IT202000030359A1

IT202000030359A1 - DETERMINATION METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A STATE VARIABLE OF A MAGNETIC ACTUATOR AT A SPECIFIC POINT IN TIME

Info

Publication number: IT202000030359A1
Application number: IT102020000030359A
Authority: IT
Inventors: Christof Ott; Michael Hilsch
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-06-10

Description

Stato dell'arte State of art

L'invenzione si basa su un metodo e un dispositivo di determinazione per determinare una variabile di stato di un attuatore magnetico in un momento specifico secondo il preambolo delle rivendicazioni indipendenti. La presente invenzione ? inoltre relativa ad un programma per computer. The invention is based on a determining method and device for determining a state variable of a magnetic actuator at a specific time according to the preamble of the independent claims. The present invention ? also relating to a computer program.

Gli attuatori elettromagnetici, come quelli utilizzati per le valvole idrauliche nell'automazione di fabbrica o nelle macchine mobili, nelle valvole di pressione per trasmissioni di veicoli o per attuatori diretti senza circuito idraulico, hanno una parte mobile, detta anche armatura, alla quale viene eccitata una bobina La forza viene generata. Questa forza e il conseguente movimento o posizione dell'armatura e delle parti ad essa collegate hanno solitamente uno scopo specifico negli impianti tecnici. Electromagnetic actuators, such as those used for hydraulic valves in factory automation or mobile machinery, pressure valves for vehicle transmissions, or direct actuators without a hydraulic circuit, have a moving part, also called an armature, to which it is energized a coil The force is generated. This force and the resulting movement or position of the armature and parts connected to it usually have a specific purpose in technical installations.

DE 102017210 607 A1 descrive un metodo e un dispositivo per controllare una parte mobile mediante una bobina, nonch? un'elettrovalvola. DE 102017210 607 A1 discloses a method and device for controlling a moving part by means of a coil, as well as a solenoid valve.

Divulgazione dell'invenzione Disclosure of the Invention

In questo contesto, l'approccio qui presentato fornisce un metodo migliorato per determinare una variabile di stato di un attuatore a solenoide in un momento specifico, un dispositivo di determinazione migliorato utilizzando questo metodo e infine un programma per computer corrispondente secondo le rivendicazioni principali. Le misure elencate nelle rivendicazioni dipendenti rendono possibili sviluppi e miglioramenti vantaggiosi del dispositivo specificato nella rivendicazione indipendente. In this context, the approach presented herein provides an improved method for determining a state variable of a solenoid actuator at a specific time, an improved determining device using this method, and finally a corresponding computer program according to the main claims. The measures listed in the dependent claims make possible advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim.

L'approccio qui presentato crea la possibilit? di migliorare l'accuratezza quando si determina una variabile di stato. The approach presented here creates the possibility to improve accuracy when determining a state variable.

Viene presentato un metodo per determinare una variabile di stato di un attuatore magnetico in un punto specifico nel tempo. Il metodo comprende una fase di lettura e una fase di calcolo. Nella fase di lettura, vengono letti un primo valore di sensore e almeno un secondo valore di sensore, il primo valore di sensore rappresenta la stessa variabile fisica del secondo valore di sensore e il primo valore di sensore viene registrato dopo il secondo valore di sensore. Nella fase di calcolo, la variabile di stato viene calcolata utilizzando il primo valore di sensore e il secondo valore di sensore come variabile di ingresso di almeno una funzione di approssimazione. A method for determining a state variable of a magnetic actuator at a specific point in time is presented. The method comprises a reading phase and a calculation phase. In the read step, a first sensor value and at least one second sensor value are read, the first sensor value represents the same physical variable as the second sensor value, and the first sensor value is recorded after the second sensor value. In the calculation step, the state variable is calculated using the first sensor value and the second sensor value as the input variable of at least one approximation function.

La variabile di stato da determinare pu?, ad esempio, essere una posizione, velocit?, stato di magnetizzazione o una forza dell'attuatore magnetico, come ? implementato, ad esempio, nell'automazione di fabbrica o per le trasmissioni di veicoli. Il valore del primo sensore pu? essere rilevato, ad esempio, mediante un'unit? di misura, con il valore del primo sensore in grado di rappresentare un valore corrente, ad esempio. Il valore del secondo sensore pu? quindi rappresentare un valore registrato in un momento precedente. Vantaggiosamente, la precisione del metodo pu? cos? essere aumentata. Il metodo e in aggiunta o in alternativa almeno singole o tutte le fasi del metodo possono essere vantaggiosamente ripetute ciclicamente a intervalli predeterminati di, ad esempio, 100 ms, 10 ms, 1 ms, 0,3 ms, 0,333 ms o 0,1 ms. The state variable to be determined can, for example, be a position, speed, state of magnetization or a force of the magnetic actuator, such as ? implemented, for example, in factory automation or for vehicle transmissions. The value of the first sensor pu? be detected, for example, by a unit? measurement, with the value of the first sensor capable of representing a current value, for example. The value of the second sensor pu? therefore represent a value recorded at a previous time. Advantageously, the precision of the method can what? be increased. The method and additionally or alternatively at least individual or all steps of the method may advantageously be cyclically repeated at predetermined intervals of, for example, 100 ms, 10 ms, 1 ms, 0.3 ms, 0.333 ms or 0.1 ms .

Secondo una forma di realizzazione, nella fase di lettura, ? possibile leggere il primo valore di sensore, che rappresenta un'intensit? di corrente di corrente e in aggiunta o in alternativa un valore di tensione di corrente. Ci? significa che il primo valore di sensore pu? rappresentare l'intensit? della corrente al momento del rilevamento e in aggiunta o in alternativa il valore della tensione al momento del rilevamento. Di conseguenza, i valori del sensore facilmente rilevabili possono essere utilizzati per determinare lo stato o la variabile di stato dell'attuatore magnetico. According to one embodiment, in the reading phase, ? is it possible to read the first value of the sensor, which represents an intensity? current and additionally or alternatively a current voltage value. There? means that the first value of the sensor can? represent the intensity? of the current at the time of detection and in addition or alternatively the value of the voltage at the time of detection. As a result, easily detectable sensor values can be used to determine the state or state variable of the magnetic actuator.

Nella fase di lettura ? possibile leggere almeno un ulteriore valore di sensore, che ? stato registrato prima del secondo valore di sensore e che rappresenta la stessa variabile fisica del primo valore di sensore, in cui nella fase di calcolo la variabile di stato viene inoltre utilizzata come variabile di ingresso di almeno una funzione di approssimazione pu? essere calcolato. Ci? significa che, ad esempio, l'ulteriore valore di sensore rappresenta un valore pi? vecchio del secondo valore di sensore. ? anche concepibile che vengano memorizzati o letti anche altri valori, anche pi? vecchi, che possono essere utilizzati, ad esempio, come variabili di input della funzione di approssimazione. Vantaggiosamente, ad esempio, l'andamento di una curva o la variabile di stato pu? essere determinato in modo pi? preciso se l'andamento dei corrispondenti valori dei sensori viene osservato per un periodo di tempo. In the reading phase? possible to read at least one additional value of the sensor, which ? been recorded before the second sensor value and which represents the same physical variable of the first sensor value, in which in the calculation phase the state variable is also used as an input variable of at least one approximation function pu? be calculated. There? means that, for example, the additional sensor value represents a pi value? old than the second sensor value. ? also conceivable that other values are stored or read, even more? old, which can be used, for example, as input variables of the approximation function. Advantageously, for example, the trend of a curve or the state variable can? be determined in a more accurate if the trend of the corresponding sensor values is observed over a period of time.

Secondo una forma di realizzazione, il metodo pu? includere una fase di determinazione di un valore di sensore preelaborato, in cui almeno il primo valore di sensore, il secondo valore di sensore, l'almeno un ulteriore valore di sensore e in aggiunta o in alternativa un parametro possono essere collegati tra loro per ottenere il valore di sensore preelaborato. Nella fase di calcolo, la variabile di stato pu? essere calcolata utilizzando il valore di sensore preelaborato. Il valore di sensore preelaborato pu?, ad esempio, da una differenza tra il valore del primo sensore e il valore del secondo sensore, da una media mobile o una somma mobile dei valori del sensore, da una differenza tra i valori medi su finestre temporali diverse, dal filtraggio analogico dei valori del sensore o, ad esempio, dalla preelaborazione digitale Segnali, da qualche altro filtraggio di diverse curve di segnale o da una preelaborazione basata su modello. A tal fine, il parametro pu? essere predefinito, ad esempio, utilizzando i risultati di un test di laboratorio in cui il parametro ? stato determinato empiricamente o valutando i test di laboratorio prima dell'implementazione del parametro in un dispositivo o unit? corrispondente prima della consegna di questo dispositivo o unit?. According to one embodiment, the method can include a step of determining a preprocessed sensor value, in which at least the first sensor value, the second sensor value, the at least one further sensor value and additionally or alternatively a parameter can be linked together to obtain the preprocessed sensor value. In the calculation phase, the state variable can? be calculated using the preprocessed sensor value. The preprocessed sensor value can, for example, from a difference between the first sensor value and the second sensor value, from a moving average or a moving sum of the sensor values, from a difference between the average values over time windows different, by analog filtering of sensor values or, for example, by digital preprocessing Signals, by some other filtering of different signal curves or by a model-based preprocessing. To this end, the parameter pu? be predefined, for example, using the results of a laboratory test where the parameter ? been determined empirically or by evaluating laboratory tests before implementing the parameter in a device or unit? correspondent prior to the delivery of this device or unit.

Secondo una forma di realizzazione, un terzo e almeno un quarto valore di sensore possono essere letti nella fase di lettura, il terzo valore di sensore rappresenta la stessa variabile fisica del quarto valore di sensore ma una variabile fisica diversa dal primo valore di sensore, il terzo valore di sensore dopo il quarto valore di sensore ? stato registrato. Nella fase di calcolo, la variabile di stato pu? anche essere calcolata utilizzando i valori del terzo e del quarto sensore come variabili di ingresso dell'almeno una funzione di approssimazione. Il terzo valore di sensore pu? anche essere stato registrato nello stesso momento del primo valore di sensore. I valori del terzo e del quarto sensore consentono di determinare la variabile di stato utilizzando un'ulteriore variabile fisica, in modo da poter determinare un valore ancora pi? preciso per la variabile di stato. Ad esempio, il terzo e il quarto valore di sensore possono anche rappresentare un'intensit? di corrente o un valore di tensione. According to one embodiment, a third and at least a fourth sensor value can be read in the read step, the third sensor value represents the same physical variable as the fourth sensor value but a different physical variable than the first sensor value, the third sensor value after fourth sensor value ? been registered. In the calculation phase, the state variable can? also be calculated using the values of the third and fourth sensors as input variables of the at least one approximation function. The third sensor value can? also be recorded at the same time as the first sensor value. The third and fourth sensor values allow you to determine the state variable using an additional physical variable, so you can determine an even more accurate value. precise for the state variable. For example, the third and fourth sensor values can also represent an intensity? current or a voltage value.

Secondo una forma di realizzazione, nella fase di lettura, ? possibile leggere almeno un valore di sensore aggiuntivo che ? stato registrato prima del quarto valore di sensore e che rappresenta la stessa variabile fisica del quarto valore di sensore. Nella fase di calcolo, la variabile di stato pu? anche essere calcolata utilizzando il valore di sensore aggiuntivo come una variabile di ingresso di almeno una funzione di approssimazione. Il valore di sensore aggiuntivo pu?, ad esempio, designare un valore della stessa variabile fisica dei valori del terzo e del quarto sensore. According to one embodiment, in the reading phase, ? possible to read at least one value of the additional sensor that ? recorded before the fourth sensor value and which represents the same physical variable as the fourth sensor value. In the calculation phase, the state variable can? also be calculated using the additional sensor value as an input variable of at least one approximation function. The additional sensor value may, for example, designate a value of the same physical variable as the third and fourth sensor values.

Nella fase di determinazione, il terzo valore di sensore, il quarto valore di sensore, il valore di sensore aggiuntivo e, in aggiunta o in alternativa, i parametri possono essere collegati tra loro per ottenere un ulteriore valore di sensore preelaborato. Nella fase di calcolo, la variabile di stato pu? essere calcolata utilizzando l'ulteriore valore di sensore preelaborato. Il parametro pu? anche essere, ad esempio, un valore predefinito, ad esempio utilizzando i risultati di un test di laboratorio, in cui il parametro ? determinato empiricamente o valutando i test di laboratorio prima che il parametro sia implementato in un dispositivo o unit? corrispondente prima della consegna di questo dispositivo o unit? ? stato. Di conseguenza, una variabile di stato pi? precisa pu? essere vantaggiosamente calcolata nella fase di calcolo. In the determination step, the third sensor value, the fourth sensor value, the additional sensor value and additionally or alternatively the parameters can be linked together to obtain a further preprocessed sensor value. In the calculation phase, the state variable can? be calculated using the additional preprocessed sensor value. The parameter can? also be, for example, a default value, for example using the results of a laboratory test, where the parameter ? determined empirically or by evaluating laboratory tests before the parameter is implemented in a device or unit? correspondent before the delivery of this device or unit? ? state. Consequently, a state variable pi? precise can? be advantageously calculated in the calculation phase.

Secondo una forma di realizzazione, nella fase di calcolo, la variabile di stato pu? essere calcolata utilizzando un valore di magnetizzazione determinato sulla base di un modello di isteresi di una magnetizzazione dell'attuatore magnetico, in cui nella fase di calcolo la variabile di stato pu? essere calcolata utilizzando il valore di magnetizzazione. Ci? significa che il valore di magnetizzazione ? determinato sulla base di una variazione ritardata in effetto dopo che la causa ? cambiata e questo valore di magnetizzazione viene utilizzato per calcolare la variabile di stato. According to one embodiment, in the calculation phase, the state variable can be calculated using a magnetization value determined on the basis of a hysteresis model of a magnetization of the magnetic actuator, in which in the calculation phase the state variable can? be calculated using the magnetization value. There? does it mean that the magnetization value ? determined on the basis of a delayed change in effect after the cause ? changed and this magnetization value is used to calculate the state variable.

Secondo una forma di realizzazione, nella fase di calcolo, la variabile di stato pu? essere collegata utilizzando una somma di funzioni di approssimazione, in particolare quelle collegate in serie e in aggiunta o in alternativa connessione parallela e in aggiunta o in alternativa utilizzando almeno una funzione di base radiale di una rete neurale, una funzione polinomiale e in aggiunta o in alternativa una mappa caratteristica pu? essere calcolato come una funzione di approssimazione. In questo modo pu? essere vantaggiosamente implementata una possibilit? molto flessibile e precisa per la determinazione della variabile di stato. According to one embodiment, in the calculation phase, the state variable can be connected using a sum of approximation functions, especially those connected in series and in addition or alternatively parallel connection and in addition or alternatively using at least one radial basis function of a neural network, a polynomial function and in addition or in alternatively a map feature can? be calculated as an approximation function. In this way can be advantageously implemented a possibility? very flexible and precise for the determination of the state variable.

Nella fase di lettura, il primo valore di sensore e in aggiunta o in alternativa il secondo valore di sensore possono essere letti come un valore di campionamento che ? o ? sincronizzato con un fronte di commutazione di un segnale di modulazione della larghezza di impulso. Il valore campionato pu?, ad esempio, trovarsi su una curva mediante la quale, ad esempio, ? possibile rappresentare la durata di un periodo sotto forma di grafico. In questo modo, la variabile di stato da determinare pu? essere resa pi? precisa, poich? vengono utilizzati valori dei sensori che vengono registrati in determinati momenti che sono particolarmente rilevanti per la determinazione della variabile di stato. In the read phase, the first sensor value and additionally or alternatively the second sensor value can be read as a sample value which is ? or ? synchronized with a switching edge of a pulse width modulation signal. The sampled value can, for example, be on a curve by which, for example, ? It is possible to represent the duration of a period in the form of a graph. In this way, the state variable to be determined pu? be made more precise, since? sensor values are used which are recorded at certain times which are particularly relevant for determining the state variable.

Secondo una forma di realizzazione, il primo valore di sensore e il secondo valore di sensore possono essere letti nella fase di lettura, in cui un intervallo di tempo tra il primo valore di sensore e il secondo valore di sensore e tra il secondo valore di sensore e l'ulteriore valore di sensore pu? essere lo stesso entro un intervallo di tolleranza. L'intervallo di tolleranza pu? includere, ad esempio, una deviazione del 10% o del 20% dal valore di sensore utilizzato come valore di riferimento. In questo modo, ? possibile effettuare una migliore approssimazione della variabile di stato, poich? una buona predizione della variabile di stato dalle variabili di input utilizzate ? possibile a causa dell'andamento temporale nel passato. According to one embodiment, the first sensor value and the second sensor value can be read in the read phase, wherein a time interval between the first sensor value and the second sensor value and between the second sensor value and the additional value of the sensor can? be the same within a tolerance range. The tolerance range pu? include, for example, a 10% or 20% deviation from the sensor value used as a reference value. In this way, ? possible to make a better approximation of the state variable, since? a good prediction of the state variable from the used input variables ? possible due to the course of time in the past.

Questo metodo pu? essere implementato, ad esempio, in software o hardware o in una forma mista di software e hardware, ad esempio in un dispositivo di controllo. This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control device.

L'approccio qui presentato crea anche un dispositivo di determinazione progettato per eseguire, controllare o implementare le fasi di una variante di un metodo qui presentato nei dispositivi corrispondenti. Lo scopo su cui si basa l'invenzione pu? anche essere raggiunto in modo rapido ed efficiente mediante questa variante di realizzazione dell'invenzione sotto forma di un dispositivo di determinazione. The approach presented here also creates a determination device designed to perform, check or implement the steps of a variant of a method presented here in the corresponding devices. The purpose on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently by this variant embodiment of the invention in the form of a determination device.

A tale scopo, il dispositivo di determinazione pu? avere almeno un'unit? di elaborazione per l'elaborazione di segnali o dati, almeno un'unit? di memoria per memorizzare segnali o dati, almeno un'interfaccia per un sensore o un attuatore per leggere i segnali del sensore dal sensore o per inviare segnali di controllo all'attuatore e / o avere almeno un'interfaccia di comunicazione per la lettura o l'emissione di dati incorporati in un protocollo di comunicazione. L'unit? di calcolo pu? essere, ad esempio, un processore di segnali, un microcontrollore o simili, in cui l'unit? di memoria pu? essere una memoria flash, una EEPROM o un'unit? di memoria magnetica. L'interfaccia di comunicazione pu? essere progettata per leggere o emettere dati in modalit? wireless e / o cablata, un'interfaccia di comunicazione che pu? leggere o emettere dati cablati, ad esempio, pu? leggere questi dati elettricamente o otticamente da una linea di trasmissione dati corrispondente o emetterli in una linea di trasmissione dati corrispondente. For this purpose, the determination device can have at least one unit? processing for signal or data processing, at least one unit? memory for storing signals or data, at least one interface for a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for sending control signals to the actuator, and/or having at least one communication interface for reading or emission of data embedded in a communication protocol. The unit? calculation can? be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, in which the unit? memory can? be a flash memory, an EEPROM or a unit? of magnetic memory. The communication interface can? be designed to read or output data in mode? wireless and / or wired, a communication interface that can? read or output wired data, for example, pu? read this data electrically or optically from a corresponding data transmission line or output them in a corresponding data transmission line.

Nel presente caso, un dispositivo di determinazione pu? essere inteso come un dispositivo elettrico che elabora segnali di sensori e fornisce segnali di controllo e / o dati come una loro funzione. Il dispositivo di determinazione pu? avere un'interfaccia che pu? essere progettata in termini di hardware e / o software. Nel caso di un progetto hardware, le interfacce possono essere parte di un cosiddetto sistema ASIC, ad esempio, che contiene un'ampia variet? di funzioni del dispositivo di determinazione. Tuttavia, ? anche possibile che le interfacce siano circuiti integrati separati o almeno parzialmente costituiti da componenti discreti. Nel caso di un progetto software, le interfacce possono essere moduli software presenti, ad esempio, su un microcontrollore insieme ad altri moduli software. In the present case, a determination device can? be understood as an electrical device that processes sensor signals and provides control and/or data signals as a function thereof. The determination device can? have an interface that pu? be designed in terms of hardware and/or software. In the case of a hardware design, the interfaces can be part of a so-called ASIC system, for example, which contains a wide variety of of functions of the determination device. However, ? It is also possible that the interfaces are separate integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of a software project, the interfaces can be software modules present on, for example, a microcontroller together with other software modules.

In una forma di realizzazione vantaggiosa, il dispositivo di determinazione controlla un metodo per determinare una variabile di stato di un attuatore magnetico in un punto specifico nel tempo. A tale scopo, il dispositivo di determinazione pu?, ad esempio, utilizzare segnali del sensore come un primo valore di sensore, che rappresenta la stessa variabile fisica del secondo valore di sensore ed ? stato registrato temporalmente dopo un secondo valore di sensore, e accedere al secondo valore di sensore. Il controllo avviene tramite attuatori come un'unit? di lettura, progettata per leggere il primo valore di sensore e il secondo valore di sensore, e un'unit? di calcolo, progettata per utilizzare il primo valore di sensore e il secondo valore di sensore come una variabile di ingresso per assegnare la variabile di stato ad almeno una funzione di approssimazione calcolare. In an advantageous embodiment, the determining device controls a method for determining a state variable of a magnetic actuator at a specific point in time. For this purpose, the determination device may, for example, use sensor signals such as a first sensor value, which represents the same physical variable as the second sensor value and is ? been timed after a second sensor value, and access the second sensor value. Is the control via actuators as a unit? readout, designed to read the first sensor value and the second sensor value, and a unit? calculation, designed to use the first sensor value and the second sensor value as an input variable to assign the state variable to at least one approximation function to calculate.

Un prodotto di programma per computer o un programma per computer con codice di programma, che pu? essere memorizzato su un supporto o supporto di memorizzazione leggibile dalla macchina come una memoria a semiconduttore, un disco rigido o una memoria ottica, e per eseguire, implementare e / o controllare le fasi del metodo secondo una delle forme di realizzazione descritte sopra ? anche vantaggioso viene utilizzato, in particolare se il prodotto del programma o il programma viene eseguito su un computer o un dispositivo di determinazione. A computer program product or a computer program with program code, which can be stored on a machine-readable storage medium or medium such as a semiconductor memory, hard disk or optical memory, and to perform, implement and/or control method steps according to one of the embodiments described above ? also advantageous is used, particularly if the program product or program runs on a computer or determining device.

Le forme di realizzazione dell'approccio qui presentato sono mostrate nei disegni e spiegate in maggior dettaglio nella descrizione seguente. Embodiments of the approach presented here are shown in the drawings and explained in more detail in the following description.

Figura 1 mostra una rappresentazione schematica di un dispositivo con un attuatore magnetico secondo una forma di realizzazione esemplificativa; Figure 1 shows a schematic representation of a device with a magnetic actuator according to an exemplary embodiment;

Figura 2 mostra uno schema a blocchi di un dispositivo di determinazione secondo una forma di realizzazione esemplificativa; Figure 2 shows a block diagram of a determination device according to an exemplary embodiment;

Figura 3 mostra una rappresentazione schematica di un'unit? di approssimazione secondo una forma di realizzazione esemplificativa; Figure 3 shows a schematic representation of a unit? of approximation according to an exemplary embodiment;

Figura 4 mostra un diagramma delle curve per un profilo di tensione secondo una forma di realizzazione esemplificativa; Figure 4 shows a curve diagram for a voltage profile according to an exemplary embodiment;

Figura 5 mostra un diagramma di curve per un profilo di corrente secondo una forma di realizzazione esemplificativa; e Figure 5 shows a curve diagram for a current profile according to an exemplary embodiment; And

Figura 6 mostra un diagramma di flusso di un metodo per determinare una variabile di stato di un attuatore magnetico in un punto specifico nel tempo secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Figure 6 shows a flowchart of a method for determining a state variable of a magnetic actuator at a specific point in time according to an exemplary embodiment.

Nella descrizione che segue di forme di realizzazione esemplificative vantaggiose della presente invenzione, vengono usati numeri di riferimento uguali o simili per gli elementi mostrati nelle varie figure e aventi un effetto simile, facendo a meno di una descrizione ripetuta di questi elementi. In the following description of advantageous exemplary embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, dispensing with a repeated description of these elements.

Figura 1 mostra un'illustrazione schematica di un dispositivo 100 con un attuatore magnetico 101 secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il dispositivo 100 ha un dispositivo di determinazione 102, un attuatore magnetico 101 e un sistema tecnico 103 accoppiato all'attuatore magnetico 101. L'attuatore magnetico 101 ? implementato, ad esempio, come componente, ad esempio come attuatore, per il sistema tecnico 103. Il dispositivo di determinazione 102 ? progettato per controllare l'attuatore magnetico 101 e per determinare una variabile di stato mediante valori registrati 104, che sono spiegati in maggior dettaglio in una delle figure seguenti. I valori 104 possono includere anche valori della tensione U e della corrente I. La variabile di stato rappresenta, ad esempio, una posizione, una velocit?, uno stato di magnetizzazione, una temperatura o una forza dell'attuatore magnetico 101 o un componente dell'attuatore magnetico 101. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, l'attuatore magnetico 101 ha una bobina 105 e una cosiddetta armatura 110. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, l'armatura 110 ? implementata o pu? essere implementata come parte mobile dell'attuatore magnetico 102. Se la bobina 105 ? eccitata, ad esempio, una forza F agisce sull'indotto 110 o un attuatore accoppiato all'armatura 110, a seguito del quale viene azionato il sistema tecnico 103. Per ottenere ci?, una tensione U viene impostata, ad esempio, dal dispositivo di determinazione 102, in modo che venga generata una corrente I che, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, scorre attraverso la bobina 105. Figure 1 shows a schematic illustration of a device 100 with a magnetic actuator 101 according to an exemplary embodiment. According to this exemplary embodiment, the device 100 has a determination device 102, a magnetic actuator 101 and a technical system 103 coupled to the magnetic actuator 101. The magnetic actuator 101 is implemented, for example, as a component, for example as an actuator, for the technical system 103. The determination device 102 is designed to control the magnetic actuator 101 and to determine a state variable by recorded values 104, which are explained in more detail in one of the following figures. The values 104 can also include values of the voltage U and the current I. The state variable represents, for example, a position, a speed, a state of magnetization, a temperature or a force of the magnetic actuator 101 or a component of the magnetic actuator 101. According to this exemplary embodiment, the magnetic actuator 101 has a coil 105 and a so-called armature 110. According to this exemplary embodiment, the armature 110 is implemented or can? be implemented as a moving part of the magnetic actuator 102. If the coil 105 ? When excited, for example, a force F acts on the armature 110 or an actuator coupled to the armature 110, as a result of which the technical system 103 is operated. To achieve this, a voltage U is set, for example, by the control device determination 102, so that a current I is generated which, according to this exemplary embodiment, flows through the coil 105.

In altre parole, un attuatore magnetico 101 ? mostrato con un controllo, qui indicato come dispositivo di determinazione 102, in cui una tensione U viene regolata per generare una corrente I, che a sua volta si traduce in una forza F sull'armatura 110. La corrente viene solitamente rilevata con un sensore e la tensione regolata ? nota nel controllo, cio? nel dispositivo di determinazione 102. Per vari scopi ? interessante conoscere le variabili di stato, come la posizione, la velocit?, lo stato di magnetizzazione, la temperatura, la forza, ecc. Dell'attuatore magnetico 101 nel dispositivo di determinazione 102. Per ragioni di costo e per lo spazio di installazione limitato, spesso non ? stato possibile costruire sensori per queste variabili di stato. Per risolvere questo problema, l'approccio qui presentato rappresenta una possibilit? di utilizzare un effetto retroattivo delle variabili di stato sulla relazione tra tensione U e corrente I al fine di utilizzare queste due variabili note nel determinare il dispositivo 102 per determinare le variabili di stato precedentemente sconosciute dell'attuatore magnetico 101 determinare. L'approccio pu? essere vantaggiosamente implementato in un dispositivo di determinazione della corrente 102 se sono disponibili funzioni corrispondenti che richiedono una conoscenza precisa delle variabili di stato, ma nessun sistema di sensori dedicato per questo ? installato nel dispositivo 100. Ad esempio, se la variabile di stato "corsa dell'armatura" ? regolata in modo molto preciso senza sensori di spostamento, cio? con una risoluzione di spostamento migliore di 100 ?m, o una forza F ? regolata in modo molto preciso, sebbene una forza caratteristica dell'attuatore magnetico 101 secondo una forma di realizzazione sia chiaramente dipendente dalla corsa. In other words, a magnetic actuator 101 ? shown with a control, herein referred to as a determination device 102, where a voltage U is adjusted to generate a current I, which in turn results in a force F on the armature 110. The current is usually sensed with a sensor and the voltage regulated? note in the control, cio? in the determination device 102. For various purposes ? interesting to know the state variables, such as the position, the speed, the state of magnetization, the temperature, the force, etc. Of the magnetic actuator 101 in the determination device 102. For reasons of cost and the limited installation space, it is often not? It was possible to build sensors for these state variables. To solve this problem, is the approach presented here a possibility? to use a feedback effect of the state variables on the relationship between voltage U and current I in order to use these two known variables in determining the device 102 to determine the previously unknown state variables of the magnetic actuator 101. The approach can be advantageously implemented in a current determination device 102 if corresponding functions are available which require precise knowledge of the state variables, but no dedicated sensor system for this ? installed in device 100. For example, if the "armature stroke" state variable ? regulated in a very precise way without displacement sensors, the cio? with a displacement resolution better than 100 ?m, or a force F ? adjusted very precisely, although a characteristic force of the magnetic actuator 101 according to one embodiment is clearly stroke-dependent.

Figura 2 mostra uno schema a blocchi di un dispositivo di determinazione 102 secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il dispositivo di determinazione 102 ha un'unit? di lettura 200 e un'unit? di calcolo 205. L'unit? di lettura 200 ? progettata per leggere i valori 104 menzionati nella figura 1, vale a dire un primo valore di sensore 210 (in seguito denominato Ik o Uk) e un secondo valore di sensore 215 (in seguito denominato Ik-1 o Uk-1). Il valore 210 del primo sensore rappresenta la stessa variabile fisica del valore 215 del secondo sensore. La variabile fisica ?, ad esempio, un valore di tensione U o una corrente I. per esempio Ik) registrato. L'unit? di calcolo 205 ? progettata per calcolare la variabile di stato 217 utilizzando il primo valore di sensore 210 e il secondo valore di sensore 215 come variabile di ingresso 220 di almeno una funzione di approssimazione. In breve, ci? significa che i valori dei sensori 210, 215 letti sono forniti come variabili di ingresso 220 all'unit? di calcolo 205 e sono qui utilizzati nella rispettiva funzione di approssimazione e quindi anche valutati per ottenere la variabile di stato 217. Figure 2 shows a block diagram of a determination device 102 according to an exemplary embodiment. According to this exemplary embodiment, the determination device 102 has a unit? of reading 200 and a unit? calculation 205. The unit? of reading 200 ? designed to read the values 104 mentioned in Fig. 1 , namely a first sensor value 210 (hereinafter referred to as Ik or Uk) and a second sensor value 215 (hereinafter referred to as Ik-1 or Uk-1). The first sensor's 210 value represents the same physical variable as the second sensor's 215 value. The physical variable is, for example, a voltage value U or a current I. for example Ik) recorded. The unit? calculation 205 ? designed to calculate the state variable 217 using the first sensor value 210 and the second sensor value 215 as the input variable 220 of at least one approximation function. In short, there? does it mean that the values of the sensors 210, 215 read are supplied as input variables 220 to the unit? calculus 205 and are used here in the respective approximation function and thus also evaluated to obtain the state variable 217.

L'unit? di lettura 200 ? anche progettata secondo questa forma di realizzazione esemplificativa per leggere un ulteriore valore di sensore 225, un terzo valore di sensore 230, un quarto valore di sensore 235 e un valore di sensore aggiuntivo 240. L'ulteriore valore di sensore 225 (qui per esempio Ik-2) ? un valore che, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, ? stato registrato prima del secondo valore di sensore 215 (qui, per esempio Ik-1). Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, l'ulteriore valore di sensore 225 ? anche un valore della stessa variabile fisica del primo valore di sensore 210 e del secondo valore di sensore 215. Il terzo valore di sensore 230, il quarto valore di sensore 235 e il valore aggiuntivo del sensore 240 (che ad esempio contengono una diversa variabile fisica come una tensione U rappresentano, come il primo, secondo e ulteriore valore di sensore) si comportano in una relazione temporale, ad esempio, in modo analogo al primo valore di sensore 210, il secondo valore di sensore 215 e l'ulteriore valore di sensore 225. Il terzo valore di sensore 230 (qui ad esempio Uk pu? quindi essere temporalmente dopo il quarto valore di sensore 235 (qui per esempio Uk-1), che a sua volta ? stato registrato in tempo prima del valore di sensore aggiuntivo 240 (qui per esempio Uk-2). Ci? significa anche che secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, l'ulteriore valore di sensore 225 e il terzo valore di sensore 230, il quarto valore di sensore 235 e il valore di sensore aggiuntivo 240 anche come E Immettere la variabile 220 che pu? essere utilizzata almeno una funzione di approssimazione e dalla quale ? determinata la variabile di stato 217. The unit? of reading 200 ? also designed according to this exemplary embodiment to read a further sensor value 225, a third sensor value 230, a fourth sensor value 235 and an additional sensor value 240. The further sensor value 225 (here for example Ik -2) ? a value that, according to this exemplary embodiment, is been recorded before the second sensor value 215 (here, for example Ik-1). According to this exemplary embodiment, the further sensor value 225 ? also a value of the same physical variable as the first sensor value 210 and the second sensor value 215. The third sensor value 230, the fourth sensor value 235 and the additional sensor value 240 (which for example contain a different physical variable as a voltage U represent, such as the first, second and further sensor value) behave in a time relationship, for example, analogously to the first sensor value 210, the second sensor value 215 and the further sensor value 225. The third sensor value 230 (here e.g. Uk can then be temporally after the fourth sensor value 235 (here e.g. Uk-1), which in turn was recorded in time before the additional sensor value 240 (here for example Uk-2.) This also means that according to this exemplary embodiment, the further sensor value 225 and the third sensor value 230, the fourth sensor value 235 and the additional sensor value or 240 also as And Enter the variable 220 that pu? be used at least one approximation function and from which ? determined the state variable 217.

In altre parole, viene presentato un rilevamento della variabile di stato basato sui dati per attuatori magnetici che, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, prevede l'uso di un approssimatore per implementare la funzione di approssimazione, il quale approssimatore ? composto o include una o pi? funzioni di approssimazione statica. Le funzioni di approssimazione possono anche essere chiamate funzioni di avvicinamento. Statico qui significa che un'uscita o il valore di uscita dell'approssimatore dipende solo dalle sue variabili di ingresso, non da stati interni nascosti dell'approssimatore. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, i parametri delle funzioni di approssimazione vengono determinati una volta prima di un uso in serie utilizzando algoritmi adatti basati su dati di addestramento misurati. I parametri rimangono costanti durante il funzionamento. Un tale approssimatore pu? essere implementato in modo efficiente sul dispositivo di determinazione 102, in particolare se viene fornito un supporto hardware speciale per funzioni di approssimazione statica. Nello specifico, l'approssimatore viene addestrato con software e calcolato su hardware speciale. In other words, a data-based state variable sensing for magnetic actuators is presented which, according to this exemplary embodiment, involves the use of an approximator to implement the approximation function, which approximator ? composed or includes one or more? static approximation functions. Approximation functions can also be called approximation functions. Static here means that an output or the approximator's output value depends only on its input variables, not on hidden internal states of the approximator. According to this exemplary embodiment, the parameters of the approximation functions are determined once before a serial use using suitable algorithms based on measured training data. The parameters remain constant during operation. Such an approximator can? be efficiently implemented on the determination device 102, in particular if special hardware support is provided for static approximation functions. Specifically, the approximator is trained with software and calculated on special hardware.

Le influenze da un profilo passato delle variabili misurate U, I, vale a dire i valori del sensore 210, 215, 225, 230, 235, 240, che devono essere presi in considerazione per la determinazione delle variabili di stato 217, vengono eventualmente prese in considerazione in uno strato di preelaborazione. Ci? include, ad esempio, elementi di memoria, filtri o calcoli basati su modelli che hanno uno stato interno. Gli elementi dello strato di pre-elaborazione possono essere opzionalmente implementati in modo efficiente sul dispositivo di determinazione della corrente 102, che ? anche indicato come dispositivo di controllo. Influences from a past profile of the measured variables U, I, i.e. the sensor values 210, 215, 225, 230, 235, 240, which are to be taken into account for the determination of the state variables 217, are possibly taken into consideration in a preprocessing layer. There? includes, for example, memory items, filters, or model-based computations that have internal state. The elements of the preprocessing layer can optionally be efficiently implemented on the current determining device 102, which is also referred to as a control device.

Figura 3 mostra un'illustrazione schematica di un'unit? di approssimazione 300 secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, l'unit? di approssimazione 300 pu? essere implementata all'interno del dispositivo di determinazione, come ? stato descritto nella figura 2. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il primo valore di sensore 210, il secondo valore di sensore 215, l'ulteriore valore di sensore 225 e il terzo valore di sensore 230, il quarto valore di sensore 235 e il valore aggiuntivo del sensore 240 vengono ulteriormente elaborati in modo che la variabile di stato 217 sia determinata. Inoltre, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il primo valore di sensore 210, il secondo valore di sensore 215, l'almeno un ulteriore valore di sensore e / o un parametro 305 sono collegati tra loro per ottenere un valore di sensore preelaborato. Ad esempio, la variabile di stato 217 viene calcolata utilizzando il valore di sensore preelaborato. Inoltre, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il terzo valore di sensore 230, il quarto valore di sensore 235, il valore di sensore aggiuntivo 240 e / o un ulteriore parametro 310 sono collegati tra loro per ottenere un ulteriore valore di sensore preelaborato. La variabile di stato 217 pu? essere calcolata utilizzando l'ulteriore valore di sensore preelaborato. Ad esempio, il valore di sensore preelaborato e / o l'ulteriore valore di sensore preelaborato possono essere opzionalmente utilizzati come una variabile di ingresso dell'almeno una funzione di approssimazione. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, la variabile di stato 217 pu? anche essere calcolata, ad esempio, utilizzando un valore di magnetizzazione 315 determinato sulla base di un modello di isteresi di una magnetizzazione dell'attuatore magnetico. Figure 3 shows a schematic illustration of a drive? of approximation 300 according to an exemplary embodiment. According to this exemplary embodiment, the drive? of approximation 300 pu? be implemented within the determination device, such as ? been described in Fig. 2 . According to this exemplary embodiment, the first sensor value 210, the second sensor value 215, the further sensor value 225 and the third sensor value 230, the fourth sensor value 235 and the additional value of the sensor 240 are further processed so that the state variable 217 is determined. Furthermore, according to this exemplary embodiment, the first sensor value 210, the second sensor value 215, the at least one further sensor value and/or a parameter 305 are linked together to obtain a preprocessed sensor value. For example, state variable 217 is calculated using the preprocessed sensor value. Furthermore, according to this exemplary embodiment, the third sensor value 230, the fourth sensor value 235, the additional sensor value 240 and/or a further parameter 310 are linked together to obtain a further preprocessed sensor value. The state variable 217 pu? be calculated using the additional preprocessed sensor value. For example, the preprocessed sensor value and/or the further preprocessed sensor value can optionally be used as an input variable of the at least one approximation function. According to this exemplary embodiment, the state variable 217 can? can also be calculated, for example, using a magnetization value 315 determined on the basis of a hysteresis model of a magnetization of the magnetic actuator.

In altre parole, l'unit? di approssimazione 300, che ? anche indicata come approssimatore, ? progettata per determinare o determinare la variabile di stato 217. Secondo una forma di realizzazione esemplificativa, un punto nel tempo corrente ? identificato con l'indice k, in modo che un valore nel punto nel tempo corrente, che ? descritto qui come valore del primo sensore 210 o valore del terzo sensore 230, pu? anche essere indicato come Ik o Uk, poich? la corrente nel modello secondo questa forma di realizzazione e i valori passati della corrente I e della tensione U sono inclusi. Relativamente a questo momento, i valori di diversi momenti nel passato sono designati con gli indici k-1, k-2 ecc. Questi valori passati sono qui indicati anche come un secondo valore di sensore 215, un ulteriore valore di sensore 225, un quarto valore di sensore 235 o un valore di sensore aggiuntivo 240. In other words, the unit? of approximation 300, that ? also referred to as an approximator, ? designed to determine the state variable 217. According to an exemplary embodiment, a point in current time is ? identified with the index k, so that a value at the current point in time, which ? described here as the value of the first sensor 210 or the value of the third sensor 230, pu? also be referred to as Ik or Uk, since? the current in the model according to this embodiment and the past values of the current I and the voltage U are included. Relative to this moment, the values of different moments in the past are designated with the indices k-1, k-2 etc. These past values are also referred to herein as a second sensor value 215, a further sensor value 225, a fourth sensor value 235 or an additional sensor value 240.

Secondo una forma di realizzazione alternativa, possono essere utilizzati anche parametri preelaborati di corrente e tensione, come una differenza tra un valore misurato corrente e un valore misurato memorizzato in passato, una media mobile o una somma mobile di valori misurati, una differenza tra i valori medi su finestre temporali diverse e un filtro analogico di valori misurati o preelaborazione digitale di segnali digitali, altro filtraggio delle curve di segnale, ad esempio utilizzando passa-alto, passa-banda o passa-basso e preelaborazione basata su modelli, come equazioni dell'osservatore o stima dei parametri. According to an alternative embodiment, preprocessed current and voltage parameters can also be used, such as a difference between a current measured value and a past stored measured value, a moving average or a moving sum of measured values, a difference between averages over different time windows and an analog filter of measured values or digital preprocessing of digital signals, other filtering of the signal curves, for example using high-pass, band-pass or low-pass and model-based preprocessing, such as equations of the observer or parameter estimator.

Mk pu? essere utilizzato per migliorare la precisione. Secondo una forma di realizzazione esemplificativa, Mk indica il calcolo continuo del valore di magnetizzazione 315 dell'attuatore magnetico con un opportuno modello di isteresi, che viene aggiornato nella preelaborazione ad ogni nuovo passo temporale k. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, l'unit? di approssimazione 300 consiste in una funzione di approssimazione, una somma di funzioni di approssimazione o anche la connessione in serie o in parallelo di funzioni di approssimazione. Particolarmente adatte sono le funzioni radiali di base opzionali, una rete neurale o un approccio polinomiale. Inoltre, secondo una forma di realizzazione esemplificativa, sono anche concepibili mappe di caratteristiche o una combinazione degli elementi nominati tra loro. Come si pu? anche vedere, a seconda del tipo di attuatore magnetico, pu? avere senso passare tra diversi approssimatori nelle aree di bordo. I parametri 305, 310 delle funzioni di approssimazione sono opzionalmente determinati utilizzando un opportuno calcolo di ottimizzazione basato sui dati di misura, cio? sui valori dei sensori 210, 215, 225, 230, 235, 240 e loro valori preelaborati. Al fine di generare questi valori di sensore 210, 215, 225, 230, 235, 240, un banco di prova con sensori aggiuntivi per le variabili di stato 217 di interesse ? concepibile secondo una forma di realizzazione esemplificativa opzionale. Secondo una forma di realizzazione esemplificativa, tale determinazione di parametro avviene in una fase di progettazione prima del funzionamento in serie nel dispositivo di determinazione. Mk can? be used to improve accuracy. According to an exemplary embodiment, Mk indicates the continuous calculation of the magnetization value 315 of the magnetic actuator with a suitable hysteresis model, which is updated in the preprocessing with each new time step k. According to this exemplary embodiment, the drive? of approximation 300 consists of an approximation function, a sum of approximation functions or also the series or parallel connection of approximation functions. Particularly suitable are the optional radial basis functions, a neural network or a polynomial approach. Furthermore, according to an exemplary embodiment, feature maps or a combination of the named elements with each other are also conceivable. How can you? also see, depending on the type of magnetic actuator, pu? make sense to switch between different approximators in the border areas. The parameters 305, 310 of the approximation functions are optionally determined using a suitable optimization calculation based on the measurement data, ie? on the values of the sensors 210, 215, 225, 230, 235, 240 and their preprocessed values. In order to generate these sensor values 210, 215, 225, 230, 235, 240, a test rig with additional sensors for the state variables 217 of interest ? conceivable according to an optional exemplary embodiment. According to an exemplary embodiment, this parameter determination takes place in a design phase before the series operation in the determination device.

Figura 4 mostra un diagramma di un profilo di tensione 400 secondo una forma di realizzazione esemplificativa. La curva di tensione 400 mostrata qui pu? essere implementata, ad esempio, per un dispositivo con attuatori magnetici, come ? stato descritto in FIG.1. Un asse x 405 del diagramma delle curve descrive un tempo di avanzamento e un asse y 410 del diagramma delle curve denota un valore di tensione, in modo che il profilo di tensione 400 sia mappato campionando valori 420 giacenti su una curva 415. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, la tensione deve essere intesa come una tensione modulata in larghezza di impulso (PWM) con cui un attuatore magnetico, come descritto in FIG. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, un intervallo di tempo 425 pu? essere impostato rispetto a un periodo 430 del profilo di tensione 400. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, si pu? vedere che i valori campionati 420 hanno valori di tensione di livelli differenti entro un periodo 430, in modo che la curva 415 mostrata qui indica alternativamente un'alta tensione e una bassa tensione. Figure 4 shows a diagram of a voltage profile 400 according to an exemplary embodiment. The 400 voltage curve shown here can? be implemented, for example, for a device with magnetic actuators, such as ? been described in FIG.1. A curve diagram x-axis 405 describes a feed time and a curve diagram y-axis 410 denotes a voltage value, so that the voltage profile 400 is mapped by sampling values 420 lying on a curve 415. According to this form of exemplary embodiment, the voltage is to be understood as a pulse width modulated (PWM) voltage with which a magnetic actuator, as described in FIG. According to this exemplary embodiment, a time slot 425 can? be set with respect to a period 430 of the voltage profile 400. According to this exemplary embodiment, one can? see that the sampled values 420 have voltage values of different levels within a period 430, so that the curve 415 shown here alternately indicates a high voltage and a low voltage.

In altre parole, gli attuatori magnetici possono essere controllati con una tensione modulata a larghezza di impulso (PWM). Modificando il tempo Th, qui indicato come intervallo di tempo 425 o ciclo di lavoro, relativo al periodo 430, noto anche come Tpwm in breve, della curva di tensione ad onda quadra 400, ? possibile impostare una tensione media e quindi una corrente media con poca perdita. Il profilo di tensione rettangolare 400 risulta in un profilo di corrente come mostrato in una delle figure seguenti. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, le durate tipiche del periodo 430 sono, per esempio, 10 ms, 1 ms, 0,3 ms, 0,333 ms, 0,125 ms o 0,1 ms. Con questo tipo di controllo ? vantaggioso eseguire l'approssimatore in modo sincrono con un fronte di commutazione del PWM. A seconda della frequenza con cui sono richieste informazioni sulle variabili di stato da determinare, l'approssimatore pu? quindi essere valutato nella griglia temporale del periodo 430 o in un suo multiplo integrale. In questo caso, lo strato di preelaborazione pu? essere preferibilmente anche calcolato in modo sincrono con i bordi di commutazione, possibilmente in un modello temporale pi? veloce rispetto all'approssimatore. Le memorie nello strato di preelaborazione giocano un ruolo importante, specialmente se l'approssimatore viene eseguito nel modello temporale del periodo 430 e non un suo multiplo intero e il periodo 430 ? breve rispetto ai processi elettromagnetici: per rendere visibili all'approssimatore tutti i processi elettromagnetici rilevanti ? vantaggioso se lo strato di preelaborazione fornisce all'approssimatore valori medi, variazioni del valore medio, variazioni di magnetizzazione, ecc. Da uno o pi? periodi PWM passati. In other words, magnetic actuators can be controlled with a pulse width modulated (PWM) voltage. By changing the time Th, herein referred to as the time interval 425 or duty cycle, relative to the period 430, also known as Tpwm for short, of the square wave voltage curve 400, ? It is possible to set an average voltage and therefore an average current with little loss. The rectangular voltage profile 400 results in a current profile as shown in one of the following figures. According to this exemplary embodiment, typical durations of period 430 are, for example, 10 ms, 1 ms, 0.3 ms, 0.333 ms, 0.125 ms, or 0.1 ms. With this type of control ? advantageous to run the approximator synchronously with a switching edge of the PWM. Depending on the frequency with which information about the state variables to be determined is required, the approximator can? therefore be evaluated in the time grid of the 430 period or in an integral multiple thereof. In this case, the preprocessing layer can? preferably also be calculated synchronously with the switching edges, possibly in a shorter time model? faster than the approximator. The memories in the preprocessing layer play an important role, especially if the approximator runs in the 430 period time model and not an integer multiple thereof and the 430 period ? brief with respect to electromagnetic processes: to make all relevant electromagnetic processes visible to the approximator ? advantageous if the preprocessing layer supplies the approximator with mean values, mean value changes, magnetization changes, etc. From one or more past PWM periods.

Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, una posizione dei valori campione 420 viene mostrata quando si valuta l'approssimatore nella griglia temporale del periodo 430. I valori campione 420 della tensione e i valori campione della corrente, come mostrato in una delle figure seguenti, durante una fase alta sono sincroni con un fronte di commutazione da bassa ad alta tensione. I valori campionati 420 durante una fase bassa sono corrispondentemente sincroni con il fronte di commutazione da alta a bassa tensione. La sincronicit? dei valori campionati 420 con uno solo dei due fronti di commutazione ? meno favorevole, ma del tutto possibile. I valori campionati 420 sono opzionalmente entrambi equidistanti nel tempo e a distanze diverse l'uno dall'altro. According to this exemplary embodiment, a location of the sample values 420 is shown when evaluating the approximator in the period time grid 430. The sample values 420 of the voltage and the sample values of the current, as shown in one of the following figures, during a high phase are synchronous with a low to high voltage switching edge. The sampled values 420 during a low phase are correspondingly synchronous with the high to low voltage switching edge. The synchronicity? of the sampled values 420 with only one of the two switching edges ? less favorable, but quite possible. The 420 sampled values are optionally both equidistant in time and at different distances from each other.

Entro il periodo 430, i campioni di corrente e tensione vengono registrati dopo il fronte di commutazione da bassa ad alta tensione e le operazioni dello strato di pre-elaborazione, come una media mobile dei campioni di corrente, vengono registrate in un modello temporale veloce. Dopo che l'ultimo campione corrente ? stato registrato, l'approssimatore viene valutato secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, in modo che un calcolo aggiornato delle variabili di stato sia disponibile alla fine del periodo PWM corrente con il periodo 430 o all'inizio di un periodo successivo. A seconda del tipo di pre-elaborazione e del tempo di elaborazione disponibile, secondo una forma di realizzazione esemplificativa, ? anche sensato calcolare le fasi di preelaborazione solo dopo che sono stati registrati gli ultimi campioni di corrente e / o tensione. Secondo una forma di realizzazione esemplificativa, l'acquisizione dei campioni di corrente e / o tensione pu? ricominciare contemporaneamente al nuovo periodo. Per ragioni di costo, spesso non ? disponibile un sistema di sensori per la tensione sull'attuatore magnetico. Tuttavia, la tensione di alimentazione o la tensione della batteria viene registrata mediante misurazione e la durata dell'accensione con l'intervallo di tempo 425 e la durata del periodo 430 sono variabili note nel dispositivo di determinazione. I valori campionati necessari 420 sull'attuatore magnetico possono quindi essere calcolati in qualsiasi momento, tenendo conto della caduta di tensione, ad esempio, su linee, diodi a ruota libera e altri componenti dello stadio di uscita. A seconda del tipo di circuito di controllo elettrotecnico, pu? essere utile utilizzare la tensione di batteria misurata e la durata di accensione con il periodo di tempo 425 come variabili di ingresso dello strato di preelaborazione direttamente invece dei campioni 420 appena descritti. Within period 430, the current and voltage samples are recorded after the low to high voltage switching edge and the operations of the preprocessing layer, such as a moving average of the current samples, are recorded in a fast time pattern. After the last current sample ? been recorded, the approximator is evaluated according to this exemplary embodiment, such that an updated calculation of the state variables is available at the end of the current PWM period with period 430 or at the beginning of a subsequent period. Depending on the type of preprocessing and the processing time available, according to an exemplary embodiment, ? it also makes sense to calculate the preprocessing steps only after the last current and/or voltage samples have been logged. According to an exemplary embodiment, the acquisition of the current and/or voltage samples can start over at the same time as the new period. For cost reasons, often not? A sensor system for voltage on the magnetic actuator is available. However, the supply voltage or the battery voltage is recorded by measurement and the ignition duration with the time interval 425 and the period duration 430 are known variables in the determination device. The necessary sampled values 420 on the magnetic actuator can then be calculated at any time, taking into account the voltage drop, for example, on lines, freewheeling diodes and other components of the output stage. Depending on the type of electrotechnical control circuit, pu? It may be useful to use the measured battery voltage and on duration with time period 425 as input variables of the preprocessing layer directly instead of the 420 samples just described.

Un periodo 430 che ? piccolo rispetto alle costanti di tempo meccaniche dell'attuatore magnetico ? particolarmente vantaggioso. Una velocit? dell'armatura ? quindi approssimativamente costante per il periodo 430, in modo che la tensione indotta dal movimento dell'armatura non falsifichi i singoli punti di misurazione entro il periodo PWM. A period 430 that ? small compared to the mechanical time constants of the magnetic actuator ? particularly advantageous. A speed? of the armor ? then approximately constant over the 430 period, so that the voltage induced by the movement of the armature does not falsify individual measurement points within the PWM period.

Figura 5 mostra un diagramma di un profilo di corrente 500 secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Il profilo di corrente 500 mostrato qui pu? essere implementato, ad esempio, per un dispositivo con attuatori magnetici, come ? stato descritto in FIG.1. Il profilo di corrente 500 mostrato qui pu? anche essere ricondotto al profilo di tensione come descritto in FIG.4. Di conseguenza, un asse x 505 del diagramma delle curve descrive anche un tempo di avanzamento e un asse y 510 del diagramma delle curve indica un valore di corrente, in modo che il profilo di corrente 500 sia mappato campionando i valori 520 giacenti su una curva 515. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, questo ? il profilo di corrente 500 nel caso del controllo PWM, come ? stato anche descritto nella figura 4. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, la corrente prima sale rapidamente e poi scende bruscamente. Figure 5 shows a diagram of a current profile 500 according to an exemplary embodiment. The 500 current profile shown here can? be implemented, for example, for a device with magnetic actuators, such as ? been described in FIG.1. The 500 current profile shown here can? can also be traced back to the voltage profile as described in FIG.4. Consequently, a curve diagram x-axis 505 also describes a feed time and a curve diagram y-axis 510 indicates a current value, so that the current profile 500 is mapped by sampling the values 520 lying on a curve 515. According to this exemplary embodiment, this is ? the current profile 500 in the case of PWM control, how ? was also described in Fig. 4 . According to this exemplary embodiment, the current first rises rapidly and then drops sharply.

Figura 6 mostra un diagramma di flusso di un metodo 600 per determinare una variabile di stato di un attuatore magnetico in un punto specifico nel tempo secondo una forma di realizzazione esemplificativa. Lo scopo di ci? ? calcolare le variabili di stato come sono gi? state descritte nella figura 2 o 3. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il metodo 600 pu? essere eseguito mediante un dispositivo di determinazione, come ? stato descritto nelle figure 1 o 2. Il metodo 600 include una fase 605 di lettura e una fase 610 di calcolo. Nella fase 605 di lettura, vengono letti un primo valore di sensore e almeno un secondo valore di sensore, il primo valore di sensore rappresenta la stessa variabile fisica del secondo valore di sensore. Inoltre, il primo valore di sensore ? stato registrato dopo il secondo valore di sensore. Nella fase 610 del calcolo, la variabile di stato viene calcolata utilizzando il primo valore di sensore e il secondo valore di sensore come variabili di ingresso di almeno una funzione di approssimazione. Figure 6 shows a flowchart of a method 600 for determining a state variable of a magnetic actuator at a specific point in time according to an exemplary embodiment. The purpose of this? ? calculate the state variables as they are already? have been described in Figure 2 or 3 . According to this exemplary embodiment, method 600 can? be performed by means of a determination device, such as ? been described in Figures 1 or 2 . The method 600 includes a reading step 605 and a calculation step 610. In read step 605, a first sensor value and at least one second sensor value are read, the first sensor value representing the same physical variable as the second sensor value. Furthermore, the first sensor value ? been logged after the second sensor value. In step 610 of the calculation, the state variable is calculated using the first sensor value and the second sensor value as input variables of at least one approximation function.

Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il metodo 600 comprende inoltre una fase 615 di determinazione, che secondo questa forma di realizzazione esemplificativa pu? essere eseguita prima della fase 610 di calcolo. Nella fase 615 di determinazione, viene determinato un valore di sensore preelaborato, almeno il primo valore di sensore, il secondo valore di sensore, l'almeno un ulteriore valore di sensore e / o un parametro essendo collegati tra loro per ottenere il valore di sensore preelaborato. Quindi, nella fase 610 del calcolo, la variabile di stato viene calcolata utilizzando il valore di sensore preelaborato. According to this exemplary embodiment, the method 600 further comprises a determination step 615, which according to this exemplary embodiment can be performed before the calculation step 610. In the determining step 615, a preprocessed sensor value is determined, at least the first sensor value, the second sensor value, the at least one further sensor value and/or a parameter being linked together to obtain the sensor value preprocessed. Then, in step 610 of the calculation, the state variable is calculated using the preprocessed sensor value.

Facoltativamente, nella fase 605 di lettura, il primo valore di sensore e / o il secondo valore di sensore viene letto come un valore campione che ? o ? sincronizzato con un fronte di commutazione di un segnale di modulazione della larghezza di impulso. Inoltre, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il primo valore di sensore e il secondo valore di sensore vengono letti, un periodo di tempo tra il primo valore di sensore e il secondo valore di sensore e tra il secondo valore di sensore e l'ulteriore valore di sensore essendo lo stesso entro un intervallo di tolleranza. Nella fase 610 del calcolo, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, la variabile di stato viene calcolata utilizzando una somma di funzioni di approssimazione. Ci? significa che le funzioni di approssimazione sono collegate in particolare in collegamento in serie e / o collegamento in parallelo e / o sono calcolate come funzione di approssimazione utilizzando almeno una funzione di base radiale di una rete neurale, una funzione polinomiale e / o un diagramma caratteristico. Optionally, in the reading step 605, the first sensor value and/or the second sensor value is read as a sample value which ? or ? synchronized with a switching edge of a pulse width modulation signal. Furthermore, according to this exemplary embodiment, the first sensor value and the second sensor value are read, a period of time between the first sensor value and the second sensor value and between the second sensor value and the further sensor value being the same within a tolerance range. In step 610 of the calculation, according to this exemplary embodiment, the state variable is calculated using a sum of approximation functions. There? means that the approximation functions are particularly connected in series connection and / or parallel connection and / or are calculated as an approximation function using at least one radial basis function of a neural network, a polynomial function and / or a characteristic diagram .

Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, le fasi 605, 615, 610 del metodo 600 possono essere opzionalmente suddivise ciascuna in fasi parziali 620, 625, 630, 635, 640, 645. Nella fase secondaria 620, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, il primo valore di sensore viene letto e memorizzato. Nella fase secondaria 625, ad esempio, il terzo valore di sensore viene letto, memorizzato e, se questo ? un valore di tensione, viene calcolata la tensione impostata. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, le sottofasi 620, 625 formano la fase 605 del metodo 600. Nella sottofase 630, viene calcolato il parametro preelaborato, che pu? anche essere indicato, ad esempio, come misurazione della corrente preelaborata. In conformit? con questa forma di realizzazione esemplificativa, il sottofase 635 descrive un calcolo dell'ulteriore parametro preelaborato, che ? anche indicato qui come misura di tensione preelaborata, per esempio. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, le sottofasi 630, 635 formano la fase 615 del metodo 600. Nella sottofase 640, in conformit? con questa forma di realizzazione esemplificativa, viene facoltativamente calcolato uno stato di magnetizzazione, che ? anche indicato come valore di magnetizzazione. Il sottofase 645 descrive una valutazione delle funzioni di approssimazione per ottenere la variabile di stato. Secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, le fasi secondarie 640, 645 formano la fase 610 del metodo 600. According to this exemplary embodiment, the steps 605, 615, 610 of the method 600 can optionally each be divided into partial steps 620, 625, 630, 635, 640, 645. In the secondary step 620, according to this exemplary embodiment, the first sensor value is read and stored. In the secondary step 625, for example, the third sensor value is read, stored and, if this ? a voltage value, the set voltage is calculated. According to this exemplary embodiment, the substeps 620, 625 form the step 605 of the method 600. In the substep 630, the preprocessed parameter is calculated, which can be? also be referred to, for example, as a preprocessed current measurement. In compliance with this exemplary embodiment, sub-step 635 describes a calculation of the further preprocessed parameter, which ? also referred to here as a preprocessed voltage measurement, for example. According to this exemplary embodiment, substeps 630, 635 form step 615 of method 600. In substep 640, according to with this exemplary embodiment, a state of magnetization is optionally calculated, which is also referred to as the magnetization value. Sub-step 645 describes an evaluation of the approximation functions to obtain the state variable. According to this exemplary embodiment, the secondary steps 640, 645 form the step 610 of the method 600.

In altre parole, secondo questa forma di realizzazione esemplificativa, viene mostrato un diagramma di flusso per il calcolo o la determinazione delle variabili di stato. Questa sequenza viene ripetuta a intervalli di tempo regolari sul dispositivo di determinazione, intervalli tipici per questo secondo questa forma di realizzazione esemplificativa essendo 100 ms, 10 ms, 1 ms, 0,3 ms, 0,333 ms e 0,1 ms. Secondo una forma di realizzazione esemplificativa alternativa, ? concepibile l'esecuzione ad intervalli di tempo irregolari. Dopo la fase 605 di lettura dopo la fase 615 di determinazione dei valori nuovi e memorizzati di corrente e tensione, hanno luogo la preelaborazione e l'aggiornamento dello stato di magnetizzazione. Le funzioni di approssimazione vengono quindi valutate nell'approssimatore per ottenere le variabili di stato di interesse. In other words, according to this exemplary embodiment, a flowchart for calculating or determining the state variables is shown. This sequence is repeated at regular time intervals on the determination device, typical intervals for this according to this exemplary embodiment being 100 ms, 10 ms, 1 ms, 0.3 ms, 0.333 ms and 0.1 ms. According to an alternative exemplary embodiment, ? execution at irregular time intervals conceivable. After the step 605 of reading after the step 615 of determining the new and stored values of current and voltage, the preprocessing and updating of the magnetization state takes place. The approximation functions are then evaluated in the approximator to obtain the state variables of interest.

Se una forma di realizzazione esemplificativa comprende un collegamento "e / o" tra una prima caratteristica e una seconda caratteristica, questo dovrebbe essere letto in modo tale che la forma di realizzazione esemplificativa secondo una forma di realizzazione abbia sia la prima caratteristica che la seconda caratteristica e, secondo un'ulteriore forma di realizzazione, solo il ha la prima caratteristica o solo la seconda caratteristica. If an exemplary embodiment comprises an "and/or" link between a first feature and a second feature, this should be read such that the exemplary embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and, according to a further embodiment, only the has the first characteristic or only the second characteristic.

Claims

1. A method (600) for determining a state variable (217) of a magnetic actuator (101) at a specific time, the method (600) comprising the following steps:

to. Reading (605) of a first sensor value (210) and at least one second sensor value (215), wherein the first sensor value (210) represents the same physical variable as the second sensor value (215), in which the first sensor value (210) ? detected chronologically after that ? the second sensor value was detected (215); And

b. Calculation (610) of the state variable (217) using the first sensor value (210) and the second sensor value (215) as input variable (220) of at least one approximation function.

The method (600) according to claim 1, wherein in the step (605) of reading the first sensor value (210) is read, which represents an intensity? of current current and / or a current voltage value.

Method (600) according to any one of the preceding claims, wherein in the reading step (605), at least one further sensor value (225) is read which ? been recorded before the second sensor value (215) and which has the same physical variable as the first sensor value (210), wherein in the step (610) of calculating the state variable (217) at least one function of approximation using the further sensor value (225) as input variable (220).

4. Method (600) according to any one of the preceding claims, comprising the following step:

determining (615) a preprocessed sensor value, wherein at least the first sensor value (210) and/or the second sensor value (215) and/or the at least one further sensor value (225) and/or a parameter (305) are linked together to obtain the preprocessed sensor value, and wherein in the calculation step (610) the state variable (217) is calculated using the preprocessed sensor value.

The method (600) according to one of the preceding claims, wherein a third and at least a fourth sensor value (230, 235) are read in the read step (605), the third sensor value (230) having the same variable physical variable of the fourth sensor value (235), but yet different from the physical variable of the first sensor value (210), the third sensor value (230) is timed after the fourth sensor value (235), and wherein in calculation step (610) the state variable (217) is further calculated using the third and fourth sensor values (230, 235) as input variables (220) of the at least one approximation function.

Method (600) according to claim 5, wherein in the reading step (605) at least one additional sensor value (240) is read which ? been recorded before the fourth sensor value (235) and which has the same physical variable as the fourth sensor value (235), wherein in the calculation step (610) the state variable (217) is further calculated using the value of additional sensor (240) as an input variable (220) of the at least one approximation function.

The method (600) according to any one of claims 3 to 6, wherein in the step of determining (615) the third sensor value (230) and/or the fourth sensor value (235) and/or the value of additional sensor (240) and/or a further parameter (310) are connected to each other to obtain a further preprocessed sensor value, and wherein in the calculation step (610) the state variable (217) is calculated using the further preprocessed sensor value.

8. Method (600) according to any one of the preceding claims, wherein in the calculation step (610) the state variable (217) ? calculated using a magnetization value (315) determined based on a hysteresis model of a magnetization of the magnetic actuator, wherein in the calculation step (310), the state variable (217) is calculated using the magnetization value ( 315).

Method (600) according to any one of the preceding claims, wherein in the calculation step (610) the state variable (217) is calculated using: a sum of approximation functions, in particular which are connected in series and/or in parallel, and/or at least a radial basis function, and/or a neural network and/or a polynomial function and/or a characteristic diagram.

Method (600) according to any one of the preceding claims, wherein in the reading step (605) the first sensor value (210) and/or the second sensor value (215) is read as a sample (420, 520 ) that ? synchronized or becomes synchronized with a switching edge of a pulse width modulation signal.

The method (600) according to any one of the preceding claims, wherein in the reading step (605) the first sensor value (210) and the second sensor value (215) are read, wherein a time interval between first sensor value (210) and second Is the sensor value (215) between the second sensor value (215) and the further sensor value (225) ? the same within a tolerance range.

Determination device (102) arranged for carrying out and/or checking the steps (605, 610) of the method (600) according to one of the preceding claims in corresponding units? (200, 205).

13. Computer program arranged for carrying out and/or controlling the steps (605, 610, 615) of the method (600) according to one of claims 1 to 11.

14. Machine-readable storage medium on which ? stored the computer program according to claim 13.