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Die
Erfindung betrifft ein Ansteuersystem für eine Antriebseinheit eines
Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der noch unveröffentlichten
DE 10 2005 048 330 ist
ein Ansteuersystem für
eine elektrische Maschine bekannt, mit einer Funktionsebene und
einer von der Funktionsebene unabhängigen Überwachungsebene, wobei die
Funktionsebene eine Einrichtung zur Umwandlung eines oder mehrerer
eingehender Betriebsparameter der elektrischen Maschine in einen
Ausgabewert aufweist. Als Ausgabewert wird ein Istmoment über die
Funktionsüberwachungsebene
ausgegeben.
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE
102 51 095 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine
bekannt, mit einem Ansteuersystem, wobei eine Betriebsgröße der elektrischen
Maschine und/oder des Ansteuersystems überwacht wird, und wobei die
Zulässigkeit
eines Istmoments der elektrischen Maschine überprüft und bei Nicht-Zulässigkeit des
Istmoments eine Fehlerreaktion eingeleitet wird. Die Zulässigkeit
des Istmoments wird vorzugsweise derart überprüft, dass ein zulässiges Moment
aus einem Sollmoment und vordefinierten Grenzwerten für das Sollmoment
gebildet wird, und dass das Istmoment zulässig ist, wenn seine Abweichung
von dem zu lässigen
Moment einen bestimmten Betrag nicht überschreitet. Die Erfindung
kann zur Überwachung einer
als Starter/Generator in einem Kraftfahrzeug eingesetzten elektrischen
Maschine angewendet werden.
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Die Überwachung
von Steuereinheiten eines Ansteuersystems einer Antriebseinheit
ist im Allgemeinen als Drei-Ebenen-Überwachungskonzept
ausgeführt.
Ein derartiges Überwachungskonzept
ist aus der Druckschrift
DE
44 38 714 A1 bekannt. Sie beschreibt ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeuges
mit einem Mikrocomputer mit wenigstens zwei voneinander unabhängigen Ebenen,
wobei eine erste Ebene die Steuerfunktionen und eine zweite Ebene
die Überwachungsfunktionen
durchführt.
Eine dritte Ebene bildet eine Kontrollebene, welche die Überwachungsebene
und damit den Mikrocomputer kontrolliert.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Ansteuersystem mit hoher Datensicherheit
bei guter Reaktionsgeschwindigkeit und Verfügbarkeit darzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass in der Funktionsüberwachungsebene
eine Datenübertragungseinrichtung
zur Ausgabe von Daten an einen Datenbus angeordnet ist, durch die
ein Antriebs-Sollmoment an die Antriebseinheit, ihr zugeordnete
Aktoren oder Sensoren oder eine Leistungsendstufe einer zweiten
Antriebseinheit ausgebbar ist.
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Eine
Datenübertragungseinrichtung
zur Ausgabe von Daten in der Funktionsüberwachungsebene anzuordnen
hat den Vorteil, dass die Daten vor ihrer Ausgabe einer Qualitätsüberprüfung durch
die Funktionsüberwachungsebene
unterzogen werden können.
Dabei können
die Daten beispielsweise auf Aktualität, Zulässigkeit, Plausibilität, Richtigkeit
einer mitgeführten
Prüfzahl
und dergleichen überprüft werden.
Ebenso ermöglicht
dies, unzulässige
Daten durch zulässige
Daten zu ersetzen. Das erhöht
die Datensicherheit und die Qualität der ausgegebenen Daten. Diese
Rechnerkapazität
benötigenden
und zeitraubenden Vorgänge
in der Funktionsüberwachungsebene
durchzuführen,
beschleunigt die Vorgänge
in der Funktionsebene. Dabei bleibt die gewünschte Qualität der Datenübertragung
erhalten, da qualitätsrelevante
Kontroll- und Prüfvorgänge nicht weggelassen,
sondern nur in die Funktionsüberwachungsebene
verlagert werden.
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In
einer Ausführungsform
ist der Steuereinheit eine Sollvorgabe zuführbar und in der Funktionsebene
der Steuereinheit in mehrere Antriebs-Sollmomente aufspaltbar, wobei
jedes Antriebs-Sollmoment einer separaten Antriebseinheit zugeordnet
ist. Damit ist es möglich
mehrere Antriebseinheiten miteinander zu koordinieren. Der Ausfall
einer Antriebseinheit ist mit dieser Ausführungsform auf einfache Weise durch
die anderen Antriebseinheiten kompensierbar.
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In
einer Ausführungsform
weist die Steuereinheit einen Momentenbegrenzer auf, durch den das
ihm zugeführte
Antriebs-Sollmoment
begrenzbar ist, wenn ein Vergleicher erkennt, dass die Summe aus
den Antriebs-Sollmomenten ein maximal zulässiges Moment übersteigt.
Damit wird sichergestellt, dass bei der Aufspaltung der Momentenanforderung kein
Fehler aufgetreten ist und die Summe aller Momente auch dem gewünschten
Gesamtmoment entspricht.
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In
einer Ausführungsform
ist durch die Datenübertragungseinrichtung
der Funktionsüberwachungsebene der
einer Antriebseinheit zugeordneten Steuereinheit ein Soll-Achsmoment
an eine Hybrid-Steuereinheit ausgebbar. Damit ist ein verteiltes System
darstellbar, in dem die Steuerung der Aktoren in lokaler Nähe zu den
Aktoren stattfindet (weil z.B. die Leistungselektronik inkl. Steuerung
direkt an der Maschine angeordnet ist). In diesem Fall sind keine Kabel
für die
Maschine notwendig, sondern es können
stattdessen auch Leistungsverschienungen eingesetzt werden. Dabei
handelt es sich bei Leistungsverschienungen um steife Leiterbahnen,
die kostengünstig
in der Herstellung und robust gegen Hitze, Feuchte, Schmutz und
mechanische Belastung sind.
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In
einer Ausführungsform
ist eine Hybrid-Steuereinheit vorgesehen, in der aus einem geforderten
Achs-Sollmoment Antriebs-Sollmomente für die anzusteuernden separaten
Antriebseinheiten bildbar sind und diese Antriebs-Sollmomente von
der Hybrid-Steuereinheit an die Steuereinheiten der anzusteuernden
Antriebseinheiten weitergebbar sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil,
dass zur Koordination aller Antriebseinheiten eine eigene Hybrid-Steuereinheit
vorgesehen ist. Damit wird die Steuereinheit der Brennkraftmaschine
von diesen Aufgaben entlastet und von dem damit verbundenen Fehlerrisiko
entkoppelt. So können
unterschiedliche Antriebseinheiten, beispielsweise auch mehrere Brennkraftmaschinen
an eine Hybrid-Steuereinheit angekoppelt werden. Tritt ein Fehler
in der Hybrid-Steuereinheit auf, so ist es möglich die Hybrid-Steuereinheit
abzuschalten und die Brennkraftmaschine allein nur über ihre
eigene Steuereinheit betrieben werden. Damit wird die Verfügbarkeit
des Gesamtsystems Kraftfahrzeug erhöht.
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In
einer Ausführungsform
stehen die Steuereinheiten der anzusteuernden Antriebseinheiten
derart mit der Hybrid-Steuereinheit
in Verbindung, dass die jeweiligen Istmomente der separaten Antriebseinheiten
von den Steuereinheiten der Antriebseinheiten an die Hybrid-Steuereinheit
weitergebbar sind. Damit ist es für die Hybrid-Steuereinheit
möglich,
die ordnungsgemäße Umsetzung
der Vorgaben zu überwachen
und ggf. regelnd einzugreifen.
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In
einer Ausführungsform
ist in der Funktionsüberwachungsebene
der Steuereinheit ein zulässiges
Moment bildbar und um eine Toleranz T erhöhbar. Dieses tolerierte zulässige Moment
ist in einem zweiten Momentenvergleicher mit einer durch Addition
der jeweiligen Istmomente oder der Ist-Achsmomente der separaten
Antriebseinheiten bildbaren Summe vergleichbar, wobei eine Abhilfemaßnahme durch
den zweiten Momentenvergleicher auslösbar ist, wenn diese Summe
das tolerierte zulässige
Moment überschreitet.
Damit kann ein Fehler im Summen-Istmoment
erkannt und Maßnahmen
zur Fehlerkorrektur veranlasst werden. Die Überwachung des Summen-Istmoments
verbessert die Fehlererkennung. Dazu ist nur die Überwachung
des Summenmomentes notwendig, da dies die Fahrzeugreaktion im Bezug
auf eine ungewollte positive oder negative Beschleunigung beeinflusst.
Eine Überwachung
der Verteilung der einzelnen Momente ist jedoch nicht notwendig.
Die Einleitung von Abhilfemaßnahmen stellt
sicher, das keine ungewollte Fahrzeugreaktion, z.B. durch zuviel
Moment bzw. zu hohes Bremsmoment erfolgt. Da auf durch diese Maßnahmen
das System weiter nutzbar bleibt, erhöht sich die Verfügbarkeit
der Antriebseinheiten und des Gesamtsystems.
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In
einer Ausführungsform
ist der Hybrid-Steuereinheit eine Kontrolleinheit zugeordnet, welche
die Funktionsebene und/oder die Funktionsüberwachungsebene der Hybrid-Steuereinheit kontrolliert.
Die Kontrolleinheit ist über
einen Abschaltpfad direkt mit der Datenübertragungseinrichtung verbunden,
wobei diese abschaltbar ist, wenn die Kontrolleinheit einen Fehler
der Hybrid-Steuereinheit erkennt. Dieser Einsatz eines Drei-Ebenen-Überwachungskonzepts
vergrößert die
Qualität
der Daten und erhöht
die Fehlererkennung.
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In
einer Ausführungsform
ist die Kontrolleinheit über
einen Abschaltpfad direkt mit einer Leistungsendstufe einer der
Steuereinheiten verbunden, wobei diese Leistungsendstufe abschaltbar
ist, wenn die Kontrolleinheit einen Fehler der Steuereinheit erkennt.
Damit können
beispielsweise die Leistungsendstufen von elektrischen Antriebseinheiten
oder Aktoren einer Brennkraftmaschine deaktiviert werden, wenn eine
Kontrolleinheit einer Hybrid-Steuereinheit einen Fehler der Hybridsteuereinheit
erkennt. Damit kann ein möglicher
Schaden der Antriebseinheiten durch fehlerhafte Ansteuerung vermieden werden.
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In
einer Ausführungsform
ist die Kontrolleinheit über
einen Reset-Pfad direkt mit der Hybrid-Steuereinheit verbunden,
wobei diese in einen Standardzustand zurücksetzbar ist, wenn die Kontrolleinheit
einen Fehler der Hybrid-Steuereinheit erkennt. Damit kann im Fehlerfall
das Ansteuersystem wieder in einen definierten Zustand versetzt
werden. Damit wird die Verfügbarkeit
des Systems erhöht.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen und
den Beschreibungen hervor. Dabei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems
mit einer Steuereinheit für
eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Maschine,
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2 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems
mit mehreren Steuereinheiten,
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3 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems
mit einer Steuereinheit für
eine Brennkraftmaschine,
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4 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Hybrid-Steuereinheit
eines Ansteuersystems nach 2.
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Alle
in den 1 bis 4 dargestellten Einrichtungen
und sonstigen Bauteile der Steuereinheit können gleichermaßen als
elektronisches Bauteil als Funktionalität oder Speicherbereich eines
Rechnerbausteins, als Software oder Vergleichbares ausgeführt sein.
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1 zeigt
ein Ansteuersystem mit einer Steuereinheit 100 für eine Brennkraftmaschine
und eine elektrische Maschine. Diese Steuereinheit 100 weist
eine Funktionsebene 3 und eine Funktionsüberwachungsebene 4 auf.
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Von
einem Fahrpedal 1 erhält
die Steuereinheit 100 Information über die Fahrpedalstellung und bildet
daraus Steuerbefehle für
Aktoren und/oder Sensoren 2 einer Brennkraftmaschine und
ein Sollmoment für
eine elektrische Maschine.
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Das
Fahrpedal 1 gibt die Information über die Fahrpedalstellung an
die Funktionsebene 3 der Steuereinheit 100 und
bildet daraus in einer Einrichtung 5 ein Fahrerwunschmoment
M_Fahrer. Dieses Fahrerwunschmoment M_Fahrer gibt die Einrichtung 5 an eine
Einrichtung 6 und eine Einrichtung 7 weiter. In Einrichtung 6 wird
aus dem Fahrerwunschmoment M_Fahrer ein Sollmoment Msoll_BKM der
Brennkraftmaschine gebildet. In Einrichtung 7 wird aus
dem Fahrerwunschmoment M_Fahrer ein Sollmoment Msoll_E1 einer elektrischen
Maschine gebildet. Dabei können
die Einrichtungen 6 und 7 auch in die Einrichtung 5 integriert
sein. Das in Einrichtung 7 gebildete Sollmoment Msoll_BKM
der Brennkraftmaschine wird, gegebenenfalls von einem Begrenzer 13 begrenzt,
an einen Momentenumsetzer 8 weitergegeben. Der Momentenumsetzer 8 setzt
das Sollmoment Msoll_BKM der Brennkraftmaschine in Steuerbefehle für eine Leistungsendstufe 9 um.
Die Leistungsendstufe 9 nimmt den von den Steuerbefehlen
des Momentenumsetzers 8 vorgegebenen Zustand ein und betreibt
auf diese Weise die ihr zugeordneten Aktoren und/oder Sensoren 2 nach
Maßgabe
der vom Momentenumsetzer 8 vorgegebenen Steuerbefehle.
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Das
Fahrpedal 1 gibt die Information über die Fahrpedalstellung an
die Funktionsüberwachungsebene 4 der
Steuereinheit 100 und bildet daraus in einer Einrichtung 10 ein
maximal zulässiges
Moment M_zul. Die Einrichtung 10 gibt das maximal zulässige Moment
M_zul an einen Vergleicher 12 und eine Einrichtung 21 weiter.
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In
dem Vergleicher 12 wird das zulässige Moment M_zul mit der
in einer Einrichtung 11 gebildeten Summe der Sollmomente
aller Antriebseinheiten verglichen. Dazu wird in der Einrichtung 11 das Sollmoment
Msoll_BKM der Brennkraftmaschine mit dem Sollmoment Msoll_E1 der
elektrischen Maschine addiert. Das Ergebnis dieser Addition wird
dem Vergleicher 12 zugeführt. Im Vergleicher 12 wird
geprüft,
ob die in Einrichtung 11 gebildete Summe der Sollmomente
kleiner oder gleich dem in Einrichtung 10 gebildeten maximal
zulässigen
Moment M_zul ist. Ist dies nicht der Fall, so gibt der Vergleicher 12 diese Information
an einen Begrenzer 13 und einen Begrenzer 14 weiter.
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Der
Begrenzer 13 ist in der Funktionsebene 3 zwischen
der Einrichtung 6 und dem Momentenumsetzer 8 angeordnet
und begrenzt das in Einrichtung 6 gebildete Sollmoment
Msoll_BKM der Brennkraftmaschine, bevor es dem Momentenumsetzer 8 zugeführt wird,
auf ein zulässiges
Maß.
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Der
Begrenzer 14 ist in der Funktionsüberwachungsebene 4 angeordnet.
Wenn die in Einrichtung 11 gebildete Summe der Sollmomente
kleiner oder gleich dem in Einrichtung 10 gebildeten maximal zulässigen Moment
M_zul ist, so leitet der Begrenzer 14 das in Einrichtung 7 gebildete
Sollmoment Msoll_E1 der elektrischen Maschine unverändert an eine
Datenbusausgabe 15 weiter. Ist die in Einrichtung 11 gebildete
Summe der Sollmomente nicht kleiner oder gleich dem in Einrichtung 10 gebildeten
maximal zulässigen
Moment M_zul, so begrenzt der Begrenzer 14 das in Einrichtung 7 gebildete
Sollmoment Msoll_E1 der elektrischen Maschine auf ein zulässiges Maß, bevor
es der Datenbusausgabe 15 zugeführt wird.
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In
der Einrichtung 21 wird das zulässige Moment M_zul um einen
Toleranzwert erhöht.
Anschließend
wird dieses um einen Toleranzwert erhöhte zulässige Moment M_zul_T einem
Vergleicher 22 zugeführt.
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Von
den Aktoren und/oder Sensoren 2 der Brennkraftmaschine
werden Informationen über
den Istzustand der Brennkraftmaschine an die Steuereinheit 100 zurückgegeben.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform
werden diese Informationen der Einrichtung 16 der Funktionsebene 3 und
der Einrichtung 17 der Funktionsüberwachungsebene 4 zugeführt.
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Aus
den Informationen über
den Istzustand der Brennkraftmaschine wird in der Einrichtung 16 ein
aktuelles Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine gebildet.
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Auch
in der Einrichtung 17 wird aus den Informationen über den
Istzustand der Brennkraftmaschine ein aktuelles Istmoment Mist_BKM
der Brennkraftmaschine gebildet. Anschließend führt die Einrichtung 17 das
Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine einer Einrichtung 20 zu.
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Außer den
Informationen über
den Istzustand der Brennkraftmaschine werden der Steuereinheit 100 auch
Informationen über
den Istzustand der elektrischen Maschine E1 zurückgegeben. Dazu werden in der
in 1 dargestellten Ausführungsform einem Datenbuseingang 18 der
Funktionsüberwachungsebene 4 Informationen über das
aktuelle Istmoment Mist_E1 der elektrischen Maschine zugeführt. Der
Datenbuseingang 18 gibt das Istmoment Mist_E1 der elektrischen
Maschine an eine Einrichtung 19 weiter. Anschließend führt die
Einrichtung 19 das Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine einer
Einrichtung 20 zu.
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In
der Einrichtung 20 wird das Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine
mit dem Istmoment Mist_E1 der elektrischen Maschine addiert. Das
Ergebnis dieser Addition wird dem Vergleicher 22 zugeführt.
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In
dem Vergleicher 22 wird das um einen Toleranzwert erhöhte zulässige Moment
M_zul_T mit der in einer Einrichtung 20 gebildeten Summe
der Istmomente der Antriebseinheiten verglichen. Im Vergleicher 22 wird
geprüft,
ob die in Einrichtung 20 gebildete Summe das zulässige Moment
M_zul_T betragsmäßig übersteigt.
Dies gilt sowohl für
positive Momente als auch für
negative Momente d.h. es wird auch geprüft, ob das Summenmoment nicht
kleiner ist als das minimal zulässige
Moment ist. Ist dies nicht der Fall, so gibt der Vergleicher 22 über eine Datenleitung 23 Daten
zur Durchführung
von Abhilfemaßnahmen
aus.
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Das
in 1 dargestellte Ansteuersystem weist eine Kontrollebene 24 auf.
Erkennt die Kontrollebene 24 einen Fehler der Steuereinheit 100,
so sendet sie ein Abschaltsignal an die der Brennkraftmaschine zugeordnete
Leistungsendstufe 9 und an die Datenbusausgabe 15 und
schaltet die Datenbusausgabe 15 ab.
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In
der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Kontrollebene 24 innerhalb
der Funktionsebene 3 der Steuereinheit 100 angeordnet.
Sie kann aber auch, wie in 4 dargestellt,
separat angeordnet sein.
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Die
in 2 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems
zeigt beispielhaft für
andere ein Ansteuersystem, dass in der Lage ist mehrere unterschiedliche
Antriebseinheiten zu koordinieren.
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In 2 ist
ein Ansteuersystem dargestellt, dass mehrere Steuereinheiten beinhaltet.
Dabei ist eine Steuereinheit 100 für eine Brennkraftmaschine, eine
Steuereinheit 400 für
eine erste elektrische Maschine und eine Steuereinheit 500 für eine zweite elektrische
Maschine vorgesehen. Die Zusammenarbeit dieser Steuereinheiten wird
durch eine Hybrid-Steuereinheit 300 koordiniert.
In der dargestellten Ausführungsform
sind die Hybrid-Steuereinheit 300, die Steuereinheit 400 für die erste
elektrische Maschine und die Steuereinheit 500 für die zweite
elektrische Maschine in eine bauliche Einheit 200 integriert.
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Von
einem Fahrpedal 1 erhält
die Steuereinheit 100 Information über die Fahrpedalstellung und bildet
daraus ein Soll-Achsmoment Msoll_Ax. Die Steuereinheit 100 gibt
dieses Soll-Achsmoment Msoll_Ax über
eine Datenverbindung 110 an die Hybrid-Steuereinheit 300 weiter.
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Die
Hybrid-Steuereinheit 300 bildet aus dem Soll-Achsmoment
Msoll_Ax ein Sollmoment Msoll_BKM der Brennkraftmaschine, ein Sollmoment Msoll_E1
der ersten elektrischen Maschine und ein Sollmoment Msoll_E2 der
zweiten elektrischen Maschine.
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Das
Sollmoment Msoll_BKM der Brennkraftmaschine wird über eine
Datenverbindung 330 an die Steuereinheit 100 für die Brennkraftmaschine
weitergeleitet. Die Steuereinheit 100 steuert die Brennkraftmaschine
nach Maßgabe
diese Sollmoments Msoll_BKM. Die Steuereinheit 100 gibt
ihrerseits das Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine über eine
Datenverbindung 120 an die Hybrid-Steuereinheit 300.
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Das
Sollmoment Msoll_E1 der ersten elektrischen Maschine wird über eine
Datenverbindung 310 an die Steuereinheit 400 für die ersten
elektrischen Maschine weitergeleitet. Die Steuereinheit 400 steuert
die erste elektrische Maschine nach Maßgabe diese Sollmoments Msoll_E1.
Die Steuereinheit 400 gibt ihrerseits das Istmoment Mist_E1
der ersten elektrischen Maschine über eine Datenverbindung 410 an
die Hybrid-Steuereinheit 300.
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Das
Sollmoment Msoll_E2 der zweiten elektrischen Maschine wird über eine
Datenverbindung 320 an die Steuereinheit 500 für die zweiten
elektrischen Maschine weitergeleitet. Die Steuereinheit 500 steuert
die zweite elektrische Maschine nach Maßgabe dieses Sollmoments Msoll_E2.
Die Steuereinheit 500 gibt ihrerseits das Istmoment Mist_E2
der zweiten elektrischen Maschine über eine Datenverbindung 510 an
die Hybrid-Steuereinheit 300.
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3 zeigt
die innere Struktur einer Ausführungsform
einer Steuereinheit 100 einer Brennkraftmaschine. Diese
Steuereinheit 100 einer Brennkraftmaschine kann beispielsweise
in einem Ansteuersystem für
einen Hybridantrieb, wie es in 2 dargestellt
ist, eingesetzt werden. Die Steuereinheit 100 weist eine
Funktionsebene 3 und eine Funktionsüberwachungsebene 4 auf.
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Von
einem Fahrpedal 1 erhält
die Steuereinheit 100 Information über die Fahrpedalstellung.
Dieser Fahrpedalstellung lässt
sich ein Fahrerwunschmoment M_Fahrer zuordnen. Das Fahrpedal 1 gibt
die Information über
die Fahrpedalstellung an die Steuereinheit 100 weiter.
Die Steuereinheit 100 bildet daraus in einer Einrichtung 5 der
Funktionsebene 3 ein Soll-Achsmoment Msoll_Ax. Die Einrichtung 5 gibt
das Soll-Achsmoment Msoll_Ax an einen Vergleicher 12 weiter.
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Ebenso
erhält
die Funktionsüberwachungsebene 4 der
Steuereinheit 100 die Information über die Fahrpedalstellung von
dem Fahrpedal 1. In einer Einrichtung 10 bildet
die Funktionsüberwachungsebene 4 daraus
ein maximal zulässiges
Achsmoment Mzul_Ax. Die Einrichtung 10 gibt das maximal
zulässige
Achsmoment Mzul_Ax an den Vergleicher 12 weiter.
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In
dem Vergleicher 12 wird das zulässige Achsmoment Mzul_Ax mit
dem in der Einrichtung 5 gebildeten Soll-Achsmoment Msoll_Ax
verglichen. Dabei wird geprüft,
ob das Soll-Achsmoment Msoll_Ax
kleiner oder gleich dem in Einrichtung 10 gebildeten maximal
zulässigen
Achsmoment Mzul_Ax ist. Die sich ergebenden Informationen des Vergleichers 12 werden
an eine Datenübertragungseinrichtung 15 und
an Notlaufeinrichtungen 29 und 30 weitergegeben.
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Ist
das Soll-Achsmoment Msoll_Ax kleiner oder gleich dem in Einrichtung 10 gebildeten
maximal zulässigen
Achsmoment Mzul_Ax, so wird das Soll-Achsmoment Msoll_Ax an eine
Datenübertragungseinrichtung 15 und
an Notlaufeinrichtungen 29 und 30 weitergegeben.
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Die
Datenübertragungseinrichtung 15 gibt das
in der Steuereinheit 100 gebildete Soll-Achsmoment Msoll_Ax über eine
Datenleitung 110 aus. In der in 2 dargestellten
Ausführungsform
sendet die Steuereinheit 100 über diese Datenleitung 110 das Soll-Achsmoment
Msoll_Ax an eine Hybrid-Steuereinheit 300.
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Ist
das Soll-Achsmoment Msoll_Ax größer als
das in Einrichtung 10 gebildete maximal zulässige Achsmoment
Mzul_Ax, so gibt der Vergleicher 12 diese Information an
die Datenübertragungseinrichtung 15.
Die Datenübertragungseinrichtung 15 gibt diese
Information als Abschaltbefehl über
die Datenleitung 110 aus.
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Wenn
dass das Soll-Achsmoment Msoll_Ax größer als das maximal zulässige Achsmoment Mzul_Ax
ist und der Fehler noch nicht länger
als eine festlegbare Entprellzeit andauert, so wird das Soll-Achsmoment
Msoll_Ax auf das maximal zulässige
Achsmoment Mzul_Ax begrenzt und an die Notlaufeinrichtungen 29 und 30 ausgegeben.
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In
einer Ausführungsform
werden dabei vorhandene Vorzeichen der Momente berücksichtigt.
Ist beispielsweise der Wert für
das Soll-Achsmoment Msoll_Ax = +100 und der Wert für das maximal
zulässige
Achsmoment Mzul_Ax, = +80, so wird +80 ausgegeben, ist der Wert
für das
Soll-Achsmoment Msoll_Ax = –100
und der Wert für
das maximal zulässige
Achsmoment Mzul_Ax, = +80, so wird 0 ausgegeben, ist der Wert für das Soll-Achsmoment Msoll_Ax
= –100
und der Wert für
das maximal zulässige
Achsmoment Mzul_Ax, = –80,
so wird –80
ausgegeben.
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Ist
das Soll-Achsmoment Msoll_Ax für
eine Zeitdauer, die länger
als die Entprellzeit ist, größer als
maximal zulässige
Achsmoment Mzul_Ax, so wird ein Ungültig-Wert an die Notlaufeinrichtungen 29 und 30 ausgegeben
und/oder ein Reset der Steuereinheit 100 durchgeführt.
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Die
Notlaufeinrichtung 30 berechnet aus den ihr zugeführten Vorgaben
des Fahrpedals 1 einen Ersatzwert für das Sollmoment Msoll_BKM,
der im Folgenden als Notlaufmoment Mnot bezeichnet wird.
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Für die Umrechnung
der Vorgaben des Fahrpedals 1 (Fahrerwunschmoment M_Fahrer, Soll-Achsmoment
Msoll_Ax o.ä.)
in ein Sollmoment Msoll_BKM müssen
die Übersetzungsverhältnisse aller
aktiven Antriebseinheiten bekannt sein. Nur mit diesen Informationen
kann die Umrechung der Fahrpedalvorgaben auf Msoll_BKM mit einem
definierten Faktor erfolgen. Dazu wird bevorzugt das Getriebe über einen
definierten Gang mit den elektrischen Maschinen verbunden. Alternativ
kann für
jede aktive Antriebseinheit eine Erfassung der Übersetzungsverhältnisse
vorgesehen sein.
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Über eine
Datenleitung 330 wird der Steuereinheit 100 ein
Sollmoment Msoll_BKM für
die Brennkraftmaschine zugeführt.
In der in 2 dargestellten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Ansteuersystems
wird dieses Sollmoment Msoll_BKM der Brennkraftmaschine in der Hybrid-Steuereinheit 300 aus
dem von der Steuereinheit 100 ausgegebenen Soll-Achsmoment Msoll_Ax
gebildet.
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Die
Datenleitung 330 gibt das Sollmoment Msoll_BKM für die Brennkraftmaschine
an eine Datenübertragungseinrichtung 27 der
Funktionsebene 3 der Steuereinheit 100.
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Das
von der Datenübertragungseinrichtung 27 erfasste
Sollmoment Msoll_BKM der Brennkraftmaschine wird über eine
Notlaufeinrichtung 31 an einen Momentenumsetzer 8 weitergegeben.
Der Momentenumsetzer 8 setzt das Sollmoment Msoll_BKM der
Brennkraftmaschine in Steuerbefehle für eine Leistungsendstufe 9 um.
Die Leistungsendstufe 9 nimmt den von den Steuerbefehlen
des Momentenumsetzers 8 vorgegebenen Zustand ein und betreibt
so die ihr zugeordneten Aktoren und/oder Sensoren 2 nach
Maßgabe
der vom Momentenumsetzer 8 vorgegebenen Steuerbefehle.
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Die
Notlaufeinrichtung 31 ist so ausgebildet, dass sie erkennt,
ob die Datenübertragungseinrichtung 27 fehlerfrei
arbeitet. Typischer Fehler ist dabei eine Nachrichtenunterbrechung.
Erkennt die Notlaufeinrichtung 31 einen Fehler in der Datenübertragungseinrichtung 27,
so gibt sie anstatt der Daten von der Datenübertragungseinrichtung 27 das
ihr von der Notlaufeinrichtung 30 zugeführte Notlaufmoment Mnot an
den Momentenumsetzer 8 aus.
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Die
Notlaufeinrichtung 31 gibt das Notlaufmoment Mnot an den
Momentenumsetzer 8 und damit an die Leistungsendstufe 9 und
die Aktoren und/oder Sensoren 2 weiter. Die Aktoren und/oder Sensoren 2 werden
nach Maßgabe
des Notlaufmoments Mnot betrieben.
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Von
den Aktoren und/oder Sensoren 2 der Brennkraftmaschine
werden Informationen über
den Istzustand der Brennkraftmaschine an die Steuereinheit 100 zurückgegeben.
In der in 3 dargestellten Ausführungsform
werden diese Informationen der Einrichtung 16 der Funktionsebene 3 und
der Einrichtung 17 der Funktionsüberwachungsebene 4 zugeführt. Aus
den Informationen über
den Istzustand der Brennkraftmaschine wird in der Einrichtung 16 ein
aktuelles Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine gebildet und
einem Vergleicher 32 zugeführt.
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Auch
in der Einrichtung 17 wird aus den Informationen über den
Istzustand der Brennkraftmaschine ein aktuelles Istmoment Mist_BKM
der Brennkraftmaschine gebildet. Anschließend führt die Einrichtung 17 das
Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine einem Vergleicher 22 und
dem Vergleicher 32 zu.
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Der
Vergleicher 32 vergleicht das in der Einrichtung 16 der
Funktionsebene 3 gebildete Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine
mit dem in der Einrichtung 17 der Funktionsüberwachungsebene 4 gebildeten
Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine. Bei Gleichheit der in
den beiden Einrichtungen 16 und 17 gebildeten
Werte, gibt der Vergleicher das Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine
aus. Dabei werden die Werte als gleich angesehen, wenn sie um weniger
als einen vorgebbaren Toleranzbereich voneinander abweichen. Auf
diese Weise können
Unterschiede zwischen Funktionsebene 3 und Funktionsüberwachungsebene 4 entdeckt und
Fehler der Funktionsebene 3 oder der Funktionsüberwachungsebene 4 erkannt
werden. Bevorzugt wird der betraglich kleinere von zwei innerhalb
einer Toleranz gleichen Istmomente Mist_BKM als Ausgabewert ausgegeben.
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Der
Vergleicher 22 vergleicht das ihm zugeführte Istmoment Mist_BKM der
Brennkraftmaschine mit dem Sollmoment Msoll_BKM für die Brennkraftmaschine.
Dazu gibt die Datenleitung 330 das Sollmoment Msoll_BKM
für die
Brennkraftmaschine an eine Datenübertragungseinrichtung 28 der
Funktionsüberwachungsebene 4 der
Steuereinheit 100. Diese Datenübertragungseinrichtung 28 gibt
das Sollmoment Msoll_BKM für
die Brennkraftmaschine über
die Notlaufeinrichtung 29 an den Vergleicher 22. Erkennt
der Vergleicher 22 dass das Sollmoment Msoll_BKM und das
Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine über eine Toleranz hinaus voneinander
Abweichen, so leitet der Vergleicher 22 über eine
Datenleitung 23 Abhilfemaßnahmen ein.
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Zwischen
der Datenübertragungseinrichtung 28 und
dem Vergleicher 22 ist in der dargestellten Ausführungsform
eine Notlaufeinrichtung 29 angeordnet.
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Die
Notlaufeinrichtung 29 ist so ausgebildet, dass sie erkennt,
ob die Datenübertragungseinrichtung 28 fehlerfrei
arbeitet. Erkennt die Notlaufeinrichtung 29 einen Fehler
in der Datenübertragungseinrichtung 28,
so wird das dem Vergleicher 22 zugeführte Sollmoment Msoll_BKM durch
ein von der Notlaufeinrichtung 29 berechnetes Notlaufmoment
Mnot ersetzt.
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Bevorzugt
besteht die Abhilfemaßnahme
darin, dass das von dem Vergleicher 12 über die Notlaufeinrichtung 29 dem
Vergleicher 22 zugeführte Achs-Sollmoment
Msoll_Ax in ein Notmoment Mnot umgerechnet und der Brennkraftmaschine
als Ersatz-Sollmoment zugeführt
wird.
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In
einer Ausführungsform
der Steuereinheit 100 ist zwischen der Notlaufeinrichtung 29 und
dem Vergleicher 22 eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen.
In dieser Einrichtung wird das Sollmoment Msoll_BKM mit einem Toleranzbereich versehen.
Ein innerhalb des Tolerenzbereichs liegender Vergleichswert wird
als gleich angesehen. Dieser Toleranzbereich kann symmetrisch oder
unsymmetrisch um das Sollmoment liegen. Das in der Einrichtung tolerierte Sollmoment
Msoll_BKM wird anschließend
dem Vergleicher 22 zugeführt.
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Die
in 3 dargestellte Ausführungsform eines Ansteuersystems
weist eine Kontrollebene 24 auf. Erkennt die Kontrollebene 24 einen
Fehler in der Frage-Antwort-Kommunikation
der Steuereinheit 100, so sendet sie ein Abschaltsignal
an die Leistungsendstufe 9 und schaltet diese ab.
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In
einer Ausführungsform
ist die Leistungsendstufe der Steuereinheit nach Maßgabe eines
Notlaufmoments betreibbar, wenn eine Notlaufeinrichtung einen Fehler
in der Datenübertragung
eines Sollmoments erkennt.
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Ein
Fehler in der Datenübertragung
ist typischerweise eine Unterbrechung der Datenübertragung. Aber auch andere
Fehler, wie z.B. in der mitgeführten
Prüfsumme
oder ein Fehler im Botschaftszähler
(Botschaftszähler
entspricht dem der vorangegangenen Botschaft oder weicht um mehr
als +1 von dem der vorangegangenen Botschaft ab) sind möglich. Als
Datenübertragungseinrichtung
wird im Folgenden ein Datenbuseingang, eine Datenbusausgabe oder
eine Kombination von Beidem bezeichnet. Der zugehörige Datenbus
ist typischerweise als ein serieller Datenbus oder als ein CAN-Datenbus ausgebildet.
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Im
Fehlerfall wird erfindungsgemäß die Leistungsendstufe
nach Maßgabe
eines Notlaufmoments betrieben. Damit wird die Antriebseinheit in
einen definierten Zustand versetzt. Damit wird sichergestellt, dass
der Antrieb sich in einem unschädlichen
Betriebszustand befindet. Auf diese Weise kann die Antriebseinheit
auch bei Auftreten eines Fehlers weiter betrieben werden. Dadurch
wird die Verfügbarkeit der
Antriebseinheit erhöht.
Dies führt
auch zu einer erhöhten
Verfügbarkeit
des der Antriebseinheit zugeordneten Gesamtsystems.
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In
einer Ausführungsform
ist eine Datenübertragungseinrichtung
für den
Empfang eines Sollmoments vorgesehen, die auf eine Notlaufeinrichtung einwirkbar
ausgebildet ist, so dass in der Notlaufeinrichtung die Ausgabe eines
Notlaufmomentes auslösbar
ist, wenn die Datenübertragungseinrichtung kein
Sollmoment empfängt.
Die Datenübertragungseinrichtung
ist also in der Lage die Ausgabe eines Notlaufmoments auszulösen. Empfängt die
Datenübertragungseinrichtung
kein Sollmoment, so wird das fehlende Sollmoment durch das Notlaufmoment
ersetzt. Das hat den Vorteil, dass das Ansteuersystem kann weiter
betrieben werden. Damit erhöht
sich die Verfügbarkeit
des Ansteuersystems und der Antriebseinheit.
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Das
Notlaufmoment wird bevorzugt aus einem Soll-Achsmoment gebildet,
das seinerseits aus dem Signal eines Fahrpedals gebildet wird. Dazu wird
aus dem Soll-Achsmoment ein Sollmoment der Antriebseinheit berechnet
wird. Dieses Sollmoment der Antriebseinheit wird als Notlaufmoment
ausgegeben.
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In
einer Ausführungsform
sind Aktoren oder Sensoren einer Brennkraftmaschine nach Maßgabe dieses
Notlaufmoments ansteuerbar. Dadurch ist es möglich eine fehlerbehaftete
unzulässige
Ansteuerung der Antriebseinheit zu verhindern, ohne die Ansteuerung
der Antriebseinheit zu deaktivieren.
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Dies
erhöht
die Verfügbarkeit
der Antriebseinheit und des gesamten Ansteuersystems.
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In
einer Ausführungsform
ist ein Soll-Achsmoment oder ein Sollmoment der Antriebseinheit
auf den Wert eines ihm zugeordnetes zulässiges Moment begrenzbar und
von dem ersten Momentenvergleicher an eine Datenübertragungseinrichtung und/oder
die Notlaufeinrichtung ausgebbar, wenn der erste Momentenvergleicher
erkennt, dass Soll-Achsmoment oder Sollmoment der Antriebseinheit
das ihm zugeordnete zulässiges
Moment übersteigt.
Damit wird das Moment auf einen unkritischen und zulässigen Wert
begrenzt.
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In
einer Ausführungsform
ist von dem ersten Momentenvergleicher ist ein Ungültig-Wert
oder Abschaltsignal an eine Datenübertragungseinrichtung und/oder
Notlaufeinrichtungen ausgebbar, wenn ein Soll-Achsmoment oder ein
Sollmoment der Antriebseinheit ihm zugeordnetes zulässiges Moment
länger als
eine festlegbare Entprellzeit übersteigt. Über einen
Ungültig-Wert
oder ein Abschaltsignal ist es möglich,
eine Antriebseinheit, eine Steuereinheit und/oder andere sicherheitsrelevante
Einrichtungen zu deaktivieren. Diese Maßnahme ist insbesondere dann
erwünscht,
wenn das Ansteuersystem feststellt, dass es einen erkannten Fehler über eine
tolerierbare Zeitdauer hinaus nicht beheben kann. Damit wird verhindert,
dass ein Fehler einer Einrichtung des Ansteuersystems sich auf andere
Einrichtungen auswirkt.
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In
einer Ausführungsform
ist ein zweiter Momentenvergleicher vorgesehen, durch den eine Abhilfemaßnahme auslösbar ist,
wenn der zweite Momentenvergleicher erkennt, dass ein ihm zugeführtes Istmoment
der Antriebseinheit ein ihm über
eine Notlaufeinrichtung zugeführtes
Sollmoment der Antriebseinheit über
einen festlegbaren Toleranzbereich hinaus übersteigt. Auf diese Weise
kann ein unzulässig
hohes Istmoment erkannt werden. Durch die Einleitung einer Abhilfemaßnahme können Schäden vermieden
und ein zulässiger
Betriebszustand der Antriebseinheit sichergestellt werden. Beispielsweise ist
eine Abhilfemaßnahme,
dass oberhalb einer Drehzahl kein Moment mehr gemacht werden darf (Umsetzung
bei einer Brennkraftmaschine durch Einspritzmengenbegrenzung). Damit
kann ein unzulässig
hohes Istmoment verhindert werden.
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In
einer Ausführungsform
ist dem zweiten Momentenvergleicher ein Notlaufmoment als Sollmoment
zuführbar,
wenn die Notlaufeinrichtung einen Fehler in der Datenübertragung
des Sollmoments erkennt. Damit kann der zweite Vergleicher auch
dann eine Überprüfung des
Istmoments durchführen, wenn
das Sollmoment nicht oder fehlerhaft übertragen wurde. Bei einer
Nachrichtunterbrechung des von der Datenübertragungseinrichtung übertragenen Sollmoments
wird ein über
die Notlaufeinrichtung aus den Ausgabedaten des ersten Vergleichers
gebildetes Notlaufmoment (Ergebnis des ersten Vergleichers umgerechnet
auf Kurbelwellenmoment) vorgegeben. und der zweite Vergleicher statt
mit dem fehlerhaften/fehlenden Sollmoment der Datenübertragungseinrichtung
mit diesem Notlaufmoment gespeist. Auf diese Weise ist auch im Notlauffall
noch eine Überwachung
von Sollmoment zu Istmoment aktiv. Dies ist sehr wichtig um eine
Fehlbetätigung der
Antriebseinheit zu erkennen und ggf. abzustellen.
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In
einer Ausführungsform
ist die Steuereinheit einer Brennkraftmaschine zugeordnet, wobei
in der Steuereinheit ein eingehendes Fahrerwunschmoment verarbeitbar
und ein daraus bildbares Achs-Sollmoment an eine Hybrid-Steuereinheit weitergebbar
ist. Damit ist ein verteiltes System darstellbar, in dem die Steuerung
der Aktoren in lokaler Nähe
zu den Aktoren stattfindet (weil z.B. die Leistungselektronik incl.
Steuerung direkt an der Maschine angeordnet ist). In diesem Fall
sind keine Kabel für
die Maschine notwendig, sondern es können stattdessen auch Leistungsverschienungen
eingesetzt werden. Dabei handelt es sich bei Leistungsverschienungen
um steife Leiterbahnen, die kostengünstig in der Herstellung und
robust gegen Hitze, Feuchte, Schmutz und mechanische Belastung sind.
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Das
Fahrerwunschmoment in ein Achs-Sollmoment umzuwandeln hat den Vorteil,
dass dieses Achs-Sollmoment von Art und Umfang der zur Verfügung stehenden
Antriebseinheiten und den Übersetzungsverhältnissen
des Triebstrangs unabhängig
ist. So können
auch unterschiedliche Brennkraftmaschinen über eine Hybrid-Steuereinheit
koordiniert werden.
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Wenn
die Umwandlung des Fahrerwunschmoments in ein Achs-Sollmoment in der Steuereinheit
einer Brennkraftmaschine stattfindet, steht das Achs-Sollmoment
auch bei alleinigem Betrieb dieser Brennkraftmaschine zur Verfügung und ist
auch bei Abwesenheit oder Ausfall einer Hybrid-Steuereinheit nutzbar.
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Die
Weitergabe an eine Hybrid-Steuereinheit ermöglicht es, eine Koordinierung
von mehreren Antriebseinheiten außerhalb der Steuereinheit der Brennkraftmaschine
durchzuführen
und so die Steuereinheit der Brennkraftmaschine von diesen Aufgaben
zu entlasten.
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In
einer Ausführungsform
sind in der Hybrid-Steuereinheit aus dem Achs-Sollmoment einzelne
Sollmomente für
anzusteuernde Antriebseinheiten bildbar und diese einzelnen Sollmomente
sind von der Hybrid-Steuereinheit an die Steuereinheiten der anzusteuernden
Antriebseinheiten weitergebbar. Damit ist eine zentrale Koordinierung
aller anzusteuernden Antriebseinheiten möglich.
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In
einer Ausführungsform
stehen die Steuereinheiten der anzusteuernden Antriebseinheiten
derart mit der Hybrid-Steuereinheit
in Verbindung, dass die Istmomente der Antriebseinheiten von den
Steuereinheiten der Antriebseinheiten über eine Datenübertragungseinrichtung
an die Hybrid-Steuereinheit weitergebbar sind. Damit ist die Hybrid-Steuereinheit in
der Lage, die ordnungsgemäße Umsetzung
der Vorgaben zu überwachen
und ggf. regelnd einzugreifen.
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Weitere
Details und Ausführungsformen
eines Ansteuersystems sind der noch unveröffentlichten
DE 10 2005 025 994 entnehmbar,
in der ein Ansteuersystems für
eine elektrische Maschine sowie ein Verfahrens zum Betreiben einer
elektrischen Maschine mit einem elektrischen Ansteuersystem beschrieben
werden. Diese werden daher hier nicht näher erläutert.
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4 zeigt
eine Hybrid-Steuereinheit 300, eine Kontrollebene 24 der
Hybrid-Steuereinheit 300, eine Steuereinrichtung 400 für eine erste
elektrische Maschine und eine Steuereinrichtung 500 für eine zweite
elektrische Maschine. Diese Bauteile können Teil eines Ansteuersystems
sein, wie es in 2 dargestellt ist. Dabei können sie
in eine bauliche Einheit 200 integriert sein.
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Der
Aufbau der Hybrid-Steuereinheit 300 in 4 entspricht
größtenteils
dem Aufbau der Steuereinheit 100 der 1.
Die Hybrid-Steuereinheit 300 weist ebenfalls eine Funktionsebene 3 und
eine Funktionsüberwachungsebene 4 auf.
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Die
Hybrid-Steuereinheit 300 erhält über eine Datenverbindung 110 ein
Soll-Achsmoment Msoll_Ax. Wie in 2 dargestellt
wird dabei das Soll-Achsmoment Msoll_Ax typischerweise in einer Steuereinheit 100 einer
Brennkraftmaschine gebildet.
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Die
Datenverbindung 110 führt
das Soll-Achsmoment Msoll_Ax einem Datenbuseingang 40 der
Funktionsebene 3 und einem Datenbuseingang 50 der
Funktionsüberwachungsebene 4 zu.
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Die
Funktionsebene 3 der Steuereinheit 300 dient zur
Verarbeitung einer als Soll-Achsmoment Msoll_Ax eingehenden Sollvorgabe
und zur Weitergabe eines sich daraus ergebenden Steuerbefehls an
eine Leistungsendstufe 9, 9'. In der Funktionsebene 3 ist
eine eingehende Sollvorgabe in mehrere Sollmomente Msoll_BKM, Msoll_E1,
Msoll_E2 so aufspaltbar, dass jedem zur Verfügung stehenden Antrieb ein
Sollmoment Msoll_BKM, Msoll_E1 oder Msoll_E2 zuordenbar ist.
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Dazu
gibt der Datenbuseingang 40 der Funktionsebene 3 das
Soll-Achsmoment Msoll_Ax an drei Konvertierer 41, 42 und 43 weiter.
Die drei Konvertierer 41, 42 und 43 geben
das das Soll-Achsmoment Msoll_Ax an drei Einrichtungen 6, 7 und 7' weiter.
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In
der Einrichtung 6 wird aus dem im Konvertierer 41 konvertierten
Soll-Achsmoment Msoll_Ax ein Sollmoment Msoll_BKM der Brennkraftmaschine gebildet.
Das in Einrichtung 6 gebildete Sollmoment Msoll_BKM der
Brennkraftmaschine wird, gegebenenfalls von einem Begrenzer 13 begrenzt,
an eine Datenbusausgabe 44 weitergegeben und von dieser über eine
Datenleitung 330 an die Steuereinheit 100 der
Brennkraftmaschine ausgegeben.
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In
der Einrichtung 7 wird aus dem im Konvertierer 42 konvertierten
Soll-Achsmoment Msoll_Ax ein Sollmoment Msoll_E1 einer ersten elektrischen Maschine
gebildet. Das in Einrichtung 7 gebildete Sollmoment Msoll_E1
der ersten elektrischen Maschine wird, gegebenenfalls von einem
Begrenzer 14 begrenzt, an eine Datenbusausgabe 45 weitergegeben
und von dieser über
eine Datenleitung 310 ausgegeben an eine Steuereinheit 400 der
ersten elektrischen Maschine ausgegeben.
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In
der Einrichtung 7' wird
aus dem im Konvertierer 43 konvertierten Soll-Achsmoment Msoll_Ax
ein Sollmoment Msoll_E2 der zweiten elektrischen Maschine gebildet.
Das in Einrichtung 7' gebildete
Sollmoment Msoll_E2 einer zweiten elektrischen Maschine wird, gegebenenfalls
von einem Begrenzer 14' begrenzt,
an eine Datenbusausgabe 46 weitergegeben und von dieser über eine
Datenleitung 320 an eine Steuereinheit 500 einer
zweiten elektrischen Maschine ausgegeben.
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In
der in 4 dargestellten Ausführungsform sind die Begrenzer 13, 14, 14' und die Datenausgänge 44, 45, 46 in
der Funktionsüberwachungsebene 4 der
Hybrid-Steuereinheit 300 angeordnet.
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Die
Datenverbindung 110 führt
das Soll-Achsmoment Msoll_Ax auch dem Datenbuseingang 50 der
Funktionsüberwachungsebene 4 zu.
Der Datenbuseingang 50 der Funktionsüberwachungsebene 4 gibt
das Soll-Achsmoment Msoll_Ax an eine Einrichtung 51, die
aus dem Soll-Achsmoment Msoll_Ax ein maximal zulässiges Achsmoment Mzul_Ax bildet.
Das in der Einrichtung 51 gebildete maximal zulässige Achsmoment
Mzul_Ax wird einem Vergleicher 12 zugeführt.
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In
dem Vergleicher 12 wird das maximal zulässige Achsmoment Mzul_Ax mit
einer in einer Einrichtung 11 gebildeten Summe der Soll-Achsmomente
aller Antriebseinheiten verglichen. Dazu sind in der Funktionsüberwachungsebene 4 drei
Konvertierer 47, 48 und 49 angeordnet.
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Die
in der Funktionsebene 3 angeordnete Einrichtung 6 führt dem
Konvertierer 47 das von ihr gebildete Sollmoment Msoll_BKM
der Brennkraftmaschine zu. Der Konvertierer 47 konvertiert
das Sollmoment Msoll_BKM in ein Soll-Achsmoment Msoll_BKM_Ax der
Brennkraftmaschine.
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Die
in der Funktionsebene 3 angeordnete Einrichtung 7 führt dem
Konvertierer 48 das von ihr gebildete Sollmoment Msoll_E1
der ersten elektrischen Maschine zu. Der Konvertierer 48 konvertiert das
Sollmoment Msoll_E1 in ein Soll-Achsmoment Msoll_E1_Ax der ersten
elektrischen Maschine.
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Die
in der Funktionsebene 3 angeordnete Einrichtung 7' führt dem
Konvertierer 49 das von ihr gebildete Sollmoment Msoll_E1
der zweiten elektrischen Maschine zu. Der Konvertierer 49 konvertiert das
Sollmoment Msoll_E2 in ein Soll-Achsmoment Msoll_E2_Ax der zweiten
elektrischen Maschine.
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In
einer Einrichtung 11 wird das Soll-Achsmoment Msoll_BKM_Ax
der Brennkraftmaschine mit dem Soll-Achsmoment Msoll_E1_Ax der ersten
elektrischen Maschine und dem Soll-Achsmoment Msoll_E2_Ax der zweiten
elektrischen Maschine addiert.
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Das
Ergebnis dieser Addition wird dem Vergleicher 12 zugeführt. Im
Vergleicher 12 wird geprüft, ob die in Einrichtung 11 gebildete
Summe der Sollmomente kleiner oder gleich dem in Einrichtung 51 gebildeten
maximal zulässigen
Achsmoment Mzul_Ax ist. Ist dies nicht der Fall, so gibt der Vergleicher 12 diese
Information an einen Begrenzer 13, einen Begrenzer 14 und
einen Begrenzer 14' weiter.
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Die
Begrenzer 13, 14 und 14' sind in der Funktionsüberwachungsebene 4 angeordnet.
Wenn die in Einrichtung 11 gebildete Summe der Sollmomente
kleiner oder gleich dem in Einrichtung 10 gebildeten maximal
zulässigen
Achsmoment Mzul_Ax ist, so leiten die Begrenzer 13, 14 und 14' die in den Einrichtungen 6, 7 und 7' gebildeten
Sollmomente Msoll_BKM, Msoll_E1, Msoll_E2 unverändert an eine der Datenbusausgaben 44, 45, 46 weiter.
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Ist
die in Einrichtung 11 gebildete Summe der Sollmomente nicht
kleiner oder gleich dem in Einrichtung 10 gebildeten maximal
zulässigen
Achsmoment Mzul_Ax, so begrenzen die Begrenzer 13, 14 und 14' das in den
Einrichtung 6, 7 und 7' gebildete Sollmoment Msoll_BKM,
Msoll_E1, Msoll_E2 jeweils auf ein zulässiges Maß, bevor es einer der Datenbusausgaben 44, 45, 46 zugeführt wird.
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Die
Einrichtung 51 gibt das maximal zulässige Achsmoment Mzul_Ax auch
an eine Einrichtung 21 weiter. In der Einrichtung 21 wird
das zulässige Moment
M_zul um eine Toleranz T erhöht.
Anschließend
wird dieses um eine Toleranz T erhöhte zulässige Moment M_zul_T einem
Vergleicher 22 zugeführt.
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In
dem Vergleicher 22 wird das um eine Toleranz T erhöhte zulässige Moment
M_zul_T mit der in einer Einrichtung 20 gebildeten Summe
der Ist-Achsmomente der Antriebseinheiten verglichen. Um diese Summe
zu ermitteln, werden der Hybrid-Steuereinheit 300 über die
Datenleitung 120 das Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine
und über
eine Datenleitung 410 das Istmoment Mist_E1 der ersten elektrischen
Maschine und über
einer Datenleitung 510 das Istmoment Mist_E2 der zweiten
elektrischen Maschine zugeführt.
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Die
Datenleitung 120 führt
das Istmoment Mist_BKM der Brennkraftmaschine dazu einem Datenbuseingang 52 der
Funktionsüberwachungsebene 4 zu.
Entsprechend führt
die Datenleitung 410 das Istmoment Mist_E1 der ersten elektrischen
Maschine einem Datenbuseingang 53 und die Datenleitung 510 das
Istmoment Mist_E2 der zweiten elektrischen Maschine einem Datenbuseingang 54 der
Funktionsüberwachungsebene 4 zu.
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Von
den Datenbuseingängen 52, 53 und 54 werden
die Istmomente an Konvertierer 55, 56, und 57 weitergegeben,
die die ihnen zugeführten
Istmomente jeweils in Ist-Achsmomente konvertieren und einem Addierer 20 zuführen.
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Der
Addierer 20 addiert das ihm zugeführte Ist-Achsmoment Mist_BKM_Ax
der Brennkraftmaschine, mit den ihm zugeführten Ist-Achsmomenten Mist_E1_Ax
und Mist_E2_Ax der ersten und der zweiten elektrischen Maschine.
Das Ergebnis dieser Addition wird dem Vergleicher 22 zugeführt.
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Im
Vergleicher 22 wird geprüft, ob die in Einrichtung 20 gebildete
Summe das in Einrichtung 21 gebildeten tolerierte maximal
zulässigen
Moment M_zul_T überschreitet.
Ist dies der Fall, so gibt der Vergleicher 22 über eine
Datenleitung 23 Daten zur Durchführung von Abhilfemaßnahmen
aus.
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Natürlich können in
alternativen Ausführungsformen
auch weitere Antriebe vorgesehen sein. In diesem Fall wird der dargestellte
Aufbau des Ansteuersystems nur entsprechend ergänzt.
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Der
Hybrid-Steuereinheit 300 ist eine Kontrollebene 24 zugeordnet.
In der in 4 dargestellten Ausführungsform
des Ansteuersystems ist die Kontrollebene 24 separat von
der Hybrid-Steuereinheit 300 angeordnet. Erkennt die Kontrollebene 24 einen
Fehler der Hybrid-Steuereinheit 300, so sendet sie über einen
Abschaltpfad 25 ein Abschaltsignal an den der Brennkraftmaschine
zugeordneten Datenbusausgabe 44 der Hybrid-Steuereinheit 300 und schaltet
diese ab. In der in 4 dargestellten Ausführungsform
sind von der Kontrollebene 24 ausgehend weitere Abschaltpfade
vorgesehen, über
die auch an die Leistungsendstufe 9 der Steuereinheit 400 der
ersten elektrischen Maschine ein Abschaltsignal zur Abschaltung
der ersten elektrischen Maschine und an die Leistungsendstufe 9' der Steuereinheit 500 der
zweiten elektrischen Maschine ein Abschaltsignal zur Abschaltung
der zweiten elektrischen Maschine gesendet werden kann.
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Die
Kontrollebene 24 verfügt
darüber
hinaus über
eine Reset-Datenleitung 60,
die sie mit der Hybrid-Steuereinheit 300 verbindet. Über diese
Datenleitung 60 kann die Hybrid-Steuereinheit 300 nach Maßgabe der
Kontrollebene 24 in ihren Grundzustand zurückversetzt
werden.