CN116447375A - 运行具有多个线圈的行驶动力学系统的磁阀装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于运行用于行驶动力学系统的磁阀装置的方法，磁阀装置具有多个线圈，其中线圈彼此并联并且与共同的测量分流器串联，其中借助于PWM规范将在每个线圈中流动的实际电流调节到目标电流，并且其中使用针对每个单独线圈的电阻模型以用于调节实际电流，其中执行以下步骤以创建电阻模型：a)规定应在哪个线圈中测量实际电流，b)将所有其他线圈切换到续流中，c)基于测量在所有线圈的共同的测量分流器处的电学变量来确定实际电流，d)基于所测量的实际电流计算电阻模型，和e)使用另一线圈重复执行步骤a)到d)以确定另一线圈中的实际电流。

Description

运行具有多个线圈的行驶动力学系统的磁阀装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行具有多个并联线圈的用于行驶动力学系统的磁阀装置的方法。此外，提出一种控制设备、一种计算机程序、一种机器可读存储介质、一种用于车辆的磁阀装置以及一种具有这种磁阀装置的车辆。本发明尤其可以用于行驶动力学系统。

背景技术

磁阀是由于电磁电感而由具有可通电的线圈的磁体组件致动的阀。

这种磁阀在具有例如ABS和/或ESP功能的液压制动系统中使用，并且用于控制液压液体的进入或离开和/或控制以及调节其流动方向。在此，可以调节或控制用于激励磁阀的电流。典型地，磁阀的线圈分别经由单独的通道与电流调节器相互并联地连接。在此，流入每个线圈中的电流(称为实际电流)可以经由PWM规范(PWM：脉冲宽度调制)的可调接的占空比单独调节到预设的电流(称为目标电流)。为此，测量每个线圈的实际电流并根据PWM规范在调节占空比。

发明内容

基于上述，在此描述一种方法，借助该方法可以获得运行这种磁阀所需的参数。

为此提出一种用于运行具有多个线圈的用于行驶动力学系统的磁阀装置的方法，其中线圈彼此并联并且与共同的电流测量装置(下文也称为测量分流器)串联，其中借助于PWM规范将在每个线圈中流动的实际电流调节到目标电流，并且其中使用针对每个单独线圈的电阻模型以用于调节实际电流，其中执行以下步骤以创建电阻模型：

a)规定应在哪个线圈中测量实际电流，

b)将所有其他线圈切换到续流中，

c)基于测量在所有线圈的共同的测量分流器处的电学变量，确定实际电流，

d)基于所测量的实际电流计算电阻模型，和

e)使用另一线圈重复执行步骤a)到d)，以确定另一线圈中的实际电流。

在此描述的方法的特征尤其在于，使用刚好一个测量分流器，以测量经过所有线圈的实际电流。此外，从中例如借助于供电电压可以确定线圈的欧姆电阻。

使用唯一的测量分流器尤其追求降低用于生成电阻模型的设计和设备耗费的目标。代替为每个线圈使用线圈自身单独的测量分流器来测量在线圈中流动的实际电流，从中产生大量的硬件耗费和与之相关的成本，在此提出将共同的测量分流器用于所有线圈，并且依次地为每个线圈执行实际电流测量。

测量分流器能够确定流过测量分流器的实际电流。因为在步骤c)中进行测量时仅将要检查的线圈与测量分流器串联，所以可以借助测量分流器确定经过该线圈的电流。

还应考虑的是脉冲宽度调制的要设置的占空比，例如由软件预设。当然，如果线圈经由PWM规范的控制完全以软件实现，则非常耗费的是实时确定关于实际电流的信息，使得该信息可以在软件中评估并用于PWM规范。

借助所描述的方法，代替借助于耗费的直接测量，每个线圈的实时的实际电流基本上借助于电阻模型间接估计，其中电阻模型又通过各个线圈电流的偶尔测量来适配。

此外，借助所描述的方法，仅使用一个共同的测量分流器来测量每个线圈的实际电流，而在现有技术中需要与相应的线圈相关联的多个单独的测量分流器。借助共同的测量分流器，可以在线圈通电时成本高效地且实际地执行对每个线圈的电流测量。

所描述的方法特别适用于控制用于行驶运动学系统的磁阀装置。在此，磁阀装置用于控制液压制动系统中液压流体的穿流，以及用于控制该液压液体的流动。

这种磁阀装置可以包括多个线圈，通过加载合适的电流，这些线圈可以产生用于正常操作执行器所期望的磁力。在此，例如通过加载可调节的电流产生期望的磁力，以便以期望的速度将磁阀活塞移动直至期望的位置。由此可以控制液压流体的通流。通过电流调节器，通过调整PWM规范(PWM：脉冲宽度调制)的占空比的适配可以调节在线圈中流动的实际电流。

占空比描述对于周期性脉冲序列的脉冲持续时间与周期持续时间的比。占空比以数字维度的比例数描述，其取值范围为0到1或0％到100％。占空比应理解为实际得出的占空比。在此，可以基于电阻模型和响应于控制的目标电流来预设占空比。

电流调节器可以被设计为硬件电流调节器，例如呈电子电路的形式，或者被设计为软件电流调节器。在此，电流调节器可以被设置或设计为使得其通过适配脉冲宽度调制的占空比将实际电流值调节到电流目标值。

优选地，每个线圈具有与其相关联的开关，该开关例如作为低压侧开关连接到线圈下游。因此可以通过激活或去激活开关来为每个线圈增加或减少线圈电流。每个线圈优选地具有与其相关联的保护二极管，保护二极管与线圈并联。因此，尤其在去激活与线圈相关联的开关时可以避免过电压，而电流可以继续循环通过线圈。

每个线圈与其相关联的开关和与其相关联的保护二极管因此构成可以单独控制的通道。每个通道具有特定的电阻，该特定的电阻也可以称作为特定于通道的电阻。该电阻尤其通过线圈的欧姆电阻和电感电阻(即线圈的阻抗)来确定。

“线圈并联”在此尤其表示：线圈基本上与其相关联的电子器件以通道的形式分别连接到单独的电流调节器。因此，每个线圈可以通过电流调节器单独控制，其中借助于脉冲宽度调制实现相应的线圈的单独通电。

所有线圈的所有通道都经由共同的测量分流器，使得所有流入线圈中的电流也可以流经共同的测量分流器，进而可以基于测量共同的测量分流器处的电学变量来测量所有流入线圈中的电流。共同的测量分流器可以被设计为欧姆电阻。通过共同的测量分流器处的电压测量还可以计算电流。

为了借助于在共同的测量分流器处的电压测量，将所测量的电流与要测量的线圈相关联，首先根据步骤a)选择在哪个线圈中测量流动的实际电流。然后根据步骤b)将所有其他线圈切换到续流。这意味着相应的通道被切断，使得无需测量的通道被切换到续流中。在此，与要测量的线圈相关联的开关可以保持活跃或必须激活。所有其他开关都被去激活，由此(主动或被动地)以续流运行通道或线圈。因此，只有要测量的通道的电流流过共同的测量分流器或流过要检查的线圈。如果不能低于无需测量的通道的最小电流，则可以在测量之前增加线圈电流，使得在电流下降的情况下通过可能延迟的续流而在测量期间不低于最小电流。

根据步骤c)，基于测量在共同的测量分流器处的电学变量，确定实际电流。在此，电学变量特别是表示共同的测量分流器处的电压。可以测量占空比为100％时的电压降或占空比为恒定值时的平均电压。

将步骤c)中确定的实际电流引入到电阻模型中，因此可以基于引入的实际电流根据步骤d)适配电阻模型。特别地，可以调整电阻模型和实际的特定于通道的电阻之间的可能偏差。因此，可以借助于电阻模型更准确地估计每个线圈的实时的实际电流，该电阻模型基于偶尔的电流测量来适配。

根据步骤e)，在其他通道或线圈中流动的实际电流可以通过重复方法步骤a)至d)循环依次地来确定，并且可以基于所确定的实际电流来适配电阻模型。

所描述的方法例如可以以软件或硬件形式或者以软件和硬件的混合形式例如在控制设备中实施。

借助所描述的方法，可以基于电学特性的变化(例如共同的测量分流器处的电压降)来测量通过相应的线圈的电流。为了仅考虑经过要测量的线圈的电流，所有无需测量的线圈都可以短暂地切换到续流中。由此，基本上只有要测量的线圈的电流流过共同的测量分流器，使得测量结果可以专门与所属的线圈相关联。

借助所描述的方法，可以针对所有线圈借助于共同的测量分流器在控制之内或之外依次循环测量电流，而在现有技术中，每个线圈的电流只能借助于与线圈相关联的特定的测量分流器随时测量。相对于现有技术，在此描述的方法可以低成本且实际地执行。

此外，借助所描述的方法也可以通过在控制期间测量电流来求出特定于通道的电阻，这在现有技术中仅在控制之外或借助单独的电流测量装置才可行。

所测量的电流可以直接用于再调节和/或用于进一步计算，例如通道特定的电阻值。可以基于所测量的电流和供电电压计算通道特定的电阻。可以将计算出的通道特定的电阻输入到电阻模型中，由此可以计算和设定PWM规范的占空比。

优选地，在步骤c)中以如下方式测量实际电流：将PWM规范的占空比设置为100％，使得基于共同的测量分流器处的电压降来测量实际电流。在占空比为100％的情况下，基本上直流电流流入线圈中，使得通道阻抗的电感分量等于零，并且通道阻抗的欧姆部分结合共同的测量分流器处的电压降确定流入线圈中的实际电流。

优选地，在步骤c)中以如下方式测量实际电流：将PWM规范的占空比设置为恒定值，使得基于共同的测量分流器处的平均电压来测量实际电流。替代于100％的占空比，电流测量的占空比也可以设置于恒定值，使得通道阻抗的频率相关的电感分量不再为零，并且在共同的测量分流器处测量的电压是平均电压。流过线圈的电流可以在考虑占空比和测量的平均电压的情况下来确定。替代地，可以通过在电流上升期间在定义的时间点的单次电压测量在考虑电感的情况下来确定流过线圈的电流。

优选地，借助于采样保持电路检测电压，并且借助于软件形成平均电压。替代地，也可以例如借助低通电路形成平均电压，并且借助采样保持电路测量平均电压。

优选地，借助所描述的方法，在步骤c)之前，电流在测量开始之前已经起振。因此，可以缩短测量时间。

优选地，每个线圈与一个低压侧开关相关联，使得在步骤b)中，线圈通过去激活与其关联的低压侧开关而切换到续流。低压侧开关可以被设计为场效应晶体管，例如设计为MOSFET，并且欧姆负载和电感负载可以接地。

优选地，每个线圈都通过适配PWM规范的占空比来控制，基于流入线圈中的实际电流和从实际电流中求出的特定于线圈的电阻来确定占空比。在此可以基于所测量的实际电流和施加的供电电压来计算通道特定的电阻。该电阻然后例如可以用于电阻模型，该电阻模型用于计算针对占空比要设定的目标值。

优选地，控制设备被设计用于执行所描述的方法。控制设备可以理解为任何类型的电子装置，例如专用集成电路(ASIC)、计算机核心(CPU)或其他可以执行数据处理、控制器和/或调节器。

还优选的是，使用计算机程序来执行在此描述的方法。换言之，这尤其涉及包括指令的计算机程序(产品)，该指令在通过计算机执行程序时促使计算机执行在此描述的方法。

此外优选的是，使用机器可读的存储介质，在存储介质上存储在此提出的计算机程序。机器可读存储介质通常是计算机可读数据载体。

此外，提出一种具有至少两个并联线圈的磁阀装置，该磁阀装置根据所描述的方法运行。

此外，提出一种具有至少一个所描述的磁阀装置的车辆。

附图说明

下面根据附图更详细地解释这里提出的解决方案及其技术环境。需要指出的是，本发明不应受限于所示的实施例。特别地，除非另有明确说明，还可以提取附图中解释的事实的部分方面，并且将其与来自其他附图和/或本说明书的其他部分和/或认知相结合。示意性地：

图1示出所描述的用于运行用于行驶运动学系统的磁阀装置的方法，

图2示出具有多个线圈的已知的磁阀装置的等效电路，

图3示出用于以已知方式测量图2中所示的线圈的电流的等效电路，

图4示出用于以根据本发明的方式测量图2中所示的线圈的电流的等效电路图，和

图5示出在执行测量时用于以根据本发明的方式测量图2中所示的线圈的电流的等效电路图。

具体实施方式

为了概览所描述的方法的基本思想和优点，首先根据图1解释用于运行具有例如三个线圈13的磁阀装置12的示例性的方法。

此外，相对于现有技术中使用多个通道个体的测量分流器5，使用共同的测量分流器6的优点根据图2至图5示出。在此，已知的等效电路和已知的测量方法如图2和图3中所示，而根据本发明的等效电路和根据本发明的测量方法在图4和图5中示出。

图1示意性地且示例性地示出所描述的用于运行具有三个并联运行的线圈13的磁阀装置12的方法，这些线圈分别与共同的测量分流器6连接。

每个线圈13借助于具有一定占空比的PWM规范14控制，其中占空比基于电阻模型15和目标电流(即目标电流)设置。

为了由于可能与线圈13的实际电阻的可能的偏离对电阻模型15进行调整，在此，偶尔经由共同的测量分流器6测量每个线圈13的实际电流。在测量特定线圈13的实际电流时，可以将所有其他线圈13切换为续流。测量的实际电流被引入到电阻模型15中，因此电阻模型15可以基于引入的实际电流进行适配。

借助所描述的方法，在此基本上借助于电阻模型15代替耗费的直接测量来间接估计每个线圈13的实时实际电流，其中电阻模型15又在其精度方面通过偶尔测量线圈13的电流来适配。

借助所描述的方法，可以只经由共同的测量分流器6来进行所有线圈13的电流测量，这在下文在图4和图5中示出。与之相对，图3示出用于经由与线圈13相关联的通道个体的测量分流器5测量所有线圈13的电流的已知的方法。

图2示意性地示出具有多个线圈13的已知的磁阀装置12的等效电路。每个线圈13的阻抗通过欧姆电阻1和电感电阻2示出。欧姆电阻1和电感电阻2与低压侧开关4串联。低压侧开关4通常被设计为晶体管并且连接在负载下游、即线圈13的下游。通过激活或去激活低压侧开关4，线圈13通电或不通电。为了保护尤其在去激活低压侧开关4时引起的过压，保护二极管3与欧姆电阻1和电感电阻2并联。

串联的欧姆电阻1、电感电阻2和低压侧开关4以及与欧姆电阻1和电感电阻2并联的保护二极管3共同构成通道10，该通道与电流调节器(未示出)连接。为了控制通道10中的线圈13，电流调节器输出具有设定占空比的PWM规范14。

图2示出并联的两个通道10，在通道之间可以扩展多个通道(未示出)。图2至图5所示的两个通道10之间的省略点表示未示出的扩展的通道10。通道10可以结构相同地构成，但参数不同(例如不同的欧姆电阻和/或电感)。根据图2至图5的通道10中的线圈13分别可以经由PWM规范14来控制。

图3示出基于图2的用于以已知方式测量所有通道10中的电流的扩展。在图3中可识别出：通道单独的测量分流器5在每个通道10中连接在所属的低压侧开关4下游。基于在通道单独的测量分流器处的电压7可以测量在该通道中流动的电流。借助图3中所示的测量方法，对于多个线圈13需要多个通道单独的测量分流器5。

代替图3中所示的通道单独的测量分流器5，图4示出共同的测量分流器6，该测量分流器串联在所有通道10的低压侧开关4下游，使得在每个通道中流动的电流10也流经共同的测量分流器6。

为了仅测量在要测量的通道10中流动的实际电流9，可以暂时去激活所有无需测量的通道的低压侧开关4，如图5所示。即所有无需测量的线圈13可以暂时切换到续流中。由此，基本上只有要测量的实际电流9流过共同的测量分流器6，使得测量结果可以专门与所属的线圈13相关联。在此，可以基于共同的测量分流器处的电压8来测量要测量的实际电流9。在占空比为100％且没有续流电流11的情况下，可以基于欧姆电阻1和共同的测量分流器6处的电压降来测量要测量的实际电流9。在具有续流电流11的另一恒定占空比下，可以基于平均电压在共同的测量分流器6和电感电阻2处测量要测量的实际电流9。其他通道中的电流可以以相同的方式依次循环测量。

借助根据图4和图5所提出的方法，所有通道10的电流可以借助共同的测量分流器6低成本地、更确切地说在控制之内来测量，而借助图1和图2的已知的方法需要借助通道单独的测量分流器5高成本地测量所有通道10的电流。

Claims (13)

1.一种用于运行用于行驶动力学系统的磁阀装置(12)的方法，所述磁阀装置具有多个线圈(13)，其中所述线圈(13)彼此并联并且与共同的测量分流器(6)串联，其中借助于PWM规范(14)将在每个线圈(13)中流动的实际电流(9)调节到目标电流，并且其中使用针对每个单独的线圈(13)的电阻模型(15)以用于调节所述实际电流(9)，其中执行以下步骤以创建所述电阻模型(15)：

a)规定应在哪个线圈(13)中测量所述实际电流(9)，

b)将所有其他线圈(13)切换到续流中，

c)基于测量在所有线圈(13)的共同的测量分流器(6)处的电学变量，确定所述实际电流(9)，

d)基于所测量的实际电流(9)计算所述电阻模型(15)，和

e)使用另一线圈(13)重复执行步骤a)到d)，以确定所述另一线圈(13)中的实际电流(9)并且创建电阻模型(15)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤c)中以如下方式测量所述实际电流(9)：将所述PWM规范(14)的占空比设置为100％，使得基于电压降作为在所述共同的测量分流器(6)处的电学变量来测量所述实际电流(9)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤c)中以如下方式确定所述实际电流(9)：将所述PWM规范(14)的占空比设置为恒定值，使得基于所调节的平均电压作为在所述共同的测量分流器(6)处的电学变量来测量所述实际电流(9)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中借助于采样保持电路和随后形成平均值来检测所述平均电压。

5.根据权利要求3所述的方法，其中借助于低通电路来形成所述平均电压，并且借助于采样保持电路来检测所述平均电压。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中借助所述方法确定每个线圈(13)的欧姆电阻(1)，并且在步骤c)中在确定所述实际电流(9)时考虑所述欧姆电阻。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中每个线圈(13)与一个开关(4)相关联，使得在步骤b)中通过去激活与线圈相关联的开关(4)将所述线圈(13)切换到续流中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过适配所述PWM规范(14)的占空比来控制每个线圈(13)，基于在所述线圈(13)中流动的实际电流(9)和从所述实际电流(9)中求出的特定于线圈的电阻(1、2)来确定所述占空比。

9.一种控制设备，所述控制设备被设计用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序，所述计算机程序用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

11.一种机器可读存储介质，在所述机器可读存储介质上存储有根据权利要求10所述的计算机程序。

12.一种磁阀装置(12)，所述磁阀装置具有至少两个并联的线圈(13)，所述线圈根据权利要求1至8中任一项运行。

13.一种车辆，所述车辆具有至少一个根据权利要求12所述的磁阀装置(12)。