DE102017114343A1

DE102017114343A1 - Verfahren zur Sicherung von Korrekturparametern einer Aktoreinheit, vorzugsweise für ein Kupplungsbetätigungssystem eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102017114343A1
Application number: DE102017114343.2A
Authority: DE
Inventors: Jie Zhou; Ömer Kochan; Wolfgang Käshammer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2019-01-03
Also published as: CN109141220B; CN109141220A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung von Korrekturparametern einer Aktoreinheit, vorzugsweise für ein Kupplungsbetätigungssystem eines Fahrzeuges, bei welchem die Aktoreinheit einen von einem Elektromotor angetriebenen Aktor umfasst und der Elektromotor von einem Steuergerät angesteuert wird, wobei eine Position des Elektromotors mit mindestens einem Sensor ermittelt wird, der Bestandteil des Aktors ist und mit einem Steuergerät verbunden ist, wobei der mindestens eine Sensor nach einem Zusammenbau mit dem Aktor zur Ermittlung von Korrekturparametern initialisiert wird. Bei einem Verfahren, bei welchem sichergestellt wird, dass auch immer der richtige Aktor mit dem richtigen Steuergerät zusammengeführt wird, werden die während der Initialisierung ermittelten Korrekturparameter des mindestens einen Sensors in dem Aktor abgespeichert und nach dem Zusammenbau des Aktors mit dem Steuergerät von dem Steuergerät aus dem Aktor zur weiteren Verarbeitung ausgelesen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung von Korrekturparametern einer Aktoreinheit, vorzugsweise für ein Kupplungsbetätigungssystem eines Fahrzeuges, bei welchem die Aktoreinheit einen von einem Elektromotor angetriebenen Aktor umfasst, und der Elektromotor von einem Steuergerät angesteuert wird, wobei eine Position des Elektromotors mit mindestens einem Sensor ermittelt wird, der Bestandteil des Aktors ist und mit einem Steuergerät verbunden ist, wobei der mindestens eine Sensor nach einem Zusammenbau mit dem Aktor zur Ermittlung von Korrekturparametern initialisiert wird.
In modernen Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, werden zunehmend automatisierte Kupplungen verwendet. Diese Kupplungen sind in elektrischen Kupplungssystemen eingesetzt, bei welchen ein Aktor, von einem elektrisch kommutierten Elektromotor angetrieben wird, um die Kupplung zu betätigen. Um den Fahrkomfort im Fahrzeug zu verbessern, muss die von einer Sensorik gemessene Position eines Rotors des Elektromotors, die einem Verfahrweg des Aktors entspricht, mit der tatsächlichen von dem Rotor des Elektromotors gewünschten Position abgeglichen werden. Üblicherweise wird die Rotorlage anhand von Magnetfeldschaltern erfasst.
Aus der DE 10 2013 213 941 ist es bekannt, dass die von den Sensoren gemessene Position des Rotors am Bandende der Herstellung der Aktoreinheit abgeglichen werden. Dabei wird insbesondere die mechanische Position des Sensors zum Rotor am Bandende abgeglichen. Eine solche Initialisierung der Sensorparameter ist notwendig, da die Sensoren bei der Bestückung nicht auf einer idealen Position platziert werden und daher Positionsfehler elektrisch korrigiert werden müssen, um die Kommutierungsleistung effizienter zu machen. Die während der Initialisierung gelernten Sensorparameter werden in einem Steuergerät gespeichert. Da aber das Steuergerät und die Aktoreinheit an unterschiedlichen Orten, ja sogar verschiedenen Ländern produziert werden, kann es vorkommen, dass eine Aktoreinheit mit einem Steuergerät verbaut wird, deren gespeicherten Sensorparameter nicht zu den in der Aktoreinheit verbauten Sensoren passen.
Um dies zu umgehen, ist es möglich, dass alle Parameter der Sensoren an einem Standort gelernt und anschließend die Sensorparameter direkt in dem Steuergerät gespeichert werden.
Dabei werden die Sensorparameter am Zusammenbauort gelernt oder in den Steuergeräten werden Standardparameter verwendet. Das bedeutet, dass bei einem Austausch von Steuergerät bzw. Aktoreinheit in einem Betrieb im Fahrzeug die Sensorparameter noch einmal neu gelernt werden müssen. Bei der Verwendung von Standardparametern kann der Positionsfehler für die Motorsteuerung bis zu 40° elektrisch aufweisen, d.h. die Performance des Elektromotors kann möglicherweise bis zu 23% verlieren.
Kann der Initialisierungsprozess nicht im Zusammenbauort ausgeführt werden, müssen das Steuergerät und die Aktoreinheit gepaart und zusammen geliefert werden.
In einer Alternative werden alle Sensorparameter auf einer Oberfläche der Aktoreinheit gespeichert, was z.B. durch einen Klartext oder einen digitalen Matrixcode erfolgen kann. Danach können die Sensorparameter am Zusammenbauort oder einer Werkstatt eingescannt und in das Steuergerät eingeschrieben werden. Allerdings können die auf der Oberfläche eingetragenen Sensorparameter infolge von Verschleiß oder Verkratzen fehlerhaft bzw. nicht deutlich zu erkennen sein. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, diese Sensorparameter auf einem Server zu speichern, wobei die Sensorparameter bei der Montage am Zusammenbauort oder Austausch in der Werkstatt über das Internet heruntergeladen und dann in die Steuereinheit geschrieben werden. Allerdings sind die beschriebenen Methoden alle nicht effizient, da bei Missachten von Regeln durch die Werker die Performance der Aktoreinheit nicht gewährleistet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sicherung von Sensorparametern in einem Aktorsystem anzugeben, bei welchem zuverlässig gewährleistet wird, dass immer die richtige Aktoreinheit mit dem dazugehörigen Steuergerät verbaut wird.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die während der Initialisierung ermittelten Korrekturparameter des mindestens einen Sensors in dem Aktor abgespeichert werden und nach dem Zusammenbau des Aktors mit dem Steuergerät von dem Steuergerät aus dem Aktor zur weiteren Verarbeitung ausgelesen werden. Damit wird sichergestellt, dass das Steuergerät immer über die zu im Aktor verbauten Sensoren gehörigen Sensorparameter verfügt und somit immer ein zuverlässiges Zusammenwirken von Aktoreinheit und Steuergerät gegeben ist.
Vorteilhafterweise werden die während der Initialisierung ermittelten Korrekturparameter in einem nicht-flüchtigen Speicher des jeweiligen im Aktor positionierten Sensors abgespeichert. Da die Sensoren üblicherweise über solche nicht-flüchtigen Speicher verfügen, können die zugehörigen Sensorparameter direkt dem jeweiligen Sensor zugeordnet werden, so dass sie unfehlbar mit diesen verbunden sind. Somit ist eine zuverlässige Methode zur Speicherung der Korrekturparameter der Sensoren gegeben, die sich einfach ausführen lässt.
In einer Ausgestaltung werden die aus dem Aktor ausgelesenen Sensorparameter mit den im Steuergerät abgespeicherten Korrekturparametern verglichen, wobei bei einer fehlenden Übereinstimmung die Sensorparameter des Steuergerätes durch die aus dem Aktor ausgelesenen Parameter im Steuergerät ersetzt werden. Damit ist sichergestellt, dass das Steuergerät immer über die richtigen Korrekturparameter verfügt, die für die in der mit dem Steuergerät gekoppelten Aktoreinheit verbauten Sensoren übereinstimmen.
In einer Ausführungsform wird der nicht-flüchtige Speicher des Sensors zum Auslesen der Korrekturparameter durch das Steuergerät in einen Lesezustand versetzt. Dazu ist es lediglich notwendig, dass ein nicht-flüchtiger Speicher verwendet wird, der die Möglichkeit eines solchen Lesezustandes bietet.
In einer Variante wird der Lesezustand des nicht-flüchtigen Speichers durch einen von dem Steuergerät ausgesendeten Steuerbefehl aktiviert. Damit gibt das Steuergerät zu erkennen, dass es den Abgleich der Sensorparameter durchführen will, um die Funktionssicherheit der Aktoreinheit zu gewährleisten.
In einer Weiterbildung werden in dem nicht-flüchtigen Speicher des Sensors neben den Korrekturparametern auch eine Seriennummer der Aktoreinheit und ein Code für einen Sicherheitscheck abgespeichert. Dies führt dazu, dass ausreichend Platz in dem nicht-flüchtigen Speicher auch für die Abspeicherung der Sensorparameter vorhanden sein muss.
Vorteilhafterweise werden die in dem nicht-flüchtigen Speicher abgelegten Korrekturparameter so abgekürzt, dass trotzdem eine ausreichende Genauigkeit der Korrekturparameter bei der Weiterverarbeitung durch das Steuergerät gewährleistet wird.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Aktoreinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Ausführungsbeispiel des Aktors,
3 ein Ausführungsbeispiel der an dem Aktor ausgebildeten Sensoreinheit,
4 eine Prinzipdarstellung eines Positionsfehlers eines Sensors,
5 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens während der Initialisierung,
6 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens während eines Betriebes im Fahrzeug.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aktoreinheit dargestellt, welches einen elektrischen zentralen Aktor 1 umfasst, der eine Trennkupplung eines Hybridantriebes in einem Fahrzeug betätigt. Diese Betätigung der Trennkupplung hat den Zweck, dass das Fahrzeug zwischen rein elektrischen und hybridischen Fahrmodulen wechseln kann. Der Aktor 1 ist in einem Getrieberaum 2 des Fahrzeuges positioniert und über ein Kabel 3 mit einem Steuergerät 4 verbunden, wobei der Aktor 1 durch das Steuergerät 4 angesteuert wird.
Wie in 2 dargestellt, weist der Aktor 1 einen Elektromotor 6 auf, welcher den Aktor 1 bewegt, um die nicht weiter dargestellte Trennkupplung zu öffnen oder zu schließen. Mittels einer Sensoreinheit 5, die in einer Wirkverbindung zu einem Sensormagnetring 7 steht, welcher an einem Rotor 8 des Elektromotors 6 drehfest positioniert ist, wird die Position des Rotors 8 des Elektromotors 6 gemessen. Die gemessene Position des Rotors 8 entspricht dabei einem Verfahrweg des Aktors 1 und somit der Trennkupplung.
Die Sensoreinheit 5 hat, wie aus 3 hervorgeht, drei digitale Switch-Hall-Sensoren 9 und zwei analoge Hall-Sensoren 10. Da die Sensoren 9, 10 bei der Montage der Aktoreinheit nicht immer auf der idealen Position montiert werden, muss ein Phasenfehler aller Sensoren bei der Auswertung des jeweiligen Sensorsignals durch Korrekturparameter korrigiert werden. Für die Switch-Hall-Sensoren 9 muss die Positionskorrektur Clockweise (CW) und Counter-Clockweise (CCW) separat korrigiert werden (4). Außerdem kann schon allein eine Hysterese Hy der Switch-Hall-Sensoren 9 einen Positionsfehler bis zu 2° elektrisch beinhalten.
Bei den analogen Hall-Sensoren 10 müssen eine Positionskorrektur, ein Amplituden-Offset und eine Amplituden-Normierung als Korrekturparameter der Sensoren ermittelt werden.
In 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem die Korrekturparameter der Sensoren 9, 10 in einer End-of-Line (EOL)-Phase der Herstellung der Aktoreinheit gelernt werden (Block 100). Dabei werden die im Block 110 erlernten Korrekturparameter in einem nicht-flüchtigen Speicher der Sensoren 9 bzw. 10 abgespeichert (Block 120). Anschließend wird im Block 200 die Aktoreinheit mit dem Steuergerät 4 verbaut bzw. die Aktoreinheit in einer Werkstatt ausgetauscht, so dass sie wieder neu mit dem Steuergerät 4 verbunden werden muss. Dabei werden im Block 210 die Korrekturparameter aus dem nicht-flüchtigen Speicher der Sensoren 9, 10 ausgelesen, welche im Block 220 in dem Steuergerät 4 abgespeichert werden.
Nachdem die Aktoreinheit mit dem Steuergerät 4 in einem Fahrzeug verbaut wurde, wird ein Verfahren ausgeführt, welches in 6 als Block 300 dargestellt ist. Dabei wird nach Einstellung des Motorzustandes „Zündung EIN“ (Block 310) im Block 320 von dem Steuergerät 4 ein Steuerbefehl an die Sensoren 9, 10 gesendet, um einen nichtflüchtigen Speicher der Sensor 9, 10 in einen Lesebetrieb umzuschalten. Dies erfolgt insbesondere bei den analogen Hall-Sensor 10. Anschließend werden im Block 330 die Korrekturparameter aus dem nichtflüchtigen Speicher von dem Steuergerät 4 ausgelesen und mit den im Steuergerät 4 gespeicherten Korrekturparametern verglichen. Sind die Korrekturparameter gleich, werden im Block 340 die Sensoren 10 in ihren normalen Zustand zurückversetzt. Ergibt der Vergleich allerdings im Block 330, dass die Korrekturparameter nicht übereinstimmen, erfolgt eine Überschreibung der im Steuergerät 4 vorhandenen Korrekturparameter durch die aus dem nichtflüchtigen Speicher des Sensors 10 ausgelesenen Korrekturparametern (Block 350). Anschließend wird zum Block 340 zurückkehrt, wo der Sensors 10 wieder in den normalen Zustand wechselt.
Voraussetzung für dieses Vorgehen ist, dass die Sensoren 9, 10 einen ausreichend großen, beschreibbaren nicht-flüchtigen Speicher aufweisen, da außer den Korrekturparametern auch eine Seriennummer des Sensors und ein Code für einen Sicherheitscheck, beispielsweise einen Cyclic Redundancy Check (CRC), im nicht-flüchtigen Speicher implementiert werden müssen. Diese Angaben sind wichtig, um einen sicheren Datentransport zu gewährleisten und den Aktor auch richtig zu erkennen. Daher müssen die Korrekturparameter zum Teil abgekürzt werden, wenn in dem nicht-flüchtigen Speicher nicht ausreichend Speicherkapazität vorhanden ist. Eine Datenbreite von 16 Bit für eine Winkelposition gewährleistet eine Genauigkeit von 0,1° elektrisch, während eine Datenbreite von 16 Bit für den Amplituden-Offset und die Amplituden-Normierung einer Genauigkeit von 0,0015% entspricht. Daher kann der Platzbedarf für jeden Amplituden-Offset- und Amplitudennormierungs-Parameter auf 8 Bit reduziert werden, was trotzdem noch eine Genauigkeit von 0,4% garantiert.
Bezugszeichenliste

1: Aktor
2: Getrieberaum
3: Kabel
4: Steuergerät
5: Sensoreinheit
6: Elektromotor
7: Sensormagnetring
8: Rotor
9: Switch-Hall-Sensor
10: Analoger Hall-Sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013213941 [0003]

Claims

Verfahren zur Sicherung von Korrekturparametern einer Aktoreinheit, vorzugsweise für ein Kupplungsbetätigungssystem eines Fahrzeuges, bei welchem die Aktoreinheit einen von einem Elektromotor (6) angetriebenen Aktor (1) umfasst und der Elektromotor (6) von einem Steuergerät (4) angesteuert wird, wobei eine Position des Elektromotors (6) mit mindestens einem Sensor (9, 10) ermittelt wird, der Bestandteil des Aktors (1) ist und mit einem Steuergerät (4) verbunden ist, wobei der mindestens eine Sensor (9, 10) nach einem Zusammenbau mit dem Aktor (1) zur Ermittlung von Korrekturparametern initialisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Initialisierung ermittelten Korrekturparameter des mindestens einen Sensors (9, 10) in dem Aktor (1) abgespeichert werden und nach dem Zusammenbau des Aktors (1) mit dem Steuergerät (4) von dem Steuergerät (4) aus dem Aktor (1) zur weiteren Verarbeitung ausgelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Initialisierung ermittelten Korrekturparameter in einem nicht-flüchtigen Speicher des jeweiligen im Aktor (1) positionierten Sensors (9, 10) abgespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Aktor (1) ausgelesenen Korrekturparameter mit den im Steuergerät (4) abgespeicherten Korrekturparametern verglichen werden, wobei bei einer fehlenden Übereinstimmung die Korrekturparameter des Steuergerätes (4) durch die aus dem Aktor (1) ausgelesenen Korrekturparameter im Steuergerät (4) ersetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-flüchtige Speicher des Sensors (9, 10) zum Auslesen der Korrekturparameter durch das Steuergerät (4) in einen Lesezustand versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lesezustand des nicht-flüchtigen Speichers durch einen von dem Steuergerät (4) ausgesendeten Steuerbefehl aktiviert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem nicht-flüchtigen Speicher des Sensors (9, 10) neben dem Korrekturparameter auch eine Seriennummer der Aktoreinheit und ein Code für einen Sicherheitscheck abgespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem nicht-flüchtigen Speicher abgelegten Korrekturparameter so abgekürzt werden, dass trotzdem eine ausreichende Genauigkeit der Korrekturparameter bei der Weiterverarbeitung gewährleistet wird.