本發(fā)明涉及汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，特別是用來在監(jiān)視到汽車的并非所愿的加速時實施一種替代性監(jiān)視的措施。

背景技術(shù)：

為了防止由于發(fā)動機控制器中的軟件或硬件故障導致汽車并非所愿地加速，規(guī)定了故障監(jiān)視。這種故障監(jiān)視可以包括基于扭矩的、基于能量或功率的和基于加速度的監(jiān)視，特別是三層級監(jiān)視。

在基于扭矩的監(jiān)視情況下，對通過不同的扭矩計算路徑產(chǎn)生的比較參數(shù)予以比較，由此可以求得過大地規(guī)定的要在內(nèi)燃機上噴射的燃料量，這會導致車輛的并非所愿的即并非由駕駛員所希望的加速。

在基于加速度的監(jiān)視情況下，可以分析汽車中的加速度信號。為此，把實際車輛加速度和傳動系與車輪的由測得的轉(zhuǎn)速算出來的旋轉(zhuǎn)加速度同允許的加速度相比較。允許的加速度例如由駕駛員意愿、車輛輔助系統(tǒng)和外部控制器的要求、制動力矩和行駛阻力算得。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提出一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于使得驅(qū)動系統(tǒng)工作的方法，其中，對車輛進行加速度監(jiān)視，以及提出根據(jù)并列獨立權(quán)利要求的裝置和驅(qū)動系統(tǒng)。

其它設(shè)計在從屬權(quán)利要求中給出。

根據(jù)第一方面，提出一種用于使得汽車的帶有驅(qū)動電機的驅(qū)動系統(tǒng)工作的方法，其具有如下步驟：

- 對汽車進行加速度監(jiān)視，其中，如果該加速度監(jiān)視無法再進行可靠的監(jiān)視，則切換至替代性監(jiān)視，在這種替代性監(jiān)視中將電機轉(zhuǎn)速限制到最大允許的電機轉(zhuǎn)速；

- 根據(jù)通過駕駛員意愿預定的轉(zhuǎn)速預定值來求取最大允許的電機轉(zhuǎn)速。

可以規(guī)定，最大允許的電機轉(zhuǎn)速經(jīng)過適當求取，使得其時間梯度局限至預定的最大的轉(zhuǎn)速梯度。

此外，可以提供最大允許的電機轉(zhuǎn)速和當前的電機轉(zhuǎn)速，其中，在切入和/或離開替代性監(jiān)視時，和/或在替代性監(jiān)視期間，限制最大允許的電機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速梯度。

在替代性監(jiān)視中特別是可以將由扭矩計算路徑根據(jù)預定的駕駛員意愿算得的預定扭矩限制到限定扭矩，其中，限定扭矩根據(jù)駕駛員意愿，特別是按照最大轉(zhuǎn)速控制，基于取決于駕駛員意愿的最大允許的電機轉(zhuǎn)速來求取。

汽車加速度監(jiān)視對如下情況予以監(jiān)視：汽車沒有并非所愿地加速。如果在這種本身公知的加速度監(jiān)視時確定出扭矩路徑計算錯誤，其形式例如為在實際加速度與給定加速度之間有偏差，則通常要求切斷電機系統(tǒng)。

傳感機構(gòu)中的故障會導致無法提供或者只能以不足夠的精度提供用于計算加速度監(jiān)視的信號，當發(fā)生這種故障時，或者當在無法可靠地進行加速度監(jiān)視的工作區(qū)域內(nèi)工作時，就不能再保證可靠的監(jiān)視了。在這種情況下，可以引發(fā)監(jiān)視反應，據(jù)此切換至替代性監(jiān)視。

替代性監(jiān)視可以規(guī)定，把驅(qū)動電機的電機轉(zhuǎn)速限制到最大允許的電機轉(zhuǎn)速。最大允許的電機轉(zhuǎn)速在此可以由預定的駕駛員意愿得到、特別是由被汽車駕駛員操縱的駕駛踏板的駕駛踏板位置得到。最大允許的電機轉(zhuǎn)速可以傳送給最大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，該最大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器基于最大允許的電機轉(zhuǎn)速與當前的電機轉(zhuǎn)速之間的差求得限定扭矩，由扭矩計算路徑要求的預定扭矩被限制到所述限定扭矩。

但如果例如由于轉(zhuǎn)速控制中的故障致使超過了最大允許的電機轉(zhuǎn)速多于一定的轉(zhuǎn)速偏差，則可以附加地要求噴射減弱。如果噴射減弱也未導致電機轉(zhuǎn)速降低至或者低于取決于駕駛踏板的最大允許的電機轉(zhuǎn)速，則可以對末級進行安全切斷，并引發(fā)電機切斷，所述末級控制著噴射閥。

如果切入這種替代性監(jiān)視作為監(jiān)視反應，那么這會導致顛簸，進而有損于駕駛舒適性。特別是在過渡至替代性監(jiān)視時，當在較高的轉(zhuǎn)速情況下進行徹底的噴射減弱時，或者當在突然切入替代性監(jiān)視情況下超過了取決于駕駛踏板位置的最大允許的電機轉(zhuǎn)速時，會出現(xiàn)顛簸。此外，在切入替代性監(jiān)視時，有害物質(zhì)排放會增加，這是因為，如果電機轉(zhuǎn)速高于取決于駕駛踏板位置的最大允許的電機轉(zhuǎn)速，也會妨礙對安全并非緊要的、卻對排放至關(guān)重要的噴射，而這些噴射例如對于冷卻的電機的催化器加熱來說是必需的。

上述方法的構(gòu)思在于，把替代性監(jiān)視規(guī)定為取決于預定的駕駛員意愿的轉(zhuǎn)速限制，其中，相應地規(guī)定了最大允許的電機轉(zhuǎn)速。由此得到借助于最大轉(zhuǎn)速控制確定的限定扭矩，由扭矩計算路徑功能預定的預定扭矩或者由驅(qū)動電機提供的電機扭矩要被限制到所述限定扭矩。

在替代性監(jiān)視中可以規(guī)定，在以一定的第一偏差值超過最大允許的轉(zhuǎn)速時，采取徹底的噴射減弱，在這種情況下針對所有氣缸都禁止噴射燃料?？梢砸?guī)定，在最大允許的電機轉(zhuǎn)速和該噴射減弱轉(zhuǎn)速極限之間，只有當實際電機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速梯度小于最大的轉(zhuǎn)速梯度時，才允許噴射。這樣就能提高噴射減弱轉(zhuǎn)速極限，而無損于安全目標，且在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)允許由排放引起的非緊要的所述提高。

為了避免用于限制電機扭矩的限定扭矩在切入和/或離開替代性監(jiān)視時出現(xiàn)跳躍式變化，可以規(guī)定，最大允許的電機轉(zhuǎn)速在切入、執(zhí)行或離開替代性監(jiān)視時并不跳躍式地變化，而是該電機轉(zhuǎn)速利用預定的特別是時間單調(diào)的調(diào)整函數(shù)從當前的電機轉(zhuǎn)速起朝向由駕駛員意愿預定的轉(zhuǎn)速預定值變化，從而限制最大允許的電機轉(zhuǎn)速的變化梯度。通過這種方式可以避免驅(qū)動電機的預定扭矩發(fā)生跳躍式變化，從而即使在切入替代性監(jiān)視時也能保持駕駛舒適性。

特別地，在轉(zhuǎn)速預定值或?qū)嶋H電機轉(zhuǎn)速發(fā)生可能會導致限定扭矩的跳躍式減小的任何變化時，可以根據(jù)最大的時間上的轉(zhuǎn)速梯度適當?shù)馗淖冏畲笤试S的電機轉(zhuǎn)速，使得所得到的限定扭矩并不會導致限制的預定扭矩發(fā)生跳躍式的變化。

根據(jù)一種實施方式，在替代性監(jiān)視中，在當前的電機轉(zhuǎn)速超過噴射減弱轉(zhuǎn)速極限時，采取噴射減弱，其中，在取決于最大允許的電機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速和該噴射減弱轉(zhuǎn)速極限之間，只有當實際電機轉(zhuǎn)速的時間梯度小于最大的轉(zhuǎn)速梯度時，才允許噴射。

此外，在切入替代性監(jiān)視之后，如果成功地進行了效果檢查（Gutprüfung），則可以離開替代性監(jiān)視，其中，效果檢查規(guī)定：如果要求增大駕駛員意愿，則所提供的轉(zhuǎn)速預定值在預定的等候時間內(nèi)保持恒定，其中，如果在等候時間期間電機轉(zhuǎn)速未發(fā)生變化，特別是電機轉(zhuǎn)速（N）未提高，則確定成功地進行了效果檢查。

由于在上山行駛時需要有一部分電機功率用來逾越上坡，所以，在無故障情況下，由車輛轉(zhuǎn)速算得的加速度小于在相應電機功率情況下在平路上行駛時產(chǎn)生的加速度。也就是說，就相應陡峭的上坡而言在扭矩故障情況下所得到的車輛加速度同樣會小于在駕駛員意愿相同時在平路上允許的加速度。因此，借助由車輪算得的加速度信號并不能可靠地推斷出無故障的工作，所以可以規(guī)定效果檢查，以便判定從替代性監(jiān)視切換回到基于加速度監(jiān)視對于安全來說是否緊要。這能實現(xiàn)使得在替代性監(jiān)視內(nèi)的停留時間保持得盡可能短，并快速地從替代性監(jiān)視切換回到監(jiān)視工作模式，這在主動的駕駛員意愿情況下能提高駕駛舒適性。

效果檢查用于測試扭矩路徑上的第一層級的功能，例如測試最大轉(zhuǎn)速控制和與此相關(guān)的用于限制預定扭矩的限定功能的功能性。如果由扭矩計算路徑確定的預定扭矩受到通過轉(zhuǎn)速預定值確定的限定扭矩的限制，則可以進行效果檢查。例如當識別到駕駛員意愿增大時就會出現(xiàn)這種狀況，所述增大原則上會通過扭矩計算路徑導致預定扭矩提高，進而導致轉(zhuǎn)速提高。在確定出駕駛員意愿增大時，進行效果檢查，其方式例如為，使得轉(zhuǎn)速預定值在等候時間內(nèi)得以保持，或者說保持恒定。最大轉(zhuǎn)速控制相應地提供了限定扭矩，預定扭矩被限制到所述限定扭矩。如果電機轉(zhuǎn)速盡管由于駕駛員意愿增大導致了增大的要求仍成功地保持在轉(zhuǎn)速預定值，則效果檢查就算通過，于是可以離開替代性監(jiān)視了。

替代地或附加地，如果存在至少一個如下假定條件，則可以確定出未成功地進行效果檢查：

- 最大允許的電機轉(zhuǎn)速的保持歸因于被激活的噴射減弱；

- 在等候時間期間操縱制動踏板，同時進行噴射；

- 在混合驅(qū)動系統(tǒng)中，回收扭矩妨礙或者延緩了驅(qū)動電機以有效的噴射提高轉(zhuǎn)速。

特別地，如果在等候時間期間以一定的頻繁度滿足了這些假定條件之一，則可以確定出未成功地進行效果檢查。

附圖說明

下面參照附圖詳述實施方式。其中：

圖1為汽車傳動系統(tǒng)的示意圖；

圖2為示出了帶有替代性監(jiān)視的傳動系統(tǒng)工作功能的方框圖。

具體實施方式

圖1為傳動系統(tǒng)1的示意圖，其帶有驅(qū)動電機2、輸出軸3，該輸出軸通過離合器4和換擋變速器5與用來驅(qū)動傳動輪7的驅(qū)動軸6耦接。驅(qū)動電機2可以構(gòu)造成內(nèi)燃機，特別是構(gòu)造成引導空氣的內(nèi)燃機，且可以利用電機控制器10來工作。傳動系統(tǒng)1特別是也可以構(gòu)造成混合驅(qū)動系統(tǒng)的形式。

電機控制器10可以與駕駛踏板11耦接，以便得到關(guān)于駕駛踏板位置的說明，該說明規(guī)定了駕駛員所希望的例如駕駛員期望扭矩形式的駕駛員意愿。在正常工作中，在電機控制器10內(nèi)按照本已公知的扭矩計算路徑功能把由駕駛踏板位置得出的駕駛員意愿轉(zhuǎn)換為預定扭矩，并相應地把預定扭矩規(guī)定為燃料噴射量，用于在控制末級控制內(nèi)燃機2的噴射閥。

規(guī)定一種監(jiān)視功能，其可以基于扭矩或基于加速度對扭矩計算路徑功能進行監(jiān)視。基于扭矩的監(jiān)視通過分開的扭矩計算路徑檢查由驅(qū)動電機2提供的電機扭矩未超過允許的電機扭矩。

在基于加速度進行監(jiān)視時，檢查其中裝有傳動系統(tǒng)1的汽車的加速度是否未超過允許的加速度。為此，把例如可以借助加速度傳感器12測得的實際的車輛縱向加速度與允許的加速度相比較。允許的加速度由駕駛員意愿、駕駛輔助系統(tǒng)和外部控制器的要求、制動力矩、傳動系6和車輪7的根據(jù)測得的轉(zhuǎn)速算出的旋轉(zhuǎn)速度和行駛阻力算得。如果允許推斷出汽車加速度的偏差比所允許的大，就進行替代性監(jiān)視。

圖2中所示為功能框圖，其示出了對于加速度監(jiān)視至關(guān)重要的功能。

可以看到扭矩路徑功能框101，其根據(jù)例如由駕駛踏板位置求得的預定的駕駛員意愿，以本已公知的方式確定要由驅(qū)動電機2實施的預定扭矩VM。

設(shè)置了監(jiān)視框100，其根據(jù)上述監(jiān)視功能來執(zhí)行加速度監(jiān)視，且在有故障情況下引發(fā)替代性監(jiān)視。

在切入替代性監(jiān)視時，監(jiān)視功能激活限制部件102，該限制部件把由扭矩路徑功能101提供的預定扭矩VM限制到限定扭矩BM。限制部件102的輸出規(guī)定了用于控制驅(qū)動電機2的輸出參數(shù)。對于內(nèi)燃機而言，該參數(shù)可以表明要噴射的噴射量，以合適的方式給用來控制內(nèi)燃機噴射閥的末級105規(guī)定了該噴射量。如果未切入替代性監(jiān)視，限制部件102就輸出與預定扭矩VM相應的輸出參數(shù)，或者將其限制到預定的最大扭矩。該最大扭矩的大小可以經(jīng)過選擇，使得從未或者至少在驅(qū)動電機的正常工作中沒有被預定扭矩達到。

限定扭矩BM產(chǎn)生于根據(jù)最大轉(zhuǎn)速控制框103進行的最大轉(zhuǎn)速控制，給該最大轉(zhuǎn)速控制框規(guī)定了最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM作為給定參數(shù)。最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM在最大轉(zhuǎn)速-調(diào)整框104中被適當?shù)靥峁瑥亩苊庠谄渲星蟮玫淖畲笤试S的電機轉(zhuǎn)速NM出現(xiàn)跳躍式的變化。

給最大轉(zhuǎn)速-調(diào)整框104規(guī)定了轉(zhuǎn)速預定值NV，該轉(zhuǎn)速預定值在轉(zhuǎn)速預定框107中根據(jù)預定的特別是單調(diào)的函數(shù)由駕駛員意愿FW例如成比例地根據(jù)預定的駕駛員意愿FW得到。特別地，轉(zhuǎn)速預定值NV可以根據(jù)由駕駛員操縱的駕駛踏板11的位置得到。

在最大轉(zhuǎn)速-調(diào)整框104內(nèi)對通過預定的駕駛員意愿FW預定的轉(zhuǎn)速預定值NV的調(diào)整根據(jù)調(diào)整函數(shù)適當?shù)剡M行，從而禁止限定扭矩BM出現(xiàn)跳躍式的變化。為此，在切入替代性監(jiān)視時可以規(guī)定，如果當前的電機轉(zhuǎn)速N由此高于所希望的最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM，就把最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM首先調(diào)節(jié)至當前的電機轉(zhuǎn)速，并利用第一可參數(shù)化的特別是時間單調(diào)的調(diào)整函數(shù)追溯至轉(zhuǎn)速預定值。特別地，第一調(diào)整函數(shù)可以是時間上的斜坡函數(shù)，其特別是規(guī)定了最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM以預定的第一時間梯度直線地下降。由此避免扭矩突然減小，且避免減弱至對安全至關(guān)重要的噴射。

此外，可以通過對調(diào)整函數(shù)的參數(shù)化來確保不會產(chǎn)生危及安全的狀態(tài)。

如果在另一種情況下當前的電機轉(zhuǎn)速N小于在切入替代性監(jiān)視時由轉(zhuǎn)速預定框107預定的轉(zhuǎn)速預定值NV，則可以立即采用最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM并施加給最大轉(zhuǎn)速控制器。

此外可以替代地或附加地規(guī)定，如果要離開替代性監(jiān)視，最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM并非跳躍地、而是以第二可參數(shù)化的特別是時間單調(diào)的調(diào)整函數(shù)連續(xù)地增大至預定的最大轉(zhuǎn)速值（其可以在正常工作中通過轉(zhuǎn)速限制來規(guī)定）作為轉(zhuǎn)速預定值NV，以便并非跳躍地且對于駕駛員來說不可預見地由驅(qū)動電機2要求所施加的、通過駕駛員意愿FW預定的高的預定扭矩VM。特別地，第二調(diào)整函數(shù)可以是時間上的斜坡函數(shù)，其特別是規(guī)定了最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM以預定的第二時間梯度直線地上升。當并未利用基于最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM求得的限定扭矩BM對預定扭矩VM進行限制時，才可以結(jié)束替代性監(jiān)視。

第一和/或第二調(diào)整函數(shù)的曲線可以按照低通函數(shù)來設(shè)計。

如果在替代性監(jiān)視期間例如通過變換行駛擋級而出現(xiàn)實際電機轉(zhuǎn)速N超過最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM，則可以首先將當前的電機轉(zhuǎn)速N作為最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM，并按照第一調(diào)整函數(shù)調(diào)節(jié)為轉(zhuǎn)速預定值NV。這使得最大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器103能夠減小扭矩，并避免在正常工作中出現(xiàn)并非所愿的噴射減弱。

在最大轉(zhuǎn)速控制框103中的最大轉(zhuǎn)速控制相應于通常的利用轉(zhuǎn)速差作為輸入?yún)?shù)且利用限定扭矩量作為調(diào)節(jié)參數(shù)的轉(zhuǎn)速控制，其中，最大轉(zhuǎn)速控制可以具有P部分和I部分。

還可以設(shè)置一個噴射減弱框106，以便當由轉(zhuǎn)速傳感器測得的實際電機轉(zhuǎn)速N超過最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM預定的第一偏差時進行噴射減弱。為此，針對噴射減弱適當?shù)乜刂颇┘?，使得對噴射閥的控制被鎖止，且不再有燃油噴入到內(nèi)燃機的氣缸中。于是，當電機轉(zhuǎn)速N介于最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM和由以第一偏差值施加的最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM得到的噴射減弱轉(zhuǎn)速極限EN之間時，可以進行噴射減弱，如果實際電機轉(zhuǎn)速的梯度dN/dt大于最大的轉(zhuǎn)速梯度dNmax/dt。這樣就能提高噴射減弱轉(zhuǎn)速極限EN，而無損于安全目標，且在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)允許由排放引起電機轉(zhuǎn)速N非緊要地提高超過最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM。

還可以規(guī)定，從轉(zhuǎn)速閾值N2起才考慮電機轉(zhuǎn)速梯度dN/dt，該轉(zhuǎn)速閾值比最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM高出預定的第二偏差值，但小于噴射減弱轉(zhuǎn)速極限EN。

還可以在監(jiān)視框100中執(zhí)行效果檢查功能，如果傳動系統(tǒng)處于替代性監(jiān)視中。該效果檢查規(guī)定進行如下檢查：如果例如通過對駕駛踏板11的相應操縱來要求增大駕駛意愿FW，則在最大轉(zhuǎn)速-調(diào)整框104中導致的最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM并非立即施加給限制部件102，而是首先等待一段預定的等候時間，以便借助于電機轉(zhuǎn)速N的變化來識別出最大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器103和限制部件102是否以正確的方式限制預定扭矩VM。

如果在最大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器103和/或限制部件102中存在故障，那么，盡管轉(zhuǎn)速預定值NV被恒定地預定，可以通過在預定的等候時間期間確定電機轉(zhuǎn)速出現(xiàn)提高來指明在最大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器103和/或限制部件102中有故障。如果盡管先前已增大了駕駛意愿FW，但在預定的等候時間期間電機轉(zhuǎn)速并未提高，或者僅僅略微提高，或者甚至出現(xiàn)下降，則可以推斷出最大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器103和限制部件102正常工作。

可以規(guī)定，效果檢查未正面性質(zhì)地結(jié)束，如果存在至少一個下述假定條件：

- 最大允許的電機轉(zhuǎn)速NM的保持歸因于由減速功能激活的噴射減弱；

- 在等候時間期間操縱制動踏板，同時進行噴射，因為過高的、未受限制部件102抑制的預定扭矩VM在這種情況下有可能已通過駕駛員的制動干預得到補償，因而在等候時間期間無法提高電機轉(zhuǎn)速N；

- 在混合驅(qū)動系統(tǒng)中，電機的回收扭矩妨礙或者延緩了內(nèi)燃機以有效的噴射提高轉(zhuǎn)速。

如果在等候時間期間未識別到上述條件，或者識別出來的條件通常比可接受的數(shù)目少，則效果檢查通過，于是可以離開替代性監(jiān)視。如果效果檢查未通過，則還無法確定地判定是否存在故障。因此嘗試進行其它效果檢查，直到可接受的數(shù)目，如果預定數(shù)量的效果檢查方法在任何情況下都未導致通過的效果檢查，則可以永久地禁止離開替代性監(jiān)視。