DE102019214941A1

DE102019214941A1 - Verfahren und Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Zustandsgröße eines Magnetaktors zu einem bestimmten Zeitpunkt

Info

Publication number: DE102019214941A1
Application number: DE102019214941.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Hilsch; Christof Ott
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-04-01
Also published as: US20210095998A1; CN112577528A; US11543266B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Zustandsgröße (217) eines Magnetaktors zu einem bestimmten Zeitpunkt. Das Verfahren umfasst dabei einen Schritt des Einlesens und einen Schritt des Berechnens. Im Schritt des Einlesens wird ein erster Sensorwert (210) und zumindest ein zweiter Sensorwert (215) eingelesen, wobei der erste Sensorwert (210) eine gleiche physikalische Größe wie der zweite Sensorwert (215) repräsentiert und wobei der erste Sensorwert (210) zeitlich nach dem zweiten Sensorwert (215) erfasst wurde. Im Schritt des Berechnens wird die Zustandsgröße (217) unter Verwendung des ersten Sensorwerts (210) und des zweiten Sensorwerts (215) als Eingangsvariable (220) zumindest einer Approximationsfunktion berechnet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren und einer Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Zustandsgröße eines Magnetaktors zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Elektromagnetische Aktoren, wie sie beispielsweise für Hydraulikventile in der Fabrikautomatisierung oder in mobilen Arbeitsmaschinen, in Druckventilen für Fahrzeuggetriebe oder für Direktsteller ohne hydraulischen Kreis eingesetzt werden, verfügen über einen beweglichen Teil, der auch als Anker bezeichnet wird, auf den durch eine Bestromung einer Spule eine Kraft erzeugt wird. Diese Kraft und eine daraus resultierende Bewegung oder Position des Ankers und damit gekoppelter Teile erfüllt in der Regel in technischen Anlagen einen bestimmten Zweck.
Die DE 10 2017 210 607 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ansteuern eines mittels einer Spule beweglichen Teils sowie ein Magnetventil.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln einer Zustandsgröße eines Magnetaktors zu einem bestimmten Zeitpunkt, weiterhin eine verbesserte Ermittlungseinrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Mit dem hier vorgestellten Ansatz wird eine Möglichkeit geschaffen, eine Genauigkeit bei einer Ermittlung einer Zustandsgröße zu verbessern.
Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Zustandsgröße eines Magnetaktors zu einem bestimmten Zeitpunkt vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Einlesens und einen Schritt des Berechnens. Im Schritt des Einlesens wird ein erster Sensorwert und zumindest ein zweiter Sensorwert eingelesen, wobei der erste Sensorwert eine gleiche physikalische Größe wie der zweite Sensorwert repräsentiert und der erste Sensorwert zeitlich nach dem zweiten Sensorwert erfasst wurde. Im Schritt des Berechnens wird die Zustandsgröße unter Verwendung des ersten Sensorwerts und des zweiten Sensorwerts als Eingangsvariable zumindest einer Approximationsfunktion berechnet.
Die zu ermittelnde Zustandsgröße kann beispielsweise eine Position, Geschwindigkeit, Magnetisierungszustand oder eine Kraft des Magnetaktors sein, wie er beispielsweise in der Fabrikautomatisierung oder für Fahrzeuggetriebe realisiert ist. Der erste Sensorwert kann beispielsweise mittels einer Messeinheit erfasst werden, wobei beispielsweise der erste Sensorwert einen aktuellen Wert repräsentieren kann. Der zweite Sensorwert kann dem entsprechend einen Wert repräsentieren, der zu einem früheren Zeitpunkt erfasst wurde. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Präzision des Verfahrens gesteigert werden. Das Verfahren und zusätzlich oder alternativ zumindest einzelne oder alle Schritte des Verfahrens sind vorteilhafterweise in vorbestimmten Abständen von beispielsweise 100 ms, 10 ms, 1 ms, 0,3 ms, 0,333 ms oder 0,1 ms erneut zyklisch durchführbar.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens der erste Sensorwert eingelesen werden, der eine aktuelle Stromstärke und zusätzlich oder alternativ einen aktuellen Spannungswert repräsentiert. Das bedeutet, dass der erste Sensorwert die Stromstärke zu dem Zeitpunkt des Erfassens und zusätzlich oder alternativ den Spannungswert zum Zeitpunkt des Erfassens repräsentieren kann. Hierdurch können einfach erfassbare Sensorwerte zur Ermittlung des Zustands bzw. der Zustandsgröße des Magnetaktors verwendet werden.
Im Schritt des Einlesens kann zumindest ein weiterer Sensorwert eingelesen werden, der zeitlich vor dem zweiten Sensorwert erfasst wurde und der eine gleiche physikalische Größe wie der erste Sensorwert repräsentiert, wobei im Schritt des Berechnens die Zustandsgröße ferner unter Verwendung des weiteren Sensorwerts als Eingangsvariable zumindest einer Approximationsfunktion berechnet werden kann. Das bedeutet, dass beispielsweise der weitere Sensorwert einen älteren Wert als den zweiten Sensorwert repräsentiert. Weiterhin ist es denkbar, dass auch andere, noch ältere Werte hinterlegt oder eingelesen werden, die beispielsweise allesamt als Eingangsvariable der Approximationsfunktion verwendbar sind. Vorteilhafterweise kann daraus beispielsweise ein Verlauf einer Kurve bzw. der Zustandsgröße genauer bestimmt werden, wenn der Verlauf der entsprechenden Sensorwerte über eine Zeitspanne hinweg beachtet wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Ermittelns eines vorverarbeiteten Sensorwerts umfassen, wobei zumindest der erste Sensorwert, der zweite Sensorwert, der zumindest eine weitere Sensorwert und zusätzlich oder alternativ ein Parameter miteinander verknüpft werden können, um den vorverarbeiteten Sensorwert zu erhalten. Im Schritt des Berechnens kann die Zustandsgröße unter Verwendung des vorverarbeiteten Sensorwerts berechnet werden. Der vorverarbeitete Sensorwert kann beispielsweise aus einer Differenz des ersten Sensorwerts zu dem zweiten Sensorwert, aus einem gleitenden Mittelwert oder einer gleitenden Summe von Sensorwerten, aus einer Differenz zwischen Mittelwerten über unterschiedliche Zeitfenster hinweg, aus einer analogen Filterung der Sensorwerte oder beispielsweise aus einer digitalen Vorverarbeitung digitaler Signale, aus einer sonstigen Filterung verschiedener Signalverläufe oder aber aus einer modellbasierten Vorverarbeitung ermittelt werden. Der Parameter kann dazu beispielsweise vordefiniert sein, beispielsweise unter Verwendung von Ergebnissen aus einem Labortest, bei denen der Parameter vor der Implementierung des Parameters in eine entsprechende Vorrichtung oder Einheit vor einer Auslieferung dieser Vorrichtung oder Einheit empirisch oder durch eine Auswertung von Labortests ermittelt wurde.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ein dritter und zumindest ein vierter Sensorwert eingelesen werden, wobei der dritte Sensorwert eine gleiche physikalische Größe wie der vierte Sensorwert aber eine andere physikalische Größe wie der erste Sensorwert repräsentiert, wobei der dritte Sensorwert zeitlich nach dem vierten Sensorwert erfasst wurde. Im Schritt des Berechnens kann die Zustandsgröße ferner unter Verwendung des dritten und des vierten Sensorwerts als Eingangsvariable der zumindest einen Approximationsfunktion berechnet werden. Auch kann der dritte Sensorwert zu einem gleichen Zeitpunkt wie der erste Sensorwert aufgezeichnet worden sein. Der dritte und der vierte Sensorwert ermöglicht es, die Zustandsgröße unter Verwendung einer weiteren physikalischen Größe ermitteln zu können, sodass ein nochmals präziserer Wert für die Zustandsgröße ermittelt werden kann. Beispielsweise kann der dritte und der vierte Sensorwert auch eine Stromstärke oder einen Spannungswert repräsentieren.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens zumindest ein zusätzlicher Sensorwert eingelesen werden, der zeitlich vor dem vierten Sensorwert erfasst wurde und der eine gleiche physikalische Größe wie der vierte Sensorwert repräsentiert. Im Schritt des Berechnens kann die Zustandsgröße ferner unter Verwendung des zusätzlichen Sensorwerts als Eingangsvariable zumindest einer Approximationsfunktion berechnet werden. Der zusätzliche Sensorwert kann beispielsweise einen Wert der gleichen physikalischen Größe wie der dritte und der vierte Sensorwert bezeichnen.
Im Schritt des Ermittelns können der dritte Sensorwert, der vierte Sensorwert, der zusätzliche Sensorwert und zusätzlich oder alternativ der Parameter miteinander verknüpft werden, um einen weiteren vorverarbeiteten Sensorwert zu erhalten. Im Schritt des Berechnens kann die Zustandsgröße unter Verwendung des weiteren vorverarbeiteten Sensorwerts berechnet werden. Der Parameter kann auch hier beispielsweise ein vordefinierter Wert sein, beispielsweise unter Verwendung von Ergebnissen aus einem Labortest, bei denen der Parameter vor der Implementierung des Parameters in eine entsprechende Vorrichtung oder Einheit vor einer Auslieferung dieser Vorrichtung oder Einheit empirisch oder durch eine Auswertung von Labortests ermittelt wurde. Hierdurch kann vorteilhafterweise im Schritt des Berechnens eine genauere Zustandsgröße berechnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Berechnens die Zustandsgröße unter Verwendung eines auf Basis eines Hysteresemodells einer Magnetisierung des Magnetaktors ermittelten Magnetisierungswerts berechnet werden, wobei im Schritt des Berechnens die Zustandsgröße unter Verwendung des Magnetisierungswerts berechnet werden kann. Das bedeutet, dass der Magnetisierungswert auf Basis einer verzögerten Wirkungsänderung nach Änderung der Ursache ermittelt wird und dieser Magnetisierungswert für die Berechnung der Zustandsgröße genutzt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Berechnens die Zustandsgröße unter Verwendung einer Summe von Approximationsfunktionen, insbesondere die in Reihenschaltung und zusätzlich oder alternativ Parallelschaltung verknüpft sein und zusätzlich oder alternativ unter Verwendung zumindest einer radialen Basisfunktion eines neuronalen Netzes, einer Polynomfunktion und zusätzlich oder alternativ eines Kennfeldes als Approximationsfunktion berechnet werden. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise eine sehr flexible und präzise Möglichkeit zur Ermittlung der Zustandsgröße implementiert werden.
Im Schritt des Einlesens kann der erste Sensorwert und zusätzlich oder alternativ der zweite Sensorwert als ein Abtastwert eingelesen werden, der mit einer Schaltflanke eines Pulsweitenmodulationssignals synchronisiert ist oder synchronisiert wird. Der Abtastwert kann beispielsweise auf einer Kurve liegen, durch die beispielsweise eine Periodendauer in Form eines Graphen dargestellt werden kann. Auf diese Weise kann eine Präzisierung der zu ermittelnden Zustandsgröße erfolgen, da Sensorwerte verwendet werden, die zu bestimmten, für die Ermittlung der Zustandsgröße besonders relevanten Zeitpunkten erfasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform können im Schritt des Einlesens der erste Sensorwert und der zweite Sensorwert eingelesen werden, wobei eine Zeitspanne zwischen dem ersten Sensorwert und dem zweiten Sensorwert und zwischen dem zweiten Sensorwert und dem weiteren Sensorwert innerhalb eines Toleranzbereichs gleich sein kann. Der Toleranzbereich kann beispielsweise eine Abweichung von 10% oder 20% von dem jeweils als Bezugswert verwendeten Sensorwert umfassen. Auf diese Weise kann eine bessere Approximierung der Zustandsgröße vorgenommen werden, da durch den zeitlichen Verlauf in der Vergangenheit eine gute Vorhersage der Zustandsgröße aus den verwendeten Eingangsvariablen möglich ist.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Ermittlungseinrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Ermittlungseinrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Ermittlungseinrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Ermittlungseinrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Ermittlungseinrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Ermittlungseinrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Ermittlungseinrichtung eine Steuerung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Zustandsgröße eines Magnetaktors zu einem bestimmten Zeitpunkt. Hierzu kann die Ermittlungseinrichtung beispielsweise auf Sensorsignale wie einen ersten Sensorwert, der eine gleiche physikalische Größe wie der zweite Sensorwert repräsentiert und zeitlich nach einem zweiten Sensorwert erfasst wurde, und den zweiten Sensorwert zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie eine Einleseeinheit, die ausgebildet ist, um den ersten Sensorwert und den zweiten Sensorwert einzulesen, und eine Berechnungseinheit, die ausgebildet ist, um unter Verwendung des ersten Sensorwerts und des zweiten Sensorwerts als eine Eingangsvariable zumindest einer Approximationsfunktion die Zustandsgröße zu berechnen.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Ermittlungseinrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung mit einem Magnetaktor gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 ein Blockschaltbild einer Ermittlungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Darstellung einer Approximationseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 ein Kurvendiagramm für einen Spannungsverlauf gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 ein Kurvendiagramm für einen Stromverlauf gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln einer Zustandsgröße eines Magnetaktors zu einem bestimmten Zeitpunkt gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Einrichtung 100 mit einem Magnetaktor 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Einrichtung 100 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Ermittlungseinrichtung 102, einen Magnetaktor 101 und eine mit dem Magnetaktor 101 gekoppelte technische Anlage 103 auf. Der Magnetaktor 101 ist beispielsweise als ein Bauteil, beispielsweise als Stellglied, für die technische Anlage 103 realisiert. Die Ermittlungseinrichtung 102 ist dabei ausgebildet, um den Magnetaktor 101 anzusteuern und um eine Zustandsgröße mittels erfassten Werten 104, die in einer der folgenden Figuren genauer erläutert werden, zu ermitteln. Die Werte 104 können dabei auch Werte der Spannung U und des Stroms I umfassen. Die Zustandsgröße repräsentiert beispielsweise eine Position, eine Geschwindigkeit, ein Magnetisierungszustand, eine Temperatur oder eine Kraft des Magnetaktors 101 oder einer Komponente des Magnetaktors 101. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Magnetaktor 101 eine Spule 105 und einen so genannten Anker 110 auf. Der Anker 110 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein beweglicher Teil des Magnetaktors 102 realisiert oder realisierbar. Ist die Spule 105 beispielsweise bestromt, so wirkt gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Kraft F auf den Anker 110 oder ein mit dem Anker 110 gekoppeltes Stellglied, wodurch die technische Anlage 103 betätigt wird. Um das zu erreichen, wird beispielsweise von der Ermittlungseinrichtung 102 eine Spannung U eingestellt, sodass ein Strom I erzeugt wird, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch die Spule 105 fließt.
In anderen Worten ist ein Magnetaktor 101 mit einer Ansteuerung gezeigt, die hier als Ermittlungseinrichtung 102 bezeichnet ist, bei der eine Spannung U verstellt wird, um einen Strom I zu erzeugen, der wiederum eine Kraft F auf den Anker 110 zur Folge hat. Üblicherweise wird der Strom mit einem Sensor erfasst und die verstellte Spannung ist in der Ansteuerung, das bedeutet in der Ermittlungseinrichtung 102 bekannt. Für verschiedene Zwecke ist es von Interesse, in der Ermittlungseinrichtung 102 Zustandsgrößen, wie die Position, Geschwindigkeit, Magnetisierungszustand, Temperatur, Kraft usw. des Magnetaktors 101 zu kennen. Aus Kostengründen und wegen begrenzten Bauraums kann bisher häufig keine Sensorik für diese Zustandsgrößen verbaut werden. Um dieses Problem zu lösen, stellt der hier vorgestellte Ansatz eine Möglichkeit dar, eine Rückwirkung der Zustandsgrößen auf den Zusammenhang von Spannung U und Strom I zu nutzen, um in der Ermittlungseinrichtung 102 aus diesen beiden bekannten Größen die bis dato unbekannten Zustandsgrößen des Magnetaktors 101 zu ermitteln. Vorteilhafterweise ist der Ansatz in einer aktuellen Ermittlungseinrichtung 102 umsetzbar, wenn entsprechende Funktionen vorhanden sind, die eine präzise Kenntnis von Zustandsgrößen voraussetzen, aber keine dedizierte Sensorik dafür in der Einrichtung 100 verbaut ist. Zum Beispiel, wenn die Zustandsgröße „Ankerhub“ ohne Wegsensorik sehr genau, das bedeutet mit einer Wegauflösung besser als 100 µm, eingeregelt wird oder sehr präzise eine Kraft F eingeregelt wird, obwohl eine Kraftkennlinie des Magnetaktors 101 gemäß einem Ausführungsbeispiel deutlich hubabhängig ist.
2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ermittlungseinrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Ermittlungseinrichtung 102 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Einleseeinheit 200 und eine Berechnungseinheit 205 auf. Die Einleseeinheit 200 ist dabei ausgebildet, um die in 1 genannten Werte 104, nämlich einen ersten Sensorwert 210 (im Nachfolgenden I_k oder U_k genannt) und einen zweiten Sensorwert 215 (im Nachfolgenden I_k-1 oder U_k-1 genannt) einzulesen. Der erste Sensorwert 210 repräsentiert dabei eine gleiche physikalische Größe wie der zweite Sensorwert 215. Die physikalische Größe ist beispielsweise ein Spannungswert U oder eine Stromstärke I. Der zweite Sensorwert 215 (hier beispielsweise I_k-1) wurde dabei zeitlich vor dem ersten Sensorwert 210 (hier beispielsweise I_k) erfasst. Die Berechnungseinheit 205 ist ausgebildet, um die Zustandsgröße 217 unter Verwendung des ersten Sensorwerts 210 und des zweiten Sensorwerts 215 als Eingangsvariable 220 zumindest einer Approximationsfunktion zu berechnen. Kurzum bedeutet das, dass die eingelesenen Sensorwerte 210, 215 als Eingangsvariable 220 an die Berechnungseinheit 205 bereitgestellt werden und dort in die jeweilige Approximationsfunktion eingesetzt und somit auch ausgewertet werden, um die Zustandsgröße 217 zu erhalten.
Die Einleseeinheit 200 ist weiterhin gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um einen weiteren Sensorwert 225, einen dritten Sensorwert 230, einen vierten Sensorwert 235 sowie einen zusätzlichen Sensorwert 240 einzulesen. Der weitere Sensorwert 225 (hier beispielsweise I_k-2) ist dabei ein Wert, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel vor dem zweiten Sensorwert 215 (hier beispielsweise I_k-1) erfasst wurde. Der weitere Sensorwert 225 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel außerdem ein Wert derselben physikalischen Größe wie der erste Sensorwert 210 und der zweite Sensorwert 215. Der dritte Sensorwert 230, der vierte Sensorwert 235 sowie der zusätzliche Sensorwert 240 (die beispielsweise eine andere physikalische Größe wie eine Spannung U repräsentieren, als der erste, zweite und weitere Sensorwert) verhalten sich in zeitlicher Beziehung beispielsweise analog zu dem ersten Sensorwert 210, dem zweiten Sensorwert 215 und dem weiteren Sensorwert 225. Der dritte Sensorwert 230 (hier beispielsweise U_k kann somit zeitlich nach dem vierten Sensorwert 235 (hier beispielsweise U_k-1) erfasst werden, der wiederum zeitlich vor dem zusätzlichen Sensorwert 240 (hier beispielsweise U_k-2) aufgezeichnet wurde. Das bedeutet ebenfalls, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel der weitere Sensorwert 225 sowie der dritte Sensorwert 230, vierte Sensorwert 235 und der zusätzliche Sensorwert 240 ferner ebenfalls als Eingangsvariable 220 der zumindest einen Approximationsfunktion einsetzbar ist und daraus die Zustandsgröße 217 ermittelt wird.
In anderen Worten wird eine datenbasierte Zustandsgrößenerkennung für Magnetaktoren vorgestellt, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Verwendung eines Approximators zur Implementierung der Approximationsfunktion vorsieht, der sich aus einer oder mehreren statischen Approximationsfunktion(en) zusammensetzt oder diese umfasst. Die Approximationsfunktionen sind auch als Ansatzfunktionen bezeichenbar. Statisch bedeutet hierbei, dass ein Ausgang bzw. der Ausgabewert des Approximators nur von seinen Eingangsgrößen abhängt, nicht von verborgenen internen Zuständen des Approximators. Die Parameter der Approximationsfunktionen werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel einmalig vor einem Serieneinsatz über geeignete Algorithmen basierend auf gemessenen Trainingsdaten bestimmt. Während des Betriebs bleiben die Parameter konstant. Ein solcher Approximator lässt sich auf der Ermittlungseinrichtung 102 effizient umsetzen, insbesondere wenn eine spezielle Hardware-Unterstützung für statische Approximationsfunktionen vorgesehen ist. Konkret wird der Approximator mit einer Software trainiert und auf einer speziellen Hardware berechnet.
Die notwendigerweise für eine Bestimmung von Zustandsgrößen 217 zu beachtenden Einflüsse aus einem vergangenen Verlauf der Messgrößen U, I, das bedeutet der Sensorwerte 210, 215, 225, 230, 235, 240, werden optional in einer Vorverarbeitungsschicht berücksichtigt. Diese umfasst beispielsweise Speicherglieder, Filter oder modellbasierte Berechnungen, die einen internen Zustand besitzen. Die Elemente der Vorverarbeitungsschicht sind optional effizient auf der aktuellen Ermittlungseinrichtung 102, die auch als Steuergerät bezeichnet wird, umsetzbar.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Approximationseinheit 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Approximationseinheit 300 innerhalb der Ermittlungseinrichtung realisierbar, wie sie in 2 beschrieben wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der erste Sensorwert 210, der zweite Sensorwert 215, der weitere Sensorwert 225 sowie der dritte Sensorwert 230, vierte Sensorwert 235 und zusätzliche Sensorwert 240 weiterverarbeitet, sodass die Zustandsgröße 217 ermittelt wird. Weiterhin werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel der erste Sensorwert 210, der zweite Sensorwert 215, der zumindest eine weitere Sensorwert und/oder ein Parameter 305 miteinander verknüpft, um einen vorverarbeiteten Sensorwert zu erhalten. Dabei wird beispielsweise die Zustandsgröße 217 unter Verwendung des vorverarbeiteten Sensorwerts berechnet. Weiterhin werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel der dritte Sensorwert 230, der vierte Sensorwert 235, der zusätzliche Sensorwert 240 und/oder ein weiterer Parameter 310 miteinander verknüpft, um einen weiteren vorverarbeiteten Sensorwert zu erhalten. Dabei kann die Zustandsgröße 217 unter Verwendung des weiteren vorverarbeiteten Sensorwerts berechnet werden. Optional ist beispielsweise der vorverarbeitete Sensorwert und/oder der weitere vorverarbeitete Sensorwert als Eingangsvariable der zumindest einen Approximationsfunktion einsetzbar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Zustandsgröße 217 weiterhin beispielsweise unter Verwendung eines auf Basis eines Hysteresemodells einer Magnetisierung des Magnetaktors ermittelten Magnetisierungswerts 315 ebenfalls berechenbar.
In anderen Worten ausgedrückt ist die Approximationseinheit 300, die auch als Approximator bezeichnet wird, zur Bestimmung oder Ermittlung der Zustandsgröße 217 ausgebildet. Ein aktueller Zeitpunkt wird gemäß einem Ausführungsbeispiel mit dem Index k gekennzeichnet, sodass ein Wert zu dem aktuellen Zeitpunkt, der hier als erster Sensorwert 210 oder dritter Sensorwert 230 beschrieben ist, auch als I_k oder U_k bezeichenbar ist, da in das Modell gemäß diesem Ausführungsbeispiel aktuelle und vergangene Werte von Strom I und Spannung U eingehen. Relativ zu diesem Zeitpunkt werden Werte aus unterschiedlichen Zeitpunkten in der Vergangenheit gemäß einem Ausführungsbeispiel mit den Indizes k-1, k-2 usw. bezeichnet. Diese vergangenen Werte sind hier auch als zweiter Sensorwert 215, weiterer Sensorwert 225, als vierter Sensorwert 235 oder als zusätzlicher Sensorwert 240 bezeichnet.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel sind auch vorverarbeitete Parameter von Strom und Spannung verwendbar, wie beispielsweise eine Differenz eines aktuellen Messwerts zu einem in der Vergangenheit abgespeicherten Messwert, ein gleitender Mittelwert oder eine gleitende Summe von Messwerten, eine Differenzbildung zwischen Mittelwerten über verschiedene Zeitfenster, eine analoge Filterung von Messwerten oder digitale Vorverarbeitung digitaler Signale, eine sonstige Filterung der Signalverläufe, beispielsweise mittels Hochpass, Bandpass oder Tiefpass sowie eine modellbasierte Vorverarbeitung, wie beispielsweise Beobachtergleichungen oder eine Parameterschätzung.
Zur Verbesserung der Genauigkeit kann M_k verwendet werden. M_k bezeichnet gemäß einem Ausführungsbeispiel die fortlaufende Berechnung des Magnetisierungswertes 315 des Magnetaktors mit einem geeigneten Hysteresemodell, das in der Vorverarbeitung mit jedem neuen Zeitschritt k aktualisiert wird. Die Approximationseinheit 300 besteht gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus einer Approximationsfunktion, einer Summe von Approximationsfunktionen oder auch der Reihen- oder Parallelschaltung von Approximationsfunktionen. Besonders geeignet sind optional radiale Basisfunktionen, ein neuronales Netz oder ein Polynomansatz. Weiterhin denkbar sind auch gemäß einem Ausführungsbeispiel Kennfelder oder eine Kombination der genannten Elemente miteinander. Wie sich außerdem zeigt, kann es in Randbereichen abhängig vom Typ des Magnetaktors sinnvoll sein, zwischen verschiedenen Approximatoren umzuschalten. Die Parameter 305, 310 der Approximationsfunktionen werden optional über eine geeignete Optimierungsrechnung basierend auf Messdaten, das bedeutet auf den Sensorwerten 210, 215, 225, 230, 235, 240 und deren vorverarbeiteten Werten bestimmt. Zur Erzeugung dieser Sensorwerte 210, 215, 225, 230, 235, 240 ist gemäß einem optionalen Ausführungsbeispiel ein Prüfstand mit Zusatzsensorik für die interessierenden Zustandsgrößen 217 vorstellbar. Eine solche Parameterbestimmung erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Auslegungsphase vor einem Serienbetrieb in der Ermittlungseinrichtung.
4 zeigt ein Diagramm eines Spannungsverlaufs 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der hier dargestellte Spannungsverlauf 400 ist beispielsweise für eine Einrichtung mit Magnetaktoren realisierbar, wie sie in 1 beschrieben wurde. Eine x-Achse 405 des Kurvendiagramms beschreibt eine fortschreitende Zeit und eine y-Achse 410 des Kurvendiagramms bezeichnet einen Spannungswert, sodass der Spannungsverlauf 400 durch auf einer Kurve 415 liegende Abtastwerte 420 abgebildet wird. Die Spannung ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine pulsweitenmodulierte Spannung (PWM) zu verstehen, mit der ein Magnetaktor, wie er in 1 beschrieben wurde, angesteuert wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Zeitspanne 425 relativ zu einer Periodendauer 430 des Spannungsverlaufs 400 einstellbar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass die Abtastwerte 420 innerhalb einer Periodendauer 430 verschieden hohe Spannungswerte aufweisen, sodass die hier dargestellte Kurve 415 abwechselnd eine hohe Spannung und eine niedrige Spannung anzeigt.
In anderen Worten sind Magnetaktoren mit einer pulsweitenmodulierten Spannung (PWM) ansteuerbar. Durch Änderung der Zeit Th, die hier als Zeitspanne 425 oder Tastgrad bezeichnet ist, relativ zur Periodendauer 430, kurz auch als Tpwm benennbar, des rechteckförmigen Spannungsverlaufs 400 kann damit verlustarm eine mittlere Spannung und damit ein mittlerer Strom eingestellt werden. Durch den rechteckförmigen Spannungsverlauf 400 ergibt sich ein Stromverlauf, wie er in einer der nachfolgenden Figuren dargestellt ist. Typische Periodendauern 430 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise 10 ms, 1 ms, 0,3 ms, 0,333 ms, 0,125 ms oder 0,1 ms. Bei einer solchen Ansteuerungsart ist es günstig, den Approximator synchron zu einer Schaltflanke der PWM auszuführen. Je nachdem, wie häufig eine Information über die zu bestimmenden Zustandsgrößen benötigt wird, kann der Approximator dann im Zeitraster der Periodendauer 430 oder einem ganzzahligen Vielfachen davon ausgewertet werden. Die Vorverarbeitungsschicht ist in diesem Fall vorzugsweise ebenfalls synchron zu Schaltflanken berechenbar, gegebenenfalls in einem schnelleren Zeitraster als der Approximator. Besonders, wenn der Approximator im Zeitraster der Periodendauer 430 und nicht einem ganzzahligen Vielfachen davon ausgeführt wird und die Periodendauer 430 relativ zu den elektromagnetischen Vorgängen kurz ist, spielen die Speicher in der Vorverarbeitungsschicht eine wichtige Rolle: Um alle relevanten elektromagnetischen Vorgänge für den Approximator sichtbar zu machen, ist es von Vorteil, wenn die Vorverarbeitungsschicht dem Approximator Mittelwerte, Mittelwertänderungen, Magnetisierungsänderungen, etc. aus einer oder mehreren vergangenen PWM-Perioden zur Verfügung stellt.
Es wird also gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Lage von Abtastwerten 420 bei einer Auswertung des Approximators im Zeitraster der Periodendauer 430 gezeigt. Die Abtastwerte 420 der Spannung und die Abtastwerte des Stroms, wie sie in einer der nachfolgenden Figuren gezeigt werden, während einer High-Phase liegen synchron zu einer Umschaltflanke von niedriger zu hoher Spannung. Die Abtastwerte 420 während einer Low-Phase liegen entsprechend synchron zur Umschaltflanke von hoher zu niedriger Spannung. Weniger günstig aber durchaus möglich ist die Synchronität der Abtastwerte 420 zu nur einer der beiden Umschaltflanken. Die Abtastwerte 420 liegen optional zeitlich sowohl äquidistant als auch mit unterschiedlichen Abständen zueinander.
Innerhalb der Periodendauer 430 werden die Strom- und Spannungssamples nach der Umschaltflanke von niedriger zu hoher Spannung erfasst und Operationen der Vorverarbeitungsschicht, wie beispielsweise ein gleitender Mittelwert der Stromsamples in einem schnellen Zeitraster erfasst. Nach einer Erfassung des letzten Stromsamples wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Approximator ausgewertet, sodass mit Ende der aktuellen PWM-Periode mit der Periodendauer 430 oder zu Beginn einer nächsten Periode eine aktualisierte Berechnung der Zustandsgrößen vorliegt. Je nach Art einer Vorverarbeitung und verfügbarer Rechenzeit ist gemäß einem Ausführungsbeispiel auch eine Berechnung der Vorverarbeitungsschritte erst nach Erfassung der letzten Strom- und/oder Spannungssamples sinnvoll. Gegebenenfalls zeitgleich beginnt mit der neuen Periode gemäß einem Ausführungsbeispiel auch wieder die Erfassung der Strom-und/oder Spannungssamples. Aus Kostengründen ist häufig keine Sensorik für die Spannung am Magnetaktor verfügbar. Allerdings wird die Versorgungsspannung bzw. Batteriespannung messtechnisch erfasst und die Einschaltdauer mit der Zeitspanne 425 sowie die Periodendauer 430 sind in der Ermittlungseinrichtung bekannte Größen. Die notwendigen Abtastwerte 420 am Magnetaktor sind dann unter Beachtung des Spannungsabfalls an beispielsweise Leitungen, Freilaufdioden und weiteren Bauelementen der Endstufe zu jedem Zeitpunkt berechenbar. Je nach Art der elektrotechnischen Ansteuerschaltung kann es sinnvoll sein, anstelle der eben beschriebenen Abtastwerte 420 direkt die gemessene Batteriespannung und die Einschaltdauer mit der Zeitspanne 425 als Eingangsvariable der Vorverarbeitungsschicht zu verwenden. Besonders vorteilhaft ist eine Periodendauer 430, die klein gegenüber mechanischen Zeitkonstanten des Magnetaktors ist. Dann ist eine Geschwindigkeit des Ankers über die Periodendauer 430 annähernd konstant, sodass die durch die Ankerbewegung induzierte Spannung nicht einzelne Messpunkte innerhalb der PWM-Periode verfälscht.
5 zeigt ein Diagramm eines Stromverlaufs 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der hier dargestellte Stromverlauf 500 ist beispielsweise für eine Einrichtung mit Magnetaktoren realisierbar, wie sie in 1 beschrieben wurde. Der hier dargestellte Stromverlauf 500 ist weiterhin auf den Spannungsverlauf zurückzuführen, wie er in 4 beschrieben wurde. Dem entsprechend beschreibt eine x-Achse 505 des Kurvendiagramms ebenfalls eine fortschreitende Zeit und eine y-Achse 510 des Kurvendiagramms bezeichnet einen Stromwert, sodass der Stromverlauf 500 durch auf einer Kurve 515 liegende Abtastwerte 520 abgebildet wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um den Stromverlauf 500 bei einer PWM-Ansteuerung, wie sie ebenfalls in 4 beschrieben wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel steigt der Strom zunächst steil an, und fällt anschließend stark ab.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Ermitteln einer Zustandsgröße eines Magnetaktors zu einem bestimmten Zeitpunkt gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ziel dessen ist eine Berechnung der Zustandsgrößen, wie sie in 2 oder 3 bereits beschrieben wurden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Verfahren 600 von einer Ermittlungseinrichtung durchführbar, wie sie in den 1 oder 2 beschrieben wurde. Das Verfahren 600 umfasst dabei einen Schritt 605 des Einlesens und einen Schritt 610 des Berechnens. Im Schritt 605 des Einlesens wird ein erster Sensorwert und zumindest ein zweiter Sensorwert eingelesen, wobei der erste Sensorwert eine gleiche physikalische Größe wie der zweite Sensorwert repräsentiert. Weiterhin wurde der erste Sensorwert zeitlich nach dem zweiten Sensorwert erfasst. Im Schritt 610 des Berechnens wird die Zustandsgröße unter Verwendung des ersten Sensorwerts und des zweiten Sensorwerts als Eingangsvariable zumindest einer Approximationsfunktion berechnet.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren 600 weiterhin einen Schritt 615 des Ermittelns, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel vor dem Schritt 610 des Berechnens durchführbar ist. Im Schritt 615 des Ermittelns wird ein vorverarbeiteter Sensorwert ermittelt, wobei zumindest der erste Sensorwert, der zweite Sensorwert, der zumindest eine weitere Sensorwert und/oder ein Parameter miteinander verknüpft werden, um den vorverarbeiteten Sensorwert zu erhalten. Daraufhin wird im Schritt 610 des Berechnens die Zustandsgröße unter Verwendung des vorverarbeiteten Sensorwerts berechnet.
Optional wird im Schritt 605 des Einlesens der erste Sensorwert und/oder der zweite Sensorwert als ein Abtastwert eingelesen, der mit einer Schaltflanke eines Pulsweitenmodulationssignals synchronisiert ist oder synchronisiert wird. Weiterhin wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der erste Sensorwert und der zweite Sensorwert eingelesen, wobei eine Zeitspanne zwischen dem ersten Sensorwert und dem zweiten Sensorwert und zwischen dem zweiten Sensorwert und dem weiteren Sensorwert innerhalb eines Toleranzbereichs gleich ist. Im Schritt 610 des Berechnens wird weiterhin gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Zustandsgröße unter Verwendung einer Summe von Approximationsfunktionen berechnet. Das bedeutet, dass die Approximationsfunktionen insbesondere in Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung verknüpft sind und/oder unter Verwendung zumindest einer radialen Basisfunktion eines neuronalen Netzes, einer Polynomfunktion und/oder eines Kennfeldes als Approximationsfunktion berechnet werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Schritte 605, 615, 610 des Verfahrens 600 optional jeweils in Teilschritte 620, 625, 630, 635, 640, 645 teilbar. In Teilschritt 620 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel der erste Sensorwert eingelesen und abgespeichert. In Teilschritt 625 wird beispielsweise der dritte Sensorwert eingelesen, abgespeichert und sofern es sich dabei um einen Spannungswert handelt, die gestellte Spannung berechnet. Die Teilschritte 620, 625 bilden gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Schritt 605 des Verfahrens 600. In Teilschritt 630 wird der vorverarbeitete Parameter berechnet, der beispielsweise auch als vorverarbeitete Strommessung bezeichnet werden kann. Teilschritt 635 beschreibt gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Berechnung des weiteren vorverarbeiteten Parameters, der hier beispielsweise auch als vorverarbeitete Spannungsmessung bezeichnet wird. Die Teilschritte 630, 635 bilden gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Schritt 615 des Verfahrens 600. In Teilschritt 640 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel optional ein Magnetisierungszustand berechnet, der auch als Magnetisierungswert bezeichnet wird. Teilschritt 645 beschreibt eine Auswertung der Approximationsfunktionen, um die Zustandsgröße zu erhalten. Die Teilschritte 640, 645 bilden gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Schritt 610 des Verfahrens 600.
In anderen Worten ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Ablaufdiagramm zur Berechnung oder Bestimmung der Zustandsgrößen gezeigt. Dieser Ablauf wird in regelmäßigen zeitlichen Abständen auf der Ermittlungseinrichtung wiederholt, wobei typische Abstände dafür gemäß diesem Ausführungsbeispiel 100 ms, 10 ms, 1 ms, 0,3 ms, 0,333 ms und 0,1 ms sind. Denkbar ist gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel eine Ausführung in unregelmäßigen zeitlichen Abständen. Nach dem Schritt 605 des Einlesens nach dem Schritt 615 des Ermittelns der neuen und abgespeicherten Werte von Strom und Spannung finden die Vorverarbeitung und die Aktualisierung des Magnetisierungszustandes statt. Im Anschluss daran werden die Approximationsfunktionen im Approximator ausgewertet, um die interessierenden Zustandsgrößen zu erhalten.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017210607 A1 [0003]

Claims

Verfahren (600) zum Ermitteln einer Zustandsgröße (217) eines Magnetaktors (101) zu einem bestimmten Zeitpunkt, wobei das Verfahren (600) die folgenden Schritte umfasst: - Einlesen (605) eines ersten Sensorwerts (210) und zumindest eines zweiten Sensorwerts (215), wobei der erste Sensorwert (210) eine gleiche physikalische Größe wie der zweite Sensorwert (215) repräsentiert, wobei der erste Sensorwert (210) zeitlich nach dem zweiten Sensorwert (215) erfasst wurde; und - Berechnen (610) der Zustandsgröße (217) unter Verwendung des ersten Sensorwerts (210) und des zweiten Sensorwerts (215) als Eingangsvariable (220) zumindest einer Approximationsfunktion.
Verfahren (600) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (605) des Einlesens der erste Sensorwert (210) eingelesen wird, der eine aktuelle Stromstärke und/oder einen aktuellen Spannungswert repräsentiert.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (605) des Einlesens zumindest ein weiterer Sensorwert (225) eingelesen wird, der zeitlich vor dem zweiten Sensorwert (215) erfasst wurde und der eine gleiche physikalische Größe wie der erste Sensorwert (210) repräsentiert, wobei im Schritt (610) des Berechnens die Zustandsgröße (217) ferner unter Verwendung des weiteren Sensorwerts (225) als Eingangsvariable (220) zumindest einer Approximationsfunktion berechnet wird.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (615) des Ermittelns eines vorverarbeiteten Sensorwerts, wobei zumindest der erste Sensorwert (210) und/oder der zweite Sensorwert (215) und/oder der zumindest eine weitere Sensorwert (225) und/oder ein Parameter (305) miteinander verknüpft werden, um den vorverarbeiteten Sensorwert zu erhalten, und wobei im Schritt (610) des Berechnens die Zustandsgröße (217) unter Verwendung des vorverarbeiteten Sensorwerts berechnet wird.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (605) des Einlesens ein dritter und zumindest ein vierter Sensorwert (230, 235) eingelesen werden, wobei der dritte Sensorwert (230) eine gleiche physikalische Größe wie der vierte Sensorwert (235) aber eine andere physikalische Größe wie der erste Sensorwert (210) repräsentiert, wobei der dritte Sensorwert (230) zeitlich nach dem vierten Sensorwert (235) erfasst wurde, und wobei im Schritt (610) des Berechnens die Zustandsgröße (217) ferner unter Verwendung des dritten und des vierten Sensorwerts (230, 235) als Eingangsvariable (220) der zumindest einen Approximationsfunktion berechnet wird.
Verfahren (600) gemäß Anspruch 5, bei dem im Schritt (605) des Einlesens zumindest ein zusätzlicher Sensorwert (240) eingelesen wird, der zeitlich vor dem vierten Sensorwert (235) erfasst wurde und der eine gleiche physikalische Größe wie der vierte Sensorwert (235) repräsentiert, wobei im Schritt (610) des Berechnens die Zustandsgröße (217) ferner unter Verwendung des zusätzlichen Sensorwerts (240) als Eingangsvariable (220) zumindest einer Approximationsfunktion berechnet wird.
Verfahren (600) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei im Schritt (615) des Ermittelns der dritte Sensorwert (230) und/oder der vierte Sensorwert (235) und/oder der zusätzliche Sensorwert (240) und/oder ein weiterer Parameter (310) miteinander verknüpft werden, um einen weiteren vorverarbeiteten Sensorwert zu erhalten, und wobei im Schritt (610) des Berechnens die Zustandsgröße (217) unter Verwendung des weiteren vorverarbeiteten Sensorwerts berechnet wird.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (610) des Berechnens die Zustandsgröße (217) unter Verwendung eines auf Basis eines Hysteresemodells einer Magnetisierung des Magnetaktors ermittelten Magnetisierungswerts (315) berechnet wird wobei im Schritt (310) des Berechnens die Zustandsgröße (217) unter Verwendung des Magnetisierungswerts (315) berechnet wird.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (610) des Berechnens die Zustandsgröße (217) unter Verwendung einer Summe von Approximationsfunktionen, insbesondere die in Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung verknüpft sind und/oder unter Verwendung zumindest einer radialen Basisfunktion, eines neuronalen Netzes und/oder einer Polynomfunktion und/oder eines Kennfeldes als Approximationsfunktion berechnet wird.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (605) des Einlesens der erste Sensorwert (210) und/oder der zweite Sensorwert (215) als ein Abtastwert (420, 520) eingelesen wird, der mit einer Schaltflanke eines Pulsweitenmodulationssignals synchronisiert ist oder synchronisiert wird.
Verfahren (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (605) des Einlesens der erste Sensorwert (210) und der zweite Sensorwert (215) eingelesen werden, wobei eine Zeitspanne zwischen dem ersten Sensorwert (210) und dem zweiten Sensorwert (215) und zwischen dem zweiten Sensorwert (215) und dem weiteren Sensorwert (225) innerhalb eines Toleranzbereichs gleich ist.
Ermittlungseinrichtung (102), die eingerichtet ist, um die Schritte (605, 610) des Verfahrens (600) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (200, 205) auszuführen und/oder anzusteuern.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (605, 610, 615) des Verfahrens (600) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen und/oder anzusteuern.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.