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Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Automobile. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Rechenvorrichtung zum Erzeugen einer Steuertabelle für einen Elektromotor. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen entsprechenden Computerprogrammcode, ein computerlesbares Speichermedium sowie eine elektronische Rechenvorrichtung.
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Um ein Drehmoment an einem Elektromotor oder einem Elektromotor zu erzeugen, kann eine 2D-Steuertabelle verwendet werden, die Informationen darüber liefert, wie viel Strom auf der Grundlage verschiedener Bedingungen eingespeist werden soll, wie z. B. des Flusses, der aus Spannung und Drehzahl besteht, und des erforderlichen Drehmoments. Gesammelt aus Tests, können die Flussdaten und/oder eine Flusstabelle, die durch Daten des Elektromotors bestimmt werden kann, in einer zweidimensionalen Steuertabelle zusammengefasst werden. Die Flussdaten führen jedoch möglicherweise nicht immer zu den besten Ergebnissen, insbesondere in Bezug auf das genaue Drehmoment.
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Die konventionelle Arbeit nach dem Stand der Technik kann es erfordern, dass ein Ingenieur den Skalierungsfaktor auf der Grundlage der Entfernung der Drehmomentgenauigkeit bestimmt. Der Ingenieur kann den Radius für den kreisförmigen Bereich auswählen, um zu entscheiden, wie viel Fläche skaliert werden soll, um das Drehmoment zu verbessern. Sobald der Bereich ausgewählt ist, kann die Skalierung angewendet werden, die sich am stärksten auf die Mitte des Kreises auswirkt und sich linear verjüngt, bis der Umfang des Kreises erreicht ist.
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Eine automatische Kalibrierung kann angewendet werden, um den Kalibrierungsprozess zu verbessern. Eine Drehmomentgenauigkeitsprüfung kann über verschiedene Drehzahl- und Drehmomentstufen hinweg eingesetzt werden. Basierend auf den Ergebnissen des Tests können Fehler in der zweidimensionalen Kontrolltabelle identifiziert und Korrekturen an den Flusswerten vorgenommen werden, indem die Flusswerte höher oder niedriger skaliert werden. Die skalierten Flusswerte können unter Verwendung eines statistischen Ansatzes bestimmt werden, um den Bereich der Skalierung und den Skalierungsfaktor zu bestimmen, den ein Skalierungsmodul implementieren kann. Das Skalierungsmodul kann mindestens zwei Eingaben, das Prüfergebnis des Drehmoment-Genauigkeits-Tests und die vorherige Steuertabelle mit Flusswerten, verarbeiten und eine neue Steuertabelle ausgeben, die zur Prüfung bereit ist.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, einen Computerprogrammcode, ein computerlesbares Speichermedium sowie eine elektronische Rechenvorrichtung bereitzustellen, durch die ein effizienterer Weg zum Erzeugen einer Steuertabelle für einen Elektromotor bereitgestellt wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, einen Computerprogrammcode, ein computerlesbares Speichermedium sowie eine elektronische Rechenvorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Rechenvorrichtung zum Erzeugen einer Steuertabelle für einen Elektromotor. In einem ersten Schritt wird a) mindestens eine Flusstabelle für den Elektromotor bereitgestellt. In einem zweiten Schritt b) wird eine Drehmoment-Genauigkeitsprüfung in Abhängigkeit von der mindestens einen Flussmitteltabelle durchgeführt. In einem dritten Schritt c) wird eine Skalierung auf der Flusstabelle in Abhängigkeit vom Ergebnis der Drehmoment-Genauigkeitsprüfung durchgeführt, und für den Elektromotor wird in Abhängigkeit von der Skalierung eine neue Flusstabelle erzeugt, und die Schritte b) bis c) können so lange wiederholt werden, bis eine vorgesehene Schwelle für eine optimierte Steuertabelle erreicht ist.
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Der Kalibrierungsprozess kann ein iterativer Prozess sein, der sich so lange wiederholt, bis die Drehmomentgenauigkeit erreicht ist. Daher wird eine Lösung vorgestellt, um den sich wiederholenden Prozess zu rationalisieren, indem alle damit verbundenen Kalibrierungsaufgaben automatisiert und der menschliche Aufwand minimiert wird. Das herkömmliche Verfahren wird in Bestandteile zerlegt. Zum Beispiel kann die Steuertabellenerzeugung, die auf den experimentellen Flussdaten basiert, auf einen Prozessor, eine Steuerung und/oder eine andere Recheneinheit, wie z. B. einen Computer, heruntergeladen werden, der den Elektromotor steuern kann. Andere Elemente und/oder Verfahren können beispielsweise das Flashen zum Flashen des Steuergeräts, den Drehmoment-Genauigkeitstest und die Skalierung der ersten Werte auf der Grundlage der Testergebnisse umfassen.
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Eines der Hauptmerkmale der Erfindung ist die Skalierung des Flusses in einem Modul der elektronischen Rechenvorrichtung. Das Skalierungsmodul kann einen statistischen Ansatz verwenden, um den Bereich der Skalierung und den Skalierungsfaktor zu bestimmen, der verwendet werden kann. Die Flussskalierung kann zwei Eingaben ermitteln und verarbeiten, insbesondere das Testergebnis der Genauigkeitsprüfung und der vorherigen Flusstabelle und kann Ausgaben für eine neue Tabelle bestimmen, die zur Prüfung bereit ist.
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Der Vorteil der Automatisierung der Kalibrierungsaktivität kann Kosten- und Zeiteinsparungen umfassen. Das derzeitige Verfahren nach dem Stand der Technik, das manuell durchgeführt wird, dauert aufgrund der Art von Versuch und Irrtum und der damit verbundenen Wiederholungen etwa drei bis vier Wochen. Außerdem kann jeder Schritt des Verfahrens eine menschliche Eingabe erfordern, um sie manuell zu analysieren und auszulösen. Durch die Automatisierung kann jede unzusammenhängende Aufgabe harmonisch zusammenarbeiten und automatisch aufgerufen werden. Die vorliegende Erfindung kann enorm viel Zeit sparen, insbesondere bei Tests über Nacht, da die Kalibrierung möglicherweise nicht mehr auf die menschliche Eingabe warten muss. Darüber hinaus kann mit einem statistischen Ansatz, der im Skalierungsmodul verwendet wird, die Modifikations- und Kalibrierungsaktivität einem Vorhersagemodell folgen und hängt nicht mehr von menschlichen Eingaben ab. Die Verbesserungen ermöglichen möglicherweise eine strategischere Kalibrierungsarbeit.
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Gemäß einer Ausführungsform wird das Ergebnis der Drehmoment-Genauigkeitsprüfung gespeichert, und das gespeicherte Ergebnis wird zum Erzeugen einer zukünftigen neuen Flusstabelle verwendet. Eine lineare Regressionsanalyse kann auf die gespeicherten Ergebnisse angewendet werden, und die identifizierten fehlerhaften Punkte in den gespeicherten Drehmoment-Genauigkeits-Testdaten können zum Bestimmen eines Skalierungsfaktors für das Skalierungsmodul verwendet werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine Exponentialfunktion zum Erzeugen der neuen Flusstabelle verwendet werden.
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Insbesondere handelt es sich bei dem Verfahren um ein computerimplementiertes Verfahren. Daher bezieht sich ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung auf einen Computerprogrammcode, der Programmcodemittel zum Ausführen eines Verfahrens gemäß dem vorhergehenden Aspekt umfasst. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, das den Computerprogrammcode gemäß dem vorhergehenden Aspekt enthält. Das computerlesbare Speichermedium kann als nicht-transitorisches Speichermedium ausgestaltet sein.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine elektronische Rechenvorrichtung zum Erzeugen einer Steuertabelle für einen Elektromotor, wobei die elektronische Rechenvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß dem vorhergehenden Aspekt konfiguriert sein kann. Insbesondere kann das Verfahren durch die elektronische Recheneinrichtung durchgeführt werden.
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Die elektronische Rechenvorrichtung umfasst elektronische Mittel, beispielsweise Prozessoren, Schaltungen, insbesondere integrierte Schaltkreise, und weitere elektronische Mittel zum Ausführen eines Verfahrens.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Formen der elektronischen Rechenvorrichtung anzusehen. Daher umfasst die elektronische Rechenvorrichtung Mittel zum Ausführen des Verfahrens.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie aus den Zeichnungen. Die Merkmale und Merkmalskombinationen, die zuvor in der Beschreibung erwähnt wurden, sowie die Merkmale und Merkmalskombinationen, die in der folgenden Beschreibung der Figuren erwähnt und/oder in den Figuren allein gezeigt sind, können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in jeder anderen Kombination oder allein genommen werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die neuen Merkmale und das Merkmal der Offenbarung sind in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Offenbarung eingearbeitet sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die offenbarten Prinzipien zu erläutern. Die gleichen Zahlen werden in den Abbildungen verwendet, um auf ähnliche Merkmale und Komponenten zu verweisen. Eine Ausführungsform eines Systems und/oder von Verfahren in Übereinstimmung mit Ausführungsformen des vorliegenden Gegenstands wird nun im Folgenden nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.
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Die Zeichnungen zeigen in:
- 1 ein schematisches Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens; und
- 2 eine schematische Seitenansicht nach einem Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs.
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In den Figuren sind die gleichen Elemente oder Elemente mit der gleichen Funktion durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In dem vorliegenden Dokument wird das Wort „beispielhaft“ verwendet, um „als Beispiel, Beispiel oder Veranschaulichung dienend“ zu bedeuten. Jede Ausführungsform oder Implementierung des vorliegenden Gegenstands, die hierin als „beispielhaft“ beschrieben wird, ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen auszulegen.
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Während die Offenbarung anfällig für verschiedene Modifikationen und alternative Formen ist, wurden spezifische Ausführungsformen davon beispielhaft in der Zeichnung gezeigt und werden im Folgenden ausführlich beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, dass es nicht beabsichtigt ist, die Offenbarung auf die einzelnen offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass die Offenbarung im Gegenteil alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdecken soll, die in den Schutzbereich der Offenbarung fallen.
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Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“ oder andere Variationen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, so dass eine Einrichtung, eine Vorrichtung oder ein Verfahren, die eine Liste von Komponenten oder Schritten umfasst, nicht nur diese Komponenten oder Schritte umfasst, sondern auch andere Komponenten oder Schritte umfassen kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt oder einer solchen Einrichtung oder Vorrichtung oder einem solchen Verfahren inhärent sind. Mit anderen Worten schließt ein oder mehrere Elemente in einem System oder einer Vorrichtung, denen „umfasst“ oder „umfasst“ vorangestellt ist, ohne weitere Einschränkungen die Existenz anderer Elemente oder zusätzlicher Elemente in dem System oder Verfahren nicht aus.
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In der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform der Offenbarung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, die Teil dieser Offenbarung ist und in der zur Veranschaulichung eine spezifische Ausführungsform gezeigt ist, in der die Offenbarung ausgeführt werden kann. Diese Ausführungsform ist hinreichend detailliert beschrieben, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die Offenbarung zu praktizieren, und es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen verwendet werden können und dass Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende Beschreibung ist daher nicht einschränkend zu verstehen.
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1 zeigt ein schematisches Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens. Insbesondere wird ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Recheneinrichtung 10 zum Erzeugen einer Steuertabelle 12 für einen Elektromotor 24 (2), insbesondere eines Kraftfahrzeugs 26 (2), bereitgestellt. In einigen Ausführungsformen kann sich die elektronische Rechenvorrichtung 10 außerhalb des Kraftfahrzeugs 26 befinden. In einem ersten Schritt S1 wird mindestens eine Flussmitteltabelle 14 für den Elektromotor 24 bereitgestellt. In einem zweiten Schritt S2 wird ein Drehmoment-Genauigkeitstest 16 in Abhängigkeit von der mindestens einen Flusstabelle 14 durchgeführt. In einem dritten Schritt S3 wird eine Skalierung 18 der Flusstabelle 16 in Abhängigkeit vom Ergebnis des Drehmoment-Genauigkeits-Tests 16 durchgeführt. In einem vierten Schritt S4 wird für den Elektromotor 24 in Abhängigkeit von der Skalierung eine neue Flusstabelle 20 erzeugt, und es wird eine Wiederholung 22 durchgeführt, insbesondere von den Schritten S2 bis S4, bis eine vorgesehene Schwelle für eine optimierte Steuertabelle 12 erreicht ist.
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Die Lösung besteht darin, diesen sich wiederholenden Prozess zu rationalisieren, indem alle damit verbundenen Aufgaben automatisiert und der menschliche Aufwand minimiert wird. Das Verfahren kann in Komponenten unterteilt werden, wie in 1 gezeigt. Zum Beispiel besteht die Rolle einer Steuertabellenerzeugung darin, experimentelle Flussdaten zu nehmen und eine Steuertabelle 12 zu erzeugen, auf die von der elektronischen Recheneinheit 10 zugegriffen werden kann, wie z. B. einer elektronischen Steuereinheit (ECU), die den Elektromotor 24 steuern kann, und/oder anderen elektronischen Recheneinheiten, die sich außerhalb des Kraftfahrzeugs 10 befinden können. Der Kalibrierungsprozess ist ein iterativer Prozess, der sich in einer Schleife dreht, bis das Ziel der Drehmomentgenauigkeit mithilfe linearer Regression und/oder Exponentialfunktionen erreicht ist.
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Eines der Hauptmerkmale dieser automatisierten Kalibrierung kann sich in einem sogenannten „Scale Flux“-Modul befinden. Das Skalierungsmodul 18 verwendet einen statistischen Ansatz, um den Skalierungsbereich und den Skalierungsfaktor zu bestimmen, den das Skalierungsmodul 18 implementieren kann. Das Skalierungsmodul 18 kann mindestens zwei Eingaben verarbeiten, das Testergebnis des Drehmoment-Genauigkeits-Tests 16 und der vorherigen Flusstabelle 14, und kann eine neue Tabelle ausgeben, die zum Testen bereit ist.
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Diese automatische Kalibrierung kann zwei Programmiersprachen verwenden. Der Hauptrahmen kann auf einer Programmierplattform aufgebaut sein, während die Daten und/oder die statistische Analyse auf einer anderen Programmierplattform durchgeführt werden können. Dies bedeutet, dass der Programmcode auf einer oder mehreren Programmierplattformen implementiert werden kann und alle automatisierten Prozesse implementieren kann, wie z. B. das Flashen des Computermoduls, das Kommunizieren mit der elektronischen Recheneinheit in einer Testeinrichtung zum Ausführen von Testfällen und das Auslösen von Programmcodes zum Formatieren der Flusstabelle 14. Eine Kombination aus API-Bibliotheken (Application Programming Interface) und grundlegenden Automatisierungsfunktionen kann verwendet werden, um eine solche Automatisierung durchzuführen.
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Mit dieser neuen elektronischen Rechenvorrichtung 10 kann jedoch das Skalierungsmodul 18 frühere Testdaten speichern, so dass, wenn die aktuelle Skalierung stattfindet, das Skalierungsmodul 18 über den Faktor auf der Grundlage der vorherigen Daten entscheidet. Das Skalierungsmodul 18 kann die Daten linear zwischen den früheren fehlerhaften Punkten und dem Skalierungsfaktor zurückführen. Abhängig von den Bedingungen der Spannung und Geschwindigkeit kann sich die Skalierungsrichtung ändern. Als Ergebnis kann durch lineare Regression aller vergangenen Skalierungsfaktoren ein optimierter Skalierungsfaktor bestimmt werden, der zum Minimieren der Auswirkungen auf die vorhergehenden Datenpunkte verwendet wird.
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Die Ausgabe der Regression kann als Startpunkt verwendet werden, d. h. der Skalierungsfaktor, der an der Stelle verwendet wird, an der der Fehler gemeldet wurde. Im Gegensatz zur herkömmlichen Methode zur Auswahl des Radius für den kreisförmigen Bereich verwendet diese automatisierte Kalibrierung eine Exponentialfunktion, um sich zu verjüngen. Durch die Verwendung der Exponentialfunktion, die in der folgenden Gleichung aufgeführt ist, kann die Auswahl eines Radius eliminiert werden. Stattdessen kann die als Lambda bezeichnete Rate durch das Skalierungsflussmodul 18 bestimmt werden, das in diesem Fall die Abklingrate bestimmt. Die Automatisierung kann mit einer langsameren Geschwindigkeit beginnen und langsam inkrementiert werden, wenn die Steuertabelle 12 nicht erzeugt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Exponentialfunktion kann die Auswirkungen der Skalierung sein. Beispielsweise kann die Skalierung im Vergleich zur linearen Interpolation minimal sein, da die Exponentialfunktion viel schneller abklingt und weniger Spuren zu anderen nahe gelegenen Punkten hinterlässt. Unter Verwendung der folgenden Gleichung kann das Skalierungsflussmodul 18 durch die vorhergehende Flusstabelle 14 iterieren und den Skalierungsfaktor basierend auf der Gleichung bestimmen. In der Mitte kann das Anwenden des vorgeschlagenen Skalierungsfaktors aus der linearen Regression und/oder Exponentialfunktionen durchgeführt werden, und als elektronisches Rechengerät 10 bestimmt sich der Skalierungsfaktor, der sich auf das Drehmoment und den Mittelpunkt des Kreisbereichs auswirken kann. Der kreisförmige Bereich kann durch eine Reihe von Datenpunkten definiert werden, die Drehmomentgenauigkeitsprüfwerte und Fehler enthalten, die einem Skalierungsfaktor und/oder einem Flusswert in der Flusstabelle entsprechen. Der Skalierungsfaktor kann gegen 1 konvergieren (keine Skalierung).
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Dabei ist S0 der anfängliche Skalierungsfaktor, x der Abstand vom Mittelpunkt und λ die konstante Abklingrate.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- elektronisches Rechengerät
- 12
- Steuertabelle
- 14
- Flussmittel-Tabelle
- 16
- Drehmoment-Genauigkeits-Test
- 18
- Skalierung
- 20
- Neuer Flux-Tisch
- 22
- Wiederholung
- 24
- Elektromotor
- 26
- Kraftfahrzeug
- S1 bis S5
- Schritte der Erfindung