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Die Erfindung betrifft die Überwachung einer Spule. Insbesondere betrifft die Erfindung die Plausibilisierung eines durch die Spule fließenden Stroms.
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Zur Steuerung eines hydraulischen Systems, beispielsweise für ein Getriebe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, ist ein Proportionalventil vorgesehen, um einen Fluss eines hydraulischen Fluids proportional zu einer elektrischen Kenngröße zu steuern. Insbesondere kann ein durch das hydraulische Ventil ermöglichter Druck oder hydraulischer Fluss proportional zu einem durch das hydraulische Ventil fließenden elektrischen Strom sein. Dazu umfasst das Proportionalventil üblicherweise eine elektrische Spule, die bei Stromfluss ein Magnetfeld erzeugt, welches einen Anker, der auf ein Durchflusselement des Ventils wirkt, in eine Position bringt, die zum Stromfluss proportional ist. Derartige Proportionalventile steuern häufig sensible Vorgänge, beispielsweise den Wechsel einer eingelegten Gangstufe des Getriebes. Es ist daher erforderlich, die korrekte Funktion des Proportionalventils zu überwachen. Dabei ist entscheidend, dass eine Ansteuerung und eine Überwachung des Proportionalventils möglichst unterschiedliche Signalpfade ausnützt, um von einem möglichen Fehlerzustand nicht in gleicher Weise („Common Cause“) beeinflusst zu werden, wodurch der Fehlerzustand nicht bemerkt werden würde.
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DE 10 2006 029 389 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Nebenflusses an einer Spule durch Vergleich von Stromwerten eines durch die Spule fließenden Stroms während einer Schaltphase und einer Freilaufphase.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Technik zur Überwachung einer mittels PWM-Signal ein- und ausgeschalteten Spule bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Verfahrens, eines Computerprogrammprodukts und einer Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Ein durch eine Spule fließender Strom wird auf der Basis eines PWM-Signals mittels eines Schalters ein- und ausgeschaltet. Ein Verfahren zum Plausibilisieren des Stroms umfasst Schritte des Abtasten von durch die Spule fließenden Strömen zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten, wobei der Schalter zu beiden Zeitpunkten ein- oder zu beiden Zeitpunkten ausgeschaltet ist, des Bestimmens eines Widerstands der Spule auf der Basis ihrer Induktivität, den beiden Strömen und einer Zeitdauer zwischen den Schaltzeitpunkten, sowie des Bestimmens eines Fehlerzustands, falls der bestimmte Widerstand um mehr als ein vorbestimmtes Maß von einem Vergleichswert für den Widerstand der Spule abweicht, der auf andere Weise bestimmt wurde.
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Üblicherweise wird ein durch die Spule fließender Strom zu Regelungszwecken auf der Basis eines Spannungsabfalls an einem Längswiderstand im Stromkreis der Spule bestimmt. Um diesen Strom zu plausibilisieren, kann das Tastverhältnis des PWM-Signals bestimmt werden, sodass der Ventilstrom auf der Basis einer Betriebsspannung und eines Widerstands der Spule bestimmt werden kann. Allerdings ist der Ventilwiderstand nicht konstant, sondern insbesondere von der Spulentemperatur abhängig, sodass dieses einfache Modell einem großen Messfehler unterliegen kann. Das beschriebene Verfahren erlaubt es, den Widerstand der Spule unabhängig von ihrer Temperatur zu bestimmen und so zu plausibilisieren.
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Mit dem beschriebenen Verfahren kann ein Messpfad verwendet werden, der unabhängig von einem Messpfad ist, der üblicherweise zur Überwachung der Spule bzw. ihrer Ansteuerung verwendet wird. So kann der Widerstand der Spule bestimmt werden, ohne die Temperatur im Bereich der Spule zu kennen. Das Verfahren kann so trennscharf und robust sein, sodass eine Wahrscheinlichkeit für eine irrtümliche Bestimmung eines Fehlerzustands gering ist. Eine Betriebssicherheit einer mit der Spule verbundenen Einrichtung kann so gesteigert sein. Auch ein externer Nebenschluss, der zu einem Fehler zwischen einem gemessenen und einem tatsächlich durch das Ventil fließenden Strom führt, kann erkannt werden. Dadurch kann eine sehr gute Testabdeckung erzielt werden, die durch ihre Messredundanz sehr gut bezüglich gleichen Fehlergründen (Common Cause Fehlern) abgesichert ist.
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Die Zeitpunkte, zu denen durch die Spule fließende Ströme abgetastet werden, fallen bevorzugterweise mit Schaltzeitpunkten des Schalters zusammen. Dabei kann auch unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Ändern des Schaltzustands des Schalters der Strom bestimmt werden, um eine maximale Bestimmungsgenauigkeit zu erhalten. In einer ersten Variante werden die Ströme unmittelbar nach dem Schließen und unmittelbar vor dem Öffnen des Schalters bestimmt, sodass beide Abtastzeitpunkte bei geschlossenem Schalter gewählt sind, in einer zweiten Variante werden die Ströme unmittelbar nach dem Öffnen und unmittelbar vor dem Schließen des Schalters bestimmt, sodass beide Abtastzeitpunkte bei geöffnetem Schalter gewählt sind.
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Durch die Wahl dieser Abtastzeitpunkte können sich die Ströme maximal voneinander unterscheiden, sodass die Bestimmungsgenauigkeit des Widerstands maximiert werden kann.
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Der Vergleichswert kann auf der Basis eines mittleren Sollstroms durch die Spule, einer Ist-Betriebsspannung und einem Tastverhältnis zwischen einer abgetasteten Einschaltdauer und einer abgetasteten Ausschaltdauer des Schalters bestimmt sein. Diese Bestimmung kann mit geringem Aufwand durchgeführt werden, wobei der solchermaßen bestimmte Vergleichswert ohne Verwendung eines Signalpfads zur Bestimmung des Widerstands bereitgestellt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform werden auf der Basis der beiden Ströme eine Zeitkonstante der Spule und auf der Basis der Zeitkonstante und der Induktivität der Widerstand bestimmt. Die Zeitkonstante kann insbesondere ein Verhältnis aus Induktivität und Widerstand der Spule betreffen. Die Zeitkonstante ist für die Spule charakteristisch und spiegelt wider, wie ein zeitabhängiger Strom durch die Spule verläuft, wenn der Strom durch den Schalter ein- bzw. ausgeschaltet wird. In umgekehrter Weise kann von den Stromwerten auf die Zeitkonstante geschlossen werden, sodass eine Größe vorliegt, die beide Hauptaspekte der Spule ausdrückt.
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In noch einer weiteren Ausführungsform wird die Induktivität der Spule vor den oben angesprochenen Verfahrensschritten bestimmt. Dies kann insbesondere im Bereich einer Fertigung oder Montage der Spule in ein übergeordnetes System durchgeführt werden. Die Induktivität der Spule ist üblicherweise in nur sehr geringem Maß oder gar nicht von ihrer Temperatur abhängig. Ihr Widerstand hingegen zeigt üblicherweise eine deutliche Abhängigkeit von der Temperatur. Durch das Einlernen der Induktivität, vorzugsweise unter vorbestimmten Umgebungsbedingungen der Spule, kann die spätere Bestimmung des temperaturabhängigen Widerstands der Spule rasch und einfach gelingen.
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In noch einer weiteren Ausführungsform wird auf der Basis des Widerstands eine Temperatur der Spule bestimmt. So kann ausgenutzt werden, dass der Widerstand der Spule von ihrer Temperatur abhängig ist. Ein dedizierter Temperatursensor im Bereich der Spule kann so eingespart werden. Insbesondere dann, wenn die Spule für eine Steuerung unter erschwerten mechanischen Bedingungen, etwa hohen Temperaturen, starken Vibrationen oder im Umfeld mit korrosiven Medien eingesetzt wird, kann so ein substanzieller Kostenvorteil gegenüber einer Lösung mit separatem Temperatursensor gegeben sein.
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In noch einer weiteren Ausführungsform wird auf der Basis des Widerstands der durch die Spule fließende mittlere Iststrom bestimmt. Dieser Strom kann im Rahmen einer zusätzlichen oder alternativen Plausibilisierung mit einem Vergleichswert für den Strom verglichen werden, wobei der Vergleichswert auf eine andere Weise bestimmt wurde. Weichen die Ströme um mehr als ein vorbestimmtes Maß voneinander ab, so kann ein Fehlerzustand bestimmt werden.
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Ein Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
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Eine Vorrichtung zur Überwachung einer Spule, durch die ein Strom fließt, wobei der Strom auf der Basis eines PWM-Signals mittels eines Schalters ein- und ausgeschaltet wird, umfasst eine Strommesseinrichtung zur Abtastung von durch die Spule fließenden Strömen zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten, wobei der Schalter zu beiden Zeitpunkten ein- oder zu beiden Zeitpunkten ausgeschaltet ist, und eine Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung eines Widerstands der Spule auf der Basis ihrer Induktivität, den beiden Strömen und einer Zeitdauer zwischen den Abtastzeitpunkten. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, einen Fehlerzustand zu bestimmen, falls der bestimmte Widerstand um mehr als ein vorbestimmtes Maß von einem Vergleichswert für den Widerstand der Spule abweicht, wobei der Vergleichswert auf andere Weise als oben angegeben bestimmt wurde.
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Die Vorrichtung kann insbesondere integriert mit einer Steuervorrichtung für die Spule ausgeführt sein. So können auf einfache und redundante Weise die Spule und Elemente in ihrer Umgebung, beispielsweise Zuleitungen oder der elektrische Schalter, überwacht werden. Ein Nebenschluss im Bereich der Spule bzw. eines Stromkreises, der die Spule umfasst, kann so verbessert bestimmt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein durch die Spule erzeugtes magnetisches Feld in einem beabsichtigten Verhältnis zu dem PWM-Signal steht.
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Die Spule kann insbesondere Teil eines Proportionalventils zur Steuerung eines hydraulischen Flusses sein. Das Proportionalventil kann bevorzugterweise zur Steuerung eines Getriebes in einem Antriebsstrang an Bord eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Die Betriebssicherheit des Getriebes und damit die des Kraftfahrzeugs können durch die oben beschriebene Technik verbessert sein.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 eine Steuerung zur Überwachung eines hydraulischen Proportionalventils;
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2 Strom- und Spannungsverläufe an einer Spule eines Proportionalventils und
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen der Spule des Proportionalventils nach 1
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1 zeigt eine Steuerung 100 zur Überwachung einer Spule 105. Die Spule 105 ist in der vorliegenden Ausführungsform Teil eines Hydraulikventils 110, das insbesondere als Proportional- oder auch Servoventil ausgeführt sein kann. Wird die Spule 105 von einem Strom durchflossen, so erzeugt sie ein Magnetfeld, dessen Stärke vom Stromfluss abhängig ist. Das Magnetfeld übt eine Kraft auf einen Anker aus, der Teil eines Durchflusselements 115 ist, wodurch ein hydraulischer Druck oder ein hydraulischer Fluss eines Fluids gesteuert werden. In modellhafter Weise ist die Spule 105 als Serienschaltung einer Induktivität L und eines ohmschen Widerstands R dargestellt. Diese beiden Elemente charakterisieren die Spule 105 in elektrischer Weise.
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Die Spule 105 ist mit der Steuerung 100 verbunden. Die Steuerung 100 wird mit einer Betriebsspannung 120 betrieben, die optional mittels eines Verpolungsschutzes 125 abgesichert sein kann. Ein erster Anschluss der Spule 105 kann mittels eines ersten Schalters 130 an Masse gelegt werden. Ein zweiter Anschluss der Spule 105 kann bevorzugterweise mittels eines zweiten Schalters 135 an ein positives Potential der Betriebsspannung 120 gelegt werden. Die beiden Schalter 130, 135 sind bevorzugterweise als Halbleiterschalter ausgeführt. Zum Schutz vor Überspannung kann eine Diode 140 vorgesehen sein, die im Folgenden als ideale Diode angesehen wird.
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Ohne auf die Funktion und Wirkungsweise des zweiten Schalters 135 genauer einzugehen, kann der Strom durch die Spule 105 mittels des ersten Schalters 130 ein- und ausgeschaltet werden. Das Schalten erfolgt in Abhängigkeit eines PWM-Signals, das von einer Steuereinrichtung 145 bereitgestellt wird. Die Steuereinrichtung 145 ist dazu eingerichtet, eine vorbestimmte Betätigung des hydraulischen Ventils 110 zu bewirken, indem sie das PWM-Signal derart bereitstellt, dass der durch das Ventil 110 fließende mittlere Strom einem vorbestimmten Wert entspricht. Um den mittleren Strom zu regeln, ist eine Strommesseinrichtung 150 vorgesehen, die beispielhaft vorliegend als Längswiderstand (Shunt) mit einem Messverstärker ausgeführt ist. Auf der Basis eines mittels der Strommesseinrichtung 150 bestimmten, mittleren durch die Spule 105 fließenden Stroms wird das PWM-Signal durch die Steuereinrichtung 145 in ihrem Tastverhältnis beeinflusst, um ein vorbestimmtes Magnetfeld zu erzeugen. Das Tastverhältnis gibt dabei an, in welchem Verhältnis Einschaltzeiten zu Ausschaltzeiten des ersten Schalters 130 stehen.
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Eine Verarbeitungseinrichtung 155 ist dazu eingerichtet, die Spule 105 bzw. den durch sie fließenden Strom zu überwachen. Dazu ist die Verarbeitungseinrichtung 155 insbesondere eingerichtet, den Widerstand R der Spule 105 zu bestimmen. Die Verarbeitungseinrichtung 155 kann von der Steuereinrichtung 145 umfasst oder mit ihr integriert ausgeführt sein. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Verarbeitungseinrichtung 155 einen programmierbaren Mikrocomputer umfasst. Weiter ist bevorzugt, dass die Verarbeitungseinrichtung 155 mit der Strommesseinrichtung 150 verbunden ist. Darüber hinaus ist sie mit einer Abtasteinrichtung 160 verbunden, um unabhängig von dem PWM-Signal am ersten Schalter 130 Ein- und Ausschaltzeitpunkte des ersten Schalters 130 bestimmen zu können. Vorliegend umfasst die Abtasteinrichtung 160 eine Leitung zum Abtasten einer Spannung an der Spule 105. Die Leitung kann insbesondere mit einem flankengesteuerten Eingang der Verarbeitungseinrichtung 155 verbunden sein, um Schaltzeitpunkte des Schalters 130 als Ereignisse abtasten zu können.
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Die Verarbeitungseinrichtung 155 ist dazu eingerichtet, auf der Basis von zwei Strömen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der gleichen Ein- oder Ausschaltphase durch die Spule 105 fließen und Schaltzeitpunkten des Schalters 130 sowie der Induktivität L der Spule 105 den Widerstand R der Spule 105 zu bestimmen. Dieser Widerstand R ist üblicherweise temperaturabhängig, sodass, beispielsweise auf der Basis eines Kennfelds oder einer Tabelle, vom Widerstand R auf die Temperatur im Bereich der Spule 105 rückgeschlossen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann auf der Basis der Betriebsspannung 120 vom bestimmten Widerstand R auf den mittleren durch die Spule 105 fließenden Strom zurückgeschlossen werden. Der Widerstand R wird dann mit einem Vergleichswert verglichen, wobei ein Fehlerzustand im Bereich der Spule 105 bestimmt wird, wenn sich die beiden Werte um mehr als ein vorbestimmtes Maß voneinander unterscheiden.
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Die genaue Vorgehensweise zur Überwachung der Spule 105 wird nun mit Bezug auf 2 genauer erläutert. 2 zeigt zwei Verläufe, wobei in horizontaler Richtung jeweils eine Zeit angetragen ist. Es sind vier Zeitpunkte T1, T2, T3 und T4 eingezeichnet, wobei die Zeitpunkte T2 und T3 zusammen fallen. In einem oberen Bereich ist ein durch die Spule 105 fließender Strom und in einem unteren Bereich eine Speisespannung der Spule 105 in vertikaler Richtung angetragen. Ist der Schalter 130 geöffnet, so ist die Speisespannung niedrig, ist er geschlossen, ist die Speisespannung hoch und entspricht der Betriebsspannung 120.
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Im Rahmen eines Einschaltvorgangs wird der Schalter 130 zum Zeitpunkt T1 geschlossen und zu einem zweiten Zeitpunkt T2 geöffnet. Im Rahmen eines Ausschaltvorgangs wird der Schalter 130 zu einem dritten Zeitpunkt T3 geöffnet und zu einem vierten Zeitpunkt T4 geschlossen. Ein- und Ausschaltvorgänge werden üblicherweise periodisch abgewechselt, sodass nicht nur der Zeitpunkt T2 dem Zeitpunkt T3, sondern auch der Zeitpunkt T4 dem Zeitpunkt T1 entspricht. Dadurch entsprechen sich auch die Ströme I1 und I4 sowie die Ströme I2 und I3. Im dargestellten Beispiel wird exemplarisch von einem Tastverhältnis von 50% ausgegangen, das heißt, eine Zeitdauer t1 des Einschaltvorgangs zwischen T1 und T2 und eine Zeitdauer t2 des Ausschaltvorgangs zwischen T3 und T4 sind gleich lang.
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Mit dem Schließen des Schalters 130 zum Zeitpunkt T1 beginnt der Strom durch die Spule 105, von I1 aus zunächst rasch und dann immer langsamer zu I2 anzusteigen. Mit dem Öffnen des Schalters 130 zum Zeitpunkt T3 beginnt der Strom durch die Spule 105, von I3 entspricht, zunächst rasch und dann immer langsamer auf I4 abzufallen. Das Ein- und Ausschalten des Schalters 130 kann anhand der steigenden bzw. fallenden Flanken der Ausgangsspannung bestimmt werden. Alternativ können die Zeitpunkte T1 bis T4 danach bestimmt werden, dass zu ihnen der Strom durch die Spule 105 einen minimalen bzw. maximalen Betrag aufweist.
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Die Geschwindigkeit des Ansteigens des Stroms durch die Spule
105, während der erste Schalter
130 geschlossen ist, und die Geschwindigkeit des Abfallens, während der Schalter
130 geöffnet ist, ist charakteristisch durch elektrische Kennwerte der Spule
105 festgelegt. Es gelten folgende Zusammenhänge: Einschaltvorgang:
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Der Widerstand R der Spule
105 kann also bestimmt werden, indem, während der Schalter
130 geschlossen ist, ein erster Strom I1 zum Zeitpunkt T1, ein zweiter Strom I2 zum Zeitpunkt T2 und die Zeitdauer t1 zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 mit der Induktivität L verrechnet werden. Ausschaltvorgang:
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Der Widerstand R der Spule 105 kann also bestimmt werden, indem, während der Schalter 130 geöffnet ist, ein dritter Strom I3 zum Zeitpunkt T3, ein vierter Strom I4 zum Zeitpunkt T4 und die Zeitdauer t2 zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 mit der Induktivität L verrechnet werden.
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In beiden Fällen ist zu beachten, dass die Zeitpunkte, zu denen die Ströme durch die Spule 105 abgetastet werden, prinzipiell frei innerhalb eines Ein- oder Ausschaltvorgangs gewählt werden können. Zur Erhöhung der Genauigkeit und zur Minimierung von Fehlern ist jedoch bevorzugt, dass die Ströme möglichst unterschiedlich sind, wofür die Abtastzeitpunkte nicht zu nahe aneinander liegen sollten. Wie in 2 zu sehen ist, schmiegt sich der Strom durch die Spule 105 nach einem Schaltvorgang an I2 bzw. I4 an, wobei die Annäherung immer langsamer erfolgt. Die Vergrößerung des Abstands der Abtastzeitpunkte bringt mit fortschreitender Zeit immer weniger Unterschiede im fließenden Strom. Im vorliegenden Fall ist dieser Effekt jedoch unbeachtlich, da bei der PWM-Steuerung der Spule 105 die Zeitdauern t1 und t2 üblicherweise kurz gegenüber τ sind. So ist selbst bei einem Tastverhältnis von 0% oder 100% gegen Ende einer Ein- bzw. Ausschaltphase noch eine Änderung des Stroms durch die Spule 105 messbar. Es ist daher bevorzugt, im vorliegenden Messumfeld die Abtastzeitpunkte so weit wie möglich auseinander liegend zu wählen, insbesondere zusammen fallend mit den Schaltzeitpunkten des Schalters 130. In einer Ausführungsform kann die Länge einer PWM-Periode, also t1 + t2, für die Bestimmung der Ströme durch die Spule nach der beschriebenen Technik angepasst werden. Insbesondere kann die Länge der PWM-Periode an die Zeitkonstante τ der Spule angepasst sein.
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Auf der Basis zweier Strombestimmungen und einer Zeitmessung kann also auf die charakteristische Größe τ geschlossen werden, die die Zeitkonstante für die Spule 105 darstellt und sowohl von dem Widerstand R als auch von der Induktivität L der Spule 105 abhängig ist. Nachdem die Induktivität L, anders als der Widerstand R, praktisch nicht von der Temperatur der Spule 105 abhängig ist, kann, wie in Gleichungen 3 und 6 gezeigt ist, in Kenntnis der Induktivität L der Widerstand R bestimmt werden. Anschließend kann der bestimmte Widerstand R mit einem auf andere Weise bestimmten Vergleichswert verglichen werden. Stimmen die beiden Werte nicht genau genug miteinander überein, so liegt ein Fehlerzustand im Bereich der Spule 105 bzw. ihrer Ansteuerung vor.
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3 zeigt ein Verfahren 300 zum Überwachen der Spule 105. Das Verfahren 300 ist insbesondere zum Ablaufen auf der Verarbeitungseinrichtung 155 eingerichtet. In exemplarischer Weise wird das Verfahren 300 bezüglich der Zeitdauer t2 beschrieben, während der der erste Schalter 130 ausgeschaltet ist.
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In einem ersten Schritt 305 wird der Zeitpunkt T3 und in einem nachfolgenden Schritt 310 der zweite Zeitpunkt T4 bestimmt. Wie oben bereits beschrieben wurde, können die Zeitpunkte T3 und T4 auf der Basis der mittels der Abtasteinrichtung 160 bestimmten fallenden bzw. steigenden Flanken der Ausgangsspannung als Ereignisse bestimmt werden. Es können jedoch auch Zeitpunkte verwendet werden, die nicht mit den Schaltzeitpunkten des Schalters 130 zusammen fallen und auf eine beliebige andere Weise bestimmt sein können. Für den Zeitpunkt T3 wird in einem Schritt 315 der Strom I3 und für den Zeitpunkt T4 der Strom I4 bestimmt. In einer anderen Ausführungsform können auch ein Maximum und ein Minimum des Stroms durch die Spule 105 bestimmt werden, wobei die korrespondierenden Zeitpunkte T3 und T4 jeweils durch Erreichen der Extrema bestimmt werden. In einem Schritt 325 wird die Zeitdauer t2 zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 bestimmt.
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In einem Schritt 330 wird die Induktivität L der Spule 105 bestimmt, wobei bevorzugt ist, dass der Schritt 330 einmalig und vor den restlichen Schritten des Verfahrens 300 durchgeführt wird. Insbesondere während einer Inbetriebnahme des hydraulischen Ventils 110 oder eines übergeordneten Systems, in das das Ventil 110 eingebaut ist, kann der Schritt 330 durchgeführt werden.
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In einem Schritt 335 wird der Widerstand R der Spule 105 auf der Basis der Beziehung von Gleichung 6 bestimmt. Optional können auf der Basis des Widerstands auch die Temperatur im Bereich der Spule 105 oder der durch die Spule 105 fließende Strom bestimmt werden.
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Bevorzugterweise wird anschließend der bestimmte Widerstand in einem Schritt 340 mit einem Vergleichswert verglichen. Weicht der bestimmte Widerstand um mehr als ein vorbestimmtes Maß, insbesondere um einen absoluten oder relativen Schwellenwert, vom Vergleichswert ab, wird in einem Schritt 345 das Vorliegen eines Fehlerzustands bestimmt. Der Fehlerzustand kann insbesondere vorliegen, wenn ein Nebenschluss einer der Anschlüsse der Spule 105 an eines der Potentiale der Betriebsspannung 120 oder ein Nebenschluss zwischen den Anschlüssen vorliegt. Auch eine Unterbrechung oder ein erhöhter Leitungswiderstand in einem der Anschlüsse können dazu führen, dass der Fehlerzustand erkannt wird. Der Fehlerzustand kann auch ausgelöst werden, wenn der Schalter 130 nicht vollständig schließt oder nicht vollständig trennt. Nach dem Bestimmen des Fehlerzustands kann im Schritt 345 ein Fehlersignal ausgegeben werden.
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Der Vergleichswert wird bevorzugterweise bestimmt, indem zunächst in einem Schritt 350 ein Tastverhältnis der Zeitdauern t1 und t2 bestimmt wird. Dazu muss der obere Teil des Verfahrens 300 gegebenenfalls wiederholt durchgeführt werden, bis die Zeitpunkte T1 bis T4 erfasst wurden. Das Tastverhältnis ist bestimmt als die Zeitdauer t1, während derer der Schalter 130 geschlossen ist, geteilt durch die Zeitdauer t2, während derer der Schalter 130 geöffnet ist, oder umgekehrt. Außerdem wird in einem Schritt 355 die Betriebsspannung 120 abgetastet. In einem Schritt 360 wird ein Sollstrom, der mittels der Steuereinrichtung 145 durch die Spule 105 bewirkt werden soll, bereitgestellt. Auf der Basis des Tastverhältnisses, der Betriebsspannung 120 und des Sollstroms wird dann in einem Schritt 365 der Vergleichswert auf folgende Weise bestimmt: Vergleichswert := (Betriebsspannung/Sollstrom)·Tastverhältnis.
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Diese Bestimmung ist einfach durchzuführen und kann eine Abweichung vom tatsächlichen Vergleichswert im Bereich von ca. 10% liefern. Ein genaueres Verfahren, das geringere Abweichungen ermöglicht, erfordert üblicherweise ein wesentlich komplexeres Modell, das Übergangswiderstände, die Freilaufdiode und eine Eigenerwärmung der Spule 105 berücksichtigt. Dadurch kann jedoch auch eine Wahrscheinlichkeit für irrtümlich bestimmte Fehlerzustände ansteigen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Steuerung
- 105
- Spule
- 110
- hydraulisches Ventil
- 115
- Durchflusselement
- 120
- Betriebsspannung
- 125
- Verpolungsschutz
- 130
- erster Schalter
- 135
- zweiter Schalter
- 140
- Diode
- 145
- Steuereinrichtung
- 150
- Strommesseinrichtung
- 155
- Verarbeitungseinrichtung
- 160
- Abtasteinrichtung
- 300
- Verfahren
- 305
- Bestimmen erster Zeitpunkt
- 310
- Bestimmen zweiter Zeitpunkt
- 315
- Bestimmen Strom zu erstem Zeitpunkt
- 320
- Bestimmen Strom zu zweitem Zeitpunkt
- 325
- Bestimmen Zeitdauer
- 330
- Bestimmen Induktivität
- 335
- Bestimmen Widerstand
- 340
- Vergleichen mit Vergleichswert
- 345
- Bestimmen Fehlerzustand
- 350
- Bestimmen Tastverhältnis
- 355
- Bestimmen Betriebsspannung
- 360
- Bestimmen Sollstrom
- 365
- Bestimmen Vergleichswert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006029389 A1 [0003]
