DE102010028930A1 - Method for determining temperature of electrical component of hydraulic unit for motor vehicle, involves taking into account higher ambient temperature and temperature-dependent inductive resistance in temperature model - Google Patents

Method for determining temperature of electrical component of hydraulic unit for motor vehicle, involves taking into account higher ambient temperature and temperature-dependent inductive resistance in temperature model Download PDF

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Abstract

The method involves taking into account higher ambient temperature, temperature-dependent inductive resistance and a parameter corresponding to the electrical energy input in the valve coil in the temperature model. The temperature model simulates the thermal capacity of the valve coil and its thermal resistance for the hydraulic unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines elektrischen Bauelementes einer Hydraulikeinheit für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Ventilspule eines Magnetventils mit mehreren Komponenten, bei dem mittels eines Temperaturmodells die Temperatur der Ventilspule berechnet wird.The invention relates to a method for determining the temperature of an electrical component of a hydraulic unit for a motor vehicle, in particular a valve coil of a solenoid valve having a plurality of components, wherein the temperature of the valve coil is calculated by means of a temperature model.

Ventilspulen werden im Rahmen einer Hydraulikeinheit zur Ansteuerung von hydraulischen Regelventilen in Fahrdynamikregelungssystemen (wie ABS- oder ESC-Anlagen) eingesetzt. Zunehmend findet eine fortlaufende Miniaturisierung solcher Systeme statt, welches zu kleinerem Bauraum und gleichzeitig auch zu einer großeren Leistungsdichte in den Ventilspulen fuhrt. Ferner werden systemseitig längere Aktivierungszeiten der Ventilspulen, wie bspw. fur eine Funktion „aktives Fahrzeughalten” (active vehicle hold) gefordert, wodurch das Erreichen einer kritischen Ventilspulentemperatur mit der Folge einer Spulenschadigung oder schlimmstenfalls einer Spulenzerstorung nicht auszuschließen ist.Valve coils are used as part of a hydraulic unit to control hydraulic control valves in vehicle dynamics control systems (such as ABS or ESC systems). Increasingly, a continuous miniaturization of such systems takes place, which leads to smaller space and at the same time to a greater power density in the valve spools. Furthermore, the system requires longer activation times of the valve coils, such as for an "active vehicle hold" function, whereby the achievement of a critical valve coil temperature with the consequence of a coil damage or, in the worst case, a coil destruction can not be ruled out.

Solche Schaden können im Fahrzeug nicht detektiert werden und sind daher auch nicht als Fehler oder Defekt so lange erkennbar, bis bspw. in einem nächsten Aktivierungs- oder Regelzyklus der Ventilspule eine Leistung angefordert wird, die dann aber nicht zur Verfügung steht, so dass im Falle bspw. eines ESP-Eingriffes das Fahrzeug nicht stabilisierbar ist.Such damage can not be detected in the vehicle and are therefore not recognizable as a defect or defect until, for example, a power is requested in a next activation or control cycle of the valve spool, which is then not available, so that in the case For example, an ESP intervention the vehicle is not stabilized.

Aus der gattungsbildenden DE 198 59 281 A1 ist eine auf der Basis eines Temperaturmodells arbeitende Temperaturüberwachungsschaltung fur eine Ventilspule mit pulsweitenmodulierten, geregelten Spulenstrom bekannt. Hierzu wird das Tastverhältnis der Ventilansteuerung erfasst und aus der Versorgungsspannung und dem Tastverhaltnis sowie dem Ventilstrom der Ventilwiderstand ermittelt. Aus der Temperaturabhängigkeit des Spulenmaterials wird die Spulentemperatur berechnet und dem Temperaturmodell zugeführt, das eine Kompensation der Temperaturabhangigkeit des Spulenwiderstands vornimmt und damit eine Temperaturüberwachung ermöglicht.From the generic DE 198 59 281 A1 For example, a temperature control circuit based on a temperature model is known for a valve coil with pulse width modulated, regulated coil current. For this purpose, the duty cycle of the valve control is detected and determined from the supply voltage and the Tastverhaltnis and the valve current of the valve resistance. From the temperature dependence of the coil material, the coil temperature is calculated and supplied to the temperature model, which makes a compensation of the temperature dependence of the coil resistance and thus allows temperature monitoring.

Auch aus der DE 10 2008 040 968 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Temperatur einer Spule eines Magnetventils auf der Basis eines Temperaturmodells bekannt. Zur Verbesserung der Genauigkeit des Temperaturmodells wird die Temperatur der Spule zu bestimmten Zeitpunkten direkt oder indirekt ermittelt, um damit den von dem Temperaturmodell erzeugten Wert zu korrigieren. Diese Korrektur berücksichtigt wenigstens einen Parameter, der eine Funktion eines Temperaturhubs, namlich der Differenz zwischen dem modellbasiert geschätzten Temperaturwert und einer Umgebungstemperatur ist. Die Temperatur der Spule wird indirekt über deren Widerstand, bspw. über deren Spannungsabfall und dem bekannten Temperaturkoeffizienten des Spulenmaterials ermittelt.Also from the DE 10 2008 040 968 A1 For example, a method for determining the temperature of a coil of a solenoid valve on the basis of a temperature model is known. To improve the accuracy of the temperature model, the temperature of the coil is determined at certain times directly or indirectly, in order to correct the value generated by the temperature model. This correction takes into account at least one parameter that is a function of a temperature swing, namely the difference between the model-based estimated temperature value and an ambient temperature. The temperature of the coil is determined indirectly via its resistance, for example via its voltage drop and the known temperature coefficient of the coil material.

Schließlich ist aus der DE 2006 027 174 A1 ein Temperaturmodell für einen Elektromotor bekannt, das als erste Eingangsgroße die Motorverlustleistung, die aus dem Quadrat des durchschnittlichen Motorstroms, multipliziert mit dem Motorwicklungswiderstand ermittelt wird und als zweite Eingangsgröße die Umgebungstemperatur verwendet. Hieraus werden mittels des Temperaturmodells die Temperatur der Motorwicklung und die Temperatur des Motorgehäuses bestimmt. Dieses bekannte Temperaturmodell berucksichtigt die thermische Kapazität der Motorwicklungen, die thermische Kapazität des Motorgehäuses, den thermischen Widerstand der Motorwicklung zum Motorgehäuse und den thermischen Widerstand des Motorgehauses zur Umgebung. Die berechneten Temperaturwerte der Motorwicklung und des Motorgehauses werden vor dem Ausschalten des Elektromotors in einem Permanentspeicher gespeichert.Finally, out of the DE 2006 027 174 A1 a temperature model for an electric motor is known, which uses as first input the engine power loss, which is determined from the square of the average motor current multiplied by the motor winding resistance and as a second input the ambient temperature. From this, the temperature of the motor winding and the temperature of the motor housing are determined by means of the temperature model. This known temperature model takes into account the thermal capacity of the motor windings, the thermal capacity of the motor housing, the thermal resistance of the motor winding to the motor housing and the thermal resistance of the motor housing to the environment. The calculated temperature values of the motor winding and the motor housing are stored in a non-volatile memory before switching off the electric motor.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Temperaturmodell zur Bestimmung der Temperatur eines elektrischen Bauelementes einer Hydraulikeinheit fur ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Ventilspule eines Magnetventils mit mehreren Komponenten anzugeben, welches die höchstmöglichste Systemverfügbarkeit sicherstellt und damit zu einem wirksamen Schutz der Ventilspule vor Selbstzerstörung führt.The object of the invention is to specify an improved temperature model for determining the temperature of an electrical component of a hydraulic unit for a motor vehicle, in particular a valve coil of a solenoid valve with a plurality of components, which ensures the highest possible system availability and thus leads to effective protection of the valve spool from self-destruction.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren den mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Hiernach zeichnet sich das erfindungsgemaße Verfahren dadurch aus, dass

  • – in das Temperaturmodell wenigstens die Größen Umgebungstemperatur, temperaturabhängiger Spulenwiderstand und eine dem elektrischen Energieeintrag in die Ventilspule entsprechenden Größe eingehen,
  • – das Temperaturmodell die thermische Kapazitat der Ventilspule und deren thermischen Widerstand zur Hydraulikeinheit nachbildet,
  • – das Temperaturmodell die thermische Käpazität wenigstens einer Komponente und deren thermischen Widerstand zur Hydraulikeinheit nachbildet, und
  • – das Temperaturmodell den thermischen Widerstand von der Ventilspule zu der wenigstens einen Komponente nachbildet.
Hereinafter, the inventive method is characterized by the fact that
  • In the temperature model, at least the variables ambient temperature, temperature-dependent coil resistance and a quantity corresponding to the electrical energy input into the valve coil,
  • The temperature model simulates the thermal capacity of the valve coil and its thermal resistance to the hydraulic unit,
  • - The temperature model simulates the thermal capacity of at least one component and their thermal resistance to the hydraulic unit, and
  • - The temperature model simulates the thermal resistance of the valve coil to the at least one component.

Mit diesem Verfahren kann die Genauigkeit der geschätzten Temperatur der Ventilspule den Erfordernissen angepasst werden. Denn jede Komponente einer Ventilspule kann für sich mit diesem erfindungsgemaßen Modell modelliert werden, so dass durch Erfassung und Modellierung von moglichst vielen Komponenten der Ventilspule auch der Schätzwert der Temperatur genauer wird.With this method, the accuracy of the estimated temperature of the valve spool can be adapted to the requirements. Because each component of a valve coil can be modeled for this model according to the invention, so that by estimating and modeling as many components of the valve coil and the estimated value of the temperature is more accurate.

So kann bspw. als Komponente einer Ventilspule der Ventilstößel, der Anker, das Ventilgehäuse und dgl. aufgefasst werden.Thus, for example, as a component of a valve spool, the valve tappet, the armature, the valve housing and the like. Be understood.

Mit Kenntnis der Spulentemperatur lasst sich einfach der aktuelle Spulenwiderstand ermitteln, so dass damit über das Tastverhältnis der PWM der aktuelle Strom plausibilisiert werden kann, wodurch eine zweite Strommessung eingespart werden kann.With knowledge of the coil temperature, it is easy to determine the current coil resistance, so that the current can be made plausible via the pulse duty factor of the PWM, as a result of which a second current measurement can be saved.

Ferner kann mit Kenntnis der erfindungsgemaß berechneten aktuellen Temperatur die verbleibende Zeitdauer bestimmt werden, bis zu der die Temperatur der Ventilspule einen kritischen Wert erreicht, um dazu eine passende Aktivierungs-Deaktivierungs- oder Warnstrategie einzuleiten. Dies kann bspw. auch in einer Warnung des Fahrers bestehen.Furthermore, with knowledge of the current temperature calculated according to the invention, the remaining time until which the temperature of the valve coil reaches a critical value can be determined in order to initiate a suitable activation deactivation or warning strategy. This may for example. In a warning of the driver exist.

Ferner ist es mittels des erfindungsgemäßen Temperaturmodells weiterhin möglich, die Miniaturisierung von Ventilspulen einer Hydraulikeinheit weiterzufuhren.Furthermore, it is further possible by means of the temperature model according to the invention to continue the miniaturization of valve coils of a hydraulic unit.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefugten Figuren. Es zeigen:Further preferred embodiments will become apparent from the subclaims and the following description of an embodiment with reference to the accompanying figures. Show it:

1 ein Blockdiagramm zur Erlauterung des erfindungsgemaßen Temperaturmodells, 1 a block diagram for explaining the temperature model according to the invention,

2 ein Blockschaltbild mit Funktionsblöcken als Ausführungsbeispiel den Temperaturmodells gemäß 1, und 2 a block diagram with function blocks as an embodiment of the temperature model according to 1 , and

3 ein Ersatzschaltbild des Blockschaltbildes gemäß 2. 3 an equivalent circuit diagram of the block diagram according to 2 ,

Das Blockschaltbild nach 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Temperaturmodell einer Hydraulikanlage HCU, die wenigstens ein Magnetventil mit einer Ventilspule Sp und weiteren Komponenten K1, K2 und K3 umfasst. Die Komponenten K1 bis K3 stellen bspw. das Ventilstößel, das Magnetjoch und das Ventilgehäuse des Magnetventils dar.The block diagram after 1 shows a schematic representation of a temperature model of a hydraulic system HCU, which comprises at least one solenoid valve with a valve spool Sp and other components K1, K2 and K3. The components K1 to K3 represent, for example, the valve tappet, the magnetic yoke and the valve housing of the solenoid valve.

Mit der Bestromung dieser Ventilspule Sp mit einem Strom I wird aufgrund des ohmschen Widerstandes eine Wärmeleistung Psp erzeugt, die die Ventilspule Sp in Abhängigkeit der aus der Spule Sp abfließenden Wärmeleistung und ihrer Warmekapazität Csp auf eine Spulentemperatur Tsp erwärmt, die sich nach folgender Formel berechnet:

Figure 00060001
With the energization of this valve coil Sp with a current I, a heat output P sp is generated due to the ohmic resistance, which heats the valve spool Sp as a function of the effluent from the coil Sp heat output and their heat capacity C sp to a coil temperature T sp , which follows Formula calculated:
Figure 00060001

Die Ventilspule Sp steht in Kontakt und somit in Wärmeaustausch mit den Komponenten K1, K2 und K3 des Magnetventils und der Umgebung, die hier von der Hydraulikeinheit HCU gebildet wird und einen Temperatursensor aufweist, der die Umgebungstemperatur Tamb für das Temperaturmodell liefert. Der Warmeaustausch erfolgt über Warmewiderstände Rsp,HCU, Rsp,K1, Rsp,K2, Rsp,K3, die den Wärmewiderstand zwischen der Spule und der Hydraulikeinheit, der Komponente K1, der Komponente K2 bzw. der Komponente K3 darstellen.The valve coil Sp is in contact and thus in heat exchange with the components K1, K2 and K3 of the solenoid valve and the environment, which is formed here by the hydraulic unit HCU and has a temperature sensor that provides the ambient temperature T amb for the temperature model. The heat exchange takes place via heat resistances Rsp , HCU , Rsp , K1 , Rsp , K2 , Rsp, K3 , which represent the thermal resistance between the coil and the hydraulic unit, the component K1, the component K2 or the component K3.

Durch den Wärmekontakt der Ventilspule Sp mit diesen Komponenten K1 bis K3 erwarmen sich diese auf die Temperatur TK1, TK2 und TK3, wobei die jeweilige Temperatur von der aus der Spule Sp zufließenden Wärmeleistung, der in die Hydraulikeinheit HCU abfließenden Wärmeleistung und der Wärmekapazität Ck1, Ck2 bzw. Ck3 abhängt.Due to the thermal contact of the valve coil Sp with these components K1 to K3, these heat up to the temperature T K1 , T K2 and T K3 , the respective temperature of the flowing from the coil Sp heat output, the effluent in the hydraulic unit HCU heat output and the heat capacity C k1 , C k2 and C k3 , respectively.

In 1 sind die Wärmeströme sowohl zwischen der Ventilspule Sp und der Umgebung HCU bzw. den Komponenten K1 bis K3 als auch zwischen den Komponenten K1 bis K3 und der Umgebung HCU durch Pfeile dargestellt. In 1 the heat flows are shown by arrows both between the valve coil Sp and the environment HCU or the components K1 to K3 and between the components K1 to K3 and the environment HCU.

2 zeigt das mit Funktionsblöcken realisierte Temperaturmodell nach 1 zur Berechnung der Spulentemperatur Tsp. Hierzu werden Summierglieder S1 bis S7 bzw. S10 bis S13 zur Bildung von Temperaturdifferenzen verwendet, deren Werte mittels Verstärkern V1 bis V7 bzw. V10 bis V13 mit Widerstandswerten bzw. Kapazitätswerten multipliziert werden. Zur Integration werden Integrierglieder I1 bis I4 eingesetzt. 2 shows the temperature model realized with function blocks 1 to calculate the coil temperature T sp . For this purpose, summing elements S1 to S7 or S10 to S13 are used to form temperature differences whose values are multiplied by means of amplifiers V1 to V7 or V10 to V13 with resistance values or capacitance values. For integration integrators I1 to I4 are used.

Das Blockschaltbild nach 2 weist einen Eingang 1 und einen Eingang 2 auf, denen der effektive Spulenstrom Ieff,sp bzw. die Umgebungstemperatur Tamb zugeführt werden.The block diagram after 2 has an input 1 and an input 2 to which the effective coil current I eff, sp and the ambient temperature T amb are supplied.

Die in der Spule Sp erzeugte Wärmeleistung P1n ergibt sich gemäß I 2 / eff·Rsp mit dem effektiven Spulenstrom I 2 / eff und dem temperaturabhängigen Spulenwiderstand Rsp, der sich gemäß folgender Formel berechnet: Rsp = R20°C·(1 + TKR,CU·(Tsp – 20°C)), (2) mit R20°C als Widerstandswert bei 20°C der Spulenwicklung und TKR,CU als Temperaturkoeffizient des spez. elektrischen Widerstandes von Kupfer.The heat output P 1n generated in the coil Sp results according to I 2 / eff · R sp with the effective coil current I 2 / eff and the temperature-dependent coil resistance R sp , which is calculated according to the following formula: R sp = R 20 ° C * (1 + TK R, CU * (T sp -20 ° C)), (2) with R 20 ° C as resistance value at 20 ° C of the coil winding and TK R, CU as temperature coefficient of the spec. electrical resistance of copper.

Gemaß 2 wird der Spulenstrom Ieff,sp mittels eines Quadrierers Q quadriert und zur Multiplikation mit dem mittels eines Funktionsblockes R gemäß obiger Formel berechneten Spulenwiderstand Rsp einem Multiplizierer M zugeführt, um den elektrischen Energieeintrag Pin in die Ventilspule Sp zu berechnen.According to 2 the coil current I eff, sp is squared by means of a squarer Q and supplied to a multiplier M for multiplication with the coil resistance R sp calculated by means of a function block R according to the above formula in order to calculate the electrical energy input P in into the valve coil Sp.

Die fur die Spulentemperatur Tsp relevante Wärmeleistung Psp ergibt sich als Differenz aus dem elektrischen Energieeintrag Pin und der Summe der in die Hydraulik HCU und die Komponenten abfließenden Warmeleistungen: Psp = Pin – (Tsp – Tamb)/Rsp,HCU + (Tsp –TK1)/Rsp,K1 + (Tsp – TK2)/Rsp,K2 + (Tsp – TK3)/Rsp,K3)) (3) The for the coil temperature T sp relevant heat output P sp is the difference from the electric energy input P in and the sum of the effluent in the hydraulic HCU and the components heat benefits: P sp = P in - (T sp - T amb) / R sp, HCU + (T sp T K1) / R sp, K1 + (T sp - T K2) / R sp, + K2 (T sp - T K3 ) / Rsp, K3 )) (3)

Der Term (Tsp – Tamb)/Rsp,HCU ist die aus der Spule Sp in die Hydraulikeinheit HCU fließende Warmeleistung und wird mittels des Summiergliedes S1 und dem Verstarker V1 berechnet.The term ( Sp - Tamb ) / Rsp , HCU is the thermal power flowing from the coil Sp into the hydraulic unit HCU and is calculated by means of the summing element S1 and the amplifier V1.

Der Term (Tsp –TK1)/Rsp,K1, (Tsp – TK2)/Rsp,K2 bzw. (Tsp – TK3)/Rsp,K3)) ist die aus der Spule Sp in die Komponente K1, K2 bzw. K3 abfließende Wärmeleistung, die gemaß 2 mittels des Summiergliedes S2, S4 bzw. S6 und des nachgeschalteten Verstärkers V2, V4 bzw. V6 berechnet wird.The term (T sp -T K1 ) / R sp, K1 , (T Sp - T K2 ) / R sp, K2 or (T sp - T K3 ) / R sp, K3 )) is that from the coil Sp in the component K1, K2 or K3 effluent heat output, the gemaß 2 is calculated by means of the summing S2, S4 and S6 and the downstream amplifier V2, V4 and V6.

Diese berechneten Werte werden gemäß 2 dem Summierglied S10 zur Berechnung der Differenz zugeführt, die mittels des nachgeschalteten Verstärkers V10 mit dem Kehrwert der Spulenkapazität Csp multipliziert und anschließend zur Berechnung der Spulentemperatur Tsp gemaß Formel (1) dem Integrierglied I1 zugeführt wird.These calculated values are calculated according to 2 is supplied to the summer S10 for calculating the difference, which multiplied by the downstream amplifier V10 with the reciprocal of the coil capacity C sp and then for the calculation of the coil temperature T sp according to formula (1) is supplied to the integrator I1.

Die Temperaturen TK1, TK2 und TK3 werden gemäß folgenden Formeln berechnet:

Figure 00080001
The temperatures T K1 , T K2 and T K3 are calculated according to the following formulas:
Figure 00080001

Damit ergibt sich die Temperatur TK1, TK2 bzw. TK3 aus der Integration der Differenz aus der aus der Spule Sp in die Komponente K1, K2, bzw. K3 fließenden Wärmeleistung (Tsp – TK1)/Rsp,K1, (Tsp – TK2)/Rsp,K2 bzw. (Tsp – TK3)/Rsp,K3)) und der aus der Komponente K1, K2 bzw. K3 in die Umgebung bzw. der Hydraulikeinheit HCU fließende mittels des Summiergliedes S3, S5 bzw. S7 und dem nachgeschalteten Verstärker V3, V5 bzw. V7 berechneten Wärmeleistung (TK1 – Tamb)/RK1,HCU, (TK2 – Tamb)/RK2,HCU bzw. (TK3 – Tamb)/RK3,HCU, dividiert durch die Wärmekapazitat CK1, CK2 bzw. CK3 der Komponente K1, K2 bzw. K3.Thus, the temperature T K1 , T K2 or T K3 results from the integration of the difference between the heat output flowing from the coil Sp into the components K1, K2, or K3 ( Tsp -T K1 ) / R sp, K1 , (T sp - T K2 ) / R sp, K2 or (T sp - T K3 ) / R sp, K3 )) and flowing from the component K1, K2 and K3 in the environment or the hydraulic unit HCU by means of Summiergliedes S3, S5 or S7 and the downstream amplifier V3, V5 or V7 calculated thermal output (T K1 - T amb ) / R K1, HCU , (T K2 - T amb ) / R K2, HCU or (T K3 - T amb ) / R K3, HCU , divided by the heat capacity C K1 , C K2 or C K3 of the component K1, K2 or K3.

Gemäß 2 wird die Differenz, die nachfolgende Multiplikation mittels des Kehrwertes der Warmekapazitaten CK1, CK2 bzw. CK3 der Komponente K1, K2 bzw. K3 und die Integration mittels eines Summiergliedes S11, S12 bzw. S13, einem Verstärkerelement V11, V12 bzw. V13 und einem Integierglied I2, I3 bzw. I4 berechnet.According to 2 is the difference, the subsequent multiplication by means of the reciprocal of the heat capacitances C K1 , C K2 and C K3 of the component K1, K2 and K3 and the integration means of a summer S11, S12 and S13, an amplifier element V11, V12 and V13 and an integrator I2, I3 and I4, respectively.

3 zeigt ein Ersatzschaltbild des Temperaturmodells, bei dem die Wärmewiderstande in Leitwerte anstelle von Widerstanden umgerechnet sind. 3 shows an equivalent circuit diagram of the temperature model, in which the thermal resistances are converted into conductances instead of resistors.

Hieraus ist zu erkennen, dass die Wärmekapazität der Ventilspule Sp mit dem Wärmewiderstand zur Umgebung, HCU und die Warmekapazitäten der Komponenten K1 bis K3 mit deren Wärmewiderstanden zur Umgebung HCU jeweils als Reihenschaltung einer Kapazität Csp, CK1, CK2 bzw. CK3 und einem Widerstand mit dem Leitwert Gsp,HCU, GK1,HCU, GK2,HCU bzw. GK3,HCU parallel geschaltet sind und von einer Spannungsquelle UHCU versorgt wird, die die Warmequelle mit der Temperatur THCU der Umgebung, hier der Hydraulikeinheit HCU darstellt. Ferner wird die von dem Spulenstrom Iin erzeugte Wärme durch eine dem Kondensator Csp parallelgeschaltete, einen Strom Iin liefernde Stromquelle dargestellt, um den Energieeintrag Pin zu modellieren.It can be seen that the heat capacity of the valve coil Sp with the thermal resistance to the environment, HCU and the heat capacities of the components K1 to K3 with their thermal resistance to the environment HCU respectively as a series connection of a capacitance C sp , C K1 , C K2 and C K3 and a resistor with the conductance G sp, HCU , G K1, HCU , G K2, HCU or G K3, HCU are connected in parallel and is supplied by a voltage source U HCU , the heat source with the temperature T HCU the environment, here the Hydraulic unit HCU represents. Further, the parallel-connected coils of the current I in the heat generated by the capacitor C sp, a current I shown in supplying power source to model the energy input P in.

Die Wärmewiderstände zwischen der Ventilspule Sp und den Komponenten K1 bis K3 werden durch Widerstände mit den Leitwerte Gsp,K1, Gsp,K2 und Gsp,K3 dargestellt, die jeweils zwischen den parallelen Schaltungszweigen geschaltet sind.The thermal resistances between the valve coil Sp and the components K1 to K3 are represented by resistors with the conductances G sp, K1 , G sp, K2 and G sp, K3 , which are each connected between the parallel circuit branches.

Die Spannungen Usp, UK1, UK2 und UK3 an den Kondensatoren Csp, CK1, CK2 und CK3 entsprechen den Temperaturen Tsp, TK1, TK2 und TK3, also der Spulentemperatur sowie den Temperaturen der Komponenten K1 bis K3.The voltages U sp , U K1 , U K2 and U K3 at the capacitors C sp , C K1 , C K2 and C K3 correspond to the temperatures T sp , T K1 , T K2 and T K3 , ie the coil temperature and the temperatures of the components K1 to K3.

Die Leitwerte der Widerstände werden in mW/K, die Kapazitaten in mJ/K angegeben und aus Messdaten ermittelt und für die praktische Anwendung in einem Kraftfahrzeug als konstant angenommen. Das Temperaturmodell wird in einem Steuergerät, bspw. Hydrauliksteuergerät des Bremssystems eines Kraftfahrzeugs implementiert.The resistances of the resistors are given in mW / K, the capacitances in mJ / K and determined from measurement data and assumed to be constant for practical application in a motor vehicle. The temperature model is implemented in a control unit, for example. Hydraulic control unit of the brake system of a motor vehicle.

Die im Betrieb bestimmten aktuellen Temperaturwerte werden bei Abschalten des Fahrzeugs in einem nichtfluchtigen Speicher abgelegt. Beim Inbetriebnehmen des Fahrzeugs werden diese gespeicherten Werte ausgelesen und mit der Kenntnis der Ausschaltdauer wird das Temperaturmodell initialisiert, das vorzugsweise über ein transformiertes entkoppeltes Matrizensystem erfolgt.The actual temperature values determined during operation are stored in a non-volatile memory when the vehicle is switched off. When commissioning the vehicle, these stored values are read out and with the knowledge of the switch-off duration, the temperature model is initialized, which preferably takes place via a transformed decoupled matrix system.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19859281 A1 [0004] DE 19859281 A1 [0004]
  • DE 102008040968 A1 [0005] DE 102008040968 A1 [0005]
  • DE 2006027174 A1 [0006] DE 2006027174 A1 [0006]

Claims (5)

Verfahren zur Bestimmung der Temperatur (Tsp) eines elektrischen Bauelementes (Sp) einer Hydraulikeinheit (HCU) fur ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Ventilspule eines Magnetventils mit mehreren Komponenten (K1, K2, K3), bei dem mittels eines Temperaturmodells die Temperatur (Tsp) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – in das Temperaturmodell wenigstens die Großen Umgebungstemperatur (Tamb, THUC), temperaturabhängiger Spulenwiderstand (Rsp) und eine dem elektrischen Energieeintrag in die Ventilspule (Sp) entsprechenden Große (I2) eingehen, – das Temperaturmodell die thermische Kapazität (CSp) der Ventilspule (Sp) und deren thermischen Widerstand (RSp,HCU) zur Hydraulikeinheit (HCU) nachbildet, – das Temperaturmodell die thermische Kapazitat (CK1, CK2, CK3) wenigstens einer Komponente (K1, K2, K3) und deren thermischen Widerstand (RK1,HCU, RK2,HCU, RK3,HCU) zur Hydraulikeinheit (HCU) nachbildet, und – das Temperaturmodell den thermischen Widerstand (RSp,K1, RSp,K2, RSp,K3) von der Ventilspule (Sp) zu der wenigstens einen Komponente (K1, K2, K3) nachbildet.Method for determining the temperature (T sp ) of an electrical component (Sp) of a hydraulic unit (HCU) for a motor vehicle, in particular a valve coil of a solenoid valve having a plurality of components (K1, K2, K3), wherein the temperature (T sp ), characterized in that - in the temperature model at least the large ambient temperature (T amb , T HUC ), temperature-dependent coil resistance (R sp ) and a the electrical energy input into the valve coil (Sp) corresponding Great (I 2 ), - the temperature model simulates the thermal capacity (C Sp ) of the valve coil (Sp) and its thermal resistance (R Sp, HCU ) to the hydraulic unit (HCU), - the temperature model the thermal capacity (C K1 , C K2 , C K3 ) of at least one component (K1, K2, K3) and their thermal resistance (R K1, HCU , R K2, HCU , R K3, HCU ) to the hydraulic unit (HCU) simulates, and - the temperature model thermisc hen resistance (R Sp, K1 , R Sp, K2 , R Sp, K3 ) from the valve spool (Sp) to the at least one component (K1, K2, K3) simulates. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermischen Widerstand (RSp,HCU, RK1,HCU, RK2,HCU, RK3,HCU) der Ventilspule (Sp) zur Hydraulikeinheit (HCU) bzw. der einen Komponente (K1, K2, K3) zur Hydraulikeinheit (HCU) aus Messdaten ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that the thermal resistance (R Sp, HCU , R K1, HCU , R K2, HCU , R K3, HCU ) of the valve spool (Sp) to the hydraulic unit (HCU) or the one component (K1 , K2, K3) to the hydraulic unit (HCU) is determined from measured data. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Widerstand (RSp,K1, RSp,K2, RSp,K3) der Ventilspule (Sp) zu der einen Komponente (K1, K2, K3) aus Messdaten ermittelt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the thermal resistance (R Sp, K1 , R Sp, K2 , R Sp, K3 ) of the valve coil (Sp) to the one component (K1, K2, K3) is determined from measured data , Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Kapazität (CSp) der Ventilspule (Sp) und die thermische Kapazität (CK1, CK2, CK3) der einen Komponente (K1, K2, K3) aus Messdaten ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal capacity (C Sp ) of the valve coil (Sp) and the thermal capacity (C K1 , C K2 , C K3 ) of the one component (K1, K2, K3) determined from measured data becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungstemperatur (Tamb, THCU) mittels eines Temperatursensors der Hydraulikeinheit (HCU) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ambient temperature (T amb , T HCU ) by means of a temperature sensor of the hydraulic unit (HCU) is determined.
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