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WO2020025221A1 - Diagnostic method and diagnostic device for verifying a functionality of an electromechanical load, computer programme product, and vehicle - Google Patents

Diagnostic method and diagnostic device for verifying a functionality of an electromechanical load, computer programme product, and vehicle Download PDF

Info

Publication number
WO2020025221A1
WO2020025221A1 PCT/EP2019/066791 EP2019066791W WO2020025221A1 WO 2020025221 A1 WO2020025221 A1 WO 2020025221A1 EP 2019066791 W EP2019066791 W EP 2019066791W WO 2020025221 A1 WO2020025221 A1 WO 2020025221A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electromechanical load
functionality
value
diagnostic method
actual value
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/066791
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Wakengut
Frank Lange
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen Aktiengesellschaft filed Critical Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority to CN201980065012.3A priority Critical patent/CN112753157A/en
Publication of WO2020025221A1 publication Critical patent/WO2020025221A1/en

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques

Definitions

  • Diagnostic method and diagnostic device for verifying the functionality of an electromechanical load, as well as a computer program product and a vehicle
  • the invention relates to a diagnostic method and a diagnostic device for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit, as well as a computer program product and a vehicle according to the preamble of the independent claims.
  • a method and a device for monitoring the performance of a plurality of electrical consumers from a single source is known from US Pat. No. 6,430,518 B1.
  • a data acquisition system acquires the current and the voltage from a common circuit which provides energy to load branch circuits.
  • the load branch circuits include consumers whose load status changes, for example, during starting or stopping.
  • Transmitters that are connected to the load branch circuits identify those consumers whose load status changes.
  • a data processor receives information both from sensors and from the transmitters in order to connect the measured current and voltage information from the common circuit to the respective consumers, the load state of which changes.
  • a method for determining the supply voltage of a load and a load are known from US 2016/0313381 A1.
  • a measuring module is provided with which the supply voltages can be determined from measured voltages using a matrix operation.
  • the matrix operation is used in particular to compensate for potential differences or potential shifts between the measuring system and the supply network, without the need for hardware measures, such as a voltage converter.
  • an error prediction system for electrical distribution systems and monitored loads is known from US Pat. No. 9,453,869 B1. The voltage quality of an electrical system is monitored using a number of system parameters.
  • the system parameter data are summarized and analyzed in order to determine the load factors for the system over time and the respective system is evaluated with a derived standard deviation factor.
  • the standard deviation is used to determine an alarm threshold.
  • the constant monitoring enables the system to inform an employee about a possible error in one or more system components. In this way, repairs can be carried out before the component fails and the system experiences an error condition.
  • a disadvantage of the known prior art is that the properties of the consumers, such as, for example, the power consumption, must first be analyzed. This means that the electrical properties of the consumers have to be preprocessed so that the performance of the consumers is monitored correctly or an error is correctly diagnosed. In the prior art, only incorrect activation of the consumer is recorded. However, correct control of the electromechanical load is not diagnosed.
  • the object of the invention is to demonstrate the functionality of electromechanical loads with flexible or dynamic power consumption as simply and reliably as possible.
  • the invention is based on the knowledge that a malfunction is frequently diagnosed in the prior art, in particular in the case of low load currents in electromechanical loads, even though the electromechanical load is functioning properly. Furthermore, it is unnecessary to monitor the current consumption of the load over the entire actuation time of the electromechanical load. To verify the functionality of an electromechanical load, it is sufficient to statistically evaluate the dynamic current curve.
  • the invention is based on the idea of analyzing the current consumption of an electromechanical load while driving the electromechanical load in random samples or in a defined period of time. If the current in the samples or in the defined exceeds Time segment a threshold value, it is possible to easily verify the functionality of the electromechanical load.
  • the invention provides a diagnostic method for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit.
  • the diagnostic method comprises in a step a) the control of the electromechanical load with a control signal, in a step b) the detection of an actual value of the control signal and in a step c) the comparison of an amount of a predetermined threshold value with an amount of the first actual value.
  • the diagnostic method comprises repeating steps b) and c) at predetermined time intervals, as long as the activation in step a) takes place.
  • the diagnostic method also includes the generation of a confirmation value, which represents the functionality of the electromechanical load, only if the amount of the first actual value is at least as large as the amount of the threshold value in at least two passes of step c).
  • control signal of an electromechanical load can be sampled at predetermined time intervals until the control has ended.
  • the functionality of the electromechanical load can then only be confirmed in the event that at least two, preferably three sample values, in particular at least two, preferably three absolute sample values, are greater than or equal to a defined limit value, in particular a defined, absolute limit value.
  • the diagnostic method can be carried out regardless of the type of electromechanical load.
  • the electrical properties of the electromechanical load such as, for example, the current consumption or power consumption when the electromechanical load is switched on or off, need not be evaluated beforehand.
  • the diagnostic method can be used universally and can be easily implemented in existing electrical circuits.
  • a random determination of the functionality of the electromechanical load on the basis of a single value for example due to a line fault in the electrical circuit, is prevented by waiting for at least two actual values, the magnitude of which is greater than the magnitude of the threshold value , The reliability of the electromechanical load is thus reliably confirmed.
  • the electrical circuit mentioned can in particular be designed as an electrical system of a vehicle. It is also conceivable that the electrical circuit is part of a system, one Production device or an electromechanical device can be.
  • the electromechanical load can in particular be implemented as a so-called “safe motor”, that is to say as a servomotor of a motor vehicle lock.
  • the control signal can preferably be designed as a current signal or as a voltage signal.
  • the first actual value can be recorded as a current or as a voltage amplitude and, analogously, the threshold value can also be specified as a current or voltage amplitude.
  • the predetermined time intervals can preferably be less than the time interval in which the electromechanical load is activated.
  • one embodiment of the diagnostic method provides for the generation of an error value, which represents an inoperability of the electromechanical load, only when the actuation of the electromechanical load according to step a) has ended and only if the step has passed less than two times c) the amount of the first actual value is at least as large as the amount of the threshold value.
  • a malfunction of the electromechanical load can only be determined if the electromechanical load is no longer controlled and only if fewer than two, in particular three, of the absolute actual values are greater than or equal to the absolute threshold value.
  • the error value can be present, for example, as a binary or hexadecimal single or multi-digit error code and can be stored in a motor vehicle error memory, for example.
  • the diagnostic method comprises, in a step g), the control of the electromechanical load with a control signal, and in a step h), the detection of a first actual value of the control signal. Furthermore, in a step i), the embodiment variant comprises generating a confirmation value which is the Functionality of the electromechanical load represents, wherein the amount of the first actual value is less than an amount of a predetermined threshold value for at most a predetermined period of time.
  • the control of the electromechanical load can take place within a control period with the control signal.
  • the functionality of the electromechanical load can only be confirmed if the absolute actual value is greater than or equal to the absolute threshold value within a defined period of time.
  • the defined period of time can preferably be less than or equal to the activation period.
  • the first actual value can in particular be recorded as a time profile of the control signal. So the first actual value can also be called an actual signal.
  • the first actual value can particularly preferably only be recorded after a certain settling period. The settling period can be determined depending on the properties of the electromechanical load.
  • the diagnostic method comprises in a step j) the control of the electromechanical load with a control signal, in a step k) the detection of an actual value of the control signal and in a step I) the determination of a second actual value of the control signal which is different from the first Actual value depends.
  • the diagnostic method also comprises repeating steps k) and I) at predetermined time intervals, as long as the activation takes place in step j) and in a step n) the generation of a confirmation value which represents the functionality of the electromechanical load, and if a sum of amounts of the respective second actual value is at least as large as an amount of a predetermined threshold value.
  • control signal can be sampled at defined time intervals, the resulting sampled values corresponding to the respective first actual values.
  • the second actual values can then be formed from the sampled values, that is to say the second actual values correlate with the first actual value.
  • the second actual value can be determined, for example, as work or performance. This is particularly advantageous if the electromechanical load, for example, operates a mechanical component, such as a Bowden cable.
  • One embodiment provides that the electromechanical load is controlled with a current.
  • the control signal can be designed as an electrical current. This has the advantage that with a known operating voltage of the electrical circuit, the dynamic change in the drive current over time can be determined in a simple manner.
  • the first actual value is a current.
  • the first actual value can be recorded as a current. This has the advantage that the first actual value can be detected in a simple manner as the amplitude of the time-varying current profile at a specific point in time or within a specific period of time.
  • the second actual value is electrical work.
  • the second actual value can be formed as electrical work from the first actual value. This has the advantage that mechanical components which are coupled to the electromechanical load can also be checked indirectly for their functionality.
  • the invention also relates to a computer program product, comprising a series of instructions which, when executed by at least one processor, cause a diagnostic device, a method according to one of the preceding claims for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit.
  • the electrical circuit can also have a processor which is designed to execute a series of instructions. With these instructions, the processor can control a diagnostic device, which can then execute a diagnostic method for verifying the functionality of the electromechanical load.
  • the invention also relates to a diagnostic device for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit, which is designed to carry out a diagnostic method according to one of claims 1 to 7.
  • a diagnostic device can be provided which makes it possible to check the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit.
  • the diagnostic device can carry out at least one of the aforementioned diagnostic methods.
  • the diagnostic device can be designed, for example, as a microcontroller in the electrical circuit.
  • the microcontroller can be electrically connected to the electromechanical load and can be designed to control the electromechanical load or to evaluate the control signal of the electromechanical load.
  • the invention also provides a vehicle with a diagnostic device according to claim 9.
  • vehicle can be designed in particular as a motor vehicle, passenger car or truck.
  • vehicle can also be an electric vehicle or a hybrid vehicle, for example.
  • the invention also includes combinations of the features of the described embodiments.
  • the invention also includes further developments of the computer program product according to the invention, the diagnostic device according to the invention and the vehicle according to the invention, which have features such as they have already been described in connection with the further developments of the embodiment variants of the diagnostic method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the design variants of the diagnostic method are not described again here.
  • Fig. 1 A current waveform signal of a servomotor in a motor vehicle over time at constant voltage during unlocking, the operability of the
  • Unlocking motor is determined by sampling the current waveform signal
  • FIG. 2 shows a flowchart of method steps of an embodiment of the diagnostic method for verifying the functionality of an unlocking motor in a motor vehicle
  • Fig. 3 shows a current waveform signal of a servomotor in a motor vehicle over time at constant voltage during unlocking, the operability of the
  • Unlocking motor is determined by checking a time constant of the current waveform signal.
  • the exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention.
  • the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which further develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded individually or in a combination other than the one shown as part of the invention.
  • the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
  • FIG. 1 shows a diagram 1 of a current profile over time.
  • the abscissa represents the time in milliseconds t [ms] and the ordinate represents the current in amperes I [A].
  • FIG. 1 shows a control signal 2, that is to say a current profile of an electromechanical load, here for example one Actuator for a lock in a motor vehicle.
  • the lock is intended to have a Unlock command. Unlocking is carried out by actuating the servomotor with a negative current at a constant voltage of 9.5 V and a constant temperature of 70 ° C. Given these general conditions, the most critical application of actuating a servomotor is given, since the current flow is minimal in this case.
  • the servomotor can be controlled, for example, with a positive current to lock the motor vehicle.
  • the actuating motor for locking or unlocking the lock can be activated, for example, with a microcontroller, which can be part of an on-board electrical system in the motor vehicle.
  • the control signal can settle in a range of approximately 0 A outside of a control period Ats.
  • the current profile as can be seen in FIG. 1
  • the dynamic change in the control signal 2 can depend in particular on the properties of the servomotor.
  • a transient response of the current for example due to the switching on of the servomotor, can be determined for about 60 ms within a settling period Ats.
  • the control signal 2 swings to an approximately constant value of approximately -0.7 A until the end of the control period Ats.
  • the actuation signal can be sampled.
  • the scans 3.1, 3.2 can preferably take place at predetermined time intervals Ati, At 2 .
  • the predetermined time intervals Ati, At 2 are preferably constant.
  • the predetermined time intervals Ati, At 2 are fixed at 20 ms.
  • the samples can then be compared to a threshold value.
  • the threshold value is defined as -150 mA.
  • This threshold value can in particular be predetermined by the sensitivity of a current measuring circuit that detects the current strength.
  • the current measuring circuit can therefore only detect a current if the current is outside a Limit range of +/- 150 mA. Within this limit range, the current measurement circuit cannot measure the current correctly, that is to say the detected current corresponds to 0 A. It is also conceivable that a less sensitive current measurement circuit is provided, which can only detect a current, for example, if the current is outside a limit range of +/- 300 mA.
  • Ats it can be particularly preferred that at least two samples, for example three samples, more precisely the amount of three samples, are greater than or equal to the amount of the predetermined threshold value 4 within the control period Ats. Only if this condition is met can the microcontroller generate a confirmation value that represents that the servomotor has been activated correctly. As shown in FIG. 1, this condition is already fulfilled in this exemplary embodiment after the fifth sampling 3.1, 3.2 within the control period Ats.
  • the microcontroller can, for example, generate an error value that confirms that the servomotor is not was controlled correctly.
  • a diagnostic concept as shown in FIG. 1, can be implemented on the built-in hardware of an on-board network of a motor vehicle, for example in a microcontroller.
  • the current profile of an electromechanical load for example a servomotor, can be sampled every 20 ms, for example.
  • a statistical evaluation of the sample values can also be carried out.
  • To 1 shows the current profile of a servomotor, also called a safe motor, of a motor vehicle lock at 70 ° C. and 9.5 V, the lock being controlled with an unlocking command.
  • At least two samples that is to say at least two sample values, that is to say three sample values for example, reach or exceed the threshold, that is to say a threshold value, of -150 mA, so that the lock motor has been actuated correctly.
  • the condition that at least two, for example three, measurements are positive, i.e. the absolute sample values are greater than or equal to the absolute threshold value, is intended to prevent a random positive measurement, for example due to a fault on a line from the Microcontroller to the electromechanical load, leading to incorrect diagnosis.
  • a work performed by the servomotor can also be calculated on the basis of the determined sample values, as shown in FIG. 1.
  • the work can be calculated as follows:
  • Atx UI D ⁇ c
  • U represents a constant voltage, for example 9.5 V, in the vehicle electrical system
  • Atx describes a predetermined time interval, for example Ati and At 2
  • I represents the current strength of the control signal at a specific point in time. If the sampling 3.1, 3.2 takes place, for example, regularly with a predetermined time interval Ati, At 2 of 20 ms, the work can thus be calculated every 20 ms. After the activation has ended, that is to say outside the activation period Ats, the sum of all work within the activation period Ats can then be formed and compared with a defined limit value. According to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the limit value could therefore be calculated here:
  • the current profile of the servomotor can also be sampled every 20 ms, for example. From the samples however, the work done can then be calculated. For this purpose, the individual work can be cumulated per given time interval Ati, ⁇ t 2 and compared with a reference value, i.e. the limit value. If the sum of the work is below the reference value, the lock was not activated correctly. The lock was not unlocked correctly. If the load current, that is to say the control signal 2, of the electromechanical load is below the threshold value 4, as shown in FIG. 1 for example at 40 ms, the work results in 0 J since the current is 0 in this case due to the sensitivity of the microcontroller A is detected.
  • a reference value i.e. the limit value
  • FIG. 2 shows a flowchart of method steps of an embodiment of the described diagnostic method.
  • an electromechanical load for example a servomotor
  • the diagnostic method can be started in a first step 20.
  • a counter can be set to zero in a step 21 and a sampling time can be set, for example, to 20 ms.
  • the current value of the control signal 2 of the electromechanical load that is to say for example the current strength, can then be detected and compared with a defined threshold value 4.
  • the counter can be incremented by one in step 22. It can then be checked in a step 24 whether the activation of the electromechanical load has already ended. If the sample value does not exceed the threshold value in step 22, the counter cannot be counted up and step 24 follows immediately. In step 24 there are now two possibilities. If the activation has not ended, a new point in time for acquiring a new sample value can be defined in step 25 in accordance with the defined time interval. At the new sampling time, a sampling value can then be determined again in step 22 and compared with the threshold value 4.
  • the absolute threshold value 4 can be defined, for example, as 150 mA
  • Steps 22 to 25 can be carried out as often as a result until it is determined in step 24 that control has ended.
  • the counter reading can be checked in step 26. If, for example, the counter reading in the exemplary embodiment in FIG. 2 is greater than or equal to three, that is to say that at least three absolute sample values that exceed the absolute threshold value 4 were recorded in step 22, the method can be ended in a step 28. If this condition is not met, an entry can be made in an error memory in step 27 before the method can be ended in step 28.
  • FIG. 3 shows, similar to FIG. 1, the control signal 2 of a servomotor for a motor vehicle lock during the unlocking.
  • a predetermined time period At can be selected within the control period Ats, for example as a function of the transient response when the servomotor is switched on.
  • the predetermined time period is shorter than the control period Ats.
  • a predetermined time period At of approximately 300 ms and a control period Ats of approximately 550 ms are shown.
  • a settling period Ati can also be defined, as a result of which the start of the diagnostic method can be delayed.
  • the settling period Ati is approximately 20 ms.
  • the actuation signal 2 can be detected here within the predetermined time period At. It can then be determined whether the absolute control signal 2 exceeds an absolute threshold value 4 at least once within the predetermined time period At.
  • the threshold value is determined in FIG. 3 as -150 mA as in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows that the control signal 2 exceeds the threshold value 4 within the predetermined time period At for an actual time period At 3 , which is approximately 250 ms. Since the servomotor in FIG. 3 is driven with a negative current, conversely it means that the amount of the drive signal for an actual time period At 3 of approximately 250 ms does not exceed the amount of the threshold value. Since the actual time period At 3 is smaller than the specified time period At and the absolute control signal exceeds the absolute threshold value within the specified time period At, but outside the actual time period At 3 , it can be determined that the servomotor is controlled correctly in this case. The microcontroller can then generate a confirmation value that represents the correct functioning of the servomotor.
  • the diagnostic concept shown in FIG. 3 can also be implemented in the built-in hardware of an on-board network of a motor vehicle, for example a microcontroller.
  • logic can be implemented in the microcontroller, which only detects an error when a defined current threshold, ie an absolute threshold value 4, is undershot in direct connection with a specific time period, the specified time period At.
  • a defined current threshold ie an absolute threshold value 4
  • An associated time period can be set, for example, as 300 ms. In context, this means specifically that there is only a fault, i.e. that the servomotor was not correctly controlled only if the current did not exceed the 150 mA threshold for more than 300 ms.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

The invention relates to a diagnostic method for verifying the functionality of electromechanical loads in electrical circuits having a flexible or dynamic current profile in as simple and reliable a manner as possible. One embodiment of the diagnostic method comprises controlling an electromechanical load using a control signal (2) and detecting a first actual value of the control signal (2). Then, a predefined threshold value (4) is compared with the first actual value, wherein, as long as the control operation is being carried out, the detection operation and the comparison operation are repeated at predefined time intervals (Δt1, Δt2). Finally, an actuation value representing the functionality of the electromechanical load is generated only if the first actual value is at least as large as the threshold value (4) in at least two detection and comparison operations.

Description

Beschreibung  description
Diagnoseverfahren und Diagnosevorrichtung zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last, sowie ein Computerprogrammprodukt und ein Fahrzeug Diagnostic method and diagnostic device for verifying the functionality of an electromechanical load, as well as a computer program product and a vehicle
Die Erfindung betrifft ein Diagnoseverfahren und eine Diagnosevorrichtung zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last in einer elektrischen Schaltung, sowie ein Computerprogrammprodukt und ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to a diagnostic method and a diagnostic device for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit, as well as a computer program product and a vehicle according to the preamble of the independent claims.
Um die korrekte Funktion von elektromechanischen Lasten, im Folgenden auch Verbraucher genannt, in elektrischen Schaltungen zu gewährleisten, ist es üblich, die elektrischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die Stromstärke und Spannung, der elektromechanischen Lasten während der Ansteuerung zu überwachen. In order to ensure the correct functioning of electromechanical loads, hereinafter also called consumers, in electrical circuits, it is common to monitor the electrical properties, such as the current strength and voltage, of the electromechanical loads during control.
Dazu ist aus der US 6,430,518 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Leistung mehrerer elektrischer Verbraucher aus einer einzigen Quelle bekannt. Dazu erfasst ein Datenerfassungssystem den Strom und die Spannung von einem gemeinsamen Stromkreis, der eine Energie an Lastzweigkreise bereitstellt. Die Lastzweigkreise umfassen Verbraucher, deren Lastzustand sich zum Beispiel während des Startens oder des Stoppens verändert. Sender, die mit den Lastzweigkreisen verbunden sind, identifizieren diejenigen Verbraucher, deren Lastzustand sich verändert. Ein Daten Prozessor empfängt sowohl von Sensoren als auch den Sendern Informationen, um die gemessenen Strom- und Spannungsinformationen aus dem gemeinsamen Stromkreis mit den jeweiligen Verbrauchern, deren Lastzustand sich verändert, in Verbindung zu bringen. For this purpose, a method and a device for monitoring the performance of a plurality of electrical consumers from a single source is known from US Pat. No. 6,430,518 B1. For this purpose, a data acquisition system acquires the current and the voltage from a common circuit which provides energy to load branch circuits. The load branch circuits include consumers whose load status changes, for example, during starting or stopping. Transmitters that are connected to the load branch circuits identify those consumers whose load status changes. A data processor receives information both from sensors and from the transmitters in order to connect the measured current and voltage information from the common circuit to the respective consumers, the load state of which changes.
Des Weiteren sind aus der US 2016/0313381 A1 ein Verfahren zur Bestimmung der Versorgungsspannung einer Last und eine Last bekannt. Um die Versorgungsspannungen der einzelnen Phasen einer Last in einem mehrphasigen Versorgungsnetz, insbesondere einem Drehstromnetz, zuverlässig zu bestimmen, ist ein Messmodul vorgesehen, mit dem die Versorgungsspannungen mithilfe einer Matrixoperation aus gemessenen Spannungen zu bestimmen. Die Matrixoperation dient insbesondere dazu, Potentialunterschiede oder Potentialverschiebungen zwischen dem Messsystem und dem Versorgungsnetz zu kompensieren, ohne dass Hardwaremaßnahmen, wie beispielsweise ein Spannungswandler, erforderlich sind. Des Weiteren ist aus der US 9,453,869 B1 ein Fehlervorhersagesystem für elektrische Verteilersysteme und überwachte Lasten bekannt. Dazu wird die Spannungsqualität eines elektrischen Systems anhand einer Reihe von Systemparametern überwacht. Die Systemparameterdaten werden zusammengefasst und analysiert, um die Belastungsfaktoren für das System über die Zeit zu ermitteln und mit einem abgeleiteten Standardabweichungsfaktor das jeweilige System ausgewertet. Die Standardabweichung wird zur Bestimmung einer Alarmschwelle verwendet. Die ständige Überwachung ermöglicht es dem System, einen Mitarbeiter über einen möglichen Fehler in einer oder mehreren Systemkomponenten zu informieren. Auf diese Weise können Reparaturen durchgeführt werden, bevor das Bauteil ausfällt und das System einen Fehlerzustand erfährt. Furthermore, a method for determining the supply voltage of a load and a load are known from US 2016/0313381 A1. In order to reliably determine the supply voltages of the individual phases of a load in a multiphase supply network, in particular a three-phase network, a measuring module is provided with which the supply voltages can be determined from measured voltages using a matrix operation. The matrix operation is used in particular to compensate for potential differences or potential shifts between the measuring system and the supply network, without the need for hardware measures, such as a voltage converter. Furthermore, an error prediction system for electrical distribution systems and monitored loads is known from US Pat. No. 9,453,869 B1. The voltage quality of an electrical system is monitored using a number of system parameters. The system parameter data are summarized and analyzed in order to determine the load factors for the system over time and the respective system is evaluated with a derived standard deviation factor. The standard deviation is used to determine an alarm threshold. The constant monitoring enables the system to inform an employee about a possible error in one or more system components. In this way, repairs can be carried out before the component fails and the system experiences an error condition.
Nachteilig bei dem bekannten Stand der Technik ist, dass die Eigenschaften der Verbraucher, wie beispielsweise der Stromverbrauch, zuerst analysiert werden muss. Das bedeutet, es ist eine Vorverarbeitung der elektrischen Eigenschaften der Verbraucher nötig, damit auf korrekte Weise die Leistung der Verbraucher überwacht wird, beziehungsweise einen Fehler korrekt diagnostiziert wird. Auch wird im Stand der Technik lediglich ein fehlerhaftes Ansteuern der Verbraucher aufgenommen. Ein korrektes Ansteuern der elektromechanischen Last hingegen wird nicht diagnostiziert. A disadvantage of the known prior art is that the properties of the consumers, such as, for example, the power consumption, must first be analyzed. This means that the electrical properties of the consumers have to be preprocessed so that the performance of the consumers is monitored correctly or an error is correctly diagnosed. In the prior art, only incorrect activation of the consumer is recorded. However, correct control of the electromechanical load is not diagnosed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionsfähigkeit von elektromechanischen Lasten mit einem flexiblen beziehungsweise dynamischen Stromverbrauch möglichst einfach und zuverlässig nachzuweisen. The object of the invention is to demonstrate the functionality of electromechanical loads with flexible or dynamic power consumption as simply and reliably as possible.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart. The object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are disclosed by the dependent claims, the following description and the figures.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in dem Stand der Technik, insbesondere bei geringen Lastströmen in elektromechanischen Lasten häufig eine Fehlfunktion diagnostiziert wird, obwohl die elektromechanische Last einwandfrei funktioniert. Des Weiteren ist es unnötig, über die gesamte Ansteuerzeit der elektromechanischen Last hinweg die Stromaufnahme der Last zu überwachen. Um die Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last zu verifizieren, ist es ausreichend, den dynamischen Stromverlauf statistisch auszuwerten. Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, den Stromkonsum einer elektromechanischen Last während des Ansteuerns der elektromechanischen Last in Stichproben beziehungsweise in einem definierten Zeitabschnitt zu analysieren. Überschreitet der Strom in den Stichproben beziehungsweise in dem definierten Zeitabschnitt einen Schwellwert, ist es möglich, auf einfache Weise die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last zu verifizieren. The invention is based on the knowledge that a malfunction is frequently diagnosed in the prior art, in particular in the case of low load currents in electromechanical loads, even though the electromechanical load is functioning properly. Furthermore, it is unnecessary to monitor the current consumption of the load over the entire actuation time of the electromechanical load. To verify the functionality of an electromechanical load, it is sufficient to statistically evaluate the dynamic current curve. The invention is based on the idea of analyzing the current consumption of an electromechanical load while driving the electromechanical load in random samples or in a defined period of time. If the current in the samples or in the defined exceeds Time segment a threshold value, it is possible to easily verify the functionality of the electromechanical load.
Durch die Erfindung ist ein Diagnoseverfahren zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last in einer elektrischen Schaltung bereitgestellt. In einer Ausführungsvariante umfasst das Diagnoseverfahren dazu in einem Schritt a) das Ansteuern der elektromechanischen Last mit einem Ansteuersignal, in einem Schritt b) das Erfassen eines Istwerts des Ansteuersignals und in einem Schritt c) das Vergleichen eines Betrags eines vorgegebenen Schwellwerts mit einem Betrag des ersten Istwerts. Weiterhin umfasst das Diagnoseverfahren in einem Schritt d) das Wiederholen der Schritte b) und c) in vorgegebenen Zeitabständen, solange das Ansteuern gemäß Schritt a) erfolgt. In einem Schritt e) umfasst das Diagnoseverfahren auch das Generieren eines Bestätigungswerts, welcher die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last repräsentiert, nur wenn bei mindestens zwei Durchläufen des Schritts c) der Betrag des ersten Istwerts wenigstens so groß ist wie der Betrag des Schwellwerts. The invention provides a diagnostic method for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit. In one embodiment variant, the diagnostic method comprises in a step a) the control of the electromechanical load with a control signal, in a step b) the detection of an actual value of the control signal and in a step c) the comparison of an amount of a predetermined threshold value with an amount of the first actual value. Furthermore, in a step d), the diagnostic method comprises repeating steps b) and c) at predetermined time intervals, as long as the activation in step a) takes place. In a step e), the diagnostic method also includes the generation of a confirmation value, which represents the functionality of the electromechanical load, only if the amount of the first actual value is at least as large as the amount of the threshold value in at least two passes of step c).
Mit anderen Worten kann das Ansteuersignal einer elektromechanischen Last in vorgegebenen Zeitabständen abgetastet werden, so lange, bis das Ansteuern beendet ist. Die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last kann dann nur für den Fall bestätigt werden, dass mindestens zwei, vorzugsweise drei Abtastwerte, insbesondere mindestens zwei, vorzugsweise drei absolute Abtastwerte, größer oder gleich sind als ein definierter Grenzwert, insbesondere ein definierter, absoluter Grenzwert. In other words, the control signal of an electromechanical load can be sampled at predetermined time intervals until the control has ended. The functionality of the electromechanical load can then only be confirmed in the event that at least two, preferably three sample values, in particular at least two, preferably three absolute sample values, are greater than or equal to a defined limit value, in particular a defined, absolute limit value.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Diagnoseverfahren unabhängig von der Art der elektromechanischen Last durchführbar ist. Das heißt, die elektrischen Eigenschaften der elektromechanischen Last, wie zum Beispiel der Stromkonsum oder Leistungsverbrauch während des An- oder Abschaltens der elektromechanischen Last, muss nicht zuvor ausgewertet werden. Dadurch ist das Diagnoseverfahren universell einsetzbar und kann auf einfache Weise in bestehende elektrische Schaltungen implementiert werden. Zusätzlich ergibt sich auch der Vorteil, dass ein zufälliges Feststellen der Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last anhand eines einzelnen Werts, zum Beispiel aufgrund einer Leitungsstörung in der elektrischen Schaltung, durch Abwarten von mindestens zwei Istwerten, deren Betrag größer gleich dem Betrag des Schwellwerts ist, verhindert wird. Somit wird zuverlässig die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last bestätigt. This has the advantage that the diagnostic method can be carried out regardless of the type of electromechanical load. This means that the electrical properties of the electromechanical load, such as, for example, the current consumption or power consumption when the electromechanical load is switched on or off, need not be evaluated beforehand. As a result, the diagnostic method can be used universally and can be easily implemented in existing electrical circuits. In addition, there is also the advantage that a random determination of the functionality of the electromechanical load on the basis of a single value, for example due to a line fault in the electrical circuit, is prevented by waiting for at least two actual values, the magnitude of which is greater than the magnitude of the threshold value , The reliability of the electromechanical load is thus reliably confirmed.
Die genannte elektrische Schaltung kann dabei insbesondere als Bordnetz eines Fahrzeugs ausgebildet sein. Denkbar ist auch, dass die elektrische Schaltung Teil einer Anlage, eines Produktionsgeräts oder einer elektromechanischen Vorrichtung sein kann. Die elektromechanische Last kann insbesondere als sogenannter „Safemotor“, also als Stellmotor eines Kraftfahrzeugschlosses, realisiert sein. Das Ansteuersignal kann bevorzugt als Stromsignal oder als Spannungssignal ausgebildet sein. Entsprechend kann der erste Istwert als Stromstärke oder als Spannungsamplitude erfasst werden und analog kann auch der Schwellwert als Stromstärke oder Spannungsamplitude vorgegeben sein. Die vorgegebenen Zeitabstände können vorzugsweise geringer sein als das Zeitintervall in dem das Ansteuern der elektromechanischen Last erfolgt. The electrical circuit mentioned can in particular be designed as an electrical system of a vehicle. It is also conceivable that the electrical circuit is part of a system, one Production device or an electromechanical device can be. The electromechanical load can in particular be implemented as a so-called “safe motor”, that is to say as a servomotor of a motor vehicle lock. The control signal can preferably be designed as a current signal or as a voltage signal. Correspondingly, the first actual value can be recorded as a current or as a voltage amplitude and, analogously, the threshold value can also be specified as a current or voltage amplitude. The predetermined time intervals can preferably be less than the time interval in which the electromechanical load is activated.
Eine Ausführungsform des Diagnoseverfahrens sieht in einem Schritt f) das Generieren eines Fehlerwerts, welcher eine Nicht-Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last repräsentiert, vor, nur wenn das Ansteuern der elektromechanischen Last gemäß Schritt a) beendet ist und nur wenn bei weniger als zwei Durchläufen des Schritts c) der Betrag des ersten Istwerts wenigstens so groß ist wie der Betrag des Schwellwerts. In one step f), one embodiment of the diagnostic method provides for the generation of an error value, which represents an inoperability of the electromechanical load, only when the actuation of the electromechanical load according to step a) has ended and only if the step has passed less than two times c) the amount of the first actual value is at least as large as the amount of the threshold value.
In anderen Worten kann eine Fehlfunktion der elektromechanischen Last nur dann festgestellt werden, wenn die elektromechanische Last nicht weiter angesteuert wird und nur dann, wenn weniger als zwei, insbesondre drei der absoluten Istwerte größer oder gleich dem absoluten Schwellwert sind. In other words, a malfunction of the electromechanical load can only be determined if the electromechanical load is no longer controlled and only if fewer than two, in particular three, of the absolute actual values are greater than or equal to the absolute threshold value.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch den Fehlerwert nachvollziehbar festgestellt werden kann, ob die elektromechanische Last eine Fehlfunktion aufweist. Zusätzlich sind somit auch zufällige Fehlermessungen, zum Beispiel während des An- oder Abschaltens der elektromechanischen Last, ausgeschlossen. This has the advantage that the error value can be used to ascertain whether the electromechanical load is malfunctioning. In addition, random error measurements, for example while switching the electromechanical load on or off, are also excluded.
Der Fehlerwert kann dabei zum Beispiel als binärer oder hexadezimaler ein- beziehungsweise mehrstelliger Fehlercode vorliegen und zum Beispiel in einem Fehlerspeicher Kraftfahrzeugs hinterlegt werden. The error value can be present, for example, as a binary or hexadecimal single or multi-digit error code and can be stored in a motor vehicle error memory, for example.
Die genannten Vorteile und Ausführungsformen der Ausführungsvariante des Diagnoseverfahrens gelten zumindest teilweise sinngemäß auch für die im Folgenden genannten, weiteren Ausführungsvarianten des Diagnoseverfahrens. The mentioned advantages and embodiments of the embodiment variant of the diagnostic method also apply at least in part to the other embodiment variants of the diagnostic method mentioned below.
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das Diagnoseverfahren in einem Schritt g) das Ansteuern der elektromechanischen Last mit einem Ansteuersignal, und in einem Schritt h) das Erfassen eines ersten Istwerts des Ansteuersignals. Des Weiteren umfasst die Ausführungsvariante in einem Schritt i) das Generieren eines Bestätigungswerts, welcher die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last repräsentiert, wobei der Betrag des ersten Istwerts höchstens eine vorgegebene Zeitspanne lang kleiner ist als ein Betrag eines vorgegebenen Schwellwerts. In a further embodiment variant, the diagnostic method comprises, in a step g), the control of the electromechanical load with a control signal, and in a step h), the detection of a first actual value of the control signal. Furthermore, in a step i), the embodiment variant comprises generating a confirmation value which is the Functionality of the electromechanical load represents, wherein the amount of the first actual value is less than an amount of a predetermined threshold value for at most a predetermined period of time.
Anders formuliert kann das Ansteuern der elektromechanischen Last innerhalb eines Ansteuerzeitraums mit dem Ansteuersignal erfolgen. Dabei kann die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last nur dann bestätigt werden, wenn der absolute Istwert innerhalb einer definierten Zeitspanne größer oder gleich dem absoluten Schwellwert ist. Vorzugsweise kann dabei die definierte Zeitspanne kleiner oder gleich dem Ansteuerzeitraum sein. Der erste Istwert kann insbesondere als zeitlicher Verlauf des Ansteuersignals erfasst werden. Also kann der erste Istwert auch als Istsignal bezeichnet werden. Besonders bevorzugt kann der erste Istwert erst nach einem bestimmten Einschwingzeitraum erfasst werden. Der Einschwingzeitraum kann dabei in Abhängigkeit von den Eigenschaften der elektromechanischen Last bestimmt werden. In other words, the control of the electromechanical load can take place within a control period with the control signal. The functionality of the electromechanical load can only be confirmed if the absolute actual value is greater than or equal to the absolute threshold value within a defined period of time. The defined period of time can preferably be less than or equal to the activation period. The first actual value can in particular be recorded as a time profile of the control signal. So the first actual value can also be called an actual signal. The first actual value can particularly preferably only be recorded after a certain settling period. The settling period can be determined depending on the properties of the electromechanical load.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zuverlässig festgestellt werden kann, ob die elektromechanische Last mit dem Ansteuersignal korrekt angesteuert wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das beschriebene Diagnoseverfahren auf einfache Weise in einer bestehenden elektrischen Schaltung umgesetzt werden kann. Es muss lediglich eine Logik in der bestehenden Schaltung implementiert werden, die bei einer Überschreitung eines Grenzwerts im direkten Zusammenhang mit einer definierten Zeitspanne die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last bestätigt. This has the advantage that it can be reliably determined whether the electromechanical load is controlled correctly with the control signal. Another advantage is that the diagnostic method described can be easily implemented in an existing electrical circuit. It is only necessary to implement a logic in the existing circuit, which confirms the functionality of the electromechanical load when a limit value is exceeded in direct connection with a defined period of time.
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das Diagnoseverfahren in einem Schritt j) das Ansteuern der elektromechanischen Last mit einem Ansteuersignal, in einem Schritt k) das Erfassen eines Istwerts des Ansteuersignals und in einem Schritt I) das Festlegen eines zweiten Istwerts des Ansteuersignals, der von dem ersten Istwert abhängt. In einem Schritt m) umfasst das Diagnoseverfahren außerdem das Wiederholen der Schritte k) und I) in vorgegebenen Zeitabständen, solange das Ansteuern in einem Schritt j) erfolgt und in einem Schritt n) das Generieren eines Bestätigungswerts, welcher die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last repräsentiert, und wenn eine Summe von Beträgen der jeweiligen zweiten Istwert zumindest so groß ist, wie ein Betrag eines vorgegebenen Schwellwerts. In a further embodiment variant, the diagnostic method comprises in a step j) the control of the electromechanical load with a control signal, in a step k) the detection of an actual value of the control signal and in a step I) the determination of a second actual value of the control signal which is different from the first Actual value depends. In a step m), the diagnostic method also comprises repeating steps k) and I) at predetermined time intervals, as long as the activation takes place in step j) and in a step n) the generation of a confirmation value which represents the functionality of the electromechanical load, and if a sum of amounts of the respective second actual value is at least as large as an amount of a predetermined threshold value.
Mit anderen Worten kann das Ansteuersignal in definierten Zeitabständen abgetastet werden, wobei die resultierenden Abtastwerte den jeweiligen ersten Istwerten entsprechen. Aus den Abtastwerten können dann die zweiten Istwerte gebildet werden, das heißt die zweiten Istwerte korrelieren mit dem ersten Istwert. Ist das Ansteuern der elektromechanischen Last beendet, kann die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last nur für den Fall bestätigt werden, dass die Summe aller absoluten zweiten Istwerte größer oder gleich einem vorgegebenen absoluten Referenzwert ist. In other words, the control signal can be sampled at defined time intervals, the resulting sampled values corresponding to the respective first actual values. The second actual values can then be formed from the sampled values, that is to say the second actual values correlate with the first actual value. Is driving the When the electromechanical load has ended, the functionality of the electromechanical load can only be confirmed in the event that the sum of all the absolute second actual values is greater than or equal to a predetermined absolute reference value.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, ein entsprechendes Diagnoseverfahren auf einfache Weise in eine bestehende elektrische Schaltung zu implementieren. Weiterhin kann auch ein zuverlässiges Feststellen der Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last, beispielsweise ausgelöst durch eine Leitungsstörung in der elektrischen Schaltung, verhindert werden. This has the advantage of implementing a corresponding diagnostic method in an existing electrical circuit in a simple manner. Furthermore, a reliable determination of the functionality of an electromechanical load, for example triggered by a line fault in the electrical circuit, can also be prevented.
Liegt der erste Istwert besonders bevorzugt als Stromstärke vor, kann der zweite Istwert zum Beispiel als verrichtete Arbeit oder Leistung bestimmt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die elektromechanische Last zum Beispiel ein mechanisches Bauteil, wie etwa einen Bowdenzug, betreibt. If the first actual value is particularly preferably in the form of a current, the second actual value can be determined, for example, as work or performance. This is particularly advantageous if the electromechanical load, for example, operates a mechanical component, such as a Bowden cable.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Ansteuern der elektromechanischen Last mit einem Strom erfolgt. Das heißt, das Ansteuersignal kann als elektrischer Strom ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei einer bekannten Betriebsspannung der elektrischen Schaltung die zeitlich dynamische Veränderung des Ansteuerstroms auf einfache Weise festgestellt werden kann. One embodiment provides that the electromechanical load is controlled with a current. This means that the control signal can be designed as an electrical current. This has the advantage that with a known operating voltage of the electrical circuit, the dynamic change in the drive current over time can be determined in a simple manner.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der erste Istwert eine Stromstärke ist. Anders ausgedrückt kann der erste Istwert als Stromstärke erfasst werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der erste Istwert auf einfache Weise als Amplitude des zeitlich veränderlichen Stromverlaufs zu einem bestimmten Zeitpunkt oder innerhalb einer bestimmten Zeitspanne erfasst werden kann. Another embodiment provides that the first actual value is a current. In other words, the first actual value can be recorded as a current. This has the advantage that the first actual value can be detected in a simple manner as the amplitude of the time-varying current profile at a specific point in time or within a specific period of time.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der zweite Istwert eine elektrische Arbeit ist. Mit anderen Worten kann also der zweite Istwert als elektrische Arbeit aus dem ersten Istwert gebildet werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auch mechanische Bauteile, die mit der elektromechanischen Last gekoppelt sind, indirekt auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden können. Another embodiment provides that the second actual value is electrical work. In other words, the second actual value can be formed as electrical work from the first actual value. This has the advantage that mechanical components which are coupled to the electromechanical load can also be checked indirectly for their functionality.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, umfassend eine Reihe von Anweisungen, die, wenn sie durch mindestens einen Prozessor ausgeführt werden, eine Diagnosevorrichtung veranlassen, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last in einer elektrischen Schaltung auszuführen. The invention also relates to a computer program product, comprising a series of instructions which, when executed by at least one processor, cause a diagnostic device, a method according to one of the preceding claims for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit.
Das bedeutet, die elektrische Schaltung kann auch einen Prozessor aufweisen, der dazu ausgebildet ist, eine Reihe von Anweisungen auszuführen. Mit diesen Anweisungen kann der Prozessor eine Diagnosevorrichtung ansteuern, die dann ein Diagnoseverfahren zum Verifizieren der Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last ausführen kann. This means that the electrical circuit can also have a processor which is designed to execute a series of instructions. With these instructions, the processor can control a diagnostic device, which can then execute a diagnostic method for verifying the functionality of the electromechanical load.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein derartig ausgebildetes Computerprogrammprodukt auf einfache Weise in eine bestehende elektrische Schaltung integriert werden kann, wodurch die Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last in der elektrischen Schaltung zuverlässig nachgewiesen werden kann. This has the advantage that a computer program product designed in this way can be easily integrated into an existing electrical circuit, as a result of which the operability of an electromechanical load in the electrical circuit can be reliably verified.
Die Erfindung betrifft auch eine Diagnosevorrichtung zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last in einer elektrischen Schaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen. The invention also relates to a diagnostic device for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit, which is designed to carry out a diagnostic method according to one of claims 1 to 7.
Mit anderen Worten kann eine Diagnosevorrichtung vorgesehen sein, die es ermöglicht, die Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last in einer elektrischen Schaltung zu überprüfen. Dabei kann die Diagnosevorrichtung zumindest eines der zuvor genannten Diagnoseverfahren ausführen. In other words, a diagnostic device can be provided which makes it possible to check the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit. The diagnostic device can carry out at least one of the aforementioned diagnostic methods.
Die Diagnosevorrichtung kann beispielsweise als Mikrokontroller in der elektrischen Schaltung ausgebildet sein. Insbesondere kann der Mikrokontroller mit der elektromechanischen Last elektrisch verbunden sein und dazu ausgebildet sein, die elektromechanische Last anzusteuern beziehungsweise das Ansteuersignal der elektromechanischen Last auszuwerten. The diagnostic device can be designed, for example, as a microcontroller in the electrical circuit. In particular, the microcontroller can be electrically connected to the electromechanical load and can be designed to control the electromechanical load or to evaluate the control signal of the electromechanical load.
Durch die Erfindung ist auch ein Fahrzeug mit einer Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 9 bereitgestellt. Das Fahrzeug kann insbesondere als Kraftfahrzeug, Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen ausgebildet sein. Bei dem Fahrzeug kann es sich zum Beispiel auch um ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug handeln. The invention also provides a vehicle with a diagnostic device according to claim 9. The vehicle can be designed in particular as a motor vehicle, passenger car or truck. The vehicle can also be an electric vehicle or a hybrid vehicle, for example.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts, der erfindungsgemäßen Diagnosevorrichtung und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der Ausführungsvarianten des Diagnoseverfahrens hier nicht noch einmal beschrieben. The invention also includes combinations of the features of the described embodiments. The invention also includes further developments of the computer program product according to the invention, the diagnostic device according to the invention and the vehicle according to the invention, which have features such as they have already been described in connection with the further developments of the embodiment variants of the diagnostic method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the design variants of the diagnostic method are not described again here.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt: Exemplary embodiments of the invention are described below. This shows:
Fig. 1 Ein Stromverlaufssignal eines Stellmotors in einem Kraftfahrzeug über die Zeit bei konstanter Spannung während des Entriegelns, wobei die Funktionsfähigkeit desFig. 1 A current waveform signal of a servomotor in a motor vehicle over time at constant voltage during unlocking, the operability of the
Entriegelungsmotors durch Abtasten des Stromverlaufssignals festgestellt wird; Unlocking motor is determined by sampling the current waveform signal;
Fig. 2 Ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten einer Ausführungsform des Diagnoseverfahrens zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit eines Entriegelungsmotors in einem Kraftfahrzeugs; 2 shows a flowchart of method steps of an embodiment of the diagnostic method for verifying the functionality of an unlocking motor in a motor vehicle;
Fig. 3 Ein Stromverlaufssignal eines Stellmotors in einem Kraftfahrzeug über die Zeit bei konstanter Spannung während des Entriegelns, wobei die Funktionsfähigkeit desFig. 3 shows a current waveform signal of a servomotor in a motor vehicle over time at constant voltage during unlocking, the operability of the
Entriegelungsmotors durch Überprüfen einer Zeitkonstante des Stromverlaufssignals festgestellt wird. Unlocking motor is determined by checking a time constant of the current waveform signal.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which further develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded individually or in a combination other than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. In the figures, elements with the same function are each provided with the same reference symbols.
Die Fig. 1 zeigt ein Diagramm 1 eines Stromverlaufs über die Zeit. In dem Diagramm stellt die Abszisse die Zeit in Millisekunden t [ms] dar und die Ordinate stellt den Strom in Ampere I [A] dar. Insbesondere zeigt die Fig. 1 ein Ansteuersignal 2, also einen Stromverlauf einer elektromechanischen Last, hier zum Beispiel eines Stellmotors für ein Schloss in einem Kraftfahrzeug. In dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel soll das Schloss mit einem Entriegelungsbefehl entriegelt werden. Das Entriegeln erfolgt dabei durch Ansteuern des Stellmotors mit einem negativen Strom bei einer konstanten Spannung von 9,5 V und einer konstanten Temperatur von 70°C. Bei diesen Rahmenbedingungen ist der kritischste Anwendungsfall des Ansteuerns eines Stellmotors gegeben, da der Stromverlauf in diesem Fall minimal ist. 1 shows a diagram 1 of a current profile over time. In the diagram, the abscissa represents the time in milliseconds t [ms] and the ordinate represents the current in amperes I [A]. In particular, FIG. 1 shows a control signal 2, that is to say a current profile of an electromechanical load, here for example one Actuator for a lock in a motor vehicle. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the lock is intended to have a Unlock command. Unlocking is carried out by actuating the servomotor with a negative current at a constant voltage of 9.5 V and a constant temperature of 70 ° C. Given these general conditions, the most critical application of actuating a servomotor is given, since the current flow is minimal in this case.
In einem anderen als dem gezeigten Ausführungsbespiel in der Fig. 1 kann zum Verriegeln des Kraftfahrzeugs der Stellmotor beispielsweise mit einem positiven Strom angesteuert werden. Das Ansteuern des Stellmotors zum Verriegeln oder Entriegeln des Schlosses kann dabei beispielsweise mit einem Mikrokontroller, der Teil einer Bordnetzelektronik in dem Kraftfahrzeug sein kann, erfolgen. In another embodiment example than that shown in FIG. 1, the servomotor can be controlled, for example, with a positive current to lock the motor vehicle. The actuating motor for locking or unlocking the lock can be activated, for example, with a microcontroller, which can be part of an on-board electrical system in the motor vehicle.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, kann sich das Ansteuersignal außerhalb eines Ansteuerzeitraums Ats in einem Bereich von etwa 0 A einschwingen. Wird der Steuermotor nun beispielsweise durch den Mikrokontroller angesteuert, kann sich der Stromverlauf, wie in der Fig. 1 erkennbar, innerhalb des Ansteuerzeitraums Ats dynamisch verändern. Die dynamische Veränderung des Ansteuersignals 2 kann dabei insbesondere von den Eigenschaften des Stellmotors abhängen. Zum Beispiel ist in der Fig. 1 erkennbar, dass zu Beginn des Ansteuerzeitraums Ats, innerhalb eines Einschwingzeitraums Ats für etwa 60 ms ein Einschwingverhalten des Stroms, beispielsweise aufgrund des Einschaltens des Stellmotors, festgestellt werden kann. Danach schwingt sich das Ansteuersignal 2 bis zum Ende des Ansteuerzeitraums Ats auf einen näherungsweise konstanten Wert von etwa -0,7 A ein. As shown in FIG. 1, the control signal can settle in a range of approximately 0 A outside of a control period Ats. If the control motor is now controlled by the microcontroller, for example, the current profile, as can be seen in FIG. 1, can change dynamically within the control period Ats. The dynamic change in the control signal 2 can depend in particular on the properties of the servomotor. For example, in FIG. 1 it can be seen that at the start of the control period Ats, a transient response of the current, for example due to the switching on of the servomotor, can be determined for about 60 ms within a settling period Ats. Thereafter, the control signal 2 swings to an approximately constant value of approximately -0.7 A until the end of the control period Ats.
Um festzustellen, ob die elektromechanische Last, also der Stellmotor, innerhalb des Ansteuerzeitraums Ats korrekt angesteuert wurde, kann das Ansteuersignal abgetastet werden. Die Abtastungen 3.1 , 3.2 können dabei bevorzugt in vorgegebenen Zeitabständen Ati, At2 erfolgen. Dabei sind die vorgegebenen Zeitabstände Ati, At2 vorzugsweise konstant. In der Fig. 1 sind die vorgegebenen Zeitabstände Ati, At2 auf 20 ms festgelegt. Mithilfe der Abtastungen 3.1 , 3.2 können nun Abtastwerte bestimmt werden, die die Stromstärke des Ansteuersignals 2 zu einem bestimmten Zeitpunkt wiedergeben. In order to determine whether the electromechanical load, that is to say the servomotor, was actuated correctly within the actuation period Ats, the actuation signal can be sampled. The scans 3.1, 3.2 can preferably take place at predetermined time intervals Ati, At 2 . The predetermined time intervals Ati, At 2 are preferably constant. In Fig. 1, the predetermined time intervals Ati, At 2 are fixed at 20 ms. With the aid of the samples 3.1, 3.2, sample values can now be determined which reflect the current strength of the control signal 2 at a specific point in time.
Anschließend können die Abtastwerte jeweils mit einem Schwellwert verglichen werden. In dem Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 ist der Schwellwert als -150 mA festgelegt. Dieser Schwellwert kann insbesondere durch die Sensitivität einer Strommessschaltung, die die Stromstärke erfasst, vorgegeben sein. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Strommessschaltung einen Strom also nur dann erfassen, wenn der Strom außerhalb eines Grenzbereichs von +/- 150 mA liegt. Innerhalb dieses Grenzbereichs kann die Strommessschaltung den Strom nicht korrekt messen, das heißt der erfasste Strom entspricht 0 A. Denkbar ist auch, dass eine weniger sensitive Strommessschaltung vorgesehen ist, die einen Strom zum Beispiel nur dann erfassen kann, wenn der Strom außerhalb eines Grenzbereichs von +/- 300 mA liegt. The samples can then be compared to a threshold value. In the exemplary embodiment in FIG. 1, the threshold value is defined as -150 mA. This threshold value can in particular be predetermined by the sensitivity of a current measuring circuit that detects the current strength. In this exemplary embodiment, the current measuring circuit can therefore only detect a current if the current is outside a Limit range of +/- 150 mA. Within this limit range, the current measurement circuit cannot measure the current correctly, that is to say the detected current corresponds to 0 A. It is also conceivable that a less sensitive current measurement circuit is provided, which can only detect a current, for example, if the current is outside a limit range of +/- 300 mA.
Gemäß einer Ausführungsvariante des Diagnoseverfahrens kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass zumindest zwei Abtastwerte, also zum Beispiel drei Abtastwerte, genauer gesagt der Betrag dreier Abtastwerte, innerhalb des Ansteuerzeitraums Ats größer oder gleich dem Betrag des vorgegebenen Schwellwerts 4 sind. Nur wenn diese Bedingung erfüllt ist, kann von dem Mikrokontroller ein Bestätigungswert generiert werden, der darstellt, dass der Stellmotor, korrekt angesteuert wurde. Wie in der Fig. 1 gezeigt, ist diese Bedingung in diesem Ausführungsbeispiel bereits nach der fünften Abtastung 3.1 , 3.2 innerhalb des Ansteuerzeitraums Ats erfüllt. According to one embodiment variant of the diagnostic method, it can be particularly preferred that at least two samples, for example three samples, more precisely the amount of three samples, are greater than or equal to the amount of the predetermined threshold value 4 within the control period Ats. Only if this condition is met can the microcontroller generate a confirmation value that represents that the servomotor has been activated correctly. As shown in FIG. 1, this condition is already fulfilled in this exemplary embodiment after the fifth sampling 3.1, 3.2 within the control period Ats.
Ist beispielsweise in einem anderen als dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 die Bedingung nicht erfüllt und die absoluten Abtastwerte sind innerhalb des Ansteuerzeitraums Ats kleiner als der absolute Schwellwert 4, kann von dem Mikrokontroller beispielsweise ein Fehlerwert generiert werden, der bestätigt, dass der Stellmotor nicht korrekt angesteuert wurde. If, for example, in another embodiment than the one shown in FIG. 1, the condition is not fulfilled and the absolute sampling values are smaller than the absolute threshold value 4 within the control period Ats, the microcontroller can, for example, generate an error value that confirms that the servomotor is not was controlled correctly.
Durch ein derartiges Prüfen der Funktionsfähigkeit des Stellmotors, kann verhindert werden, dass aufgrund von einem zufälligen Überschreiten des absoluten Schwellwerts durch die absoluten Abtastwerte die Funktionsfähigkeit der elektromechanischen Last angenommen wird. Dies ist beispielsweise in der Fig. 1 bei der Abtastung bei 20 ms der Fall. Der Stellmotor befindet sich zu diesem Zeitpunkt noch in der Einschaltphase, weshalb sich das Ansteuersignal 2 gerade noch einschwingt. Würde nur zu diesem Zeitpunkt geprüft werden, ob zumindest der absolute Abtastwert wenigstens so groß ist wie der absolute Schwellwert 4, dann würde in diesem Fall die Funktionsfähigkeit des Stellmotors bestätigt werden, obwohl das Schloss des Kraftfahrzeugs zu diesem Zeitpunkt noch gar nicht entriegelt worden ist. By checking the functionality of the servomotor in this way, it is possible to prevent the functionality of the electromechanical load from being assumed due to the absolute sampling values being accidentally exceeded. This is the case, for example, in FIG. 1 when scanning at 20 ms. At this point in time, the servomotor is still in the switch-on phase, which is why control signal 2 is just starting to settle. If it were only checked at this point in time whether at least the absolute sample value is at least as large as the absolute threshold value 4, the operability of the servomotor would be confirmed in this case, although the lock of the motor vehicle has not yet been unlocked at this point.
Anders ausgedrückt kann ein Diagnosekonzept, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, auf der verbauten Hardware eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel in einem Mikrokontroller realisiert werden. Dabei kann das Stromprofil einer elektromechanischen Last, also zum Beispiel eines Stellmotors, zum Beispiel alle 20 ms abgetastet werden. Zusätzlich kann auch noch eine statistische Auswertung der Abtastwerte erfolgen. Dazu zeigt die Fig. 1 das Stromprofil eines Stellmotors, auch Safemotor genannt, eines Kraftfahrzeugschlosses bei 70°C und 9,5 V, wobei das Schloss mit einem Entriegelungsbefehl angesteuert wird. In dem Diagnosekonzept kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Abtastungen, das heißt zumindest zwei Abtastwerte, also beispielsweise drei Abtastwerte, die Schwelle, also einen Schwellwert, von -150 mA erreichen oder überschreiten, damit eine korrekte Ansteuerung des Schlossmotors stattgefunden hat. Mit der Bedingung, dass mindestens zwei, das heißt zum Beispiel drei, Messungen positiv sind, also die absoluten Abtastwerte größer oder gleich dem absoluten Schwellwert sind, soll verhindert werden, dass eine zufällige positive Messung, zum Beispiel durch eine Störung auf einer Leitung von dem Mikrokontroller zu der elektromechanischen Last, zu einer fehlerhaften Diagnose führt. In other words, a diagnostic concept, as shown in FIG. 1, can be implemented on the built-in hardware of an on-board network of a motor vehicle, for example in a microcontroller. The current profile of an electromechanical load, for example a servomotor, can be sampled every 20 ms, for example. In addition, a statistical evaluation of the sample values can also be carried out. To 1 shows the current profile of a servomotor, also called a safe motor, of a motor vehicle lock at 70 ° C. and 9.5 V, the lock being controlled with an unlocking command. It can be provided in the diagnostic concept that at least two samples, that is to say at least two sample values, that is to say three sample values for example, reach or exceed the threshold, that is to say a threshold value, of -150 mA, so that the lock motor has been actuated correctly. The condition that at least two, for example three, measurements are positive, i.e. the absolute sample values are greater than or equal to the absolute threshold value, is intended to prevent a random positive measurement, for example due to a fault on a line from the Microcontroller to the electromechanical load, leading to incorrect diagnosis.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann anhand der ermittelten Abtastwerte, wie in Fig. 1 dargestellt, auch eine durch den Stellmotor verrichtete Arbeit berechnet werden. Zudem Abtastwert, das heißt der entsprechenden Stromstärke, kann dazu die Arbeit folgendermaßen berechnet werden: In a further exemplary embodiment, a work performed by the servomotor can also be calculated on the basis of the determined sample values, as shown in FIG. 1. In addition to the sample value, i.e. the corresponding current, the work can be calculated as follows:
W = P Atx = U I Dίc, wobei U eine konstante Spannung, beispielsweise 9,5 V, in dem Bordnetz darstellt, Atx einen vorgegebenen Zeitabstand, zum Beispiel Ati und At2, beschreibt und I die Stromstärke des Ansteuersignals zu einem bestimmten Zeitpunkt darstellt. Erfolgt die Abtastung 3.1 , 3.2 beispielsweise regelmäßig mit einem vorgegebenen Zeitabstand Ati, At2 von 20 ms, kann so also die Arbeit alle 20 ms berechnet werden. Nach Beenden des Ansteuerns, das heißt außerhalb des Ansteuerzeitraums Ats, kann dann die Summe aller Arbeiten innerhalb des Ansteuerzeitraums Ats gebildet und mit einem festgelegten Grenzwert verglichen werden. Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel könnte hier also der Grenzwert berechnet werden zu: W = P Atx = UI Dίc, where U represents a constant voltage, for example 9.5 V, in the vehicle electrical system, Atx describes a predetermined time interval, for example Ati and At 2 , and I represents the current strength of the control signal at a specific point in time. If the sampling 3.1, 3.2 takes place, for example, regularly with a predetermined time interval Ati, At 2 of 20 ms, the work can thus be calculated every 20 ms. After the activation has ended, that is to say outside the activation period Ats, the sum of all work within the activation period Ats can then be formed and compared with a defined limit value. According to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the limit value could therefore be calculated here:
Worenz = -150 mA 9,5 V 20 ms = -28,5 J. Where renz = -150 mA 9.5 V 20 ms = -28.5 J.
Das bedeutet, die korrekte Funktionsfähigkeit des Stellmotors kann in diesem Fall nur dann bestätigt werden, wenn der Absolutwert der Summe aller Arbeiten dem absoluten Grenzwert von 28,5 J entspricht oder den Grenzwert überschreitet. This means that the correct functioning of the servomotor can only be confirmed in this case if the absolute value of the sum of all work corresponds to the absolute limit of 28.5 J or exceeds the limit.
Anders formuliert kann in diesem weiteren Ausführungsbeispiel das Stromprofil des Stellmotors ebenfalls zum Beispiel alle 20 ms abgetastet werden. Aus den Abtastwerten kann dann allerdings die umgesetzte Arbeit berechnet werden. Dazu können die einzelnen Arbeiten pro vorgegebenem Zeitabstand Ati, Ät2 kumuliert werden und mit einem Referenzwert, das heißt dem Grenzwert, verglichen werden. Liegt die Summe der Arbeiten unter dem Referenzwert, hat keine korrekte Ansteuerung des Schlosses stattgefunden. Das Schloss wurde also nicht korrekt entriegelt. Befindet sich der Laststrom, also das Ansteuersignal 2, der elektromechanischen Last unterhalb des Schwellwerts 4, wie in Fig. 1 beispielsweise bei 40 ms gezeigt, ergibt sich die Arbeit zu 0 J, da der Strom aufgrund der Sensitivität des Mikrokontrollers in diesem Fall als 0 A erfasst wird. In other words, the current profile of the servomotor can also be sampled every 20 ms, for example. From the samples However, the work done can then be calculated. For this purpose, the individual work can be cumulated per given time interval Ati, Ät 2 and compared with a reference value, i.e. the limit value. If the sum of the work is below the reference value, the lock was not activated correctly. The lock was not unlocked correctly. If the load current, that is to say the control signal 2, of the electromechanical load is below the threshold value 4, as shown in FIG. 1 for example at 40 ms, the work results in 0 J since the current is 0 in this case due to the sensitivity of the microcontroller A is detected.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten eine Ausführungsform des beschriebenen Diagnoseverfahrens. Wird eine elektromechanische Last, also beispielsweise ein Stellmotor, zum Entriegeln oder Verriegeln eines Kraftfahrzeugschlosses mit einem Ansteuersignal angesteuert, kann in einem ersten Schritt 20 das Diagnoseverfahren gestartet werden. Nach dem Start kann in einem Schritt 21 ein Zähler auf null gesetzt und eine Abtastzeit zum Beispiel auf 20 ms festgelegt werden. In einem Schritt 22 kann dann der aktuelle Wert des Ansteuersignals 2 der elektromechanischen Last, also beispielsweise die Stromstärke, erfasst und mit einem definierten Schwellwert 4 verglichen werden. Überschreitet der aktuelle Wert des Ansteuersignals, also der absolute Abtastwert, den absoluten Schwellwert 4, der beispielsweise als 150 mA festgelegt sein kann, kann in Schritt 22 der Zähler um eins hochgezählt werden. Anschließend kann in einem Schritt 24 überprüft werden, ob die Ansteuerung der elektromechanischen Last bereits beendet ist. Überschreitet der Abtastwert den Schwellwert in Schritt 22 nicht, kann der Zähler nicht hochgezählt werden und es folgt direkt Schritt 24. In Schritt 24 gibt es nun zwei Möglichkeiten. Ist die Ansteuerung nicht beendet, kann in Schritt 25 entsprechend des festgelegten Zeitabstands ein neuer Zeitpunkt zum Erfassen eines neuen Abtastwerts festgelegt werden. Zu dem neuen Abtastzeitpunkt kann dann in Schritt 22 erneut ein Abtastwert bestimmt und mit dem Schwellwert 4 verglichen werden. Dabei können die Schritte 22 bis 25 infolge so oft durchlaufen werden, bis in Schritt 24 festgestellt wird, dass die Ansteuerung beendet ist. Ist die Ansteuerung beendet, kann in Schritt 26 der Zählerstand überprüft werden. Ist der Zählerstand in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 beispielsweise größer gleich drei, das heißt, es wurden in Schritt 22 zumindest drei absolute Abtastwerte erfasst, die den absoluten Schwellwert 4 überschreiten, kann das Verfahren in einem Schritt 28 beendet werden. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, kann in Schritt 27 ein Eintrag in einem Fehlerspeicher erfolgen, bevor das Verfahren in Schritt 28 beendet werden kann. 2 shows a flowchart of method steps of an embodiment of the described diagnostic method. If an electromechanical load, for example a servomotor, is activated with a control signal to unlock or lock a motor vehicle lock, the diagnostic method can be started in a first step 20. After the start, a counter can be set to zero in a step 21 and a sampling time can be set, for example, to 20 ms. In a step 22, the current value of the control signal 2 of the electromechanical load, that is to say for example the current strength, can then be detected and compared with a defined threshold value 4. If the current value of the control signal, that is to say the absolute sample value, exceeds the absolute threshold value 4, which can be defined, for example, as 150 mA, the counter can be incremented by one in step 22. It can then be checked in a step 24 whether the activation of the electromechanical load has already ended. If the sample value does not exceed the threshold value in step 22, the counter cannot be counted up and step 24 follows immediately. In step 24 there are now two possibilities. If the activation has not ended, a new point in time for acquiring a new sample value can be defined in step 25 in accordance with the defined time interval. At the new sampling time, a sampling value can then be determined again in step 22 and compared with the threshold value 4. Steps 22 to 25 can be carried out as often as a result until it is determined in step 24 that control has ended. When the control is finished, the counter reading can be checked in step 26. If, for example, the counter reading in the exemplary embodiment in FIG. 2 is greater than or equal to three, that is to say that at least three absolute sample values that exceed the absolute threshold value 4 were recorded in step 22, the method can be ended in a step 28. If this condition is not met, an entry can be made in an error memory in step 27 before the method can be ended in step 28.
Die Fig. 3 zeigt ähnlich wie die Fig. 1 das Ansteuersignal 2 eines Stellmotors für ein Kraftfahrzeugschloss während des Entriegelns. Jedoch ist hier ein Ausführungsbeispiel einer weiteren Ausführungsvariante des Diagnoseverfahrens dargestellt. Dabei kann innerhalb des Ansteuerzeitraums Ats zum Beispiel in Abhängigkeit von dem Einschwingverhalten während des Anschaltens des Stellmotors eine vorgegebene Zeitspanne At gewählt werden. Insbesondere ist die vorgegebene Zeitspanne dabei kürzer als der Ansteuerzeitraum Ats. In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist eine vorgegebene Zeitspanne At von etwa 300 ms und ein Ansteuerzeitraum Ats von etwa 550 ms dargestellt. FIG. 3 shows, similar to FIG. 1, the control signal 2 of a servomotor for a motor vehicle lock during the unlocking. However, here is an embodiment of one shown another embodiment of the diagnostic method. In this case, a predetermined time period At can be selected within the control period Ats, for example as a function of the transient response when the servomotor is switched on. In particular, the predetermined time period is shorter than the control period Ats. In the exemplary embodiment in FIG. 3, a predetermined time period At of approximately 300 ms and a control period Ats of approximately 550 ms are shown.
Zusätzlich zu der vorgegebenen Zeitspanne At kann auch ein Einschwingzeitraum Ati festgelegt werden, wodurch der Beginn des Diagnoseverfahrens verzögert werden kann. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich der Einschwingzeitraum Ati zu etwa 20 ms. In addition to the predetermined time period At, a settling period Ati can also be defined, as a result of which the start of the diagnostic method can be delayed. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the settling period Ati is approximately 20 ms.
Um gemäß dieser Ausführungsform der Ausführungsvariante des Diagnoseverfahrens festzustellen, ob der Stellmotor korrekt angesteuert wurde, kann hier das Ansteuersignal 2 innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne At erfasst werden. Anschließend kann festgestellt werden, ob das absolute Ansteuersignal 2 innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne At zumindest einmal einen absoluten Schwellwert 4 übersteigt. Der Schwellwert ist in Fig. 3 wie in Fig. 1 als -150 mA festgelegt. In order to determine, according to this embodiment of the embodiment variant of the diagnostic method, whether the servomotor has been actuated correctly, the actuation signal 2 can be detected here within the predetermined time period At. It can then be determined whether the absolute control signal 2 exceeds an absolute threshold value 4 at least once within the predetermined time period At. The threshold value is determined in FIG. 3 as -150 mA as in FIG. 1.
In Fig. 3 ist gezeigt, dass das Ansteuersignal 2 innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne At für eine tatsächliche Zeitspanne von At3, die etwa 250 ms beträgt, den Schwellwert 4 überschreitet. Da in Fig. 3 der Stellmotor mit einem negativen Strom angesteuert wird, heißt es umgekehrt, dass der Betrag des Ansteuersignals für eine tatsächliche Zeitspanne At3 von etwa 250 ms den Betrag des Schwellwerts nicht überschreitet. Da die tatsächliche Zeitspanne At3 kleiner ist als die vorgegebene Zeitspanne At und das absolute Ansteuersignal den absoluten Schwellwert innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne At, aber außerhalb der tatsächlichen Zeitspanne At3 überschreitet, kann festgestellt werden, dass der Stellmotor in diesem Fall korrekt angesteuert wird. Daraufhin kann der Mikrokontroller einen Bestätigungswert generieren, der die korrekte Funktionsweise des Stellmotors repräsentiert. FIG. 3 shows that the control signal 2 exceeds the threshold value 4 within the predetermined time period At for an actual time period At 3 , which is approximately 250 ms. Since the servomotor in FIG. 3 is driven with a negative current, conversely it means that the amount of the drive signal for an actual time period At 3 of approximately 250 ms does not exceed the amount of the threshold value. Since the actual time period At 3 is smaller than the specified time period At and the absolute control signal exceeds the absolute threshold value within the specified time period At, but outside the actual time period At 3 , it can be determined that the servomotor is controlled correctly in this case. The microcontroller can then generate a confirmation value that represents the correct functioning of the servomotor.
Anders ausgedrückt, kann das in Fig. 3 gezeigte Diagnosekonzept ebenfalls in der verbauten Hardware eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel einem Mikrokontroller, realisiert werden. Dazu kann in den Mikrokontroller eine Logik implementiert werden, die erst bei einer Unterschreitung einer definierten Stromschwelle, das heißt eines absoluten Schwellwerts 4, im direkten Zusammenhang mit einer bestimmten Zeitspanne, der vorgegebenen Zeitspanne At, einen Fehler erkennt. Für die Stromschwelle kann beispielsweise ein Wert von 150 mA angenommen werden, der also in jedem Fall korrekt diagnostizierbar ist. Eine zugehörige Zeitspanne kann zum Beispiel als 300 ms festgelegt werden. Im Zusammenhang bedeutet dies konkret, dass nur dann ein Fehler vorliegt, das heißt, dass der Stellmotor nur dann nicht korrekt angesteuert wurde, wenn der Strom die Schwelle von 150 mA mehr als 300 ms lang nicht überschreitet. In other words, the diagnostic concept shown in FIG. 3 can also be implemented in the built-in hardware of an on-board network of a motor vehicle, for example a microcontroller. For this purpose, logic can be implemented in the microcontroller, which only detects an error when a defined current threshold, ie an absolute threshold value 4, is undershot in direct connection with a specific time period, the specified time period At. For example, a value of 150 mA can be assumed for the current threshold, which is correct in every case is diagnosable. An associated time period can be set, for example, as 300 ms. In context, this means specifically that there is only a fault, i.e. that the servomotor was not correctly controlled only if the current did not exceed the 150 mA threshold for more than 300 ms.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Diagnosekonzept für einen Lastenstrom bereitgestellt werden kann. Overall, the examples show how a diagnostic concept for a load current can be provided by the invention.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Diagramm des Stromverlaufs über die Zeit1 diagram of the current curve over time
2 Ansteuersignal 2 control signal
3.1 Abtastung  3.1 sampling
3.2 Abtastung  3.2 sampling
4 Schwellwert  4 threshold
20 erster Schritt  20 first step
21 zweiter Schritt  21 second step
22 dritter Schritt  22 third step
23 vierter Schritt  23 fourth step
24 fünfter Schritt  24 fifth step
25 sechster Schritt  25 sixth step
26 siebter Schritt  26 seventh step
27 achter Schritt  27 eighth step
28 neunter Schritt  28 ninth step
I Strom  I current
t Zeit t time
At vorgegebene Zeitspanne  At given time period
Ati vorgegebener Zeitabstand  Ati predetermined time interval
At2 vorgegebener Zeitabstand At 2 given time interval
At3 tatsächliche Zeitspanne At 3 actual times
Ats Einschwingzeitraum  Ats settling period
Ats Ansteuerzeitraum  Ats drive period

Claims

Patentansprüche claims
1. Diagnoseverfahren zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechani- schen Last in einer elektrischen Schaltung, umfassend 1. Diagnostic method for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit, comprising
a) Ansteuern der elektromechanischen Last mit einem Ansteuersignal (2), b) Erfassen eines ersten Istwerts des Ansteuersignals (2), und  a) triggering the electromechanical load with a trigger signal (2), b) detecting a first actual value of the trigger signal (2), and
c) Vergleichen eines Betrags eines vorgegebenen Schwellwerts mit einem Betrag des ersten Istwerts,  c) comparing an amount of a predetermined threshold value with an amount of the first actual value,
gekennzeichnet durch folgende Schritte  characterized by the following steps
d) Wiederholen der Schritte b) und c) in vorgegebenen Zeitabständen (Ati, At2) so- lange das Ansteuern gemäß Schritt a) erfolgt, und d) repeating steps b) and c) at predetermined time intervals (Ati, At 2 ) as long as the activation according to step a) takes place, and
e) Generieren eines Bestätigungswerts, welcher die Funktionsfähigkeit der elektro- mechanischen Last repräsentiert, nur wenn bei mindestens zwei Durchläufen des Schritts c) der Betrag des ersten Istwerts wenigstens so groß ist, wie der Be- trag des Schwellwerts (4).  e) Generating a confirmation value, which represents the functionality of the electromechanical load, only if, in at least two passes of step c), the amount of the first actual value is at least as large as the amount of the threshold value (4).
2. Diagnoseverfahren nach Anspruch 1 , 2. Diagnostic method according to claim 1,
gekennzeichnet durch  marked by
f) Generieren eines Fehlerwerts, welcher eine Nicht-Funktionsfähigkeit der elekt- romechanischen Last repräsentiert, nur wenn das Ansteuern der elektromecha- nischen Last gemäß Schritt a) beendet ist und nur wenn bei weniger als zwei Durchläufen des Schritts c) der Betrag des ersten Istwerts wenigstens so groß ist, wie der Betrag des Schwellwerts (4).  f) generation of an error value which represents a non-functionality of the electromechanical load only when the activation of the electromechanical load according to step a) has ended and only when the amount of the first actual value is reached after less than two passes of step c) is at least as large as the amount of the threshold value (4).
3. Diagnoseverfahren zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechani- schen Last in einer elektrischen Schaltung, umfassend 3. Diagnostic method for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit, comprising
g) Ansteuern der elektromechanischen Last mit einem Ansteuersignal (2), und h) Erfassen eines ersten Istwerts des Ansteuersignals (2),  g) triggering the electromechanical load with a trigger signal (2), and h) detecting a first actual value of the trigger signal (2),
gekennzeichnet durch folgenden Schritt  characterized by the following step
i) Generieren eines Bestätigungswerts, welcher die Funktionsfähigkeit der elektro- mechanischen Last repräsentiert, nur wenn der Betrag des ersten Istwerts höchstens eine vorgegebene Zeitspanne (At) lang kleiner ist als ein Betrag eines vorgegebenen Schwellwerts (4).  i) Generating a confirmation value, which represents the functionality of the electromechanical load, only if the amount of the first actual value is less than an amount of a predetermined threshold value (4) for at most a predetermined time period (At).
4. Diagnoseverfahren zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechani- schen Last in einer elektrischen Schaltung, umfassend j) Ansteuern der elektromechanischen Last mit einem Ansteuersignal (2), k) Erfassen eines ersten Istwerts des Ansteuersignals (2), und 4. Diagnostic method for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit, comprising j) triggering the electromechanical load with a trigger signal (2), k) detecting a first actual value of the trigger signal (2), and
L) Festlegen eines zweiten Istwerts des Ansteuersignals (2), der von dem ersten Istwert abhängt,  L) determining a second actual value of the control signal (2), which depends on the first actual value,
gekennzeichnet durch folgende Schritte  characterized by the following steps
m) Wiederholen der Schritte k) und I) in vorgegebenen Zeitabständen (Ati, At2) so- lange das Ansteuern gemäß Schritt j) erfolgt, und m) repeating steps k) and I) at predetermined time intervals (Ati, At 2 ) as long as the control is carried out according to step j), and
n) Generieren eines Bestätigungswerts, welcher die Funktionsfähigkeit der elektro- mechanischen Last repräsentiert, nur wenn eine Summe von Beträgen der jewei- ligen zweiten Istwerte zumindest so groß ist, wie ein Betrag eines vorgegebenen Schwellwerts.  n) Generating a confirmation value, which represents the functionality of the electromechanical load, only if a sum of amounts of the respective second actual values is at least as large as an amount of a predetermined threshold value.
5. Diagnoseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Diagnostic method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
o) das Ansteuern der elektromechanischen Last mit einem Strom erfolgt.  o) the electromechanical load is controlled with a current.
6. Diagnoseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Diagnostic method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
p) der erste Istwert eine Stromstärke ist.  p) the first actual value is a current.
7. Diagnoseverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, 7. Diagnostic method according to one of claims 4 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
q) der zweite Istwert eine elektrische Arbeit ist.  q) the second actual value is electrical work.
8. Computerprogrammprodukt umfassend eine Reihe von Anweisungen, die, wenn sie durch mindestens einen Prozessor ausgeführt werden, eine Diagnosevorrichtung veranlassen ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Verifi- zieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechanischen Last in einer elektrischen Schaltung auszuführen. 8. A computer program product comprising a series of instructions which, when executed by at least one processor, cause a diagnostic device to carry out a method according to one of the preceding claims for verifying the operability of an electromechanical load in an electrical circuit.
9. Diagnosevorrichtung zum Verifizieren einer Funktionsfähigkeit einer elektromechani- schen Last in einer elektrischen Schaltung, mit einer Recheneinrichtung, die dazu ausgebildet ist, ein Diagnoseverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 auszuführen. 9. Diagnostic device for verifying the functionality of an electromechanical load in an electrical circuit, with a computing device which is designed to carry out a diagnostic method according to one of the preceding claims 1 to 7.
10. Fahrzeug mit einer Diagnosevorrichtung gemäß Anspruch 9. 10. Vehicle with a diagnostic device according to claim 9.
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