專利名稱：用于尤其在混合驅(qū)動裝置中簡化力矩監(jiān)控的方法
用于尤其在混合驅(qū)動裝置中簡化力矩監(jiān)控的方法
背景技術(shù)：
由DE10320017A1已知對于驅(qū)動單元的控制裝置，其中控制裝置 控制或調(diào)節(jié)驅(qū)動單元，尤其是對于給定的驅(qū)動力矩并且是車輛的內(nèi)燃 機的驅(qū)動單元。車輛通常包括通過車輛駕駛員而可操作的車輛駕駛員 意愿傳送裝置，尤其是用腳可以操作的車輛踏板。其用于給出表示車 輛駕駛員意愿的傳送裝置的瞬時狀態(tài)的輸出信號。控制單元接到由傳 送裝置的輸出信號，并且至少一個理論輸出量屬于接到的輸出信號， 其尤其是驅(qū)動單元的驅(qū)動力矩。驅(qū)動單元由控制裝置控制成，其與由 驅(qū)動單元給出的理論輸出量的實際輸出量近似。這種類型的控制裝置 在通常的車輛發(fā)動機，尤其是內(nèi)燃機和汽油發(fā)動機的設(shè)計中已知，例 如具有電氣踏板的Bosch發(fā)動才兒控制系統(tǒng)(EGAS)。
還已知實施用于顯示在控制器中的功能故障的持續(xù)力矩監(jiān)控。這 用于保護車輛中的乘客以及保護外部交通人員。通過持續(xù)力矩監(jiān)控， 應(yīng)當(dāng)避免不希望的車輛加速。持續(xù)力矩監(jiān)控的核心是比較由發(fā)動機已 經(jīng)設(shè)定的實際力矩和允許力矩。在通常情況下，實際力矩小于允許的 力矩。如果實際力矩超過允許力矩，那么在車輛控制器中存在錯誤， 就引入將導(dǎo)致安全車輛狀態(tài)的4醬誤反應(yīng)。發(fā)動機控制器的監(jiān)控通常根 據(jù)3層面監(jiān)控概念實現(xiàn)。發(fā)動機監(jiān)控自身，特別是理論力矩 (SoIl-Moment)的預(yù)先給定在稱為功能層面的第一層面中實現(xiàn)。第二層 面(監(jiān)控層面)實施成持續(xù)監(jiān)控力矩。在該層面中，依賴于車輛功能和 發(fā)動機功能確定允許力矩，并與發(fā)動機實際力矩比較。保證第二層面 的耗費較大，例如通過雙重備份所有變量、周期性檢測RAM和ROM、 控制程序運行和測試命令。第三層面用于保證計算器。
DE19739565A1的內(nèi)容是一種用于控制車輛的扭矩的方法，其中
至少根據(jù)車輛駕使員的希望標準而設(shè)定驅(qū)動單元的扭矩，其中確定驅(qū) 動單元的實際力矩并且至少在車輛駕駛員意愿的基礎(chǔ)上確定最大允 許扭矩。當(dāng)實際扭矩超過最大允許扭矩時，引起減小和/或限制扭矩。 其中確定至少 一個運行狀態(tài)，在該狀態(tài)中通過額外的負載提高驅(qū)動單 元的扭矩。在該至少一個運行狀態(tài)期間提高最大允許力矩。由此，特 別在運行冷驅(qū)動單元和/或運行有負載的消耗裝置時提高允許力矩。
上述由現(xiàn)有技術(shù)而來的力矩監(jiān)控方法無問題的應(yīng)用到混合動力 車上。在混合動力車中，除了內(nèi)燃機，還應(yīng)用至少一個其它力矩源(發(fā) 動機)。在大多數(shù)情況下，其是電動驅(qū)動裝置。在發(fā)動機控制中，駕駛 員要求的希望力矩(其例如通過操作車輛踏板而設(shè)定)分配到現(xiàn)有力矩 源(其包括至少兩個發(fā)動機)上。這依賴于大量的環(huán)境變量而發(fā)生，并
述持續(xù)力矩監(jiān)控的核心是在第二層面(監(jiān)控層面)中比較力矩，其中比 較第二層面(監(jiān)控層面)的允許力矩和實際力矩。如果實際力矩超過允 許力矩，那么就引入鑒于此的錯誤反應(yīng)。在第二層面(監(jiān)控層面)中計 算允許力矩說明了第一層面(功能層面)的功能。在第二層面(監(jiān)控層面) 中再次實施在第一層面中的計算，但該計算大大簡化，以減小錯誤的 可能性。在混合動力車中，由車輛控制將力矩要求(理論力矩)發(fā)送到 單個力矩源，也就是發(fā)動機。實際給出的力矩(實際力矩)可以偏離于 該理論值，因為發(fā)動機控制器可以具有提高力矩的特性功能，例如空 載調(diào)節(jié)器和輔助儀器補償。此外，發(fā)動機的力矩源的慣性產(chǎn)生動態(tài)力 矩偏離。在第二層面中計算允許力矩時必須模擬出該偏離，以防止力 矩監(jiān)控的錯誤反應(yīng)。這使得開發(fā)和應(yīng)用第二層面的花費較高。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明用于簡化尤其是混合動力車的力矩監(jiān)控系統(tǒng)的方法 避免了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而已知的方法的缺點。根據(jù)本發(fā)明的方法尤其可 以大大減小開發(fā)和應(yīng)用混合驅(qū)動裝置的力矩監(jiān)控的花費。目前為止在
持續(xù)力矩監(jiān)控中在車輛控制器中發(fā)生的在允許力矩和實際力矩之間 的力矩比較由在允許力矩和理i侖力矩之間的比較代替。
在目前由現(xiàn)有技術(shù)已知的持續(xù)力矩監(jiān)控中，為了能夠在車輛控制 器的第二層面中在允許力矩M^和實際力矩Mkt之間比較力矩，模擬應(yīng) 用的力矩源的整個力矩特性功能。這表示在具有內(nèi)燃機和電動;區(qū)動裝 置的混合動力車的情況下，模擬內(nèi)燃機的力矩特性功能和模擬電發(fā)動 機的全部的力矩特性功能。在第二層面(監(jiān)控層面)中，必須同時模擬 所應(yīng)用的力矩源的動態(tài)力矩特性。為此，在例如具有一個內(nèi)燃機和兩 個電動驅(qū)動裝置的混合驅(qū)動裝置中的花費非常高。在該解決方案中， 在混合驅(qū)動裝置中應(yīng)用的驅(qū)動控制器的改變必然導(dǎo)致在車輛控制器 的第二層面(監(jiān)控層面)的改變。由此，在混合動力車的驅(qū)動線路中的 改變引起較高的監(jiān)控開發(fā)費用。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案，用于持續(xù)的力矩監(jiān)控而在允許力矩和理 論力矩之間實施的力矩比較，如果必要，那么就在第二層面(監(jiān)控層面) 中模擬各應(yīng)用的力矩源(這表示發(fā)動機)的功能。由此降低否則對于第 二層面(監(jiān)控層面)來說待承擔(dān)的開發(fā)和應(yīng)用費用。根據(jù)本發(fā)明的力矩 比較允許檢測車輛控制器的正確運行。下述根據(jù)本發(fā)明的解決方案監(jiān) 控實際力矩的形成。為了安全運行，監(jiān)控有必要保證屬于各應(yīng)用的驅(qū) 動裝置的發(fā)動機控制器。因此，理論力矩和實際力矩之間的比較在發(fā)
動機控制器中進行，并由車輛控制器取出(auslagern)。
另 一根據(jù)本發(fā)明的解決方案可以實現(xiàn)的優(yōu)點在于，根據(jù)本發(fā)明的 解決方案給出更好的監(jiān)控概念才莫塊化。這使得例如在驅(qū)動線路中應(yīng)用 另一電發(fā)動機不導(dǎo)致車輛控制監(jiān)控的變化。這表示，對于車輛控制器， 其第一層面、其第二層面和用于保證計算器的第三層面通過在驅(qū)動線 路中的改變而不涉及，并因此不需要在混合驅(qū)動裝置的驅(qū)動線路中適 配新應(yīng)用的元件。
下面參考附圖詳細說明本發(fā)明。其中
圖1顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在持續(xù)監(jiān)控力矩時在允許力矩Mzu,和實 際力矩Mw之間實施的比較，和
圖2顯示了持續(xù)的力矩監(jiān)控，其中在允許力矩Mzu,和理論力矩M望 之間進行力矩比較。
具體實施例方式
圖l顯示了在混合驅(qū)動裝置時在車輛控制器內(nèi)在允許力矩Mzu!和
實際力矩M!st之間進行的力矩比專交。
車輛控制器10包括第一層面以及第二層面，其中第一層面也稱為 功能層面，第二層面通過參考標號14指出并用作第一層面(參考標號12) 的監(jiān)控層面。此外，車輛控制器10還包括在圖1中未示出的第三層面， 其用于保證算法結(jié)構(gòu)。
通過用作駕駛員意愿傳送裝置的車輛踏板16,向車輛控制器10傳 輸理論預(yù)定值18,例如關(guān)于加速混合動力車。在通過參考標號12標記 的第一層面(功能層面)內(nèi)，在計算步驟20中計算理論力矩Ms。u。與此 同時，在計算步驟22中計算允i午力矩Mzu,。在計算步驟20中計算的理 論力矩Ms。n的值為預(yù)先給定理-論力矩Ms。u, v38和預(yù)先給定理論力矩 Ms。 , v40而傳送到混合驅(qū)動裝置32，其在圖l顯示的示例中包括內(nèi)燃機 34以及至少一個電動驅(qū)動裝置36。內(nèi)燃機34表示第一力矩源，電動驅(qū) 動裝置36表示第二力矩源。
在第二層面(標號14)中，在計算步驟22中計算的允許力矩Mzu,的值 傳送到比較步驟24。比較步驟24包括用于允許力矩Mzu,的值的輸入26, 以及用于內(nèi)燃才幾34和至少 一個應(yīng)用的電動驅(qū)動裝置36的實施力矩值 的輸入28。顯然，混合驅(qū)動裝置32也可以包括兩個或更多個電動驅(qū)動 裝置。通過反饋42由內(nèi)燃機34反饋到比較步驟24的實際力矩Mkt, v和 通過反饋44由至少一個電動驅(qū)動裝置36反饋到比較步驟24的實際力 矩Mw, E在第二層面(參考標號l)內(nèi)的比較步驟24中在力矩比較時相互
比較。如果實際力矩超過允許力矩，那么就引入錯誤反應(yīng)30。
根據(jù)在圖1中顯示的力矩比較，由車輛控制器10將實際力矩Mg, v38和Ms。u, E40的力矩要求發(fā)送到混合驅(qū)動裝置32。然而，實際由混合 驅(qū)動裝置32給出的實際力矩Mkt, v42和M^ e44可以偏萬于Ms。u, v38和 Ms。 . E40,因為控制器具有32提高內(nèi)燃機34和混合驅(qū)動裝置的至少一 個電動驅(qū)動裝置36的力矩的特性功能，例如空載調(diào)節(jié)器、輔助駕駛以 及輔助儀器補償，如自行接通的制冷閥門觸動器和在車輛的電網(wǎng)中可 接通的其它能量消耗體，如后窗玻璃加熱。由于提高力矩的特性功能 而設(shè)定的偏離在第二層面(也就是監(jiān)控層面，參考標號14)中計算允許 力矩Mzu!時必須模擬出來，以防止力矩監(jiān)控的錯誤反應(yīng)。
在圖2中顯示了在車輛控制器內(nèi)在允許力矩Mzd和實際力矩M^之 間的力矩比較。
根據(jù)本發(fā)明的方法在獲取點46和48在計算步驟20中獲取為各實 際力矩Ms。n, v38和Ms。u, E40而確定的力矩值，并且將實際力矩Ms。n, v38 和M望，E40的力矩值在車輛控制器內(nèi)通過信號線50導(dǎo)入比較步驟24。 在比較步驟24中，在不考慮各實際力矩值(在圖1中的比較說明)M^t,v42 和Mk e44的情況下，在第二層面(參考標號14)的計算步驟22中的允許 力矩M^和第一層面(功能層面，參考標號12)的計算步驟20中確定的實 際力矩Mg, v38和Ms。u, E40的值之間實施力矩比較。由此消除偏差， 該偏差由于混合驅(qū)動裝置32、尤其內(nèi)燃機34和電動驅(qū)動裝置36的提高 力矩的特性功能而可以調(diào)節(jié)，使得通過該作用消除力矩監(jiān)控的錯誤反 應(yīng)。
通過根據(jù)本發(fā)明在圖2中顯示的信號流，在根據(jù)本發(fā)明的方法時 可以大大簡少開發(fā)的費用并簡化力矩監(jiān)控的適配。尤其可以避免否則 在第二層面(也就是監(jiān)控層面12)中關(guān)于模擬內(nèi)燃機34和混合驅(qū)動裝置 32的至少一個電動驅(qū)動裝置36的整個力矩特性功能的運行費用。同 樣，根據(jù)本發(fā)明的方法也可以避免在第二層面中沖莫擬內(nèi)燃機34和電動 驅(qū)動裝置32的動態(tài)力矩特性的費用。此外，本發(fā)明方法還可以將在內(nèi)
燃機34和至少一個電動驅(qū)動裝置36的理論力矩和實際力矩之間的比 較轉(zhuǎn)移到該器件所屬的控制器35，37中，并在此之后把該比較由車輛控 制器10取出。由此改善監(jiān)控概念的模塊化。在混合驅(qū)動裝置的驅(qū)動線 路中的改變(例如通過應(yīng)用其它電動驅(qū)動裝置36給出)不要求在第一層 面(參考標記12，功能層面)和在第二層面(參考標記14,監(jiān)控層面)中的 改變。
通過根據(jù)本發(fā)明的在比較步驟24中在理論力矩Ms。u, v38和Ms。n, e40和允許力矩Mz^之間的持續(xù)力矩比較，尤其可避免在第二層面(參 考標號14)(監(jiān)控層面)中替換混合驅(qū)動裝置32時關(guān)于適配內(nèi)燃機34或 者至少一個電動驅(qū)動裝置36的力矩特性功能的運行耗費。此外，對于 車輛控制器10節(jié)省了兩個額外的接口 一一其在目前根據(jù)圖1所示的力 矩比較中在傳遞實施力矩M^ v42和Mkt, E44時是需要的。車輛控制器 10在比較步驟24中實施力矩比較，其用于在第一層面(功能層面，參考 標號12)和第二層面(也就是監(jiān)控層面，參考標號14)之間持續(xù)地監(jiān)控力 矩，因為用于比較而在比較步驟24中要求的理論力矩Ms。u, v38和Ms。u, e40的值已經(jīng)在車輛控制器內(nèi)由第 一層面(功能層面)傳送到第二層面; (監(jiān)控層面)中。
在圖2中顯示了對于所有驅(qū)動裝置，內(nèi)燃機34和至少一個電動驅(qū) 動裝置36所確定的允許力矩。這表示對于每個在混合驅(qū)動裝置32內(nèi)存 在的驅(qū)動裝置都確定獨立的、只屬于該驅(qū)動裝置的允許力矩Mzu,。備 選地，也可以在計算步驟22中確定總和允許力矩Mzu,，這由在混合驅(qū) 動裝置32中應(yīng)用的單個驅(qū)動的總和允許力矩Mzu,得到。由此在比較步 驟24中產(chǎn)生兩個力矩比較模型。 一方面，可以實施例如在圖2中顯示 的在單個允許力矩Mzui和Ms。n, v38和Ms。n, 一0的單個理論力矩比較， 另一方面實施總和理論力矩比較。在總和理論力矩比較時，理i侖力矩 Ms。 . v38和Ms。u, E40的總和(在具有兩個力矩源的混合驅(qū)動裝置32中) 與在計算步驟22中確定的總和允許力矩Mzu,比較。根據(jù)本發(fā)明的方法 這兩個改型都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于控制車輛驅(qū)動單元(32)的方法，所述車輛驅(qū)動單元(32)包括至少兩個獨立驅(qū)動裝置(34，36)，帶有車輛控制器(10)，在所述車輛控制器(10)內(nèi)在允許力矩MZul和其它力矩之間實現(xiàn)持續(xù)的力矩比較(24)，其特征在于，將所述允許力矩MZul，MZul，i持續(xù)地與用于兩個獨立驅(qū)動裝置(34，36)的理論力矩MSoll，V(38)、MSoll，E(40)或MSoll，ges進行比較。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在計算步驟(22)中 為各所述至少兩個獨立驅(qū)動裝置(34,36)確定允許力矩Mzuu,或者為所 有所述獨立驅(qū)動裝置(34,36)確定總和允許力矩M加，ges。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在比較步驟(24)中， 將所述至少兩個獨立驅(qū)動裝置(34,36)中的所述獨立驅(qū)動裝置(34,36)的 理論力矩M望，v(38)和Ms。h, e(40)與為所述至少兩個獨立驅(qū)動裝置 (34,36)而確定的允許力矩M^, i進行比較。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述比較步驟(24) 中，將所述至少兩個獨立驅(qū)動裝置(34，36)的總和理論力矩Ms。n, ^與用 于所有獨立驅(qū)動裝置(34,36)的總和允許力矩Mzu,, ^進行比較。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述車輛驅(qū)動單元(32)包括 至少一個內(nèi)燃機(34)和至少一個電動驅(qū)動裝置(36),其特征在于，在所 述車輛控制器(10)內(nèi)計算所述理論力矩Ms。u, v(38)和Ms。u, E(40)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4中任一項所述的方法，其特征在于，所計 算的所述理論力矩Ms。n, v(38)和Ms。u, e(40)在所述車輛控制器(10)內(nèi)在 第一層面(功能層面)(12)中計算，并且在第二層面(監(jiān)控層面)(14)中與 所述允許力矩Mzu,進行比較。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述獨立驅(qū)動裝 置(34，36)分別所屬的控制器(35,37)中，實現(xiàn)在所述車輛控制器(10)中 計算的所述理論力矩Ms。n, v(38)和Ms。u, e(40)與所述獨立驅(qū)動裝置 (34,36)的實際力矩(42,44)的比較。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述理論力矩Ms。n, v(38)和Ms。n, e(40)在獲取點(46,48)上在所述第一層面(功能層面)(12)中 獲取。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述理論力矩Ms。n; v(38)和Ms。n. e(40)傳送到設(shè)在所述第二層面(監(jiān)控層面)(14)中的比較步 驟(24)，以用于持續(xù)的力矩監(jiān)控。
10. —種用于實施根據(jù)權(quán)利要求1至9中 一項或多項所述的方法的 車輛控制器(IO)，所述方法用于:帶有混合驅(qū)動裝置(32)的車輛，所述混 合驅(qū)動裝置(32)包括至少一個內(nèi)燃機(34)和至少一個電動驅(qū)動裝置 (36)，其中所述內(nèi)燃機(34)和所述至少一個電動驅(qū)動裝置(36)分別分配 有控制器(35，37)，并且所述車輛控制器(10)包括第一層面(功能層面) (12)和第二層面(監(jiān)控層面)(14)，其特征在于，在所述車輛控制器(IO) 中在所述第一層面(功能層面)(12)和所述第二層面(監(jiān)控層面)(14)之間 延伸有信號線(50)，所確定的理論力矩M，， v(38)和Ms。n. e(40)或總和 理論力矩Ms。u, ^通過所述信號線(50)而傳送到所述監(jiān)控層面(14)中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的車輛控制器(IO)，其特征在于，所述 監(jiān)控層面(14)具有比較步驟(24)，在所述比較步驟(24)中實現(xiàn)允許力矩 Mzui與所計算的理論力矩Ms。n, v(38)和Ms。n, e(40)或與總和理論力矩 Ms。n. ^的比較。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制車輛驅(qū)動單元(32)的方法和車輛控制器(10)。車輛驅(qū)動單元(32)包括至少兩個單獨的驅(qū)動裝置(34，36)以及車輛控制器(10)，在該車輛控制器(10)內(nèi)在允許力矩M<sub>Zul</sub>和其它力矩之間實現(xiàn)持續(xù)的力矩比較(24)。為至少兩個單獨的驅(qū)動(34，36)將允許力矩M<sub>Zul</sub>持續(xù)地與理論力矩M<sub>Soll，V</sub>(38)和M<sub>Soll，E</sub>(40)進行比較。
文檔編號B60W20/00GK101351756SQ200680049491
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