DE10235432B4 - Method for carrying out a diagnosis of an operating state of an electromagnetic drive system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Durchführung einer Diagnose eines Betriebszustandes eines elektromagnetischen Antriebssystems (1), insbesondere eines elektrischen Aktuators, mit einer Spule und einem über ein magnetisches Feld der Spule längsbeweglich betätigbaren Anker, wobei ein Istwert (i_ist) eines Spulenstromes, ein theoretischer Wert (i_theo) eines Spulenstromes und eine Spulenstromdifferenz (i_res) zwischen dem Istwert (i_ist) und dem theoretischen Wert (i_theo) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
– Änderungen des theoretischen Wertes (i_theo), die beispielsweise in Folge einer Gegeninduktion (L_g) im elektrischen Aktuator auftreten, einem Detektor (3) zugeführt werden und/oder
– Änderungen des theoretischen Wertes (i_theo), die insbesondere durch Temperatureinflüsse hervorgerufen werden, mittels einem Beobachterregler (8) ausgeglichen werden.Method for carrying out a diagnosis of an operating state of an electromagnetic drive system (1), in particular an electric actuator, with a coil and an armature which can be longitudinally movably actuated via a magnetic field of the coil, an actual value (i_act) of a coil current, a theoretical value (i_theo) of a coil current Coil current and a coil current difference (i_res) between the actual value (i_ist) and the theoretical value (i_theo) are determined, characterized in that
- Changes in the theoretical value (i_theo), which occur for example as a result of a mutual induction (L_g) in the electric actuator, a detector (3) are supplied and / or
- Changes in the theoretical value (i_theo), which are caused in particular by temperature influences, be compensated by means of an observer controller (8).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Diagnose eines Betriebszustandes eines elektromagnetischen Antriebssystems gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The The invention relates to a method for carrying out a diagnosis of a Operating state of an electromagnetic drive system according to the im Preamble of claim 1 further defined type.
Aus der Praxis sind elektromagnetische Antriebssysteme wie beispielsweise als Proportionaldruckregelventile ausgebildete elektrohydraulische Stellglieder bekannt, mittels welchen aus einem generierten elektrischen Strom ein dazu proportionaler hydraulischer Druck an hydraulischen Verbrauchern einstellbar ist. Derartige Proportionaldruckregelventile sind mit einer Spule und einem über ein magnetisches Feld der Spule längsbeweglich betätigbaren Anker ausgebildet, wobei das Verfahren in gleicher Weise auch für elektromechanische Stellglieder anwendbar ist.Out In practice, electromagnetic drive systems such as designed as proportional pressure control valves electro-hydraulic Actuators known by means of which from a generated electrical Electricity proportional hydraulic pressure to hydraulic Consumer is adjustable. Such proportional pressure control valves are with a coil and a over a magnetic field of the coil longitudinally movably actuated Anchor formed, the method in the same way for electromechanical Actuators is applicable.
Wird an der Spule eine Spannung angelegt, bildet sich im Eisenkreis der Spule ein magnetischer Fluß aus, welcher sich über den Anker und einen zwischen der Spule und dem Anker ausgebildeten Arbeitsluftspalt schließt. Auf den Anker wirkt dabei eine elektromagnetische Kraft in Axialrichtung, die bei Proportionalmagneten in weiten Teilen proportional zum anliegenden Erregerstrom und unabhängig von der Ankerposition ist. Durch die Stellung des Ankers wird die Größe des variablen Blendenquerschnitts, welche dem Spalt zwischen Ventilsitz und Anker entspricht und die Verbindung zum Tank bildet, variiert und damit die Durchflußmenge von Hydrauliköl eingestellt.Becomes applied to the coil, a voltage is formed in the iron circle of Coil out a magnetic flux, which is about the anchor and one formed between the coil and the anchor Working air gap closes. An armature force in the axial direction acts on the armature, in the case of proportional solenoids, they are largely proportional to the adjacent ones Excitation current and independent from the anchor position. Due to the position of the anchor is the Size of the variable Aperture cross-section, which is the gap between valve seat and anchor corresponds and forms the connection to the tank, varies and thus the flow rate of hydraulic oil set.
Elektrohydraulische sowie elektromechanische Stellglieder werden zur Steuerung von Automatgetrieben als Schnittstelle zwischen einem elektrischen Signalkreis und einem hydraulischen Leitungskreis von elektrohydraulischen Systemen eingesetzt. Dabei ist üblicherweise für jeden zu schaltenden Gang zur Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt eine Kupplungs- oder Bremseinheit vorgesehen, die in der Regel hydraulisch betätigt wird.Battery powered as well as electromechanical actuators are used to control automatic transmissions as an interface between an electrical signal circuit and a hydraulic circuit used by electro-hydraulic systems. It is usually for each gear to be switched to the forward drive and reverse a clutch or brake unit provided, which is usually hydraulic is pressed.
Zur Realisierung der Gangwechsel hat ein elektrohydraulisches System eines Automatikgetriebes nun die Aufgabe, in Abhängigkeit eines Fahrzustandes und einer Vorgabe eines Fahrers die Kupplungen und Bremsen des Automatgetriebes den Anforderungen entsprechend anzusteuern, so daß ein gewünschter Gang eingelegt wird.to Realization of the gear change has an electrohydraulic system an automatic transmission now the task, depending on a driving condition and a specification of a driver, the clutches and brakes of the automatic transmission to control the requirements accordingly, so that a desired Gear is engaged.
Bei in der Fahrzeugtechnik eingesetzten hydraulischen Komponenten steigen die Anforderungen bezüglich der Schmutzölresistenz ständig an, wobei diese Anforderungen aus zunehmenden Getriebelaufzeiten und immer länger werdenden Ölwechselzyklen bis hin zum Entfall des Ölwechsels resultieren. Mit zunehmender Verschmutzung des Hydrauliköls tritt bei elektromagnetischen Stellgliedern eine sogenannte Hystereseverbreiterung sowie ein sogenanntes „Stick-Slip”-Verhalten bis hin zu einem Ventilklemmen auf. Aus diesen Fehlfunktionen der Stellglieder resultiert ein schlechter Schaltkomfort, was bis hin zu einem Übergang in ein Notprogramm führen kann.at increase in hydraulic components used in automotive engineering the requirements regarding the dirt oil resistance constantly These requirements arise from increasing transmission times and longer and longer expectant oil change cycles up to the omission of the oil change result. With increasing contamination of the hydraulic oil occurs in electromagnetic actuators a so-called Hystereseverbreiterung as well as a so-called "stick-slip" behavior up to to a valve terminals. From these malfunctions of the actuators results in a poor shifting comfort, resulting in a transition into an emergency program can.
Um derartige Funktionsstörungen zu diagnostizieren bzw. ein Ankerklemmen vor einem Totalausfall einer elektromagnetischen Stelleinrichtung erkennen zu können, werden Verfahren vorgeschlagen, mittels welchen Fehler in der Elektrik und in der Mechanik erkannt werden können.Around such malfunctions to diagnose or an anchor terminals before a total failure of a To detect electromagnetic actuator can be method proposed by means of which errors in the electrical and in the Mechanics can be detected.
Ein solches Verfahren zur modellgestützten Fehlererkennung an elektromagnetischen Proportionalventilen mit Microcontrollern ist beispielsweise auch in der deutschen Zeitschrift „O + P, Ölhydraulik und Pneumatik”, 44 (Jahrgang 2000), Nr. 7, Seiten 449 bis 453 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Ankerhub eines Proportionaldruckregelventils durch Messung von Strom und Spannung geschätzt, und daran anschließend wird eine Fehleranalyse durchgeführt. Dabei werden zahlreiche Merkmale erzeugt, die dazu verwendet werden, Fehler in der Elektrik und in der Mechanik zu erkennen.One such method for model-based Error detection on electromagnetic proportional valves with Microcontrollers, for example, in the German magazine "O + P, oil hydraulics and pneumatics ", 44 (born 2000), no. 7, pages 449-453. In this The method becomes an armature stroke of a proportional pressure control valve estimated by measuring current and voltage, and then it becomes carried out an error analysis. It generates many features that are used to Errors in the electrical system and in the mechanics to recognize.
Derartige Verfahren weisen den Nachteil auf, daß Messungen und die zeitlich sich daran anschließenden Auswertungen bzw. Diagnosen aufgrund ihrer Komplexität nicht in Echtzeit durchführbar sind. Des weiteren ist zur Durchführung eines solchen Verfahrens aufgrund der aufwendigen Diagnose ein sehr hoher Speichereinsatz sowie eine hohe Rechnerleistung erforderlich, die im Bereich der Fahrzeugtechnik eingesetzte Steuergeräte üblicherweise nicht zur Verfügung stellen.such Methods have the disadvantage that measurements and the time follow it Evaluations or diagnoses due to their complexity not feasible in real time are. Furthermore, to carry out such a method due to the complex diagnosis a very high storage use as well as a high computing power required in the field of Vehicle control technology usually used not provide.
Aus
der
- – ein Schließsignal ermittelt wird, das von einem Soll-Bremsdruck abhängig ist,
- – ein Schließimpuls aus dem Vergleich eines aktuellen Soll-Bremsdruckes mit einem zeitlich zurückliegenden Wert des Soll-Bremsdruckes ermittelt wird,
- – ein Stellsignal aus einem Vergleich des Soll-Bremsdruckes mit einem Ist-Bremsdruckes ermittelt wird und
- – ein Dämpfungssignal aus einer Bewegungsgeschwindigkeit eines Aktuators des Ventils ermittelt wird.
- A closing signal is determined, which is dependent on a desired brake pressure,
- A closing pulse is determined from the comparison of a current setpoint brake pressure with a value of the setpoint brake pressure which is past in time,
- - An actuating signal from a comparison of the desired brake pressure with an actual brake pressure is determined and
- - A damping signal from a movement speed of an actuator of the valve is determined.
Aus
der
Die
Die
Aus ISERMANN, R., u. a.: Modellgestützte Fehlererkennung an Elektromagnetischen Aktoren. In: Fortschritt, Berichte VDI, Reihe 8, Nr. 743, S. 58–80 ist es bekannt, einen Ankerhub eines elektromagnetischen Aktors aus einer Strom- und Spannungsmessung zu schätzen. Hierzu wird der Ankerhub über die Gleichung ermittelt, wobei für Li(i) als Modellvorstellung ein gerades Polynom 6-ter Ordnung angenommen wird, dessen Koeffizienten über einen Least Square Schätzer aus einer Datenmatrix des magnetischen Flusses ψ bestimmt wird. Der magnetische Fluss ψ und ∂ψ/∂i werden dabei aus einer gemessenen Ankerspannung u und einem sich aufbauenden Stromverlauf i ermittelt.From ISERMANN, R., among others: Model-based error detection on electromagnetic actuators. In: Progress, Reports VDI, Series 8, No. 743, pp 58-80 it is known to estimate an armature stroke of an electromagnetic actuator from a current and voltage measurement. For this purpose, the armature stroke on the equation determined, where for L i (i) is assumed as a model idea a straight polynomial of 6th order whose coefficient is determined by a least square estimator from a data matrix of the magnetic flux ψ. The magnetic flux ψ and ∂ψ / ∂i are determined from a measured armature voltage u and a build-up current curve i.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erkennung mechanischer Fehlfunktionen von elektromagnetischen Antriebssystemen zur Verfügung zu stellen, das nur einen geringen Ressourcenbedarf aufweist und in Echtzeit durchführbar ist.Of the The present invention is therefore based on the object, a method for detecting mechanical malfunctions of electromagnetic Drive systems available which has a low resource requirement and feasible in real time is.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention this Task with a method according to the features of claim 1.
Durch die Adaption eines theoretisch ermittelten Widerstandswertes der Spule eines elektromagnetischen Antriebssystems wird erreicht, daß ein Verlauf des Istwertes des Spulenstromes nahezu identisch über ein Modell in Echtzeit nachgebildet wird, und Abweichungen des Istwertes des Spulenstromes vom theoretisch ermittelten Wert des Spulenstromes vorteilhafterweise zur Diagnose von Funktionsstörungen des elektromagnetischen Antriebssystems verwendet werden können. Insbesondere mechanische Funktionsstörungen, wie beispielsweise das Klemmen oder reißen Los eines Ankers in einem Ventil oder auch eine erhöhte Reibung bei einer Ankerbewegung in einem Ventil können in vorteilhafter Weise diagnostiziert werden.By the adaptation of a theoretically determined resistance value of Coil of an electromagnetic drive system is achieved that a course the actual value of the coil current almost identical to a Model is modeled in real time, and deviations of the actual value of the coil current from the theoretically determined value of the coil current advantageously for the diagnosis of malfunctions of the electromagnetic Drive system can be used. In particular mechanical Dysfunctions such as jamming or tearing an anchor in one Valve or even an elevated one Friction during an armature movement in a valve can occur in be diagnosed advantageously.
Bei der Verwendung eines elektromagnetischen Antriebssystems in einem Automatgetriebe in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Schaltqualität deutlich verbesserbar. Dies wird dadurch erreicht, daß mit der Adaption des theoretischen Widerstandswertes der Spule und der hohen Genauigkeit der Nachbildung des Verlaufs des Istwertes des Spulenstromes eine exakte Ansteuerung, zum Beispiel durch eine auf den jeweiligen Spulenwiderstand optimierte Stromregelung, der Schaltelemente möglich ist.When using an electromagnetic drive system in an automatic transmission in connection tion with the method according to the invention, the shift quality is significantly improved. This is achieved in that with the adaptation of the theoretical resistance value of the coil and the high accuracy of the simulation of the course of the actual value of the coil current an exact control, for example by an optimized on the respective coil resistance current control, the switching elements is possible.
Wenn eine maximale Spannung an dem elektromagnetischen Antriebssystem bzw. an dessen Spule anliegt, besteht die Gefahr, eine kritische Spuleninnentemperatur, welche zu einer Zerstörung der Wicklungen der Spule führen kann, zu überschreiten. Derartige Spuleninnentemperaturen ergeben sich unter anderem aus einem stark erhöhten Spulenstrom in Zusammenhang mit einer hohen Umgebungstemperatur des elektromagnetischen Antriebssystems, die bei einem elektrohyd raulischen Steuersystem eines Automatgetriebes im wesentlichen von der Temperatur des Hydrauliköls beeinflußt wird.If a maximum voltage on the electromagnetic drive system or rests against the coil, there is a risk of a critical Coil internal temperature, which leads to destruction of the windings of the coil to lead can exceed. Such coil internal temperatures result inter alia from a greatly increased Coil current associated with a high ambient temperature the electromagnetic drive system, the electrohydraulic in an electrohydraulic Control system of an automatic transmission essentially from the temperature of the hydraulic oil affected becomes.
Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung, bei dem der theoretische Widerstandswert der Spule mittels der Adaption in Abhängigkeit des jeweilig aktuell vorliegenden Betriebszustandes genau bestimmt wird, kann auf einfache Art und Weise aus dem adaptierten theoretischen Widerstandswert der Spule die Spuleninnentemperatur ermittelt werden und somit die Verfügbarkeit des elektromagnetischen Antriebssystems erhöht werden.With Help of the method according to the invention, in which the theoretical Resistance value of the coil by means of adaption in dependence of the currently present operating state exactly determined can be, in a simple way, from the adapted theoretical Resistance value of the coil, the coil internal temperature can be determined and thus the availability of the electromagnetic drive system can be increased.
Darüber hinaus läßt sich aus der Kenntnis der zugeführten elektrischen Leistung und der Spuleninnentemperatur die Öltemperatur ermitteln, da sich ein thermisches Gleichgewicht einstellt.Furthermore let yourself from the knowledge of the supplied electric power and the coil inside temperature the oil temperature determine, since a thermal equilibrium is established.
Ein Notprogramm, welches zum Schutz des elektromagnetischen Antriebssystems vorgesehen ist und über das eine Betätigung des elektromagnetischen Antriebssystems ab einer kritischen Spuleninnentemperatur verhindert wird, wird somit nur noch gestartet, um tatsächliche Schädigungen zu vermeiden. Ein aus der Praxis bekanntes gleichsam prophylaktisches Starten eines Notprogrammes, wenn eine Hydrauliköltemperatur ermittelt wird, die eine kritische Spuleninnentemperatur verursachen könnte, wobei ein elektromagnetisches Antriebssystem nachteilhafterweise bereits vor Erreichen einer kritischen Spuleninnentemperatur deaktiviert wird, kann hier vermieden werden. Aufgrund der exakten Kenntnis der Spuleninnentemperatur wird die Verfügbarkeit der Aktuatoren dahingehend erhöht, daß diese bis an ihre thermischen Auslegungsgrenzen betrieben werden können.One Emergency program, which protects the electromagnetic drive system is provided and over the one operation of the electromagnetic drive system from a critical inside coil temperature prevented is thus only started to actual damage to avoid. A well-known from practice as prophylactic Starting an emergency program when a hydraulic oil temperature is detected, which could cause a critical coil internal temperature, wherein an electromagnetic drive system disadvantageously already deactivated before reaching a critical coil internal temperature can be avoided here. Due to the exact knowledge the coil internal temperature becomes the availability of the actuators elevated, that these can be operated to their thermal design limits.
Darüber hinaus ist von Vorteil, daß elektromagnetische Antriebssysteme, deren Betriebszustände mit dem erfindungsgemäßen Verfahren diagnostiziert werden, problemlos auch an schwer zugänglichen Stellen eines Automatgetriebes angeordnet sein können, d. h. direkt in das Getriebe implementiert werden können, da eine Fehlerursache genau lokalisierbar ist und ein Austausch von defekten Bauteilen gezielt und somit auch kostensparend durchgeführt werden kann. Das bedeutet, daß der Ausbau eines elektromagnetischen Antriebssystems bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nur bei Kenntnis eines wirklich gegebenen Defektes erfolgen muß.Furthermore is advantageous that electromagnetic Drive systems whose operating conditions with the inventive method be easily diagnosed, even in hard-to-reach Positions of an automatic transmission can be arranged, d. H. directly into the gearbox can be implemented because a cause of error can be pinpointed and an exchange be carried out targeted by defective components and thus cost-saving can. This means that the Expansion of an electromagnetic drive system using the inventive method must be done only with knowledge of a really given defect.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further Advantages and developments of the invention will become apparent from the dependent claims and from the principle described below with reference to the drawing Embodiment.
In der Zeichnung sind mehrere Blockschaltbilder eines Verfahrens zur Durchführung einer Diagnose eines Betriebszustandes eines elektromagnetischen Antriebssystems sowie mehrere Strom-Zeit-Diagramme dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden.In The drawings are several block diagrams of a method for execution a diagnosis of an operating state of an electromagnetic Drive system as well as several current-time diagrams, which will be explained in more detail in the following description.
Es zeigt:It shows:
Die
Parallel
zu dem realen elektromagnetischen Antriebssystem
Beide
Systeme, d. h. das reale Antriebssystem
Beim Vergleich der beiden Stromstärken bzw. bei dem Vergleich zwischen dem Istwert i_ist des Spulenstromes und dem theoretischen Wert i_theo des Spulenstromes tritt somit eine Differenz bzw. ein Residuum i_res auf, das durch den durch die Gegeninduktion gestörten Stromaufbau beim realen System verursacht wird, wobei diese Abweichung der Ankerbewegung eindeutig zugeordnet ist.At the Comparison of the two currents or in the comparison between the actual value i_act of the coil current and the theoretical value i_theo of the coil current thus occurs Difference or Residual i_res on, by the by the mutual induction disturbed Power buildup is caused in the real system, with this deviation the armature movement is clearly assigned.
In
der Rechnereinheit
Bei dem gezeigten Verfahren zur Durchführung einer Diagnose eines Betriebszustandes eines elektromagnetischen Antriebssystems werden die physikalischen Zusammenhänge ausgewertet. Das Ohmsche Gesetz beschreibt einen linearen Zusammenhang zwischen der Spannung u und der Stromstärke i. Aus dem Verhältnis der Spannung u zu der Stromstärke i ist für einen Anfangswert der Widerstandsbestimmung eine grobe Schätzung des aktuellen Wertes des Widerstandes ableitbar. Darüber hinaus ist der Widerstand R der Spule temperaturabhängig, und es besteht ebenso ein linearer Zusammenhang zwischen dem Widerstand der Spule und der Temperatur der Spule.at the method shown for performing a diagnosis of Operating state of an electromagnetic drive system the physical relationships evaluated. Ohm's law describes a linear relationship between the voltage u and the current i. From the ratio of Voltage u to the current i is for an initial value of the resistance determination a rough estimate of the current value of the resistance derivable. In addition, the resistance R of the coil depends on the temperature, and there is also a linear relationship between the resistance the coil and the temperature of the coil.
Dabei
ergibt sich ein temperaturabhängiger
Wert R_sp(T) des Spulenwiderstandes gemäß der Formel
Anhand
des Residuums i_res wird die Diagnose des Betriebszustandes des
realen elektromagnetischen Antriebssystems
In
Durch
die anliegende Spannung u_bat der Spannungsquelle bzw. einer Bordnetzspannung
eines Kraftfahrzeuges und dem Tastverhältnis u_ist, welches mit einem
Filter
Nach
der Ermittlung der theoretischen Spannung u_theo wird in einem Funktionsblock
Der
theoretische Wert i_theo des Spulenstromes wird in dem Funktionsblock
Der
Schalter
Der
Funktionsblock
Der
Beobachterregler
Der
Beobachterregler
Um
eine Anpassung des theoretischen Widerstandswertes R_sp der Spule
in Abhängigkeit
des jeweilig vorliegenden Betriebszustandes des elektromagnetischen
Antriebssystems
Ein
weiterer Funktionsblock
Der
angepaßte
theoretische Widerstandswert R_sp der Spule wird einem Funktionsblock
Der
in dem Funktionsblock
Mit
der vorbeschriebenen Vorgehensweise der Nachführung des theoretischen Widerstandswertes R_sp
der Spule ist eine kontinuierliche Bestimmung des Widerstandes R_sp
sowie der Temperatur T_sp der Spule im Gegensatz zu stationären Auswertemethoden
möglich,
da über
den Beobachterregler
Dazu
kann vorzugsweise durch die Auswertung des nachgeführten Widerstandswertes
R_sp und mit Hilfe eines gleitenden Mittelwertes, welcher auf Schwankungen
des Beobachterreglers
In
Überschreitet
das in dem Funktionsblock
In
den Funktionsblöcken
In
den
Der
in
Die
im Anfangsbereich des Verlaufes des in
Ein
eine Gutfunktion des elektromagnetischen Antriebssystems
Der
in
In diesem Bereich II überschreitet der Verlauf des Residuums i_res die obere Schwelle i_schw_o. Mit zunehmender Zeit t kehrt der Verlauf des Residuums i_res des Spulenstromes wieder in das von der oberen Schwelle i_schw_o und der unteren Schwelle i_schw_u aufgespannte Band zurück. Anhand der zunächst im wesentlichen gleich verlaufenden Kurve des Istwertes i_ist des Spulenstromes und des theoretischen Wertes i_theo des Spulenstromes im Anstiegbereich der Kurven und dem späteren positiven Ausschlag des Istwertes i_ist und dem anschließenden Wiederangleichen der beiden Kurven wird ein mechanisches Ankerklemmen zu Beginn der Bestromung der Spule mit dem Erregerstrom i_anreg mit einem späteren Losreißen des Ankers detektiert.In exceeds this area II the course of the residual i_res the upper threshold i_schw_o. With increasing Time t returns the course of the residual i_res the coil current again into that of the upper threshold i_schw_o and the lower threshold i_schw_u band spanned back. On the basis of the first essentially the same curve of the actual value i_ist des Coil current and the theoretical value i_theo of the coil current in the rise of the curves and the later positive rash of the Actual value i_ist and the subsequent re-adjustment of the Both curves will be a mechanical anchor clamping at the beginning of the current supply the coil with the excitation current i_anreg with a later tearing of the Anchor detected.
Der
in
Die
in
Das
Ankerklemmen ist auf einfache Art und Weise dadurch detektierbar,
daß weder
im Anstiegbereich noch im weiteren Verlauf des Stromverlaufes des
Istwertes i_ist eine Abweichung von dem Verlauf des theoretisch
ermittelten Wertes i_theo des Spulenstromes erkennbar ist, die als
Ereignis ein Überschreiten
der oberen oder der unteren Schwelle i_schw_o, i_schw_u durch den
in
Mit dem beschriebenen Verfahren zur Durchführung einer Diagnose eines Betriebszustandes eines elektromagnetischen Antriebssystems ist eine Online-Adaption des theoretisch ermittelten Widerstandswertes des Spulenstromes durch den Beobachterregler dahingehend möglich, daß anhand einer permanenten in Echtzeit durchgeführten Rückführung der Differenz i_res aus dem gemessenen Istwert i_ist des Spulenstromes und des theoretisch ermittelten bzw. des simulierten Ausgangssignals i_theo des Spulenstromes eine Anpassung an die realen Systemparameter vorgenommen wird.With the described method for performing a diagnosis of Operating state of an electromagnetic drive system is an online adaptation of the theoretically determined resistance value of the Coil current through the observer controller to the effect that based a permanent in real time feedback of the difference i_res the measured actual value i_act of the coil current and the theoretical one determined or the simulated output signal i_theo of the coil current an adaptation to the real system parameters is made.
Dabei stellt eine Auswertung der durch Ankerbewegungen im Spuleninneren induzierten Spannung eine Basis für das Verfahren dar, bei welchem in einer Rechnereinheit ein über ein Modell berechneter, idealer Stromverlauf mit einem gemessenen Stromsignal verglichen wird und eine Abweichung in Echtzeit detektiert wird. Zusätzlich wird eine dynamische Anpassung von Detektionsschwellen durchgeführt, da das Verhalten des realen elektromagnetischen Antriebssystems über das lineare Modell nur in gewissen Grenzen abbildbar ist. Dieser Unterschied führt insbesondere bei schnellen Sollwertänderungen zu erheblichen Differenzen bzw. Abweichungen zwischen dem Modell und dem realen System bzw. zwischen dem Istwert i_ist des Spulenstromes und dem theoretischen Wert i_theo des Spulenstromes.there represents an evaluation of the by anchor movements in the coil inside induced voltage is a basis for the process in which in a computer unit via a model calculated, ideal current waveform with a measured Current signal is compared and a deviation is detected in real time. additionally a dynamic adaptation of detection thresholds is performed because the behavior of the real electromagnetic drive system over the linear model can only be reproduced within certain limits. This difference leads in particular with fast setpoint changes to significant differences or deviations between the model and the real system or between the actual value i_act of the coil current and the theoretical value i_theo of the coil current.
Damit
in Betriebszuständen,
die große
gewollte Abweichungen der Verläufe
des Istwertes i_ist und des theoretischen Wertes i_theo aufweisen,
ein Fehlalarm vermieden wird, ist es über die Dynamisierung der Detektionsschwellen
vorgesehen, die untere Schwelle i_schw_u kurzzeitig abzusenken und
die obere Schwelle i_schw_o kurzzeitig anzuheben. Dies erfolgt vorzugsweise
durch die Benutzung von Tiefpassfilter, beispielsweise der DT1-Filter
Des
weiteren können
aus dem über
den Beobachterregler
Bezug
nehmend auf
Eine
Abweichung bzw. eine Regelabweichung i_ab kann sich beispielsweise
durch eine von einem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges abgegebene Versorgungsspannung
ergeben, wenn diese zu niedrig ist, um die Sollwertvorgabe i_anreg
zu erreichen. Die Regelabweichung i_ab stellt wiederum eine Eingangsgröße eines
Stromreglers
Der
Stromregler
Das
elektromagnetische Antriebssystem
Eine
Reglereinstellung des Stromreglers
Mit
dem vorbeschriebenen Adaptionsverfahren zur theoretischen Abbildung
des realen Spulenwiderstandes R_sp wird vorteilhafterweise über die
in
Diese
Vorgehensweise ist in
Damit ist gewährleistet, daß die Sollwertvorgabe i_anreg der Getriebesteuereinrichtung, die beispielsweise zur Einstellung eines gewünschten Druckverlaufes von der Getriebesteuereinrichtung ausgegeben wird, exakt umgesetzt wird und bei Abweichungen innerhalb sehr kurzer Regelzeiten nachgeregelt werden kann.In order to is guaranteed that the Setpoint input i_anreg the transmission control device, for example to set a desired Pressure curve is output from the transmission control device, exactly and in case of deviations within a very short period of time can be readjusted.
- 11
- elektromagnetisches Antriebssystemelectromagnetic drive system
- 22
- Rechnereinheitcomputer unit
- 33
- Detektordetector
- 44
- Filterfilter
- 55
- Funktionsblockfunction block
- 66
- BereichArea
- 77
- Funktionsblockfunction block
- 88th
- Schalterswitch
- 9, 109 10
- Funktionsblockfunction block
- 1111
- BereichArea
- 12–1912-19
- Funktionsblockfunction block
- 2020
- Funktionsblock, DT1-FilterFunction block, DT1 filter
- 2121
- Funktionsblock, DT1-FilterFunction block, DT1 filter
- 22, 2322 23
- Funktionsblockfunction block
- 2424
- Stromreglercurrent regulator
- 25, 2625 26
- Funktionsblockfunction block
- II
- BereichArea
- IIII
- BereichArea
- ii
- Stromstärkeamperage
- i_abi_ab
- Regelabweichungdeviation
- i_anregi_anreg
- Erregerstrom, SollwertvorgabeExcitation current, Setpoint
- i_isti_ist
- Istwert des Spulenstromesactual value of the coil current
- i_offs_ui_offs_u
- unterer Offsetwertlower offset value
- i_offs_oi_offs_o
- oberer Offsetwertupper offset value
- i_resi_res
- Residuum, Differenz des SpulenstromesResiduum, Difference of the coil current
- i_schw_ui_schw_u
- untere Schwellelower threshold
- i_schw_oi_schw_o
- obere Schwelleupper threshold
- i_theoi_theo
- theoretischer Wert des Spulenstromestheoretical Value of the coil current
- LL
- Induktivitätinductance
- L_gL_g
- Gegeninduktionmutual induction
- RR
- Widerstandresistance
- R_spR_sp
- theoretischer Widerstandswert der Spuletheoretical Resistance value of the coil
- R_sp_0R_sp_0
- BezugswiderstandswertReference resistance
- R_sp(T)R_sp (T)
- temperaturabhängiger Widerstandswert der Spuletemperature-dependent resistance value the coil
- uu
- Spannungtension
- u_anpu_anp
- angepaßte Spannungadapted voltage
- u_batU_bat
- BordnetzspannungBoard supply voltage
- u_istu_ist
- Istwert der Spulenspannungactual value the coil voltage
- u_regelu_regel
- Regelspannungcontrol voltage
- u_theou_theo
- theoretisch ermittelte Spannungtheoretically determined tension
- tt
- ZeitTime
- TT
- Temperatur eines Getriebeölstemperature a transmission oil
- T_spT_sp
- SpuleninnentemperaturCoils inside temperature
- T_sp_0T_sp_0
- Bezugstemperaturreference temperature
- αα
- Temperaturkoeffizienttemperature coefficient
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