用于监视位置发送器系统的方法和设备的制作方法
用于监视位置发送器系统的方法和设备的制作方法
【专利摘要】用于监视位置发送器系统的方法和设备。本发明涉及用于监视物理系统（1）中的位置发送器的方法，具有以下步骤：－提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数（）来反映；－借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数（）的值；－当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义，参数（）中的至少一个和/或至少一个由多个参数（）确定的参量位于有关参数（）或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围（S+/-Δ）之外。
【专利说明】用于监视位置发送器系统的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及位置发送器系统(Stellgebersystem)，尤其是用于监视位置发送器系统的功能的方法。
【背景技术】
[0002]位置发送器系统通常经由信号范围检查(Signal-Range-Check)方法或对额定/实际-偏差的分析或通过由反映位置发送器系统的计算模型而得出的可信度验证来进行监视。这些方法良好地适用于发现位置发送器系统的功能的可明确识别的误差。然而这些方法经常不足以发现潜在的误差，例如在伺服驱动装置的一部分中缓慢提高的摩擦力或缓慢产生的短路。
【发明内容】
[0003]根据本发明规定了一种根据权利要求1的用于监视位置发送器的方法以及根据并列权利要求的设备、计算机程序和计算机程序产品。
[0004]本发明的其他有利的构型在从属权利要求中说明。
[0005]根据第一方面规定了一种用于监视物理系统中的位置发送器的方法。该方法包括以下步骤:
-提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数来反映；
-借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数的值；
-当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义为，参数中的至少一个和/或至少一个由多个所述参数确定的参量位于有关参数或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围之外。
[0006]上述方法的构思在于，基于计算模型的一个或多个参数的所识别的偏差来执行监视，所述参数在线地、即在位置发送器系统的连续运行期间实时地、规律地或在预先确定的时间点被重新确定。根据计算模型的一个或多个参数与预先给定的额定偏差范围的所识别的偏差识别出潜在的误差，所述误差利用迄今为止的监视方法在稍后才可能被识别。
[0007]此外，根据参数中的至少一个如下参数和/或根据至少一个由多个所述参数确定的如下参量，将特定的分配给该参数或该参量的位置发送器部件识别为有误差的，其中所述参数或所述参量的值位于对于有关参数或对于由多个参数确定的有关参量预先给定的额定偏差范围之外。
[0008]根据一个实施方式可以测量系统参量。
[0009]可以规定，计算模型通过对描述位置发送器系统的微分方程组的离散化来确定。尤其是，计算模型可以通过对描述位置发送器系统的微分方程组的线性部分的离散化以及通过对描述位置发送器系统的微分方程组的非线性部分的线性片段的离散化来确定。
[0010]根据一个实施方式，位置发送器可以包括具有内燃机的发动机系统中的节流阀的机电节流阀位置发送器，其中节流阀的位置和/或在机电节流阀位置发送器上施加的电压被规定为系统参量。
[0011]根据另一方面，规定了一种用于监视物理系统中的位置发送器的设备，尤其是用于运行位置发送器系统的控制设备，其中该设备被构造为，以便:
一提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数来反映；
一借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数的值；
一当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义为，参数中的至少一个和/或至少一个由多个所述参数确定的参量位于有关参数或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围之外。
[0012]根据另一方面规定了一种具有位置发送器和上面的设备的位置发送器系统。
[0013]根据另一方面，规定了一种具有程序代码装置的计算机程序，以便当计算机程序在计算机或相应的计算单元上、尤其是在上面的设备中实施时执行上述方法的所有步骤。
[0014]根据另一方面，规定了一种包含程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在计算机可读的数据载体上并且当其在数据处理装置上被实施时执行上述方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]本发明的优选实施方式在以下根据附图被详细阐述。
[0016]图1示出作为要监视的物理系统的节流阀位置发送器的示意图；
图2示出用于说明图1的位置发送器系统的回位弹簧的弹簧特性曲线的图表；以及 图3示出借助于建模的计算模型来说明用于监视节流阀位置发送器的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]图1示出用于设定调整机构2的位置的位置发送器系统I。用于监视该位置发送器系统I的方法在以下根据节流阀位置发送器来描述，所述节流阀位置发送器可以将节流阀设定为调整机构2。然而也可能的是，将下面的方法应用于其他的其物理行为可以通过微分方程来描述的位置发送器系统。
[0018]调整机构2借助于位置发送器驱动装置3来运动。该位置发送器驱动装置3可以构造为机电激发器，其可以例如构造为直流电动机、电子整流电动机或步进电动机。位置发送器驱动装置3可以由电源(未示出)供应电流。借助于位置传感器4，可以检测和分析实际上由调整机构2所采纳的位置。
[0019]位置发送器驱动装置3借助于控制设备10被操控，以便通过适当的通电到达调整机构2的特定位置。控制单元10从位置传感器4获得关于调整机构2的真实位置、即实际-位置的反馈，以用于为调整机构2执行位置调节。此外控制单元10可以获得关于调整扭矩的说明，例如关于由位置发送器驱动装置3所接受的电流的说明。
[0020]尤其是在将观察模型用于位置调节、但是也用于位置调节的诊断情况下，在控制单元10中实施用于物理位置发送器系统I的计算模型。如果由位置传感器4所提供的定位信号对于推导具有过低的分辨率，则例如位置发送器系统I的调整速度也可以根据计算模型来计算。此外，尤其是对于总系统在传感范围中的运行必要的是执行对位置发送器系统I的功能的监视，所通过的方式是，借助于反映位置发送器系统的计算模型来执行对位置发送器系统I的功能的可信度测试。
[0021]对于具有直流发电机作为位置发送器驱动装置3的上述位置发送器系统I的建模来说，可以采用以下方程:
【权利要求】
1.用于监视物理系统(I)中的位置发送器的方法，具有以下步骤: - 提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数( —借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数)的值； -当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义为，参数{αφ、κ、β,gamma,Β,η )中的至少一个和/或至少一个由多个参数)确定的参量位于有关参数(α,/1,1私；rJw)或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围(S+/-A)之外。
2.根据权利要求1的方法,其中根据参数(aidUV?)中的至少一个如下参数和/或根据至少一个由多个参数(j%dV|)确定的如下参量，将特定的分配给该参数或该参量的位置发送器部件识别为有误差的，其中所述参数或所述参量的值位于对于有关参数或对于由多个参数(α,仏&象确定的有关参量预先给定的额定偏差范围之外。
3.根据权利要求1或2的方法，其中测量系统参量。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其中计算模型通过对描述位置发送器系统(I)的微分方程组的离散化来确定。
5.根据权利要求4的方法，其中计算模型通过对描述位置发送器系统(I)的微分方程组的线性部分的离散化以及通过对描述位置发送器系统的微分方程组的非线性部分的线性片段的离散化来确定。
6.根据权利要求1至5之一的方法，其中计算模型通过迭代方法尤其是实时地被求解，以便获得参数。
7.根据权利要求1至6之一的方法，其中位置发送器包括具有内燃机的发动机系统中的节流阀的机电节流阀位置发送器，其中节流阀的位置和/或在机电节流阀位置发送器上施加的电压被规定为系统参量。
8.用于监视物理系统(I)中的位置发送器的设备，尤其是用于运行位置发送器系统(O的控制设备，其中该设备被构造为，以便: -提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数来反映； -借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数的值； -当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义为，参数(α,μ,κ,β,Υδη)中的至少一个和/或至少一个由多个参数确定的参量位于有关参数(a.)或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围(S+/-A)之外。
9.位置发送器系统(1)，其具有位置发送器和根据权利要求8的设备。
10.具有程序代码装置的计算机程序，用于当计算机程序在计算机或相应的计算单元上、尤其是在根据权利要求8的设备中实施时执行根据权利要求1至7之一的方法的所有步骤。
11.包含程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在计算机可读的数据载体上并且当其在数 据处理装置上被实施时执行根据权利要求1至7之一的方法。
【文档编号】G05B13/04GK103454916SQ201310215570
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2012年6月4日
【发明者】A.瓦格纳, R.比尔勒 申请人:罗伯特·博世有限公司
【专利摘要】用于监视位置发送器系统的方法和设备。本发明涉及用于监视物理系统（1）中的位置发送器的方法，具有以下步骤：－提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数（）来反映；－借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数（）的值；－当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义，参数（）中的至少一个和/或至少一个由多个参数（）确定的参量位于有关参数（）或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围（S+/-Δ）之外。
【专利说明】用于监视位置发送器系统的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及位置发送器系统(Stellgebersystem)，尤其是用于监视位置发送器系统的功能的方法。
【背景技术】
[0002]位置发送器系统通常经由信号范围检查(Signal-Range-Check)方法或对额定/实际-偏差的分析或通过由反映位置发送器系统的计算模型而得出的可信度验证来进行监视。这些方法良好地适用于发现位置发送器系统的功能的可明确识别的误差。然而这些方法经常不足以发现潜在的误差，例如在伺服驱动装置的一部分中缓慢提高的摩擦力或缓慢产生的短路。
【发明内容】
[0003]根据本发明规定了一种根据权利要求1的用于监视位置发送器的方法以及根据并列权利要求的设备、计算机程序和计算机程序产品。
[0004]本发明的其他有利的构型在从属权利要求中说明。
[0005]根据第一方面规定了一种用于监视物理系统中的位置发送器的方法。该方法包括以下步骤:
-提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数来反映；
-借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数的值；
-当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义为，参数中的至少一个和/或至少一个由多个所述参数确定的参量位于有关参数或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围之外。
[0006]上述方法的构思在于，基于计算模型的一个或多个参数的所识别的偏差来执行监视，所述参数在线地、即在位置发送器系统的连续运行期间实时地、规律地或在预先确定的时间点被重新确定。根据计算模型的一个或多个参数与预先给定的额定偏差范围的所识别的偏差识别出潜在的误差，所述误差利用迄今为止的监视方法在稍后才可能被识别。
[0007]此外，根据参数中的至少一个如下参数和/或根据至少一个由多个所述参数确定的如下参量，将特定的分配给该参数或该参量的位置发送器部件识别为有误差的，其中所述参数或所述参量的值位于对于有关参数或对于由多个参数确定的有关参量预先给定的额定偏差范围之外。
[0008]根据一个实施方式可以测量系统参量。
[0009]可以规定，计算模型通过对描述位置发送器系统的微分方程组的离散化来确定。尤其是，计算模型可以通过对描述位置发送器系统的微分方程组的线性部分的离散化以及通过对描述位置发送器系统的微分方程组的非线性部分的线性片段的离散化来确定。
[0010]根据一个实施方式，位置发送器可以包括具有内燃机的发动机系统中的节流阀的机电节流阀位置发送器，其中节流阀的位置和/或在机电节流阀位置发送器上施加的电压被规定为系统参量。
[0011]根据另一方面，规定了一种用于监视物理系统中的位置发送器的设备，尤其是用于运行位置发送器系统的控制设备，其中该设备被构造为，以便:
一提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数来反映；
一借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数的值；
一当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义为，参数中的至少一个和/或至少一个由多个所述参数确定的参量位于有关参数或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围之外。
[0012]根据另一方面规定了一种具有位置发送器和上面的设备的位置发送器系统。
[0013]根据另一方面，规定了一种具有程序代码装置的计算机程序，以便当计算机程序在计算机或相应的计算单元上、尤其是在上面的设备中实施时执行上述方法的所有步骤。
[0014]根据另一方面，规定了一种包含程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在计算机可读的数据载体上并且当其在数据处理装置上被实施时执行上述方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]本发明的优选实施方式在以下根据附图被详细阐述。
[0016]图1示出作为要监视的物理系统的节流阀位置发送器的示意图；
图2示出用于说明图1的位置发送器系统的回位弹簧的弹簧特性曲线的图表；以及 图3示出借助于建模的计算模型来说明用于监视节流阀位置发送器的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]图1示出用于设定调整机构2的位置的位置发送器系统I。用于监视该位置发送器系统I的方法在以下根据节流阀位置发送器来描述，所述节流阀位置发送器可以将节流阀设定为调整机构2。然而也可能的是，将下面的方法应用于其他的其物理行为可以通过微分方程来描述的位置发送器系统。
[0018]调整机构2借助于位置发送器驱动装置3来运动。该位置发送器驱动装置3可以构造为机电激发器，其可以例如构造为直流电动机、电子整流电动机或步进电动机。位置发送器驱动装置3可以由电源(未示出)供应电流。借助于位置传感器4，可以检测和分析实际上由调整机构2所采纳的位置。
[0019]位置发送器驱动装置3借助于控制设备10被操控，以便通过适当的通电到达调整机构2的特定位置。控制单元10从位置传感器4获得关于调整机构2的真实位置、即实际-位置的反馈，以用于为调整机构2执行位置调节。此外控制单元10可以获得关于调整扭矩的说明，例如关于由位置发送器驱动装置3所接受的电流的说明。
[0020]尤其是在将观察模型用于位置调节、但是也用于位置调节的诊断情况下，在控制单元10中实施用于物理位置发送器系统I的计算模型。如果由位置传感器4所提供的定位信号对于推导具有过低的分辨率，则例如位置发送器系统I的调整速度也可以根据计算模型来计算。此外，尤其是对于总系统在传感范围中的运行必要的是执行对位置发送器系统I的功能的监视，所通过的方式是，借助于反映位置发送器系统的计算模型来执行对位置发送器系统I的功能的可信度测试。
[0021]对于具有直流发电机作为位置发送器驱动装置3的上述位置发送器系统I的建模来说，可以采用以下方程:
【权利要求】
1.用于监视物理系统(I)中的位置发送器的方法，具有以下步骤: - 提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数( —借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数)的值； -当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义为，参数{αφ、κ、β,gamma,Β,η )中的至少一个和/或至少一个由多个参数)确定的参量位于有关参数(α,/1,1私；rJw)或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围(S+/-A)之外。
2.根据权利要求1的方法,其中根据参数(aidUV?)中的至少一个如下参数和/或根据至少一个由多个参数(j%dV|)确定的如下参量，将特定的分配给该参数或该参量的位置发送器部件识别为有误差的，其中所述参数或所述参量的值位于对于有关参数或对于由多个参数(α,仏&象确定的有关参量预先给定的额定偏差范围之外。
3.根据权利要求1或2的方法，其中测量系统参量。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其中计算模型通过对描述位置发送器系统(I)的微分方程组的离散化来确定。
5.根据权利要求4的方法，其中计算模型通过对描述位置发送器系统(I)的微分方程组的线性部分的离散化以及通过对描述位置发送器系统的微分方程组的非线性部分的线性片段的离散化来确定。
6.根据权利要求1至5之一的方法，其中计算模型通过迭代方法尤其是实时地被求解，以便获得参数。
7.根据权利要求1至6之一的方法，其中位置发送器包括具有内燃机的发动机系统中的节流阀的机电节流阀位置发送器，其中节流阀的位置和/或在机电节流阀位置发送器上施加的电压被规定为系统参量。
8.用于监视物理系统(I)中的位置发送器的设备，尤其是用于运行位置发送器系统(O的控制设备，其中该设备被构造为，以便: -提供描述位置发送器的计算模型，其中位置发送器的行为通过计算模型函数和该计算模型函数的一个或多个参数来反映； -借助于一个或多个特定的系统参量来确定或匹配计算模型的参数的值； -当满足预先给定的误差条件时确定误差，其中误差条件定义为，参数(α,μ,κ,β,Υδη)中的至少一个和/或至少一个由多个参数确定的参量位于有关参数(a.)或有关参量的相应的预先给定的额定偏差范围(S+/-A)之外。
9.位置发送器系统(1)，其具有位置发送器和根据权利要求8的设备。
10.具有程序代码装置的计算机程序，用于当计算机程序在计算机或相应的计算单元上、尤其是在根据权利要求8的设备中实施时执行根据权利要求1至7之一的方法的所有步骤。
11.包含程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在计算机可读的数据载体上并且当其在数 据处理装置上被实施时执行根据权利要求1至7之一的方法。
【文档编号】G05B13/04GK103454916SQ201310215570
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2012年6月4日
【发明者】A.瓦格纳, R.比尔勒 申请人:罗伯特·博世有限公司
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