一個監(jiān)控級(14)內(nèi)連續(xù)進行力矩比較(24)。在該處，確定一個容許力矩M_zul。借助力矩范圍檢驗(56)確定求出的額定力矩M_soll，V(38)、M_soll，E(40)是否位于至少兩個單獨傳動(34、36)的力矩范圍(50、54)以內(nèi)。
文檔編號B60W10/06GK101351351SQ200680049676
公開日2009年1月21日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者A·西爾, H·尼曼, O·凱弗, P·哈格曼 申請人:羅伯特.博世有限公司