(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的負荷を制御するための方法であって、
前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）を、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗を、環境空気温度と当該負荷（１００）を流れる電流に対する目標値（ＩＳ）とに基づいて決める形式の方法において、
・前記環境空気温度を表す信号（ＴＵ）を第１のフィルタ（２００）に供給し、当該第１のフィルタ（２００）は前記環境空気温度の一次遅れ信号を出力し、これによって、前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）に与えられる、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗に与えられる前記環境空気温度の影響をシミュレートするものであり、出力信号を結合点（２１０）に供給し、
・前記負荷（１００）を流れる電流に対する目標値（ＩＳ）を第２のフィルタ（２２０）に供給し、当該第２のフィルタ（２２０）は前記負荷を流れる電流に対する目標値（ＩＳ）の一次遅れ信号を出力し、これによって、前記負荷（１００）を流れる電流に対する目標値（ＩＳ）が前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）に与える、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗に与える影響をシミュレートするものであり、出力信号を前記結合点（２１０）に供給し、
・当該結合点（２１０）において前記２つの出力信号を結合して、結果として、前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）を求め、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗を求め、当該結果に依存して、前記負荷（１００）を制御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（２００）は、一次遅れ特性を有している第３のフィルタ（２００ｂ）と並列に接続されており、
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記載の方法。
【請求項３】
前記負荷を流れる油圧媒体の温度を表す信号（ＴＵｂ）を、前記第３のフィルタ（２００ｂ）に供給し、当該第３のフィルタは前記負荷を流れる油圧媒体の温度の一次遅れ信号を出力し、これによって、前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）に与えられる、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗に与えられる前記油圧媒体の温度の影響をシミュレートするものであり、出力信号を前記結合点（２１０）に供給する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
電気的負荷を制御するための装置であって、
前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）を、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗を、環境空気温度と当該負荷（１００）を流れる電流に対する目標値（ＩＳ）とに基づいて決める形式の装置において、
・前記環境空気温度を表す信号（ＴＵ）を第１のフィルタ（２００）に供給し、当該第１のフィルタ（２００）は前記環境空気温度の一次遅れ信号を出力し、これによって、前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）に与えられる、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗に与えられる前記環境空気温度の影響をシミュレートするものであり、出力信号を結合点（２１０）に供給し、
・前記負荷（１００）を流れる電流に対する目標値（ＩＳ）を第２のフィルタ（２２０）に供給し、当該第２のフィルタ（２２０）は前記負荷を流れる電流に対する目標値（ＩＳ）の一次遅れ信号を出力し、これによって、前記負荷（１００）を流れる電流に対する目標値（ＩＳ）が前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）に与える、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗に与える影響をシミュレートするものであり、出力信号を前記結合点（２１０）に供給し、
・当該結合点（２１０）において前記２つの出力信号を結合して、結果として、前記負荷（１００）の温度（ＴＷ）を求め、または当該温度（ＴＷ）に依存する前記負荷（１００）のオーム抵抗を求め、当該結果に依存して、前記負荷（１００）を制御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。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１４０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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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２００ｂ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２２０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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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
【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
【符号の説明】
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
【図１】
0004928032.tif 000002
【図２】
0004928032.tif 000003