DE102016003135A1

DE102016003135A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes einer elektrischen Komponente in einer Maschine

Info

Publication number: DE102016003135A1
Application number: DE102016003135.2A
Authority: DE
Inventors: Jesse R. Gerdes; Jackson Wai; Ahmed Khalil; Benjamin P. Gottemoller
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2016-09-22
Also published as: US9702938B2; US20160274191A1

Abstract

Ein Verfahren zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes einer elektrischen Komponente in einer Maschine auf Grund eines tatsächlichen Fehlers wird vorgesehen. Das Verfahren weist auf, einen Eingangsvektor mit elektrischen Parameterwerten zu empfangen, die mit einer Vielzahl von Phasen einer elektrischen Komponente assoziiert sind, weiter ein Phasenungleichgewicht in der Vielzahl von Phasen zu detektieren, ein Ungleichgewichtsverhältnis der Vielzahl von Phasen zu berechnen, eine Vielzahl von Bedingungen auf das Ungleichgewichtsverhältnis und den empfangenen Eingangsvektor anzuwenden, wobei die Vielzahl von Bedingungen mit einem tatsächlichen Fehler in der Maschine assoziiert sind, und zu bestimmen, ob das detektierte Phasenungleichgewicht auf Grund eines durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewichts in der Maschine oder auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der elektrischen Komponente der Maschine vorliegt, wenn zumindest eine der Vielzahl von Bedingungen erfüllt ist.

Description

Technisches Gebiet
Diese Patentoffenbarung bezieht sich allgemein auf elektrische Komponenten und Systeme und insbesondere auf eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes einer elektrischen Komponente in einer Maschine.
Hintergrund
Elektrische Komponenten in verschiedenen Maschinen haben Fluktuationen bei elektrischen Parametern während des Betriebs. Solche Fluktuationen können ein Phasenungleichgewicht bewirken, welches überwacht wird, um zu bestimmen, ob eine elektrische Komponenten versagt hat und/oder ob die Maschine abgeschaltet werden muss. Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren eines Phasenstromungleichgewichtes in einem Leistungsgenerator wird offenbart in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2010/0066294.
Herkömmlicherweise wird die Detektion eines solchen Phasenungleichgewichtes als ein Versagen einer Komponente in der Maschine angesehen, und dies kann die sofortige Aufmerksamkeit eines Bedieners der Maschine erfordern. Ab und zu muss der Bediener die Maschine abschalten, um einen Grund für das Phasenungleichgewicht zu überprüfen, um Störungen zu beseitigen und/oder ein solches möglicherweise vorliegendes Versagen zu reparieren. Jedoch kommt in vielen Fällen ein solches Phasenungleichgewicht von Phänomenen, die durch Steuereinrichtungen verursacht werden, die nicht tatsächliche Fehler oder Versagensfälle von elektrischen Komponenten in der Maschine sind. Auch wenn das Phasenungleichgewicht auf Grund von solchen durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Phänomenen ignoriert werden kann, identifizieren herkömmliche Systeme das Phasenungleichgewicht in falscher Weise als Fehler in der Maschine, und dies erfordert das Abschalten der Maschine, was teure Abschaltzeiten hervorruft und mögliche Verzögerungen bei dem Projekt verursacht, für welches die Maschine eingesetzt wurde.
Entsprechend gibt es eine Notwendigkeit, diese Probleme und andere Probleme zu lösen, die mit den herkömmlichen Verfahren und Systemen in Beziehung stehen, welche ein Phasenungleichgewicht detektieren.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung wird ein Verfahren zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes einer elektrischen Komponente in einer Maschine auf Grund eines tatsächlichen Fehlers vorgesehen. Das Verfahren weist auf, bei einer elektronischen Steuereinheit einer Maschine einen Eingangsvektor zu empfangen, der elektrische Parameterwerte hat, die mit einer Vielzahl von Phasen einer elektrischen Komponente assoziiert sind, weiter das Detektieren eines Phasenungleichgewichtes in der Vielzahl von Phasen an der elektronischen Steuereinheit, das Berechnen eines Ungleichgewichtes der Vielzahl von Phasen bei der elektronischen Steuereinheit, das Anwenden einer Vielzahl von Bedingungen auf das Ungleichgewichtsverhältnis und den empfangenen Eingangsvektor bei der elektronischen Steuereinheit, wobei die Vielzahl von Bedingungen mit einem tatsächlichen Fehler in der Maschine assoziiert ist, weiter das Bestimmen bei der elektronischen Steuereinheit, ob das detektierte Phasenungleichgewicht auf Grund von einem durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewicht in der Maschine vorkommt oder auf Grund des tatsächlichen Fehlers der elektrischen Komponente der Maschine, wenn zumindest eine der Vielzahl von Bedingungen erfüllt ist, und das Steuern einer Ausgabe der Maschine unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit, wenn das Phasenungleichgewicht auf Grund des tatsächlichen Fehlers in der elektrischen Komponente der Maschine vorliegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung ist eine elektronische Steuereinheit mit einer elektrischen Komponente einer Maschine verbunden. Die elektronische Steuereinheit weist einen Prozessor auf, der mit einem Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss und einem Speicher in der elektronischen Steuereinheit verbunden ist. Der Prozessor ist konfiguriert, um von einem Computer ausführbare Anweisungen auszuführen, um ein Phasenungleichgewicht auf Grund eines tatsächlichen Fehlers von einem durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Phasenungleichgewicht zu unterscheiden, wobei die vom Computer ausführbaren Anweisungen im Speicher liegen. Die vom Computer ausführbaren Anweisungen bewirken, wenn sie vom Prozessor ausgeführt werden, dass der Prozessor das Phasenungleichgewicht in einer Vielzahl von Phasen der Maschine detektiert, dass er ein Ungleichgewichtsverhältnis der Vielzahl von Phasen der elektrischen Komponente basierend auf einem Eingangsvektor mit elektrischen Parameterwerten berechnet, die von einer elektrischen Komponente am Eingangsanschluss der elektronischen Steuereinheit empfangen wurden, wobei die elektrischen Parameterwerten mit der Vielzahl von Phasen assoziiert sind, dass er weiter das Ungleichgewichtsverhältnis mit einem Schwellenvektor vergleicht, der in dem Speicher gespeichert ist, um einen Schwellenvergleichsvektor zu erzeugen, wobei der Schwellenvektor zumindest zwei Werte aufweist, die einem oberen Schwellenwert und einem unteren Schwellenwert entsprechen, dass er mindestens eine von einer Vielzahl von Bedingungen, die in dem Speicher gespeichert sind, auf den Eingangsvektor anwendet, wobei die Vielzahl von Bedingungen mit dem tatsächlichen Fehler in der Maschine assoziiert sind, dass er bestimmt, ob das Phasenungleichgewicht auf Grund eines durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewichtes in der Maschine vorliegt oder auf Grund des tatsächlichen Fehlers der elektrischen Komponente in der Maschine, wenn der Schwellenvergleichsvektor erzeugt wird und die mindestens eine der Vielzahl von Bedingungen erfüllt worden ist, und dass er über den Ausgangsanschluss der elektronischen Steuereinheit eine Ausgabe der Maschine steuert, wenn das Phasenungleichgewicht auf Grund des tatsächlichen Fehlers in der Maschine vorliegt.
In noch einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung ist ein nicht transitorisches computerlesbares Medium konfiguriert, um darauf vom Computer ausführbare Anweisungen zu speichern, um ein Phasenungleichgewicht einer elektrischen Komponente in einer Maschine auf Grund eines tatsächlichen Fehlers der Maschine zu detektieren. Die vom Computer ausführbaren Anweisungen bewirken, wenn sie von einem Prozessor einer elektronischen Steuereinheit der Maschine ausgeführt werden, dass der Prozessor einen Eingangsvektor mit elektrischen Parameterwerten von der elektrischen Komponente empfängt, wobei die elektrischen Parameterwerte mit einer Vielzahl von Phasen der elektrischen Komponente assoziiert sind, dass er den Eingangsvektor mit minimalen Werten vergleicht, die in einem Minimalwertvektor gespeichert sind, dass er bestimmt, ob der Eingangsvektor für eine vordefinierte Zeitdauer größer ist als der Minimalwertvektor, dass er Phasen mit maximalen elektrischen Parameterwerten und minimalen elektrischen Parameterwerten in dem Eingangsvektor für einen gegenwertigen Zyklus identifiziert, dass er die identifizierten Phasen als andersartig als die oder als gleich den Phasen mit maximalen elektrischen Parameterwerten und minimalen elektrischen Parameterwerten von einem vorherigen Zyklus bestimmt, dass er bestimmt, ob das Phasenungleichgewicht, welches unter der Vielzahl von Phasen der elektrischen Komponente detektiert wurde, auf Grund des tatsächlichen Fehlers der elektrischen Komponente in der Maschine vorliegt, wenn die Phasen mit den maximalen elektrischen Parameterwerten und den minimalen elektrischen Parameterwerten in dem gegenwertigen Zyklus die gleichen sind wie die Phasen, die in dem vorherigen Zyklus identifiziert wurden, und dass er über einen Ausgangsanschluss der elektronischen Steuereinheit eine Ausgabe der Maschine steuert, wenn das Phasenungleichgewicht auf Grund des tatsächlichen Fehlers vorliegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 und 2 veranschaulichen Front- bzw. Seitenansichten einer beispielhaften Maschine gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Blockdiagramm von verschiedenen Komponenten in der Maschine der 1 und 2, die eine elektrische Komponente und eine elektronische Steuereinheit gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung aufweist.
4 veranschaulicht beispielhafte interne Merkmale der elektronischen Steuereinheit der 3 gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung.
5 veranschaulicht eine beispielhafte Anordnung von verschiedenen Registern in einem Speicher der elektronischen Steuereinheit der 4 gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung.
6 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes einer elektrischen Komponente der Maschine der 1 und 2 gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung.
Detaillierte Beschreibung
Die Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes einer elektrischen Komponente einer Maschine und zum Unterscheiden von falschen Alarmen des Phasenungleichgewichtes von tatsächlichen Fehlern, welche das Phasenungleichgewicht verursachen. Nun mit Bezug auf die Zeichnungen, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, ist in den 1 und 2 jeweils nur beispielhaft und nicht einschränkend eine Frontansicht und eine Seitenansicht einer Maschine 100 veranschaulicht.
Die Maschine 100 kann eine mobile Maschine oder eine stationäre Maschine (mit einigen sich bewegenden Teilen) sein, welche Funktionen ausführt, die mit Industriezweigen assoziiert sind, wie beispielsweise Bergbau, Bau, Ackerbau, Transport, Landschaftsformung oder Ähnlichem. Beispielsweise kann die Maschine 100 ein Geländelastwagen sein, wie in den 1 und 2 abgebildet, ein Motorgrader bzw. Straßenhobel oder eine andere Erdbewegungsmaschine. Während die folgende detaillierte Beschreibung beispielhafte Aspekte in Verbindung mit einem Geländelastwagen beschreibt, sei bemerkt, dass die Beschreibung gleichfalls auf die Verwendung der vorliegenden Offenbarung in anderen Maschinen anwendbar ist, wie beispielsweise in einem Raupentraktor, einem Dozer, einem Schürfzug, einem Baggerlader, einer Asphaltiermaschine, einem Kran oder in anderen Arten von Maschinen oder Fahrzeugen, welche Direktreihenelektroantriebssysteme oder nur elektrische Anordnungen haben. Gemäß einem Aspekt kann die Maschine 100 auf einem Arbeitsgelände arbeiten und kann in Verbindung mit einer Basisstation oder einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS) 128 sein. Als solches wird der Ausdruck „Maschine”, wie er bezüglich der Maschine 100 verwendet wird, verwendet, um im Allgemeinen jegliche Maschine zu beschreiben, welche elektrische Komponenten hat, die den Betrieb der Maschine 100 unterstützen. Elektrische Leistung kann an Bord der Maschine 100 erzeugt werden (beispielsweise durch eine Leistungserzeugungsvorrichtung). Alternativ kann elektrische Leistung an Bord der Maschine 100 gespeichert sein, jedoch nicht erzeugt werden.
Eine Frontansicht der Maschine 100 ist in 1 gezeigt, und eine Seitenansicht ist in 2 gezeigt. Die Maschine 100 weist ein Chassis bzw. Fahrgestell 102 auf, welches eine Bedienerkabine 104 und ein Werkzeug 106 trägt. Das Werkzeug 106 ist schwenkbar mit dem Fahrgestell 102 verbunden und ist so angeordnet, dass es eine Nutzlast trägt, wenn die Maschine 100 in Gebrauch ist. Beispielsweise kann das Werkzeug 106 eine Schaufel, ein Schild, ein Schürfwerkzeug, ein Bohrer, ein Klopfer, ein Nivellierungsgerät oder irgendwelche andere Arten von Werkzeugen sein, die zur Verwendung auf dem Arbeitsgelände geeignet sind, auf dem die Maschine 100 arbeitet. Ein Bediener, der die Bedienerkabine 104 einnimmt, kann die Bewegung und die verschiedenen Funktionen der Maschine 100 steuern. Alternativ kann die Maschine 100 über Signale betrieben werden, die von einer entfernten Basisstation über ein drahtloses Netzwerk oder ein Satellitennetzwerk übertragen werden, beispielsweise wenn ein menschlicher Bediener die Maschine 100 nicht bedienen kann.
Das Fahrgestell 102 trägt verschiedene elektrische Antriebssystemkomponenten. Diese elektrischen Antriebssystemkomponenten sind konfiguriert für einen Satz von Antriebsrädern 108 zum Antreiben der Maschine 100. Ein Satz von Laufrädern 110 kann lenken, so dass die Maschine 100 sich in irgendeiner Richtung bewegen kann. Obwohl das Fahrgestell 102 in der Maschine 100 starr mit dem Satz von Antriebsrädern 108 verbunden ist und konfiguriert ist, um den Satz von Antriebsrädern 108 zur Bewegung mit Leistung zu versorgen und den Satz von Laufrädern 110 zu lenken, wird klar sein, dass andere Konfigurationen der Maschine 100 verwendet werden können. Beispielsweise können solche Konfigurationen ein mit Gelenk versehenes Fahrgestell mit einem oder mehreren angetriebenen Rädern aufweisen. Die Maschine 100 kann zusätzliche Komponenten aufweisen, die ein Gebläse 116 aufweisen, jedoch nicht darauf eingeschränkt sind, um Wärme, die in der Maschine 100 erzeugt wird, abzuleiten, und eine Kabine 114 zum Halten von verschiedenen elektrischen und elektromechanischen Komponenten der Maschine 100.
Mit Bezug auf 3 ist dort ein beispielhaftes Blockdiagramm von verschiedenen Komponenten in der Maschine 100 der 1 und 2 veranschaulicht, und zwar gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung. Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung ist die Maschine 100 eine Direktreihenelektroantriebsmaschine, was sich in diesem Fall auf die Verwendung von mehr als einer Quelle oder Form von Leistung zum Antrieb der Antriebsräder 108 bezieht. Das Direktreihenelektroantriebssystem weist einen Motor 202 auf, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen Dieselmotor, der ein Ausgangsdrehmoment an einer (nicht gezeigten) Ausgangswelle erzeugt. Die Ausgangswelle des Motors 202 ist mit einer elektrischen Komponente 204 verbunden, beispielsweise mit einem Rotor der elektrischen Komponente 204. Die elektrische Komponente 204 weist eine Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c auf, obwohl klar sein wird, dass die elektrische Komponente 204 irgendeine Anzahl von Phasen aufweisen kann, und zwar abhängig von der Konstruktion und der Anwendung der elektrischen Komponente 204 in der Maschine 100. Anstelle von drei der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c, die in 3 veranschaulicht sind, kann die elektrische Komponente 204 beispielsweise eine einzige Phase, zwei Phasen, vier Phasen oder eine größere Anzahl von Phasen aufweisen, um elektrische Leistung in der Maschine 100 zu erzeugen. Die Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c kann in einer Sternverbindung oder einer Dreiecksverbindung angeschlossen sein, wie es dem Fachmann bekannt ist. Nur beispielhaft und nicht einschränkend kann die elektrische Komponente 204 ein Generator, ein Wechselstromgenerator, ein SR-Motor bzw. Motor mit geschalteter Reluktanz (SR = Switched Reluctance) oder Ähnliches sein, der konfiguriert ist, um einen Primärantrieb (nicht gezeigt) der Maschine 100 mit Leistung zu versorgen. Die elektrische Komponente 204 ist ein elektrischer Antrieb der Maschine 100 oder ein Teil davon, und ist mit einer elektronischen Steuereinheit 222 gekoppelt. Im Hinblick auf die gesamte Offenbarung wird es weiterhin klar sein, dass, obwohl die elektrische Komponente 204 beispielhaft so veranschaulicht ist, dass sie ein Teil der Maschine 100 ist, verschiedene Aspekte der Offenbarung gleichfalls auf die elektrische Komponente 204 als alleinstehende Vorrichtung anwendbar sind, die verwendet wird, um Leistung auszugeben oder um Leistung von anderen Quellen als vom Motor 202 zu empfangen.
Wenn die Maschine 100 arbeitet, dreht die Ausgangswelle des Motors 202 den Rotor der elektrischen Komponente 204, um elektrische Leistung zu erzeugen, beispielsweise in Form von Wechselstromleistung (AC = alternating current). Die elektrische Leistung wird zu einem Gleichrichter 206 geliefert und in Gleichstromleistung (DC = direct current) umgewandelt. Die gleichgerichtete Gleichstromleistung wird zu einer Inverterschaltung 208 über ein Impedanzgitter 213 geliefert. Die gleichgerichtete Gleichstromleistung kann wieder durch die Inverterschaltung 208 in Wechselstromleistung umgewandelt werden. Die Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 208 ist konfiguriert, um selektiv die Frequenz und/oder Pulsbreite ihrer Ausgangsgröße einzustellen, so dass Motoren 210, die mit einem Ausgang der Inverterschaltung 208 verbunden sind, mit variablen Drehzahlen betrieben werden können. Die Motoren 210 können über (nicht gezeigte) Endantriebsanordnungen angeschlossen sein oder direkt, um den Satz von Antriebsrädern 108 der Maschine 100 anzutreiben. Während einer Verlangsamung der Maschine 100 speisen die Motoren 210 Leistung zurück in die Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 208, wobei die Leistung durch das Impedanzgitter 213 abgeleitet wird oder sonst irgendwo in der Maschine gespeichert wird beispielsweise in (nicht gezeigten) Batterien. Die Leistung kann als Wärme abgeleitet werden, die durch das Gebläse 116 weg von der Maschine 100 geleitet wird. Nur beispielhaft und nicht einschränkend können die elektrische Komponente 204 und/oder der Gleichrichter 206 und/oder das Impedanzgitter 213 und/oder die Inverterschaltung 208 im Abteil 114 an der Maschine 100 benachbart zur Bedienerkabine angeordnet werden.
Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung weist die Maschine 100 eine Elektroparametermessvorrichtung 212 auf, die mit der elektrischen Komponente 204 verbunden ist. Beispielsweise kann die Elektroparametermessvorrichtung 212 parallel mit dem Gleichrichter 206 verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Elektroparametermessvorrichtung 212, obwohl dies nicht ausdrücklich gezeigt ist, mit anderen elektrischen Komponenten in der Maschine 100 gekoppelt sein, wie beispielsweise mit der Wechselrichterschaltung 208, den Motoren 210 usw., und die Verbindung der Elektroparametermessvorrichtung 212 mit der elektrischen Komponente 204 ist nur beispielhaft und nicht einschränkend. Die Elektroparametermessvorrichtung 212 kann eine Vorrichtung sein, die konfiguriert ist, um einen oder mehrere elektrische Parameterwerte zu messen, wie beispielsweise eine Wechselstromspannung, einen Wechselstrom, eine Gleichstromspannung, einen Gleichstrom und/oder einen magnetischen Fluss, der mit jeder der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c der elektrischen Komponente 204 assoziiert ist. Beispielsweise kann die Elektroparametermessvorrichtung 212 eine Stromabfühlvorrichtung, eine Spannungsabfühlvorrichtung, einen Magnetmesser usw. oder Kombinationen davon aufweisen.
Eine Ausgangsgröße der Elektroparametermessvorrichtung 212 kann mit einem Analogfilter 214 verbunden sein, um transiente Bedingungen und Rauschen auszufiltern. Das Analogfilter 214 kann als Filter erster Ordnung oder höherer Ordnung ausgelegt sein, und zwar basierend auf verschiedenen Cutoff- bzw. Abschnittsfrequenzen und/oder Frequenzbereichen, wie dem Fachmann bekannt ist. Beispiele des Analogfilters 214 können Tiefpassfilter, Hochpassfilter, Notch- bzw. Kerbfilter oder Ähnliches und Kombinationen davon aufweisen. Eine gefilterte Ausgangsgröße der Messungen der elektrischen Parameter wird dann vom Analogfilter 214 zu einem Analog/Digital-Wandler (ADC = Analog to Digital Converter) 216 geliefert. Der Analog/Digital-Wandler 216 kann ein n-Bit-Analog/Digital-Wandler mit sein, wobei „n” eine ganze Zahl ist, die als Potenz von 2 ausgedrückt werden kann. Der Analog/Digital-Wandler 216 ist so konfiguriert, dass er ein digitales (binäres) Äquivalent der gefilterten analogen Ausgangsgröße aus dem Analogfilter 214 ausgibt. Beispielsweise werden die elektrischen Parameterwerte, die von der Elektroparametermessvorrichtung 212 erhalten wurden, durch den Analog/Digital-Wandler 216 in ein äquivalentes binäres Format umgewandelt. Eine Ausgangsgröße des Analog/Digital-Wandlers 216 wird dann zu einem Digitalsignalprozessor (DSP) 218 geliefert.
Der Digitalsignalprozessor 218 kann einen Digitalfilter 220 aufweisen, um Rauschen im digitalisierten Wert der elektrischen Parameter herauszufiltern, die von der Elektroparametermessvorrichtung 212 gemessen wurden. Solche gefilterten digitalisierten elektrischen Parameterwerte können in dem Digitalsignalprozessor 218 als eine Anordnung oder Matrix von Werten gespeichert sein, die als ein Eingangsvektor 302 bezeichnet werden (bezüglich der 4–6 besprochen). Der Digitalsignalprozessor 218 kann die digitalisierten elektrischen Parameterwerte für eine Vielzahl von Zyklen entsprechend der elektrischen Komponente 204 speichern, obwohl der Digitalsignalprozessor 218 die digitalisierten elektrischen Parameterwerte auch für andere Zeitperioden speichern kann, wie es dem Fachmann klar sein wird.
Der Ausdruck „Zyklus”, wie er in dieser Offenbarung verwendet wird, kann ein elektrischer Zyklus sein, der mit der elektrischen Komponente 204 assoziiert ist, oder kann eine Zeiteinheit oder eine Zeitperiode aufweisen, für welche Messungen von der Elektroparametermessvorrichtung 212 aufgenommen werden können. Der elektrische Zyklus kann durch eine Betriebsfrequenz der elektrischen Komponente 204 bestimmt werden und kann von einer elektrischen Komponente zur anderen variieren. Die Zeitperiode kann einen Zyklus definieren, kann programmierbar sein und kann auch für verschiedene Anwendungen variieren, für welche die Maschine 100 verwendet wird.
Es wird weiter klar sein, dass, obwohl die Elektroparametermessvorrichtung 212, das Analogfilter 214, der Analog/Digital-Wandler 216 und der Digitalsignalprozessor 218 als separate Vorrichtungen der Maschine 100 veranschaulicht sind, diese Vorrichtungen in einem alternativen Aspekt als eine einzige Vorrichtung, welche die Funktionen dieser getrennten Vorrichtungen hat, integriert sein können. Beispielsweise kann die Elektroparametermessvorrichtung 212 den Analogfilter 214 aufweisen, der intern von dem Analog/Digital-Wandler 216 und dem Digitalsignalprozessor 218 getrennt ist (beispielsweise durch eine galvanische Isolierung).
Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung ist die elektronische Steuereinheit 222 mit einem Ausgang des Digitalsignalprozessors 218 verbunden. Zusätzlich zum Digitalsignalprozessor 218 und der Elektroparametermessvorrichtung 212 kann die elektronische Steuereinheit 222 mit einer Anzeige 226, mit einem Fehlerindikator 228, mit einem Steuerschalter 230, mit einer Steuereingabe 224, die von der Bedienerkabine 104 aufgenommen wird, wenn die Maschine 100 betrieben wird, mit dem Werkzeug 106 über (nicht gezeigte) Hydraulikventile und mit der elektrischen Komponente 204 verbunden sein oder elektrisch gekoppelt sein. Obwohl dies nicht ausdrücklich in 3 veranschaulicht ist, ist die elektronische Steuereinheit 222 (direkt und/oder operativ) mit anderen Teilen der Maschine 100 verbunden, was verschiedene Sensoren in der Maschine 100, den Motor 202, den Gleichrichter 206, das Impedanzgitter 213, die Wechselrichterschaltung 208, die Motoren 210, den Satz von Antriebsrädern 108, den Satz von Laufrädern 110, verschiedene Kühlsysteme, Steuersysteme, Strömungsmittelsysteme und elektrische Systeme der Maschine 100 einschließt, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist. Daher sind die Verbindungen oder Koppelungen der elektronischen Steuereinheit 222 nur beispielhaft und nicht einschränkend gezeigt. Die Steuereingabe 224 kann an die elektronische Steuereinheit 222 durch einen Bediener in der Bedienerkabine 104 oder über einen ferngesteuerten Betrieb der Maschine 100 geliefert oder eingegeben werden.
Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung kann der Fehlerindikator 228 ein Audioalarm, eine Sichtanzeige oder eine Kombination von beidem sein, um einen Bediener der Maschine 100 bezüglich eines möglichen Fehlers in der Maschine 100 zu alarmieren. Gemäß einem Aspekt wird der Fehlerindikator 228 durch die elektronische Steuereinheit 222 gesteuert. Der Fehlerindikator 228 kann verwendet werden, um den Steuerschalter 230 auszulösen oder zu aktivieren, der wiederum eine Ausgabe der Maschine 100 durch Steuerung einer Positionierung und/oder Bewegung des Werkzeugs 106 steuern kann, beispielsweise über (nicht gezeigte) hydraulische Betätigungsvorrichtungen. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Steuereinheit 222 direkt oder operativ mit dem Werkzeug 106 gekoppelt sein, um die Positionierung und/oder Bewegung davon zu steuern. Die elektronische Steuereinheit 222 kann mit einem Netzwerk von (nicht gezeigten) Sensoren an der Maschine 100 verbunden sein. Durch Verbindung mit dem Netzwerk von Sensoren kann die elektronische Steuereinheit 222 ein Teil eines Datennetzwerks sein (beispielsweise eines J1939-Netzwerks). Ein solches Netzwerk von Sensoren liefert verschiedene Daten bezüglich physikalischer Parameter und Betriebsparameter an die elektronische Steuereinheit 222 zur Verarbeitung. Die Daten von dem Netzwerk von Sensoren werden über einen oder mehrere interne Busse der Maschine 100 geliefert (beispielsweise einen CAN-Bus (CAN = Controller Area Network)). Es wird klar sein, dass eine physikalische Anordnung der verschiedenen Vorrichtungen und Komponenten der Maschine 100, die in 3 gezeigt sind, zu Diskussionszwecken nur beispielhaft dargestellt sind, und dass eine tatsächliche Anordnung dieser Komponenten und Vorrichtungen von einer physischen Konstruktion oder Struktur der Maschine 100 abhängen wird, wie dem Fachmann klar sein wird.
Gemäß einem Aspekt kann die Anzeige 226 ein berührungsempfindlicher Bildschirm, eine LED-Anzeige (LED = Light Emitting Diode), eine Plasmaanzeige oder andere Arten von Anzeigen sein, die dem Fachmann bekannt sind. Die Anzeige 226 kann so konfiguriert sein, dass sie verschiedene Daten oder Signale, die mit der Maschine 100 in Beziehung stehen, für einen Bediener der Maschine 100 anzeigt. Beispielsweise kann die Anzeige 226 Echtzeitmessungen von der Elektroparametermessvorrichtung 212 als zeitlich variierende Kurve anzeigen.
Nun mit Bezug auf 4 ist die elektronische Steuereinheit 222 gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung veranschaulicht. Die elektronische Steuereinheit 222 weist einen Prozessor 308 auf, der mit einem Eingangsanschluss 304, einem Ausganganschluss 306, einer programmierbaren Logikschaltung (PLC = Programmable Logic Circuit) 310, einem Speicher 312 und einem Timer bzw. Zeitgeber 314 gekoppelt ist, genauso wie mit anderen Komponenten in der elektronischen Steuereinheit 222. Die elektronische Steuereinheit 222 kann zusätzliche Komponenten aufweisen, die dem Fachmann bekannt sind, wobei die Komponenten nicht ausdrücklich in 4 dargestellt sind. Beispielsweise kann die elektronische Steuereinheit 222 Wärme senken, Sicht anzeigen (beispielsweise lichtemittierende Dioden), Impedanzanpassungsschaltungen, interne Busse, Koprozessoren oder Monitorprozessoren, Batterien und Leistungsversorgungseinheiten, Leistungssteuerchips, Sender/Empfänger, Drahtlosmodule, Satellitenkommunikationsverarbeitungsmodule und eingebettete Systeme auf verschiedenen integrierten Chips aufweisen. Gemäß einem Aspekt kann die elektronische Steuereinheit 222 von einer (nicht gezeigten) Motorsteuereinheit getrennt sein. Gemäß einem alternativen Aspekt kann die elektronische Steuereinheit 222 mit der Motorsteuereinheit integriert sein oder kann Raum- und Verarbeitungsressourcen mit dieser teilen.
Der Eingangsanschluss 304 kann ein einzelner Anschluss oder eine Ansammlung von Anschlüssen sein. Der Eingangsanschluss 304 ist konfiguriert, um verschiedene Eingangsgrößen und Daten von anderen Teilen der Maschine 100 aufzunehmen und solche Eingangsgrößen und Daten an den Prozessor 308 weiter zu leiten. Beispielsweise empfängt der Eingangsanschluss 304 den Eingangsvektor 302 mit den elektrischen Parameterwerten, die von der Elektroparametermessvorrichtung 212 gemessen wurden, von dem Digitalsignalprozessor 218. Genauso kann der Eingangsanschluss 304 konfiguriert sein, um die Steuereingabe 224 vom Bediener der Maschine 100 als ein elektrisches Signal zu empfangen.
In ähnlicher Weise kann der Ausgangsanschluss 306 ein einzelner Anschluss oder eine Ansammlung von Anschlüssen sein. Der Ausgangsanschluss 306 ist konfiguriert, um Daten und Steuersignale vom Prozessor 308 zur Steuerung und Kommunikation mit verschiedenen Teilen der Maschine 100 auszugeben. Beispielsweise ist der Ausgangsanschluss 306 konfiguriert, um Signale an den Fehlerindikator 228, die Anzeige 226, den Steuerschalter 230, die elektrische Komponente 204 und direkt oder indirekt an das Werkzeug 106 auszugeben, um Positionen und Bewegungen davon zu steuern.
Der Prozessor 308 kann ein integrierter Schaltungschip (IC-Chip = Integrated Circuit) sein, der so hergestellt ist, dass er verschiedene Merkmale und Funktionalitäten der hier besprochenen Aspekte ausführt. Nur beispielhaft und nicht einschränkend kann der Prozessor 308 unter Verwendung einer CMOS-Herstellungstechnologie hergestellt werden (CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor). Gemäß einem Aspekt kann der Prozessor 308 konfiguriert sein, um computerausführbare Anweisungen 338 im Speicher 312 auszuführen, um verschiedene Betriebsvorgänge auszuführen, die bezüglich 6 besprochen werden. Gemäß einem Aspekt ist der Prozessor 308 mit der programmierbaren Logikschaltung (PLC = Programmable Logic Circuit) 310 und mit dem Speicher 312 gekoppelt und ist konfiguriert, um mit diesen zu kommunizieren.
Die programmierbare Logikschaltung 310 kann eine anwendungsspezifische integerierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit), eine feldprogrammierbare Gatteranordnung (FPGA = Field Programmable Gate Array), eine programmierbare Logikanordnung (PLA 0 Programmable Logic Array), ein System auf einem Chip (SOC = System on a Chip) oder Ähnliches sein. Die programmierbare Logikschaltung 310 kann Logikschaltungen aufweisen, wie beispielsweise Boole'sche Gatter („UND”, „ODER” und „NICHT”) um verschiedene binäre Betriebsvorgänge basierend auf Signalen vom Prozessor 308 auszuführen. Die programmierbare Logikschaltung 310 kann mit dem Speicher 312 gekoppelt sein, um mit Daten zu arbeiten, die im Speicher 312 gespeichert sind, sobald Signale vom Prozessor 308 empfangen werden.
Der Timer bzw. Zeitgeber 314 kann einen Clock- bzw. Taktgenerator aufweisen, um ein oder mehrere Zeitsteuersignale oder Clock- bzw. Taktsignale zur Verwendung beim Synchronisieren des Prozessors 308, der programmierbaren Logikschaltung 312 und dem Speicher 312 zu erzeugen. Der Timer 314 kann Kristalloszillatoren aufweisen, um Grundfrequenzen zu erzeugen, und Teiler- und Multiplikatorschaltungen, um zusätzliche Taktfrequenzen aus der Grundfrequenz zu erzeugen.
Der Speicher 312 kann als ein nicht transitorisches computerlesbares Medium ausgebildet sein. Nur beispielhaft kann der Speicher 312 eine halbleiterbasierte Speichervorrichtung sein, die einen Arbeitsspeicher bzw. RAM (RAM = Random Access Memory), einen Lesespeicher bzw. ROM (ROM = Read Only Memory), einen dynamischen RAM, einen programmierbaren ROM, einen elektrisch löschbaren programmierbaren ROM (EEPROM = Electrically Erasable Progammable ROM), einen statischen RAM; einen Flashspeicher, Kombinationen davon oder andere Arten von Speichervorrichtungen aufweisen, die dem Fachmann bekannt sind, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Gemäß einem Aspekt ist der Speicher 312 mit dem Prozessor 308 und mit der programmierbaren Logikschaltung 310 verbunden. Gemäß einem Aspekt kann der Speicher 312 aus einem nicht transitorischen computerlesbaren Speichermedium gemacht sein oder unter Verwendung eines solchen ausgebildet sein, auf dem die computerausführbaren Anweisungen 338 ruhen. Die computerausführbaren Anweisungen 338 bewirken, wenn sie vom Prozessor 308 ausgeführt werden, dass der Prozessor 308 die Merkmale und Funktionalitäten der verschiedenen Aspekte dieser Offenbarung ausführt, so wie jene, die bezüglich 6 besprochen werden. Ein solches nicht transitorisches computerlesbares Speichermedium kann Halbleiterspeicher, optische Speicher, Magnetspeicher, mono- oder bi-stabile Schaltungen (Flip-Flops usw.) und so weiter oder Kombinationen davon aufweisen. Ein solches nicht transitorisches computerlesbares Speichermedium schließt Signale aus, die transitorisch sind.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung weist der Speicher 312 Speicherbereiche auf, die zur Speicherung einer Vielzahl von Daten zugeordnet sind, welche eine Eingangsvektorkopie 303, eine Registerkarte bzw. ein Registerkennfeld 316, ein Ungleichgewichtsfeld 324, einen Schwellenvektor 330, einen Schwellenvergleichsvektor 332, einen Shutdown- bzw. Abschalteinrichtungsvektor 336, einen Fehlervektor 334, einen Progressive-Gain- bzw. Progressivverstärkungspuffer 326, einen Stufengrößenpuffer 328 und einen Zähler 318 aufweisen. Der Zähler 318 kann einen Debounce- bzw. Einschwingungszähler 320 und einen Batch- bzw. Chargenzähler 322 aufweisen. Die Registerkarte 316, das Ungleichgewichtsverhältnis 324, der Schwellenvektor 330, der Schwellenvergleichsvektor 332, der Abschalteinrichtungsvektor 336, der Fehlervektor 334, der Progressivverstärkungspuffer 326, der Stufengrößenpuffer 328 und der Zähler 318, werden vom Prozessor 308 betrieben oder verwendet, um verschiedene Merkmale und Funktionalitäten einzurichten, die hier besprochen werden. Im Allgemeinen sind die Registerkarte 316, das Ungleichgewichtsverhältnis 324, der Schwellenvektor 330, der Schwellenvergleichsvektor 332, der Abschalteinrichtungsvektor 336, der Fehlervektor 334, der Progressivverstärkungspuffer 326, der Stufengrößenpuffer 328 und der Zähler 318 über jeweilige Speicheradressen im Speicher 312 identifizierbar, der für den Prozessor 308 zugänglich ist. Die Rolle und Verwendung von speziellen Daten, die in der Registerkarte 316 gespeichert sind, des Ungleichgewichtsverhältnisses 324, des Schwellenvektors 330, des Schwellenvergleichsvektors 332, des Abschalteinrichtungsvektors 336, des Fehlervektors 334, des Progressivverstärkungspuffers 326, des Stufengrößenpuffers 328 und des Zählers 318 werden mit Bezugnahme auf die 5 und 6 besprochen.
Mit Bezug auf 5 ist die Registerkarte 316, die im Speicher 312 gespeichert ist, gemäß einem Aspekt der Offenbarung dargestellt. Der Ausdruck „Registerkarte” bzw. „Kennfeld” wird im Allgemeinen auf spezielle Speicherbereiche in dem Speicher 312 bezogen, die adressierbar sind und für den Prozessor 308 und/oder die programmierbare Logikschaltung 310 zugänglich sind und dies kann in austauschbarer Weise als „Registerbereich” oder „Register” bezeichnet werden, wie dem Fachmann im Hinblick auf diese Offenbarung klar sein wird. Die Registerkarte 316 weist eine Vielzahl von Registern oder Speicherbereichen auf, die konfiguriert sind, um Variablen oder Parameter als binäre Werte zu speichern, und zwar beginnend von einem geringstwertigen Bit (LSB = Least Significant Bit) 402 zu einem höchstwertigen Bit (MSB = Most Significant Bit) 404. Der Ausdruck „signifikant” bzw. „wertig”, wie er hier bezüglich des geringstwertigen Bits 402 und des höchstwertigen Bits 404 verwendet wird, hat eine herkömmliche Bedeutung bezüglich der binären Daten und sollte nicht in anderer Weise interpretiert werden, wie es dem Fachmann klar sein wird. Weiterhin kann eine Größe der Variablen, die in der Registerkarte gespeichert sind, durch einen Bereich beginnend vom geringstwertigen Bit 402 zum höchstwertigen Bit 404 bestimmt werden, und ein solcher Bereich kann variabel sein. Beispielsweise kann das höchstwertige Bit 404 8-Bit-, 16-Bit-, 32-Bit-, 64-Bit-Positionen oder höheren Bit-Positionen entsprechen, die als eine Potenz der Dezimalzahl 2 ausgedrückt sind. In 5 ist eine Anordnung einer solchen Vielzahl von Variablen oder Parametern nur beispielhaft und nicht einschränkend veranschaulicht, da unterschiedliche Bereiche in der Registerkarte 316 zur Speicherung solcher Variablen verwendet werden können. Die Vielzahl von Registern der Registerkarte 316 kann feste oder sich dynamisch ändernde Daten haben. Weiterhin können die Daten in der Registerkarte 316 durch jeweilige Stellen der Daten durch den Prozessor 308 und/oder die programmierbare Logikschaltung 310 adressierbar sein.
Gemäß einem Aspekt weist die Registerkarte 316 ein Register 406 mit festem Fehlerniveau auf. Das Register 406 mit festem Fehlerniveau weist Bits auf, um eine Vielzahl von Fehlerniveaus, die mit der elektrischen Komponente 204 assoziiert sind, dem Prozessor 308 anzuzeigen. Beispielsweise kann das Register 406 mit festem Fehlerniveau Bits aufweisen, die auf eine binäre „1” oder „0” gesetzt sind, die anzeigen, ob spezielle Fehlerniveaus, die mit der Vielzahl von Phasen 204a–204c assoziiert sind, aufgetreten sind oder nicht. Der Ausdruck „Fehlerniveau” kann sich auf einen akzeptablen/tolerierbaren numerischen Wert des elektrischen Parameters beziehen, der von der Elektroparametermessvorrichtung 212 gemessen wurde und an die elektronische Steuereinheit 222 geliefert wurde, wie weiter bezüglich 6 besprochen wird. Ein solcher numerischer Wert zeigt dem Prozessor 308 an, dass ein potentieller Fehler existiert oder in der elektrischen Komponente 204 und/oder der Maschine 100 im Allgemeinen aufgetreten ist.
Genauso weißt die Registerkarte 316 gemäß einem Aspekt ein Register 408 für Echtzeitfehlerniveaus auf, welches dem Prozessor 308 in Echtzeit anzeigt, welches Fehlerniveau für die Vielzahl von Phasen 204a–204c ausgelöst hat oder aufgetreten ist, und zwar basierend auf dem elektrischen Parameterwert im Eingangsvektor 302. Der Ausdruck „Echzeit” bezieht sich auf eine Zeitperiode, wenn die Maschine 100 arbeitet und die Vielzahl von Phasen 204a–204c verschiedene elektrische Parameterwerte erzeugen, die von der Elektroparametermessvorrichtung 212 gemessen werden. Beispielsweise kann das Register 408 für Echtzeitfehlerniveaus ein Bit pro Fehlerniveau vorsehen. Ein Fehlerniveau kann durch den Prozessor 308 unter Verwendung einer Position eines Bits des Registers 408 für Echtzeitfehlerniveaus das Fehlerniveau identifiziert werden, wobei eine Zahl entsprechend einer Position des Bits in dem Register 408 für Echtzeitfehlerniveaus das Fehlerniveau identifiziert. Wenn die Position des Bits in dem Register 408 für Echtzeitfehlerniveaus auf eine binäre „1” gesetzt ist, wird angenommen, dass ein Fehler entsprechend der Position dieses Bits aufgetreten ist, und wenn es auf eine binäre „0” gesetzt ist, kann der Prozessor 308 keinen Fehler bei der elektrischen Komponente 204 für das Fehlerniveau entsprechend der Position des Bits anzeigen.
Gemäß einem Aspekt weist die Registerkarte 316 ein Phasenungleichgewichtsfehler-Abschalteinrichtungsregister 410 auf. Wenn ein Bit des Phasenungleichgewichtsfehler-Abschalteinrichtungsregisters 410 auf eine binäre „1” gesetzt ist kann das Phasenungleichgewichtsfehler-Abschalteinrichtungsregister 410 dem Prozessor 308 anzeigen, dass die elektrische Komponente 204 oder die Maschine 100 abgeschaltet werden können, wobei der Abschalteinrichtungsvektor 336 vom Prozessor 308 angewendet wird, um eine Shutdown- bzw. Abschaltroutine zu starten. Wenn es auf eine binäre „0” gesetzt ist, kann der Prozessor 308 anzeigen, dass kein Phasenungleichgewicht detektiert wurde, wie bezüglich 6 besprochen. Eine Position des Bits („0” oder „1”) in dem Phasenungleichgewichtsfehler-Abschalteinrichtungsregister 410 zeigt ein Fehlerniveau der elektrischen Komponente 204 für den Prozessor 308 an, was bewirkt, dass der Prozessor 308 den Abschalteinrichtungsvektor 336 anwendet oder das Fehlerniveau bestimmt, das mit einem durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewicht assoziiert ist, wie ebenfalls mit Bezug auf 6 besprochen.
Gemäß einem Aspekt weist die Registerkarte 316 ein Phasenungleichgewichtsfehler-Einrichtungsregister 412 auf, in dem jedes Bit einem Fehlerniveau zugeordnet ist, das zur Aufnahme als eines der Niveaus in dem Schwellenvektor 330 eingerichtet sein kann. Wenn ein Bit in dem Phasenungleichgewichtsfehler-Einrichtungsregister 412 auf eine binäre „1” gesetzt ist, kann das Phasenungleichgewichtsfehler-Einrichtungsregister 412 dem Prozessor 308 anzeigen, dass ein Fehlerniveau, das durch die Position des Bits identifiziert wird, für das Fehlerniveau eingerichtet werden soll. Wenn ein Bit im Phasenungleichgewichtsfehler-Einrichtungsregister 412 auf eine binäre „0” gesetzt ist, kann das Phasenungleichgewichtsfehler-Einrichtungsregister 412 genauso dem Prozessor 308 anzeigen, dass ein Fehlerniveau, das durch die Position des Bits identifiziert wird, für dieses Fehlerniveau abgeschaltet bzw. nicht eingerichtet werden soll.
Gemäß einem Aspekt weist die Registerkarte 316 eine progressive Verstärkung 414 auf. Die progressive Verstärkung (Gain) 414 ist ein Gewichtungsfaktor, der auf das Ungleichgewichtsverhältnis 324 im Speicher 312 angewendet wird, um eine Stufengröße 416 für den Zähler 318 zu erzeugen. Die progressive Verstärkung 414 kann in dem Progressiverstärkungspuffer 326 gespeichert werden und mit dem Ungleichgewichtsverhältnis 324 durch den Prozessor 308 multipliziert werden, um die Stufengröße 416 zu erhalten (im Stufengrößepuffer 328 gespeichert). Nur beispielhaft hat die Stufengröße 416 einen numerischen Wert von 1, wenn die progressive Verstärkung 414 auf einen Wert von null gesetzt ist. Die Stufengröße 416 kann dann vom Prozessor 308 verwendet werden, um den Zähler 318 einzustellen, um eine schnellere Zählung zu gestatten, wenn ein Phasenungleichgewicht der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c, das vom Prozessor 308 detektiert wird, größer wird. Eine solche Einstellung der Stufengröße 416 kann für jeden Zyklus in Echtzeit ausgeführt werden, oder kann ausgeführt werden, nachdem die Maschine 100 laufen gelassen wurde, und zwar basierend auf Anwendungsdaten der Maschine 100. Beispielsweise kann die progressive Verstärkung 414 durch den Prozessor 308 basierend auf einem hohen Wert des Phasenungleichgewichtes eingestellt werden, was anzeigt, dass der Zähler 318 schneller zählen muss, wodurch die Stufengröße 416 vergrößert wird. Wenn das detektierte Phasenungleichgewicht sich verringert oder negativ wird, muss der Zähler 318 genauso möglicherweise langsamer zählen und die Stufengröße 416 wird verringert.
Gemäß einem Aspekt weist die Registerkarte 316 ein Einschwingungszähler/Chargenzähler-Auswahlregister 418 auf. Das Einschwingungszähler/Chargenzähler-Auswahlregister 418 sieht eine Konfiguration vor, um zwischen einer Einschwingungs- oder Chargenzählung auszuwählen, die durch den jeweiligen Debounce- bzw. Einschwingungszähler 320 und den Batch- bzw. Chargenzähler 322 im Speicher 312 eingerichtet wird. Wiederum entspricht jedes Bit in dem Einschwingungszähler/Chargenzähler-Auswahlregister 418 einem Fehlerniveau. Für jedes Fehlerniveau entspricht ein binäres „0”-Bit der Verwendung des Einschwingungszählers 320 und ein binäres „1”-Bit entspricht der Verwendung des Chargenzählers 322, und der Zähler 318 implementiert den Zählungsvorgang entsprechend unter der Steuerung der Prozessors 308 basierend darauf, welches Fehlerniveau aktiv ist. Wenn der Einschwingungszähler 320 verwendet wird, wird die Zählung gelöscht oder zurückgesetzt anstatt verringert zu werden. Wenn der Einschwingungszähler 320 ausgewählt wird, wird der Einschwingungszähler 320 konfiguriert, immer dann nach oben zu zählen, wenn ein Fehlerzustand existiert oder detektiert wird. Wenn der Chargenzähler 322 verwendet wird, wird die Zählung während eines Fehlerzustandes auf das Fehlerniveau erhöht und wird während eines Zustandes ohne Fehler auf Null verringert oder heruntergezählt. Wenn ein Fehler für ein spezielles Fehlerniveau aufgetreten ist, kann der Chargenzähler 322 auf Null gelöscht werden. Es wird klar sein, dass andere Techniken zum Zählen gleichfalls anwendbar sind, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
Ein Fehlerzustand wird als entfernt oder nicht mehr existierend angesehen, sobald die Zählung für den Batch- bzw. Chargenzähler 322 auf Null zurückkehrt. Für den Debounce- bzw. Einschwingungszähler 320 wird angenommen, dass der Fehler entfernt ist, wenn der Fehlerzustand für eine Einschwingungszeit, die von dem Einschwingungszähler eingerichtet wird (beispielsweise eine Zeit, die von dem Einschwingungszähler 320 verwendet wird, um von einer Zählung von 0 auf eine Zählung von 100 nach oben zu zählen) nicht existiert hat. Das heißt, der Fehler muss für die kontinuierliche Zeitdauer vorhanden sein, die von der Einschwingungszeit des Einschwingungszählers 320 festgelegt wird, damit er als ein tatsächlicher Fehler erklärt wird, und es darf nicht zugelassen werden, dass der Einschwingungszähler 320 während der kontinuierlichen Zeitdauer zurückgesetzt wird, die von der Einschwingungszeit festgelegt wird, damit ein fehlerfreier Zustand erklärt wird.
Gemäß einem Aspekt weist die Registerkarte 316 ein Phasenungleichgewichtssteuerregister 420 auf. Das Phasenungleichgewichtssteuerregister 420 weist Bits für einen ersten Index 434, einen zweiten Index 436, einen Abweichungsindex 450 und einen Time-Out- bzw. Zeitüberlaufwert 440 auf. Der erste Index 434 ist mit dem Identifizieren einer ersten Phase (beispielsweise eine der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c) in der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c assoziiert, die einen elektrischen Parameterwert hat, der sich von einem vordefinierten maximalen elektrischen Parameterwert im Eingangsvektor 302 unterscheidet, und zwar im Vergleich mit einem vorherigen Zyklus oder mit einem vorherigen Wert des Eingangsvektors 302, wie bezüglich 6 besprochen. Wenn der erste Index eine binäre „0” ist, ist der Zähler 318 unbeeinflusst, und wenn der erste Index 434 eine binäre „1” ist, wird der Zähler 318 dazu gezwungen, sich zu verringern, indem die Phase gewechselt wird, bei der identifiziert wird, dass sie den elektrischen Parameterwert auf einem Maximum hat, und zwar anders als die Phase, die im vorherigen Zyklus identifiziert wurde.
Genauso ist der zweite Index 436 mit dem Identifizieren einer zweiten Phase (beispielsweise eine der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c) der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c assoziiert, die einen elektrischen Parameterwert hat, der sich von einem vordefinierten minimalen elektrischen Parameterwert im Eingangsvektor 302 unterscheidet, und zwar im Vergleich mit einem vorherigen Zyklus oder mit einem vorherigen Wert des Eingangsvektors 302, wie ebenfalls mit Bezug auf 6 besprochen. Wenn der zweite Index 436 eine binäre „0” ist, ist der Zähler 318 unbeeinflusst, und wenn der zweite Index 434 eine binäre „1” ist, wird der Zähler 318 dazu gezwungen, herunter zu zählen, und zwar durch Verändern der Phase, bei der identifiziert wurde, dass sie den elektrischen Parameterwert auf einem Minimum hat, und zwar anders als die Phase, die im vorherigen Zyklus identifiziert wurde.
Der Abweichungsindex 450 identifiziert eine Phase in der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c, der einen Wert des elektrischen Parameters im Eingangsvektor 302 hat, der von einem vordefinierten Wert abweicht, der im Speicher 312 gespeichert ist. Der Timeout- bzw. Zeitüberlaufwert 440 wird verwendet, um zu bestimmen, ob ein vollständiger Zyklus für die elektrische Komponente 204 aufgetreten ist. Wenn beispielsweise der Timeout-Wert 440 eine binäre „0” ist, weiß der Prozessor 308, dass der Zähler 318 unbeeinflusst sein sollte und weiter zählen sollte, da der Eingangsvektor 302 für einen vollständigen Stromzyklus noch nicht empfangen worden ist. Wenn der Timeout-Wert 440 eine binäre „1” ist, wird der Zähler 318 dazu gezwungen, auf einen Null-Wert herunter zu zählen, was anzeigt, dass der vollständige Zyklus überwacht worden ist. Der Timeout-Wert 440 kann vom Timer bzw. Zeitgeber 314 gesteuert werden.
Gemäß den verschiedenen Aspekten der Offenbarung ist der Prozessor 308 konfiguriert, den ersten Index 434 und/oder den zweiten Index 436 und/oder den Abweichungsindex 450 zu verwenden, um die Phase zu identifizieren, die das Phasenungleichgewicht verursacht. Beispielsweise wird gemäß einem Aspekt nur der erste Index 434 verwendet, um die Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c mit dem maximalen elektrischen Parameterwert als ein Kriterium zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes zu identifizieren. Genauso kann der Prozessor 308 gemäß einem weiteren Aspekt nur den zweiten Index 436 als ein Kriterium verwenden, um die Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c mit einem minimalen elektrischen Parameterwert zu identifizieren, um das Phasenungleichgewicht zu detektieren. Gemäß noch einem weiteren Aspekt kann nur der Abweichungsindex 450 als ein Kriterium verwendet werden, um das Phasenungleichgewicht zu detektieren. Der Prozessor 308 ist konfiguriert, um unabhängig jeden Index, d. h. den ersten Index 434, den zweiten Index 436 und den Abweichungsindex 450 als das Kriterium der Wahl für unterschiedliche Zyklen anzuschalten oder auszuschalten. Gemäß einem weiteren Aspekt können der erste Index 434, der zweite Index 436 und der Abweichungsindex 450 nicht zur gleichen Zeit (oder für den gleichen Zyklus) vom Prozessor 308 verwendet werden. Bits für jeden Index des ersten Index 434, des zweiten Index 436 und des Abweichungsindex 450 können abhängig von einer Eingabezeit des Eingangsvektors 302 eingerichtet bzw. eingeschaltet werden. Solche Bits können in den Registerkarten 316 oder sonst irgendwo im Speicher 312 gespeichert sein. Für Spitzenströme, die von der Elektroparametermessvorrichtung 212 gemessen werden, könnte beispielsweise der erste Index 434 als eine Überprüfung oder als ein Kriterium vom Prozessor 308 verwendet werden, um das Phasenungleichgewicht zu detektieren, für RMS-Ströme könnte jedoch der zweite Index 436 als Überprüfung durch den Prozessor 308 verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt weist die Registerkarte 316 einen Minimalwertvektor 422 auf. Der Minimalwertvektor 422 speichert minimale Niveaus der elektrischen Parameterwerte im Eingangsvektor 302 für den Prozessor 308 um ein Phasenungleichgewicht zu berücksichtigen. Der Minimalwertvektor 422 kann minimale Schwellenwerte für Spitzenwerte und quadratische Mittelwerte bzw. RMS-Werte (RMS = Root Mean Square) der elektrischen Parameter für jede der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c der elektrischen Komponente 204 aufweisen. In Verbindung mit dem Minimalwertvektor 422 weist die Registerkarte 316 ein Minimalwertvektoreinschwingungsregister 424 auf, welches eine minimale Zählung speichert, für die der Eingangsvektor 302 kontinuierlich über den im Minimalwertvektor 422 gespeicherten Werten sein sollte, bevor der Prozessor 308 ein Phasenungleichgewicht in Betracht zieht. Diese minimale Zählung kann unter Verwendung des Zählers 318 eingerichtet werden. Der Minimalwertvektor 422 kann eine Vielzahl von Minimalwerten aufweisen, so dass nur einer, mehr als einer oder alle Minimalwerte von dem Eingangsvektor 302 erfüllt werden müssen, damit der Prozessor 308 ein Phasenungleichgewicht in Betracht zieht.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Minimalwertvektor 422 minimale Werte für mehr als einen Eingangsvektor gleichzeitig aufweisen. Gemäß diesem Aspekt kann der Minimalwertvektor 422 eine Matrix von Vektoren sein, in der jede Zeile der Matrix einem Eingangsvektor entspricht (einschließlich des Eingangsvektors 302). Der Minimalwertvektor 422 kann dann Minimalwerte liefern, die als eine Minimalwertschwelle für nur den Eingangsvektor 302, den Eingangsvektor 302 und zusätzliche Eingangsvektoren oder für alle Eingangsvektoren einschließlich des Eingangsvektors 302 erfüllt sein müssen, die bei der elektronischen Steuereinheit 222 empfangen werden.
Gemäß einem Aspekt weist die Registerkarte 316 ein Phasenungleichgewichtsauslöseniveauregister 426 auf. Das Phasenungleichgewichtsauslöseniveauregister 426 kann Werte für den Schwellenvektor 330 zum Vergleich mit dem Ungleichgewichtsverhältnis 324 aufweisen, wie bezüglich 6 besprochen.
Gemäß einem Aspekt kann die Registerkarte 316 einen Ungleichgewichtsverhältnisspeicherbereich 432 aufweisen, um das Ungleichgewichtsverhältnis 324 zu speichern, welches vom Prozessor 308 berechnet wird, wie mit Bezug auf 6 besprochen. Die Registerkarte 316 weist weiter zusätzlichen Raum zur Speicherung verschiedener Variablen auf, beispielsweise einer Drehmomenteingangsschwelle 438, die dem Prozessor 308 eine minimale Drehmomentwertausgangsgröße von der elektrischen Komponente 204 anzeigt, unter der der Eingangsvektor 302 ungültig ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung ist auf elektrische Komponenten und Systeme (beispielsweise die elektrische Komponente 204) als alleinstehende Vorrichtung oder als Teil einer Maschine (beispielsweise der Maschine 100 anwendbar).
Elektrische Komponenten von Maschinen können Fluktuationen in den elektrischen Parametern von einer oder mehreren Phasen im normalen Betriebsverlauf haben. Solche Fluktuationen können ein Phasenungleichgewicht verursachen, welches überwacht wird, um zu bestimmen, ob eine elektrische Komponente versagt hat oder ob die Maschine abgeschaltet werden muss.
Üblicherweise wird das Detektieren eines solchen Phasenungleichgewichtes als Versagen einer Komponente in der Maschine angesehen und kann eine sofortige Beachtung durch den Bediener der Maschine erfordern. Ab und zu muss der Bediener die Maschine abschalten, um einen Grund für das Phasenungleichgewicht zu überprüfen, Probleme zu lösen und/oder ein vermutliches Versagen hinter dem Phasenungleichgewicht reparieren. In vielen Szenarien liegt ein solches Phasenungleichgewicht jedoch auf Grund von durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Phänomenen vor, was keine tatsächlichen Fehler oder Versagensfälle von Komponenten in der Maschine sind. Auch wenn das Phasenungleichgewicht auf Grund solcher von den Steuereinrichtungen hervorgerufenen Phänomene keinen tatsächlichen Fehler darstellt, identifizieren herkömmliche Systeme das Phasenungleichgewicht fälschlicherweise als einen Fehler in der Maschine und sie erfordern ein Abschalten der Maschine, was teure Abschaltzeiten hervorruft und mögliche Verzögerungen im Projekt bewirkt, für welches die Maschine eingesetzt wurde.
Verschiedene Aspekte dieser Offenbarung lösen das komplexe Problem der Unterscheidung von falschen Alarmen auf Grund von detektiertem Phasenungleichgewicht oder einer Fehlfunktion der elektrischen Komponente 204 von tatsächlichen Fehlern, welche das Phasenungleichgewicht verursachen, und verbessern die optimale Verwendung der Maschine 100, indem Unterbrechungen beim Betrieb der Maschine 100 verringert oder vermieden werden. In dieser Hinsicht tragen verschiedene Aspekte dieser Offenbarung signifikant mehr zu einer verbesserten Funktionsweise der elektronischen Steuereinheit 222 in der Maschine 100 bei, wobei sie eine Bestimmung vornimmt, ob es einen tatsächlichen Fehler in der Maschine 100 gibt, welcher das Abschalten der Maschine 100 erfordert oder nicht.
Mit Bezug auf 6 ist dort ein Verfahren 500 zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes der elektrischen Komponente 204 in der Maschine 100 dargestellt und auch zur Bestimmung, ob ein solches Phasenungleichgewicht ein falscher Alarm ist oder auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der Maschine 100 vorliegt, und zwar gemäß einem Aspekt in dieser Offenbarung. 6 stellt das Verfahren 500 als Flussdiagramm dar, obwohl das Verfahren 500 unter Verwendung von anderen Arten von Präsentationen verstanden werden kann, wie beispielsweise Ablaufdiagrammen, Kurvendarstellungen, Charts, Gleichungen usw. Gemäß einem Aspekt können ein oder mehrere Prozesse oder Vorgänge in dem Verfahren 500 durch die elektronische Steuereinheit 222 in der Maschine 100 ausgeführt werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Prozesse oder Vorgänge von dem Prozessor 308 in der elektronischen Steuereinheit 222 unter Verwendung des Eingangsvektors 302 und der Steuereingabe 224 ausgeführt werden und durch Ausführen der vom Computer ausführbaren Anweisungen 338, die in dem Speicher 312 der elektronischen Steuereinheit 222 gespeichert sind. Wie besprochen, können der Eingangsvektor 302 und die Steuereingabe 224 an der elektronischen Steuereinheit 222 empfangen werden und vom Prozessor 308 ausgeführt werden, während die Maschine 100 im Gebrauch ist oder in einer Arbeitsumgebung arbeitet. Gemäß einem weiteren Aspekt können bei dem Verfahren 500 ein oder mehrere Prozesse oder Vorgänge oder Unterprozesse davon übersprungen werden oder als ein einzelner Prozess oder Vorgang kombiniert werden, und ein Ablauf der Prozesse oder Vorgänge in dem Verfahren 500 kann in irgendeiner Reihenfolge sein, die nicht durch die spezielle in 6 dargestellte Reihenfolge eingeschränkt wird. Beispielsweise können ein oder mehrere Prozesse oder Vorgänge bezüglich ihrer jeweiligen Reihenfolge herumbewegt werden öder können parallel ausgeführt werden. Der Ausdruck „Ablauf” bezieht sich allgemein auf einen logischen Fortschritt von Operationen in einer beispielhaften Weise, die vom Prozessor 308 und anderen Komponenten der elektronischen Steuereinheit 222 ausgeführt werden. Jedoch ist ein solcher Ablauf nur beispielhaft und nicht einschränkend, da zu einem Zeitpunkt der Ablauf entlang mehrerer Vorgänge oder Prozesse des Verfahrens 500 voranschreiten kann. Weiterhin kann das Verfahren 500 durch die elektronische Steuereinheit 222 für andere elektrische Komponenten in der Maschine 100 ausgeführt werden und ist nicht auf die elektrische Komponente 204 eingeschränkt. Das Verfahren 500 kann durch den Prozessor 308 in einer höheren Programmiersprache oder einer maschinennahen Programmiersprache (beispielsweise C++, Assembler usw.) unter Verwendung der programmierbaren Logikschaltung 310 implementiert werden und durch Ausführung der durch den Computer ausführbaren Anweisungen 338 im Speicher 312.
Das Verfahren 500 kann bei einem Vorgang 502 beginnen, indem der Eingangsvektor 302 bei der elektronischen Steuereinheit 222 empfangen wird. Die elektronische Steuereinheit 222 kann den Eingangsvektor 302 nach dem Filtern und einer Digitalsignalverarbeitung durch den Digitalsignalprozessor 218 empfangen. Alternativ kann die elektronische Steuereinheit 222 den Eingangsvektor 302 direkt von der Elektroparametermessvorrichtung 212 empfangen. Der Eingangsvektor 302 weist numerische Werte der elektrischen Parameter auf, die von der Elektroparametermessvorrichtung 212 für jede der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c der elektrischen Komponente 204 gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die elektronische Steuereinheit 222 Eingangsvektoren für andere zusätzliche elektrische Komponenten in der Maschine 100 empfangen. Die elektrischen Parameter des Eingangsvektors 302 können in einem binären oder dezimalen Format sein. Wenn sie im dezimalen Format sind, können die elektrischen Parameterwerte in binäre Zahlen zur Speicherung als die Eingangsvektorkopie 303 im Speicher 312 umgewandelt werden, die dann von dem Prozessor 308 verarbeitet wird. Zur Vereinfachung der Diskussion wird der Eingangsvektor 302 so dargestellt, dass er die elektrischen Parameterwerte im dezimalen Format aufweist. Gemäß einem Aspekt kann eine Vielzahl von Eingangsvektoren, einschließlich dem Eingangsvektor 302, an der elektronischen Steuereinheit 322 empfangen werden.
Der Eingangsvektor 302 kann elektrische Parameterwerte aufweisen, welche dem Spitzenstrom oder RMS-Strom (RMS = Root mean square = quadratischer Mittelwert), der Spitzen- oder RMS-Spannung und/oder dem Spitzen- oder RMS-Magnetfluss entsprechen, obwohl das Verfahren 500 durch den Prozessor 308 genauso unter Verwendung von augenblicklichen Werten der elektrischen Parameter ausgeführt werden kann. Wenn die Vielzahl der Phasen 204a, 204b und 204c normal funktionieren, wird jede der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c jeweilige elektrische Parameterwerte erzeugen. Beispielsweise kann der Eingangsvektor 302 beim normalen Betrieb eine Anordnung oder ein Vektor von Spitzenströmen sein, die als [1000 A, 1010 A, 990 A] gezeigt sind, wobei jede der Vielzahl der Phasen 204a, 204b und 204c im Wesentlichen gleiche Mengen an Spitzen- oder RMS-Strom ziehen (beispielsweise in der Einheit Ampere (A)). In diesem Beispiel kann ein erster Wert (1000 A) im Eingangsvektor 302 ein Spitzen- oder ein RMS-Wert in der Phase 204a sein, ein zweiter Wert (1010 A) im Eingangsvektor 302 kann ein Spitzen- oder RMS-Wert in der Phase 204b sein und ein dritter Wert (990 A) im Eingangsvektor 302 ein Spitzen- oder ein RMS-Wert in der Phase 204c sein. Es wird dann angezeigt, dass die Vielzahl der Phasen 204a, 204b und 204c ein Phasenungleichgewicht von 10% hat, da der erste Wert, der zweite Wert und der dritte Wert beispielsweise innerhalb von 10% voneinander sind. In ähnlicher Weise kann jede der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c gleiche oder im Wesentlichen gleiche Werte der Spitzen- oder RMS-Spannung oder des Magnetflusses haben. Bei diesem Szenario ist die Vielzahl der Phasen 204a, 204b und 204c im Wesentlichen ausgeglichen, d. h., es gibt kein Phasenungleichgewicht, welches von der elektronischen Steuereinheit 222 detektiert wird. Ein solches Szenario kann beispielsweise existieren, wenn die Maschine 100 in einem Leerlaufmodus ist oder eine konstante Leistung an das Werkzeug 106 ausgibt.
Es gibt jedoch Szenarien, wo der Eingangsvektor 302 im Wesentlichen ungleiche Werte der elektrischen Parameter aufweisen kann, die von der Elektroparametermessvorrichtung 212 gemessen werden. Gemäß einem Aspekt können solche Szenarien auf Grund von einem durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewicht existieren, wenn die Steuereingabe 224 an die elektronische Steuereinheit 222 geliefert wird. Die Steuereingabe 224 kann beim Betrieb der Maschine 100 durch einen Bediener auftreten. Beispielsweise muss die Maschine 100 möglicherweise die elektrische Leistung erhöhen, die von der elektrischen Komponente 204 gezogen wird, um die Antriebsräder 108 zu beschleunigen oder um das Werkzeug 106 zu bewegen. In diesem Beispiel können eine oder mehrere der Vielzahl der Phasen 204a, 204b und 204c einen höheren Strom, eine höhere Spannung oder einen höheren Magnetfluss ziehen, was das Phasenungleichgewicht verursacht. Gemäß einem anderen Aspekt wird eine der Vielzahl der Phasen 204a, 204b und 204c einen höheren/niedrigeren Strom, eine niedrigere/höhere Spannung oder einen höheren/niedrigeren Magnetfluss ziehen, was das Phasenungleichgewicht verursacht, wenn es einen Fehler in der elektrischen Komponente 204 gibt (beispielsweise auf Grund einer losen Verbindung oder einer verringerten Wicklungsimpedanz an Erde oder an eine andere Wicklung auf Grund eines Isolationsversagens). In solchen Szenarien mit Phasenungleichgewicht kann der Eingangsvektor 302 für einen gegebenen Zyklus ungleiche elektrische Parameter aufweisen. Beispielsweise kann der Eingangsvektor 302 Spitzenströme haben, die durch Stromwerte [1000 A, 800 A, 990 A] angezeigt werden. In diesem Beispiel ist der zweite Wert von 800 A entsprechend der zweiten Phase 204b unter einen normalen ausgeglichenen Phasenwert (beispielsweise 10%) abgefallen. Gemäß noch einem weiteren Beispiel kann der Eingangsvektor 302, der bei der elektronischen Steuereinheit 222 empfangen wurde, elektrische Parameterwerte [1220 A, 990 A, 1000 A] aufweisen, so dass der erste Wert entsprechend der ersten Phase wesentlich höher ist als erwartet. Wiederum kann die elektronische Steuereinheit 222 ein Phasenungleichgewicht von 20% bestimmen, was nicht akzeptabel kann sein kann. Es wird klar sein, dass die numerischen Werte, die in dieser Offenbarung verwendet werden, nur beispielhaft und nicht einschränkend sind, da andere Abweichungen von erwarteten elektrischen Parameterwerten für die Vielzahl der Phasen 204a, 204b und 204c existieren können.
Verschiedene Aspekte dieser Offenbarung sind auf die elektronische Steuereinheit 222 gerichtet, welche bestimmt, ob das Phasenungleichgewicht auf Grund eines von Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewichtes in der Maschine 100 oder auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der elektrischen Komponente 204 der Maschine 100 vorliegt. Daher wird die elektronische Steuereinheit 222 nicht sofort die Maschine 100 abschalten, wenn ein Phasenungleichgewicht detektiert wird (beispielsweise auf Grund einer Variation der elektrischen Parameter der elektrischen Komponente 204). Stattdessen wendet die elektronische Steuereinheit 222 eine oder mehrere der Vielzahl von Bedingungen an, wie bezüglich der Vorgänge 506–518 besprochen, um einen falschen Alarm eines Phasenungleichgewichtes (beispielsweise durch Steuereinrichtungen hervorgerufene Phasenungleichgewichte) von tatsächlichen Fehlern zu unterscheiden, welche ein solches Phasenungleichgewicht in der Maschine 100 bewirken. Mit Bezug auf die Vielzahl von Bedingungen wird klar sein, dass die Adjektive „erster”, „zweiter”, „dritter”, „vierter” und „fünfter” nur verwendet werden, um einen Aspekt der Vielzahl von Bedingungen von einem anderen zu unterscheiden, und dies sollte nicht so verstanden werden, dass dies mit einer speziellen Reihenfolge oder Priorität zusammenhängt, in der die Vielzahl von Bedingungen angewendet werden können, wie dem Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung verständlich werden wird.
In einem Vorgang 504 bestimmt die elektronische Steuereinheit 222 einen minimalen Wert und einen maximalen Wert der elektrischen Parameterwerte im Eingangsvektor 302 (hier auch als minimale elektrische Parameterwerte bzw. maximale elektrische Parameterwerte bezeichnet). Eine solche Bestimmung des minimalen Wertes und des maximalen Wertes im Eingangsvektor 302 kann vom Prozessor 308 ausgeführt werden, indem jeder Wert im Eingangsvektor 302 mit anderen Werten darin verglichen wird. Der minimale Wert („Min”) und der maximale Wert („Max”) im Eingangsvektor 302 können im Speicher 312 gespeichert sein, beispielsweise in einem Register in der Registerkarte 316. Als solches können die minimalen und die maximalen Werte durch den Prozessor 308 verwendet werden, um das Phasenungleichgewicht in der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c zu detektieren.
In einem Vorgang 506 kann der Prozessor 308 das Ungleichgewichtsverhältnis 324 für die Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c berechnen. Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung kann das Ungleichgewichtsverhältnis 324 durch den Prozessor 308 bestimmt werden, indem ein Ausdruck (1-Min/Max) für den Eingangsvektor 302 berechnet wird. Ein Verhältnis Min/Max bezieht sich auf ein Gleichgewichtsverhältnis der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c, und daher sieht (1-Min/Max) das Ungleichgewichtsverhältnis 324 vor. Das Ungleichgewichtsverhältnis 324 kann für Stromwerte (in Ampere) im Eingangsvektor 302 als eine oder mehrere der folgenden Größen berechnet werden: ein erstes Verhältnis, welches einen minimalen Spitzenstrom zu einem maximalen Spitzenstrom in jeder der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c aufweist, und zwar unter Verwendung eines Ausdrucks (1-Min_Spitzenstrom/Max_Spitzenstrom), oder ein zweites Verhältnis, welches einen minimalen RMS-Strom (RMS = Root Mean Square = quadratischer Mittelwert) zu einem maximalen RMS-Strom in jeder der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c aufweist, und zwar unter Verwendung eines Ausdruckes (1-Min_RMS-Strom/Max_RMS-Strom). Genauso kann das Ungleichgewichtsverhältnis 324 für Magnetflusswerte im Eingangsvektor 302 als eine oder mehrere der folgenden Größen berechnet werden: ein drittes Verhältnis, welches einen minimalen Spitzenmagnetfluss zu einem maximalen Spitzenmagnetfluss in jeder der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c aufweist, und zwar unter Verwendung eines Ausdruckes (1-Min_Spitzenfluss/Max_Spitzenfluss) oder ein viertes Verhältnis, welches einen minimalen Spitzenmagnetfluss zu einem maximalen Spitzenmagnetfluss in jeder der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c aufweist, und zwar unter Verwendung eines Ausdruckes (1-Min_RMS-Fluss/Max_RMS-Fluss). Das erste Verhältnis, das zweite Verhältnis, das dritte Verhältnis und das vierte Verhältnis können durch den Prozessor 308 im Speicher 312 der elektronischen Steuereinheit 222 gespeichert werden. Ähnliche Verhältnisse können durch den Prozessor 308 für andere elektrische Parameter berechnet werden, wie beispielsweise Spitzen- und/oder RMS-Spannungen über die Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c. Die Vorgänge der Division und Subtraktion zur Berechnung des Ungleichgewichtsverhältnisses 324 können vom Prozessor 308 unter Verwendung der programmierbaren Logikschaltung 310 ausgeführt werden. Das Ungleichgewichtsverhältnis 324 kann beispielsweise in dem Ungleichgewichtsverhältnisspeicherbereich 432 in der Registerkarte 316 des Speichers 312 gespeichert sein.
Als ein Beispiel kann der Eingangsvektor 302 so aufgenommen werden, dass er elektrische Parameterwerte [1000 A, 600 A, 900 A] für die jeweilige Phase 204a, die Phase 204b und die Phase 204c hat. In diesem Beispiel gilt Min = 600 A und Max = 1000 A. Daher ist das Ungleichgewichtsverhältnis 324 gleich (1 – 600/1000) = 0,4 (oder 40%, wenn es als Prozentsatz ausgedrückt wird. Wie besprochen kann das Ungleichgewichtsverhältnis 324 in dem Ungleichgewichtsverhältnisspeicherbereich 432 gespeichert sein.
In einem Vorgang 508 kann der Prozessor 308 als erste Bedingung die Werte der elektrischen Parameter in dem Eingangsvektor 302 mit dem Minimalwertvektor 422 vergleichen, der in der Registerkarte 316 des Speichers 312 gespeichert ist, um zu bestimmen, ob die minimalen Werte erreicht worden sind, die erforderlich sind, damit der Prozessor 308 das Phasenungleichgewicht in Betracht zieht. Solche minimalen Werte können von Maschine zu Maschine, von elektrischer Komponente zu elektrischer Komponente und für unterschiedliche Versagungsmodi der gleichen elektrischen Komponente 204 (kaskadierender Versagensmodus bis katastrophaler Versagensmodus) variieren. Wenn beispielsweise der Eingangsvektor 302 niedrigere elektrische Parameterwerte hat als die Werte, die im Minimalwertvektor 422 gespeichert sind, kann die elektronische Steuereinheit 222 in einem Vorgang 570 bestimmen, dass der Eingangsvektor 302 nicht mit einem tatsächlichen Fehler assoziiert ist, und er kann nach einem weiteren Fall des Eingangsvektors 302 in einem nachfolgenden Zyklus suchen, um eine solche Bestimmung zu überprüfen. Solche niedrigen Werte im Eingangsvektor 302 können das Ergebnis dessen sein, dass die Maschine 100 nicht ausreichend elektrische Leistung von der elektrischen Komponente 204 abzieht, beispielsweise wenn die Maschine 100 in einem Leerlaufmodus ist. Wenn jedoch der Eingangsvektor 302 Werte der elektrischen Parameter hat, die auf höheren Niveaus sind als Werte in dem Minimalwertvektor 422, dann geht der Ablauf zu einem Vorgang 510. In einem weiteren Aspekt kann der Eingangsvektor 302 eine Vielzahl von minimalen Werten aufweisen, so dass nur einer, mehr als einer oder alle der Minimalwerte durch den Eingangsvektor 302 erfüllt werden müssen.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Minimalwertvektor 422 minimale Werte für mehr als einen Eingangsvektor gleichzeitig aufweisen. Gemäß diesem Aspekt kann der Minimalwertvektor 422 eine Matrix von Vektoren sein, wobei jede Zeile der Matrix einem Eingangsvektor entspricht (einschließlich dem Eingangsvektor 302). Der Minimalwertvektor 422 kann dann minimale Werte vorsehen, die als Minimalwertschwelle für nur den Eingangsvektor 302, für den Eingangsvektor 302 und zusätzliche Eingangsvektoren oder für alle Eingangsvektoren, einschließlich des Eingangsvektors 302, die an der elektronischen Steuereinheit 222 empfangen werden, erreicht werden müssen. Gemäß diesem Aspekt überprüft der Prozessor 308, dass nicht nur der Eingangsvektor 302 die Minimalwertschwelle erreicht, sondern dass zusätzliche oder alle der Eingangsvektoren, die an der elektronischen Steuereinheit 222 empfangen werden, größer sind als der Minimalwertvektor 422. Weiterhin kann der Prozessor 308 die erste Bedingung nicht nur für einen Zyklus, sondern auch für zusätzliche Zyklen oder mehr als einen Zyklus überprüfen.
In einem Vorgang 510 bestimmt der Prozessor 308, ob der Eingangsvektor 302 für eine vordefinierte Anzahl von Zyklen über dem Minimalwertvektor 422 ist, sobald bestimmt worden ist, dass der Eingangsvektor 302 über dem Minimalwertvektor 422 ist. Eine solche vordefinierte Anzahl von Zyklen kann unter Verwendung des Zählers 318 eingerichtet werden, der für eine vordefinierte Anzahl von Zählungen zählt. Beispielsweise kann der Zähler 318 beginnen, von null nach oben zu zählen, wenn der Eingangsvektor 302 das erste Mal vom Prozessor 308 empfangen wird, und er kann weiter nach oben zählen, wenn ein Zyklus vergangen ist. Wenn am Ende des Zyklus der Eingangsvektor 302 immer noch größer ist als der Minimalwertvektor 422, setzt der Prozessor 308 ein Bit im Minimalwertvektoreinschwingungsregister 424 der Registerkarte 316. Ein solches Setzen des Bits im Minimalwertvektoreinschwingungsregister 424 zeigt an, dass die erste Bedingung erfüllt worden ist, und der Verfahrensfluss geht zu einem zweiten Zustand in einem Vorgang 512, obwohl andere Techniken zur Anzeige verwendet werden können (beispielsweise Setzen von Flags in der Registerkarte 316).
Wenn jedoch die elektrischen Parameterwerte in dem Eingangsvektor 302 unter die Werte im Minimalwertvektor 422 abfallen, wird angenommen, dass der Eingangsvektor 302 nicht die erste Bedingung erfüllen konnte, und der Vorgang 570 wird ausgeführt, wo der Prozessor 308 anzeigt, dass es für den gegenwärtigen Zyklus keinen tatsächlichen Fehler gibt. Beispielsweise kann ein solches Szenario vorliegen, wenn die Maschine 100 zurück in einen Leerlaufzustand gebracht wird und die temporär hohen Werte der elektrischen Parameter im Eingangsvektor 302 durch den Prozessor 308 als falscher Alarm auf der Anzeige 226 vom Ausgangsanschluss 306 angezeigt werden. In einem weiteren Beispiel kann ein solches Szenario vorhanden sein, wenn die Steuereingabe 224 eine Vergrößerung einer Ausgangsleistung der Maschine 100 oder eine plötzliche Beschleunigung des Satzes der Antriebsräder 108 anzeigt, was bewirken kann, dass die elektrischen Parameterwerte mit einer hohen Rate zunehmen oder abnehmen, was dadurch widergespiegelt werden kann, dass der Eingangsvektor 302 höhere elektrische Parameterwerte als erwartet für die Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c hat. Es wird klar sein, dass der Vorgang 510 zu irgendeinem Zeitpunkt durch den Prozessor 308 ausgeführt werden kann, wenn die Maschine 100 in Gebrauch ist. Beispielsweise kann der Vorgang 510 vor dem Vorgang 504 oder parallel mit diesem durch den Prozessor 308 ausgeführt werden.
Im Vorgang 512 wird als zweite Bedingung das Ungleichgewichtsverhältnis 324, welches im Vorgang 506 berechnet wurde, mit dem Schwellenvektor 330 verglichen, der im Speicher 312 gespeichert ist. Der Schwellenvektor 330 kann eine Vielzahl von Schwellenwerten für das Ungleichgewichtsverhältnis 324 aufweisen. Gemäß einem Aspekt kann der Schwellenvektor 330 eine Vielzahl von Schwellenauslöseniveaus aus dem Phasenungleichgewichtsauslöseniveauregister 426 aufweisen, welche das Ungleichgewichtsverhältnis 324 überschreiten muss, damit die zweite Bedingung erfüllt ist. Beispielsweise kann ein niedrigerer Schwellenwert im Schwellenvektor 330 gestatten, dass eine Überprüfung auf niedrigem Niveau auf das Ungleichgewichtsverhältnis 324 angewendet wird, welches aus dem Ausgangsanschluss 306 ausgegeben wird, und zwar einfach als eine Warnung auf dem Fehlerindikator 228. Wenn ein oberer Schwellenwert im Schwellenvektor 330 ausgelöst oder überschritten wird, kann der Prozessor 308 genauso ein Abschalten der Maschine 100 über den Steuerschalter 230 einleiten, was einen signifikanten Fehler anzeigt. Weiter kann ein mittlerer Schwellenwert, wenn er von dem Ungleichgewichtsverhältnis 324 erfüllt wird, einen Fehlertyp anzeigen, der temporär als ein nicht schwerwiegender Fehler angesehen werden kann, wenn er jedoch für eine längere Zeitperiode andauert, kann eine Abschaltung der Maschine 100 initialisiert werden. Zusätzliche Schwellenniveaus für verschiedene Versorgungsmodi der elektrischen Komponente 204, welche den Betrieb der Maschine 100 beeinflussen können, können in dem Schwellenvektor 330 vorgesehen sein. Wenn irgendwelche Werte des Schwellenvektors 330 ausgelöst werden, wie durch das Phasenungleichgewichtsauslöseniveauregister 426 angezeigt, wird der Schwellenvergleichsvektor 332 erzeugt. Der Schwellenvergleichsvektor 332 hat zumindest einen Wert ungleich null, um anzuzeigen, dass zumindest eines der Fehlerauslöseniveaus im Phasenungleichgewichtsauslöseniveauregister 426 durch das Ungleichgewichtsverhältnis 324 überschritten wurde und die zweite Bedingung zur Bestimmung, dass das Phasenungleichgewicht detektiert wurde, auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der Maschine 100 vorlag, und der Ablauf geht zu einem Vorgang 514 voran.
Wenn jedoch das Ungleichgewichtsverhältnis 324 nicht über irgendeinem der Fehlerauslöseniveaus in dem Phasenungleichgewichtsauslöseniveauregister 426 war, kann der Schwellenvergleichsvektor 332 nicht erzeugt werden (oder kann nur Werte von Null enthalten), und das Phasenungleichgewicht für den Eingangsvektor 302 für den gegenwärtigen Zyklus wird nicht mit einem tatsächlichen Fehler assoziiert, und zwar durch den Vorgang 570. Wiederum zeigt der Prozessor 308 im Vorgang 570 an, dass das Phasenungleichgewicht, welches im gegenwärtigen Zyklus detektiert wurde, auf Grund von durch Steuereinrichtungen hervorgerufenem Phasenungleichgewicht vorliegt und nicht auf Grund eines tatsächlichen Fehlers. Als ein numerisches Beispiel kann der Schwellenvektor 330 einen Bereich von Werten aufweisen, die den niedrigeren Schwellenwert, den mittleren Schwellenwert, den höheren Schwellenwert und zusätzliche Zwischenschwellenwerte aufweisen. Das Ungleichgewichtsverhältnis 324 kann zwischen 0–0,2, 0,2–0,4, 0,4–0,6, 0,6–0,8 oder 0,8–1,0 fallen, obwohl diese Bereiche andere Schwellenwerte haben können und nicht gleich oder gleichmäßig verteilt sein müssen oder gleiche Größen haben müssen. Diese Bereiche können in dem Schwellenvektor 330 als [0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0] ausgedrückt werden. In dieser Hinsicht kann der Prozessor 308 bestimmen, dass die dritte Bedingung erfüllt worden ist, wenn das Ungleichgewichtsverhältnis 324 beispielsweise über 0,4 ist. Der Prozessor 308 kann entsprechend den Schwellenvergleichsvektor 332 erzeugen, um zu zeigen, wo das Ungleichgewichtsverhältnis 324 in die Bereiche gefallen ist, beispielsweise durch Anzeigen eines binären Wertes, der mit einer Differenz zwischen dem Ungleichgewichtsverhältnis 324 und 0,4 assoziiert ist, obwohl andere Arten der Anzeige verwendet können.
In einem weiteren Beispiel kann eine Position des Bereichs im Schwellenvektor 330 an den Schwellenvergleichsvektor 332 ausgegeben werden, wenn das Ungleichgewichtsverhältnis 324 über einem gewissen Bereich ist (beispielsweise über 0,2) und so weiter. Wenn beispielsweise das Ungleichgewichtsverhältnis 324 0,3 ist, kann der Schwellenvergleichsvektor 332 dann gleich einer binären [01000] sein, was anzeigt, dass das Ungleichgewichtsverhältnis 324 in den zweiten Bereich entsprechend 0,2–0,4 gefallen ist und als eine binäre „1” in dem Schwellenvergleichsvektor 332 angezeigt wird. Genauso können eine Größe des Schwellenvektors 330 und des Schwellenvergleichsvektors 332 von verschiedenen Werten des Ungleichgewichtsverhältnisses 324 abhängen, welche in verschiedenen Szenarien erzeugt werden (beispielsweise unterschiedliche Maschinen, unterschiedliche Versagensmodi usw.). Der Schwellenvergleichsvektor 332 wird mit mindestens einem Wert ungleich Null erzeugt, um dem Prozessor 308 anzuzeigen, dass die zweite Bedingung im Vorgang 514 erfüllt ist.
In einem Vorgang 514 wird eine dritte Bedingung auf den Eingangsvektor 302 angewendet, wo der Prozessor 308 überprüft, ob eine Phase in der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c, die als die Phase mit dem maximalen elektrischen Parameterwert im Vorgang 504 identifiziert wurde, die Gleiche ist wie eine Phase, bei der identifiziert wurde, dass sie einen maximalen elektrischen Parameterwert für einen oder mehrere vorherige Zyklen hatte, für die Eingangsvektor 302 durch die elektrische Steuereinheit 222 empfangen wurde. Genauso bestimmt der Prozessor 308, ob eine Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b, 204c, die als die Phase mit dem minimalen elektrischen Parameterwert im Vorgang 504 identifiziert wurde, die Gleiche ist wie eine Phase, bei der identifiziert wurde, dass sie einen minimalen elektrischen Parameterwert für einen oder mehrere vorherige Zyklen hatte, für die der Eingangsvektor 302 durch die elektronische Steuereinheit 222 empfangen wurde. Gemäß einem Aspekt speichert der Prozessor 308 den ersten Index 434 in der Registerkarte 316, was eine erste Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c identifiziert, die einen elektrischen Parameterwert hat, der anders als ein vordefinierter maximaler elektrischer Parameterwert ist, der im Speicher 312 der elektronischen Steuereinheit 222 gespeichert ist. Der erste Index 434 für den Eingangsvektor 302 wird mit einem ähnlichen Index verglichen, der identifiziert, welche Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c den maximalen elektrischen Parameterwert für einen vorherigen Zyklus hatte. Als ein numerisches Beispiel kann der erste Index 434 gleich 1 sein, was anzeigt, dass die Phase 204a einen Fehlerzustand haben könnte, wenn der Eingangsvektor 302 gleich [1200 A, 1000 A, 1000 A] ist.
In ähnlicher Weise ist es mit dem zweiten Index 436 in der Registerkarte 316, wobei eine zweite Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c identifiziert wird, die einen elektrischen Parameterwert hat, der sich von einem vordefinierten minimalen elektrischen Parameterwert unterscheidet, der im Speicher 312 der elektronischen Steuereinheit 222 gespeichert ist. Der zweite Index 436 für den Eingangsvektor 302 wird mit einem ähnlichen Index verglichen, der identifiziert, welche Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c den minimalen elektrischen Parameterwert für einen vorherigen Zyklus hatte.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann der Prozessor 308 allgemein den Abweichungsindex 450 zuordnen bzw. bestimmen, der mit der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c assoziiert ist, wobei identifiziert wird, welche der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c eine Abweichung von einem normalen elektrischen Parameterwert für einen gegenwertigen Zyklus hatte, für den der Eingangsvektor 302 empfangen wurde. Gemäß diesem Aspekt kann der Prozessor 308 nicht speziell nach der Identifizierung einer Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c suchen, die einen maximalen oder minimalen Wert hat, sondern er kann nach einer Abweichung der elektrischen Parameterwerte unter den Phasen 204a, 204b und 204c über eine akzeptable Abweichung hinaus, suchen. Beispielsweise kann angezeigt werden, dass eine Größe der Abweichung ein Fehlerniveau in dem Register 406 für feste Fehlerniveaus, in dem Echtzeitfehlerniveauregister 408 oder in beiden erreicht. Alternativ kann der Prozessor 308 akzeptable Werte einer solchen Abweichung aus einer (nicht gezeigten) Speicherstelle im Speicher 312 erhalten.
Wenn der Eingangsvektor 302 erwartungsgemäß alle Werte im Wesentlichen nahe 1000 A hat (beispielsweise [1002 A, 1101 A, 999 A]), jedoch ein Wert eine Abweichung von mehr als 25% hat (beispielsweise [1000 A, 1330 A, 999 A]), dann kann wiederum als ein Beispiel der Abweichungsindex 450 identifizieren, dass eine Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c die Abweichung hat (beispielsweise die Phase 204b in diesem Fall). Gemäß einem Aspekt kann der Abweichungsindex 450 selbst als ein Vektor gespeichert sein, wobei eine binäre „0” für eine Phase anzeigt, dass die Phase richtig funktioniert, wobei jedoch die Phase(n) mit einem entsprechenden Bit als binäre „1” in einem Versagensmodus ist (sind) oder einen Fehler hat (haben). Beispielsweise kann der Abweichungsindex 450 gleich [001] sein, was anzeigt, dass die dritte Phase 204c ein Problem haben kann, was vom Prozessor 308 unter Verwendung der Vielzahl von Bedingungen überprüft werden muss, die im Verfahren 500 besprochen wurden.
Immer noch im Vorgang 514 bestimmt der Prozessor 308, ob die dritte Bedingung erfüllt ist, und zwar durch Überprüfung, ob der erste Index 434, der zweite Index 436 oder der Abweichungsindex 450 sich für die Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c für den gegenwärtigen elektrischen Zyklus nicht verändert haben, und zwar im Vergleich zum vorherigen Zyklus. Gemäß einem Aspekt können der erste Index 434 oder der zweite Index 436 oder der Abweichungsindex 450 mit jeweiligen Indizes in einer Vielzahl von vorherigen Zyklen verglichen werden oder können im Speicher 312 zum Vergleich mit zukünftigen einen oder mehreren Zyklen gespeichert werden, um zu bestimmen, ob die Phase(n) der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c die gleiche Phase(n) ist (sind), die einen maximalen Wert oder einen minimalen Wert oder einen Wert hat (haben), der von einem normalen oder erwarteten elektrischen Parameterwert des elektrischen Parameters im Eingangsvektor 302 abweicht. Wenn der erste Index 434, der zweite Index 436 oder der Abweichungsindex 450 sich verändert haben, bestimmt der Prozessor 308, dass das detektierte Phasenungleichgewicht ein von Steuereinrichtungen hervorgerufenes Ungleichgewicht ist oder nicht auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der Maschine 100 vorliegt, wobei der Ablauf zum Vorgang 570 voranschreitet. Wenn jedoch der erste Index 434, der zweite Index 436 oder der Abweichungsindex 450 sich nicht für einen oder mehrere vorherige Zyklen verändert haben, dann wird die dritte Bedingung erfüllt, und der Ablauf geht voran zu einem Vorgang 516. Zu einem Zeitpunkt kann der Prozessor 308 nur einen des ersten Index 434, des zweiten Index 436 oder des Abweichungsindex 450 als das zu überprüfende Kriterium auswählen, um zu bestimmen, ob die dritte Bedingung erfüllt worden ist.
Wenn beispielsweise die gleiche Phase der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c in konsistenter Weise einen maximalen elektrischen Parameterwert hat, kann dies eine Anzeige für einen Kurzschluss in der elektrischen Komponente 204 sein, was bewirkt, dass die gleiche Phase in konsistenter Weise eine Abweichung über zwei oder mehr Zyklen hat. Der Prozessor 308 kann den ersten Index 434, den zweiten Index 436 und den Abweichungsindex 450 unabhängig zu unterschiedlichen Zeitpunkten (für unterschiedliche Zyklen) verwenden. Alternativ können der erste Index 434, der zweite Index 436 und der Abweichungsindex 450 vom Prozessor 308 zur gleichen Zeit (für einen einzigen Zyklus) überprüft werden, und zwar abhängig davon, welche Arten von Messungen (Spitze/RMS) durch die elektrische Parametermessvorrichtung 212 gemacht werden.
Im Vorgang 516 bestimmt der Prozessor 308 als vierte Bedingung, ob die elektrischen Spitzen- oder RMS-Parameterwerte, die im Vorgang 504 erhalten wurden, mit einem Start und einem Ende des Zyklus synchronisiert sind. Eine solche Synchronisation lässt den Prozessor 308 irgendwelche Werte abweisen, die als maximale oder minimale Werte erkannt werden, bevor ein vollständiger Zyklus vorbei ist, da ein tatsächliches Maximum oder Minimum noch nicht für einen speziellen Zyklus aufgetreten sein könnte, bis dieser Zyklus vorbei ist. Wenn elektrische Parameterwerte im Eingangsvektor 302 verwendet werden, bevor ein Zyklus vollendet ist, kann das Phasenungleichgewicht, welches vom Prozessor 308 detektiert wird, ungenau sein, da ein höherer Wert oder ein niedrigerer Wert des elektrischen Parameters später im gleichen Zyklus auftreten kann.
Um eine solche Bestimmung vorzunehmen, erhält der Prozessor 308 einen Timeout- bzw. Zeitüberlaufwert 440 vom Phasenungleichgewichtssteuerregister 420, um zu bestimmen, ob der maximale elektrische Parameterwert und der minimale elektrische Parameterwert im Eingangsvektor 302 für einen gesamten Zyklus berechnet wurden. Der Timeout-Wert 440 zeigt dem Prozessor 308 an, für wie lange eine Aufnahme des Eingangsvektors 302 am Eingangsanschluss 304 auftreten sollte. Der Prozessor 308 kann den Timeout-Wert 440 mit einem Wert des Zählers 318 vergleichen und kann entsprechend den Zähler 318 hoch zählen oder herunter zählen. Wenn der Zähler 318 gleich dem Timeout-Wert 440 ist, wird dem Prozessor 308 ein vollständiger Zyklus angezeigt, und die vierte Bedingung ist erfüllt. Wenn die vierte Bedingung nicht erfüllt ist kann der Prozessor 308 den Vorgang 504 wieder ausführen und dies weiter so tun, bis die vierte Bedingung erfüllt ist und ein tatsächlicher maximaler oder minimaler elektrischer Parameterwert identifiziert ist. Wenn die vierte Bedingung erfüllt ist, wird ein Vorgang 518 vom Prozessor 308 ausgeführt.
Im Vorgang 518 erhält der Prozessor 308 eine Drehmomentausgabe der Maschine 100 am Eingangsanschluss 304. Als fünfte Bedingung vergleicht der Prozessor 308 einen Drehmomentwert für die Drehmomentausgabe durch die Maschine 100 für den gegenwärtigen Zyklus mit der Drehmomenteingangsschwelle 438, die in der Registerkarte 316 gespeichert ist. Wenn der Drehmomentwert, der am Eingangsanschluss 304 empfangen wird, unter der Drehmomenteingangsschwelle 438 ist, kann der Prozessor 308 den Eingangsvektor 302 für einen neuen Zyklus erhalten, da der Fehler auf Grund eines durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Phänomens vorliegt, und zwar beim Vorgang 570, da die Messungen der elektrischen Parameterwerte, die von der Elektroparametermessvorrichtung 212 für die Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c gemacht wurden, zu niedrig sein können als dass der Prozessor 308 eine Bestimmung vornimmt, ob das detektierte Phasenungleichgewicht eine gültige Bestimmung war (oder ob das Ungleichgewichtsverhältnis 324 für diesen Zyklus eine gültige Berechnung war). Wenn jedoch der Drehmomentwert, der am Eingangsanschluss 304 empfangen wurde, über der Drehmomenteingangsschwelle 438 ist, dann ist die fünfte Bedingung erfüllt und der Prozessor 308 bestimmt, dass das detektierte Phasenungleichgewicht, und daher das berechnete Ungleichgewichtsverhältnis 324 im Vorgang 506, gültig war. Die Drehmomentausgabe durch die Maschine 100 kann durch einen Drehmomentsensor oder Drehzahlsensor gemessen werden oder durch andere Arten von Sensoren, die an entsprechenden Drehmoment erzeugenden Teilen der Maschine 100 angeordnet sind (beispielsweise an den Antriebsrädern 108 und/oder einer Ausgangswelle der elektrischen Komponente 204). Es wird klar sein, dass, wenn eine Drehmomentausgabe der Maschine 100 nicht zur Messung verfügbar ist, oder wenn ein Sensor, der das Drehmoment misst, aus irgendeinem Grund nicht verfügbar ist, die elektronische Steuereinheit 222 einen Drehmomentbefehl oder eine Drehmomentabschätzung verwenden kann, um zu überprüfen, ob die fünfte Bedingung erfüllt worden ist oder nicht. Beispielsweise kann der Speicher 312 geschätzte Drehmomentwerte für die Maschine 100 abhängig von einer Bauart der Maschine 100 speichern und dann überprüfen, ob das Phasenungleichgewicht, welches vom Prozessor 308 detektiert wird, für einen Drehmomentabschätzungswert passend ist, der mit der Maschine 100 assoziiert ist.
In einem Vorgang 520 kann der Prozessor 308 die progressive Verstärkung 414 anwenden, um eine Dauer des Zyklus einzustellen, für welche der Eingangsvektor 302 gültig ist. Eine solche Einstellung kann durch Variieren der Stufengröße 416 des Debounce- bzw. Einschwingungszählers 320 und/oder des Batch- bzw. Chargenzählers 322 implementiert werden, je nachdem welcher Fall vorliegt. Beispielsweise kann die progressive Verstärkung 414 in jedem Zyklus variieren, für den der Eingangsvektor 302 empfangen wird, und zwar abhängig davon, ob das vom Prozessor 308 detektierte Phasenungleichgewicht groß oder klein im Vergleich zu einem akzeptablen Phasenungleichgewicht ist, wie durch das Ungleichgewichtsverhältnis 324 angezeigt. Wenn das detektierte Phasenungleichgewicht zu groß ist, dann kann die progressive Verstärkung 414 mit einem Faktor multipliziert werden, der größer als der Einheitsfaktor bzw. Eins ist, und zwar mit dem Ungleichgewichtsverhältnis 324, um die Stufengröße 416 zu vergrößern. Wenn das detektierte Phasenungleichgewicht zu klein ist, wird genauso die Stufengröße 416 verringert, indem die progressive Verstärkung 414 so ausgewählt wird, dass sie kleiner als Eins ist. Die progressive Verstärkung 414, die mit dem Ungleichgewichtsverhältnis 324 multipliziert wird, kann in dem Ungleichgewichtsverhältnisspeicherbereich 432 der Registerkarte 316 gespeichert werden, um die Stufengröße 416 zu bestimmen. Gemäß einem Aspekt begrenzt ein Unterflussschutz des Ergebnisses der Multiplikation der progressiven Verstärkung 414 mit dem Ungleichgewichtsverhältnis 324 die Stufengröße 416 auf einen minimalen Wert von Eins. Die Stufengröße 416 kann dann vom Prozessor 308 auf den Zähler 318 angewendet werden, um den Zähler 308 herauf zu zählen oder herunter zu zählen (durch Auswahl von beispielsweise dem Einschwingungszähler 320 oder dem Chargenzähler 322, je nachdem, welcher Fall vorliegt).
In einem Vorgang 522 erzeugt der Prozessor 308 den Fehlervektor 334, sobald die Vielzahl von Bedingungen in den Vorgängen 506–518 erfüllt ist und die Stufengröße 416 auf den Zähler 318 angewendet worden ist. Gemäß einem Aspekt wird der Fehlervektor 334 nur erzeugt, wenn alle der Vielzahl von Bedingungen in den Vorgängen 506–518 erfüllt sind. Der Prozessor 308 bestimmt, dass alle der Vielzahl von Bedingungen in den Vorgängen 506–518 erfüllt sind, indem er verschiedene Bits in der Registerkarte 316 für jede der Vielzahl von Bedingungen mit logischem „UND” verbindet. Wenn das Ergebnis einer solchen „UND”-Operation wahr ist (oder eine binäre „1”), kann der Prozessor 308 bestimmen, dass alle der Vielzahl von Bedingungen erfüllt worden sind. Gemäß einem alternativen Aspekt kann der Prozessor 308 den Vorgang 524 ausführen, wenn nur eine, nur zwei, nur drei oder nur vier der Vielzahl von Bedingungen in den Vorgängen 506–518 wahr sind oder erfüllt worden sind.
Gemäß einem weiteren alternativen Aspekt kann der Prozessor 308 zusätzliche Bedingungen einschließen, die nicht direkt mit der elektrischen Komponente 204 assoziiert sind, wenn er eine Entscheidung trifft, ob das detektierte Phasenungleichgewicht, wie es durch das Ungleichgewichtsverhältnis 324 angezeigt wird, gültig ist und auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der Maschine 100 und/oder der elektrischen Komponente 204 vorliegt. Beispielsweise können solche zusätzlichen Bedingungen eine Anzeige vom Bediener der Maschine 100 anzeigen, dass eine Steuereingabe in die Steuereingaben 224 als eine Anzeige eines Fehlers in der Maschine 100 angesehen werden soll und beachtet werden soll oder als angemessen überprüft werden soll. Eine solche Steuereingabe wird von Maschine zu Maschine und zwischen unterschiedlichen Komponenten innerhalb der gleichen Maschine 100 variieren. Beispielsweise kann der Bediener über die Steuereingabe 224 anzeigen, dass ein spezieller Versagensmodus der Maschine 100 auftritt, und dass der Versagensmodus ein schwerwiegender oder kaskadierender Versagensmodus ist. Ein schwerwiegender Versagensmodus kann eine plötzliche und unerwartete Fehlfunktion einer Komponente in der Maschine 100, einen Unfall oder Ähnliches aufweisen, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Ein kaskadierendes Versagen kann ein Versagen einer Wicklungsisolierung der Vielzahl von Phasen 204a, 204b, 204c oder in dem Gleichrichter 206 sein, was gestatten kann, dass die Maschine 100 für eine gewisse Zeit betrieben wird, was jedoch letztendlich bewirken wird, dass andere Komponenten versagen, was zu einem schwerwiegenden Versagen in der Maschine 100 führt. Entsprechend kann der Prozessor 308 alle solche Bedingungen aufweisen, und zwar zusätzlich zu der Vielzahl von Bedingungen in den Vorgängen 506–518, bevor bestimmt wird, ob ein tatsächlicher Fehler vorliegt, der das Phasenungleichgewicht bewirkt, welches im Vorgang 506 detektiert wird.
Im Vorgang 524 kann der Prozessor 308 bestimmen, ob der Shutdown-Enable- bzw. Abschalteinrichtungsvektor 336 über den Ausganganschluss 306 ausgegeben werden soll. Der Abschalteinrichtungsvektor 336 kann Werte aufweisen, welche ein schwerwiegendes Versagen oder ein temporäres Versagen anzeigen, welches vom Bediener der Maschine 100 beachtet werden muss. Solche Werte können eine Reihe von Bits sein, wobei jedes Bit ein Fehlerniveau anzeigt.
In einem Vorgang 526 bestimmt der Prozessor 308, dass der Fehler, der das Phasenungleichgewicht in der Vielzahl von Phasen 204a, 204b und 204c verursacht, auf Grund eines tatsächlichen Fehlers vorliegt und nicht auf Grund eines durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewichtes, wobei der Prozessor 308 ein Signal an den Fehlerindikator 228 und an die Anzeige 226 ausgeben kann. Im Vorgang 526 könnte der Prozessor 308 die Maschine 100 nicht herunterfahren bzw. abschalten, sondern könnte weiter den Eingangsvektor 302 für eine zusätzliche Anzahl von Zyklen empfangen, um zu überprüfen, ob der Fehler, der das Phasenungleichgewicht verursacht, sich weiter verschlimmert hat oder nicht.
Wenn der Prozessor 308 bestimmt, dass der Abschalteinrichtungsvektor 336 über den Ausgangsanschluss 306 ausgegeben wird, um den Steuerschalter 230 zu aktivieren, kann der Prozessor 308 jedoch in einem Vorgang 528 Steuersignale ausgeben, um die Maschine 100 und/oder die elektrische Komponente 204 zu steuern. Der Steuerschalter 230 kann Signale zur Steuerung des Werkzeugs 106 und/oder der elektrischen Komponente 204 ausgeben, um die Maschine 100 herunterzufahren. Beispielsweise kann die Maschine 100 so gesteuert werden, dass der Motor 202, der Leistung zur elektrischen Komponente 204 liefert, abgeschaltet wird und/oder die Maschine 100 zum Stopp gebracht wird. Alternativ kann der Prozessor 308 die Maschine 100 durch Initialisieren eines Abschaltvorgangs oder einer Abschaltroutine steuern, der bzw. die im Speicher 312 gespeichert ist, und er kann das Abschalten dem Bediener der Maschine 100 anzeigen, beispielsweise auf der Anzeige 226, und das Werkzeug 106 wird dann nicht länger betätigt.
Entsprechend wenden verschiedene Aspekte dieser Offenbarung eine Vielzahl von Bedingungen an, die bezüglich des Verfahrens 500 besprochen wurden, um falsche Alarme von Phasenungleichgewichten in der Maschine 100 von einem tatsächlichen Fehler zu unterscheiden, der das Phasenungleichgewicht verursacht. Obwohl das Verfahren 500 bezüglich der Maschine 100 besprochen wird und insbesondere bezüglich der elektrischen Komponente 204 in der Maschine 100, wird klar sein, dass jegliche elektrische Maschine, für die elektrische Parameter gemessen werden können, aus dieser Offenbarung Vorteile ziehen wird.
Es wird klar sein, dass die vorangegangene Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der offenbarten Technik liefert. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass andere Ausführungen der Offenbarung im Detail von den vorangegangenen Beispielen abweichen können. Jegliche Bezugnahme auf die Offenbarung oder Beispiele davon soll sich auf das spezielle an diesem Punkt besprochene Beispiel beziehen, und diese Bezugnahmen sind nicht dafür vorgesehen, irgendeine Einschränkung bezüglich des Umfangs der Offenbarung im Allgemeinen mit sich zu bringen. Jegliche Erwähnung einer Ablehnung oder einer geringeren Bevorzugung bezüglich gewisser Merkmale soll anzeigen, dass diese Merkmale weniger bevorzugt werden, soll jedoch solche Merkmale nicht vollständig vom Umfang der Offenbarung ausschließen, außer wenn dies in anderer Weise angezeigt wird. Die Erwähnung von Wertebereichen soll hier nur als ein abgekürztes Verfahren dazu dienen, einzeln jeden Wert zu nennen, der in den Bereich fällt, außer, wenn dies in anderer Weise hier angezeigt wird, und jeder getrennte Wert wird in die Beschreibung mit eingeschlossen, genauso wie wenn er einzeln hier genannt worden wäre. Alle hier beschriebenen Verfahren können in irgendeiner geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden, außer wenn dies hier anders angezeigt wird oder klar durch den Kontext in Abrede gestellt wird.

Claims

Verfahren (500) zum Detektieren eines Phasenungleichgewichtes einer elektrischen Komponente (204) in einer Maschine (100) auf Grund eines tatsächlichen Fehlers, welches Folgendes aufweist: Empfangen an einer elektronischen Steuereinheit (222) einer Maschine (100) eines Eingangsvektors (302), der elektrische Parameterwerte hat, die mit einer Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) einer elektrischen Komponente (204) assoziiert sind; Detektieren an der elektronischen Steuereinheit (222) eines Phasenungleichgewichtes in der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c); Berechnen in der elektronischen Steuereinheit (222) eines Ungleichgewichtsverhältnisses (324) der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c); Anwenden, bei der elektronischen Steuereinheit (222), einer Vielzahl von Bedingungen auf das Ungleichgewichtsverhältnis (324) und auf den empfangenen Eingangsvektor (302), wobei die Vielzahl von Bedingungen mit einem tatsächlichen Fehler in der Maschine (100) assoziiert sind; Bestimmen, bei der elektronischen Steuereinheit (222), ob das detektierte Phasenungleichgewicht auf Grund eines durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewichtes in der Maschine (100) vorliegt, oder auf Grund des tatsächlichen Fehlers in der elektrischen Komponente (204) der Maschine (100), wenn mindestens eine der Vielzahl von Bedingungen erfüllt ist; und Steuern einer Ausgabe der Maschine (100) unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (222), wenn das Phasenungleichgewicht auf Grund des tatsächlichen Fehlers in der elektrischen Komponente (204) der Maschine (100) vorliegt.
Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei die elektrischen Parameterwerte Stromwerte oder Magnetflusswerte aufweisen, wobei das Ungleichgewichtsverhältnis (324) aus den Stromwerten berechnet wird als: ein erstes Verhältnis, welches einen minimalen Spitzenstrom und einen maximalen Spitzenstrom in der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) aufweist, oder ein zweites Verhältnis, welches einen minimalen RMS-Strom und einen maximalen RMS-Strom (RMS = Root Mean Square = quadratischer Mittelwert) in der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) aufweist, und wobei das Ungleichgewichtsverhältnis (324) aus den Magnetflusswerten berechnet wird als: ein drittes Verhältnis, welches einen minimalen Spitzenmagnetfluss und einen maximalen Spitzenmagnetfluss in der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) aufweist, oder ein viertes Verhältnis, welches einen minimalen RMS-Magnetfluss und einen maximalen RMS-Magnetfluss in der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) aufweist.
Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung Folgendes aufweist: Speichern, in einem Speicher (312) der elektronischen Steuereinheit (222), eines Abweichungsindex (450), der mit der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) assoziiert ist, wobei der Abweichungsindex (450) identifiziert, welche der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) eine Abweichung von einem erwarteten elektrischen Parameterwert für einen gegenwärtigen Zyklus hatte; Überprüfen ob der Abweichungsindex (450), der mit jeder der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) für den gegenwärtigen Zyklus assoziiert ist, im Vergleich zu einem vorherigen Zyklus mit der gleichen Phase der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) oder mit einer anderen Phase der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) assoziiert ist; und Bestimmen, dass das Phasenungleichgewicht auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der elektrischen Komponente (204) vorliegt, wenn der Abweichungsindex (450) sich zwischen dem gegenwärtigen Zyklus und dem vorherigen Zyklus nicht ändert.
Verfahren (500) nach Anspruch 3, wobei die Bestimmung, dass das Phasenungleichgewicht auf Grund des tatsächlichen Fehlers in der elektrischen Komponente (204) vorliegt, aufweist: Hochzählen oder Herunterzählen eines Zählers (318) gemäß einer Dauer des gegenwärtigen Zyklus.
Verfahren (500) nach Anspruch 4, welches weiter Folgendes aufweist: Multiplizieren des Ungleichgewichtsverhältnisses (324) mit einer progressiven Verstärkung (414), um eine Stufengröße (416) für den Zähler (318) zu variieren, um das Hochzählen oder das Herunterzählen auszuführen; und Erzeugen eines Fehlervektors (334) nach dem Berücksichtigen der variablen Stufengröße (416), wenn die Vielzahl von Bedingungen für das Detektieren des Phasenungleichgewichtes erfüllt worden sind.
Verfahren (500) nach Anspruch 5, wobei das Steuern der Ausgabe der Maschine (100) unter Verwendung des Fehlervektors (334) ausgeführt wird, um die Maschine (100) abzuschalten.
Verfahren (500) nach Anspruch 5, wobei der Zähler (318) ein Debounce- bzw. Einschwingungszähler (320) oder ein Batch- bzw. Chargenzähler (322) ist, wobei der Einschwingungszähler (320) zum Löschen konfiguriert ist, wenn der Abweichungsindex (450) sich von einer Phase zu einer anderen Phase der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) zwischen dem vorherigen Zyklus und dem gegenwärtigen Zyklus verändert, und wobei der Chargenzähler (322) zum Herunterzählen konfiguriert ist, wenn sich der Abweichungsindex (450) von einer Phase zu einer anderen Phase der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) zwischen dem vorherigen Zyklus und dem gegenwärtigen Zyklus ändert.
Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei das Empfangen des Eingangsvektors (302) Folgendes aufweist: Empfangen des Eingangsvektors (302) nach dem Filtern des Eingangsvektors (302); Vergleichen des Eingangsvektors (302) mit einem Minimalwertvektor (422), der in einem Speicher (312) der elektronischen Steuereinheit (222) gespeichert ist; und Bestimmen, als eine der Vielzahl von Bedingungen, ob der Eingangsvektor (302) größer als der Minimalwertvektor (422) ist.
Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Bedingungen Folgendes aufweisen: eine erste Bedingung, die damit assoziiert ist, ob der Eingangsvektor (302) für eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen größer ist als ein Minimalwertvektor (422); eine zweite Bedingung, die damit assoziiert ist, ob das Ungleichgewichtsverhältnis (324) für einen gegenwärtigen Zyklus größer ist als ein Schwellenvektor (330), und zwar durch Vergleichen des Ungleichgewichtsverhältnisses (324) mit dem Schwellenvektor (330) bei der elektronischen Steuereinheit (222), um einen Schwellenvergleichsvektor (323) zu erzeugen, wobei der Schwellenvektor (330) zumindest zwei Werte entsprechend einem oberen Schwellenwert und einem unteren Schwellenwert aufweist, wobei die zweite Bedingung erfüllt ist, wenn der Schwellenvergleichsvektor (332) mit mindestens einem Wert ungleich Null erzeugt wird, eine dritte Bedingung, die damit assoziiert ist, ob ein erster Index (434), der eine erste Phase der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) identifiziert, die einen elektrischen Parameterwert hat, der von einem vordefinierten maximalen elektrischen Parameterwert abweicht, der in einem Speicher (312) der elektronischen Steuereinheit (222) gespeichert ist, sich zwischen zwei aufeinander folgenden Zyklen verändert hat, oder ob ein zweite Index (436), der eine zweite Phase der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) identifiziert, bei der der elektrische Parameterwert von einem vordefinierten minimalen elektrischen Parameterwert abweicht, der in dem Speicher (312) der elektronischen Steuereinheit (222) gespeichert ist, sich zwischen zwei aufeinander folgenden Zyklen verändert hat; eine vierte Bedingung, die damit assoziiert ist, ob der Eingangsvektor (302) für einen vollständigen Zyklus erhalten worden ist; und eine fünfte Bedingung, die damit assoziiert ist, ob ein Drehmomentwert der Maschine unter einer Drehmomenteingangsschwelle (438) ist, die im Speicher (312) gespeichert ist.
Elektronische Steuereinheit (222), die mit einer elektrischen Komponente (204) der Maschine (100) verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinheit (222) Folgendes aufweist: einen Prozessor (308), der mit einem Eingangsanschluss (304), einem Ausgangsanschluss (306) und einem Speicher (312) in der elektronischen Steuereinheit (222) verbunden ist, wobei der Prozessor (308) konfiguriert ist, um durch einen Computer ausführbare Anweisungen (338) auszuführen, um ein Phasenungleichgewicht auf Grund eines tatsächlichen Fehlers von einem durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Phasenungleichgewicht zu unterscheiden, wobei die durch einen Computer ausführbaren Anweisungen (338) im Speicher (312) liegen, wobei die vom Computer ausführbaren Anweisungen (338), wenn sie vom Prozessor (308) ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor (308): das Phasenungleichgewicht in einer Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) der Maschine (100) detektiert; ein Ungleichgewichtsverhältnis (324) der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) der elektrischen Komponente (204) basierend auf einem Eingangsvektor (302) berechnet, der elektrische Parameterwerte hat, die von der elektrischen Komponente (204) am Eingangsanschluss (304) der elektronischen Steuereinheit (222) empfangen wurden, wobei die elektrischen Parameterwerte mit der Vielzahl von Phasen (204a, 204b, 204c) assoziiert sind; das Ungleichgewichtsverhältnis (324) mit einem Schwellenvektor (330) vergleicht, der im Speicher (312) gespeichert ist, um einen Schwellenvergleichsvektor (332) zu erzeugen, wobei der Schwellenvektor (330) zumindest zwei Werte aufweist, die einem oberen Schwellenwert und einem unteren Schwellenwert entsprechen; zumindest eine von einer Vielzahl von Bedingungen, die in dem Speicher (312) gespeichert sind, auf den Eingangsvektor (302) anwendet, wobei die Vielzahl von Bedingungen mit dem tatsächlichen Fehler in der Maschine (100) assoziiert sind; bestimmt, ob das Phasenungleichgewicht auf Grund eines durch Steuereinrichtungen hervorgerufenen Ungleichgewichtes in der Maschine (100) vorliegt oder auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der elektrischen Komponente (204) der Maschine (100), wenn der Schwellenvergleichsvektor (332) erzeugt wird und die mindestens eine der Vielzahl von Bedingungen erfüllt worden ist; und über den Ausgangsanschluss (306) der elektronischen Steuereinheit (222) eine Ausgabe der Maschine (100) steuert, wenn das Phasenungleichgewicht auf Grund eines tatsächlichen Fehlers in der Maschine (100) vorliegt.