Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung
einer Temperatur eines Fluids, insbesondere einer
Getriebeöltemperatur bereitzustellen, mittels welchen eine
Getriebeöltemperatur exakt bestimmbar ist und kein zusätzlicher
Bauraum benötigt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren
und einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 bzw. 7 gelöst.
Durch die Adaption eines theoretisch ermittelten
Widerstandswertes der Spule eines elektromagnetischen
Antriebssystems wird erreicht, daß der Verlauf des Istwertes
des Spulenstromes nahezu identisch über ein Model in
Echtzeit nachgebildet wird, und Abweichungen des Istwertes des
Spulenstromes vom theoretisch ermittelten Wert des
Spulenstromes während des Betriebes des elektromagnetischen
Antriebssystems ausgeglichen werden.
Bei der Verwendung eines elektromagnetischen
Antriebssystems in einem Getriebe in Verbindung mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren, ist der theoretische Widerstandswert der
Spule mittels der Adaption in Abhängigkeit des jeweilig
aktuell vorliegenden Betriebszustandes genau bestimmbar und
es kann auf einfache Art und Weise aus dem adaptierten
theoretischen Widerstandswert der Spule eine Temperatur der
Spule bzw. eine Spuleninnentemperatur ermittelt werden. Aus
der Kenntnis der Spuleninnentemperatur und der der Spule
zugeführten elektrischen Leistung ist die
Getriebeöltemperatur bestimmbar, da sich zwischen der Spule und dem die
Spule bzw. das elektromagnetische Antriebssystem umspülende
Getriebeöl ein thermisches Gleichgewicht einstellt.
Darüber hinaus ist von Vorteil, daß elektromagnetische
Antriebssysteme, die meist an schwer zugänglichen Stellen
eines Automatgetriebes bauraumoptimiert direkt in das
Getriebe implementiert sind, unmittelbar von dem Getriebeöl
nahe des Ölsumpfes umspült werden, wodurch eine
Getriebeöltemperatur mit einer wesentlich höheren Genauigkeit
bestimmbar ist als dies mit bisher eingesetzten
Temperatursensoren der Fall ist.
Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Bestimmung einer Getriebeöltemperatur mit einem resistiven
Sensor der resistive Sensor in ein elektromagnetisches
Antriebssystem eines hydraulischen Steuerungssystems eines
Getriebes integriert ist, ist eine Getriebeöltemperatur
selbst an schwer zugänglichen Bereichen des Getriebes exakt
bestimmbar. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die
Getriebeöltemperatur auch an solchen Stellen des Getriebes,
an welchen für herkömmliche Temperatursensoren kein Bauraum
zur Verfügung steht, bestimmt werden kann.
Weiterhin besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit
mit der über das Verfahren nach der Erfindung präzise
ermittelbaren Temperatur T des Getriebeöles, eine Steuerung
von Getriebefunktionen in Abhängigkeit des jeweilig
vorliegenden Betriebszustandes, der wesentlich von der damit
korrespondierenden Temperatur des Getriebeöles charakterisiert
ist, zu optimieren.
Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß sich in
Abhängigkeit der Temperatur des Getriebeöles die Viskosität des
Getriebeöles und damit auch das Zeitverhalten von
Systemfunktionen, welche die Getriebesteuerung betreffen,
erheblich verändern. Derartige Funktionen stellen
beispielsweise die Stromregelung elektrohydraulischer
Stellglieder oder auch übergeordnete Schaltfunktionen eines
Getriebes dar, wobei Schaltelemente bzw. Kupplungen eines
Getriebes hydraulisch betätigt werden, und wobei die
hydraulische Betätigung und das Zeitverhalten derartiger
Kupplungen entscheidend von der Ölviskosität und damit von der
Temperatur des Getriebeöles abhängen. Über die genaue
Kenntnis der Getriebeöltemperatur besteht
vorteilhafterweise wiederum die Möglichkeit, die vorbezeichneten
Getriebesteuerfunktionen über entsprechende Adaptionsroutinen an
den tatsächlichen Betriebszustand des Getriebes anzupassen.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend
anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen
Ausführungsbeispiel.
In der Zeichnung sind mehrere Blockschaltbilder eines
Verfahrens zur Bestimmung einer Getriebeöltemperatur
dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektromagnetischen
Antriebssystems mit einer Adaption eines
Spulenwiderstandes sowie einer in Abhängigkeit
des adaptierten Spulenwiderstandes bestehenden
Stromregelung des Spulenstromes und
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teils eines
Detektors.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens
zum Bestimmen einer Temperatur eines Fluids mit einem
elektromagnetischen Antriebssystem 1, an welchem eine
Spannung u_ist angelegt ist. Dabei fließt ein Istwert eines
Spulenstromes i_ist durch eine nicht näher dargestellte
Spule des als Proportionaldruckregelventil ausgebildeten
elektromagnetischen Antriebssystems 1.
Mittels derartiger Proportionaldruckregelventile bzw.
elektrohydraulischer Stellglieder wird aus dem generierten
elektrischen Strom i_ist ein dazu proportionaler
hydraulischer Druck an hydraulischen Verbrauchern eingestellt. Das
Proportionaldruckregelventil 1 ist in bekannter Art und
Weise mit einer Spule und einem über ein magnetisches Feld
der Spule längsbeweglich betätigbaren Anker ausgebildet.
Das später beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zum
Bestimmen einer Temperatur eines Fluids mit dem
Proportionaldruckregelventil ist in gleicher Weise auch für
elektromechanische Stellglieder anwendbar.
Beim Anlegen der Spannung u_ist an der Spule bildet
sich im Eisenkreis der Spule ein magnetischer Fluß aus,
welcher sich über den Anker und einen zwischen der Spule
und dem Anker ausgebildeten Arbeitsluftspalt schließt. Auf
den Anker wirkt dabei eine elektromagnetische Kraft in
Axialrichtung, die bei Proportionalmagneten in weiten Teilen
proportional zum anliegenden Erregerstrom und unabhängig
von der Ankerposition ist. Durch die Stellung des Ankers
wird die Größe des variablen Blendenquerschnitts, welche
dem Spalt zwischen Ventilsitz und Anker entspricht und die
Verbindung zum Tank bildet, variiert und damit die
Durchflußmenge eines Fluids oder Hydrauliköles eingestellt.
Elektrohydraulische sowie elektromechanische
Stellglieder werden zur Steuerung von Automatikgetrieben als
Schnittstelle zwischen einem elektrischen Signalkreis und
einem hydraulischen Leitungskreis von elektrohydraulischen
Systemen eingesetzt. Dabei ist beispielsweise beim Einsatz
in einem Getriebe in der Regel für jeden zu schaltenden
Gang zur Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt eines
Kraftfahrzeugs eine Kupplungs- oder Bremseinheit vorgesehen, die in
der Regel hydraulisch betätigt wird.
Zur Realisierung der Gangwechsel hat ein
elektrohydraulisches System eines Automatikgetriebes nun die
Aufgabe, in Abhängigkeit eines Fahrzustandes und einer Vorgabe
eines Fahrers die Kupplungen und Bremsen des
Automatgetriebes den Anforderungen entsprechend anzusteuern, so daß ein
gewünschter Gang eingelegt wird. Dabei wird das
Proportionaldruckregelventil, über welches ein Steuerdruck für die
Schaltelemente des Automatgetriebes ausgegeben wird, von
dem Getriebeöl umspült.
Zur Bestimmung einer Getriebeöltemperatur ist parallel
zu dem realen Stromkreis des elektromagnetischen
Antriebssystems 1 eine Rechnereinheit 2 geschaltet, über welche
anhand der an dem realen elektromagnetischen
Antriebssystem 1 anliegenden Spannung u_ist ein theoretischer
Wert i_theo des Spulenstromes berechnet wird. Die
Berechnung des theoretischen Wertes i_theo des Spulenstromes wird
über ein lineares Modell bestimmt. Bei der Berechnung des
theoretischen Wertes i_theo des Spulenstromes werden im
Gegensatz zum realen System des elektromagnetischen
Antriebssystems 1 Bewegungen eines Ankers im Inneren der
Spule, die Störungen im Verlauf des Istwertes i_ist des
Spulenstromes durch eine von der Ankerbewegung erzeugte
Gegeninduktion L_g bewirken, nicht berücksichtigt, wodurch das
Normalverhalten exakt abgebildet wird.
Beide Systeme, d. h. das reale Antriebssystem 1 und
das lineare Modell, bestimmen in Abhängigkeit der
Spannung u_ist den Spulenstrom i_ist bzw. i_theo, wobei sich
die ermittelten Stromstärken in der Hinsicht unterscheiden,
daß bei dem gemessenen Istwert i_ist des
elektromagnetischen Antriebssystems 1 die Gegeninduktion L_g als Störung
auf dessen Verlauf auswirkt.
Bei dem Verfahren zur Bestimmung einer
Getriebeöltemperatur werden die physikalischen Zusammenhänge
ausgewertet. Das Ohmsche Gesetz beschreibt einen linearen
Zusammenhang zwischen der Spannung u und der Stromstärke i. Aus dem
Verhältnis der Spannung u zu der Stromstärke i_ist für
einen Anfangswert der Widerstandsbestimmung eine grobe
Schätzung des aktuellen Wertes des Widerstandes ableitbar.
Darüber hinaus ist der Widerstand R der Spule
temperaturabhängig, und es besteht ebenso ein linearer Zusammenhang
zwischen dem Widerstand der Spule und der Temperatur der
Spule.
Dabei ergibt sich ein temperaturabhängiger Wert
R_sp(T) des Spulenwiderstandes gemäß der Formel
R_sp(T) = R_sp_0.(1+α.(T_sp - T_sp_0))
mit R_sp 0 als ein bekannter Bezugswiderstand bei der
Bezugstemperatur T_sp_0. Mit α ist der Temperaturkoeffizient
des elektrischen Widerstandes im Rechnungsansatz enthalten,
wobei dieser das Verhältnis der relativen Änderung des
Widerstandes in Bezug zur Temperaturänderung wiedergibt.
Vorteilhafter Weise wird aus dem theoretisch
ermittelten Widerstandswert R_sp der Spule eine
Spulentemperatur T_sp und damit die Öltemperatur bestimmt. Der
Widerstandswert R_sp wird an ein nicht näher dargestelltes
Diagnosemodul weitergeleitet. Die Spuleninnentemperatur T_sp
wird über einen später ausführlich beschriebenen und in
einem in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbild enthaltenen
Beobachterregler 9 adaptierten Widerstandswert R_sp
bestimmt, wobei von der Spuleninnentemperatur T_sp auf eine
Temperatur T des in der Umgebung des elektromagnetischen
Antriebssystems vorhandenen Hydrauliköls eines
Automatgetriebes geschlossen wird. In erster Näherung wird die
Temperatur T des Hydrauliköls der Spuleninnentemperatur
gleichgesetzt, da während eines Betriebes eines
Automatgetriebes sich wenigstens annähernd zwischen dem
Hydrauliköl und dem elektromagnetischen Antriebssystem ein
thermisches Gleichgewicht einstellt. Das Vorliegen eines
thermischen Gleichgewichtes wird insbesondere auch dadurch
begünstigt, daß das elektromagnetische Antriebssystem von dem
Hydrauliköl umspült wird, wodurch die
Spuleninnentemperatur T_sp jeweils an die Temperatur T des
Hydrauliköls angeglichen wird.
Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmanns
die Temperatur des Getriebeöls T aus der
Spuleninnentemperatur T_sp über geeignete Zwischenschnitte zu bestimmen.
Durch die Zwischenschnitte können beispielsweise
physikalische Gegebenheiten beim Wärmeübergang von dem Getriebeöl
zur Spule und umgekehrt, welche beispielsweise durch
Materialien des Proportionaldruckregelventils bestimmt werden,
berücksichtigt werden.
Die Temperaturermittlung der Spulentemperatur T_sp und
der Temperatur T des Getriebeöls ist in Fig. 1 stark
schematisiert durch einen Funktionsblock 26 dargestellt, wobei
die Temperaturermittlung aus dem adaptierten
Widerstandswert R_sp der Spule insbesondere dann von Vorteil ist, wenn
aufgrund von beengten Bauräumen eine Anordnung eines
separaten Temperatursensors nicht möglich ist.
Die Spuleninnentemperatur T_sp in Abhängigkeit des
theoretischen und auch adaptierten Widerstandswertes R_sp
erfolgt über den vorbeschriebenen linearen Zusammenhang
zwischen dem temperaturabhängigen theoretischen
Widerstandswert R_sp(T) der Spule und der
Spuleninnentemperatur T_sp der Spule, wobei der theoretische und auch
adaptierte Widerstandswert R_sp dem thermischen theoretischen
Widerstandswert R_sp(T) gleichgesetzt wird.
In Fig. 1 ist die Rechnereinheit 2 als
Funktionsblock mit verschiedenen Eingangs- und Ausgangsgrößen
dargestellt. Der Istwert i_ist des Spulenstromes stellt dabei
eine Eingangsgröße für die Rechnereinheit 2 dar und dient
ferner zur Bestimmung einer Regelabweichung i_ab in Bezug
zu dem Erregerstrom i_anreg, der eine Sollwertvorgabe einer
nicht näher dargestellten elektrischen
Getriebesteuereinrichtung ist. Eine Abweichung bzw. eine
Regelabweichung i_ab kann sich beispielsweise durch eine von einem
Bordnetz eines Kraftfahrzeuges abgegebene
Versorgungsspannung ergeben, wenn diese zu niedrig ist, um die
Sollwertvorgabe i_anreg zu erreichen. Die Regelabweichung i_ab
stellt wiederum eine Eingangsgröße eines Stromreglers 24dar, der in Abhängigkeit der Regelabweichung i_ab einen
entsprechenden Istwert der Spulenspannung u_ist zum
Ausgleichen der Regelabweichung i_ab einstellt. Der
Stromregler 24 ist vorliegend ein Softwarebaustein, wobei es
selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes liegt, den
Stromregler in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden
Anwendungsfalles alternativ auch als ein separates
elektronisches Bauteil auszuführen.
Der Stromkreis des elektromagnetischen
Antriebssystems 1 bzw. der elektromagnetische Aktuator wird mit einem
korrigierten bzw. adaptierten Istwert der
Spulenspannung u_ist angesteuert, woraufhin sich in der Spule ein
Spulenstrom i_ist einstellt, der der
Sollwertvorgabe i_anreg entspricht. Die Sollwertvorgabe i_anreg
entspricht einem Wert, der mit einem gewünschten Ereignis
korrespondiert, welches von dem elektromagnetischen
Antriebssystem 1 in dem Getriebe eingestellt werden soll. Dies kann
beispielsweise ein Schließvorgang einer mit einem
Hydrauliksystem eines Getriebes hydraulisch angesteuerten
Kupplung sein, eines automatisierten Getriebes oder eines
Automatikgetriebes sein, wenn der elektromagnetische Aktuator
ein elektrohydraulisches Stellglied ist, mittels dem ein
gewünschter Druckverlauf eingestellt wird.
Der Stromregler 24 bzw. eine Reglereinstellung des
Stromreglers 24 wird in Abhängigkeit verschiedener
Parameter durchgeführt. Einer dieser Parameter ist der Widerstand
der Spule R_sp des elektromagnetischen Antriebssystems 1.
Mit dem vorbeschriebenen Adaptionsverfahren zur
theoretischen Abbildung des realen Spulenwiderstandes R_sp wird
vorteilhafterweise über die Kopplung des Stromreglers 24
mit der Rechnereinheit 2 ein gleichbleibendes Sollverhalten
des Stromreglers während sich ändernder Betriebszustände
des elektromagnetischen Antriebssystems 1 erzielt. Der
Parameter "Spulenwiderstand" des Stromreglers 24 wird dem
realen System des elektromagnetischen Antriebssystems 1
betriebszustandabhängig angeglichen, so daß eine optimale
Stromregelung der Spule durch den Stromregler 24
gewährleistet ist.
Diese Vorgehensweise ist in Fig. 1 durch einen
Funktionsblock 25 dargestellt, in welchem in Abhängigkeit des
theoretischen Widerstandswertes der Spule R_sp, der an den
jeweilig aktuellen Betriebszustand des elektromagnetischen
Antriebssystems 1 adaptiv angepaßt ist, die optimalen
Stromreglerparameter für den Stromregler 24 bestimmt
werden.
Damit ist gewährleistet, daß die
Sollwertvorgabe 1 anreg der Getriebesteuereinrichtung, die
beispielsweise zur Einstellung eines gewünschten Druckverlaufes von der
Getriebesteuereinrichtung ausgegeben wird, exakt umgesetzt
wird und bei Abweichungen innerhalb sehr kurzer Regelzeiten
nachgeregelt werden kann.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Detektors 3
der Rechnereinheit 2 dargestellt, mittels welchem anhand
des Istwertes i_ist des Spulenstromes, des Istwertes u_ist
der Spulenspannung sowie einer Spannung einer
Stromquelle u_bat das Residuum 1 res des Spulenstromes, der
theoretische Wert i_theo des Spulenstromes sowie der
Widerstandswert R_sp der Spule bestimmt wird.
Durch die anliegende Spannung u_bat der
Spannungsquelle bzw. einer Bordnetzspannung eines Kraftfahrzeuges
und dem Tastverhältnis u_ist, welches mit einem Filter 4
gefiltert wird, wird die Spannung u_theo für das lineare
Modell berechnet.
Nach der Ermittlung der theoretischen Spannung u_theo
wird in einem Funktionsblock 5 über ein empirisch
ermitteltes Kennfeld ein Abgleich des theoretischen Wertes u_theo
durchgeführt. Der sich daraus ergebende Wert der
Spannung uanp wird zur Bestimmung des theoretischen
Wertes i_theo des Spulenstromes verwendet, wobei der
theoretische Wert 1 theo der Spulenspannung über die
Systemgleichung des elektrischen Teilsystems bestimmt wird, die in
dem Blockschaltbild gemäß Fig. 3 in dem mit dem
Bezugszeichen 6 näher bezeichneten Bereich grafisch dargestellt ist.
Der theoretische Wert i_theo des Spulenstromes wird in
dem Funktionsblock 7 des Blockschaltbildes mit dem
Istwert i_ist des Spulenstromes verglichen, und gleichzeitig
wird das Residuum i_res bestimmt, welches einen
Ausgangswert des Detektors 3 darstellt. Des weiteren wird das
Residuum i_res einem Schalter 8 als Eingangssignal zugeführt.
Der Schalter 8 wird in Abhängigkeit einer vorgegebenen
Schwelle, die vorzugsweise ca. 50 mA betragen kann, in
Abhängigkeit vom Istwert i_ist des Spulenstromes geschaltet.
Dabei wird das Residuum i_res bei Überschreiten der
Schwelle des Schalters 8 auf einen Funktionsblock 9 bzw. den
Beobachterregler durchgeleitet. Unterschreitet der Wert des
Istwerts i_ist des Spulenstromes die vorgegebene Schwelle
des Schalters 8, wird dem Funktionsblock 9 die Konstante
"Null", welche in einem Funktionsblock 10 abgelegt ist,
durchgeleitet.
Der Schalter 8 hat somit nur zwei Stellungen, die in
Abhängigkeit der Schwelle des Schalters geschaltet werden.
Somit erfolgt in Abhängigkeit des Residuums 1 res bzw. der
Differenz zwischen dem Istwert i_ist des Spulenstromes und
des theoretischen Wertes i_theo des Spulenstromes eine
Änderung des zur Ermittlung des theoretischen Wertes i_theo
des Spulenstromes verwendeten theoretisch ermittelten
Widerstandswertes R_sp der Spule. Diese Verfahrensschritte
sind in dem unter dem Bezugszeichen 11 gekennzeichneten
Bereich des Blockschaltbildes der Fig. 3 näher dargestellt.
Über den Beobachterregler 9 wird der theoretische
Widerstandswert R_sp der Spule in Form eines I-Reglers dem
realen elektromagnetischen Antriebssystem 1 angepaßt, wobei
damit insbesondere dem Phänomen Rechnung getragen wird, daß
sich der ohmsche Spulenwiderstand während des Betriebes mit
der Zunahme der Spuleninnentemperatur T_sp und der Dauer
der Bestromung ändert. Ohne Anpassung würde sich eine
Abweichung des Istwertes i_ist des Spulenstromes und des
theoretischen Wertes i_theo des Spulenstromes ergeben, was mit
zunehmender Betriebsdauer des elektromagnetischen
Antriebssystems 1 zu einer Abweichung bei der theoretischen
Abbildung des Betriebszustandes des elektromagnetischen
Antriebssystems 1 führen würde.
Der Beobachterregler 9 ist dabei derart ausgestaltet,
daß Einflüsse der Gegeninduktion L_g, welche durch die
Bewegung des Ankers verursacht werden, bei der Anpassung des
theoretisch ermittelten Widerstandswertes der Spule nicht
berücksichtigt werden. Das bedeutet, daß über den
Beobachterregler 9 nur langsame anhaltende Abweichungen zwischen
dem Istwert i_ist des Spulenstromes und des theoretischen
Wertes i_theo des Spulenstromes, welche über das
Residuum i_res erkannt werden, Berücksichtigung finden, während
die schnellen Änderungen in Folge der Gegeninduktion für
beispielsweise eine Diagnose eines Betriebszustandes bzw.
Betriebsverhaltens des elektromagnetischen Antriebssystems
Verwendung finden.
Der Beobachterregler 9 in Kombination mit dem
Schalter 8 bewirkt, daß bei nur geringen Istwerten i_ist des
Spulenstromes eine Regelung des theoretischen
Widerstandswertes R_sp der Spule unterbleibt. Werden jedoch Ströme
beobachtet, welche größer als die Schwelle des Schalters 8
ist, wird der Widerstandswert R_sp über den
Beobachterregler 9 nachgeregelt. Dies erlaubt einen entsprechend
feinfühligen Beobachterregler zu schaffen, da insbesondere bei
einem Abfallen des Spulenstromes i_ist der
Beobachterregler 9 abgeschaltet wird und der Wert des Residuums i_res
bei Erreichen eines Minimalwertes des Istwertes i_ist des
Spulenstromes auf Null gesetzt wird. Damit wird erreicht,
daß der Beobachterregler 9 jederzeit den richtigen
Anfangswert hat und im unbestromten Zustand bzw. bei niedrigen
Spulenströmen keine Regelung des theoretischen Widerstandes
der Spule durchführt, womit die Regelstrecke wesentlich
stabiler wird.
Um eine Anpassung des theoretischen
Widerstandswertes R_sp der Spule in Abhängigkeit des jeweilig
vorliegenden Betriebszustandes des elektromagnetischen
Antriebssystems 1 in der entsprechenden Art und Weise vorzunehmen,
erfolgt bei der Bestimmung des Residuums i_res in dem
Funktionsblock 7 eine Vorzeichenumkehr des Residuums i_res, so
daß das lineare Modell jederzeit in die "richtige"
Richtung, d. h. durch Erhöhung oder Erniedrigung des
theoretischen Widerstandswertes R_sp der Spule, angepaßt wird.
Ein Funktionsblock 12 repräsentiert den Startwert bzw.
den Bezugswiderstand R_sp_0, der bei einer Inbetriebnahme
des elektromagnetischen Antriebssystems 1 als Startwert des
theoretischen Widerstandswertes R_sp der Spule zur
Ermittlung des theoretischen Wertes i_theo des Spulenstromes
verwendet wird. Mit zunehmender Regelung durch den
Beobachterregler 9 wird in dem Funktionsblock 13 die Anpassung des
Bezugswiderstandes R_sp_0 über die Ausgangswerte des
Beobachterreglers 9 durchgeführt.
Der angepaßte theoretische Widerstandswert R_sp der
Spule wird einem Funktionsblock 14 als Eingangssignal
zugeführt, welcher als weiteres Eingangssignal den
theoretischen Wert i_theo des Spulenstromes erhält. Aus diesen
beiden Eingangssignalen wird eine Regelspannung u_regel
ermittelt, die wiederum einem Funktionsblock 15 als
Eingangssignal zugeführt wird. Die Regelspannung u_regel wird
wiederum zur Anpassung der zur Bestimmung des theoretischen
Wertes i_theo des Spulenstromes verwendeten angepaßten
Spannung u_anp verwendet.
Mit der vorbeschriebenen Vorgehensweise der
Nachführung des theoretischen Widerstandswertes R_sp der Spule ist
eine kontinuierliche Bestimmung des Widerstandes R_sp sowie
der Temperatur T_sp der Spule im Gegensatz zu stationären
Auswertemethoden möglich, da über den Beobachterregler 8
nur langsame Änderungen in dem elektromagnetischen
Antriebssystem 1, wie beispielsweise die Temperatureinflüsse,
ausgeregelt werden.
Dazu kann vorzugsweise durch die Auswertung des
nachgeführten Widerstandswertes R_sp und mit Hilfe eines
gleitenden Mittelwertes, welcher auf Schwankungen des
Beobachterreglers 9 abgestimmt ist, ein geglätteter
kontinuierlicher Widerstandswert der Spule zur Verfügung gestellt
werden. Anhand dieses Wertes oder auch des nicht geglätteten
theoretisch ermittelten Widerstandswertes R_sp der Spule
kann somit auch die Spuleninnentemperatur T_sp mit der
Gleichung für den Warmwiderstand berechnet werden.
Darüber hinaus wird mit dem beschriebenen Verfahren
zur Bestimmung einer Temperatur eines Fluids eine Online-
Adaption des theoretisch ermittelten Widerstandswertes des
Spulenstromes durch den Beobachterregler dahingehend
möglich, daß anhand einer permanenten in Echtzeit
durchgeführten Rückführung der Differenz i_res aus dem gemessenen
Istwert i_ist des Spulenstromes und des theoretisch
ermittelten bzw. des simulierten Ausgangssignals 1 theo des
Spulenstromes eine Anpassung an die realen Systemparameter
vorgenommen wird.
Für Anwendungsfälle, bei welchen ein separater
Temperatursensor in einer für eine
Getriebeöltemperaturermittlung günstigen Position aufgrund eines ausreichend
vorhandenen Bauraums vorgesehen werden kann, kann das
vorbeschriebene Verfahren zur Ermittlung einer
Getriebeöltemperatur über ein elektromagnetisches Antriebssystem eines
Getriebes dazu verwendet werden, einen derartigen Sensor
bzw. dessen Signal auf Plausibilität zu überprüfen. Darüber
hinaus kann der Temperatursensor bei einem Funktionsausfall
ersetzt werden, wobei dann die für die
Getriebesteuerfunktionen erforderliche Temperaturermittlung des Getriebeöls
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in Verbindung mit einem
elektromagnetischen Antriebssystem oder einem Drucksteller
des Getriebes alleine durchgeführt wird.
Der Gegenstand nach der Erfindung ist nicht nur auf
die Ermittlung einer Getriebeöltemperatur beschränkt. Die
Erfindung kann in allen Bereichen Anwendung finden, wo ein
elektromagnetisches Antriebssystem mit einem Fluid derart
in Kontakt steht, daß von der über das vorgestellte
Verfahren bestimmten Spuleninnentemperatur auf die
Fluidtemperatur geschlossen werden kann.
Bezugszeichen
1 elektromagnetisches Antriebssystem
2 Rechnereinheit
3 Detektor
4 Filter
5 Funktionsblock
6 Bereich
7 Funktionsblock
8 Schalter
9, 10 Funktionsblock
11 Bereich
12-15 Funktionsblock
24 Stromregler
25, 26 Funktionsblock
I Bereich
II Bereich
i Stromstärke
i_ab Regelabweichung
i_anreg Erregerstrom, Sollwertvorgabe
i_ist Istwert des Spulenstromes
i_res Residuum, Differenz des Spulenstromes
i_schw_u untere Schwelle
i_schw_o obere Schwelle
i_theo theoretischer Wert des Spulenstromes
L Induktivität
L_g Gegeninduktion
R Widerstand
R_sp theoretischer Widerstandswert der Spule
R_sp_0 Bezugswiderstandswert
R_sp(T) temperaturabhängiger Widerstandswert der Spule
u Spannung
u_anp angepaßte Spannung
u_bat Bordnetzspannung
u_ist Istwert der Spulenspannung
u-regel Regelspannung
u_theo theoretisch ermittelte Spannung
t Zeit
T Temperatur eines Getriebeöls
T_sp Spuleninnentemperatur
T_sp_0 Bezugstemperatur
α Temperaturkoeffizient