CN111137305A - 用于车辆中的电动机的控制方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆(50)中的电动发电机(41)的控制装置(100)，包括：第一控制单元(10)，上述第一控制单元使用冗余信号和非冗余信号确定目标扭矩；监测单元(20)，上述监测单元使用冗余信号确定监测目标扭矩；以及故障安全确定单元(20)。上述故障安全确定单元(20)在目标扭矩与监测目标扭矩之间的差等于或大于预定的第一上限阈值或是等于或小于第一下限阈值时，确定执行第一故障安全处理，并且在上述差等于或大于预定的第二上限阈值或是等于或小于第二下限阈值时，确定执行第二故障安全处理，其中，上述第二上限阈值小于第一上限阈值，上述第二下限阈值大于第一下限阈值。

Description

用于车辆中的电动机的控制方法和控制装置
技术领域
本公开涉及一种用于对安装有电动机的车辆的电动机进行控制的技术。
背景技术
已知一种技术，包括对致动器进行控制的作为控制单元的微控制器和对微控制器中异常的发生进行监测的作为监测单元的微控制器监测单元，其中，当在微控制器内发生异常时，执行故障安全处理(例如，JP2016-147585A)。
然而，在这一技术中，关于控制单元使用对目标控制值的确定有影响的非冗余信号来确定目标控制值，并且监测单元在不使用任何非冗余信号的情况下对控制单元中的异常进行监测的方面，还没有研究。在这种情况下，为了避免控制单元中异常的错误检测，需要监测单元允许目标控制值的变化范围作为正常值，而该变化范围可以由非冗余信号设置，并且不能以高精度对控制单元中的异常进行监测。设置有电动机作为驱动源的全部或一部分的车辆对加速器操作的输出具有高响应性，并且因此即使在目标控制值的变化范围内，也会产生猛烈的加速和减速，导致非意图性的加速/减速。由于通过执行故障安全处理来调节车辆的操作，因此，还需要执行适当的故障安全处理。
发明内容
由此，在设置有电动机作为驱动源并且其中使用非冗余信号确定目标扭矩的车辆中，期望执行适当地抑制非意图性的加速/减速的故障安全处理。
本公开可以实现为以下方面。
第一方面提供了一种用于车辆的电动机的控制装置。根据第一方面的用于车辆的电动机的控制装置包括：第一控制单元，上述第一控制单元使用冗余信号和非冗余信号来确定用作电动机的输出目标的目标扭矩；监测单元，上述监测单元使用冗余信号来确定监测目标扭矩；以及故障安全确定单元，上述故障安全确定单元使用目标扭矩和监测目标扭矩来确定对电动机的故障安全处理的执行。
故障安全确定单元在目标扭矩与监测目标扭矩之间的差等于或大于预定的第一上限阈值或是等于或小于第一下限阈值时，确定执行第一故障安全处理，并且在上述差等于或大于预定的第二上限阈值或是等于或小于第二下限阈值时，确定执行第二故障安全处理，其中，上述第二上限阈值小于第一上限阈值，上述第二下限阈值大于第一下限阈值。
根据第一方面的用于车辆的电动机的控制装置可以用于执行故障安全处理，上述故障安全处理适当地抑制设置有电动机作为驱动源并在其中使用非冗余信号来确定目标扭矩的车辆中的非意图性的加速/减速。
第二方面提供了一种用于车辆的电动机的控制方法。根据第二方面的用于车辆的电动机的控制方法包括以下步骤：使用冗余信号和非冗余信号来确定用作电动机的输出目标的目标扭矩；使用冗余信号来确定监测目标扭矩；以及使用目标扭矩和监测目标扭矩来确定对电动机的故障安全处理的执行。
当目标扭矩与监测目标扭矩之间的差等于或大于预定的第一上限阈值或是等于或小于第一下限阈值时，确定执行第一故障安全处理，并且当上述差等于或大于预定的第二上限阈值或是等于或小于第二下限阈值时，确定执行第二故障安全处理，其中，上述第二上限阈值小于第一上限阈值，上述第二下限阈值大于第一下限阈值。
根据第二方面的用于车辆的电动机的控制方法能够用于执行故障安全处理，上述故障安全处理适当地抑制设置有电动机作为驱动源并在其中使用非冗余信号来确定目标扭矩的车辆中的非意图性的加速/减速。应当注意，本公开还可以实现为用于控制车辆的电动机的程序或其中记录有该程序的计算机可读记录介质。
附图说明
在附图中：
图1是示出安装有根据第一实施例的用于电动机的控制装置的车辆的一个示例的说明图；
图2是示出根据第一实施例的用于电动机的控制装置的功能构造的框图；
图3是示出第一实施例中的车辆控制单元的功能构造的框图；
图4是示出第一实施例中的监测单元的功能构造的框图；
图5是示出第一实施例中由车辆控制单元执行的目标扭矩计算处理的处理流程的流程图；
图6是示出第一实施例中的监测单元在加速期间执行的第一故障安全处理的处理流程的流程图；
图7是示出第一实施例中的监测单元在加速期间执行的第二故障安全处理的处理流程的流程图；
图8是示出第一实施例中的监测单元在减速期间执行的第一故障安全处理的处理流程的流程图；
图9是示出第一实施例中的监测单元在减速期间执行的第二故障安全处理的处理流程的流程图；
图10是示出用于确定需求扭矩的需求扭矩映射的一个示例的说明图；
图11是示出用于确定监测需求扭矩的监测需求扭矩映射的一个示例的说明图；
图12是示出用于确定上限阈值的映射的一个示例的说明图；
图13是示出用于确定检测时间的映射的一个示例的说明图；
图14是示出用于确定返回判断时间的映射的一个示例的说明图；
图15是示出用于确定监测需求扭矩的监测需求扭矩映射的一个示例的说明图；以及
图16是示出用于确定下限阈值的映射的一个示例的说明图。
具体实施方式
下面将基于若干实施例描述根据本公开的用于车辆的电动机的控制装置和用于车辆的电动机的控制方法。
[第一实施例]
如图1所示，根据第一实施例的用于车辆的电动机的控制装置100在安装在车辆50中的状态下使用。控制装置100包括作为第一控制单元的车辆控制单元10、监测单元20和作为第二控制单元的电动发电机控制单元40。电动发电机控制单元40可以不包括在控制装置100中。
车辆50还包括电动发电机41、加速器位置传感器31、车辆速度传感器32、换档位置传感器33和运行模式开关34。
第一实施例中的车辆50是包括用作电动机的电动发电机41来作为驱动源的电动汽车。电动发电机41例如是由设置在电动发电机控制单元40中的逆变器控制的交流三相电动机，并且可以用作电动机或发电机。应当注意，包括第一实施例在内的各实施例，如本文所述，可应用于至少包括电动机作为其驱动源的全部或一部分的车辆。由此，如本文所述的包括第一实施例的实施例不仅可应用于包括电动发电机的电动汽车，而且可应用于包括内燃机和电动发电机作为驱动源的混合动力汽车和插电式混合动力汽车以及包括电动机以代替电动发电机41的电动汽车。加速器位置传感器31是对加速器踏板的下压量作为开度、即旋转角度进行检测的传感器，并且检测到的加速器位置Acc作为加速器位置信号输出。加速器关闭状态意味着加速器位置＝0度，而加速器打开状态意味着加速器位置＞0度。另外，加速器的操作模式是指加速器踏板下压量、加速器打开状态和加速器关闭状态。
车辆速度传感器32是对车轮51的转速进行检测的传感器，可以设置在各车轮51上。从车辆速度传感器32输出的表示车辆速度V的车辆速度信号是表示与车轮速度成比例的电压值或根据车轮速度的间隔的脉冲波。来自车辆速度传感器32的检测信号可以用于获得关于车辆的速度、行驶距离等的信息。
换档位置传感器33是对换档杆的位置进行检测的传感器，例如，停车P、倒档R、空档N和驾驶D。基于来自换档位置传感器33的检测信号，车辆控制单元10可以对车辆50是向前移动还是向后移动进行判断。换挡杆可以通过机械运动或电气开关操作确定换挡位置。换挡杆的位置可以包括各种位置，诸如制动B和手动M。
行驶模式开关34是用于设定电动发电机41输出的扭矩的输出特性的开关。在行驶模式开关34中选择并设定的行驶模式Mo作为行驶模式信号输出。作为行驶模式，可以设置诸如经济模式、正常模式或运动/动力模式的模式。经济模式是一种重视车辆50中的能量效率、即电力成本而非输出的模式。运动模式是一种重视车辆50中的行驶性能、即输出而非电力成本的模式。正常模式是经济模式与运动模式之间的模式。
如图2所示，作为冗余信号的加速器位置信号和车辆速度信号以及作为非冗余信号的行驶模式信号被输入到车辆控制单元10中。另一方面，作为冗余信号的加速器位置信号和车辆速度信号被输入到监测单元20。冗余信号是从设置有冗余的传感器输入到车辆控制单元10的信号，或者是通过设置有冗余的信号线从传感器输入到车辆控制单元10的信号。非冗余信号是要从未设置有冗余的传感器输入到车辆控制单元10中的信号，或者是要通过单根信号线从传感器输入到车辆控制单元10中的信号。提供冗余传感器是指，例如，检测元件、单一信号处理电路和输出单元的复制，单一检测元件、单一信号处理电路和输出单元的复制，以及单一检测元件和单一信号电路以及输出单元的复制。设置冗余信号线是指，例如，传感器和车辆控制单元10经由两根或更多根信号线连接的方面。另一方面，未设置有冗余的传感器是指包括单一检测元件、信号处理电路和输出单元的传感器，并且设置非冗余信号线是指，例如，传感器和车辆控制单元10经由单根信号线连接的方式。应当注意，冗余信号也可以称为高可靠信号，并且非冗余信号也可以称为低可靠性信号。除了行驶模式信号之外，非冗余信号可以包括单踏板模式信号，上述单踏板模式信号指示通过加速器踏板的操作能够加速/减速和强制动的单踏板模式的选择。
在车辆控制单元10中，使用加速器位置Acc、车辆速度V和行驶模式Mo计算用作电动发电机41的输出目标的目标扭矩Tt，并将其输入到监测单元20和电动发电机控制单元40。在监测单元20中，使用加速器位置Acc和车辆速度V计算监测目标扭矩Ttw。监测单元20根据监测目标扭矩Ttw与目标扭矩Tt之间的比较结果，将故障安全信号F/S输入到电动发电机控制单元40。故障安全信号F/S是用于执行故障安全处理的信号，上述故障安全处理指示电动发电机控制单元40关闭连接至电动发电机41的电力线上的继电器，并且将电动发电机41的输出扭矩设定为爬行扭矩[N·m]或0[N·m]，或者指示电动发电机控制单元40关闭连接至电动发电机41的电力线上的继电器。电动发电机控制单元40将M/G控制信号输入到电动发电机41中，以对电动发电机41的输出扭矩进行控制，以便实现来自车辆控制单元10的目标扭矩Tt。电动发电机控制单元40根据来自监测单元20的故障安全信号F/S，关闭连接至电动发电机41的电力线上的继电器，或者控制电动发电机41的输出扭矩到爬行扭矩[N·m]或0[N·m]。
如图3所示，车辆控制单元10包括中央处理单元(CPU)11、存储器12、输入/输出接口13和总线14。CPU 11、存储器12和输入/输出接口13经由总线14连接，以便能够进行双向通信。存储器12包括例如ROM的存储器，上述ROM存储器存储用于以非易失性和只读方式计算目标扭矩的目标扭矩计算程序P1；以及例如RAM的存储器，上述RAM存储器可由CPU11读/写。此外，存储器12中存储有用于计算需求扭矩的需求扭矩映射M1。需求扭矩映射M1是根据行驶模式将加速器位置和需求扭矩彼此关联的映射，并且给每个车辆速度准备多个映射。CPU 11在可读写存储器中展开存储在存储器12中的目标扭矩计算程序P1，并执行上述程序，从而计算需求扭矩Ta，并使用来自换挡位置传感器33的向前运动或向后运动信号确定目标扭矩Tt。CPU 11可以是单个CPU，可以包括多个CPU，每个CPU执行每个程序，或者可以是能够同时执行多个程序的多核类型CPU。
在输入/输出接口13上，经由信号线连接有加速器位置传感器31、车辆速度传感器32、换档位置传感器33、行驶模式开关34、监测单元20以及电动发电机控制单元40。从加速器位置传感器31、车辆速度传感器32、换档位置传感器33和行驶模式开关34输入检测信号。至少从加速器位置传感器31和车辆速度传感器32输入冗余信号，并且从行驶模式开关34输入非冗余信号。即，在本实施例中，加速器位置传感器31和车辆速度传感器32是设置有冗余的传感器，并且行驶模式开关34是未设置有冗余的传感器。
如图4所示，监测单元20包括中央处理单元(CPU)21、存储器22、输入/输出接口23和总线24。CPU 21、存储器22和输入/输出接口23经由总线24连接，以便能够进行双向通信。存储器22包括存储器，例如ROM，上述例如ROM的存储器对用于计算监测用的需求扭矩Taw、判断车辆控制单元10中的异常以及以非易失性和只读方式确定故障安全处理的执行的监测程序P2进行存储；以及存储器，例如RAM，上述例如RAM的存储器可由CPU 21读写。此外，存储器22中存储有用于计算监测用的需求扭矩Taw的监测扭矩映射M2。监测扭矩映射M2是将加速器位置和需求扭矩彼此关联的映射，并且给每个车辆速度准备多个映射。另外，监测扭矩映射M2与在可以根据行驶模式Mo设定的多个需求扭矩的特性中的最大需求扭矩即电动发电机41的输出扭矩所具有的输出特性相关联。CPU 21在可读写存储器中展开存储在存储器22中的监测程序P2，并执行该程序，从而计算监测用的需求扭矩Taw，使用来自换挡位置传感器33的向前移动或向后移动信号确定监测目标扭矩Ttw，比较目标扭矩Tt与监测目标扭矩Ttw，并且确定故障安全处理的执行。在本实施例中，执行作为主要异常处理的第一故障安全处理和作为临时异常处理的第二故障安全处理。CPU 21可以是单一CPU，可以包括多个CPU，每个CPU执行每个程序，或者可以是能够同时执行多个程序的多核类型CPU。
在输入/输出接口23上，经由信号线连接有加速器位置传感器31、车辆速度传感器32、换档位置传感器33、车辆控制单元10和电动发电机控制单元40。从加速器位置传感器31、车辆速度传感器32、换档位置传感器33输入检测信号。没有来自未设置有冗余的行驶模式开关34的检测信号被输入到监测单元20。
对由根据第一实施例的控制装置100，具体地车辆控制单元10执行的目标扭矩确定处理进行描述。图5所示的处理例程以预定时间间隔重复执行，例如，在从车辆控制***的启动到停止的时段中，或者从启动开关接通时到启动开关断开时的时段中。
CPU 11经由输入/输出接口13获取加速器位置Acc、车辆速度V和行驶模式Mo(步骤S100)。CPU 11使用所获取的加速器位置Acc、车辆速度V和行驶模式Mo以及需求扭矩映射M1来计算需求扭矩Ta(步骤S102)。例如，如图10所示，当行驶模式Mo是经济模式时，需求扭矩映射M1具有特性线L1，并且当行驶模式Mo是运动模式时，需求扭矩映射M1具有特性线L2。特性线L1、L2可以根据车辆速度V进行校正，并且可以针对每个预定车辆速度准备多个特性线L1、L2中的每一个，或者可以针对每个预定车辆速度V准备多个需求扭矩映射M1以代替准备多个特性线L1、L2中的每一个。CPU 11对来自换挡位置传感器33的换挡位置信号SP是否表示反向运动R进行判断(步骤S104)。当换挡信号SP＝R时，CPU 11确定目标扭矩Tt＝-需求扭矩Ta(步骤S106)，并终止主处理例程。另一方面，当换挡位置信号SP≠R时，CPU 11确定目标扭矩Tt＝需求扭矩Ta(步骤S108)，并终止主处理例程。确定的目标扭矩Tt被输入到监测单元20和电动发电机控制单元40。
对由根据第一实施例的控制装置100，具体地监测单元20执行的故障安全处理进行描述。图6和图7所示的处理例程是在车辆50的加速期间执行的处理例程，并且以预定时间间隔重复执行，例如，在从车辆控制***的启动到停止的时段中，或者从启动开关接通时到启动开关断开时的时段中。另外，当监测单元20执行确定故障安全处理的执行的处理、即目标扭矩Tt与监测目标扭矩Ttw之间的比较处理时，监测单元20用作故障安全确定单元。此外，可以与监测单元20分开地设置用于执行目标扭矩Tt与监测目标扭矩Ttw之间的比较处理的故障安全确定单元。
首先，CPU 21从图6所示的第一故障安全处理开始。CPU 21对第一故障安全标记Ff1是否为开、即Ff1＝1进行判断(步骤S200)。在该实施例中，第一故障安全处理是如下处理，即一旦确定了其执行，则直到车辆50重新启动之前都不取消该执行。因此，当确定执行第一故障安全处理时，第一故障安全标记Ff1打开，并且当车辆50重新启动时，并且第一故障安全标志Ff1关闭、即Ff1设定为0，如后面所描述的。“车辆50的重新启动”意味着车辆50的启动开关被断开然后被接通、即用于车辆50的控制***重新启动。当判断第一故障安全标志Ff1为开时(步骤S200：是)，CPU 21终止主处理例程。这是因为已经确定第一故障安全处理的执行，并且已经执行了第一故障安全处理，如已经描述的。
当CPU 21判断第一故障安全标志Ff1为关时(步骤S200：否)，CPU 21通过输入/输出接口23获取加速器位置Acc和车辆速度V(步骤S202)。CPU 21使用所获取的加速器位置Acc和车辆速度V以及监测扭矩映射M2，来计算监测用的需求扭矩Taw(步骤S204)。如图11所示，监测扭矩映射M2具有与运动模式相对应的特性线L2，上述运动模式具有由行驶模式Mo设定的电动发电机41的输出特性中的最大输出扭矩、即与加速器位置Acc相对应的最大输出扭矩。此外，特性线L2具有如下特性，即由车辆控制单元10根据由行驶模式Mo设定的电动发电机41的其它输出特性确定的、与目标扭矩Tt间的扭矩差Td，在加速器打开状态下比在加速器关闭状态下大。使用这种输出特性或特性线L2的原因是因为监测单元20在不使用行驶模式信号的情况下计算监测需求扭矩Taw，并且防止当行驶模式Mo设定为运动模式时发生异常的错误检测。为了易于理解异常判断，在图11中，给出了第一上限阈值线G1、第二上限阈值线G2以及作为虚线的特征线L1，其中，上述第一上限阈值线G1表示监测单元20据此而判断为车辆控制单元10中已经发生主要异常的扭矩阈值，上述第二上限阈值线G2表示监测单元20据此而判断为已经发生临时异常的扭矩阈值，上述特征线L1用于确定当行驶模式Mo是经济模式时的需求扭矩Ta。第一上限阈值线G1是对特性线L2上的各扭矩值加上第一上限阈值α1而得到的值进行绘制的线，并且第一上限阈值线G1上的扭矩值由Ttw+α1表示。第二上限阈值线G2是对特性线L2上的各扭矩值加上第二上限阈值α2而得到的值进行绘制的线，并且第二上限阈值线G2上的扭矩值由Ttw+α2表示。各上限阈值是在加速期间使用的阈值，因此，也可以称为加速期间的阈值。在以上描述中，输出扭矩具有与监测需求扭矩Taw和监测目标扭矩Ttw相同的含义。
CPU 21对来自换挡位置传感器33的换挡位置信号SP是否表示反向运动R进行判断(步骤S206)。当换挡位置信号SP＝R时，CPU 11确定监测目标扭矩Ttw＝-监测需求扭矩Taw(步骤S208)。当换挡位置信号SP≠R时，CPU 21确定监测目标扭矩Ttw＝监测需求扭矩Taw(步骤S210)。CPU 21设定第一上限阈值α1(步骤S212)。如图12所示，第一上限阈值α1是用于判断使用目标扭矩Tt和监测目标扭矩Ttw在车辆控制单元10中是否已经发生主要异常、即由于车辆50的行驶被要求立即停止的异常的阈值，并且定义为特性线L3并且根据例如车辆速度V设定。在本实施例中，随着车辆速度V增大，第一上限阈值α1和第二上限阈值α2也增大。
CPU 21根据加速器操作设定检测时间t(步骤S214)。加速器操作也可称为加速器的操作模式。例如，加速器位置Acc用作用于判断加速器的操作模式的参数。在本实施例中，为了抑制车辆加速G的增大并且促进车辆加速G的减小，如稍后描述的，检测时间t设定为随着加速器位置Acc增大而变短。更具体地，如图13所示，基于特性线L5和加速器位置Acc来设定检测时间t1。通常，加速器位置Acc处于全满的驱动区域是受限的，并且频繁地使用所谓的半油门和部分油门。因此，在本实施例中，特性线L5限定为使得当加速器位置Acc超过预定值时，检测时间t1近似恒定。检测时间t1限定为当加速器位置Acc不为0时、即在加速器打开状态的情况下，比当加速器位置Acc为0时、即在加速器关闭状态的情况下短。
CPU 21对目标扭矩Tt与监测目标扭矩Ttw之间的差是否等于或大于第一上限阈值α1，即Tt–Ttw≥α1进行判断(步骤S216)。当判断Tt–Ttw≥α1时(步骤S216：是)，CPU 21判断在车辆控制单元10中已经发生一些主要异常的可能性，并且将计数值C1增加1、即C1＝C1+1(步骤S218)。另一方面，当判断为不等式Tt–Ttw≥α1没有成立，即Tt–Ttw＜α1(步骤S216：否)时，CPU 21判断为在车辆控制单元10中没有发生主要异常，并清除计数值C1、即C1＝0(步骤S220)。计数值C1可以认为是与图6和图7所示的处理例程的执行间隔时间相对应的时间。CPU 21对计数值C1是否达到检测时间t1或更大、即C1≥t1进行判断(步骤S222)。当判断C1≥t1时(步骤S222：是)，CPU 21判断为在车辆控制单元10中已经发生主要异常，确定第一故障安全处理的执行(步骤S224)，并且终止主处理例程。当CPU 21判断为不等式C1≥t1没有成立、即C1＜t1时(步骤S222：否)，处理转移到图7所示的第二故障安全处理。当确定执行第一故障安全处理时，监测单元20向电动发电机控制单元40输出故障安全信号F/S，关闭连接至电动发电机41的继电器，打开第一故障安全标志Ff1，并且还提供指示在车辆控制单元10中已经发生异常的通知。可以通过指示电动发电机41的驱动已经因异常的发生而停止的声音，或者通过在仪表板上的指示来进行通知。另外，可以进行通知以促进对驾驶员的检查和维护。在第一故障安全处理中，通过硬件关闭继电器以停止电动发电机41的操作。因此，在不停止用于车辆的控制***的情况下不能恢复继电器，并且可以防止车辆50在已经发生主要异常的状态下继续行驶。
在第二故障安全处理开始时，CPU 21设置第二上限阈值α2(步骤S226)。第二上限阈值α2是用于使用目标扭矩Tt和监测目标扭矩Ttw对在车辆控制单元10中是否已经发生临时异常、即具有比车辆50中的主要异常更低的即时响应水平的异常进行判断的阈值，并且小于第一上限阈值α1。第二上限阈值α2定义为特性线L4，并且根据车辆速度V设定，例如，如图12所示。为了增强车辆控制单元10中的异常状态的检测灵敏度，期望第二上限阈值α2小于第一上限阈值α1，以便不会导致错误判断，即尽可能接近监测目标扭矩Ttw。在图11所示的示例中，第二上限阈值线G2期望地设定为尽可能接近特性线L2。
CPU 21对加速器是否为关进行判断(步骤S228)。具体地，CPU 21对从加速器位置传感器31输入的加速器位置Acc是否为0度进行判断。当加速器关闭时、即当驾驶员不想加速时，车辆50的非意图性的加速会引起驾驶员的焦虑。另一方面，在加速器为开的情况下、即驾驶员想要加速或巡航，即使发生略微高于期望加速的加速，驾驶员也几乎不会感到焦虑并关闭加速器。因此，在第二故障安全处理中，仅当加速器关闭时执行临时异常的判断。当判断为加速器是关时，CPU 21对目标扭矩Tt与监测目标扭矩Ttw之间的差是否等于或大于第二上限阈值α2、即Tt–Ttw≥α2进行判断(步骤S230)。当判断Tt–Ttw≥α2时(步骤S230：是)，CPU 21判断在车辆控制单元10中已经发生一些临时异常的可能性，并且将计数值C2增加1、即C2＝C2+1(步骤S232)。另一方面，当判断不等式Tt–Ttw≥α2没有成立，即Tt–Ttw＜α2时(步骤S230：否)，CPU 21判断在车辆控制单元10中没有发生临时异常，并清除计数值C2，即C2＝0(步骤S234)。计数值C2可以认为是与图6和图7所示的处理例程的执行间隔时间相对应的时间。CPU 21对计数值C2是否达到检测时间t2或更大，即C2≥t2进行判断(步骤S236)。当判断C2≥t2时(步骤S236：是)，CPU 21判断在车辆控制单元10中已经发生临时异常，确定第二故障安全处理的执行(步骤S238)，并终止主处理例程。如图13所示，由于在执行步骤S230至S236时加速器位置Acc为0，因此，检测时间t2是不根据加速器操作而变化的预定固定值。当CPU 21判断为不等式C2≥t2没有成立、即C2＜t2时(步骤S236：否)，处理转移到步骤S240。当确定执行第二故障安全处理时，监测单元20向电动发电机控制单元40输出故障安全信号F/S，并且将电动发电机41的输出扭矩设定为爬行扭矩[N·m]或0[N·m]。这导致抑制或防止用于驱动车辆50的扭矩的发生，并且抑制或防止车辆50的加速。
当判断为加速器不是关、即加速器是开时(步骤S228：否)，CPU 21对是否Tt-Ttw≥α2进行判断(步骤S240)。进行步骤S240以及后续步骤中的判断，以对是否取消第二故障安全处理的执行进行判断。当判断Tt–Ttw＜α2时(步骤S240：否)，CPU 21判断在车辆控制单元10中没有发生临时异常，并且将计数值C3增加1，即C3＝C3+1(步骤S242)。计数值C3是用于取消第二故障安全处理的执行的计数值，并且每当CPU 21判断没有发生临时异常时就增加。另一方面，当判断Tt–Ttw≥α2时(步骤S240：是)，CPU 21判断在车辆控制单元10中已经发生一些临时异常的可能性，并且清除计数值C3，即C3＝0(步骤S244)。计数值C3可以认为是与图6和图7所示的处理例程的执行间隔时间相对应的时间。CPU 21对计数值C3是否达到返回判断时间t3或更大、即C3≥t3进行判断(步骤S246)。当判断不等式C3≥t3没有成立时、即C3＜t3时(步骤S246：否)，CPU 21在不取消第二故障安全处理的执行的情况下，终止主处理例程。当判断为C3≥t3时(步骤S246：是)，CPU 21判断已经克服车辆控制单元10中的临时异常，取消第二故障安全处理的执行(步骤S248)，并且终止主处理例程。由于在加速器位置Acc大的区域内的第二故障安全处理、即输出抑制处理，给驾驶员带来了不舒适的感觉，因此，返回判断时间t3设定成随着加速器位置Acc增大而变短。更具体地，如图14所示，基于特性线L6和加速器位置Acc来设定返回判断时间t3。
接下来，参照图8和图9描述在车辆50减速期间执行的故障安全处理。在与除了在车辆50的减速期间执行之外的加速期间的故障安全处理的情况采用的条件类似的条件下，重复执行减速期间的故障安全处理。类似地，监测单元20用作故障安全确定单元，并且故障安全确定单元可以与监测单元20分开设置。在图8和9所示的处理流程中，与加速期间的处理步骤类似的处理步骤将不再描述，而使用与加速期间的处理步骤所附的相同的附图标记。
首先，CPU 21从图8所示的第一故障安全处理开始。CPU 21执行步骤S200至S204。监测扭矩映射M2具有对应于运动模式的特征线L2，如图15所示。为了易于理解异常判断，在图15中，给出了第一下限阈值线G3、第二下限阈值线G4和作为虚线的特征线L1，其中，上述第一下限阈值线G3表示监测单元20据此判断车辆控制单元10中已经发生主要异常的扭矩阈值，上述第二下限阈值线G3表示监测单元20据此判断已经发生临时异常的扭矩阈值，上述特征线L1用于确定当行驶模式Mo是经济模式时的需求扭矩Ta。第一上限阈值线G3和第二上限阈值线G4是不依赖于加速器位置Acc的恒定值。在存在两个映射、即用于具有特性线L2的加速时间的映射和用于具有特性线L1的减速时间的映射作为监测扭矩映射M2的情况下，可以使用特性线L1计算监测需求扭矩Taw。
CPU 21执行步骤S206至S210。CPU 21设定第一下限阈值β1(步骤S213)。如图16所示，第一下限阈值β1是用于判断使用目标扭矩Tt和监测目标扭矩Ttw在车辆控制单元10中是否已经发生主要异常、即由于其车辆50的行驶被要求立即停止的异常的阈值，并且定义为特性线L7并且根据例如车辆速度V设定。在本实施例中，随着车辆速度V增大，第一下限阈值β1和第二下限阈值β2减小。即，下限阈值作为绝对值而变大。各下限阈值是在减速期间使用的阈值，因此也可以称为减速期间的阈值。
CPU 21根据加速器操作设定检测时间t(步骤S214)。CPU 21对目标扭矩Tt与监测目标扭矩Ttw之间的差是否等于或小于第一下限阈值β1、即Tt–Ttw≤β1进行判断(步骤S217)。当判断Tt–Ttw≤β1时(步骤S217：是)，CPU 21判断在车辆控制单元10中已经发生一些主要异常的可能性，并且将计数值C1增加1(步骤S218)。另一方面，当判断为不等式Tt–Ttw≤β1没有成立、即Tt–Ttw＞β1(步骤S217：否)时，CPU 21判断在车辆控制单元10中没有发生主要异常，并清除计数值C1(步骤S220)。CPU 21对计数值C1是否达到检测时间t1或更大进行判断(步骤S222)。当判断为C1≥t1时(步骤S222：是)，CPU 21选择执行第一故障安全处理(步骤S224)，并且终止主处理例程。当CPU 21判断为不等式C1≥t1没有成立时(步骤S222：否)，处理转移到图9所示的第二故障安全处理。当确定第一故障安全处理的执行时，监测单元20执行已经描述的第一故障安全处理。
在第二故障安全处理开始时，CPU 21设置第二下限阈值β2(步骤S227)。第二下限阈值β2是用于使用目标扭矩Tt和监测目标扭矩Ttw对在车辆控制单元10中是否已经发生临时异常、即具有比车辆50中的主要异常更低的即时响应水平的异常进行判断的阈值，并且大于第二下限阈值β1。第二下限阈值β2定义为特性线L8，并且根据车辆速度V设定，例如，如图16所示。第二下限阈值β2是用于判断减速期间目标扭矩Tt与监测目标扭矩Ttw之间的差较小的阈值，并且为了增加车辆控制单元10中的异常状态的检测灵敏度，期望第二下限阈值β2比第一下限阈值β1大到不会发生错误确定的程度。
CPU 21对加速器是否为关进行判断(步骤S228)。当判断加速器是关时(步骤S228：是)，CPU 21对目标扭矩Tt与监测目标扭矩Ttw之间的差是否等于或小于第二下限阈值β2、即Tt–Ttw≤β2进行判断(步骤S231)。当判断Tt–Ttw≤β2时(步骤S231：是)，CPU 21判断在车辆控制单元10中已经发生一些临时异常的可能性，并且将计数值C2增加1(步骤S232)。另一方面，当判断为不等式Tt–Ttw≤β1没有成立、即Tt–Ttw＞β1(步骤S231：否)时，CPU 21判断在车辆控制单元10中没有发生临时异常，并清除计数值C2(步骤S234)。CPU 21对是否计数值C2≥t2进行判断(步骤S236)。当判断C2≥t2时(步骤S236：是)，CPU 21确定第二故障安全处理的执行(步骤S238)，并且终止主处理例程。由于加速器位置Acc是0，因此，检测时间t2是不依赖于加速器操作而变化的预定固定值。当CPU 21判断为不等式C2≥t2没有成立时(步骤S236：否)，处理转移到步骤S241。当确定执行第二故障安全处理时，监测单元20经由电动发电机控制单元40执行已经描述的第二故障安全处理。这导致抑制或防止用于驱动车辆50的扭矩的发生，并且抑制或防止车辆50的减速。
当判断加速器是关时(步骤S228：是)，CPU 21对是否Tt–Ttw≤β2进行判断(步骤S240)。在步骤S240之后进行判断，以对是否取消第二故障安全处理的执行进行判断。当判断为不等式Tt–Ttw≤β2没有成立时(步骤S241：否)，CPU 21判断在车辆控制单元10中没有发生临时异常，并且将计数值C3增加1(步骤S242)。另一方面，当判断为Tt–Ttw≤α2时(步骤S241：是)，CPU 21判断在车辆控制单元10中已经发生一些临时异常的可能性，并且清除计数值C3(步骤S244)。CPU 21对是否C3≥t3进行判断(步骤S246)。当判断为不等式C3≥t3没有成立时(步骤S246：否)，CPU 21在不取消第二故障安全处理的执行的情况下，终止主处理例程。当判断C3≥t3时(步骤S246：是)，CPU 21取消第二故障安全处理的执行(步骤S248)，并且终止主处理例程。
根据如上所述的第一实施例的控制装置100，可以执行处理主要异常的第一故障安全处理和处理临时异常的第二故障安全处理。在第二故障安全处理中，用于判断关于执行故障安全处理的确定的上限阈值和下限阈值分别小于第一故障安全处理中的上限阈值和下限阈值。因此，控制装置可以执行故障安全处理，上述故障安全处理适当地抑制设置有电动机作为驱动源并且其中使用非冗余信号来确定目标扭矩的车辆中的无意的加速/减速。即，控制装置可以执行用于抑制或防止驾驶员不期望的车辆50的加速/减速的故障安全处理，同时抑制或防止异常的错误检测。另外，由于在车辆50重新启动之前、即在同一行程内，维持第一故障安全处理、即在主要异常的判断中具有的第一故障安全处理的执行，因此，可以将车辆50的行驶表现为伴随有主要异常的状态。另一方面，由于即使在同一行程内也可以取消第二故障安全处理、即在临时异常的判断中具有的第二故障安全处理的执行，因此，允许根据驾驶员的要求输出扭矩，从而使得可以在减小驾驶员的不适感或不给驾驶员带来不适感的同时，对临时异常执行故障安全处理。
在上述实施例中，在判断临时异常、即执行第二故障安全处理时不执行对驾驶员的通知，但是可以执行。可以通知驾驶员发生了一些微小异常。在上述实施例中，在由于主要异常而执行第一故障安全处理时，继电器被关闭，但是可以与执行第二故障安全处理的情况一样，执行将要求驱动力设定为爬行或0的处理。在这种情况下，当由于例如在服务中心经由通信对事件进行分析，判定该事件不是主要异常判断时，可以经由通信远程取消第一故障安全处理的执行。
[其他实施例]
(1)在上述实施例中，已经作为示例描述了其中行驶模式Mo可由行驶模式开关34切换的车辆50。然而，对于没有设置有这样的行驶模式开关34并且根据加速器位置Acc或需求扭矩等来改变电动发电机41的输出特性的车辆50，也可以得到类似的效果。替代地，本发明可以应用于通过表示除行驶模式Mo以外的任何车辆设定的非冗余信号来改变电动发电机41的输出特性的车辆50。
(2)在上述实施例中，在减速期间的故障安全处理中，在步骤S228中也判断加速器的开/关状态。然而，可以不设置步骤S228。这是因为在减速期间，通常断开加速器。
在这种情况下，当在步骤S236中判断为不等式C2≥t2没有成立时，执行步骤S241至S248作为返回判断处理。
(3)通过执行上述实施例中的返回判断处理，取消第二故障安全处理的执行。然而，可以不执行第二故障安全处理的取消。即，由于累积对发生临时异常的可能性的判断，因此，还可以设想促使驾驶员进行检查和维护以分析临时异常事件。
(4)在上述实施例中，为了便于说明，使用不同的处理流程，对加速期间的故障安全处理和减速期间的故障安全处理进行描述。在这种情况下，可以判断车辆50处于加速或减速状态，然后当车辆50处于加速状态时执行图6和图7所示的处理流程，当车辆50处于减速状态时执行图8和图9所示的处理流程。故障安全处理也可以在加速或减速期间执行。另一方面，也可以设想执行直到计算监测目标扭矩Ttw的处理作为共同的流程，并且根据关于车辆50处于加速还是减速状态的判断，选择性地执行步骤S212、S213、S216、S217、S226、S227、S230、S231、S240和S241。
(5)在上述实施例中，由CPU 11执行的目标扭矩计算程序P1和由CPU 21执行的监测程序P2通过软件实现车辆控制单元10和监测单元20。然而，它们也可以通过硬件由预先编程的集成电路或分立电路来实现。
已经基于实施例和变型对本公开进行描述。设置如上所述的实施例是为了容易理解本公开，而不是限制本公开。在不背离权利要求的精神和范围的情况下，可以修改和改进本公开，并且本公开包含其等价方案。例如，发明内容部分所描述的各个方面的技术特征所对应的实施例以及变形例中所描述的技术特征可以适当地替换或组合，以解决部分或全部如上所述的问题或实现部分或全部如上所述的效果。此外，如果这些技术特征在此不被描述为必要特征，则可以适当地去除这些特征。例如，根据如上所述的第一方面的用于车辆的电动机的控制装置可以定义为应用实例1。此外，可以提供以下应用实例。
[应用实例2]
根据应用实例1的用于车辆的电动机的控制装置，其中，当上述差小于上述第二上限阈值或小于上述第二下限阈值时，上述故障安全确定单元取消对上述第二故障安全处理的执行的确定。
[应用实例3]
根据应用实例1或2的用于车辆的电动机的控制装置，其中，故障安全确定单元维持对第一故障安全的执行的确定，直到车辆再次经历启动处理。
[应用实例4]
根据应用实例1至3中的任一个的用于车辆的电动机的控制装置，其中，故障安全确定单元在加速器踏板未操作时，执行确定第二故障安全处理的执行的处理。
[应用实例5]
根据应用实例1至4中的任一个的用于车辆的电动机的控制装置，还包括对电动机进行控制的第二控制单元，上述第二控制单元根据故障安全确定单元对第一故障安全处理或第二故障安全处理的执行的确定，来停止电动机。

Claims (6)

1.一种用于车辆的电动机的控制装置(100)，包括：
第一控制单元(10)，所述第一控制单元使用冗余信号和非冗余信号来确定用作电动机的输出目标的目标扭矩；
监测单元(20)，所述监测单元使用所述冗余信号来确定监测目标扭矩；以及
故障安全确定单元(21、P2)，所述故障安全确定单元使用所述目标扭矩和所述监测目标扭矩来确定对所述电动机的故障安全处理的执行，其中，
所述故障安全确定单元在所述目标扭矩与所述监测目标扭矩之间的差等于或大于预定的第一上限阈值或是等于或小于第一下限阈值时，确定执行第一故障安全处理，并且在所述差等于或大于预定的第二上限阈值或是等于或小于第二下限阈值时，确定执行第二故障安全处理，其中，所述预定第二上限阈值小于所述第一上限阈值，所述第二下限阈值大于所述第一下限阈值。
2.如权利要求1所述的用于车辆的电动机的控制装置，其特征在于，
当所述差小于所述第二上限阈值或小于所述第二下限阈值时，所述故障安全确定单元取消对所述第二故障安全处理的执行的确定。
3.如权利要求1或2所述的用于车辆的电动机的控制装置，其特征在于，
所述故障安全确定单元维持对所述第一故障安全的执行的确定，直到所述车辆再次经历启动处理。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于车辆的电动机的控制装置，其特征在于，
所述故障安全确定单元在加速器踏板未操作时，实施确定所述第二故障安全处理的执行的处理。
5.如权利要求1至4中任一项所述的用于车辆的电动机的控制装置，其特征在于，还包括：
第二控制单元(40)，所述第二控制单元对所述电动机进行控制，所述第二控制单元根据由所述故障安全确定单元对所述第一故障安全处理或所述第二故障安全处理的执行的确定，来停止所述电动机。
6.一种用于车辆的电动机的控制方法，包括：
使用冗余信号和非冗余信号来确定用作所述电动机的输出目标的目标扭矩；
使用所述冗余信号来确定监测目标扭矩；以及
使用所述目标扭矩和所述监测目标扭矩，来确定对所述电动机的故障安全处理的执行，其中，
当所述目标扭矩与所述监测目标扭矩之间的差等于或大于预定的第一上限阈值或是等于或小于第一下限阈值时，确定第一故障安全处理的执行，并且当所述差等于或大于预定的第二上限阈值或是等于或小于第二下限阈值时，确定第二故障安全处理的执行，其中，所述第二上限阈值小于所述第一上限阈值，所述第二下限阈值大于所述第一下限阈值。
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