WO2017118541A1 - Verfahren zur bestimmung des öffnungsstromes eines analog angesteuerten ventils und druckregelvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur bestimmung des öffnungsstromes eines analog angesteuerten ventils und druckregelvorrichtung Download PDF

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WO2017118541A1
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waveform
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Joachim Hanke
Andreas Reis
Eduard Wiens
Alexander Kühn
Axel Schmitz
Johannes NEDERSTIGT
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Definitions

  • the invention relates to a method for determining an opening or closing current of an electromagnetic, analog-controlled valve with a valve spool and a valve stem in an electronically controlled pressure control device, and a pressure control device, in particular a brake pressure control device of a motor vehicle, comprising a hydraulic control unit, which at least one analog controlled Valve comprises, as well as an electro ⁇ niche control device, by means of which a valve belonging to the valve GE ⁇ is driven and which means for measuring a current flowing through the valve coil ent ⁇ holds.
  • Object of the present invention is to provide a method and a pressure control device which / which allows a determination of an opening or closing current precise and largely automated, without the use of ⁇ additional components or complex external control. This object is achieved by a method according to claim 1, and a pressure control device according to claim 16.
  • the invention is based on the idea that based on a set of curves of measured current waveforms in a valve coil of an electromagnetic, analog controlled valve, where no differential pressure prevails in an electronically controlled pressure control device conclusions on the opening or closing current of the valve spool gezo ⁇ gene and this Opening or closing current is thus determined.
  • the determination of the opening or closing current without applying a hydraulic pressure.
  • the pressure control device comprises a hyd ⁇ raulische control unit which at least holds the valve environmentally, for determining the opening or closing ⁇ stream is to be performed, and an electronic control device by means of which a associated with the valve spool is driven.
  • the electronic tax advantage ⁇ device comprises means for measuring a current flowing through the valve ⁇ coil.
  • the pressure control device is a brake pressure control device in a motor vehicle. It is well known that when a first voltage is applied to a coil, whereby a first current flows through the coil and then the voltage is increased to a second, hö ⁇ heren, value, the current through the Disindukti ⁇ tivity of the coil continuously with the Time increases to a second current value. The course is characteristic of the inductance of the coil. A corresponding decay is observed at a lower second voltage level.
  • the procedure is such that different current initial values are set for each of the plurality of current profiles.
  • a plurality of current initial values are predetermined and a temporal current profile is measured for each current initial value.
  • a first voltage is applied to the valve coil and waited until an approximately constant first current value has been set as the current initial value.
  • a current curve is measured by a second voltage is applied and is at fixed time points after applying the second voltage of the current flowing through the coil is measured.
  • the current is measured until a second approximately constant current value has been established.
  • the current measured values result in a data set which represents the temporal current profile.
  • the procedure is repeated for each predetermined current starting value, so that a family of curves of current curves with different initial current values results.
  • the same value for the second voltage is used for each current profile.
  • a conclusion about the position of the plunger at the beginning of the current profile is preferably drawn from the data set of the current profile and from this it is determined whether the current initial value corresponds to an open or closed position of the plunger.
  • Each current start value the determined position of the plunger at the beginning of the supplied ⁇ impaired current waveform is assigned.
  • the opening current is defined for normally open valves as the current value sufficient ge ⁇ rade to keep the valve closed.
  • a corresponding definition applies to the closing current for normally closed valves.
  • the smallest current initial value, which does not correspond to position of the parent ⁇ energized position of the valve stem is selected from the current initial values of the precisely measured ⁇ nen current variations. From this selected initial current value, the opening or closing current of the valve is determined. Preferably, the determined opening or closing current corresponds to the selected current starting value.
  • the position of the plunger at the beginning of the current profile by means of ei ⁇ nes comparison of the current path is determined with a predetermined Re ference ⁇ curve.
  • a characteristic value is preferably determined from each measured current profile by means ge ⁇ suitably calculation procedure.
  • the characteristic values of the current characteristics for various current initial values result in a value Ever ⁇ run, by means of which it is possible to control the opening or
  • the characteristic value of each current profile at the beginning of the current profile is determined by means of a comparison of the current profile with a predetermined reference curve.
  • the reference curve is determined by measuring a first current profile with a first current starting value and from this a reference curve is generated.
  • the first current initial value of the f ⁇ th current profile is chosen so that it can be assumed from the Kon ⁇ constructive tion of the valve with great certainty assuming that the valve is in a state which does not correspond to the energized state, that is closed in Trap of a normally open valve, or opened in the case of a normally closed valve.
  • the reference curve is fixed and gels ⁇ sen from a memory.
  • the reference curve is very particularly preferably generated in is approximated ⁇ said first current path with an analytical equation.
  • the reference curve then corresponds to the curve described by the equation and is described by the parameters of the equation.
  • a deviation measure between the reference curve and the current profile is calculated for each current profile and used as the characteristic value for the current profile.
  • the smallest quadratic error between the reference curve and the current waveform is used as a deviation. used.
  • the deviation measures of the different current profiles yield a value curve as a function of the initial values of the current characteristics.
  • the opening or closing current is determined on the basis of the value curve of the deviation measures.
  • the opening or closing current is the smallest current initial value, for the current waveform of which the calculated deviation measure is below a predetermined value
  • the position of the plunger at the beginning of the current profile by means of the evaluation of a current value becomes a festgeleg ⁇ th time after the start of the current waveform determined (cha ⁇ rakter Vietnameser current value).
  • the characteristic current value is particularly preferably with a reference value vergli ⁇ Chen and from the difference between the two values of the characteristic value of the current waveform is determined.
  • a characteristic curve of the characteristic current values is generated as a function of the current initial values, and the opening or closing current is determined from the value profile .
  • the time at which the charac teristic ⁇ current value is determined by the order of a millisecond is preferred recorders and closing current value suitably used for calculation ⁇ voltage of the characteristic curve of the valve.
  • the valve is a normally open valve and the current waveform is a current increase curve.
  • the valve is an isolation valve or an intake valve of an electronically controlled brake circuit, which is arranged in a hydraulic connection between a master cylinder and a wheel brake.
  • the method is carried out at the end of the production ⁇ onskette the pressure control device.
  • the method can be carried out when a pressure control device in its place of use, in particular as Bremstikre gelvortechnik in a motor vehicle, is replaced.
  • the method is preferably triggered by a control by a connected to the pressure control device diagnostic device. Then, the process is preferably carried out without external control of the control unit of the pressure regulating ⁇ gel apparatus.
  • the determined value of the opening or closing current is advantageously stored.
  • an expected range of values for the opening or closing current is specified.
  • the value range is based on the design characteristics of the valve and valve requirements specified. Is a determined opening or closing power outside of this expected range, then at Ver ⁇ is thought to faulty measurement, the process repeats and / or rejected the valve to be unsuitable for use.
  • the invention relates to a pressure control device, in particular a brake pressure control device of a motor vehicle, comprising a hydraulic control unit, which comprises at least one analog controlled valve, and an electronic control device, by means of which a valve associated with the valve coil is driven and which means for ⁇ measuring a through the Valve coil flowing Stro ⁇ mes contains, in which a method according to any one of the preceding claims for determining the opening or
  • FIG. 2 shows an exemplary value curve of evaluated current rise curves
  • FIG. 3 shows an exemplary temporal current profile, suitable for evaluation at predetermined times.
  • FIG. 1 shows two exemplary temporal current profiles, selected from the plurality of current profiles, from which, for example, the opening current of a valve can be determined.
  • the example shows increasing current ⁇ courses 1, 2 for a normally open analog controlled valve.
  • the time t is plotted on the x-axis, while on the y-axis of the measured, flowing through the valve coil current I v is applied.
  • the illustrated Verläu ⁇ fe representing current waveforms with different initial values of electricity, but are shifted so that the current initial values are exactly each other for illustration and comparison purposes ⁇ compared to the measured raw data.
  • Course 2 shows a typical example current flow in the event that the valve was closed at the beginning of the current flow.
  • the rise of the current ⁇ he therefore does not generate movement of the valve tappet so that the profile is determined solely by the inductance of the coil with a closed valve tappet. This causes the relatively smooth, monotonically increasing course.
  • course 1 shows a typical example of a course of current in the event that the valve was initially open and closes during the measurement of the course of the current.
  • the current curve 1 has a history of two distinctly different characteristic shape, which is not mo ⁇ noton in the example shown increasing.
  • the course at the beginning is steeper and there are several oscillations visible in the course. This is partly due to the different inductance of the solenoid coil depending on the position of the valve lifter, on the other hand by vibration phenomena occurring during a movement of Ven ⁇ tilst Schemeels.
  • a reference curve is generated by measuring a first current waveform with a first current seed.
  • the first current starting value is chosen so that, based on the constructive characteristics of the Valve is assumed that by applying the first current value, the valve is closed.
  • the gradient is approximated by an analytical slide ⁇ monitoring, for example, a polynomial of the second or third order.
  • a polynomial of the second or third order By such a polynomial the course can be approximated sufficiently accurately.
  • the specific parameters of the analytic equation are stored.
  • the use of an analytical equation has the advantage that memory space is saved and the calculation is ACCEL ⁇ nigt the advantage.
  • a plurality of further current courses ge ⁇ measured.
  • an under ⁇ different current initial value I A is set at the beginning of each current waveform.
  • the used starting current values are predetermined.
  • a higher voltage is applied to ⁇ , so that the current flowing through the solenoid coil current changes.
  • measured values of the current flowing through the valve coil are measured.
  • the measured values yield a data record of a temporal current profile.
  • the current is then lowered to the next current starting value, so that a further course can be measured.
  • the measured current curves represent a family of curves of current curves with different initial current values.
  • the measured current profiles are now compared in a preferred embodiment in each case with the reference curve. In a particularly preferred embodiment, this is carried out by determining in each case a deviation measure ⁇ between the reference curve and each measured current profile.
  • a deviation measure ⁇ for example, the least square error can be used.
  • the values are filtered by means of filtering methods known per se in order to eliminate the influence of measurement errors.
  • An exemplary filtered course of the deviation measure X is shown as course 8.
  • the deviation measure ⁇ is relatively high.
  • the opening ⁇ current can be detected so the fact that the deviate ⁇ chungshack x is low.
  • a threshold for the deviation measure is set. It is the smallest current initial value I A as an opening current whose Calculated deviate ⁇ chungshack x is below the limit.
  • FIG. 3 shows an exemplary series of measurements is shown with several ge ⁇ measured current waveforms.
  • the time t is plotted on the x-axis, while the current measured values I v are plotted on the y-axis.
  • the line 12 represents the course of the measured current I v over the time t.
  • Reference numerals 20 and 22 denote times, to each of which a current waveform begins. Time points 21, 23 are each set after a fixed time interval after the beginning of a current profile. At these times, a characteristic current value 24, 25 is measured in each case.
  • a curve 26 is generated.
  • the course of 26 repre sented ⁇ the characteristic current values as a function of the corresponding current initial values A I, 14-18 of the current profiles 101-105. From this course can be the Determine opening current. If the current initial values I A , 14-18 have been set chronologically in increasing order, the curve 26 can also be represented as a function of the time t and from the time representation to the dependence of the characteristic current values on the current initial values I A , Close 14-18. Illustrative of the course is 26 then anywhere up to a point monotonously stei ⁇ quietly. The last set-current initial value 16 before the non-monotonic-increasing point, for example in accordance with recognized as Publ ⁇ voltage electricity.
  • the determined opening current can now be stored and used as characteristic of the installed valve.

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung eines Öffnungs- oder Schließstromes eines elektromagnetischen, analog angesteuerten Ventils mit einer Ventilspule und einem Ventilstößel in einer elektronisch gesteuerten Druckregelvorrichtung, wobei eine Kurvenschar von Stromverläufen (1, 2) gemessen wird, wobei an dem Ventil kein Differenzdruck vorherrscht, und wobei jeder Stromverlauf (1, 2) aus einem Datensatz des durch die Ventilspule fließenden Stromes (I V ) als Funktion der Zeit (t) besteht und dass der Öffnungs- oder Schließstrom durch Auswertung der Kurvenschar von gemessenen Stromverläufen bestimmt wird.

Description

Verfahren zur Bestimmung des ÖffnungsStromes eines analog angesteuerten Ventils und Druckregelvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Öffnungs- oder Schließstromes eines elektromagnetischen, analog angesteuerten Ventils mit einer Ventilspule und einem Ventilstößel in einer elektronisch gesteuerten Druckregelvorrichtung, sowie eine Druckregelvorrichtung, insbesondere einer Bremsdruckregelvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine hydraulische Steuereinheit, welche mindestens ein analog angesteuertes Ventil umfasst, sowie eine elektro¬ nische Steuervorrichtung, mittels derer eine zum Ventil ge¬ hörige Ventilspule angesteuert wird und welche Mittel zur Messung eines durch die Ventilspule fließenden Stromes ent¬ hält .
Zum Ausgleich von fertigungsbedingten Toleranzen muss zur Einhaltung der Regelgüte, zum Beispiel bei der Druckstellung in Bremsregelsystemen, eine Kalibrierung der Analog-Ventile vorgenommen werden, um eine Steuerkette wirtschaftlich herstellen zu können.
Aus der DE 10 2006 055 767 AI ist ein Verfahren zur Ventilkalibrierung in einem Bremsdruckregelsystem bekannt, das auf einem Druckaufbau durch den Fahrer und Messungen mittels eines Drucksensors beruht.
Aus der EP 1 876 078 A2 ist ein Verfahren (sog. Tappet Posi¬ tion Monitoring , TPM) bekannt, bei dem der Öffnungsstrom ermittelt wird, indem die Induktivität bzw. der magnetische Widerstand des Schaltkreises mittels einer zusätzlich zur Ansteuerspule eingebauten Messspule ermittelt wird und da¬ durch Rückschlüsse auf die Position des Stößels gezogen wer¬ den .
Aus der DE 10 2007 010 514 AI ist ein Verfahren zur Kalibrierung eines elektromagnetischen Ventils bekannt, bei dem ein an dem Ventil vorherrschender Differenzdruck periodisch moduliert wird und das an der Ventilspule während der Modu¬ lation anliegende Signal zur Kalibrierung ausgewertet wird.
Solche Verfahren haben den Nachteil, dass zusätzliche Bau¬ teile (bspw. Messspulen) gebraucht werden und/oder dass eine Betätigung von außen erfolgen muss (z.B. Betätigung eines Bremspedals) , so dass sie nicht automatisch durchgeführt werden können. Zudem liefern die bekannten Methoden bei gewissen Ventilausführungen, zum Beispiel stark bedämpften Ventilen, keine verwertbaren Ergebnisse.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Druckregelvorrichtung anzugeben, welches/welche eine Ermittlung eines Öffnungs- oder Schließstromes präzise und weitgehend automatisiert ermöglicht, ohne den Einsatz zu¬ sätzlicher Bauteile oder aufwändiger externer Ansteuerung. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, und einer Druckregelvorrichtung gemäß Anspruch 16 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass anhand einer Kurvenschar von gemessenen Stromverlaufskurven in einer Ventilspule eines elektromagnetischen, analog angesteuerten Ventils, an dem kein Differenzdruck vorherrscht, in einer elektronisch gesteuerten Druckregelvorrichtung Rückschlüsse auf den Öffnungs- oder Schließstromes der Ventilspule gezo¬ gen werden und dieser Öffnungs- bzw. Schließstrom somit bestimmt wird.
Vorteilhafterweise erfolgt die Ermittlung des Öffnungs- oder Schließstromes ohne Anlegen eines hydraulischen Druckes.
Erfindungsgemäß enthält die Druckregelvorrichtung eine hyd¬ raulische Steuereinheit, welche mindestens das Ventil um- fasst, für das die Bestimmung des Öffnungs- oder Schlie߬ stromes durchgeführt werden soll, sowie eine elektronische Steuervorrichtung, mittels derer eine zum Ventil gehörige Ventilspule angesteuert wird. Die elektronische Steuervor¬ richtung enthält Mittel zur Messung eines durch die Ventil¬ spule fließenden Stromes.
Bevorzugt handelt es sich bei der Druckregelvorrichtung um eine Bremsdruckregelvorrichtung in einem Kraftfahrzeug. Es ist wohlbekannt, dass wenn an einer Spule eine erste Spannung anliegt, wodurch ein erster Strom durch die Spule fließt und anschließend die Spannung auf einen zweiten, hö¬ heren, Wert erhöht wird, der Strom durch die Selbstindukti¬ vität der Spule kontinuierlich mit der Zeit bis auf einen zweiten Stromwert ansteigt. Der Verlauf ist charakteristisch für die Induktivität der Spule. Ein entsprechender abfallender Verlauf wird bei einem niedrigeren zweiten Spannungswert beobachtet .
Handelt es sich bei der Spule um eine Ventilspule, durch de¬ ren Magnetfeld ein Ventilstößel bewegt wird, so hat die Po¬ sition des Stößels einen Einfluss auf die Induktivität der Spule. Wie nunmehr erkannt wurde, kann dieser Effekt dazu verwendet werden, aus zeitlichen Stromverläufen an der Spule, die durch einen Übergang von einer ersten angelegten Spannung auf eine zweite angelegte Spannung verursacht wer¬ den, die Stromwerte zu bestimmen, bei denen der Stößel offen bzw. geschlossen ist.
Vorzugsweise wird so verfahren, dass unterschiedliche Strom- Anfangswerte für jeden der Mehrzahl von Stromverläufen eingestellt werden. Vorteilhafterweise wird eine Mehrzahl an Strom-Anfangswerten vorgegeben und für jeden Strom- Anfangswert ein zeitlicher Stromverlauf gemessen.
Vorzugsweise wird zu Beginn der Messung eines jeden Stromverlaufs eine erste Spannung an die Ventilspule angelegt und abgewartet, bis sich ein näherungsweise konstanter erster Stromwert als Strom-Anfangswert eingestellt hat. Nachdem sich der erste Stromwert als Strom-Anfangswert sta¬ bilisiert hat, wird vorzugsweise ein Stromverlauf gemessen, indem eine zweite Spannung angelegt wird und zu festgelegten Zeitpunkten nach Anlegen der zweiten Spannung der Strom, welcher durch die Spule fließt, gemessen wird.
Bevorzugt wird der Strom gemessen, bis sich ein zweiter näherungsweise konstanter Stromwert eingestellt hat.
Die Strom-Messwerte ergeben einen Datensatz, welcher den zeitlichen Stromverlauf repräsentiert. Das Vorgehen wird für jeden vorgegebenen Strom-Anfangswert wiederholt, so dass sich eine Kurvenschar von Stromverläufen mit verschiedenen Strom-Anfangswerten ergibt.
Vorteilhafterweise wird für jeden Stromverlauf derselbe Wert für die zweite Spannung verwendet.
Wie nunmehr erkannt wurde, so hängt die Form des Stromver¬ laufs maßgeblich davon ab, in welcher Position sich der Stößel zu Anfang des Stromverlaufs befindet und ob sich der Stößel während der Messung des Stromverlaufs bewegt. Insbe¬ sondere führen die Bewegung des Stößels und gegebenenfalls beobachtete Nachschwingeffekte und/oder Anstoßeffekte zu ei¬ nem charakteristischen Verlauf.
Bevorzugt wird für jeden Stromverlauf aus dem Datensatz des Stromverlaufs ein Rückschluss auf die Position des Stößels zu Anfang des Stromverlaufs gezogen und daraus bestimmt, ob der Strom-Anfangswert zu einer geöffneten oder geschlossenen Position des Stößels korrespondiert. Jedem Strom-Anfangswert wird die ermittelte Position des Stößels zu Anfang des zuge¬ hörigen Stromverlaufs zugeordnet.
Es wird bevorzugt derjenige Stromwert identifiziert, bei dem der Ventilstößel seine Position ändert, der sogenannte Öff¬ nungsstrom bzw. Schließstrom. Der Öffnungsstrom ist für stromlos offene Ventile als der Stromwert definiert, der ge¬ rade ausreicht, um das Ventil geschlossen zu halten. Eine entsprechende Definition gilt für den Schließstrom bei stromlos geschlossenen Ventilen.
Vorzugsweise wird der kleinste Strom-Anfangswert, dessen zu¬ geordnete Position nicht der stromlosen Position des Ventilstößels entspricht, aus den Strom-Anfangswerten der gemesse¬ nen Stromverläufe ausgewählt. Aus diesem ausgewählten Strom- Anfangswert wird der Öffnungs- oder Schließstrom des Ventils bestimmt. Bevorzugt entspricht der bestimmte Öffnungs- oder Schließstrom dem ausgewählten Strom-Anfangswert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Position des Stößels zu Anfang des Stromverlaufs mittels ei¬ nes Vergleichs des Stromverlaufs mit einer vorgegebenen Re¬ ferenzkurve bestimmt.
Bevorzugt wird aus jedem gemessenen Stromverlauf mittels ge¬ eigneter Berechnungsverfahren ein charakteristischer Wert ermittelt. Die charakteristischen Werte der Stromverläufe für verschiedene Strom-Anfangswerte ergeben einen Wertever¬ lauf, anhand dessen es möglich ist, den Öffnungs- oder
Schließstrom des Ventils zu bestimmen. Nachfolgend werden zwei Varianten zur Bestimmung charakteristischer Werte aus den Stromverläufen erläutert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der charakteristische Wert jedes Stromverlaufs zu Anfang des Stromverlaufs mittels eines Vergleichs des Stromverlaufs mit einer vorgegebenen Referenzkurve bestimmt.
Besonders bevorzugt wird die Referenzkurve ermittelt, indem ein erster Stromverlauf mit einem ersten Strom-Anfangswert gemessen wird und daraus eine Referenzkurve generiert wird. Vorteilhafterweise wird der erste Strom-Anfangswert des ers¬ ten Stromverlaufs so gewählt, dass ausgehend von der Kon¬ struktion des Ventils mit großer Sicherheit davon ausgegangen werden kann, dass das Ventil in einem Zustand ist, der nicht dem stromlosen Zustand entspricht, d.h. geschlossen im Falle eines stromlos offenen Ventils, bzw. geöffnet im Falle eines stromlos geschlossenen Ventils. Alternativ wird die Referenzkurve fest vorgegeben und aus einem Speicher gele¬ sen .
Ganz besonders bevorzugt wird die Referenzkurve erzeugt, in¬ dem der erste Stromverlauf mit einer analytischen Gleichung angenähert wird. Die Referenzkurve entspricht dann der durch die Gleichung beschriebenen Kurve und wird durch die Parameter der Gleichung beschrieben.
Vorzugsweise wird für jeden Stromverlauf ein Abweichungsmaß zwischen der Referenzkurve und dem Stromverlauf berechnet und als charakteristischer Wert für den Stromverlauf verwendet. Beispielsweise wird der kleinste quadratische Fehler zwischen der Referenzkurve und dem Stromverlauf als Abwei- chungsmaß verwendet. Die Abweichungsmaße der verschiedenen Stromverläufe ergeben einen Werteverlauf in Abhängigkeit der Anfangswerte der Stromverläufe.
Bevorzugt wird der Öffnungs- oder Schließstrom anhand des Werteverlaufs der Abweichungsmaße bestimmt.
Ganz besonders bevorzugt ist der Öffnungs- oder Schließstrom der kleinste Strom-Anfangswert, für dessen Stromverlauf das berechnete Abweichungsmaß unterhalb eines vorgegebenen
Grenzwerts liegt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Position des Stößels zu Anfang des Stromverlaufs mittels der Auswertung eines Stromwertes zu einem festgeleg¬ ten Zeitpunkt nach Beginn des Stromverlaufs bestimmt (cha¬ rakteristischer Stromwert) . Besonders bevorzugt wird der charakteristische Stromwert mit einem Referenzwert vergli¬ chen und aus der Differenz zwischen den zwei Werten wird der charakteristische Wert des Stromverlaufs bestimmt.
Vorzugsweise wird ein Werteverlauf der charakteristischen Stromwerte in Abhängigkeit der Strom-Anfangswerte erzeugt und aus dem Werteverlauf der Öffnungs- oder Schließstrom be¬ stimmt .
Besonders bevorzugt ist der Zeitpunkt, zu dem der charakte¬ ristische Stromwert ermittelt wird, von der Größenordnung einer Millisekunde. Bevorzugt wird der durch dieses Verfahren ermittelte Öff- nungs- oder Schließstromwert in geeigneter Weise zur Berech¬ nung der Kennlinie des Ventils verwendet.
Bevorzugt ist das Ventil ein stromlos offenes Ventil und der Stromverlauf ist eine Stromanstiegskurve.
Besonders bevorzugt ist das Ventil ein Trennventil oder ein Einlassventil eines elektronisch gesteuerten Bremskreises, welches in einer hydraulischen Verbindung zwischen einem Hauptzylinder und einer Radbremse angeordnet ist.
Vorteilhafterweise wird das Verfahren am Ende der Produkti¬ onskette der Druckregelvorrichtung durchgeführt. Ebenso kan das Verfahren durchgeführt werden, wenn eine Druckregelvorrichtung in ihrem Einsatzort, insbesondere als Bremsdruckre gelvorrichtung in einem Kraftfahrzeug, ausgetauscht wird.
Das Verfahren wird bevorzugt durch eine Ansteuerung durch ein mit der Druckregelvorrichtung verbundenen Diagnosegerät ausgelöst. Anschließend wird das Verfahren bevorzugt ohne weitere äußere Ansteuerung von dem Steuergerät der Druckre¬ gelvorrichtung durchgeführt.
Der ermittelte Wert des Öffnungs- oder Schließstromes wird vorteilhafterweise abgespeichert .
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein erwarteter Wertebereich für den Öffnungs- oder Schließstrom vorgegeben. Der Wertebereich wird anhand der Konstruktionseigenschaften des Ventils und Anforderungen an das Ventil vorgegeben. Liegt ein ermittelter Öffnungs- oder Schließstrom außerhalb dieses Erwartungsbereichs, so wird bei Ver¬ dacht auf fehlerhafte Messung das Verfahren wiederholt und/oder das Ventil als ungeeignet für den Gebrauch aussortiert .
Weiter betrifft die Erfindung eine Druckregelvorrichtung, insbesondere einer Bremsdruckregelvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine hydraulische Steuereinheit, welche mindestens ein analog angesteuertes Ventil umfasst, sowie eine elektronische Steuervorrichtung, mittels derer eine zum Ventil gehörige Ventilspule angesteuert wird und welche Mit¬ tel zur Messung eines durch die Ventilspule fließenden Stro¬ mes enthält, wobei in dieser ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche zur Bestimmung des Öffnungs- oder
Schließstromes des Ventils durchgeführt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand dreier Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
Fig. 1: zwei beispielhafte zeitliche Stromverläufe,
Fig. 2: einen beispielhaften Werteverlauf ausgewerteter Stromanstiegskurven,
Fig. 3: einen beispielhaften zeitlichen Stromverlauf, geeignet zur Auswertung zu vorgegebenen Zeitpunkten.
In Figur 1 sind zwei beispielhafte zeitliche Stromverläufe dargestellt, ausgewählt aus der Mehrzahl an Stromverläufen, aus denen sich beispielsgemäß der Öffnungsstrom eines Ventils bestimmen lässt. Das Beispiel zeigt ansteigende Strom¬ verläufe 1, 2 für ein stromlos offenes analog angesteuertes Ventil. Dabei ist auf der x-Achse die Zeit t aufgetragen, während auf der y-Achse der gemessene, durch die Ventilspule fließende Strom Iv aufgetragen ist. Die dargestellten Verläu¬ fe repräsentieren Stromverläufe mit unterschiedlichen Strom- Anfangswerten, sind jedoch für Darstellungs- und Vergleichs¬ zwecke gegenüber den gemessenen Rohdaten so verschoben, dass die Strom-Anfangswerte genau aufeinander liegen.
Verlauf 2 zeigt hierbei einen typischen beispielsgemäßen Stromverlauf für den Fall, dass das Ventil zu Anfang des Stromverlaufes geschlossen war. Der Anstieg des Stromes er¬ zeugt daher keine Bewegung des Ventilstößels, so dass der Verlauf alleine durch die Induktivität der Ventilspule mit geschlossenem Stößel bestimmt wird. Dadurch wird der relativ glatte, monoton steigende Verlauf bedingt.
Verlauf 1 zeigt hingegen einen typischen beispielsgemäßen Stromverlauf für den Fall, dass das Ventil zu Anfang offen war und während der Messung des Stromverlaufs schließt. Der Stromverlauf 1 hat eine von Verlauf 2 deutlich verschiedene charakteristische Form, die im gezeigten Beispiel nicht mo¬ noton steigend ist. Der Verlauf zu Anfang ist steiler und es sind mehrere Schwingungen im Verlauf sichtbar. Dies ist zum einen bedingt durch die unterschiedliche Induktivität der Ventilspule je nach Position des Ventilstößels, zum anderen durch Schwingungsphänomene, die bei einer Bewegung des Ven¬ tilstößels auftreten.
Beispielsgemäß wird eine Referenzkurve generiert, indem ein erster Stromverlauf gemessen wird mit einem ersten Strom- Anfangswert. Der erste Strom-Anfangswert wird so gewählt, dass ausgehend von den konstruktiven Charakteristiken des Ventils davon auszugehen ist, dass durch Anlegen des ersten Strom-Anfangswertes das Ventil geschlossen ist.
Beispielsgemäß wird der Verlauf mit einer analytischen Glei¬ chung angenähert, zum Beispiel mit einem Polynom zweiter oder dritter Ordnung. Durch ein solches Polynom kann der Verlauf ausreichend genau angenähert werden. Die bestimmten Parameter der analytischen Gleichung werden abgespeichert. Die Verwendung einer analytischen Gleichung hat den Vorteil, dass Speicherplatz gespart wird und die Berechnung beschleu¬ nigt wird.
Anschließend wird eine Mehrzahl weiterer Stromverläufe ge¬ messen. Dabei wird zu Anfang jedes Stromverlaufs ein unter¬ schiedlicher Strom-Anfangswert IA eingestellt. Die verwende¬ ten Strom-Anfangswerte sind vorgegeben. Nach Einstellen des jeweiligen Strom-Anfangswerts wird eine höhere Spannung an¬ gelegt, so dass der durch die Ventilspule fließende Strom sich ändert. Zu vorgegebenen Zeitpunkten werden Messwerte des durch die Ventilspule fließenden Stromes gemessen. Die Messwerte ergeben einen Datensatz eines zeitlichen Stromverlaufs. Der Strom wird anschließend auf den nächsten Strom- Anfangswert abgesenkt, so dass ein weiterer Verlauf gemessen werden kann. Die gemessenen Stromverläufe stellen eine Kurvenschar von Stromverläufen mit unterschiedlichen Strom- Anfangswerten dar.
Die gemessenen Stromverläufe werden nun in einer bevorzugten Ausführungsform jeweils mit der Referenzkurve verglichen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird dies durchgeführt, indem jeweils ein Abweichungsmaß χ zwischen der Referenzkurve und jedem gemessenen Stromverlauf bestimmt wird. Als Abweichungsmaß χ kann zum Beispiel der kleinste quadratische Fehler verwendet werden.
In Figur 2 ist als Werteverlauf das Ergebnis der Berechnung des Abweichungsmaßes χ (in diesem Ausführungsbeispiel der kleinste quadratische Fehler) zwischen der Referenzkurve und Stromverlaufskurven mit verschiedenen Strom-Anfangswerten IA dargestellt .
Auf der x-Achse ist dabei der jeweilige Strom-Anfangswert IA aufgetragen und auf der y-Achse das berechnete Abweichungs¬ maß x zwischen der Referenzkurve und desjenigen Stromverlaufs, der dem Strom-Anfangswert entspricht. Ein beispiel¬ hafter entsprechender Werteverlauf ist graphisch durch den Verlauf 7 dargestellt.
Die Werte werden mittels an sich bekannten Filterverfahren gefiltert, um den Einfluss von Messfehlern zu beseitigen. Ein beispielhafter gefilterter Verlauf des Abweichungsmaßes X ist als Verlauf 8 dargestellt.
Es ist ersichtlich, dass für Strom-Anfangswerte unterhalb des Öffnungsstromes 9, die einen Stromverlauf aufweisen, der charakteristisch für eine Öffnungsbewegung des Ventilstößels ist, das Abweichungsmaß χ relativ hoch ist. Der Öffnungs¬ strom kann also dadurch erkannt werden, dass das Abwei¬ chungsmaß x niedrig ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Grenzwert für das Abweichungsmaß festgelegt. Es gilt der kleinste Strom- Anfangswert IA als Öffnungsstrom, dessen errechnetes Abwei¬ chungsmaß x unterhalb des Grenzwertes ist.
In Figur 3 ist eine beispielhafte Messreihe mit mehreren ge¬ messenen Stromverläufen dargestellt. Dabei ist auf der x- Achse die Zeit t aufgetragen, während auf der y-Achse die Strommesswerte Iv aufgetragen sind. Die Linie 12 stellt den Verlauf des gemessenen Stromes Iv über der Zeit t dar.
Es wird zunächst ein erster Strom-Anfangswert 14 einge¬ stellt. Danach wird die Spannung erhöht, so dass sich ein ansteigender Stromverlauf 101 ergibt, bis der Stromverlauf 101 einen Strom-Endwert 13 erreicht. Anschließend wird der Strom Iv wieder abgesenkt und das Vorgehen mit den weiteren Strom-Anfangswerten 15, 16, 17 und 18 wiederholt. Beispiels¬ gemäß werden somit fünf Stromverläufe 101-105 mit unter¬ schiedlichen Strom-Anfangswerten 14-18 gemessen.
Bezugszeichen 20 und 22 bezeichnen jeweils Zeitpunkte, zu denen je ein Stromverlauf beginnt. Zeitpunkte 21, 23 werden jeweils nach einem festen Zeitintervall nach Beginn eines Stromverlaufs festgelegt. Zu diesen Zeitpunkten wird jeweils ein charakteristischer Stromwert 24, 25 gemessen.
Aus den charakteristischen Stromwerten aller Stromverläufe 101-105 wird ein Verlauf 26 erzeugt. Der Verlauf 26 reprä¬ sentiert die charakteristischen Stromwerte in Abhängigkeit der korrespondierenden Strom-Anfangswerte IA, 14-18 der Stromverläufe 101-105. Aus diesem Verlauf lässt sich der Öffnungsstrom bestimmen. Wenn die Strom-Anfangswerte IA, 14- 18 zeitlich in steigender Reihenfolge eingestellt wurden, so lässt sich der Verlauf 26 auch als Funktion der Zeit t darstellen und aus der zeitlichen Darstellung auf die Abhängigkeit der charakteristischen Stromwerte von den Strom- Anfangswerten IA, 14-18 rückschließen . Beispielsgemäß ist der Verlauf 26 dann überall bis auf eine Stelle monoton stei¬ gend. Der letzte eingestellte Strom-Anfangswert 16 vor der nicht-monoton-steigenden Stelle wird beispielsgemäß als Öff¬ nungsstrom erkannt.
Der ermittelte Öffnungsstrom kann nunmehr abgespeichert werden und als Kennwert des verbauten Ventils verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung eines Öffnungs- oder Schließstromes eines elektromagnetischen, analog angesteuerten Ventils mit einer Ventilspule und einem Ventilstößel in einer elektronisch gesteuerten Druckregelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kurvenschar von Stromverläufen (1, 2, 101-105) gemessen wird, wobei an dem Ventil kein Differenzdruck vorherrscht, und wobei jeder Stromverlauf (1, 2, 101-105) aus einem Datensatz des durch die Ventilspule fließenden Stromes (Iv) als Funkti¬ on der Zeit (t) besteht und dass der Öffnungs- oder Schließstrom durch Auswertung der Kurvenschar von gemessenen Stromverläufen bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stromverlauf (1, 2, 101-105) gemessen wird, indem ein erster vorgegebener Spannungswert an die Ventilspule angelegt wird, wodurch sich ein Strom-Anfangswert
14, 15, 16, 17, 18) einstellt, anschließend ein zweiter Spannungswert angelegt wird und ab dem Anlegen des zwei¬ ten Spannungswertes Strommesswerte (Iv) zu vorgegebenen Zeitpunkten gemessen werden und die Strommesswerte (Iv) den Datensatz ergeben, der den Stromverlauf (1, 2, 101- 105) repräsentiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterschiedlicher Strom-Anfangswert
14, 15, 16, 17, 18) für jeden Stromverlauf (1, 2, 101- 105) in der Kurvenschar von Stromverläufen zu Beginn des jeweiligen Stromverlaufs auf die Ventilspule aufgeprägt wird . Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Stromverlauf (1, 2, 101-105) aus dem Datensatz des Stromverlaufs ein Rückschluss auf die Position des Ventilstößels zu Anfang des Stromverlaufs gezogen wird, und dass jedem Strom-Anfangswert (IA, 14, 15, 16, 17, 18) die ermittelte Position des Ventilstößels zu Anfang des zugehörigen Stromverlaufs (1, 2, 101-105) zugeordnet wird .
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Strom-Anfangswert (14, 15, 16, 17, 18) be¬ stimmt wird, dessen zugeordnete Position des Ventilstö¬ ßels nicht der stromlosen Position des Ventilstößels entspricht und daraus der Öffnungsstrom oder Schlie߬ strom des Ventils bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Stößels zu Anfang eines jeden Stromverlaufs (1, 2, 101-105) mittels eines Vergleichs des Stromverlaufs (1, 2, 101-105) mit einer vorgegebenen Referenzkurve bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus jedem gemessenen Stromverlauf (1, 2, 101-105) jeweils ein charakteristischer Wert ermit¬ telt wird, und die charakteristischen Werte der Stromverläufe (1, 2, 101-105) für die verschiedene Strom- Anfangswerte (IA, 14, 15, 16, 17, 18) einen Werteverlauf (7, 8, 26) ergeben, anhand dessen der Öffnungsstrom oder Schließstrom des Ventils bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der charakteristische Wert eines jeden Stromverlaufs (1, 2, 101-105) mittels eines Vergleichs des Stromverlaufs (1, 2, 101-105) mit einer vorgegebenen Referenzkurve be¬ stimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkurve ermittelt wird, indem ein erster
Stromverlauf mit einem ersten Strom-Anfangswert
(IA) gemessen wird und daraus eine Referenzkurve erzeugt wird .
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkurve erzeugt wird, indem der erste Strom¬ verlauf mit einer analytischen Gleichung angenähert wird .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Stromverlauf (1, 2, 101- 105) ein Abweichungsmaß (χ) zwischen der Referenzkurve und dem Stromverlauf (1, 2, 101-105) berechnet wird, wo¬ bei das berechnete Abweichungsmaß (χ) als charakteristi¬ scher Wert für den Stromverlauf verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsstrom oder Schließstrom der kleinste Strom- Anfangswert ist, für dessen Stromverlauf (1, 2, 101-105) das berechnete Abweichungsmaß (χ) unterhalb eines vorge¬ gebenen Grenzwerts liegt.
13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der charakteristische Wert eines jeden Stromverlaufs (101-105) mittels der Auswertung eines Stromwertes zu einem festgelegten Zeitpunkt (21, 23) nach Beginn des Stromverlaufs bestimmt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein stromlos offe¬ nes Ventil ist und der Stromverlauf (1, 2, 101-105) eine Stromanstiegskurve ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Trennventil oder ein Einlassventil eines elektronisch gesteuerten Bremskreises ist, welches in einer hydraulischen Verbi dung zwischen einem Hauptzylinder und einer Radbremse angeordnet ist.
16. Druckregelvorrichtung, insbesondere einer Bremsdruckre¬ gelvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine hyd¬ raulische Steuereinheit, welche mindestens ein analog angesteuertes Ventil umfasst, sowie eine elektronische Steuervorrichtung, mittels derer eine zum Ventil gehörige Ventilspule angesteuert wird und welche Mittel zur Messung eines durch die Ventilspule fließenden Stromes enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser ein Ver¬ fahren nach einem der vorherigen Ansprüche zur Bestimmung des Öffnungs- oder Schließstromes des Ventils durchgeführt wird.
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