DE102021209966A1 - Actuator and method for determining the temperature of an electrical conductor of an actuator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines elektrischen Leiters eines Aktuators. Dabei wird zu einem ersten Zeitpunkt eine Referenzmessung durchgeführt, wobei eine Referenztemperatur als Temperatur in einer Umgebung des elektrischen Leiters zu dem ersten Zeitpunkt und ein Referenzwiderstandswert als Widerstandswert des elektrischen Leiters zu dem ersten Zeitpunkt gemessen werden. Weiter wird der Widerstandswert des elektrischen Leiters zu einem zweiten Zeitpunkt während des Betriebes des Aktuators gemessen. Die Temperatur des elektrischen Leiters zu dem zweiten Zeitpunkt wird unter Verwendung der Referenztemperatur, des Referenzwiderstandswertes und des Widerstandswertes zu dem zweiten Zeitpunkt ermittelt.The invention relates to a method for determining a temperature of an electrical conductor of an actuator. A reference measurement is carried out at a first point in time, with a reference temperature being measured as the temperature in an area surrounding the electrical conductor at the first point in time and a reference resistance value being measured as the resistance value of the electrical conductor at the first point in time. Furthermore, the resistance value of the electrical conductor is measured at a second point in time during operation of the actuator. The temperature of the electrical conductor at the second point in time is determined using the reference temperature, the reference resistance value and the resistance value at the second point in time.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines elektrischen Leiters eines Aktuators. Weiter betrifft die Erfindung einen Aktuator.The present invention relates to a method for determining a temperature of an electrical conductor of an actuator. The invention further relates to an actuator.
Stand der TechnikState of the art
Bremssysteme sind bekannt, welche über einen Elektromotor verfügen, welcher geregelt betrieben wird. Für den Bauteilschutz ist eine Degradationsstrategie des Geräts beim Überschreiten von spezifizierten Maximaltemperaturen in verschiedenen Hardware-Komponenten notwendig.Braking systems are known which have an electric motor which is operated in a controlled manner. For component protection, a degradation strategy of the device is necessary when the specified maximum temperatures are exceeded in various hardware components.
Eine temperaturkritische Komponente ist der Motor, wobei die Motorwicklungen sowie die Permanentmagnete eine jeweils spezifizierte Maximaltemperatur haben.A temperature-critical component is the motor, with the motor windings and the permanent magnets each having a specified maximum temperature.
Auf einen separaten Temperatursensor im Motor in der Nähe der relevanten Komponenten wird aus Kostengründen meist verzichtet. Eine Temperaturbestimmung basierend auf einer Widerstandsmessung der Motorwicklungen wird dadurch erschwert, dass die Wicklungswiderstände zu große Toleranzen aufweisen.A separate temperature sensor in the engine near the relevant components is usually not used for cost reasons. A temperature determination based on a resistance measurement of the motor windings is made more difficult by the fact that the winding resistances have excessive tolerances.
Durch die unbekannte Motortemperatur basiert die Erfassung der Degradation meist nur auf Sensoren, welche die Temperatur nahe der Leistungselektronik messen. Die Temperatur der Leistungselektronik korreliert nur teilweise mit der Motortemperatur. Diese Degradationsstrategie muss empirisch validiert werden und ist auf Weiterentwicklungen eines Bremssystems nicht ohne Weiteres übertragbar. Durch zukünftig kleinere Packmaße und höhere Leistungsdichten bei der Motorkonstruktion wird die Korrelation zwischen Temperatur der Leistungselektronik und Motortemperatur zunehmend schwieriger.Due to the unknown engine temperature, the detection of the degradation is usually based only on sensors that measure the temperature near the power electronics. The temperature of the power electronics only partially correlates with the motor temperature. This degradation strategy must be validated empirically and cannot be easily transferred to further developments of a braking system. The correlation between the temperature of the power electronics and the motor temperature will become increasingly difficult due to future smaller packaging dimensions and higher power densities in motor construction.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines elektrischen Leiters eines Aktuators sowie einen Aktuator mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche bereit.The invention provides a method for determining a temperature of an electrical conductor of an actuator and an actuator with the features of the independent patent claims.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Preferred embodiments are the subject of the respective dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung demnach ein Verfahren zum Ermitteln einer Temperatur eines elektrischen Leiters eines Aktuators. Dabei wird zu einem ersten Zeitpunkt eine Referenzmessung durchgeführt, wobei eine Referenztemperatur als Temperatur in einer Umgebung des elektrischen Leiters zu dem ersten Zeitpunkt und ein Referenzwiderstandswert als Widerstandswert des elektrischen Leiters zu dem ersten Zeitpunkt gemessen werden. Weiter wird der Widerstandswert des elektrischen Leiters zu einem zweiten Zeitpunkt während des Betriebes des Aktuators gemessen. Die Temperatur des elektrischen Leiters zu dem zweiten Zeitpunkt wird unter Verwendung der Referenztemperatur, des Referenzwiderstandswertes und des Widerstandswertes zu dem zweiten Zeitpunkt ermittelt.According to a first aspect, the invention accordingly relates to a method for determining a temperature of an electrical conductor of an actuator. A reference measurement is carried out at a first point in time, with a reference temperature being measured as the temperature in an area surrounding the electrical conductor at the first point in time and a reference resistance value being measured as the resistance value of the electrical conductor at the first point in time. Furthermore, the resistance value of the electrical conductor is measured at a second point in time during operation of the actuator. The temperature of the electrical conductor at the second point in time is determined using the reference temperature, the reference resistance value and the resistance value at the second point in time.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Aktuator mit einem elektrischen Leiter, einem Temperatursensor, welcher dazu ausgebildet ist, eine Temperatur in einer Umgebung des elektrischen Leiters zu messen, einem Widerstandssensor, welcher dazu ausgebildet ist, einen Widerstandswert des elektrischen Leiters zu messen, und einer Recheneinrichtung. Die Recheneinrichtung ist dazu ausgebildet, zu einem ersten Zeitpunkt eine von dem Temperatursensor gemessene Temperatur in der Umgebung des elektrischen Leiters als Referenztemperatur zu bestimmen und einen von dem Widerstandssensor gemessenen Widerstandswert des elektrischen Leiters als Referenzwiderstandswert zu bestimmen. Die Recheneinrichtung ist weiter dazu ausgebildet, eine Temperatur des elektrischen Leiters zu einem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln, unter Verwendung der Referenztemperatur, des Referenzwiderstandswertes und eines von dem Widerstandssensor zu dem zweiten Zeitpunkt gemessenen Widerstandswertes.According to a second aspect, the invention relates to an actuator with an electrical conductor, a temperature sensor, which is designed to measure a temperature in an area surrounding the electrical conductor, a resistance sensor, which is designed to measure a resistance value of the electrical conductor, and a computing device. The computing device is designed to determine at a first point in time a temperature measured by the temperature sensor in the vicinity of the electrical conductor as a reference temperature and to determine a resistance value of the electrical conductor measured by the resistance sensor as a reference resistance value. The computing device is also designed to determine a temperature of the electrical conductor at a second point in time, using the reference temperature, the reference resistance value and a resistance value measured by the resistance sensor at the second point in time.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Ermitteln der Temperatur eines elektrischen Leiters eines Aktuators bereit, welche auf einer Widerstandsmessung basiert. Eine Erfüllung von spezifischen Anforderungen ist somit ohne weitere Hardwaremaßnahmen möglich, da Vorrichtungen zur Widerstandsmessung bereits typischerweise vorhanden sind. Da der Widerstandswert des elektrischen Leiters großen Bauteil-Toleranzschwankungen unterliegen kann, wird eine Kalibrierung durchgeführt, d.h. es werden Referenzwerte für die Temperatur und den Widerstandswert ermittelt.The invention provides a method for determining the temperature of an electrical conductor of an actuator based on a resistance measurement. It is therefore possible to meet specific requirements without further hardware measures, since devices for measuring resistance are typically already present. Since the resistance value of the electrical conductor can be subject to large component tolerance fluctuations, a calibration is carried out, i.e. reference values for the temperature and the resistance value are determined.
Unter einer „Temperatur in einer Umgebung des elektrischen Leiters“ kann eine Temperatur verstanden werden, welche nicht direkt am elektrischen Leiter, sondern in einem vorgegebenen Abstand von dem Leiter erfasst wird. Etwa kann sich der elektrische Leiter in einem Gehäuse befinden und die Temperatur in der Umgebung des elektrischen Leiters ist eine Temperatur im Außenbereich des Gehäuses. Dazu befindet sich der Temperatursensor außerhalb des Gehäuses.A “temperature in an area surrounding the electrical conductor” can be understood to mean a temperature that is not detected directly on the electrical conductor but at a specified distance from the conductor. For example, the electrical conductor can be located in a housing and the temperature in the vicinity of the electrical conductor is a temperature outside the housing. For this purpose, the temperature sensor is located outside the housing.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators wird die Temperatur T des elektrischen Leiters zu dem zweiten Zeitpunkt anhand folgender Formel berechnet:
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators wird die Referenzmessung durchgeführt, wenn eine Temperaturverteilung in der Umgebung des elektrischen Leiters statisch und homogen ist. Beispielsweise kann die Kalibrierung beim Gerätestart durchgeführt werden. Somit findet die Kalibrierung unter definierten Bedingungen statt.According to a further embodiment of the method for determining the temperature of the electrical conductor of the actuator, the reference measurement is carried out when a temperature distribution in the area surrounding the electrical conductor is static and homogeneous. For example, the calibration can be carried out when the device is started. Thus, the calibration takes place under defined conditions.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators wird anhand eines vorgegebenen Kriteriums ermittelt, ob die Temperaturverteilung in der Umgebung des elektrischen Leiters statisch und homogen ist. Dabei können vorherige Messergebnisse berücksichtigt werden.According to a further embodiment of the method for determining the temperature of the electrical conductor of the actuator, a predetermined criterion is used to determine whether the temperature distribution in the vicinity of the electrical conductor is static and homogeneous. Previous measurement results can be taken into account.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators werden zum Ermitteln, ob die Temperaturverteilung in der Umgebung des elektrischen Leiters statisch und homogen ist, eine zeitliche Entwicklung der Temperatur in der Umgebung des elektrischen Leiters und/oder ein zeitlicher Verlauf eines Stromes durch den elektrischen Leiter berücksichtigt.According to a further embodiment of the method for determining the temperature of the electrical conductor of the actuator, a temporal development of the temperature in the vicinity of the electrical conductor and/or a course over time are used to determine whether the temperature distribution in the area surrounding the electrical conductor is static and homogeneous of a current through the electrical conductor is taken into account.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators wird ermittelt, dass die Temperaturverteilung in der Umgebung des elektrischen Leiters statisch und homogen ist, falls eine Zeitdauer, während welcher kein Strom durch den elektrischen Leiter fließt, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Somit kann eine Eigenerwärmung ausgeschlossen werden.According to a further embodiment of the method for determining the temperature of the electrical conductor of the actuator, it is determined that the temperature distribution in the vicinity of the electrical conductor is static and homogeneous if a period of time during which no current flows through the electrical conductor exceeds a predetermined threshold value . Self-heating can thus be ruled out.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators wird anhand des zeitlichen Verlaufs des Stromes durch den elektrischen Leiter eine Eigenerwärmung des elektrischen Leiters ermittelt. Weiter wird ermittelt, dass die Temperaturverteilung in der Umgebung des elektrischen Leiters statisch und homogen ist, falls eine Eigenerwärmung des elektrischen Leiters einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Beispielsweise kann es sich bei dem elektrischen Leiter um eine Spule handeln und ein durch den elektrischen Leiter fließender Wicklungsstrom kann integriert werden kann, um mittels Modellbildung eine temporäre Eigenerwärmung des elektrischen Leiters zu bestimmen.According to a further embodiment of the method for determining the temperature of the electrical conductor of the actuator, self-heating of the electrical conductor is determined based on the course of the current through the electrical conductor over time. It is also determined that the temperature distribution in the vicinity of the electrical conductor is static and homogeneous if self-heating of the electrical conductor falls below a predetermined threshold value. For example, the electrical conductor can be a coil and a winding current flowing through the electrical conductor can be integrated in order to determine temporary self-heating of the electrical conductor by means of modelling.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators wird die Referenzmessung während des Betriebes des Aktuators wiederholt durchgeführt. Dadurch kann die Genauigkeit der Messung auch dann gewährleistet werden, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern.According to a further embodiment of the method for determining the temperature of the electrical conductor of the actuator, the reference measurement is carried out repeatedly during operation of the actuator. This ensures the accuracy of the measurement even if the environmental conditions change.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators ist der Aktuator ein Motor und der elektrische Leiter eine Spule des Motors. Weiter kann vorgesehen sein, anhand des im Gerätebetrieb gemessenen Motorwicklungswiderstandes eine Motortemperatur zu bestimmen.According to a further embodiment of the method for determining the temperature of the electrical conductor of the actuator, the actuator is a motor and the electrical conductor is a coil of the motor. Provision can also be made to determine a motor temperature based on the motor winding resistance measured during device operation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Ermitteln der Temperatur des elektrischen Leiters des Aktuators wird eine Strategie zum Betreiben des Aktuators bei Degradation anhand der ermittelten Temperatur des elektrischen Leiters durchgeführt. Somit kann eine optimierte Degradationsstrategie bei Hochtemperatur basierend auf der Widerstandsmessung durchgeführt werden. Dadurch erhöht sich die Verfügbarkeit bei gleichzeitiger Gewährleistung des Bauteilschutzes.According to a further embodiment of the method for determining the temperature of the electrical conductor of the actuator, a strategy for operating the actuator in the event of degradation is implemented using the determined temperature of the electrical conductor. Thus, an optimized high-temperature degradation strategy can be performed based on the resistance measurement. This increases availability while at the same time guaranteeing component protection.
Figurenlistecharacter list
Es zeigen:
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1 ein schematisches Blockdiagramm eines Aktuators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und -
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln einer Temperatur eines elektrischen Leiters eines Aktuators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 12 is a schematic block diagram of an actuator according to an embodiment of the invention; and -
2 a flowchart of a method for determining a temperature of an electrical conductor of an actuator according to an embodiment of the invention.
Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll im Allgemeinen keine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.The numbering of method steps is for the sake of clarity and should not generally imply a specific chronological order. In particular, several method steps can also be carried out simultaneously.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments
Der Aktuator 1 umfasst den elektrischen Leiter 2, beispielsweise eine Spule des Motors. Weiter umfasst der Aktuator 1 einen Temperatursensor 3, welcher eine Temperatur in einer Umgebung des elektrischen Leiters 2 misst. Der Temperatursensor 3 kann sich etwa außerhalb eines Statorgehäuses befinden, in welchem ein Stator sowie eine Rotorspule (als elektrischer Leiter 2) angeordnet sind.The
Weiter umfasst der Aktuator 1 einen Widerstandssensor 4, welcher mit dem elektrischen Leiter 2 gekoppelt ist und einen elektrischen Widerstandswert des elektrischen Leiters 2 misst. Beispielsweise kann der Widerstandssensor 4 eine an dem elektrischen Leiter 2 abfallende Spannung und einen Stromfluss durch den elektrischen Leiter 2 messen und daraus den elektrischen Widerstandswert des elektrischen Leiters 2 berechnen.The
Weiter umfasst Aktuator 1 eine Recheneinrichtung 5, welche mit dem Temperatursensor 3 und dem Widerstandssensor 4 gekoppelt ist und optional Steuersignale an den Temperatursensor 3 und den Widerstandssensor 4 senden kann. Umgekehrt empfängt die Recheneinrichtung 5 Messsignale von dem Temperatursensor 3 und dem Widerstandssensor 4.The
Die Recheneinrichtung 5 umfasst einen Mikroprozessor, integrierten Schaltkreis oder dergleichen, um die Messsignale zu verarbeiten und optional die Steuersignale zu erzeugen. Weiter umfasst die Recheneinrichtung 5 mindestens einen Speicher, um die empfangenen Messsignale sowie daraus berechnete Werte zu speichern.The
Die Recheneinrichtung 5 empfängt von dem Temperatursensor 3 ein Messsignal, welches Informationen bezüglich der aktuellen Temperatur in der Umgebung des elektrischen Leiters 2 umfasst. Die Informationen werden in dem Speicher der Recheneinrichtung 5 abgelegt.The
Weiter empfängt die Recheneinrichtung 5 von dem Widerstandssensor 4 ein Messsignal, welches Informationen bezüglich des aktuell gemessenen elektrischen Widerstandswertes umfasst. Das Messsignal kann weiter Informationen über den aktuellen Stromfluss durch den elektrischen Leiter 2 umfassen. Die Informationen werden ebenfalls in dem Speicher der Recheneinrichtung 5 abgelegt.Furthermore, the
Insbesondere können somit in dem Speicher Informationen bezüglich einer zeitlichen Entwicklung der Temperatur in der Umgebung des elektrischen Leiters 2 und/oder Informationen bezüglich eines zeitlichen Verlaufs des Stromes durch den elektrischen Leiter 2 abgespeichert werden.In particular, information relating to a temporal development of the temperature in the vicinity of the
Die Recheneinrichtung 5 kann anhand der Messdaten des Temperatursensors 3 und des Widerstandssensors 4 ermitteln, ob eine Kalibrierung durchgeführt werden soll. Die Recheneinrichtung 5 ermittelt dazu, ob die Temperaturverteilung in der Umgebung des elektrischen Leiters statisch und homogen ist. Dabei kann die Recheneinrichtung 5 die zeitliche Entwicklung der Temperatur in der Umgebung des elektrischen Leiters 2 und/oder Informationen bezüglich eines zeitlichen Verlaufs des Stromes durch den elektrischen Leiter 2 berücksichtigen. So kann eine notwendige Bedingung zum Erkennen der statischen und homogenen Temperaturverteilung sein, dass für eine gewisse Zeitdauer kein Strom durch den elektrischen Leiter 2 fließt.The
Eine alternative oder zusätzliche notwendige Bedingung zum Erkennen der statischen und homogenen Temperaturverteilung kann sein, dass eine anhand des zeitlichen Verlaufs des Stromes durch den elektrischen Leiter 2 ermittelte Eigenerwärmung des elektrischen Leiters 2 einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Beispielweise kann eine notwendige Bedingung sein, dass die Eigenerwärmung für mindestens einen vorgegebenen Zeitraum gleich Null ist.An alternative or additional necessary condition for recognizing the static and homogeneous temperature distribution can be that the self-heating of the
Die statische und homogene Temperaturverteilung kann auch erkannt werden, wenn ein Neustart des Aktuators 1 durchgeführt wird, wobei optional zusätzlich gefordert werden kann, dass der Aktuator 1 zuvor für einen vorgegebenen Zeitraum passiv oder ausgeschaltet war.The static and homogeneous temperature distribution can also be detected when the
Falls zu einem ersten Zeitpunkt die statische und homogene Temperaturverteilung erkannt worden ist, wird eine Referenzmessung durchgeführt. Dazu wird die von dem Temperatursensor 3 gemessene Temperatur als Referenztemperatur ermittelt. Der zu dem ersten Zeitpunkt von dem Widerstandssensor 4 ermittelte elektrische Widerstandswert des elektrischen Leiters 2 wird als Referenzwiderstandswert ermittelt.If the static and homogeneous temperature distribution has been identified at a first point in time, a reference measurement is carried out. For this purpose, the temperature measured by the
Die Recheneinrichtung 5 ist weiter dazu ausgebildet, eine Temperatur des elektrischen Leiters 2 zu einem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln, welcher nach dem ersten Zeitpunkt liegt. Der zweite Zeitpunkt kann etwa während des Betriebes des Aktuators 1 liegen. Die Recheneinrichtung 5 verwendet hierzu die Referenztemperatur, den Referenzwiderstandswert und einen von dem Widerstandssensor 4 zu dem zweiten Zeitpunkt gemessenen Widerstandswert.The
Die Recheneinrichtung 5 kann ausgebildet sein, die Temperatur regelmäßig zu berechnen, etwa nach fest vorgegebenen Zeitintervallen.The
Die Temperaturabhängigkeit des Widerstandswertes R des elektrischen Leiters 2 ist bestimmt durch Gleichung (1):
Für die Temperaturmessung T im Betrieb wird somit zunächst durch den Widerstandssensor 4 der Referenzwiderstandswert R(T0) bei der definierten, von dem Temperatursensor 3 gemessenen Referenztemperatur T0 gemessen. Im Betrieb bestimmt dann die Recheneinrichtung 5 über eine Widerstandsmessung durch den Widerstandssensor 4 die Temperatur T des elektrischen Leiters 2 über eine Umformung von Gleichung (1) wie folgt:
Dabei soll zunächst erkannt werden, ob die Temperaturverteilung in der Umgebung des elektrischen Leiters 2 statisch und homogen ist.First of all, it should be recognized whether the temperature distribution in the vicinity of the
In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden hierzu Zeitinformationen bezüglich des historischen Temperaturverlaufs in der Umgebung des elektrischen Leiters 2 und zur Eigenerwärmung durch die Bestromung des elektrischen Leiters 2 gesammelt. Weiter wird ein Strom durch den elektrischen Leiter 2 integriert, um mittels Modellbildung eine temporäre Eigenerwärmung des elektrischen Leiters 2 zu bestimmen.For this purpose, in a first method step S1, time information relating to the historical temperature profile in the area surrounding the
In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird anhand der im ersten Verfahrensschritt gesammelten Informationen ermittelt, ob die Temperaturverteilung in der Umgebung des elektrischen Leiters 2 statisch und homogen ist. In diesem Fall kann dann angenommen werden, dass unter diesen Bedingungen eine gemessene Referenztemperatur (etwa im Außenbereich eines Motors) auch direkt am elektrischen Leiter 2 (etwa im Motor) vorherrscht.In a second method step S2, the information collected in the first method step is used to determine whether the temperature distribution in the vicinity of the
Die statische und homogene Temperaturverteilung kann etwa angenommen werden, falls der Aktuator 1 neu gestartet wird. Über die Zeitinformation kann hierzu bekannt sein, wie lange der Aktuator 1 passiv war. Über die Strominformation kann sichergestellt werden, dass aktuell keine Eigenerwärmung des elektrischen Leiters 2 vorherrscht.The static and homogeneous temperature distribution can be assumed, for example, if the
Von statischer und homogener Temperaturverteilung kann somit ausgegangen werden, wenn der elektrische Leiter 2 beispielsweise längere Zeit nicht bestromt wurde und es auch zwischen Temperatursensor 3 und elektrischem Leiter 2 zu keiner relevanten Temperaturdifferenz kommt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der Aktuator 1 nach ausreichend langer Aus-Zeit wieder eingeschaltet wird und sich durch äußere Einflüsse auch keine nennenswerten Temperaturunterschiede zwischen Temperatursensor 3 und elektrischem Leiter 2 gebildet haben.A static and homogeneous temperature distribution can thus be assumed if, for example, the
Sind die Bedingungen der statischen und homogenen Temperaturverteilung nicht gegeben, wird Verfahrensschritt S1 wiederholt, d. h. es werden weitere Informationen gesammelt.If the conditions for static and homogeneous temperature distribution are not met, method step S1 is repeated, i. H. more information is collected.
Andernfalls wird in einem Verfahrensschritt S3 bei Vorliegen einer statischen und homogenen Temperaturverteilung zu einem ersten Zeitpunkt eine Referenzmessung durchgeführt. Dabei wird eine Referenztemperatur als Temperatur in einer Umgebung des elektrischen Leiters 2 zu dem ersten Zeitpunkt ermittelt, etwa durch den oben beschriebenen Temperatursensor 3. Weiter wird ein Referenzwiderstandswert als Widerstandswert des elektrischen Leiters 2 zu dem ersten Zeitpunkt gemessen, etwa durch den oben beschriebenen Widerstandssensor 4.Otherwise, in a method step S3, a reference measurement is carried out at a first point in time if a static and homogeneous temperature distribution is present. A reference temperature is determined as the temperature in an area surrounding the
In einem Verfahrensschritt S4 wird der Widerstandswert des elektrischen Leiters 2 zu einem zweiten Zeitpunkt während des Betriebes des Aktuators 1 gemessen.In a method step S4, the resistance value of the
In einem Verfahrensschritt S5 wird die Temperatur des elektrischen Leiters 2 zu dem zweiten Zeitpunkt unter Verwendung der Referenztemperatur, des Referenzwiderstandswertes und des Widerstandswertes zu dem zweiten Zeitpunkt ermittelt. Der Zusammenhang der Temperatur und des Widerstandswertes, also der Temperaturkoeffizienten, mit variabler Referenztemperatur T0 kann im Speicher der Recheneinrichtung 5 abgelegt sein. Insbesondere kann der Wert der aktuellen Temperatur gemäß der obigen Gleichung (3) berechnet werden.In a method step S5, the temperature of the
Somit kann mittels Gleichung (3) im weiteren Betrieb unter dynamischen Bedingungen mit inhomogener Temperaturverteilung die Temperatur des Aktuators 1 ermittelt werden, etwa eine Motortemperatur.Thus, using Equation (3), in further operation under dynamic conditions with inhomogeneous temperature distribution, the temperature of the
In einem Verfahrensschritt S6 kann eine Degradationsstrategie zum Schutz der Aktuator-Komponenten basierend auf der ermittelten Temperatur des elektrischen Leiters 2 durchgeführt werden. Etwa kann bei einer Temperatur des elektrischen Leiters 2, welche einen Schwellenwert überschreitet, ein Verfahren zum Abregeln des Aktuators 1 durchgeführt werden.In a method step S6, a degradation strategy for protecting the actuator components can be implemented based on the determined temperature of the
Eine Neubestimmung des Referenzwiderstands kann unter statischen Bedingungen (keine Dynamik in der Umgebungstemperatur sowie keine kürzliche Bestromung des elektrischen Leiters 2) auch im Betrieb erneut stattfinden.A new determination of the reference resistance can also take place again during operation under static conditions (no dynamics in the ambient temperature and no recent energization of the electrical conductor 2).
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