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DE102019200600B3 - Method for predicting a fault on an actuator in a vehicle and application-specific circuit for implementing such a method - Google Patents

Method for predicting a fault on an actuator in a vehicle and application-specific circuit for implementing such a method Download PDF

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DE102019200600B3
DE102019200600B3 DE102019200600.0A DE102019200600A DE102019200600B3 DE 102019200600 B3 DE102019200600 B3 DE 102019200600B3 DE 102019200600 A DE102019200600 A DE 102019200600A DE 102019200600 B3 DE102019200600 B3 DE 102019200600B3
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probability density
density distribution
determined
actuator
parking lock
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German (de)
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Razvan Mocanu
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Vitesco Technologies Germany GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prädiktion einer Störung an einem Aktuator (3) eines Fahrzeugs. Für mindestens einen Störungstyp wird eine diskrete Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung eines Energiewerts bestimmt. Der für jeweils eine Betätigung des Aktuators (3) erforderliche Energiewert wird fortlaufend ermittelt und in einer Speichereinheit (4.1) abgelegt. Aus den fortlaufend abgelegten Energiewerten wird fortlaufend eine empirische diskrete Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt und fortlaufend ein Ähnlichkeitsmaß für die Ähnlichkeit der empirischen diskreten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung mit der mindestens einen diskreten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt. Eine Störung wird prädiziert, wenn das ermittelte Ähnlichkeitsmaß einen vorbestimmten Ähnlichkeitsmaßschwellwert überschreitet. Die Erfindung betrifft ferner einen ASIC zur Umsetzung des Verfahrens.

Figure DE102019200600B3_0000
The invention relates to a method for predicting a fault in an actuator (3) of a vehicle. A discrete pattern probability density distribution of an energy value is determined for at least one type of disturbance. The energy value required for each actuation of the actuator (3) is continuously determined and stored in a storage unit (4.1). An empirical discrete probability density distribution is continuously determined from the continuously stored energy values, and a similarity measure for the similarity of the empirical discrete probability density distribution with the at least one discrete pattern probability density distribution is continuously determined. A disturbance is predicted if the ascertained similarity measure exceeds a predetermined similarity measure threshold value. The invention further relates to an ASIC for implementing the method.
Figure DE102019200600B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prädiktion einer Störung oder eines Ausfalls eines elektrisch betriebenen und intermittierend betriebenen Aktuators in einem Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner einen applikationsspezifischen Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) zur Umsetzung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for predicting a malfunction or failure of an electrically operated and intermittently operated actuator in a vehicle. The invention further relates to an application-specific integrated circuit (ASIC) for implementing such a method.

Aktuatoren, welche nicht fortlaufend, sondern intermittierend betrieben werden, werden im Fahrzeug beispielsweise zum Betätigen einer Parksperre eingesetzt. Bei einer Parksperre rastet eine Sperrklinke in ein Parksperrenrad formschlüssig ein, das mit den Fahrzeugrädern gekoppelt ist. Durch die Sperrklinke sind im eingerasteten Zustand das Parksperrenrad und die Fahrzeugräder blockiert. Derartige Parksperren sind in den Dokumenten US 6273232 B1 , US 9657836 B2 , US 5807205 A , US 3610004 A und US 6481556 B1 beschrieben.Actuators that are not operated continuously but intermittently are used in the vehicle, for example, to actuate a parking lock. In the case of a parking lock, a pawl engages positively in a parking lock wheel that is coupled to the vehicle wheels. The pawl and the vehicle wheels are blocked by the pawl in the locked state. Such parking locks are in the documents US 6273232 B1 , US 9657836 B2 , US 5807205 A , US 3610004 A and US 6481556 B1 described.

Die Betätigung der Sperrklinke kann über einen elektrisch betriebenen Aktuator mittels eines Motors und optional eines Getriebes erfolgen. Der Aktuator zum Entriegeln oder Verriegeln der Sperrklinke wird für eine vorbestimmte Höchstdauer betrieben und danach bis zum nächsten Betätigungsvorgang nicht betrieben. Die Abfolge von Betätigungsvorgängen, in denen jeweils innerhalb einer vorbestimmten Höchstdauer ein vorbestimmter Betätigungsablauf vollständig ausgeführt wird, und zwischen denen Pausen ohne Betätigung liegen, wird als intermittierende Betätigung bezeichnet.The pawl can be actuated via an electrically operated actuator by means of a motor and optionally a gear. The actuator for unlocking or locking the pawl is operated for a predetermined maximum period and is then not operated until the next actuation process. The sequence of actuation processes in which a predetermined actuation sequence is carried out completely within a predetermined maximum duration and between which there are pauses without actuation is referred to as intermittent actuation.

Ein weiteres Beispiel für intermittierend betriebene Aktuatoren an einem Fahrzeug sind elektrisch betriebene Türverriegelungen. Another example of intermittently operated actuators on a vehicle are electrically operated door locks.

Die für einen einzelnen Betätigungsvorgang an einer fehlerfreien Parksperre aufzuwendende elektrische Energie hängt vom Standort, der Neigung und der Beladung des Fahrzeugs ab und ist somit nicht genau vorhersagbar.The electrical energy to be used for a single actuation process at a fault-free parking lock depends on the location, the inclination and the load of the vehicle and is therefore not exactly predictable.

Das Dokument US 20020084162 A1 beschreibt eine elektrische Parksperre mit einer Notentriegelung mittels eines Bowdenseilzugs. Das Dokument W02010104189A1 beschreibt einen Zustandsautomaten, bei dem zur korrekten Ansteuerung einer Parksperre die Drehgeschwindigkeit eines Antriebsgetriebes ausgewertet wird. Das Dokument US 9233671 B2 beschreibt eine elektrische Parksperre mit redundantem Blockierungsmechanismus, der bei einer detektierten Bewegung des Fahrzeugs automatisch aktiviert wird. Das Dokument WO 2017182207 A1 beschreibt eine hydraulisch betriebene Parksperre umfassend eine Diagnostiziereinheit für eine Feststellbremse. Weitere Ausführungsformen von Parksperren sind in den Dokumenten EP 1103744 A2 und EP 2000708 A3 beschrieben.The document US 20020084162 A1 describes an electric parking lock with an emergency release using a Bowden cable. The document W02010104189A1 describes a state machine in which the speed of rotation of a drive gear is evaluated for the correct control of a parking lock. The document US 9233671 B2 describes an electrical parking lock with a redundant blocking mechanism that is automatically activated when a detected movement of the vehicle. The document WO 2017182207 A1 describes a hydraulically operated parking lock comprising a diagnostic unit for a parking brake. Further embodiments of parking locks are in the documents EP 1103744 A2 and EP 2000708 A3 described.

Verfahren zur Prädiktion einer Störung an einem elektrisch versorgten Aktuator aus dem Stand der Technik sind aus US 9 205 560 B1 , US 2010 / 0 161 274 A1 und US 2006 / 0 142 976 A1 bekannt.Methods for predicting a fault on an electrically powered actuator from the prior art are out US 9 205 560 B1 , US 2010/0 161 274 A1 and US 2006/0 142 976 A1 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine verbesserte Vorhersage des Ausfalls eines intermittierend betätigten Aktuators in einem Fahrzeug möglich ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, einen ASIC zur Umsetzung eines solchen Verfahrens anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method with which an improved prediction of the failure of an intermittently actuated actuator in a vehicle is possible. The invention is also based on the object of specifying an ASIC for implementing such a method.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des ASIC wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.With regard to the method, the object is achieved according to the invention by the features of claim 1. With regard to the ASIC, the object is achieved according to the invention by the features of claim 10.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einem Verfahren zur Prädiktion einer Störung an einem intermittierend betätigtem elektrisch betriebenen Aktuator eines Fahrzeugs, der von einer Störung mindestens eines Störungstyps betroffen sein kann, wird für den mindestens einen Störungstyp eine diskrete Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung des für eine einzelne Betätigung des gestörten Aktuators erforderlichen elektrischen Energiewerts bestimmt. Dieser Energiewert wird für fortlaufende Betätigungen des Aktuators fortlaufend ermittelt und in einer Speichereinheit abgelegt.In a method for predicting a malfunction on an intermittently actuated electrically operated actuator of a vehicle, which may be affected by a malfunction of at least one type of malfunction, a discrete pattern probability density distribution of the electrical energy value required for a single actuation of the malfunctioning actuator is determined for the at least one malfunction type. This energy value is continuously determined for continuous actuations of the actuator and stored in a storage unit.

Aus den fortlaufend abgelegten Energiewerten wird fortlaufend eine empirische diskrete Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt. Eine empirische diskrete Wahrscheinlichkeitsverteilung kann beispielsweise durch Quantisierung der Energiewerte und durch Bildung eines Histogramms von Energiewerten, das auf die Gesamtzahl der in dem Histogramm erfassten Energiewerte normiert wird, ermittelt werden.An empirical discrete probability density distribution is continuously determined from the continuously stored energy values. An empirical discrete probability distribution can be determined, for example, by quantizing the energy values and by forming a histogram of energy values, which is normalized to the total number of energy values recorded in the histogram.

Für die Ähnlichkeit der empirischen diskreten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung mit der mindestens einen diskreten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung wird fortlaufend ein Ähnlichkeitsmaß bestimmt.A similarity measure is continuously determined for the similarity of the empirical discrete probability density distribution with the at least one discrete pattern probability density distribution.

Es wird eine Störung prädiziert oder vorhergesagt, wenn das fortlaufend bestimmte Ähnlichkeitsmaß einen vorbestimmten Ähnlichkeitsmaßschwellwert einmalig oder für eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Betätigungsvorgänge überschreitet.A disturbance is predicted or predicted if the continuously determined similarity measure exceeds a predetermined similarity measure threshold value once or for a certain number of successive actuation processes.

Alternativ oder zusätzlich kann über eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Betätigungsvorgänge ein Gradient für das jeweils bestimmte Ähnlichkeitsmaß bestimmt werden und eine Störung prädiziert oder vorhergesagt werden, wenn das fortlaufend bestimmte Ähnlichkeitsmaß einen vorbestimmten Ähnlichkeitsmaßschwellwert einmalig oder für eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Betätigungsvorgänge überschreitet oder wenn der Gradient einen vorbestimmten Gradientenschwellwert überschreitet. As an alternative or in addition, a gradient can be determined for the particular degree of similarity and a disturbance can be predicted or predicted if the continuously determined degree of similarity exceeds a predetermined similarity measure threshold value once or for a certain number of successive actuation processes or if the gradient exceeds a predetermined number Gradient threshold exceeds.

Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass eine Störung des Aktuators bereits im Prozess des Herausbildens der Störung erkannt werden kann. Dadurch kann der Fahrer über die Gefahr einer solchen Störung informiert werden und Gegenmaßnahmen ergreifen, bevor die Störung eintritt. Beispielsweise kann der Fahrer aufgefordert werden, eine Servicewerkstatt aufzusuchen. In einer Ausführungsform des Verfahrens kann eine prädizierte Störung auch direkt an eine Serviceeinrichtung, beispielsweise über ein Mobilfunknetz, übermittelt werden.An advantage of the method is that a malfunction of the actuator can already be recognized in the process of forming the malfunction. This allows the driver to be informed of the risk of such a malfunction and take countermeasures before the malfunction occurs. For example, the driver can be asked to go to a service workshop. In one embodiment of the method, a predicted fault can also be transmitted directly to a service facility, for example via a mobile radio network.

Zudem können durch die frühzeitige Erkennung einer Störung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren weitere Schäden vermieden und somit Reparaturkosten gesenkt werden. Es ist auch möglich, bei einem manifesten Auftreten der Störung eventuell auftretende Zusatzkosten, beispielsweise für das Abschleppen eines liegen gebliebenen Fahrzeugs, zu vermeiden.In addition, the early detection of a fault using the method according to the invention can prevent further damage and thus reduce repair costs. It is also possible to avoid any additional costs that may occur, for example for towing a vehicle that has broken down, in the event of a manifest occurrence of the fault.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird als Ähnlichkeitsmaß zwischen der empirischen diskreten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen diskreten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung ein Korrelationswert zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass ein Korrelationswert ein sehr leicht berechenbares Ähnlichkeitsmaß ist, das gegenüber zufälligen Abweichungen zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung robust ist. Dadurch ist eine zuverlässige Prädiktion einer Störung auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen und bei Vorliegen von Exemplarschwankungen eines Aktuators möglich.In one embodiment of the method, a correlation value between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution is determined as a measure of similarity between the empirical discrete probability density distribution and the at least one discrete pattern probability density distribution. An advantage of this embodiment is that a correlation value is a very easily calculable similarity measure, which is robust against random deviations between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution. This enables a reliable prediction of a fault even under different operating conditions and when there are fluctuations in the number of actuators.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird als Ähnlichkeitsmaß zwischen der empirischen diskreten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen diskreten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung eine negierte euklidische Distanz zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass eine negierte euklidische Distanz ein sehr leicht berechenbares Ähnlichkeitsmaß ist, das gegenüber zufälligen Abweichungen zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung robust ist. Dadurch ist eine zuverlässige Prädiktion einer Störung auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen und bei Vorliegen von Exemplarschwankungen eines Aktuators möglich.In one embodiment of the method, a negated Euclidean distance between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution is determined as a measure of similarity between the empirical discrete probability density distribution and the at least one discrete pattern probability density distribution. An advantage of this embodiment is that a negated Euclidean distance is a very easily calculable similarity measure that is robust against random deviations between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution. This enables a reliable prediction of a fault even under different operating conditions and when there are fluctuations in the number of actuators.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird als Ähnlichkeitsmaß zwischen der empirischen diskreten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen diskreten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung eine negierte Kullback-Leibler-Divergenz zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass eine negierte Kullback-Leibler-Divergenz ein sehr leicht berechenbares Ähnlichkeitsmaß ist, das gegenüber zufälligen Abweichungen zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung robust ist. Dadurch ist eine zuverlässige Prädiktion einer Störung auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen und bei Vorliegen von Exemplarschwankungen eines Aktuators möglich.In one embodiment of the method, a negated Kullback-Leibler divergence between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution is determined as a measure of similarity between the empirical discrete probability density distribution and the at least one discrete pattern probability density distribution. An advantage of this embodiment is that a negated Kullback-Leibler divergence is a very easily calculable measure of similarity that is robust against random deviations between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution. This enables a reliable prediction of a fault even under different operating conditions and when there are fluctuations in the number of actuators.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird die empirische diskrete Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung aus einer vorbestimmten Anzahl zurückliegend ermittelter Energiewerte bestimmt. Beispielsweise ist es möglich, die für die zurückliegenden M = 50 Betätigungsvorgänge des Aktuators jeweils ermittelten Energiewerte für die Bestimmung des Histogramms und, daraus durch Normierung auf die herangezogene Anzahl von M = 50 Betätigungsvorgängen abgeleitet, für die Bestimmung der empirischen diskreten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung, heranzuziehen.In one embodiment of the method, the empirical discrete probability density distribution is determined from a predetermined number of previously determined energy values. For example, it is possible to use the energy values determined for the previous M = 50 actuation processes of the actuator for the determination of the histogram and, derived from this by standardization to the number of M = 50 actuation processes used, for the determination of the empirical discrete probability density distribution.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Prädiktion einer sich neu herausbildenden Störung auch dann möglich ist, wenn eine große Anzahl korrekt ausgeführter Betätigungsvorgänge zurückliegt, welche die Erkennung einer Ähnlichkeit mit der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung ansonsten erschweren oder unmöglich machen würde.An advantage of this embodiment is that the prediction of a newly developing disturbance is also possible if a large number of correctly executed actuation processes occurred, which would otherwise make it difficult or impossible to identify a similarity to the at least one pattern probability density distribution.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine prädizierte Störung mittels eines Anzeigeinstruments signalisiert und/oder in einem für ein On-Board-Diagnosis (OBD) zugreifbarem Datenspeicher abgelegt und/oder auf ein mobiles Endgerät und/oder mittels eines Mobilfunknetzes an eine Servicezentrale übertragen. Eine Servicezentrale kann beispielsweise von einem Fahrzeughersteller oder von einer Werkstatt oder von deren Vertragspartnern betrieben werden. In vorteilhafter Weise ist damit eine Behebung der Störung mit geringem Reparaturaufwand und ohne Beeinträchtigung der Mobilität des Fahrzeugs möglich.In one embodiment of the method, a predicted fault is signaled by means of a display instrument and / or stored in a data memory accessible for on-board diagnosis (OBD) and / or transmitted to a mobile terminal and / or by means of a mobile radio network to a service center. A service center can for example operated by a vehicle manufacturer or by a workshop or by their contractual partners. This advantageously enables the fault to be remedied with little repair work and without impairing the mobility of the vehicle.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird der jeweils für die Betätigung einer Verriegelungsvorrichtung einer elektrischen Parksperre mittels des Aktuators erforderliche Energiewert fortlaufend bestimmt und in der Speichereinheit abgelegt. Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, Störungen oder Ausfälle einer elektrischen Parksperre, die sich über einen gewissen Zeitraum allmählich herausbilden, frühzeitig zu erkennen. Derartige Ausfälle können durch elektrische Störungen wie Wackelkontakte, Kriechströme oder Kurzschlüsse, durch flüssige oder feste Verunreinigungen, die allmählich in die elektrische Parksperre eintreten, durch Defekte oder Verschleißerscheinungen an Zahnrädern eines Getriebes zur Betätigung des Aktuators, durch schief sitzende oder verbogene Wellen zur Lagerung solcher Zahnräder, durch einen seitlichen Versatz der Stirnflächen solcher Zahnräder entlang ihrer lagernden Wellen oder durch einen Ausfall oder eine Ermüdung von Rückstellfedern zum Ausrücken einer Sperrklinke in einer elektrischen Parksperre verursacht sein. Derartige Ausfälle können auch durch erhöhte Reibung, Abnutzung oder Vibrationen oder durch ein erhöhtes Drehmoment bewirkt sein. Eine Beschädigung der elektrischen Parksperre ist auch dadurch möglich, dass die eingangsseitige Drehzahl an einem Antriebsgetriebe falsch ermittelt wird und die elektrische Parksperre in das mit dem Antriebsgetriebe verbundene noch drehende Sperrrad eingelegt wird.In one embodiment of the method, the energy value required in each case for the actuation of a locking device of an electric parking lock by means of the actuator is continuously determined and stored in the storage unit. With this embodiment, it is possible to detect malfunctions or failures of an electric parking lock, which gradually develop over a certain period of time. Such failures can be caused by electrical faults such as loose contacts, leakage currents or short circuits, by liquid or solid contaminants that gradually enter the electric parking lock, by defects or signs of wear on gear wheels of a gearbox for actuating the actuator, by crooked or bent shafts for the storage of such gear wheels , caused by a lateral offset of the end faces of such gearwheels along their supporting shafts or by a failure or fatigue of return springs for disengaging a pawl in an electric parking lock. Such failures can also be caused by increased friction, wear or vibrations or by an increased torque. Damage to the electric parking lock is also possible in that the input-side speed is incorrectly determined on a drive gear and the electric parking lock is inserted into the still rotating locking wheel connected to the drive gear.

Diesen und weiteren, mit der Ausführungsform des Verfahrens prädizierbaren Störungen ist gemeinsam, dass sie nicht zu einem sofortigen vollständigen Ausfall der elektrischen Parksperre führen, sondern dass allmählich in dichter werdender Folge einzelne Betätigungsvorgänge fehlschlagen. Anfangs sind fehlgeschlagene Betätigungsvorgänge durch einfache Wiederholung korrigierbar.Common to these and other malfunctions that can be predicted with the embodiment of the method is that they do not lead to an immediate complete failure of the electric parking lock, but rather that individual actuation processes fail gradually as the sequence increases. Initially, failed operations can be corrected by simply repeating them.

Mit der Ausführungsform ist es daher möglich, einen Fahrer eines Fahrzeugs mit einer sich herausbildenden Störung an einer elektrischen Parksperre so rechtzeitig zu informieren, dass er eine Werkstatt aufsuchen kann. Dadurch können eine aufwändigere Reparatur und/oder zusätzliche Aufwände durch eine Betriebsunfähigkeit des Fahrzeugs vermieden werden. Zudem wird die Betriebssicherheit verbessert, da eine Verklemmung der elektrischen Parksperre in der Entriegelungsposition vermieden wird. Auch kann eine Beschädigung weiterer Komponenten, beispielsweise eine Beschädigung eines Getriebes im Aktuator, vermieden werden, die bei einer durch eine Störung verursachte unvollständige Entriegelung oder Verriegelung der elektrischen Parksperre ausgelöst werden kann.With the embodiment, it is therefore possible to inform a driver of a vehicle with a malfunctioning electrical parking lock that is developing in good time that he can go to a workshop. As a result, more complex repairs and / or additional outlay due to inoperability of the vehicle can be avoided. In addition, operational safety is improved since jamming of the electric parking lock in the unlocking position is avoided. Damage to other components, for example damage to a transmission in the actuator, which can be triggered in the event of incomplete unlocking or locking of the electric parking lock caused by a fault, can also be avoided.

In einer Ausführungsform wird mindestens eine Mustererkennungswahrscheinlichkeitsdichtefunktion nach der Inbetriebnahme der elektrischen Parksperre ergänzt. Eine ergänzte Mustererkennungswahrscheinlichkeitsdichtefunktion kann beispielsweise dadurch gefunden werden, dass Fehler- und Störungszustände an einer elektrischen Parksperre abhängig von verschiedenen Nutzungsbedingungen ausgewertet werden. Dadurch ist es möglich, die Robustheit und Vorhersagegenauigkeit des Verfahrens fortlaufend zu verbessern.In one embodiment, at least one pattern recognition probability density function is added after the electrical parking lock has been started up. A supplemented pattern recognition probability density function can be found, for example, by evaluating error and fault conditions on an electric parking lock depending on various conditions of use. This makes it possible to continuously improve the robustness and predictive accuracy of the method.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verfahren leicht umsetzbar ist. Insbesondere ist das Verfahren leichter umsetzbar als Verfahren, die auf einer Klassifikation mittels Fuzzy Logic und/oder auf einer Frequenzanalyse und/oder auf der Anwendung komplexer mathematischer Modelle beruhen.Another advantage is that the method is easy to implement. In particular, the method is easier to implement than methods which are based on a classification using fuzzy logic and / or on a frequency analysis and / or on the use of complex mathematical models.

Insbesondere kann das Verfahren in einem Application Specific Integrated Circuit (ASIC) umgesetzt werden, der für die Steuerung und Diagnose der Antriebsstufe und des Aktuators einer elektrischen Parksperre bereits vorhanden ist. Somit entfallen Kosten für zusätzliche Hardwarekomponenten.In particular, the method can be implemented in an Application Specific Integrated Circuit (ASIC) which is already available for the control and diagnosis of the drive stage and the actuator of an electrical parking lock. This eliminates costs for additional hardware components.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird der jeweils für die Betätigung einer Verriegelungsvorrichtung einer elektrischen Parksperre erforderliche Energiewert durch fortlaufende Abtastung des Stromes durch und die Spannung an einem Motor des Aktuators über die Dauer der Betätigung ermittelt. Der Strom durch und die Spannung an einem solchen Motor sind leicht und zuverlässig messbar.In one embodiment of the method, the energy value required in each case for the actuation of a locking device of an electric parking lock is determined by continuously scanning the current through and the voltage on a motor of the actuator over the duration of the actuation. The current through and the voltage on such a motor can be measured easily and reliably.

In weiteren Ausführungsformen kann das Verfahren zur Diagnose und/oder Prädiktion von Störungen anderer elektrisch oder hydraulisch betriebener Aktuatoren angewendet werden. Beispielsweise kann das Verfahren zur Prädiktion von Ausfällen von kritischen Systemen in einem Fahrzeug angewendet werden, beispielsweise bei einem Spurassistenten, bei einem Lenkassistenten oder bei Bremsen.In further embodiments, the method for diagnosing and / or predicting malfunctions in other electrically or hydraulically operated actuators can be used. For example, the method for predicting failures of critical systems in a vehicle can be used, for example in a lane assistant, in a steering assistant or in brakes.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird bei einer Prädiktion einer Störung die Parksperre alternierend verriegelt und entriegelt, wobei der Motor mit maximal zulässigem Laststrom betrieben wird. Gewisse Störungen, beispielsweise auf der Sperrklinke festhaftende Ablagerungen, können dadurch behoben werden.In one embodiment of the method, in the event of a prediction of a fault, the parking lock is locked and unlocked alternately, the motor being operated with the maximum permissible load current. Certain faults, such as deposits adhering to the pawl, can be eliminated.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Darin zeigen:

  • 1 schematisch eine Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Parksperre nach dem Stand der Technik,
  • 2 einen Ablaufplan für ein Verfahren zur Vorhersage einer Verklemmung,
  • 3 schematisch eine Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung für einen ersten Verklemmungstyp,
  • 4 schematisch eine Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung für einen zweiten Verklemmungstyp,
  • 5 schematisch eine Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung für einen dritten Verklemmungstyp,
  • 6 schematisch eine Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung für einen vierten Verklemmungstyp sowie
  • 7 schematisch eine empirisch geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung.
In it show:
  • 1 schematically shows a locking device for an electric parking lock according to the prior art,
  • 2nd a flow chart for a method for predicting a deadlock,
  • 3rd schematically a pattern probability density distribution for a first deadlock type,
  • 4th schematically a pattern probability density distribution for a second jamming type,
  • 5 schematically a pattern probability density distribution for a third jamming type,
  • 6 schematically a pattern probability density distribution for a fourth type of jamming as well
  • 7 schematically an empirically estimated probability density distribution.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

1 zeigt schematisch den Aufbau einer Verriegelungsvorrichtung für eine elektrische Parksperre nach dem Stand der Technik. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst ein Sperrrad 1, das auf einer nicht näher dargestellten Antriebswelle eines Getriebes drehfest angeordnet ist. An seinem Umfang weist das Sperrrad 1 radiale Nuten 1.1 auf, die für den Eingriff einer Sperrklinke 2 vorgesehen sind. 1 shows schematically the structure of a locking device for an electric parking lock according to the prior art. The locking device comprises a ratchet wheel 1 , which is arranged on a drive shaft of a transmission, not shown, in a rotationally fixed manner. The ratchet wheel has on its circumference 1 radial grooves 1.1 on that for the engagement of a pawl 2nd are provided.

Mittels eines Aktuators 3 ist die Sperrklinke 2 zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegbar. In der in 1 dargestellten Verriegelungsposition greift ein passend zu den radialen Nuten 1.1 geformtes Ende der Sperrklinke 2 in eine Nut 1.1 des Sperrrads 1 ein und blockiert das Sperrrad 1 gegen eine Drehung. Dadurch ist das Fahrzeug gegen ein Wegrollen gesichert.Using an actuator 3rd is the pawl 2nd movable between a locking position and an unlocking position. In the in 1 locking position shown engages to match the radial grooves 1.1 pawl shaped end 2nd in a groove 1.1 the ratchet wheel 1 and blocks the ratchet wheel 1 against a rotation. As a result, the vehicle is secured against rolling away.

In der Entriegelungsposition ist die Sperrklinke 2 aus der Nut 1.1 ausgerückt. In der Entriegelungsposition kann das Fahrzeug frei rollen. Die elektrische Parksperre wird nur betätigt, wenn das Fahrzeug hält.The pawl is in the unlocked position 2nd out of the groove 1.1 disengaged. The vehicle can roll freely in the unlocked position. The electric parking lock is only activated when the vehicle stops.

Der Aktuator 3 umfasst einen Motor 3.1 und ein Getriebe 3.2, das die Drehbewegung des Motors 3.1 geeignet in die Ausrückbewegung der Sperrklinke 2 übersetzt. Der Motor 3.1 kann als Gleichstrommotor mit Bürsten oder als bürstenloser Gleichstrommotor oder als Linearmotor ausgebildet sein. Der Motor 3.1 kann auch durch einen beliebigen elektromechanischen Antrieb ersetzt sein, der zur Bewegung der Sperrklinke 2 zwischen der Verriegelungsposition und der Entriegelungsposition ausgebildet ist und der optional weitere mechanische Hilfsvorrichtungen, beispielsweise eine Ausrückfeder zum Ausrücken der Sperrklinke 2 aus einer Nut 1.1, aufweist.The actuator 3rd includes an engine 3.1 and a gear 3.2 that the rotary motion of the motor 3.1 suitable in the release movement of the pawl 2nd translated. The motor 3.1 can be designed as a DC motor with brushes or as a brushless DC motor or as a linear motor. The motor 3.1 can also be replaced by any electromechanical drive that moves the pawl 2nd is formed between the locking position and the unlocking position and the optional further mechanical auxiliary devices, for example a release spring for disengaging the pawl 2nd from a groove 1.1 , having.

Die Drehbewegung des Motors 3.1 wird von einer Steuereinheit 4 angesteuert. Die Steuereinheit 4 umfasst eine Speichereinheit 4.1, die vorteilhaft als First-In-First-Out (FIFO) Speicher ausgebildet ist. Die Steuereinheit 4 ist für die Messung oder Schätzung eines elektrischen Stroms durch den Motor 3.1 und für die Messung oder Schätzung einer elektrischen Spannung über dem Motor 3.1 eingerichtet.The rotation of the engine 3.1 is controlled by a control unit 4th controlled. The control unit 4th comprises a storage unit 4.1 , which is advantageously designed as a first-in-first-out (FIFO) memory. The control unit 4th is for measuring or estimating an electrical current through the motor 3.1 and for measuring or estimating an electrical voltage across the motor 3.1 set up.

2 zeigt schematisch einen Ablaufplan für ein Verfahren zur Vorhersage einer Verklemmung beim Lösen einer elektrischen Parksperre. Das Verfahren beginnt an einem Startpunkt S0. In einem ersten Entscheidungsschritt E1 wird geprüft, ob die Parksperre zu lösen ist. Dies kann durch die Prüfung des Signalpegels eines Signals zur Auslösung eines Entriegelungsvorgangs erfolgen. Alternativ kann die Prüfung dadurch erfolgen, dass der Strom durch den Motor 3.1 und/oder eine Spannung über dem Motor 3.1 gemessen wird und eine Anforderung zum Lösen der Parksperre dann erkannt wird, wenn mindestens einer dieser Messwerte oberhalb jeweils eines vorbestimmten Grenzwertes liegt. 2nd schematically shows a flow chart for a method for predicting a jam when releasing an electrical parking lock. The process begins at a starting point S0 . In a first decision step E1 it is checked whether the parking lock can be released. This can be done by checking the signal level of a signal to trigger an unlocking process. Alternatively, the test can be done by running the current through the motor 3.1 and / or a voltage across the motor 3.1 is measured and a request to release the parking lock is recognized when at least one of these measured values lies above a predetermined limit value in each case.

Wenn die Parksperre zu lösen ist, wird das Verfahren mit dem ersten Schritt S1 fortgesetzt. Wenn die Parksperre nicht zu lösen ist, wird das Verfahren mit dem zweiten Entscheidungsschritt E2 fortgesetzt.If the parking lock is to be released, the procedure goes to the first step S1 continued. If the parking lock cannot be released, the procedure continues with the second decision step E2 continued.

Im ersten Schritt S1, der zum diskreten Zeitpunkt oder Zeitindex k ausgeführt wird, werden die aktuelle Spannung U[k] und der aktuelle Strom I[k] für den Betrieb des Aktuators 3 beim Ausrücken der Sperrklinke 2 erfasst und daraus die aktuelle elektrische Leistung P[k] = U[k] · I[k] ermittelt. Daraus wird die kumulative zur Betätigung des Aktuators 3 aufgewendete Energie E[k] = E[k-1] + P[k] · TS ermittelt, wobei TS das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Durchläufen des ersten Schritts S1 ist.In the first step S1 , which is executed at the discrete time or time index k, the current voltage U [k] and the current I [k] for the operation of the actuator 3rd when disengaging the pawl 2nd recorded and from this the current electrical power P [k] = U [k] · I [k] is determined. This becomes the cumulative for actuating the actuator 3rd energy E [k] = E [k-1] + P [k] · T S determined, where T S is the time interval between two successive runs of the first step S1 is.

Nach dem ersten Schritt S1 wird der Zeitindex k inkrementiert und der erste Entscheidungsschritt E1 erneut durchlaufen. In einer Ausführungsform kann das Verfahren so eingerichtet sein, dass der Entscheidungsschritt E1 so lange wiederholt ausgeführt wird, bis eine vorbestimmte Betätigungszeit für die Aktuatorbetätigung erreicht ist. Die Betätigungszeit kann beispielsweise 1,1 Sekunden betragen.After the first step S1 the time index k is incremented and the first decision step E1 run through again. In one embodiment, the method can be set up such that the decision step E1 is repeatedly executed until a predetermined actuation time for actuator actuation is reached. The actuation time can be 1.1 seconds, for example.

Im zweiten Entscheidungsschritt E2 wird geprüft, ob die Berechnung der Energie für das Lösen der Parksperre abgeschlossen wurde. Falls die Berechnung der Energie für das Lösen der Parksperre abgeschlossen wurde, wird das Verfahren mit dem zweiten Schritt S2 fortgesetzt. Falls die Berechnung der Energie für das Lösen der Parksperre nicht abgeschlossen wurde, wird das Verfahren mit dem ersten Entscheidungsschritt E1 fortgesetzt. In the second decision step E2 it is checked whether the calculation of the energy for releasing the parking lock has been completed. If the calculation of the energy for releasing the parking lock the procedure continues with the second step S2 continued. If the calculation of the energy for releasing the parking lock has not been completed, the procedure continues with the first decision step E1 continued.

Im zweiten Schritt S2 wird der berechnete Energiewert Ed für das Lösen der Parksperre in der Speichereinheit 4.1 abgelegt. Nach dem zweiten Schritt S2 wird der dritte Schritt S3 ausgeführt.At the second step S2 becomes the calculated energy value E d for releasing the parking lock in the storage unit 4.1 filed. After the second step S2 becomes the third step S3 executed.

Im dritten Schritt S3 wird zunächst ein Histogramm Hd,i(Ed) E N1×N b , i = 1 ... Nb über alle gespeicherten Energiewerte Ed ermittelt, wobei Nb die Anzahl der Bins oder Quantisierungsstufen ist, in welche die Energiewerte Ed eingeteilt werden. Die Nb Quantisierungsstufen werden zwischen 0 und einem oberen Energiegrenzwert Estuck , der für das Lösen einer verklemmten Parksperre erforderlichen Energie, gelegt. Nachfolgend wird im dritten Schritt S3 eine diskrete Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0001
geschätzt, indem das Histogramm normalisiert wird: P d ˜ ( E d ) = H d , i ( E d ) i = 1 N b H d , i ( E d )
Figure DE102019200600B3_0002
In the third step S3 is a histogram H d, i (E d ) EN 1 × N b , i = 1 ... N b over all stored energy values E d determined, where N b is the number of bins or quantization levels into which the energy values E d to be grouped. The N b quantization levels are between 0 and an upper energy limit E piece , the energy required to release a jammed parking lock. Below is the third step S3 a discrete probability density distribution P d ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0001
estimated by normalizing the histogram: P d ˜ ( E d ) = H d , i ( E d ) i = 1 N b H d , i ( E d )
Figure DE102019200600B3_0002

Nachfolgend wird im dritten Schritt S3 der mittlere Wahrscheinlichkeitsdichtewert P d ˜ ¯

Figure DE102019200600B3_0003
bestimmt: P d ˜ ¯ = 1 N b i = 1 N b P d , i ( E d )
Figure DE102019200600B3_0004
Below is the third step S3 the mean probability density value P d ˜ ¯
Figure DE102019200600B3_0003
certainly: P d ˜ ¯ = 1 N b i = 1 N b P d , i ( E d )
Figure DE102019200600B3_0004

Nachfolgend wird im dritten Schritt S3 die normierte Korrelation zwischen der geschätzten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0005
und einer Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PX,i(Ed) bestimmt. Eine Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PX,i(Ed) kann für jeweils einen von verschiedenen Verklemmungstypen X={D1, D2, ... } der Parksperre gegeben sein.Below is the third step S3 the normalized correlation between the estimated probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0005
and a pattern probability density distribution P X, i (E d ) certainly. A pattern probability density distribution P X, i (E d ) can be given for one of different types of jamming X = {D1, D2, ...} of the parking lock.

Für die geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0006
bildet sich nach einer gewissen hinreichenden Anzahl von Entriegelungsvorgängen, beispielsweise nach M = 25 Entriegelungsvorgängen, eine typische Form aus, welche vom Zustand der Verriegelungsvorrichtung, aber auch von der Art und Weise beeinflusst wird, in der das Fahrzeug typischerweise geparkt wird.For the estimated probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0006
After a certain sufficient number of unlocking processes, for example after M = 25 unlocking processes, a typical form is formed which is influenced by the state of the locking device but also by the manner in which the vehicle is typically parked.

Bei fehlerfrei funktionierender Verriegelungsvorrichtung wird die geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0007
dann einen Häufungspunkt nahe einer unteren Energie Ed,min aufweisen, wenn das Fahrzeug regelmäßig auf ebener Straße geparkt wird. In diesem Fall ist die Reibung zwischen der Sperrklinke 2 und der Nut 1.1 des Sperrrads 1 minimal. Somit ist nur eine geringe Energie zur Entriegelung erforderlich.If the locking device functions correctly, the estimated probability density distribution becomes P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0007
then a cluster point near a lower energy E d, min if the vehicle is regularly parked on a level street. In this case there is friction between the pawl 2nd and the groove 1.1 the ratchet wheel 1 minimal. This means that only a small amount of energy is required for unlocking.

Bei fehlerfrei funktionierender Verriegelungsvorrichtung wird die geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0008
dann einen Häufungspunkt nahe einer oberen Energie Ed,max aufweisen, wenn das Fahrzeug regelmäßig auf abschüssiger Straße geparkt wird. In diesem Fall ist die Reibung zwischen der Sperrklinke 2 und der Nut 1.1 des Sperrrads 1, abhängig vom Gefälle der Fahrbahn und abhängig vom Gewicht des Fahrzeugs, erhöht, da das Sperrrad 1 ein aus der Hangabtriebskraft des Fahrzeugs resultierendes höheres Drehmoment überträgt. Somit ist eine erhöhte Energie zur Entriegelung der Sperrklinke 2 erforderlich.If the locking device functions correctly, the estimated probability density distribution becomes P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0008
then a cluster point near an upper energy E d, max if the vehicle is regularly parked on a sloping road. In this case there is friction between the pawl 2nd and the groove 1.1 the ratchet wheel 1 , depending on the gradient of the road and depending on the weight of the vehicle, because the ratchet wheel 1 transmits a higher torque resulting from the slope downforce of the vehicle. Thus there is an increased energy to unlock the pawl 2nd required.

Wenn das Fahrzeug bei fehlerfrei funktionierender Verriegelungsvorrichtung sowohl in ebener wie auch in geneigter oder abschüssiger Position geparkt wird, bildet sich eine geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0009
heraus, die zwischen der unteren Energie Ed,min und der oberen Energie Ed,max näherungsweise gleichverteilt ist.If the vehicle is parked with the locking device functioning correctly both in a level and in an inclined or sloping position, an estimated probability density distribution is formed P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0009
out that between the lower energy E d, min and the upper energy E d, max is approximately equally distributed.

Bei gewissen Störungen kann die geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0010
Abweichungen aufweisen, die für einen bestimmten Typ von Störung, im Folgenden als Verklemmungstyp bezeichnet, charakteristisch sein können.With certain disturbances, the estimated probability density distribution can P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0010
Have deviations that can be characteristic of a certain type of disturbance, hereinafter referred to as jamming type.

Beispiele für Verklemmungstypen D1, D2, D3 und D4 beim Lösen der Parksperre werden nachfolgend anhand der 3 bis 6 noch genauer erläutert. Ein jeder dieser Verklemmungstypen ist durch eine zugeordnete diskrete Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD1,i(Ed), PD2,i(Ed), PD3,i(Ed), PD4,i(Ed) beschrieben. Eine Korrelation ρd,X,X ∈ {D1,D2, ...} zwischen der geschätzten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0011
und jeder der Musterwahrscheinlichkeitsverteilungen wird gemäß der Vorschrift ρ d , X = ( i = 1 N b ( P d ˜ ¯ P d , l ˜ ( E d ) ) ( P X ¯ P X , i ( E d ) ) σ d ˜ σ X
Figure DE102019200600B3_0012
ermittelt, wobei σ d ˜ = 1 N b i = 1 N b ( P d ˜ ¯ P d , l ˜ ( E d ) ) 2
Figure DE102019200600B3_0013
die über die geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0014
Standardabweichung, P X ¯ = 1 N b i = 1 N b P X , i ( E d ) , X { D 1,   D 2,   }  
Figure DE102019200600B3_0015
der Mittelwert einer diskreten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung für den Verklemmungstyp X sowie σ X = 1 N b i = 1 N b ( P X ¯ P X , i ( E d ) ) 2 , X { D 1,   D 2,   }   
Figure DE102019200600B3_0016
die Standardabweichung einer diskreten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung für den Verklemmungstyp X ist.Examples of deadlock types D1 , D2 , D3 and D4 when releasing the parking lock are subsequently based on the 3rd to 6 explained in more detail. Each of these deadlock types is by an associated discrete pattern probability density distribution P D1, i (E d ) , P D2, i (E d ) , P D3, i (E d ) , P D4, i (E d ) described. A correlation ρ d, X , X ∈ {D1, D2, ...} between the estimated probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0011
and each of the pattern probability distributions is made according to the regulation ρ d , X = ( i = 1 N b ( P d ˜ ¯ - P d , l ˜ ( E d ) ) ( P X ¯ - P X , i ( E d ) ) σ d ˜ σ X
Figure DE102019200600B3_0012
determined where σ d ˜ = 1 N b i = 1 N b ( P d ˜ ¯ - P d , l ˜ ( E d ) ) 2nd
Figure DE102019200600B3_0013
over the estimated probability density distribution P d ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0014
Standard deviation, P X ¯ = 1 N b i = 1 N b P X , i ( E d ) , X { D 1, D 2, ... }
Figure DE102019200600B3_0015
the mean value of a discrete pattern probability density distribution for the deadlock type X and σ X = 1 N b i = 1 N b ( P X ¯ - P X , i ( E d ) ) 2nd , X { D 1, D 2, ... }
Figure DE102019200600B3_0016
is the standard deviation of a discrete pattern probability density distribution for deadlock type X.

Die Korrelation ρd,X,X E {D1,D2,...} ist somit ein Maß für die Ähnlichkeit der empirisch bestimmten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0017
und einer Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PX,i(Ed) für den Verklemmungstyp X.The correlation ρ d, X , XE {D1, D2, ...} is therefore a measure of the similarity of the empirically determined probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0017
and a pattern probability density distribution P X, i (E d ) for jamming type X.

In Ausführungsformen des Verfahrens können anstelle der Korrelation ρd,X,X ∈ {D1, D2,...} andere Ähnlichkeitsmaße zwischen der empirisch bestimmten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0018
und einer Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PX,i(Ed) für den Verklemmungstyp X verwendet werden. Beispielsweise kann eine negative euklidische Distanz P d , l ˜ ( E d ) P X , i ( E d ) = i = 1 N b ( P d , l ˜ ( E d ) P X , i ( E d ) ) 2
Figure DE102019200600B3_0019
als Ähnlichkeitsmaß verwendet werden. Alternativ kann eine negierte Kullback-Leibler Divergenz D ( P d , l ˜ ( E d ) P X , i ( E d ) ) = n = 1 N b P d , l ˜ ( E d ) log P d , l ˜ ( E d ) P X , i ( E d )
Figure DE102019200600B3_0020
als Ähnlichkeitsmaß verwendet werden.In embodiments of the method, instead of the correlation ρ d, X , X ∈ {D1, D2, ...}, other measures of similarity between the empirically determined probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0018
and a pattern probability density distribution P X, i (E d ) can be used for the jamming type X. For example, a negative Euclidean distance - P d , l ˜ ( E d ) - P X , i ( E d ) = - i = 1 N b ( P d , l ˜ ( E d ) - P X , i ( E d ) ) 2nd
Figure DE102019200600B3_0019
can be used as a measure of similarity. Alternatively, a negated Kullback-Leibler divergence - D ( P d , l ˜ ( E d ) P X , i ( E d ) ) = - n = 1 N b P d , l ˜ ( E d ) log P d , l ˜ ( E d ) P X , i ( E d )
Figure DE102019200600B3_0020
can be used as a measure of similarity.

Auf den dritten Schritt S3 folgt der dritte Entscheidungsschritt E3, in dem für jeden Verklemmungstyp X geprüft wird, ob der zugeordnete ermittelte Korrelationswert ρd,X,X ∈ {D1, D2, ... } oberhalb eines vorbestimmten Korrelationsschwellwerts liegt. Wenn der vorbestimmte Korrelationsschwellwert nicht überschritten ist, wird in einem vierten Schritt S4 der berechnete Energiewert Ed auf Null zurückgesetzt und der erste Entscheidungsschritt E1 erneut durchlaufen. Wenn der vorbestimmte Korrelationsschwellwert überschritten ist, wird in einem fünften Schritt S5 der zugeordnete Verklemmungstyp X prädiziert. Mit einem auf den vierten Schritt S4 folgenden Endpunkt S6 endet das Verfahren.On the third step S3 the third decision step follows E3 , in which it is checked for each deadlock type X whether the assigned determined correlation value ρ d, X , X ∈ {D1, D2, ...} is above a predetermined correlation threshold value. If the predetermined correlation threshold value has not been exceeded, in a fourth step S4 the calculated energy value E d reset to zero and the first decision step E1 run through again. If the predetermined correlation threshold is exceeded, in a fifth step S5 the assigned deadlock type X predicts. With one on the fourth step S4 following endpoint S6 the procedure ends.

Zusätzlich oder alternativ zum dritten Schritt S3 kann ein zeitlicher Gradient für jeden Korrelationswert ρd,X,X ∈ {D1, D2,...} ermittelt werden. Ein solcher zeitlicher Gradient kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass für die Bestimmung der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0021
eine endliche Folge von M Energiewerten Ed verwendet wird, wobei jeder der M Energiewerte in einer Folge von Durchläufen des ersten Entscheidungsschritts E1 und des ersten Schritts S1 ermittelt wird. Somit wird, mit jedem neu ermittelten Energiewert Ed, ein neues Histogramm Hd,i(Ed) und nachfolgend eine neue empirische Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0022
bestimmt, die dann jeweils auch zu neuen Korrelationswerten ρd,X,X ∈ {D1, D2, ...} führt. Somit ist aus den Änderungen eines Korrelationswerts jeweils ein Gradient Δρd,X, X ∈ {D1, D2, ...} bestimmbar, der einen Trend für die Entwicklung einer Ähnlichkeit zwischen der empirisch bestimmten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0023
und einer Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PX,i(Ed) für den Verklemmungstyp X angibt. Ein Verklemmungstyp X kann prädiziert werden, wenn der zugeordnete Gradient Δρd,X,X ∈ {D1,D2, ...} des Korrelationskoeffizienten einen vorbestimmten Gradientenschwellwert überschreitet oder/und der Korrelationskoeffizient einen vorbestimmten Korrelationsschwellwert überschreitet.In addition or as an alternative to the third step S3 a time gradient can be determined for each correlation value ρ d, X , X ∈ {D1, D2, ...}. Such a temporal gradient can be determined, for example, by determining the empirical probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0021
a finite sequence of M energy values E d is used, each of the M energy values in a series of runs of the first decision step E1 and the first step S1 is determined. Thus, with each newly determined energy value E d , a new histogram H d, i (E d ) and subsequently a new empirical probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0022
determined, which then also leads to new correlation values ρ d, X , X ∈ {D1, D2, ...}. Thus, from the changes in a correlation value , a gradient Δρ d, X , X, {D1, D2, ...} can be determined, which is a trend for developing a similarity between the empirically determined probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0023
and a pattern probability density distribution P X, i (E d ) for the deadlock type X indicates. A deadlock type X can be predicted if the associated gradient Δρ d, X , X ∈ {D1, D2, ...} of the correlation coefficient exceeds a predetermined gradient threshold value and / or the correlation coefficient exceeds a predetermined correlation threshold value.

Die Prädiktion eines Verklemmungstyps X oder einer mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zu erwartenden Störung der Verriegelungsvorrichtung kann beispielsweise durch eine Anzeige auf einem Multifunktionsinstrument des Fahrzeugs angezeigt werden. Eine solche Prädiktion kann zudem durch eine on-board-diagnose (OBD) Werkzeug zugänglich gemacht werden. Zudem ist es möglich, derartige Prädiktionsinformationen auf ein mobiles Endgerät des Fahrers, beispielsweise auf ein Tablet Personal Computer oder auf ein Smartphone, zu übertragen.The prediction of a jamming type X or a malfunction of the locking device that can be expected with a certain probability can be displayed, for example, by a display on a multifunction instrument of the vehicle. Such a prediction can also be made accessible by an on-board diagnosis (OBD) tool. It is also possible to transmit such prediction information to a driver's mobile device, for example to a tablet personal computer or to a smartphone.

Es ist auch möglich, Verfahren zur Behebung einer Störung der Verriegelungsvorrichtung anzuwenden. Beispielsweise können in kurzer Abfolge Verriegelungs- und Entriegelungsvorgänge mit maximalem Betätigungsstrom am Aktuator 3 der Parksperre ausgelöst werden.It is also possible to use methods for correcting a malfunction of the locking device. For example, locking and unlocking processes with maximum actuation current at the actuator can be carried out in short succession 3rd the parking lock can be triggered.

3 zeigt schematisch eine Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD1,i(Ed) für einen ersten Verklemmungstyp D1, der beispielsweise bei einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten aufgrund fester oder flüssiger Verunreinigungen in der Parksperre auftritt. Solche Verunreinigungen treten allmählich in die Parksperre ein und lagern sich auch in der Verriegelungsvorrichtung ab. In der Folge ist die Verriegelungsvorrichtung schwergängiger und es bedarf einer zunehmend größeren elektrischen Energie Ed , um die Parksperre zu entriegeln. 3rd shows schematically a pattern probability density distribution P D1, i (E d ) for a first type of jam D1 , which occurs, for example, when the coefficient of friction increases due to solid or liquid impurities in the parking lock. Such contaminants gradually enter the parking lock and are also deposited in the locking device. As a result, the locking device is sluggish and it requires an increasingly larger electrical energy E d to unlock the parking lock.

3 zeigt die Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD1,i(Ed) für Nb = 25 Bins, die auf der horizontalen Achse für Energiewerte zwischen Ed = 0 und Ed = Estuck = 400 Joule gleichmäßig verteilt sind, für einen ersten Verklemmungstyp D1. 3rd shows the pattern probability density distribution P D1, i (E d ) for N b = 25 bins, which are evenly distributed on the horizontal axis for energy values between E d = 0 and E d = E stuck = 400 joules, for a first type of jamming D1 .

Der maximal mögliche Energiewert Estuck = 400 Joule, der bei verklemmter Parksperre benötigt wird, ist aus der elektrischen Spezifikation des Aktuators 3 und der maximal zulässigen Betätigungsdauer wohlbekannt. Estuck kann aus dem Produkt des maximal zulässigen Laststroms, der maximal zulässigen Versorgungsspannung und der maximal zulässigen Betätigungsdauer für den Aktuator 3 ermittelt werden.The maximum possible energy value E stuck = 400 joules, which is required when the parking lock is jammed, is from the electrical specification of the actuator 3rd and the maximum allowable actuation period. E piece can be the product of the maximum permissible load current, the maximum permissible supply voltage and the maximum permissible actuation period for the actuator 3rd be determined.

Auch der Normalbereich [Ed,min, Ed,max] = [200 Joule, 300 Joule] für die bei fehlerfrei funktionierender Verriegelungsvorrichtung aufzubringende Energie zum Entriegeln der Parksperre ist wohlbekannt. Dabei ist Ed,min die bei spezifikationsgemäß funktionierender Verriegelungsvorrichtung minimal aufzubringende Energie zum Entriegeln der Parksperre, beispielsweise bei einem waagerecht stehenden Fahrzeug Ed,max die bei spezifikationsgemäß funktionierender Verriegelungsvorrichtung maximal aufzubringende Energie zum Entriegeln der Parksperre, beispielsweise bei einem maximal beladenen Fahrzeug, das auf einer abschüssigen Straße mit maximal zulässiger Neigung geparkt ist. Ed,max liegt deutlich unter dem maximal möglichen Energiewert Estuck = 400 Joule.The normal range [E d, min , E d, max ] = [200 joules, 300 joules] for the energy to be released when the locking device is functioning correctly to unlock the parking lock is also well known. It is E d, min the minimum energy required to release the parking lock when the locking device is functioning according to the specification, for example in a horizontally standing vehicle E d, max the maximum energy to be applied with the locking device functioning according to the specification for unlocking the parking lock, for example in the case of a maximally loaded vehicle which is parked on a steep road with a maximum permissible inclination. E d, max is significantly below the maximum possible energy value E stuck = 400 Joule.

Wie aus 3 erkennbar, treten gehäuft Werte oberhalb des Normalbereichs [Ed,min ,Ed,max ] von Entriegelungsenergiewerten auf. Somit kann der Verklemmungstyp D1 mit einer mechanischen Schwergängigkeit der Entriegelungsvorrichtung verbunden sein. Es ist aber auch möglich, dass erhöhte Werte der elektrischen Entriegelungsenergie Ed durch sporadische Kurzschlüsse in der Leistungselektronik zur Ansteuerung des Motors 3.1 bewirkt werden, die mit zunehmender Häufigkeit auftreten und in dauerhafte Kurzschlüsse übergehen können. Im Falle eines dauerhaften Kurzschluss der Leistungselektronik wäre keine Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung mehr möglich.How out 3rd recognizable, values occur above the normal range [ E d, min , E d, max ] of unlocking energy values. So the deadlock type D1 be connected with a mechanical stiffness of the unlocking device. But it is also possible that increased values of the electrical unlocking energy E d due to sporadic short circuits in the power electronics to control the motor 3.1 caused that occur with increasing frequency and can turn into permanent short circuits. In the event of a permanent short circuit in the power electronics, it would no longer be possible to unlock the locking device.

4 zeigt die Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD2,i(Ed) für Nb = 25 Bins, die auf der horizontalen Achse für Energiewerte zwischen Ed = 0 und Ed = Estuck = 400 Joule gleichmäßig verteilt sind, für einen zweiten Verklemmungstyp D2. Diese Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD2,i(Ed) unterscheidet sich von der in 3 gezeigten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD1,i(Ed) für den ersten Verklemmungstyp D1 dadurch, dass gehäuft geringe Energiewerte Ed unterhalb der Untergrenze Ed,min des Normalbereichs der Energiewerte auftreten. Die Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD2,i(Ed) des Verklemmungstyps D2 geht beispielsweise mit erheblichen Beschädigungen an Zähnen des Getriebes 3.2, welche ein Freilaufen des Motors 3.1 ohne Ausrücken der Sperrklinke 2 bewirken können. Infolge dieser Schäden wird die Sperrklinke 2 nicht aus der Nut 1.1 ausgerückt und somit der Entriegelungsvorgang nicht in der dafür vorgesehenen Zeit erfolgreich abgeschlossen. Durch das mindestens teilweise Freilaufen des Motors 3.1 wird nur eine geringe elektrische Energie für den nicht erfolgreichen Entriegelungsvorgang aufgewendet. 4th shows the pattern probability density distribution P D2, i (E d ) for N b = 25 bins, which are evenly distributed on the horizontal axis for energy values between E d = 0 and E d = E stuck = 400 joules, for a second type of jamming D2 . This pattern probability density distribution P D2, i (E d ) differs from that in 3rd shown pattern probability density distribution P D1, i (E d ) for the first type of jam D1 by the fact that low energy values E d below the lower limit E d, min of the normal range of energy values. The pattern probability density distribution P D2, i (E d ) of the deadlock type D2 goes for example with considerable damage to the teeth of the transmission 3.2 which is a free running of the engine 3.1 without disengaging the pawl 2nd can effect. As a result of this damage, the pawl 2nd not out of the groove 1.1 disengaged and thus the unlocking process was not successfully completed in the designated time. By at least partially freewheeling the engine 3.1 only a small amount of electrical energy is used for the unsuccessful unlocking process.

Die Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD2,i(Ed) des Verklemmungstyps D2 kann jedoch auch mit elektrischen Störungen einhergehen, beispielsweise mit einem Wackelkontakt oder einer unzureichenden elektrischen Verbindung am Motor 3.1 oder an der Steuereinheit 4.The pattern probability density distribution P D2, i (E d ) of the deadlock type D2 However, it can also be accompanied by electrical interference, for example with a loose contact or an insufficient electrical connection on the motor 3.1 or on the control unit 4th .

5 zeigt die Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD3,i(Ed) für Nb = 25 Bins, die auf der horizontalen Achse für Energiewerte zwischen Ed = 0 und Ed = Estuck = 400 Joule gleichmäßig verteilt sind, für einen dritten Verklemmungstyp D3. Diese Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD3,i(Ed) ist durch einen Häufungspunkt zwischen der oberen Grenze des Normalbereichs Ed,max und dem maximal möglichem Energiewert Estuck = 400 Joule gekennzeichnet, der vorliegend bei etwa 330 Joule liegt. 5 shows the pattern probability density distribution P D3, i (E d ) for N b = 25 bins, which are evenly distributed on the horizontal axis for energy values between E d = 0 and E d = E stuck = 400 joules, for a third type of jamming D3 . This pattern probability density distribution P D3, i (E d ) is by a cluster point between the upper limit of the normal range E d, max and the maximum possible energy value E stuck = 400 joules, which in the present case is approximately 330 joules.

Eine solche Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD3,i(Ed) des Verklemmungstyps D3 geht beispielsweise einher mit einer erhöhten Schwergängigkeit der Entriegelungsvorrichtung, bewirkt durch eine erhöhte Reibung oder durch eine Torsionsbeanspruchung. Eine solche Torsionsbeanspruchung kann beispielsweise dadurch bewirkt sein, dass die Welle mindestens eines Zahnrads des Getriebes 3.2 nicht senkrecht zu diesem Zahnrad angeordnet oder in anderer Weise dejustiert ist.Such a pattern probability density distribution P D3, i (E d ) of the deadlock type D3 goes hand in hand, for example, with increased stiffness of the unlocking device, caused by increased friction or by torsional stress. Such torsional stress can be caused, for example, by the shaft of at least one gear wheel of the transmission 3.2 is not arranged perpendicular to this gear or misaligned in any other way.

6 zeigt die Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD4,i(Ed) für Nb = 25 Bins, die auf der horizontalen Achse für Energiewerte zwischen Ed = 0 und Ed = Estuck = 400 Joule gleichmäßig verteilt sind, für einen vierten Verklemmungstyp D4. Diese Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD4,i(Ed) ist durch einen ersten Häufungspunkt bei Energiewerten nahe Null und durch einen zweiten Häufungspunkt bei Energiewerten nahe dem maximal möglichen Energiewert Estuck = 400 Joule gekennzeichnet. 6 shows the pattern probability density distribution P D4, i (E d ) for N b = 25 bins, which are evenly distributed on the horizontal axis for energy values between E d = 0 and E d = E stuck = 400 joules, for a fourth type of jamming D4 . This pattern probability density distribution P D4, i (E d ) is characterized by a first cluster point at energy values close to zero and by a second cluster point at energy values close to the maximum possible energy value E stuck = 400 joules.

Eine solche Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD4,i(Ed) des Verklemmungstyps D4 kann mit einer Kombination verschiedener Ausfälle oder Defekte an einer Verriegelungsvorrichtung einhergehen. Beispielsweise kann eine Kontaktstörung bei einigen Entriegelungsvorgängen zu einem sehr geringen Energiewert Ed führen, während bei anderen Entriegelungsvorgängen Verunreinigungen oder eine Verbiegung einer Zahnradwelle im Getriebe 3.2 zu einem sehr hohen Energiewert Ed führen kann. Wechseln sich derartige Störungen fortlaufend ab, entsteht die schematisch dargestellte Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD4,i(Ed) des Verklemmungstyps D4.Such a pattern probability density distribution P D4, i (E d ) of the deadlock type D4 can be associated with a combination of various failures or defects on a locking device. For example, a contact fault in some unlocking processes can result in a very low energy value E d lead to contamination or bending of a gear shaft in the transmission during other unlocking processes 3.2 to a very high energy value E d can lead. If such disturbances alternate continuously, the schematically represented pattern probability density distribution is created P D4, i (E d ) of the deadlock type D4 .

7 zeigt übereinander gelegt eine empirisch geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )

Figure DE102019200600B3_0024
sowie Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PX,i(Ed),X ∈ {D1, D2, D3, D4} gemäß den 3 bis 6. Die empirisch geschätzte Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0025
weist einen Häufungspunkt nahe der oberen Grenze Ed,max des Normalbereichs der Energiewerte auf. Der Korrelationswert ρd,D3 bezogen auf die Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung PD3,i(Ed) für den dritten Verklemmungstyp D3 überschreitet den vorbestimmten Korrelationsschwellwert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein bevorstehender Ausfall der Verriegelungsvorrichtung erkannt und angezeigt. Ferner können zusätzliche Hinweise zur Charakteristik des Verklemmungstyps 3 angezeigt werden. 7 shows an empirically estimated probability density distribution superimposed P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0024
and pattern probability density distribution P X, i (E d ), X ∈ {D1, D2, D3, D4} according to the 3rd to 6 . The empirically estimated probability density distribution P d , l ˜ ( E d )
Figure DE102019200600B3_0025
has a cluster point near the upper limit E d, max the normal range of energy values. The correlation value ρ d, D3 related to the pattern probability density distribution P D3, i (E d ) for the third type of jam D3 exceeds the predetermined correlation threshold. With the method according to the invention, an impending failure of the locking device is recognized and displayed. Furthermore, additional information on the characteristics of the deadlock type can be found 3rd are displayed.

Das in den 2 bis 7 für die Erkennung einer Verklemmung bei einem Entriegelungsvorgang beispielhaft beschriebene Verfahren ist übertragbar auf die Erkennung einer Verklemmung bei einem Verriegelungsvorgang. Dem sind andere Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilungen PX,i(Ee), X ∈ {E1, E2, ...} zugrunde zu legen, welche die Verteilung von Energiewerten Ee bei einem Verriegelungsvorgang bei einer jeweils vorliegenden Verriegelungsstörung E1,E2,... beschreiben. In vorteilhafter Weise werden ferner die jeweils bei einem einzelnen Verriegelungsvorgang gemessenen Energiewerte Ee in einer Speichereinheit 4.1 abgelegt, die von der Speichereinheit 4.1 für die Speicherung der Energiewerte Ed bei den Entriegelungsvorgängen unabhängig ist.That in the 2nd to 7 The method described by way of example for the detection of a jam during an unlocking process can be transferred to the detection of a jam during a locking process. This is based on other pattern probability density distributions P X, i (E e ), X ∈ {E1, E2, ...}, which are the distribution of energy values E e in a locking process in the event of a locking fault E1 , E2 , ... describe. The energy values measured in each case in a single locking process are also advantageous E e in a storage unit 4.1 filed by the storage unit 4.1 for the storage of energy values E d is independent in the unlocking processes.

Eine Trennung der Vorhersage von Verklemmungen bei einem Entriegelungsvorgang von einer Vorhersage von Verklemmungen bei einem Verriegelungsvorgang ist vorteilhaft, weil die typischen, an einer ungestörten elektrischen Parksperre erforderlichen Energiewerte für eine Entriegelung gegenüber den erforderlichen Energiewerten für eine Verriegelung höher sind und von der Beladung und Neigung des Fahrzeugs abhängen.A separation of the prediction of jams during an unlocking process from a prediction of jams during a locking process is advantageous because the typical energy values required for an undisturbed electrical parking lock for unlocking are higher than the required energy values for a locking device and for the loading and inclination of the Depend on the vehicle.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Sperrradratchet wheel
1.11.1
NutGroove
22nd
SperrklinkePawl
33rd
AktuatorActuator
3.13.1
Motorengine
3.23.2
Getriebetransmission
44th
SteuereinheitControl unit
4.14.1
Speichereinheit Storage unit
E1 bis E3E1 to E3
erster bis dritter Entscheidungsschrittfirst to third decision steps
S0S0
StartpunktStarting point
S1 bis S5S1 to S5
erster bis fünfter Schrittfirst to fifth step
S6S6
EndpunktEndpoint

Claims (10)

Verfahren zur Prädiktion einer Störung an einem intermittierend betätigten elektrisch versorgten Aktuator (3) eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass - für mindestens einen Störungstyp eine diskrete Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung des für eine zur Betätigung des gestörten Aktuators (3) erforderlichen Energiewerts bestimmt wird, - der für jeweils eine Betätigung des Aktuators (3) erforderliche Energiewert fortlaufend ermittelt und in einer Speichereinheit (4.1)abgelegt wird, - aus den fortlaufend abgelegten Energiewerten fortlaufend eine empirische diskrete Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt wird, - fortlaufend ein Ähnlichkeitsmaß für die Ähnlichkeit der empirischen diskreten Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung mit der mindestens einen diskreten Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt wird und - eine Störung prädiziert wird, wenn das bestimmte Ähnlichkeitsmaß einen vorbestimmten Ähnlichkeitsmaßschwellwert überschreitet.Method for predicting a malfunction on an intermittently actuated electrically powered actuator (3) of a vehicle, characterized in that - for at least one type of malfunction, a discrete pattern probability density distribution of the energy value required for actuating the malfunctioning actuator (3) is determined, - for each actuation of the actuator (3) required energy value is continuously determined and stored in a storage unit (4.1), - an empirical discrete probability density distribution is continuously determined from the continuously stored energy values, - continuously a similarity measure for the similarity of the empirical discrete probability density distribution with the at least one discrete pattern probability density distribution is determined and - a disturbance is predicted if the determined similarity measure exceeds a predetermined similarity measure threshold. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ähnlichkeitsmaß ein Korrelationswert zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a correlation value between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution is determined as a similarity measure. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ähnlichkeitsmaß eine negierte euklidische Distanz zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt wird. Procedure according to Claim 1 , characterized in that a negated Euclidean distance between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution is determined as a similarity measure. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ähnlichkeitsmaß eine negierte Kullback-Leibler-Divergenz zwischen der empirischen Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung und der mindestens einen Musterwahrscheinlichkeitsdichteverteilung bestimmt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a negated Kullback-Leibler divergence between the empirical probability density distribution and the at least one pattern probability density distribution is determined as a similarity measure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die empirische diskrete Wahrscheinlichkeitsverteilung aus einer vorbestimmten Anzahl zurückliegend ermittelter Energiewerte bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the empirical discrete probability distribution is determined from a predetermined number of previously determined energy values. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine prädizierte Störung mittels eines Anzeigeinstruments signalisiert wird und/oder in einem für ein On-Board-Diagnosis (OBD) Instrument zugreifbarem Datenspeicher abgelegt und/oder auf ein mobiles Endgerät und/oder mittels eines Mobilfunknetzes an eine Servicezentrale übertragen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a predicted fault is signaled by means of a display instrument and / or stored in a data memory accessible for an on-board diagnosis (OBD) instrument and / or on a mobile terminal and / or by means of a Cellular network is transmitted to a service center. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils für die Betätigung einer Verriegelungsvorrichtung einer elektrischen Parksperre mittels des Aktuators (3) erforderliche Energiewert fortlaufend bestimmt und in der Speichereinheit (4.1) abgelegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the energy value required in each case for actuating a locking device of an electrical parking lock by means of the actuator (3) is continuously determined and stored in the storage unit (4.1). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils für die Betätigung einer Verriegelungsvorrichtung einer elektrischen Parksperre erforderliche Energiewert durch fortlaufende Abtastung des Stromes und der Spannung an einem Motor (3.1) des Aktuators (3) über die Dauer der Betätigung ermittelt wird.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the energy value required in each case for the actuation of a locking device of an electric parking lock is determined by continuously scanning the current and the voltage on a motor (3.1) of the actuator (3) over the duration of the actuation. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Prädiktion einer Störung die Parksperre alternierend verriegelt und entriegelt wird, wobei der Motor (3.1) mit maximal zulässigem Laststrom betrieben wird.Procedure according to one of the Claims 7 to 8th , characterized in that if a fault is predicted, the parking lock is locked and unlocked alternately, the motor (3.1) being operated with the maximum permissible load current. Applikationsspezifischer Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), der zur Ansteuerung und/oder Diagnose eines Antriebsstrangs und/oder zur Ansteuerung einer elektrischen Parksperre in einem Fahrzeug eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem applikationsspezifischen Schaltkreis ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9 implementiert ist.Application-specific circuit (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), which is set up to control and / or diagnose a drive train and / or to control an electric parking lock in a vehicle, characterized in that a method according to one of the application-specific circuits Claims 7 to 9 is implemented.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023193139A1 (en) * 2022-04-06 2023-10-12 华为技术有限公司 Power control method and apparatus, and electric vehicle

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3610004A (en) 1969-09-30 1971-10-05 Gen Motors Corp Parking lock for transmissions
US5807205A (en) 1996-04-22 1998-09-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle parking lock device control apparatus, adapted to activate electric motor to reduce engagement load between lock gear and pawl upon releasing of lock
EP1103744A2 (en) 1999-11-25 2001-05-30 Nissan Motor Company, Limited Parking lock device and method for automatic transmission
US6273232B1 (en) 1998-09-09 2001-08-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaishi Electric parking lock device
US20020084162A1 (en) 2000-10-19 2002-07-04 Helmut Schafer Parking lock for a motor vehicle with an emergency release device
US6481556B1 (en) 1998-08-20 2002-11-19 Zf Friedrichshafen Ag Parking lock for the automatic transmission of motor vehicles
US20060142976A1 (en) 2004-12-29 2006-06-29 Bonanni Pierino G Method and apparatus for in-situ detection and isolation of aircraft engine faults
EP2000708A2 (en) 2007-06-06 2008-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for vehicle and parking mechanism
US20100161274A1 (en) 2008-12-23 2010-06-24 Embraer- Empresa Brasileira De Aeronautica S.A. Prognostics and health monitoring for electro-mechanical systems and components
WO2010104189A1 (en) 2009-03-09 2010-09-16 Nissan Motor Co., Ltd. Parking lock device
US9205560B1 (en) 2013-06-24 2015-12-08 Redwood Robotics, Inc. System and method for failure detection of a robot actuator
US9233671B2 (en) 2011-06-07 2016-01-12 Nissan Motor Co., Ltd. Parking lock control device for vehicle and control method
US9657836B2 (en) 2014-03-21 2017-05-23 Getrag Getriebe-Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Parking mechanism arrangement for a motor vehicle transmission
WO2017182207A1 (en) 2016-04-19 2017-10-26 Zf Friedrichshafen Ag Method for operating a parking lock device by means of a hydraulic system

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3610004A (en) 1969-09-30 1971-10-05 Gen Motors Corp Parking lock for transmissions
US5807205A (en) 1996-04-22 1998-09-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric vehicle parking lock device control apparatus, adapted to activate electric motor to reduce engagement load between lock gear and pawl upon releasing of lock
US6481556B1 (en) 1998-08-20 2002-11-19 Zf Friedrichshafen Ag Parking lock for the automatic transmission of motor vehicles
US6273232B1 (en) 1998-09-09 2001-08-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaishi Electric parking lock device
EP1103744A2 (en) 1999-11-25 2001-05-30 Nissan Motor Company, Limited Parking lock device and method for automatic transmission
US20020084162A1 (en) 2000-10-19 2002-07-04 Helmut Schafer Parking lock for a motor vehicle with an emergency release device
US20060142976A1 (en) 2004-12-29 2006-06-29 Bonanni Pierino G Method and apparatus for in-situ detection and isolation of aircraft engine faults
EP2000708A2 (en) 2007-06-06 2008-12-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for vehicle and parking mechanism
US20100161274A1 (en) 2008-12-23 2010-06-24 Embraer- Empresa Brasileira De Aeronautica S.A. Prognostics and health monitoring for electro-mechanical systems and components
WO2010104189A1 (en) 2009-03-09 2010-09-16 Nissan Motor Co., Ltd. Parking lock device
US9233671B2 (en) 2011-06-07 2016-01-12 Nissan Motor Co., Ltd. Parking lock control device for vehicle and control method
US9205560B1 (en) 2013-06-24 2015-12-08 Redwood Robotics, Inc. System and method for failure detection of a robot actuator
US9657836B2 (en) 2014-03-21 2017-05-23 Getrag Getriebe-Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Parking mechanism arrangement for a motor vehicle transmission
WO2017182207A1 (en) 2016-04-19 2017-10-26 Zf Friedrichshafen Ag Method for operating a parking lock device by means of a hydraulic system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023193139A1 (en) * 2022-04-06 2023-10-12 华为技术有限公司 Power control method and apparatus, and electric vehicle

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