JP2002182704A - 電気的負荷を制御するための方法および装置 - Google Patents
電気的負荷を制御するための方法および装置Info
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- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気的負荷を制御するための方法および装置
において、負荷と環境とのエネルギー交換および/また
は負荷と負荷を流れている媒体とのエネルギー交換を考
慮をすること。 【解決手段】 第１のフィルタは、温度パラメータがパ
ラメータに与える影響を考慮し、第２のフィルタは負荷
を流れる電流が該パラメータに与える影響を考慮する。
において、負荷と環境とのエネルギー交換および/また
は負荷と負荷を流れている媒体とのエネルギー交換を考
慮をすること。 【解決手段】 第１のフィルタは、温度パラメータがパ
ラメータに与える影響を考慮し、第２のフィルタは負荷
を流れる電流が該パラメータに与える影響を考慮する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷の温度に依存
するパラメータまたは負荷の温度を表すパラメータが検
出され、該パラメータは温度パラメータおよび電流パラ
メータをに基づいて決められる形式の電気的負荷の制御
方法および制御装置に関する。
するパラメータまたは負荷の温度を表すパラメータが検
出され、該パラメータは温度パラメータおよび電流パラ
メータをに基づいて決められる形式の電気的負荷の制御
方法および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＥ１９６０６９６５に内燃機関の燃料
調量部を制御する方法および装置が記載されている。そ
こでは、電磁弁は電気的負荷として使用され、燃料調量
部を制御する。その際、電磁弁コイルの抵抗に基づいて
燃料の温度が推測される。コイル抵抗を検出するため
に、電流およびコイルに印加されている電圧が評価され
る。
調量部を制御する方法および装置が記載されている。そ
こでは、電磁弁は電気的負荷として使用され、燃料調量
部を制御する。その際、電磁弁コイルの抵抗に基づいて
燃料の温度が推測される。コイル抵抗を検出するため
に、電流およびコイルに印加されている電圧が評価され
る。
【０００３】この刊行物は、電磁弁と環境とのエネルギ
ー交換および/または電磁弁と電磁弁を流れている媒体
とのエネルギー交換を考慮していない。
ー交換および/または電磁弁と電磁弁を流れている媒体
とのエネルギー交換を考慮していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電気
的負荷を制御するための方法および装置において、負荷
と環境とのエネルギー交換および/または負荷と負荷を
流れている媒体とのエネルギー交換を考慮をすることで
ある。
的負荷を制御するための方法および装置において、負荷
と環境とのエネルギー交換および/または負荷と負荷を
流れている媒体とのエネルギー交換を考慮をすることで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の課題は、第１のフ
ィルタでは温度パラメータがパラメータに与える影響が
考慮され、第２のフィルタでは負荷を流れる電流がパラ
メータに与える影響が考慮されることによって解決され
る。
ィルタでは温度パラメータがパラメータに与える影響が
考慮され、第２のフィルタでは負荷を流れる電流がパラ
メータに与える影響が考慮されることによって解決され
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】負荷の温度に依存するパラメー
タ、または負荷の温度を表すパラメータを検出するため
に、温度パラメータが前記パラメータに与える影響を考
慮する第１のフィルタおよび負荷を流れる電流が前記パ
ラメータに与える影響を考慮する第２のフィルタが使用
されることは有利である。とりわけ、電磁弁のコイル温
度および/またはコイル抵抗を検出する時に本手段は有
利である。これらのパラメータの検出は、低コストで可
能である。従って、少数のセンサ信号しか必要でない。
このセンサ信号は、部分的には負荷の制御時に既に必要
とされているセンサ信号である。温度パラメータとして
は、とりわけ環境空気温度が使用される。
タ、または負荷の温度を表すパラメータを検出するため
に、温度パラメータが前記パラメータに与える影響を考
慮する第１のフィルタおよび負荷を流れる電流が前記パ
ラメータに与える影響を考慮する第２のフィルタが使用
されることは有利である。とりわけ、電磁弁のコイル温
度および/またはコイル抵抗を検出する時に本手段は有
利である。これらのパラメータの検出は、低コストで可
能である。従って、少数のセンサ信号しか必要でない。
このセンサ信号は、部分的には負荷の制御時に既に必要
とされているセンサ信号である。温度パラメータとして
は、とりわけ環境空気温度が使用される。
【０００７】第１のフィルタおよび/または第２のフィ
ルタが少なくともＰＴ１特性を有している場合、パラメ
ータの時間特性は特に精確にシミュレートされる。
ルタが少なくともＰＴ１特性を有している場合、パラメ
ータの時間特性は特に精確にシミュレートされる。
【０００８】負荷の温度に依存するパラメータまたは負
荷の温度を表すパラメータは、負荷の温度または負荷の
オーム抵抗である。とりわけ、電磁弁コイルの温度また
は電磁弁コイルのオーム抵抗である。
荷の温度を表すパラメータは、負荷の温度または負荷の
オーム抵抗である。とりわけ、電磁弁コイルの温度また
は電磁弁コイルのオーム抵抗である。
【０００９】抵抗および/または温度の精確なシミュレ
ートは、負荷の固有温度特性を考慮することによって生
じる。この固有温度特性は、第２のフィルタ手段によっ
てシミュレートされる。有利には、負荷を流れる電流は
モデル化の出力パラメータとして使用される。この際、
所望の電流値および/または測定された電流値を利用す
ることができる。
ートは、負荷の固有温度特性を考慮することによって生
じる。この固有温度特性は、第２のフィルタ手段によっ
てシミュレートされる。有利には、負荷を流れる電流は
モデル化の出力パラメータとして使用される。この際、
所望の電流値および/または測定された電流値を利用す
ることができる。
【００１０】負荷特性の特に有利なシミュレートは、と
りわけ環境との可能なエネルギー交換および/または負
荷を流れる媒体との可能なエネルギー交換を考慮するこ
とによって、次の場合に行われる。すなわち、第１のフ
ィルタがＰＴ１特性を有する少なくとも２つの並列に接
続されたされたフィルタを有し、この並列に接続された
フィルタが異なる時間特性を有している場合に行われ
る。ここでは、環境温度および/または負荷を流れる媒
体の温度に対して、有利には測定された温度値がモデル
化に対する出力パラメータとして使用される。
りわけ環境との可能なエネルギー交換および/または負
荷を流れる媒体との可能なエネルギー交換を考慮するこ
とによって、次の場合に行われる。すなわち、第１のフ
ィルタがＰＴ１特性を有する少なくとも２つの並列に接
続されたされたフィルタを有し、この並列に接続された
フィルタが異なる時間特性を有している場合に行われ
る。ここでは、環境温度および/または負荷を流れる媒
体の温度に対して、有利には測定された温度値がモデル
化に対する出力パラメータとして使用される。
【００１１】本発明の別の有利な構成および別の形成
は、従属請求項に記載されている。
は、従属請求項に記載されている。
【００１２】本発明を、図示された実施例に基づいて以
下でより詳しく説明する。図１は電気的負荷の制御のた
めのブロックダイアグラムおよび装置を示し、図２は電
気的負荷の温度検出部を明確にするためのブロックダイ
アグラムを示す。
下でより詳しく説明する。図１は電気的負荷の制御のた
めのブロックダイアグラムおよび装置を示し、図２は電
気的負荷の温度検出部を明確にするためのブロックダイ
アグラムを示す。
【００１３】
【実施例】次に、本発明に従った手段を電磁弁の温度検
出の例に即して説明する。この種の電磁弁は自動車では
主に、噴射すべき燃料の制御、および液状および/また
はガス状媒体の制御に使用される。例えば圧力制御器
は、圧力を制御するために油圧システムで使用される。
油圧システムは例えば、トランスミッション制御および
/または個々および/または全てのホイールのブレーキ作
用を制御するシステムで使用される。
出の例に即して説明する。この種の電磁弁は自動車では
主に、噴射すべき燃料の制御、および液状および/また
はガス状媒体の制御に使用される。例えば圧力制御器
は、圧力を制御するために油圧システムで使用される。
油圧システムは例えば、トランスミッション制御および
/または個々および/または全てのホイールのブレーキ作
用を制御するシステムで使用される。
【００１４】これらの負荷を精確に制御するために、と
りわけ負荷を監視するために、負荷の電気抵抗、ひいて
は温度は既知でなければならない。
りわけ負荷を監視するために、負荷の電気抵抗、ひいて
は温度は既知でなければならない。
【００１５】図１には、負荷の制御のためのこのような
装置が例として示されている。負荷は参照番号１００で
示され、スイッチング手段１１０および抵抗１２０から
なる直列接続を介してアース端子１２５と接続してい
る。さらに、この負荷は供給電圧１３０と接続してい
る。この供給電圧は、自動車では有利には搭載電源ない
しバッテリーである。
装置が例として示されている。負荷は参照番号１００で
示され、スイッチング手段１１０および抵抗１２０から
なる直列接続を介してアース端子１２５と接続してい
る。さらに、この負荷は供給電圧１３０と接続してい
る。この供給電圧は、自動車では有利には搭載電源ない
しバッテリーである。
【００１６】スイッチング手段１１０には、有利には制
御部１４０によって制御信号が印加される。制御部１４
０は、スイッチング手段１１０に制御信号を印加する制
御ユニット１４２を実質的に含む。制御ユニット１４２
には、目標値設定部１４４から目標電流値ＩＳが印加さ
れ、さらに温度検出部１４６から温度値ＴＷが印加され
る。この温度値は負荷の温度を表す。さらに、目標値設
定部の出力信号ＩＳは温度検出部１４６に達する。温度
検出部１４６には、さらに、温度センサ１４７の出力信
号ＴＵが導かれる。目標値設定部１４４には、種々異な
るセンサ１４５の種々異なる信号が導かれる。この種々
異なる信号は、負荷の制御に必要な駆動状態および/ま
たは環境の状況を表す。これは、負荷１００が内燃機関
内で使用される場合には、例えば内燃機関の回転数であ
る。
御部１４０によって制御信号が印加される。制御部１４
０は、スイッチング手段１１０に制御信号を印加する制
御ユニット１４２を実質的に含む。制御ユニット１４２
には、目標値設定部１４４から目標電流値ＩＳが印加さ
れ、さらに温度検出部１４６から温度値ＴＷが印加され
る。この温度値は負荷の温度を表す。さらに、目標値設
定部の出力信号ＩＳは温度検出部１４６に達する。温度
検出部１４６には、さらに、温度センサ１４７の出力信
号ＴＵが導かれる。目標値設定部１４４には、種々異な
るセンサ１４５の種々異なる信号が導かれる。この種々
異なる信号は、負荷の制御に必要な駆動状態および/ま
たは環境の状況を表す。これは、負荷１００が内燃機関
内で使用される場合には、例えば内燃機関の回転数であ
る。
【００１７】特に有利な構成では、制御ユニット１４２
は電流制御部を含むこともできる。この場合、実際電流
検出部１５０によって、抵抗１２０での電圧降下が取り
出され、実際値ＩＩとして制御ユニット１４２に導かれ
る。
は電流制御部を含むこともできる。この場合、実際電流
検出部１５０によって、抵抗１２０での電圧降下が取り
出され、実際値ＩＩとして制御ユニット１４２に導かれ
る。
【００１８】種々異なる動作パラメータに依存して負荷
１００は制御される。これらの動作パラメータに基づい
て目標値設定部１４４は、目標電流値ＩＳを定める。こ
の目標電流値ＩＳは、この電流が流れる時に負荷が所定
の位置をとるように定められている。例えば、この電流
値は次のように定められる。すなわち、例えば電磁弁ま
たは圧力調整器として構成された負荷が、所定の圧力値
を調整するように定められる。制御ユニット１４２は、
この目標値ＩＳをスイッチ手段１１０に対する制御信号
に変換する。そしてスイッチ手段１１０は、制御ユニッ
ト１４２によって相応に制御される。その際、例えばス
イッチ手段１１０は相応のデューティ比または相応のパ
ルス幅により変調された信号によって制御される。
１００は制御される。これらの動作パラメータに基づい
て目標値設定部１４４は、目標電流値ＩＳを定める。こ
の目標電流値ＩＳは、この電流が流れる時に負荷が所定
の位置をとるように定められている。例えば、この電流
値は次のように定められる。すなわち、例えば電磁弁ま
たは圧力調整器として構成された負荷が、所定の圧力値
を調整するように定められる。制御ユニット１４２は、
この目標値ＩＳをスイッチ手段１１０に対する制御信号
に変換する。そしてスイッチ手段１１０は、制御ユニッ
ト１４２によって相応に制御される。その際、例えばス
イッチ手段１１０は相応のデューティ比または相応のパ
ルス幅により変調された信号によって制御される。
【００１９】負荷が例えば電磁弁であれば、抵抗は実質
的に電磁弁の巻線によって定められる。この抵抗は、巻
線温度ＴＷに強く依存している。それゆえに、負荷の精
確な制御を可能にするために、スイッチング手段１１０
に対する出力信号を形成する時に、巻線温度ＴＷを考慮
することが必要である。このために、温度検出部１４６
は、負荷を流れる電流および別の影響、例えば環境温度
ＴＵに基づいてコイル巻線の温度ＴＷを検出する。
的に電磁弁の巻線によって定められる。この抵抗は、巻
線温度ＴＷに強く依存している。それゆえに、負荷の精
確な制御を可能にするために、スイッチング手段１１０
に対する出力信号を形成する時に、巻線温度ＴＷを考慮
することが必要である。このために、温度検出部１４６
は、負荷を流れる電流および別の影響、例えば環境温度
ＴＵに基づいてコイル巻線の温度ＴＷを検出する。
【００２０】図示された実施例では、コイル巻線の温度
ＴＷを検出するために目標電流ＩＳが使用される。択一
的実施形態では、抵抗１２０および電流検出器によって
検出される実際電流ＩＩも使用され得る。さらに、これ
らのパラメータを表す他のパラメータを使用することも
できる。
ＴＷを検出するために目標電流ＩＳが使用される。択一
的実施形態では、抵抗１２０および電流検出器によって
検出される実際電流ＩＩも使用され得る。さらに、これ
らのパラメータを表す他のパラメータを使用することも
できる。
【００２１】温度検出部１４６は、図２に詳細に示され
る。既に図１で説明された素子は、相応の参照番号で示
される。環境空気温度に関連した信号ＴＵは、第１のフ
ィルタ２００を介して結合点２１０に達する。負荷を流
れる電流を表す信号は、電力検出部２２０を介して第２
のフィルタ２３０に達する。図示された実施例では、こ
の種の信号として目標値設定部１４４の出力信号が使用
される。フィルタ２３０の出力信号は結合点２１０に達
する。結合点２１０は、２つの信号を有利には加算結合
し、結果をコイル温度ＴＷとして制御ユニット１４２に
導く。
る。既に図１で説明された素子は、相応の参照番号で示
される。環境空気温度に関連した信号ＴＵは、第１のフ
ィルタ２００を介して結合点２１０に達する。負荷を流
れる電流を表す信号は、電力検出部２２０を介して第２
のフィルタ２３０に達する。図示された実施例では、こ
の種の信号として目標値設定部１４４の出力信号が使用
される。フィルタ２３０の出力信号は結合点２１０に達
する。結合点２１０は、２つの信号を有利には加算結合
し、結果をコイル温度ＴＷとして制御ユニット１４２に
導く。
【００２２】特に有利な構成では、センサ１４７ｂの環
境空気温度に関連した信号ＴＵｂは、別のフィルタ２０
０ｂを介して結合点２１０に達する。
境空気温度に関連した信号ＴＵｂは、別のフィルタ２０
０ｂを介して結合点２１０に達する。
【００２３】第１のフィルタは、有利にはＰＴ１特性を
有している。このフィルタ２００は、次のように構成さ
れる。すなわち、環境温度がコイル温度ＴＷに与える影
響を考慮するように構成される。第２のフィルタ２３０
は、負荷を流れる電流ＩＳがコイル温度に与える影響を
考慮する。このために負荷を流れる電流に基づいて、負
荷に発生した損失電力が検出される。この損失電力は、
実質的に電流ＩＳの２乗に比例している。電力検出部２
２０およびフィルタ２３０は、負荷の固有温度特性を電
流によってシミュレートする。第１のフィルタは、環境
とコイル巻線との温度交換をシミュレートする。
有している。このフィルタ２００は、次のように構成さ
れる。すなわち、環境温度がコイル温度ＴＷに与える影
響を考慮するように構成される。第２のフィルタ２３０
は、負荷を流れる電流ＩＳがコイル温度に与える影響を
考慮する。このために負荷を流れる電流に基づいて、負
荷に発生した損失電力が検出される。この損失電力は、
実質的に電流ＩＳの２乗に比例している。電力検出部２
２０およびフィルタ２３０は、負荷の固有温度特性を電
流によってシミュレートする。第１のフィルタは、環境
とコイル巻線との温度交換をシミュレートする。
【００２４】このようにして検出された巻線温度ＴＷ
は、実際の巻線温度を極めて精確に表す。なぜなら、重
大な影響、例えば固有温度特性は、流れている電流、お
よび環境とのエネルギー取捨によって考慮されるからで
ある。これによって、コイル抵抗も極めて精確に検出さ
れ、制御時に考慮される。
は、実際の巻線温度を極めて精確に表す。なぜなら、重
大な影響、例えば固有温度特性は、流れている電流、お
よび環境とのエネルギー取捨によって考慮されるからで
ある。これによって、コイル抵抗も極めて精確に検出さ
れ、制御時に考慮される。
【００２５】温度シミュレートのさらなる改善は、第１
のフィルタ２００が異なった時間特性を有する２つの並
列に接続されているフィルタから形成される場合に得ら
れる。この構成は、図２に波線で示される。
のフィルタ２００が異なった時間特性を有する２つの並
列に接続されているフィルタから形成される場合に得ら
れる。この構成は、図２に波線で示される。
【００２６】この際、第１のフィルタは、負荷から環境
への温度伝達を考慮し、第２のフィルタは、負荷を流れ
る媒体、例えば油圧流体への温度伝達を考慮する。この
際、時定数は、外部ないし流動媒体へのエネルギーの異
なった伝達特性を考慮する。有利には、センサ１４７は
環境温度に関連した信号ＴＵを送出し、センサ１４７ｂ
は電磁弁を流れる媒体の温度に関連した信号ＴＵｂを送
出する。
への温度伝達を考慮し、第２のフィルタは、負荷を流れ
る媒体、例えば油圧流体への温度伝達を考慮する。この
際、時定数は、外部ないし流動媒体へのエネルギーの異
なった伝達特性を考慮する。有利には、センサ１４７は
環境温度に関連した信号ＴＵを送出し、センサ１４７ｂ
は電磁弁を流れる媒体の温度に関連した信号ＴＵｂを送
出する。
【００２７】有利には、外部への伝達特性を表すフィル
タ２００は、大きな時定数を有し、流動媒体への伝達特
性を表すフィルタ２００ｂは、極めて小さい時定数を有
する。すなわち、流動媒体の温度変化は極めて高速に巻
線温度ＴＷに作用する。それに対して、環境温度の変化
は極めて緩慢に、しかしながら、格段に強くコイル温度
に作用する。
タ２００は、大きな時定数を有し、流動媒体への伝達特
性を表すフィルタ２００ｂは、極めて小さい時定数を有
する。すなわち、流動媒体の温度変化は極めて高速に巻
線温度ＴＷに作用する。それに対して、環境温度の変化
は極めて緩慢に、しかしながら、格段に強くコイル温度
に作用する。
【００２８】この手段は、電磁弁が均質には構成されて
いないことを考慮している。コイル巻線から外皮への熱
伝達は、コイル巻線と媒体が流れている内部チャンネル
との間の熱伝達とは異なる。別の構成では、さらに異な
った熱伝達を考慮することができる。
いないことを考慮している。コイル巻線から外皮への熱
伝達は、コイル巻線と媒体が流れている内部チャンネル
との間の熱伝達とは異なる。別の構成では、さらに異な
った熱伝達を考慮することができる。
【図１】電気的負荷の制御のためのブロックダイアグラ
ムおよび装置
ムおよび装置
【図２】電気的負荷の温度検出部を明確にするためのブ
ロックダイアグラム
ロックダイアグラム
１００ 負荷 １１０ スイッチング手段 １２０ 抵抗 １２５ アース端子 １３０ 供給電圧 １４０ 制御部 １４２ 制御ユニット １４４ 目標値設定部 １４５ センサ １４６ 温度検出部 １４７ 温度センサ １４７ｂ センサ ２００ 第１のフィルタ ２００ｂ フィルタ ２１０ 結合点 ２２０ 電力検出部 ２３０ 第２のフィルタ ＴＷ 巻線温度 ＴＵ 環境温度 ＩＩ 実際値 ＩＳ 目標電流値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G301 HA01 JA32 LB02 NE17 PB00A PB00Z 5H004 GA15 GB12 GB20 HA14 HB14 JA03 JA13 JB07 KA22 MA11
Claims (8)
- 【請求項１】 電気的負荷を制御するための方法であっ
て、 負荷の温度に依存するパラメータまたは負荷の温度を表
すパラメータが検出され、 該パラメータは、温度パラメータおよび電流パラメータ
に基づいて決められる形式の方法において、 第１のフィルタは温度パラメータが前記パラメータに与
える影響を考慮し、 第２のフィルタは負荷を流れる電流が前記パラメータに
与える影響を考慮することを特徴とする、電気的負荷を
制御するための方法。 - 【請求項２】 前記第１のフィルタおよび/または前記
第２のフィルタは、少なくともＰＴ１特性を有している
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記第１のフィルタは、ＰＴ１特性を有
している少なくとも２つの並列に接続されたフィルタを
有しており、該並列に接続されたフィルタは、異なる時
間特性を有していることを特徴とする、請求項１または
２記載の方法。 - 【請求項４】 前記第２のフィルタは、負荷の固有温度
特性をシミュレートすることを特徴とする、請求項１か
ら３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 前記温度パラメータは、環境温度および
/または負荷を流れる媒体の温度を表すことを特徴とす
る、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 前記第１のフィルタは、環境との交換お
よび/または負荷を流れる媒体との交換をシミュレート
することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか
１項記載の方法。 - 【請求項７】 前記パラメータは負荷の温度または負荷
のオーム抵抗であることを特徴とする、請求項１から６
までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 電気的負荷を制御するための装置であっ
て、 該装置は、負荷の温度に依存するパラメータまたは負荷
の温度を表すパラメータを検出する手段を有しており、 該パラメータは、温度パラメータおよび電流パラメータ
に基づいて決められる形式の装置において、 該手段は、温度パラメータが前記パラメータに与える影
響について考慮する第１のフィルタを有し、 さらに前記手段は、負荷を流れる電流が前記パラメータ
に与える影響を考慮する第２のフィルタを有することを
特徴とする、電気的負荷を制御するための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10045976A DE10045976A1 (de) | 2000-09-16 | 2000-09-16 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines elektrischen Verbrauchers |
| DE10045976.5 | 2000-09-16 |
Publications (2)
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