WO2009121660A2 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer elektrischen maschine eines hybridantriebs bei erhöhter verfügbarkeit - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer elektrischen maschine eines hybridantriebs bei erhöhter verfügbarkeit Download PDF

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Definitions

  • the invention is based on control mechanisms for the operation of internal combustion engines and electric motors, which are used in combination as a hybrid drive.
  • the combined use of electric machines and internal combustion engines in a hybrid drive allows a higher efficiency in the movement of vehicles, as well as a flexible adaptation of the operating modes of the drive unit to the desired driving mode.
  • a hybrid drive allows the efficient use of the internal combustion engine by the storage of electrical energy obtained via the electric machine as a generator, as well as the recovery, i. Recuperation of kinetic energy during braking.
  • hybrid drives the internal combustion engine is used in addition to the electric machine for driving, and on the other there are hybrid drive concepts in which the electric machine is used as a starter for starting the internal combustion engine. In this way, an additional starter electric motor and the associated control can be saved.
  • a hybrid drive Compared to conventional internal combustion engine drives, a hybrid drive requires a complex control, since an internal combustion engine must be operated together with an electric machine to provide the drive, and a multi-layer control for the electric machine, since this as both driving drive element and as a starter or is used as a starter.
  • control systems which control the control, the regulation and the sensors of the electric machine, as well as the operation of the electric motor. monitor your own machine and, if necessary, switch off the electric machine. Usually, the electric machine is switched off immediately when an error is detected.
  • the invention enables the operation of the hybrid drive with an electric machine that is no longer suitable as a drive unit for ferry operation, for example due to errors in the controller, in the sensor or in the electrical machine itself.
  • the inventive device and the inventive method can be left lying vehicles with hybrid drive enable, the electric machine can not be used as a drive, but the internal combustion engine is in principle ready for operation.
  • the decommissioning of the entire hybrid drive in the event of faults in the electric drive, i. on the electric machine is overcome with the device according to the invention and the method according to the invention.
  • the electric machine which, although no longer suitable as a driving component due to the fault, nevertheless has a different function, i. to operate as a starter or starter of the internal combustion engine.
  • the hybrid drive can be activated even in the absence of an electric drive component by the internal combustion engine with the defective, i. not suitable for the drive electric machine is started.
  • the concept of the invention is not to control the operation of the electric machine with a single control component, but the two functions of electrical machine, ie drive and starter, to separate in terms of modulation or error monitoring.
  • the concept according to the invention is to separate the control, monitoring, at least temporarily, for the individual function for the various functions, ie starter function and drive function of the electrical machine.
  • the error response or error assessment is provided at least temporarily functionally specific, so as to control the electric machine as a drive independently of the electric machine as a starter or starter.
  • the invention therefore provides, on the one hand, to block the electric machine as drive at least partially or completely in order to take account of error messages and thus to prevent dangerous situations and damage to the electrical machine. Since the operation of the electrical machine as a starter must meet other requirements than they apply to the electric machine as a drive, according to the invention despite the error message, the electrical machine is at least temporarily released to perform their function as a starter. While in an electric machine as a drive high mechanical performance over long periods of time are required, the operation of the electric motor as a starter or as a starter of the internal combustion engine of the common hybrid drive requires only a short period of time, for example a few seconds.
  • an inventive method for controlling an electric machine of a hybrid drive wherein the electric machine is operated both as a starter and as traction drive unit of the hybrid drive, although not simultaneously -Actig, whereby operating parameters are determined, on the basis of which errors can be determined. Errors are detected when an operating parameter value does not correspond to an operating parameter standard state.
  • the rotational speed, the output or recorded torque, a winding voltage, a winding current, a phase offset between winding voltage and winding current, an excitation current, a temperature, a winding internal resistance, magnetic field strengths or more, for the operation of a electrical machine relevant sizes are considered.
  • operating parameters or operating parameter values are states of a controller which controls or regulates the electric machine, operating parameters relating to the control, for example a control output signal value which determines the rotational speed or the drive power of the electrical machine, a control input signal value , which corresponds to a target, an intermediate result which occurs in case of control overrides, a duty cycle of a current with which the electric machine is driven, a fault torque, ie a difference between desired and actual torque, a desired torque or an actual torque is checked by comparing respective values with a standard value range, or by recalculating values by a further control component and compared with the respective value.
  • values are to apply which relate only to the control itself, for example a result of a control self-test, a supply voltage value of the control or a control temperature.
  • operating parameters of a sensor which monitor the operation of the electrical machine and which supply input signals to the control should apply as operating parameter values to be checked.
  • a sensor operating parameters are an output signal of the sensor, wherein the output signal can be checked for plausibility by means of a standard interval, or compared by means of another sensor signal and / or can be checked for plausibility, as well as other operating parameters, the conclusions on the correct function allow the sensor.
  • the values can also be combined, or by a weighted sum, so that deviations from the standard value are summed up and evaluated as a sum, for example in relation to a standard value or a standard value interval.
  • control can be provided in three levels, wherein the first level, a torque correlation, the calculation of target and actual moment, and various Monitored sensor data and possibly outputs an error.
  • the function of the first level is monitored, so that the operating parameters to be assessed include values of the first level, for example calculation values or intermediate values.
  • the second level preferably comprises a torque comparison with which first-level arithmetic errors can be determined, but sensor errors can also be determined, preferably by considering a plurality of sensor data and / or multiple computation data in combination or individually, for example for comparison with respective norm ranges.
  • control computation components are monitored, for example, through Level 1 and Level 2 checks, or through stand-alone functional tests of the controller.
  • the operating parameters which are generally checked for error in accordance with the invention are therefore to be understood broadly and include not only individual operating data of the electrical machine which relate to respective physical quantities, but also states and signals which are received from one or more sensors are derived, which monitor the operation of the electric machine, as well as states and values that are input to, in the control or regulation of the electric machine are calculated in this or issued from this.
  • states and signals which are received from one or more sensors are derived, which monitor the operation of the electric machine, as well as states and values that are input to, in the control or regulation of the electric machine are calculated in this or issued from this.
  • the operation of the electric machine is at least partially limited in their function as a traction unit, for example by irreversible switching off the system, the system can be reinitialized by a workshop, or by parking the vehicle, or the hybrid drive, or by a new start signal to start the operation of the hybrid drive.
  • the drive system is deactivated even after a start signal.
  • the power or running time of the electric machine may be limited, for example, by operating a final stage, which drives the electric motor, in a limited operating interval with limited currents.
  • Such a reaction is provided, for example, for faults in which limited operation of the electric machine as a traction drive unit is still possible, but the limitations, for example in terms of output power, can lead to that the electric machine can not be used as a starter due to greatly reduced power.
  • control may be reset, for example, by turning off the power amp and initializing the controller, with some faults also debouncing the fault, i. provide the correction of the corresponding operating parameter. Also, such consequences from the detection of faults may result in the electric machine not being able to perform the function of a starter, although operation of the electric machine as a starter (i.e., for a short time with low power) would not cause damage or dangerous situations.
  • the electric machine upon detecting a fault and the corresponding operational restriction of the electrical machine, it is at least briefly actuated in its function as a starter in a different manner and independently than during operation of the electric machine as traction drive unit.
  • the electric machine as a starter therefore becomes different from the method according to the invention and the control according to the invention Operated (supervised), ie with less restrictions than the electric machine in function as a traction drive unit.
  • such disconnection is provided only for an initial time frame, ie for a period of time suitable for starting the combustion engine by the electric machine.
  • This time period may begin with the occurrence of a starter start signal, wherein the starter start signal is generated, for example, by the operation of a start button by the driver.
  • the time period preferably ends after it has been determined that the internal combustion engine is running or has reached a stable state, wherein the end of the time period can be detected by corresponding operating parameters of the internal combustion engine that exceed certain thresholds, for example when a certain engine speed is reached, or by specifying a certain period of time in which the electric machine transmits, as a starter, mechanical power to the internal combustion engine to start it, the predetermined time period corresponding to a measured value or empirical value at which it can be assumed that after this time the internal combustion engine has become stable Operating state has reached.
  • a higher-level drive control controls the operation of the internal combustion engine and the electric machine to shut down the internal combustion engine if necessary, for example, when a certain battery state of charge has been reached.
  • the driving control of the vehicle on the electric machine is the only driving drive unit.
  • a selected or driven driving mode ie driving only with an internal combustion engine, only with electric machine or combination of both drive elements, causes the drive mode control to switch off the internal combustion engine, although due to a fault the electric machine can not be operated as a drive
  • the superordinate driving mode control is also operated in such a way that, in the event of a detected fault, a driving mode is not selected in which the electric machine is operated as the only traction drive unit.
  • the mechanisms described above which serve for the at least short-term separation of the two functions of the electric machine according to the invention, can be provided, for example, by a double-function unit, wherein the double-function unit is connected to the electric machine and controls it so that, in the case of a lying start, while a fault of the electric machine has been detected, the electric machine is operated as a starter.
  • the operation as a starter can be provided by operating values pre-stored in a memory, which provide a typical starting sequence, for example with constant operating parameters.
  • the dual-function control unit preferably provides that the consequences of the detected fault affect the operation of the electric machine as a traction drive, wherein as described above electrical machine can be turned off, for example, or can be limited in terms of their operating parameters.
  • the electric machine as a starter or engine must provide the internal combustion engine only for a short time, for example, less than 10 seconds, less than 5 seconds, less than 3 seconds or less than 2 seconds with mechanical power, so that it is sufficient to control the electric machine for its two functions only briefly. For example, for the duration of a startup or a period of time less than 30 seconds, less than 10 seconds, less than 5 seconds, less than 3 seconds or less than 2 seconds. Since the detected error is thus ignored only briefly, the risk potential of the faulty electrical machine remains low, and it is avoided that damage to the electrical machine due to prolonged operation despite errors occur.
  • the inventive concept can also be described by the fact that a detected error of the electric machine is indeed fully considered for operation as a traction unit, whereas for the function of the electric machine as a starter a detected error, at least briefly ignored when the start of the engine is desired , The errors are thus suppressed or ignored, as long as they relate to the operation of the electric machine as a starter.
  • a controller comprising a logic circuit which receives an error signal via an error signal input and which can receive a start signal via a start signal input.
  • the logic circuit links the signal path or the level of the start signal with the signal path or with the level of the error input in order to suppress the error signal, at least for a short time, in the case of an existing start request (which is expressed by a corresponding start signal).
  • a logic circuit may be provided which associates a start signal with a signal representative of a response of the controller to a detected error, i. a Ausberichtsignal, for example, corresponds to the blocking of the electric machine, at least temporarily suppressed.
  • the suppression of the error signal or a control signal resulting from the error signal can be realized by a "disable" bit received from a higher-level vehicle controller, which then briefly deactivates the monitoring of the electric machine, thus reducing the limitations
  • a higher-level vehicle control system can also provide suitable operating parameters for the electric machine when a start signal is present, as are suitable for a starting procedure supply a suitable speed to the controller of the electric machine as the target specification, which then converts the setpoint specifications If this is the case, a successful start of the internal combustion engine is detected or a period of time has elapsed after which a successful start of the engine is started Internal combustion engine can be assumed, the parentharasteu- tion the electrical machine and the control of the electric machine again convert to a state in which the operation is limited or prevented according to the error.
  • the higher-level vehicle control can take back the deactivation bit in order to cancel the suppression of the error reaction by the control of the electric machine.
  • the electrical machine is preferably transferred to a safe state, which corresponds to a limited operation of the electrical machine or a shutdown of the electrical machine. In this way it is ensured that the electrical machine can not be put back into operation in order to avoid damage to the electrical machine.
  • the error signal, or a response thereto not prevented when the internal combustion engine is running, and thus no start of the internal combustion engine is necessary.
  • a display element can be activated, for example, an LED or a corresponding representation in a display, which informs the driver that the electric machine has a fault and a Workshop to be approached.
  • other signals could be output to the driver, eg acoustic signals.
  • the drive mode control is restricted so as not to allow a drive mode in which the electric machine is used as the sole drive, such restriction being provided as a drive unit, particularly during operation of the internal combustion engine.
  • switching of the hybrid drive to electric-only drive is preferably blocked when the electric machine has failed and the engine has been successfully started.
  • clutches are opened, which connects the electric machine with other loads, such as an alternator, a power take-off, compressors or elements of an air conditioner represent a mechanical load.
  • the internal combustion engine is preferably separated from other loads during the starting process, so that substantially the same as that required by the At least for the most part, ie, greater than 50 percent, greater than 80 percent or greater than 90 percent of the engine generated torque is transferred to the combustion engine, and does not go to other loads.
  • a converter clutch can be opened in front of the transmission before the starting process, ie the starting of the internal combustion engine, begins.
  • the internal combustion engine is preferably operated to receive a substantial portion of the torque supplied by the electric machine and to use it for the starting procedure. Therefore, converter clutches which receive the torque supplied by the electric machine are preferably largely opened so that they receive and transmit only a small portion of the total torque generated.
  • the controller may also provide a control that is suitable for starting the internal combustion engine, for example, to regulate the torque transfer suitable.
  • the position of a manual transmission is preferably checked, so that a starting operation is only possible when the manual transmission is opened. That is, the corresponding clutch is opened to prevent the torque generated by the electric machine during the starting operation from being largely transmitted to the wheels of the vehicle in which the hybrid drive is provided.
  • Such a check of the position of the manual transmission is preferably provided generally in all hybrid drives, the electric machine operates both as a drive and as a starter.
  • the control of the electric machine is connected via a connection, for example via a line, to a hybrid control unit which controls and monitors the operation of the entire hybrid drive as a higher-level control component.
  • the hybrid control unit can transmit a signal to the control of the electric machine, which causes the control to operate the electric machine according to the invention at least temporarily as a starter, although the electric machine is turned off as a drive due to an error is working or restricted.
  • the control of the electric machine via this connection or via another connection may notify the connected hybrid controller when a startup operation has been successfully completed, or when the corresponding time interval has expired, whereby the hybrid controller suppresses the usual error response can pick up the control again.
  • the usual error reaction here is the partial or complete restriction of the operation of the electric machine as a traction drive unit, which represents the reaction to a detected error.
  • Figure 1 is a diagram of the control according to the invention in normal operation (a) and in a state which exists in a detected error (b).
  • FIG. 2 shows a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a control of a parallel hybrid motor in two states (a) and b).
  • the diagrams of the figure show an internal combustion engine 10, which is connected via a separating clutch 20 with an electric motor 30.
  • the internal combustion engine 10 and / or the electric motor 30 transmits mechanical rotational energy to the drive (not shown), or the internal combustion engine 10 transmits rotational energy to the motor 30 (preferably when the drive is disconnected) to obtain electrical energy
  • the electric motor 30 transmits, in the reverse direction, via the separating clutch 20 mechanical energy to the internal combustion engine 10 to start it.
  • the parallel hybrid drive also provides for transmitting mechanical energy (i.e., rotational kinetic energy) from the electric motor 30 to the engine 10 to assist the drive.
  • a control unit 40 is connected to the engine 10 and via an Elektormotor- control unit 50 to the electric motor 30. Both connections serve to transmit a torque request (for example in the form of a signal) to the internal combustion engine 10 and to the electric motor 30 (preferably via a corresponding control circuit).
  • the control unit 40 is provided for controlling the (total) hybrid drive, and includes an engine control unit 42.
  • an electric motor control unit 50 is provided, which is arranged externally to the hybrid control unit.
  • the control components associated with each engine may both be provided within the entire controller 40, both provided outside of the controller 40, or just one of them be provided to the overall control device 40, as shown in Figure 1.
  • the overall control device 40 can be used as a double-function control unit of the invention. proper control be understood.
  • the arrows represent the transmission direction of the torque request.
  • the corresponding arrows in the figure l (b) represent the corresponding transmission, but the lower arrow between the control unit 40 and the electric motor control unit 50, a signal according to the invention Deactivation monitoring transmits.
  • the transmission direction generally corresponds to the direction of the arrow.
  • the controller 40 transmits the torque request to the electric motor via the electric motor control unit 50.
  • the electric motor control unit 50 detects whether a fault occurs in the electric motor 30, this is detected by the electric motor control unit 50 .
  • the method according to the invention and the control according to the invention make it possible to temporarily suspend the blocking or blocking of the electric motor 30, at least temporarily, from the fault, in order to control it as a starter.
  • an additional deactivation monitoring signal S is transmitted from the controller 40 to the electric motor control 50 in order to cancel the blocking for the starter operation provided by the electric motor control 50.
  • the inhibition provided by the electric motor controller 50 is thus canceled, as shown by the dashed crossed lines of the electric motor controller 50 in FIG. 1 (b).
  • the cancellation of the control provided by the electric motor control is only temporary, so the dotted crossed lines do not apply to the (entire) drive mode of the electric motor.
  • the torque request signal output from the controller 40 is forwarded directly to the motor 30, although prior art would completely inhibit the electric motor control in the event of an error.
  • the signal S is thus an "override" signal which, however, only overrules the electric motor control 50 for a short time in order to allow at least a brief starter phase of the electric motor 30.
  • the signal S can be transmitted via its own control line, or it can own logical channel that connects the controller 40 with the electric motor controller 50.
  • the controller 40, the electric motor controller 50 or both may have an output unit (controller 40) or an input unit (electric motor controller 50) that prevents a permanent active state of the override signal S (override signal), for example, an RC Element, a monostable flip-flop or a corresponding software segment, which can be used in the controller 40 or in the electronic Gate control 50 expires.
  • the signal S may be a deactivation monitoring signal, for example a deactivation bit, which monitors the controller 40 for monitoring the blocking of the electric motor control 50, for which purpose a starter signal has to be transmitted from the electric motor controller 50 to the controller 40 (the corresponding arrow direction is not shown ).
  • control unit itself not only to control the blocking of the fault reaction of the electric motor control 50, but also to monitor it.
  • Such monitoring allows the detection of the degree of error (no operation possible / limited operation as a starter possible), as well as the distinction of errors of the electric motor, which allow a start operation, of errors that completely exclude the operation of the electric motor.
  • controller 40 may be connected to the disconnect clutch 20 and other clutches to control these and / or to query their clutch status.
  • the interrogation of the coupling status may be required if a starting process with mechanically coupled output is to be detected and prevented.
  • Such connections between the controller and the clutch are not shown in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the transition from the state shown in FIG. 1 (a) to the state shown in FIG. 1 (b) is caused by an error signal such as an error in the electric motor control.
  • an error signal such as an error in the electric motor control.
  • the control signal S according to the invention for the starting process the function (and thus in the case of the example mentioned, the malfunction) of the electric motor control 50 cancels, a start operation is possible even with defective electric motor control.
  • the arrow A indicates such a transition caused by an error in the electric motor control.
  • the arrow A may be a detected fault in the electric motor 30, which indeed excludes the function as a drive, but allows the function of the electric motor as a starter.
  • the transition A can be caused by the above-mentioned types of errors (for example sensor error or evaluation error or sensor signal transmission error).
  • the errors that trigger the transition A are detected by the controller 40 or by a higher-level control, wherein the component that detects the error, preferably also controls the short-term failure of the error response, preferably by issuing a signal S or corresponding commands.
  • step 110 whereupon at least one operating parameter value, for example a temperature, is received in step 120, for example by a sensor.
  • step 120 receives an operation mode setting concerning the electric machine.
  • the operating mode default can come from a controller and / or from an operator and indicates whether the electric machine is to be used as a starter for the internal combustion engine or as a traction drive unit, ie for traction.
  • an error query is carried out according to the invention in order to determine whether the operating mode to be set is permissible.
  • step 130 the operating parameters are compared with a permissible setpoint range to determine an error.
  • an error input (not shown), which represents an error that has been detected on the electrical machine or on an associated engine control system (eg by monitoring devices), can also take place. If no error is detected in step 130, (F, false), the electric machine is operated in step 140 according to the operating mode default.
  • the method according to the invention is similar to known methods for monitored control of electrical machines.
  • step 130 the method or control according to the invention detects an error (T, true), the electric machine is not completely blocked, as is the case with prior art methods, but further distinctions are made as described below.
  • step 150 After an error entered or determined by comparison (branch 130, T), it is checked in step 150 whether the fault is serious and for safety reasons the electric machine should be completely blocked, or whether only the operation of the electric machine should be blocked as traction drive unit.
  • step 170 if it is determined in step 170 that the operating mode to be set corresponds to starter operation (T, true), the electric machine is operated as a starter in step 190.
  • the operation of the electric machine as a traction drive unit blocked.
  • Such a blockage may also be provided in step 160. In this case, the block is maintained in step 190.
  • a limited operation as a starter is allowed, if the type of error allows it (i.e., a small severity of the detected error).
  • the implementation of the temporary operation is shown in dashed lines in FIG. If, therefore, it is detected in step 130 that an error is present, a predetermined time period ⁇ T is provided from detection of the error, cf. Step 200, preferably by means of a timer. If it is then determined in step 170 that the operation of the electrical machine is to be performed as a starter, it is queried before initiating step 190 (operation as a starter) whether the predetermined period of time is still running. The query is not shown in Figure 2 for reasons of clarity.
  • step 170 results in T (true) and the time period ⁇ T has not yet elapsed, then step 190 is executed. If time period ⁇ T has elapsed, the electric machine is also blocked for the starter mode (not shown), even if step 170 yields "true.” Step 200 thus represents another precondition for step 190.
  • FIG. 2 deviates from the standard representation in that the branching provided by the precondition of step 200 is not shown.
  • the query or branch which results from the predetermined period of time ⁇ T or from step 200, as well as the consequent blocking, is not shown in FIG.
  • a return according to the invention from the blocks 160, 180 or from step 190 to the start 110, to step 120 or to the queries 130, 150 or 170 is not shown, which would lead to an automatic release of the lock if another error state ( no low-severity error / error allowing operation as a starter).
  • the query steps in FIG. 2 can also be summarized and / or swapped, provided that the same logical operations as defined by the queries result.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Maschine (30) eines Hybridantriebs, wobei die elektrische Maschine (30) sowohl als Anlasser eines Verbrennungsmotors (10) des Hybridantriebs als auch als ein Fahrantriebsaggregat des Hybridantriebs betrieben wird. Bei einem Fehler in der elektrischen Maschine (30), einem Sensor oder der Steuerung der elektrischen Maschine wird ein Anlassen des Verbrennungsmotors (10) ermöglicht, aber die Verwendung als Fahrantriebsaggregat verhindert. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Steuerung zur Ausführung des Verfahrens sowie eine Doppelfunktion-Steuerungseinheit, mit der ein Hybridantrieb angesteuert werden kann.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebs bei erhöhter Verfügbarkeit
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von Steuermechanismen zum Betrieb von Verbrennungsmotoren und Elektromotoren, die kombiniert als Hybridantrieb eingesetzt werden. Die kombinierte Verwendung von elektrischen Maschinen und Verbrennungsmotoren in einem Hybridantrieb ermöglicht einen höheren Wirkungsgrad bei der Bewegung von Fahrzeugen, sowie eine flexible Anpassung der Betriebsmodi des Antriebaggregats an den gewünschten Fahrmodus. Insbesondere erlaubt ein Hybridantrieb die effiziente Nutzung des Verbrennungsmotors durch die Speicherung von elektrischer Energie, die über die elektrische Maschine als Generator gewonnen wurde, sowie die Wiedergewinnung, d.h. Rekuperation von Bewegungs- energie beim Abbremsen.
Zum einen wird bei Hybridantrieben der Verbrennungsmotor neben der elektrischen Maschine zum Antrieb verwendet, und zum anderen bestehen Hybridantriebkonzepte, in denen die elektrische Maschine als Starter zum Anlassen des Verbrennungsmotors verwendet wird. Auf diese Weise lassen sich ein zusätzlicher Starter-Elektromotor und die zugehörige Ansteuerung einsparen.
Gegenüber üblichen Verbrennungsmotor- Antrieben erfordert ein Hybridantrieb eine komplexe Steuerung, da ein Verbrennungsmotor zusammen mit einer elektrischen Maschine betrieben werden müssen, um den Antrieb vorzusehen, und eine mehrschichtige Steuerung für die elektrische Maschine, da diese sowohl als Fahr- Antriebselement als auch als Anlasser bzw. als Starter verwendet wird.
Bei bekannten Hybridantrieben, bei denen die elektrische Maschine als Starter für den Verbrennungsmotor verwendet wird, wird der Betrieb der elektrischen Maschine überwacht und bei erkannten Fehlern aus Sicherheitsgründen eingeschränkt oder abgestellt. Es werden gemäß dem Stand der Technik Steuerungssysteme verwendet, die die Ansteuerung, die Regelung und die Sensoren der elektrischen Maschine, sowie den Betrieb der elektrischen Ma- schine selbst überwachen und gegebenenfalls die elektrische Maschine abschalten. Üblicherweise wird die elektrische Maschine sofort abgeschaltet, wenn ein Fehler erkannt wird.
Bei derartigen Systemen, bei denen ein Fehler zum eingeschränkten Betrieb oder zum Aus- stellen der elektrischen Maschine führt, führen die Auswirkungen der Reaktionen auf einen erfassten Fehler dazu, dass das Fahrzeug gegebenenfalls nicht weiter bewegt werden kann. In vielen Fällen, insbesondere wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist, führt daher die Unterdrückung oder das Sperren des Betriebs der elektrischen Maschine als Antriebsaggregat dazu, dass der Antrieb funktionsunfähig ist, obwohl der abgeschaltete Verbrennungsmo- tor prinzipiell zur Fortbewegung zur Verfügung steht. Die Steuerung des Hybridantriebs gemäß dem Stand der Technik sieht daher keine Verfügbarkeit des Hybridmotors vor, wenn allein die elektrische Maschine (oder deren Sensoren/Steuerung) einen Fehler aufweist und dieser erkannt wurde.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Steuerungsverfahren und eine Steuerung für einen Hybridmotor vorzusehen, der eine höhere Verfügbarkeit des Hybridantriebs auch im Fehlerfall bietet.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht den Betrieb des Hybridantriebs auch mit einer elektrischen Maschine, die sich nicht mehr als Antriebsaggregat für den Fährbetrieb eignet, beispielsweise aufgrund von Fehlern in der Steuerung, in der Sensorik oder in der elektrischen Maschine selbst. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich liegen gebliebene Fahrzeuge mit Hybridantrieb aktivieren, deren elektrische Maschine zwar nicht als Antrieb verwendet werden kann, deren Verbrennungsmotor jedoch prinzipiell betriebsbereit ist. Die Stilllegung des gesamten Hybridantriebs bei Fehlern in dem elektrischen Antrieb, d.h. an der elektrischen Maschine, wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren überwunden. Gemäß der Erfindung ist es möglich, die elektrische Maschine, die sich zwar aufgrund des Fehlers nicht mehr als Antriebskomponente eignet, trotzdem in einer anderen Funktion, d.h. als Anlasser bzw. Starter des Verbrennungsmotors zu betreiben. Dadurch lässt sich auch bei fehlender elektrischer Antriebskomponente der Hybridantrieb aktivieren, indem der Verbrennungsmotor mit der defekten, d.h. nicht zum Antrieb tauglichen elektrischen Maschine, gestartet wird.
Das erfindungsgemäße Konzept liegt darin, den Betrieb der elektrischen Maschine nicht mit einer einzelnen Steuerungskomponente anzusteuern, sondern die beiden Funktionen der elektrischen Maschine, d.h. Antrieb und Starter, hinsichtlich der Aussteuerung oder der Fehlerüberwachung zu trennen. Insbesondere liegt das erfindungsgemäße Konzept darin, für die verschiedenen Funktionen, d.h. Starterfunktion und Antriebsfunktion der elektrischen Maschine, die Steuerung, Überwachung zumindest zeitweise für die einzelnen Funktion zu trennen. Erfindungsgemäß wird daher die Fehlerreaktion bzw. die Fehlerbeurteilung zumindest zeitweilig funktionsspezifisch vorgesehen, um so die elektrische Maschine als Antrieb unabhängig von der elektrischen Maschine als Starter bzw. Anlasser anzusteuern.
Die Erfindung sieht daher vor, zum einen die elektrische Maschine als Antrieb zumindest teilweise oder vollständig zu blockieren, um so Fehlermeldungen Rechnung zu tragen und somit Gefahrensituationen und Schäden an der elektrischen Maschine zu unterbinden. Da der Betrieb der elektrischen Maschine als Anlasser anderen Anforderungen genügen muss, als sie für die elektrische Maschine als Antrieb gelten, wird zum anderen erfindungsgemäß trotz Fehlermeldung die elektrische Maschine zumindest kurzzeitig freigegeben, um ihre Funktion als Anlasser auszuführen. Während bei einer elektrischen Maschine als Antrieb hohe mechanische Leistungen über lange Zeitintervalle erforderlich sind, erfordert der Betrieb des Elektromotors als Starter oder als Anlasser des Verbrennungsmotors des gemeinsamen Hybridantriebs nur eine kurze Zeitdauer, beispielsweise einige Sekunden. Es ist ersichtlich, dass zahlreiche Fehlerarten zu einem Abstellen der elektrischen Maschine als An- trieb führen müssen, um das Fahrverhalten nicht zu beeinträchtigen und um Schäden an der elektrischen Maschine oder am Fahrzeug zu vermeiden, wobei die selben Fehlerarten die Funktion der elektrischen Maschine als Anlasser erlauben würden, ohne dass das Fahrverhalten beeinträchtigt wird oder Schädigungen zu erwarten sind. Ferner kann die Ansteuerung der elektrischen Maschine als Starter deutlich einfacher, beispielsweise durch voreinge- stellte Parameter, vorgesehen werden, wohingegen der Betrieb der elektrischen Maschine als Antrieb deutlich komplexer ist, beispielsweise um dem Fahrerwunsch gerecht zu werden oder um eine ausgewogene Momentensteuerung vorzusehen. Daher ist es möglich, dass auch Fehler in der Steuerung, die den Betrieb der elektrischen Maschine als Antrieb nicht erlauben, den Betrieb der elektrischen Maschine als Anlasser nicht beeinträchtigen, wobei vorzugsweise der Startvorgang durch einen einfachen, voreingestellten Verlauf von Betriebsparametern vorgesehen werden kann. Gleiches gilt für Sensorfehler, die zwar einen längeren und leistungsintensiven Betrieb der elektrischen Maschine als Antrieb nicht erlauben, die jedoch gleichzeitig ohne weitere Nachteile einen kurzzeitigen Betrieb der elektrischen Maschine als Starter mit geringerer Leistung erlauben.
Daher wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebs vorgesehen, wobei die elektrische Maschine sowohl als Anlasser als auch als Fahrantriebsaggregat des Hybridantriebs betrieben wird, wenn auch nicht gleichzei- -A- tig, wobei Betriebsparameter ermittelt werden, aufgrund derer sich Fehler feststellen lassen. Fehler werden festgestellt, wenn ein Betriebsparameterwert nicht einem Betriebsparameter- Normzustand entspricht.
Bezogen auf eine elektrische Maschine können somit als Betriebsparameter die Drehzahl, das abgegebene oder aufgenommene Drehmoment, eine Wicklungsspannung, ein Wicklungsstrom, ein Phasenversatz zwischen Wicklungsspannung und Wicklungsstrom, ein Erregerstrom, eine Temperatur, ein Wicklungs-Innenwiderstand, Magnetfeldstärken oder weitere, für den Betrieb einer elektrischen Maschine relevante Größen betrachtet werden.
Weiterhin gelten als Betriebsparameter bzw. Betriebsparameterwerte Zustände einer Steuerung, die die elektrische Maschine ansteuert oder regelt, wobei Betriebsparameter, die sich auf die Steuerung beziehen, beispielsweise ein Steuerungs- Ausgangssignalwert, der die Drehzahl oder die Antriebsleistung der elektrischen Maschine bestimmt, ein Steuerungs- Eingangssignalwert, der einer Zielvorgabe entspricht, ein Zwischenergebnis, das bei Berech- tungen der Steuerung auftritt, ein Tastverhältnis eines Stroms, mit dem die elektrische Maschine angesteuert wird, ein Fehlerdrehmoment, d.h. eine Differenz zwischen Soll- und Ist- Drehmoment, ein Soll-Drehmoment oder ein Ist-Drehmoment überprüft wird, indem jeweilige Werte mit einem Normwertbereich verglichen werden, oder indem Werte durch eine weitere Steuerungskomponente nachgerechnet werden und mit dem jeweiligen Wert verglichen werden. Ferner sollen als Betriebsparameter, die hinsichtlich Fehler überprüft werden, Werte gelten, die sich nur auf die Steuerung selbst beziehen, beispielsweise ein Ergebnis eines Steuerungs-Selbsttests, ein Versorgungsspannungswert der Steuerung oder eine Steuerungstemperatur.
Schließlich sollen als zu überprüfende Betriebsparameterwerte Betriebsparameter eines Sensors gelten, die den Betrieb der elektrischen Maschine überwachen und die der Steuerung Eingangsignale liefern. Derartige, auf einen Sensor bezogene Betriebsparameter sind ein Ausgangssignal des Sensors, wobei das Ausgangssignal mittels eines Normintervalls auf Plausibilität geprüft werden kann, oder mittels eines weiteren Sensorsignals verglichen und/oder hinsichtlich Plausibilität überprüft werden kann, sowie weitere Betriebsparameter, die Rückschlüsse auf die korrekte Funktion des Sensors zulassen. Im Allgemeinen können die Werte auch kombiniert werden, bzw. durch eine gewichtete Summe, so dass sich Abweichungen vom Normwert summieren und als Summe bewertet werden, beispielsweise gegenüber einem Normwert oder einem Normwert-Intervall.
Insbesondere kann die Steuerung in drei Ebenen vorgesehen werden, wobei die erste Ebene eine Momentenkorrelation, die Berechnung von Soll- und Ist-Moment, sowie verschiedene Sensordaten überwacht und gegebenenfalls einen Fehler ausgibt. In der zweiten Ebene wird die Funktion der ersten Ebene überwacht, so dass die zu beurteilenden Betriebsparameter Werte der ersten Ebene umfassen, beispielsweise Berechnungswerte oder Zwischenwerte. Die zweite Ebene umfasst vorzugsweise einen Momentenvergleich, mit dem Rechenfehler der ersten Ebene festgestellt werden können, wobei jedoch auch Sensorfehler festgestellt werden können, vorzugsweise indem mehrere Sensordaten und/oder mehrere Berechnungsdaten in Kombination oder einzeln betrachtet werden, beispielsweise zum Vergleich mit jeweiligen Normbereichen.
In einer dritten Ebene werden Berechnungskomponenten der Steuerung überwacht, beispielsweise durch Überprüfungen von Rechnungen der Ebene 1 und 2 oder durch eigenständige Funktionstests der Steuerung.
Die Betriebsparameter, die im Allgemeinen erfindungsgemäß hinsichtlich eines Fehlers ü- berprüft werden, sind daher weit zu fassen und umfassen nicht nur einzelne Betriebsdaten der elektrischen Maschine, die sich auf jeweilige physikalische Größen beziehen, sondern auch Zustände und Signale, die von einem oder mehreren Sensoren stammen, die den Betrieb der elektrischen Maschine überwachen, sowie Zustände und Werte, die in eine Steuerung oder Regelung der elektrischen Maschine eingegeben werden, in dieser berechnet wer- den oder von dieser ausgegeben werden. Somit lassen sich nicht nur Fehler an der Maschine selbst, sondern auch an weiteren Komponenten feststellen, die für den Betrieb der elektrischen Maschine erforderlich sind.
Beim Erkennen eines Fehlers wird der Betrieb der elektrischen Maschine in ihrer Funktion als Fahrantriebsaggregat zumindest teilweise eingeschränkt, beispielsweise durch irreversibles Ausschalten des Systems, wobei das System durch eine Werkstatt neu initialisiert werden kann, oder durch Abstellen des Fahrzeugs, bzw. des Hybridantriebs, oder durch ein erneutes Startsignal zum Starten des Betriebs des Hybridantriebs. Beispielsweise wird bei einem dauerhaften Fehler, d.h. bei einem wiederholten Auftreten eines Fehlers, oder bei einem über eine bestimmte Zeitdauer bestehenden Fehlers, das Antriebssystem auch nach einem Startsignal deaktiviert.
Ferner kann als Folge der Fehlererkennung die Leistung oder die Laufdauer der elektrischen Maschine beschränkt werden, beispielsweise indem eine Endstufe, die den elektrischen Mo- tor ansteuert, in einem beschränkten Arbeitsintervall mit begrenzten Strömen arbeitet. Eine derartige Reaktion wird beispielsweise für Fehler vorgesehen, bei denen ein eingeschränkter Betrieb der elektrischen Maschine als Fahrantriebsaggregat noch möglich ist, wobei jedoch die Einschränkungen, beispielsweise hinsichtlich der Ausgangsleistung, dazu führen können, dass die elektrische Maschine aufgrund einer stark verringerten Leistung nicht als Anlasser verwendet werden kann.
Als weitere Reaktion auf erkannte Fehler kann die Steuerung zurückgesetzt werden, bei- spielsweise durch Abschalten der Endstufe und Initialisieren der Steuerung, wobei einige Fehler auch die Entprellung des Fehlers, d.h. die Korrektur des entsprechenden Betriebsparameters vorsehen. Auch derartige Konsequenzen aus der Erkennung von Fehlern können dazu führen, dass die elektrische Maschine nicht die Funktion eines Anlassers übernehmen kann, obwohl ein Betrieb der elektrischen Maschine als Anlasser (d.h. kurzzeitig mit gerin- ger Leistung) nicht zu Schäden oder Gefahrensituationen führen würde.
Daher wird erfindungsgemäß beim Erkennen eines Fehlers und der entsprechenden Betriebseinschränkung der elektrischen Maschine zumindest kurzzeitig in ihrer Funktion als Anlasser auf eine andere Weise und unabhängig angesteuert, als bei einem Betrieb der elekt- rischen Maschine als Fahrantriebsaggregat. Um die Steuerungen zumindest kurzzeitig getrennt voneinander vorzusehen, um somit zumindest temporär für die beiden verschiedenen Funktionen der elektrischen Maschine (Anlasser/Fahrantriebsaggregat) unterschiedliche und unabhängige Fehlerkonsequenzen vorzusehen, wird daher von dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Steuerung die elektrische Maschine als Anlasser auf eine andere Weise betrieben (überwacht), d.h. mit geringeren Einschränkungen, als die elektrische Maschine in Funktion als ein Fahrantriebsaggregat.
Vorzugsweise wird aus Sicherheitsgründen eine derartige Trennung nur für einen anfänglichen Zeitrahmen vorgesehen, d.h. für eine Zeitperiode, die zum Starten des Verbrennungs- motors durch die elektrische Maschine geeignet ist. Diese Zeitperiode kann mit dem Auftreten eines Anlasserstartsignals beginnen, wobei das Anlasserstartsignal beispielsweise durch die Betätigung eines Startknopfs durch den Fahrer erzeugt wird. Die Zeitperiode endet vorzugsweise nachdem festgestellt wurde, dass der Verbrennungsmotor läuft, bzw. einen stabilen Zustand erreicht hat, wobei das Ende der Zeitperiode durch entsprechende Betriebspa- rameter des Verbrennungsmotors erkannt werden kann, die bestimmte Schwellen überschreiten, beispielsweise beim Erreichen einer bestimmten Verbrennungsmotordrehzahl, oder indem eine bestimmte Zeitdauer vorgegeben wird, in der die elektrische Maschine als Anlasser mechanische Leistung an den Verbrennungsmotor überträgt, um diesen zu starten, wobei die vorgegebene Zeitdauer einem Messwert oder Erfahrungswert entspricht, bei dem angenommen werden kann, dass nach dieser Zeit der Verbrennungsmotor einen stabilen Betriebszustand erreicht hat. Üblicherweise steuert eine übergeordnete Fahrsteuerung den Betrieb des Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine, um gegebenenfalls den Verbrennungsmotor abzustellen, wenn beispielsweise ein bestimmter Batterieladezustand erreicht wurde. In diesem Fall ver- lässt sich die Fahrsteuerung des Fahrzeugs auf die elektrische Maschine als einziges Fahran- triebsaggregat. Um zu vermeiden, dass ein gewählter oder angewteuerter Fahrmodus, d.h. Fahren nur mit Verbrennungsmotor, nur mit elektrischer Maschine oder Kombination beider Antriebselemente dazu führt, dass die Fahrmodussteuerung den Verbrennungsmotor abschaltet, obwohl aufgrund eines Fehlers die elektrische Maschine nicht als Antrieb betrieben werden kann, wird vorzugsweise auch die übergeordnete Fahrmodussteuerung derart be- trieben, dass bei einem festgestellten Fehler nicht ein Fahrmodus gewählt wird, bei dem die elektrische Maschine als einziges Fahrantriebsaggregat betrieben wird. Dies kann durch entsprechende Kopplung zwischen Steuerung der elektrischen Maschine und der Fahrmodussteuerung vorgesehen werden, oder durch eine Fahrmodussteuerung, die einen Fehlersignale empfängt, bzw. Befehle, welche den Konsequenzen aus entdeckten Fehlern an der elektri- sehen Maschine entsprechen, um so die zur Verfügung stehenden Fahrmodi auf ausführbare Fahrmodi einzuschränken, d.h. auf Fahrmodi, in denen die elektrische Maschine nicht als einziges Fahrantriebsaggregat betrieben wird.
Ausführungsformen:
Die oben beschriebenen Mechanismen, die zur erfindungsgemäßen zumindest kurzzeitigen Trennung der beiden Funktionen der elektrischen Maschine dienen, können beispielsweise durch eine Doppelfunktions-Einheit vorgesehen werden, wobei die Doppelfunktions-Einheit mit der elektrischen Maschine derart verbunden ist und diese ansteuert, dass bei einem vor- liegenden Startwunsch, während ein Fehler der elektrischen Maschine festgestellt wurde, die elektrische Maschine als Anlasser betrieben wird. Der Betrieb als Anlasser kann durch in einen Speicher vorgespeicherte Betriebswerte vorgesehen werden, die einen typischen Startablauf, beispielsweise mit konstanten Betriebsparametern, vorsehen. Um jedoch zu vermeiden, dass trotz Fehler die elektrische Maschine zusätzlicherweise als Antrieb verwen- det wird, sieht die Doppelfunktion- Steuerungseinheit vorzugsweise vor, dass sich die Konsequenzen aus dem festgestellten Fehler auf den Betrieb der elektrischen Maschine als Fahrantrieb auswirken, wobei wie oben beschrieben die elektrische Maschine beispielsweise abgestellt werden kann oder hinsichtlich ihrer Betriebsparameter eingeschränkt werden kann.
Die elektrische Maschine als Starter bzw. Anlasser muss den Verbrennungsmotor nur für eine kurze Zeit, beispielsweise weniger als 10 Sekunden, weniger als 5 Sekunden, weniger als 3 Sekunden oder weniger als 2 Sekunden mit mechanischer Leistung versorgen, so dass es genügt, die Steuerung der elektrischen Maschine für ihre beiden Funktionen nur kurzzei- tig zu trennen, beispielsweise für die Dauer eines Startvorgangs oder eine Zeitdauer kleiner als 30 Sekunden, kleiner als 10 Sekunden, kleiner als 5 Sekunden, kleiner als 3 Sekunden oder kleiner als 2 Sekunden. Da der erkannte Fehler somit nur kurzzeitig ignoriert wird, bleibt das Gefährdungspotential der fehlerhaften elektrischen Maschine gering, und es wird vermieden, dass Schäden an der elektrischen Maschine durch längeren Betrieb trotz Fehler auftreten.
Das erfindungsgemäße Konzept kann auch dadurch beschrieben werden, dass ein ermittelter Fehler der elektrischen Maschine zwar zum Betrieb als Fahrantriebsaggregat vollständig berücksichtigt wird, wohingegen für die Funktion der elektrischen Maschine als Anlasser ein festgestellter Fehler, zumindest kurzzeitig ignoriert wird, wenn der Start des Verbrennungsmotors gewünscht ist. Die Fehler werden somit unterdrückt bzw. ignoriert, solange sie den Betrieb der elektrischen Maschine als Anlasser betreffen. Dies kann dadurch realisiert werden, dass eine Steuerung eine Logikschaltung umfasst, die zum einen ein Fehlersig- nal über einen Fehlersignal-Eingang empfängt, und die ein Startsignal über einen Startsignal- Eingang empfangen kann. Die Logikschaltung verknüpft in diesem Fall den Signalverlauf oder den Pegel des Startsignals mit dem Signalverlauf oder mit dem Pegel des Fehlereingangs, um bei einem vorliegenden Startwunsch (der durch ein entsprechendes Startsignal ausgedrückt wird) das Fehlersignal zumindest kurzzeitig zu unterdrücken. In gleicher Weise kann auch eine Logikschaltung vorgesehen sein, die ein Startsignal mit einem Signal verknüpft, das eine Reaktion der Steuerung auf einen festgestellten Fehler, d.h. ein Aussteuersignal, das beispielsweise dem Blockieren der elektrischen Maschine entspricht, zumindest kurzzeitig unterdrückt. Somit können übliche Fehlersignale vorgesehen werden, die jedoch gegebenenfalls erfindungsgemäß durch ein vorliegendes Startsignal zumindest kurzfristig unterdrückt werden, um die elektrische Maschine trotz Fehler zumindest kurzzeitig als Starter bzw. Anlasser des Verbrennungsmotors verwenden zu können.
Das Unterdrücken des Fehlersignals oder eines Steuersignals, das sich als Konsequenz aus dem Fehlersignal ergibt, kann durch ein „Deaktivierungs"-Bit realisiert werden, das von einer übergeordneten Fahrzeugsteuerung empfangen wird, die daraufhin die Überwachung der elektrischen Maschine kurzzeitig deaktiviert, um somit die Beschränkungen, die sich aus dem Fehler ergeben, zumindest kurzzeitig aufzuheben. Eine derartige übergeordnete Fahrzeugsteuerung kann auch beim Vorliegen eines Startsignals geeignete Betriebsparameter für die elektrische Maschine vorsehen, wie sie für einen Startvorgang geeignet sind. Beispiels- weise kann die übergeordnete Fahrzeugsteuerung ein geeignetes Moment und eine geeignete Drehzahl als Soll- Vorgabe an die Steuerung der elektrischen Maschine liefern, die daraufhin die Soll- Vorgaben umsetzt. Wird daraufhin ein erfolgreicher Start des Verbrennungsmotors erfasst, oder ist eine Zeitdauer abgelaufen, nach der ein erfolgreicher Start des Verbrennungsmotors angenommen werden kann, kann die übergeordnete Fahrzeugsteue- rung die elektrische Maschine und die Steuerung der elektrischen Maschine wieder in einen Zustand überführen, in dem der Betrieb gemäß dem Fehler eingeschränkt wird oder unterbunden wird. Beispielsweise kann nach einem erfolgreichen Start die übergeordnete Fahr- zeugsteuerung das Deaktivierungs-Bit wieder zurücknehmen, um somit die Unterdrückung der Fehlerreaktion durch die Steuerung der elektrischen Maschine wieder aufzuheben. Durch die Aufhebung der Unterdrückung einer üblichen Reaktion auf Fehler wird vorzugsweise die elektrische Maschine in einen sicheren Zustand überführt, der einem eingeschränkten Betrieb der elektrischen Maschine oder einem Abschalten der elektrischen Maschine entspricht. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die elektrische Maschine nicht wieder in Betrieb genommen werden kann, um somit Schäden an der elektrischen Maschine zu vermeiden. Vorzugsweise wird das Fehlersignal, bzw. eine Reaktion hierauf, nicht unterbunden, wenn der Verbrennungsmotor läuft, und somit kein Start des Verbrennungsmotors notwendig ist. Nach Ablauf der Zeitdauer, in der die elektrische Maschine als Anlasser be- trieben wird, wird daher vorzugsweise die oben beschriebene Trennung der Funktionen der elektrischen Maschine wieder aufgehoben und der Betriebszustand, der üblicherweise beim Auftreten eines Fehlers eingestellt wird, wird herbeigeführt. Um dem Fahrer zu signalisieren, dass trotz erfolgreichem Start die elektrische Maschine einen Fehler aufweist, kann ein Anzeigeelement aktiviert werden, beispielsweise eine LED oder eine entsprechende Darstel- lung in einem Display, die den Fahrer daraufhinweist, dass die elektrische Maschine einen Fehler hat und eine Werkstatt angefahren werden soll. Anstatt oder in Kombination zu dem Anzeigeelement könnten andere Signale für den Fahrer abgegeben werden, z.B. akustische Signale.
Wie oben bereits beschrieben, wird vorzugsweise die Fahrmodussteuerung derart eingeschränkt, dass kein Fahrmodus zugelassen wird, in dem die elektrische Maschine als einziger Antrieb verwendet wird, wobei eine derartige Einschränkung, insbesondere während dem Betrieb des Verbrennungsmotors als Antriebsaggregat vorgesehen wird. Mit anderen Worten wird vorzugsweise ein Umschalten des Hybridantriebs auf Nur-Elektroantrieb gesperrt bzw. blockiert, wenn die elektrische Maschine einen Fehler aufweist und der Verbrennungsmotor erfolgreich gestartet wurde.
Um die elektrische Maschine, welche einen Fehler aufweist, in ihrer Funktion als Anlasser nicht unnötig zu belasten, werden gleichzeitig vorzugsweise Kupplungen geöffnet, die die elektrische Maschine mit weiteren Lasten verbindet, beispielsweise mit einer Lichtmaschine, einem Abtriebsstrang, Kompressoren oder Elementen einer Klimaanlage, die eine mechanische Last darstellen. In gleicher Weise ist der Verbrennungsmotor vorzugsweise während des Startvorgangs von weiteren Lasten getrennt, so dass im Wesentlichen das von der elekt- rischen Maschine erzeugte Drehmoment zumindest größtenteils, d.h. größer als 50 Prozent, größer 80 Prozent oder größer 90 Prozent zum Verbrennungsmotor übertragen wird, und nicht an andere Lasten geht. Beispielsweise kann vor dem Getriebe eine Wandlerkupplung geöffnet werden, bevor der Startvorgang, d.h. das Anlassen des Verbrennungsmotors be- ginnt. In gleicher Weise wird der Verbrennungsmotor vorzugsweise während der Startphase derart betrieben, dass dieser einen wesentlichen Teil des von der elektrischen Maschine gelieferten Drehmoments aufnimmt und für die Startprozedur verwendet. Daher werden Wandlerkupplungen, die das von der elektrischen Maschine gelieferten Drehmoment empfangen, vorzugsweise größtenteils geöffnet, so dass diese nur einen geringen Anteil des ge- samten erzeugten Drehmoments aufnehmen und weitergeben. Anstatt von vorgegebenen Betriebsparametern während der Startphase kann die Steuerung auch eine Regelung vorsehen, die zum Starten des Verbrennungsmotors geeignet ist, um beispielsweise den Drehmomentübertrag geeignet zu regeln. Ferner wird vorzugsweise die Stellung eines Handschaltgetriebes überprüft, so dass ein Startvorgang nur dann möglich ist, wenn das Hand- Schaltgetriebe geöffnet ist. Das heißt, dass die entsprechende Kupplung geöffnet ist, um zu vermeiden, das Drehmoment, das während des Startvorgangs von der elektrischen Maschine erzeugt wird, zum großen Teil an die Räder des Fahrzeugs, in dem der Hybridantrieb vorgesehen ist, übertragen wird. Eine derartige Überprüfung der Stellung des Handschaltgetriebes wird vorzugsweise im Allgemeinen bei allen Hybridantrieben vorgesehen, deren elektrische Maschine sowohl als Antrieb als auch als Starter arbeitet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung der elektrischen Maschine über eine Verbindung, beispielsweise über eine Leitung, mit einem Hybrid- Steuergerät verbunden, das den Betrieb des gesamten Hybridantriebs als übergeordnetes Steuerbauteil steuert und überwacht. Über eine derartige Verbindung kann beispielsweise das Hybrid- Steuergerät ein Signal an die Steuerung der elektrischen Maschine übermitteln, das die Steuerung dazu veranlasst, die elektrische Maschine erfindungsgemäß zumindest temporär als Anlasser zu betreiben, obwohl die elektrische Maschine aufgrund eines Fehlers in ihrer Funktion als Antrieb abgestellt ist oder eingeschränkt arbeitet. Ferner kann die Steu- erung der elektrischen Maschine über diese Verbindung oder über eine andere Verbindung dem daran angeschlossenen Hybrid- Steuergerät mitteilen, wenn ein Startvorgang erfolgreich abgeschlossen wurde, oder wenn das entsprechende Zeitintervall abgelaufen ist, wodurch das Hybrid- Steuergerät die Unterdrückung der üblichen Fehlerreaktion der Steuerung wieder aufheben, kann. Als übliche Fehlerreaktion wird hierbei das teilweise oder vollständige Einschränken des Betriebs der elektrischen Maschine als Fahrantriebsaggregat bezeichnet, welches die Reaktion auf einen festgestellten Fehler darstellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 ein Schaubild der erfindungsgemäßen Steuerung im Normalbetrieb (a) und in einem Zustand, der bei einem festgestellten Fehler vorliegt (b).
Figur 2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsformen der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Schaltbild einer Steuerung eines Parallelhybridmotors in zwei Zuständen (a) und b) dargestellt. Die Schaubilder der Figur zeigen einen Verbrennungsmotor 10, der über eine Trennkupplung 20 mit einem Elektromotor 30 verbunden ist. Je nach Ansteuerung und Kupplungszustand der Kupplung 20 überträgt der Verbrennungsmotor 10 und/oder der Elektromotor 30 mechanische Rotationsenergie auf den Antrieb (nicht dargestellt), oder der Verbrennungsmotor 10 überträgt zur Gewinnung elektrischer Energie Rotationsenergie auf den Motor 30 (vorzugsweise bei abgekoppeltem Antrieb), oder der Elekt- romotor 30 überträgt, in umgekehrter Richtung, über die Trennkupplung 20 mechanische Energie an den Verbrennungsmotor 10, um diesen zu starten. Wie bereits erläutert, sieht der Parallelhybridantrieb ebenso vor, mechanische Energie (d. h. kinetische Rotationsenergie) vom Elektromotor 30 an den Verbrennungsmotor 10 zur Unterstützung des Antriebs zu übertragen.
Ein Steuergerät 40 ist mit dem Verbrennungsmotor 10 und über ein Elektormotor- Steuergerät 50 mit dem Elektromotor 30 verbunden. Beide Verbindungen dienen dazu, eine Momentenanforderung (beispielsweise in Form eines Signals) an den Verbrennungsmotor 10 und an den Elektromotor 30 (vorzugsweise über eine entsprechende Steuerschal- tung) zu übertragen. Das Steuergerät 40 ist zur Steuerung des (gesamten) Hybridantriebs vorgesehen, und umfasst ein Verbrennungsmotor-Steuergerät 42. Zur Steuerung des Elektromotors ist ein Elektromotor-Steuergerät 50 vorgesehen, das extern zum Hybridsteuergerät angeordnet ist. In alternativen, nicht dargestellten Ausführungsformen können die Steuerkomponenten, die den einzelnen Motoren zugeordnet sind (das Verbrennungsmotor- Steuergerät 42 und das Elektromotor-Steuergerät 50) beide innerhalb des gesamten Steuergeräts 40 vorgesehen sein, beide außerhalb des Steuergeräts 40 vorgesehen sein oder nur eines hiervon in dem Gesamtsteuergerät 40 vorgesehen sein, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Das Gesamtsteuergerät 40 kann als Doppelfunktions-Steuerungseinheit der erfindungsge- mäßen Steuerung aufgefasst werden. In der Figur l(a) stellen die Pfeile die Übertragungsrichtung der Momentenanforderung dar. Ebenso stellen die entsprechenden Pfeile in der Figur l(b) die entsprechende Übertragung dar, wobei jedoch der untere Pfeil zwischen dem Steuergerät 40 und dem Elektromotorsteuergerät 50 ein erfindungsgemäßes Signal zur De- aktivierungsüberwachung überträgt. Die Übertragungsrichtung entspricht im Allgemeinen der Pfeilrichtung.
Im Normalbetrieb, wie in Figur l(a) dargestellt ist, überträgt das Steuergerät 40 die Momentenanforderung an den Elektromotor über das Elektromotorsteuergerät 50. Tritt jedoch ein Fehler in dem Elektromotor 30 auf, so wird dies vom Elektromotor-Steuergerät 50 er- fasst, wodurch, gemäß dem Stand der Technik, der Elektromotor zunächst vollständig ausgeschaltet würde. Jedoch ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Steuerung, die aus dem Fehler folgende Sperrung bzw. Blockierung des E- lektromotors 30 zumindest kurz temporär aufzuheben, um diesen als Anlasser anzusteuern. Hierzu wird in der Schaltung von Figur 1 ein zusätzliches Deaktivierungsüberwachungssig- nal S von der Steuerung 40 an die Elektromotorsteuerung 50 übertragen, um die von der Elektromotorsteuerung 50 vorgesehene Sperrung für den Startervorgang aufzuheben. Die von der Elektromotorsteuerung 50 vorgesehene Sperrung wird somit aufgehoben, wie es durch die gestrichelten gekreuzten Linien der Elektromotorsteuerung 50 in Figur l(b) dar- gestellt ist. Die Aufhebung der Steuerung, die die Elektromotorsteuerung vorsieht, ist jedoch nur temporär, sodass die gestrichelten gekreuzten Linien nicht für den (gesamten) Antriebsmodus des Elektromotors gelten. Vorzugsweise wird während der Aufhebung der Blockierung, die die Elektromotorsteuerung 50 vorsieht, das von der Steuerung 40 abgegebene Momentenanforderungssignal direkt an den Motor 30 weitergeleitet, obwohl dies ge- maß dem Stand der Technik die Elektromotorsteuerung im Fall eines Fehlers vollständig unterbinden würde.
Das Signal S ist somit ein „Override"-Signal, das jedoch nur kurzfristig die Elektromotorsteuerung 50 außer Kraft setzt, um zumindest eine kurze Starterphase des Elektromo- tors 30 zu ermöglichen. Das Signal S kann über eine eigene Steuerungsleitung übertragen werden, oder kann einen eigenen logischen Kanal beanspruchen, der die Steuerung 40 mit der Elektromotorsteuerung 50 verbindet.
Ferner kann die Steuerung 40, die Elektromotorsteuerung 50 oder beide über eine Ausga- beeinheit (Steuerung 40) oder über eine Eingabeeinheit bzw. Ausgabeeinheit (Elektromotorsteuerung 50) verfügen, die einen dauerhaften Aktivzustand des Aufhebungssignals S (Override-Signal) verhindert, beispielsweise ein RC-Glied, ein monostabiler Flip-Flop oder ein entsprechendes Software-Segment, das in der Steuerung 40 bzw. in der Elektromo- torsteuerung 50 abläuft. Ferner kann das Signal S ein Deaktivierungsüberwachungssignal, sein, beispielsweise ein Deaktivierungsbit, das der Steuerung 40 die Überwachung der Aufhebung der Blockierung der Elektromotorsteuerung 50 überwacht, wobei hierzu ein Startersignal von der Elektromotorsteuerung 50 zur Steuerung 40 übertragen werden muss (die entsprechende Pfeilrichtung ist nicht dargestellt). Dadurch ist es dem Steuergerät selbst möglich, die Blockierung der Fehlerreaktion der Elektromotorsteuerung 50 nicht nur zu steuern, sondern auch zu überwachen. Eine derartige Überwachung erlaubt die Erfassung des Fehlergrads (kein Betrieb möglich/eingeschränkter Betrieb als Starter möglich), sowie die Unterscheidung von Fehlern des Elektromotors, die einen Startvorgang erlauben, von Fehlern, die den Betrieb des Elektromotors vollständig ausschließen.
Ferner kann die Steuerung 40 mit der Trennkupplung 20 und weiteren Kupplungen verbunden sein, um diese anzusteuern und/oder um deren Kupplungsstatus abzufragen. Die Abfrage des Kupplungsstatus kann dann erforderlich sein, wenn ein Startvorgang mit mechanisch angekoppeltem Abtrieb erkannt und verhindert werden soll. Derartige Verbindungen zwischen Steuerung und Kupplung sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 1 nicht dargestellt.
Der Übergang des in Figur l(a) dargestellten Zustands in den Zustand, der in der Figur l(b) dargestellt ist, wird durch ein Fehlersignal beispielsweise durch einen Fehler in der Elektromotorsteuerung hervorgerufen. Da das Steuersignal S erfindungsgemäß für den Startvorgang die Funktion (und damit im Falle des genannten Beispiels auch die Fehlfunktion) der Elektromotorsteuerung 50 aufhebt, wird ein Startvorgang auch bei defekter Elektromotorsteuerung möglich. Der Pfeil A bezeichnet einen solchen Übergang, der durch einen Fehler in der Elektromotorsteuerung hervorgerufen wird. Ferner kann der Pfeil A ein erkannter Fehler im Elektromotor 30 sein, der zwar die Funktion als Antrieb ausschließt, jedoch die Funktion des Elektromotors als Starter zulässt. Ferner kann der Übergang A durch die oben aufgeführten Fehlerarten (beispielsweise Sensorfehler oder Auswertungsfehler oder Sensorsignal-Übertragungsfehler) hervorgerufen werden. Vorzugsweise werden die Fehler, die den Übergang A auslösen, durch die Steuerung 40 oder durch eine übergeordnete Steuerung erfasst, wobei die Komponente, welche den Fehler erfasst, vorzugsweise auch das kurzzeitige Unterbinden der Fehlerreaktion steuert bzw. auslöst, vorzugsweise durch Abgeben eines Signals S oder entsprechender Befehle.
Die Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms nach DIN 66001 bzw. ISO 5807. Das Verfahren startet mit Schritt 110, woraufhin mindestens ein Betriebsparameterwert, beispielsweise eine Temperatur, in Schritt 120 empfangen wird, beispielsweise von einem Sensor. Ferner wird in Schritt 120 eine Betriebsmodusvorgabe empfangen, die die elektrische Maschine betrifft. Die Betriebsmodusvorgabe kann von einer Steuerung und/oder von einem Bediener stammen und gibt an, ob die elektrische Maschine als Starter bzw. Anlasser für den Verbrennungsmotor oder als Fahrantriebsaggregat, d.h. zur Traktion, verwendet werden soll. Bevor die Be- triebsmodusvorgabe umgesetzt wird, wird erfindungsgemäß eine Fehlerabfrage durchgeführt, um zu ermitteln, ob der einzustellende Betriebsmodus zulässig ist. Im darauf folgenden Schritt 130 wird zur Ermittlung eines Fehlers der Betriebsparameter mit einem zulässigen Sollwertbereich verglichen. Anstatt des Vergleichs 130 und der Eingabe 120 kann auch eine Fehlereingabe erfolgen (nicht dargestellt), die einen Fehler wiedergibt, der an der e- lektrischen Maschine oder an einer zugehörigen Motorsteuerung festgestellt wurde (bsp. durch Überwachungseinrichtungen). Wird kein Fehler in Schritt 130 ermittelt, (F, false), wird die elektrische Maschine in Schritt 140 gemäß der Betriebsmodusvorgabe betrieben. Bis zu diesem Schritt ähnelt das erfindungsgemäße Verfahren bekannten Verfahren zur ü- berwachten Steuerung von elektrischen Maschinen.
Im folgenden wird anhand des Flussdiagramms der Figur 2 die erfindungsgemäße Unterscheidung gemäß der Schwere eines erfassten Fehlers beschrieben, sowie die daraus folgenden Betriebsschritte. Erfasst somit in Schritt 130 das Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Steuerung einen Fehler (T, true), so wird die elektrische Maschine nicht vollständig blo- ckiert, wie es bei Verfahren gemäß dem Stand der Technik der Falls ist, sondern es werden weitere Unterscheidungen getroffen wie sie im weiteren beschrieben sind. Nach einem eingegebenen oder durch Vergleich ermittelten Fehler (Abzweigung 130, T) wird in Schritt 150 überprüft, ob der Fehler schwerwiegend ist und aus Sicherheitsgründen die elektrische Maschine vollständig blockiert werden soll, oder ob lediglich der Betrieb der elektrischen Maschine als Fahrantriebsaggregat blockiert werden soll. Wird in Schritt 150 ermittelt, dass auch der Betrieb als Starter aufgrund der Schwere des Fehlers blockiert werden soll (F, false, Fehler lässt Betrieb als Starter nicht zu), dann wird in Schritt 160 der Betrieb der elektrischen Maschine vollständig blockiert. Wird hingegen in Schritt 150 ermittelt, dass der Fehler den Betrieb als Starter zulässt (T, true, Fehler lässt Betrieb als Starter zu), dann wird in Schritt 170 abgefragt, ob der einzustellende Betriebsmodus einem Betrieb als Starter entspricht. Falls dies nicht zutreffend ist (F, false, Betriebsmodus = Betrieb als Fahrantriebsaggregat, d.h. Betriebsmodus ist nicht Starter-Betriebsmodus), dann wird die elektrische Maschine in Schritt 180 blockiert. Eine gegebenenfalls in 160 eingeleitete Blockierung bleibt somit aufrecht. Schritt 160 ist somit äquivalent zu Schritt 180. Falls in Schritt 170 hingegen ermittelt wird, dass der einzustellende Betriebsmodus einem Betrieb als Starter entspricht (T, true), wird die elektrische Maschine in Schritt 190 als Starter betrieben. Vorzugsweise wird ferner in Schritt 190 der Betrieb der elektrischen Maschine als Fahrantriebsaggregat blockiert. Eine derartige Blockade kann auch in Schritt 160 vorgesehen werden. In diesem Fall wird die Blockade in Schritt 190 aufrecht erhalten.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird trotz erfasstem Fehler ein zeit- lieh begrenzter Betrieb als Starter zugelassen, wenn die Fehlerart dies zulässt (d.h. eine geringe Schwere des erfassten Fehlers). Die Implementierung des zeitlich begrenzten Betriebs ist in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt. Wird daher in Schritt 130 erfasst, dass ein Fehler vorliegt, wird ab Erfassen des Fehlers eine vorbestimmte Zeitdauer ΔT vorgesehen, vgl. Schritt 200, vorzugsweise mittels eines Timers. Wird dann in Schritt 170 ermittelt, dass der Betrieb des elektrischen Maschine als Starter durchgeführt werden soll, wird vor Einleiten des Schritts 190 (Betrieb als Starter) abgefragt, ob die vorbestimmte Zeitdauer noch läuft. Die Abfrage ist in Figur 2 aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt. Falls Schritt 170 T (true) ergibt und die Zeitdauer ΔT noch nicht abgelaufen ist, dann wird Schritt 190 ausgeführt. Falls Zeitdauer ΔT abgelaufen ist, wird die elektrische Maschine auch für den Star- termodus blockiert (nicht dargestellt), selbst wenn Schritt 170 „true" ergibt. Schritt 200 stellt somit eine weitere Vorbedingung für Schritt 190 dar.
Die Figur 2 weicht insofern aus Gründen der Klarheit von der Normdarstellung ab, als dass die Verzweigung nicht dargestellt ist, die von der Vorbedingung von Schritt 200 vorgese- hen wird. Die Abfrage bzw. Verzweigung, die sich aus der vorbestimmten Zeitdauer ΔT bzw. aus Schritt 200 ergibt, sowie die daraus folgende Blockierung, ist in Fig. 2 nicht dargestellt. Ebenso ist eine erfindungsgemäße Rückführung von den Blockierungen 160, 180 oder von Schritt 190 zum Start 110, zu Schritt 120 oder zu den Abfragen 130, 150 oder 170 nicht dargestellt, die zu einer automatischen Aufhebung der Blockierung führen würde, wenn sich ein anderer Fehlerzustand (kein Fehler / Fehler mit geringer Schwere, der Betrieb als Starter zulässt) ergibt. Grundsätzlich können die Abfrageschritte in Fig. 2 auch zusam- mengefasst und/oder vertauscht werden, soweit gegeben ist, dass sich die gleichen logischen Verknüpfungen ergeben, wie sie durch die Abfragen definiert sind.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Maschine (30) eines Hybridantriebs, wobei die elektrischen Maschine (30) sowohl als Anlasser eines Verbrennungsmotors (10) des Hybridantriebs als auch als ein Fahrantriebsaggregat des Hybridantriebs betrieben wird, wobei das Verfahren umfasst:
Ermitteln (120) zumindest eines Betriebsparameterwerts, der einen Betriebsparameter der elektrischen Maschine (30) wiedergibt; Feststellen eines Fehlers (130), wenn zumindest einer der zumindest einen Betriebspa- rameterwerte nicht einem Betriebsparameter-Normzustand entspricht; zumindest teilweises Einschränken (190) des Betriebs der elektrischen Maschine (30) als Fahrantriebsaggregat, wenn ein festgestellter Fehler vorliegt; und zumindest temporäres Betreiben (190) der elektrischen Maschine (30) als Anlasser und unabhängig von dem Betreiben der elektrischen Maschine (30) als Fahrantriebsaggre- gat, wenn ein festgestellter Fehler vorliegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zumindest temporäre Betreiben der elektrischen Maschine als Anlasser umfasst:
Betreiben der elektrischen Maschine (30) gemäß vorgegebenen Anlasser-Betriebspara- metern oder gemäß einer vorgegebenen Anlasser-Betriebsverlaufvorgabe während einer
Zeitperiode, die mit dem Vorliegen eines Anlasserstartsignals beginnt und nach einer vorbestimmten Zeitdauer (ΔT) oder mit dem Ende einer Startphase des Verbrennungsmotors endet; und/oder temporäres Freigeben eines Startsignaleingangs, temporäres Aufheben einer Sperrung der elektrischen Maschine (30) oder temporäres Deaktivieren einer Überwachungs- o- der Steuerungsfunktion der elektrischen Maschine (30) nach dem Feststellen des Fehlers für eine vorbestimmte Zeitdauer (ΔT) oder bis die Startphase des Verbrennungsmotors beendet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fehler einer Fehlfunktion eines Sensors der elektrischen Maschine (30), einer Fehlfunktion einer Steuerung (50) der elektrischen Maschine (30) oder einer Fehlfunktion der elektrischen Maschine (30) selbst entspricht.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zumindest einen Betriebsparameterwerte eine oder mehrere der folgenden Größen umfassen: ein Sensor- Ausgangssignal wert, der von einem Sensor der elektrischen Maschine (30) vorgesehen wird; ein Steuerungs- Ausgangssignalwert, ein Steuerungs-Eingangssignalwert, ein Steuerungs-Zwischenergebnis, ein Steuerungs-Selbsttestergebnis, ein Tastverhältnis des Phasenwicklungsstroms, ein Fehler-Drehmoment vorgesehen als Differenz zwischen einem Soll-Drehmoment und einem Ist-Drehmoment, ein Soll-Drehmoment oder ein Ist- Drehmoment, die jeweils von einer Steuerung (50) der elektrischen Maschine vorgesehen werden, eine Temperatur, ein Drehmoment, eine Drehzahl, ein Erregerstrom, eine Phasenwicklungsspannung, ein Phasenwicklungsstrom, eine Phasenlage eines Wicklungsstroms o- der ein Wicklungs-Innenwiderstand der elektrischen Maschine (30).
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Schritt des Überwachens der elektrischen Maschine (30), wobei das Überwachen das Feststellen eines Fehlers (130, 150) umfasst, wobei das Überwachen mindestens eine der folgenden Überwachungsebenen (a) - (c) umfasst: (a) Überwachen und Koordinieren von Drehmomenten der elektrischen Maschine (30) und Drehmomenten eines damit verbundenen Fahrzeugabtriebs, Berechnen von Soll-Drehmoment und Ist-Drehmoment der elektrischen Maschine (30) und Verifizieren der Plausibilität von Sensorsignalen eines Sensors der elektrischen Maschine;
(b) Überwachen mindestens einer der Funktionen der Überwachungsebene (a), Über- wachen der Berechnungen der Überwachungsebene (a), Überwachen der in der Ü- berwachungsebene (a) verifizierten Sensorsignale und Erfassen von Sensorfehlern; und
(c) Überwachen der Funktionsfähigkeit derjenigen Vorrichtungen, die die von den Ü- berwachungsebenen (a) und (b) vorgesehenen Funktionen, Berechnungen, Überwa- chungen, Erfassungen und Verifikationen vorsehen.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zumindest teilweise Einschränken des Betriebs der elektrischen Maschine (30) umfasst:
Rücksetzen einer Steuerung (40, 50), die den Betrieb der elektrischen Maschine (30) steuert, umfassend: Setzen einiger oder aller Zustandsparameter der Steuerung
(40, 50) auf einen Anfangswert, Abschalten einer Endstufe, die die elektrische Maschine (30) ansteuert, Einschränken der Maximalleistung der Endstufe auf einen Grundbetrieb-Leistungswert durch Einschränken eines Ansteuersignals der Endstufe oder eine Kombination hiervon; - Einführen einer Beschränkung des Betriebs der Endstufe hinsichtlich einer Ansteuerdauer, einer gemittelten Ausgangsleistung, einer Spitzen- Ausgangsleistung der Endstufe oder einer Kombination hiervon durch Versetzen der elektrischen Maschine (30) auf einen Ersatzbetriebzustand; oder Abschalten und Sperren (160, 180) der elektrischen Maschine (30), einem Steuerungselement (50) der elektrischen Maschine, der Endstufe der elektrischen Maschine oder eines Antriebsystemsystems, das die elektrische Maschine (30) umfasst, wobei die Sperrung durch das Anlasserstartsignal oder durch ein werkstattseitiges Rücksetzen aufhebbar ist.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, wenn ein festgestellter Fehler vorliegt, eine Fahrmodussteuerung des Hybridantriebs auf alle Betriebsmodi beschränkt wird, in denen die elektrische Maschine nicht als einziges Fahrantriebsaggregat betrieben wird.
8. Steuerung mit einem Stellsignal- Aus gang, der zum Anschluss und zur Steuerung einer elektrischen Maschine (30) eines Hybridantriebs vorgesehen ist, und mit einem Betriebsparameter-Eingang, der mit der elektrischen Maschine zum Empfang von zumin- dest einem Betriebsparameter der elektrischen Maschine verbunden ist, wobei die Steuerung eingerichtet ist, die elektrische Maschine (30) sowohl in der Funktion eines Anlasser eines Verbrennungsmotors (10) des Hybridantriebs als auch in der Funktion eines Fahrantriebsaggregats des Hybridantriebs zu betreiben, und die Steuerung ferner eingerichtet ist, einen Fehler in der elektrischen Maschine (30) durch Bewerten (150) des mindestens einen Betriebsparameters, einen Fehler an mindestens einem an der elektrischen Maschine (30) verbundenen Sensor durch Bewerten (150) von Signalen an dem Betriebsparameter-Eingang, einen Fehler von zumindest einer Steuerungskomponente der Steuerung durch Überwachen der zumindest einen Steuerungskomponente, oder eine Kombination dieser Fehler zu erkennen; wobei die Steuerung eine damit verbundene Doppelfunktion-Steuerungseinheit (40) umfasst, die die Steuerung der elektrischen Maschine (30) als Fahrantriebsaggregat sowie die Steuerung der elektrischen Maschine (30) als Anlasser eines Verbrennungsmotors (10) des Hybridantriebs vorsieht, und die eingerichtet ist, im Falle eines Fehlers die elektrischen Maschine (30) zum Betrieb als Anlasser anzusteuern (190), und, unabhängig vom Betrieb als Anlasser, im Falle eines Fehlers den Betrieb der elektrischen Maschine (30) als Fahrantriebsaggregat zumindest teilweise einzuschränken.
9. Steuerung nach Anspruch 8, wobei die Doppelfunktion-Steuerungseinheit (40) eine damit verbundene Logikschaltung umfasst, die einen Fehlersignal-Eingang aufweist, dessen Pegel das Vorliegen des Fehlers wiedergibt, und die einen Startsignaleingang umfasst, wobei die Logikschaltung ferner einen Startwunsch-Eingang aufweist, dessen Pegel den Fahrerwunsch zum Starten des Hybridantriebs oder des Verbrennungsmotors (10) des Hybridantriebs wiedergibt, wobei die Logikschaltung beide Pegel logisch ver- knüpft und bei Vorliegen des Fehlers ohne gleichzeitigen Startwunsch die Doppelfunk- tion- Steuerungseinheit zum teilweisen oder vollständigen Einschränken des Betriebs der elektrischen Maschine (30) als Fahrantriebsaggregat veranlasst, und bei Vorliegen des Fehlers mit gleichzeitigem Startwunsch die Doppelfunktion-Steuerungseinheit (40) zum Betrieb der elektrischen Maschine (30) als Anlasser veranlasst.
10. Steuerung nach Anspruch 8 oder 9, die ferner eine Zeitverzögerungsschaltung (ΔT) aufweist, die eingerichtet ist, ein Fehlersignal, dessen Pegel den Fehler wiedergibt, an einem Verzögerungseingang der Zeitverzögerungsschaltung für eine Zeitdauer zurück- zuhalten und erst nach Ablauf der Zeitdauer an zumindest eine Komponente der Steuerung über einen verzögerten Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung (ΔT) weiterzugeben, die im Falle eines Fehlers den Betrieb der elektrischen Maschine (30) als Anlasser einschränkt, wobei zumindest eine Komponente der Steuerung, die im Falle eines Fehlers den Betrieb der elektrischen Maschine (30) als Fahrantriebsaggregat zumindest teilweise einschränkt, ein Signal empfängt, das dem Signal am Verzögerungseingang entspricht, und die Zeitdauer mindestens der Dauer einer Anlassphase des Verbrennungsmotors entspricht.
11. Doppelfunktion-Steuerungseinheit (40), die einen Steuerausgang für eine elektrische Maschine (30) umfasst, die als Fahrantriebsaggregat eines Hybridantriebs und als Anlasser eines Verbrennungsmotors (10) des Hybridantriebs vorgesehen ist, wobei die Doppelfunktion-Steuerungseinheit ferner einen Fehlereingang umfasst, dessen Pegel einen Fehler in einer Steuerung der elektrischen Maschine (30), in einem Sensor der e- lektrischen Maschine (30) oder in der elektrischen Maschine (30) selbst wiedergibt; die Doppelfunktion-Steuerungseinheit (40) eingerichtet ist, ein Startwunschsignal zum
Starten des Verbrennungsmotors bei Vorliegen eines Signals am Fehlereingang, das einen Fehler wiedergibt, erst nach Ablauf einer Zeitdauer an den Steuerausgang weiterzugeben; und die Doppelfunktion-Steuerungseinheit (40) eine Verzögerungsschaltung mit der Zeit- dauer umfasst, die mindestens der Dauer einer Anlassphase des Verbrennungsmotors
(10) entspricht, oder wobei die Doppelfunktion-Steuerungseinheit einen Verbrennungsmotor-Zustandseingang mit einem Zustandswert umfasst, wobei die Zeitdauer dann endet, wenn der Zustandswert das Ende der Anlassphase wiedergibt.
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