DE102014218206A1 - Device for configuring an electronically controlled device and method for configuring an electronically controlled device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung schafft eine individuelle Anpassung der Steuerung von elektronisch gesteuerten Geräten, insbesondere von Massengütern. Hierzu werden während der Fertigung der einzelnen Geräte für jedes Gerät individuell ein oder mehrere Parameter bestimmt. Basierend auf diesen Parametern erfolgt dann für jedes einzelne Gerät eine separate, spezielle Anpassung der Steuerung. Auf diese Weise kann die Effizienz des Geräts erhöht werden, sowie die Lebensdauer und die Haltbarkeit des Geräts gesteigert werden.The present invention provides for customization of the control of electronically controlled devices, particularly bulk goods. For this purpose, one or more parameters are individually determined for each device during manufacture of the individual devices. Based on these parameters, a separate, special adaptation of the control takes place for each individual device. In this way, the efficiency of the device can be increased, and the life and durability of the device can be increased.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konfiguration eines elektronisch gesteuerten Geräts und ein Verfahren zur Konfiguration eines elektronisch gesteuerten Geräts, insbesondere eines elektronisch gesteuerten Geräts mit individuell angepassten Steuerungsparametern. The present invention relates to a device for configuring an electronically controlled device and a method for configuring an electronically controlled device, in particular an electronically controlled device with customized control parameters.
Zur Steuerung von Massengütern, wie zum Beispiel Waschmaschinen oder Kaffeemaschinen, werden vermehrt elektronische Steuerungen eingesetzt. Konventionelle Steuerungen werden dabei als Massenware hergestellt. Derartige, als Massenware hergestellte Steuerungen, sind in der Regel vollständig identisch. Mittels zusätzlicher Sensorik können in speziellen Fällen gegebenenfalls aktuelle Betriebsbedingungen erfasst werden. In diesem Fall kann die verwendete Steuerung die Betriebsparameter des entsprechenden Geräts innerhalb einer vorgegebenen Bandbreite anpassen, um so auf die aktuellen Rahmenbedingungen zu reagieren. Jedoch ist die Effizienz solcher Steuerungen sehr eingeschränkt. Fertigungsbedingte Toleranzen, wie zum Beispiel der Abstand eines Heizelements zu einem zu erwärmenden Objekt, können dabei nur pauschal durch eine allgemeine Berechnung während des Gerätedesigns berücksichtigt werden. Streuungen beim Zusammenbau des Geräts während der Fertigung führen dabei dazu, dass die Effizienz der einzelnen Geräte unterschiedlich ausfallen kann. Darüber hinaus kann die Lebenserwartung eines Geräts aufgrund der fertigungsbedingten Toleranzen bei identischer Ansteuerung variieren. So kann zum Beispiel ein Gerät, bei dem ein Heizelement näher an einem zu erwärmenden Körper platziert wird, zu einer stärkeren Erwärmung führen. Eine solche stärkere Erwärmung kann dabei zu einer schnelleren Alterung und somit zu einem früheren Ausfall des Geräts führen. Die zuvor genannten Eigenschaften führen dazu, dass zur Aufrechterhalten eines vorgegebenen Qualitätsstandards bei der Produktion eines Geräts die einzuhaltenden Toleranzbänder sehr eng gesteckt werden müssen. Geräte, bei denen diese Toleranzbänder nicht eingehalten werden konnten, müssen entweder nachbearbeitet oder aussortiert werden. For control of bulk goods, such as washing machines or coffee machines, electronic controls are increasingly used. Conventional controls are manufactured as mass-produced goods. Such mass-produced controls are usually completely identical. In some cases, current operating conditions can be detected by means of additional sensors. In this case, the controller used can adjust the operating parameters of the corresponding device within a predetermined bandwidth, so as to respond to the current conditions. However, the efficiency of such controls is very limited. Production-related tolerances, such as the distance of a heating element to an object to be heated, can only be taken into account by a general calculation during the device design. Variations in the assembly of the device during manufacture lead to the fact that the efficiency of the individual devices may vary. In addition, the life expectancy of a device can vary due to the manufacturing tolerances with identical control. For example, a device in which a heating element is placed closer to a body to be heated, lead to increased heating. Such increased heating can lead to a faster aging and thus to a previous failure of the device. The aforementioned properties mean that in order to maintain a predetermined quality standard in the production of a device, the tolerance bands to be complied with must be placed very tightly. Devices that could not comply with these tolerance bands must either be reworked or sorted out.
Es besteht daher ein Bedarf nach einer Vorrichtung zur Konfiguration elektronisch gesteuerter Geräte und einem Verfahren zur Konfiguration elektronisch gesteuerter Geräte, das eine individuelle Anpassung der Steuerungsparameter an das jeweilige Gerät ermöglicht. Insbesondere besteht ein Bedarf nach einer individuellen Anpassung der Steuerungsparameter an die gerätespezifischen Fertigungsparameter. Thus, there is a need for a device for configuring electronically controlled devices and a method for configuring electronically controlled devices that allows for customization of the control parameters to the particular device. In particular, there is a need for an individual adaptation of the control parameters to the device-specific production parameters.
Hierzu schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Herstellung eines elektronisch gesteuerten Geräts mit individuell angepassten Steuerungsparametern. Die Vorrichtung umfasst eine Erfassungsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen gerätespezifischen Fertigungsparameter zu erfassen; eine Rechenvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen gerätespezifischen Steuerungsparameter unter Verwendung des erfassten Fertigungsparameters zu bestimmen; und eine Programmiervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, den gerätespezifischen Steuerungsparameter in einen Parameterspeicher des elektronisch gesteuerten Geräts zu übertragen. To this end, the present invention according to a first aspect provides a device for producing an electronically controlled device with individually adapted control parameters. The device comprises a detection device which is designed to detect a device-specific production parameter; a computing device configured to determine a device-specific control parameter using the acquired manufacturing parameter; and a programming device configured to transfer the device-specific control parameter to a parameter memory of the electronically-controlled device.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Konfiguration eines elektronisch gesteuerten Geräts. Das Verfahren umfasst die Schritte des Erfassens von gerätespezifischen Fertigungsparametern; des Bestimmens von gerätespezifischen Steuerungsparametern unter Verwendung der erfassten Fertigungsparameter; und des Übertragens der gerätespezifischen Steuerungsparameter in einen Parameterspeicher des elektronisch gesteuerten Geräts. In another aspect, the present invention provides a method of configuring an electronically controlled device. The method includes the steps of detecting device-specific manufacturing parameters; determining device-specific control parameters using the acquired manufacturing parameters; and transmitting the device specific control parameters into a parameter memory of the electronically controlled device.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Produktion von Massengütern individuelle Fertigungstoleranzen auftreten. Diese Fertigungstoleranzen können bei jedem gefertigten Gerät unterschiedlich sein. Dabei können bei dem Zusammenbau eines Geräts bereits die hierfür erforderlichen Einzelteile unterschiedliche Toleranzen aufweisen. Beispielsweise kann die Passgenauigkeit eines Lagers oder einer Dichtung variieren. Auch Unterschiede in der Heizleistung einer elektrischen Heizung sind möglich. Darüber hinaus kann es auch beim Zusammenbau zu individuellen Abweichungen kommen. Beispielsweise kann der Abstand der Einzelteile zueinander variieren. Dies würde zum Beispiel beim Einbau einer Heizung zu einer unterschiedlichen Erwärmung und den damit eingangs erwähnten Nachteilen führen. Auch können Schwankungen in der Fertigungsanlage, wie beispielsweise ein variierendes Drehmoment beim Anzug einer Verschraubung oder ähnliches, die individuellen Eigenschaften eines Geräts beeinträchtigen. The present invention is based on the recognition that individual production tolerances occur in the production of bulk goods. These manufacturing tolerances can be different for each manufactured device. In this case, in the assembly of a device already required for this item have different tolerances. For example, the accuracy of fit of a bearing or a seal may vary. Also, differences in the heating power of an electric heater are possible. In addition, there may be individual deviations during assembly. For example, the distance between the individual parts can vary. This would lead, for example, when installing a heater to a different heating and the disadvantages mentioned in the introduction. Also, variations in the manufacturing equipment, such as varying torque when tightening a fitting or the like, can affect the individual characteristics of a device.
Eine Idee, die der vorliegenden Erfindung daher zugrunde liegt, besteht darin, Informationen über die individuellen Eigenschaften jedes gefertigten Geräts separat zu erfassen, auszuwerten und daraufhin die Steuerung des jeweiligen Geräts basierend auf den erfassten Informationen individuell anzupassen. Hierdurch kann jedes einzelne gefertigte Gerät in einem optimierten Arbeitspunkt betrieben werden. Somit kann die Effizienz der einzelnen Geräte gesteigert werden. Sicherheitszuschläge aufgrund eines zu berücksichtigenden Toleranzbandes können dabei verkleinert werden. Durch die Anpassung der Steuerungsparameter auf die spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Geräts können kritische Zustände, die zu einem erhöhten Verschleiß oder einer vorzeitigen Alterung führen, vermieden werden. Daher steigt auch die Lebenserwartung der einzelnen Geräte. One idea on which the present invention is based, therefore, is to separately acquire and evaluate information about the individual characteristics of each manufactured device and then to individually adapt the control of the respective device based on the acquired information. As a result, each individual manufactured device can be operated in an optimized operating point. Thus, the efficiency of the individual devices can be increased. Security surcharges due to a tolerance band to be taken into account can be reduced. By adapting the control parameters to the specific properties of the respective device, critical conditions that lead to increased wear or tear can be identified lead to premature aging, be avoided. Therefore, the life expectancy of the individual devices increases.
Aufgrund der verbesserten Anpassung der Steuerungsparameter auf das jeweilige Gerät ist es darüber hinaus auch möglich, größere Variationen der verwendeten Einzelteile auszugleichen, sowie stärkere Schwankungen während der Fertigung zu kompensieren. Daher sinken auch die Anforderungen an die einzelnen Bauteile, sowie an die Präzision der Fertigungslinie in der die Geräte gefertigt werden. In addition, due to the improved adaptation of the control parameters to the respective device, it is also possible to compensate for larger variations of the individual parts used, as well as to compensate for greater fluctuations during production. Therefore, the requirements for the individual components, as well as the precision of the production line in which the devices are manufactured, also decrease.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Rechenvorrichtung einen Speicher. Dieser Speicher ist dazu ausgelegt, Beziehungen zwischen gerätespezifischen Fertigungsparametern und korrespondierenden gerätespezifischen Steuerungsparametern abzuspeichern. Die Rechenvorrichtung bestimmt dabei die gerätespezifischen Steuerungsparameter unter Verwendung der in dem Speicher abgespeicherten Beziehungen. According to one embodiment, the computing device comprises a memory. This memory is designed to store relationships between device-specific manufacturing parameters and corresponding device-specific control parameters. The computing device determines the device-specific control parameters using the relationships stored in the memory.
Bei den in dem Speicher abgespeicherten Beziehungen kann es sich beispielsweise um eine Tabelle handeln, bei der jeweils der Zusammenhang zwischen gerätespezifischen Fertigungsparametern und den hierzu korrespondierenden Steuerungsparametern hinterlegt. Dies ermöglicht eine besonders schnelle Ermittlung der geeigneten Steuerungsparameter aus den zuvor erfassten Fertigungsparametern. Alternativ kann in dem Speicher auch eine Formel abgelegt werden, aus der die jeweils geeigneten gerätespezifischen Steuerungsparameter berechnet werden können. Die dabei in dem Speicher abgelegte Beziehung zwischen gerätespezifischen Fertigungsparametern und korrespondierenden gerätespezifischen Steuerungsparametern kann vorab während des Designs des Geräts einmalig festgelegt werden. The relationships stored in the memory can be, for example, a table, in each of which the relationship between device-specific production parameters and the control parameters corresponding thereto is stored. This allows a particularly rapid determination of the appropriate control parameters from the previously recorded production parameters. Alternatively, a formula can also be stored in the memory from which the respectively suitable device-specific control parameters can be calculated. The relationship stored in the memory between device-specific production parameters and corresponding device-specific control parameters can be determined once during the design of the device once.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das elektronisch gesteuerte Gerät ein Bauteil, wobei die Erfassungsvorrichtung einen Bauteilsensor umfasst, der dazu ausgelegt ist, eine elektrische und/oder mechanische Eigenschaft des Bauteils zu erfassen. According to one embodiment, the electronically controlled device comprises a component, wherein the detection device comprises a component sensor which is designed to detect an electrical and / or mechanical property of the component.
Durch einen solchen Bauteilsensor kann das jeweilige Bauteil vorab geprüft werden. Die individuellen Eigenschaften des jeweiligen Bauteils können dabei erfasst und als gerätespezifische Fertigungsparameter weiter verarbeitet werden. Bei dem Bauteilsensor kann es sich beispielsweise um einen separaten, zusätzlichen Sensor halten. Ebenso ist es auch möglich, einen bereits in der Fertigungslinie vorhandenen Sensor zu verwenden, der bereits vorhanden ist, um die Einhaltung von vorgegebenen Toleranzen zu prüfen und Bauteile auszusortieren, die den vorgegebenen Toleranzgrenzen nicht entsprechen. By such a component sensor, the respective component can be checked in advance. The individual properties of the respective component can be recorded and further processed as device-specific production parameters. The component sensor may, for example, be a separate, additional sensor. Likewise, it is also possible to use an already existing in the production line sensor that is already present to verify compliance with predetermined tolerances and to sort out components that do not meet the specified tolerance limits.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das elektronische Gerät ein Bauteil, wobei die Erfassungsvorrichtung einen Positionssensor umfasst, der dazu ausgelegt ist, eine Position des eingebauten Bauteils in dem Gerät zu erfassen. According to a further embodiment, the electronic device comprises a component, wherein the detection device comprises a position sensor which is designed to detect a position of the installed component in the device.
Hierdurch können Schwankungen bei der Positionierung der einzelnen Bauteile während des Zusammenbaus des Geräts erfasst und ausgewertet werden. Somit kann die elektronische Steuerung der einzelnen Geräte auch auf, fertigungstechnische Toleranzen angepasst werden. Beispielsweise kann bei geringerem Abstand zwischen Wärmequelle und zu erwärmendem Objekt die Heizleistung der Wärmequelle verringert werden, oder bei größerem Abstand die Heizleistung erhöht werden. As a result, fluctuations in the positioning of the individual components during assembly of the device can be detected and evaluated. Thus, the electronic control of the individual devices can also be adapted to manufacturing tolerances. For example, with a smaller distance between the heat source and the object to be heated, the heating power of the heat source can be reduced, or at a greater distance, the heating power can be increased.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfasst in dem Verfahren zur Konfiguration des elektronisch gesteuerten Geräts der Schritt zum Erfassen von gerätespezifischen Fertigungsparametern mindestens einen elektrischen und/oder mechanischen Messwert eines Bauteils. According to a further embodiment, in the method for configuring the electronically controlled device, the step for acquiring device-specific production parameters detects at least one electrical and / or mechanical measured value of a component.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfasst der Schritt zum Erfassen von gerätespezifischen Fertigungsparametern mindestens eine Position eines Bauteils in dem elektronisch gesteuerten Gerät. According to a further embodiment, the step of detecting device-specific manufacturing parameters detects at least one position of a component in the electronically controlled device.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform erfasst der Schritt zum Erfassen von gerätespezifischen Fertigungsparametern mindestens einen Montageparameter. In accordance with yet another embodiment, the step of capturing device-specific manufacturing parameters captures at least one assembly parameter.
Ein solcher Montageparameter kann beispielsweise das Anzugsmoment einer Schraubverbindung, der Anpressdruck einer Klebeverbindung oder ähnliches sein. Somit können auch fertigungstechnisch bedingte Streuungen bei der individuellen Steuerung der Geräte ausgeglichen werden. Such a mounting parameter may be, for example, the tightening torque of a screw connection, the contact pressure of an adhesive bond or the like. Thus, production-related variations in the individual control of the devices can be compensated.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bestimmt der Schritt zum Bestimmen von gerätespezifischen Steuerungsparametern die Steuerungsparameter unter Verwendung von vordefinierten Beziehungen zwischen gerätespezifischen Fertigungsparametern und korrespondierenden gerätespezifischen Steuerungsparametern. According to another embodiment, the step of determining device-specific control parameters determines the control parameters using predefined relationships between device-specific manufacturing parameters and corresponding device-specific control parameters.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt zum Klassifizieren des elektronisch gesteuerten Geräts basierend auf den erfassten gerätespezifischen Fertigungsparametern. According to another embodiment, the method includes a step of classifying the electronically controlled device based on the detected device specific manufacturing parameters.
Durch das Auswerten der erfassten gerätespezifischen Fertigungsparameter während der Herstellung eines Geräts können diese Informationen dazu weiter verwendet werden, um besonders hochwertige Geräte zu identifizieren. Solche besonders hochwertigen Geräte können beispielsweise als besonders effiziente oder sehr langlebige Geräte separat in einem Premiumsegment vermarktet werden. Ebenso ist durch eine solche Klassifizierung die Identifikation von minderwertigen oder funktionsunfähigen Geräten möglich. Solche Geräte können somit sehr einfach automatisch aussortiert werden. By evaluating the acquired device-specific manufacturing parameters during the manufacture of a device, this information can be further used to particular to identify quality devices. Such particularly high-quality devices can be marketed separately, for example, as particularly efficient or very durable devices in a premium segment. Likewise, the identification of inferior or inoperable devices is possible by such a classification. Such devices can thus be sorted out very easily automatically.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Further embodiments and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.
Dabei zeigen: Showing:
Darüber hinaus können auch Korrelationen der Steuerungsparameter zu Montageparametern vorgegeben werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Steuerungsparameter von der tatsächlichen Kraft abhängen, mit der eine Schraubverbindung angezogen wurde. Weitere Korrelationen zwischen individuellen, gerätespezifischen Eigenschaften, die während der Fertigung des Geräts erfasst werden können und daraus resultierenden Anpassungen in den Steuerungsparametern des Geräts sind darüber hinaus ebenso möglich. In addition, correlations of the control parameters to assembly parameters can also be specified. For example, one or more control parameters may depend on the actual force with which a threaded connection was tightened. Further correlations between individual, device-specific properties that may be detected during device fabrication and resulting adjustments in device control parameters are also possible.
Auf diese Weise kann beispielsweise die Solldrehzahl für den Motor einer Waschmaschine oder die Ansteuerung der Heizung einer Waschmaschine individuell für jedes Gerät in Abhängigkeit der tatsächlichen Fertigungsparameter variiert werden. In this way, for example, the target speed for the engine of a washing machine or the control of the heating of a washing machine can be varied individually for each device depending on the actual manufacturing parameters.
Während des Entwurfs des Geräts wird somit zur Steuerung des elektronisch gesteuerten Geräts neben einem generischen Steuerungsanteil
Während der Produktion der einzelnen Geräte, beispielsweise in einer Fertigungslinie
Darüber hinaus können durch einen elektrischen Sensor
Während des Zusammenbaus des Geräts aus den Bauteilen
Alle erforderlichen erfassten gerätespezifischen Fertigungsparameter werden daraufhin einer Rechenvorrichtung
Die so generierte Gerätesteuerung und insbesondere die gerätespezifischen Steuerungsparameter werden von der Rechenvorrichtung
Wird bei der Auswertung der erfassten gerätespezifischen Fertigungsparameter dabei festgestellt, dass ein oder mehrere gerätespezifische Fertigungsparameter nicht innerhalb der vorgegebenen Fertigungstoleranzen liegen, so kann das entsprechende Gerät automatisch als fehlerhaft klassifiziert werden. In diesem Fall muss das fehlerhafte Gerät aussortiert und gegebenenfalls nachbearbeitet werden. Ferner können durch Analyse der erfassten gerätespezifischen Fertigungsparameter, beispielsweise in der Rechenvorrichtung
In Schritt S3 werden daraufhin ein oder mehrere gerätespezifische Steuerungsparameter unter Verwendung der erfassten Fertigungsparameter bestimmt. Abschließend werden daraufhin der oder die gerätespezifischen Steuerungsparameter, oder alternativ die vollständige Gerätesteuerung an das elektronisch gesteuerte Gerät übertragen. Die gerätespezifischen Steuerungsparameter können dabei in einem speziellen Parameterspeicher des elektronisch gesteuerten Geräts abgelegt werden. In step S3, one or more device-specific control parameters are then determined using the acquired manufacturing parameters. Finally, the device-specific control parameters or, alternatively, the complete device control are transmitted to the electronically controlled device. The device-specific control parameters can be stored in a special parameter memory of the electronically controlled device.
Der Schritt S1 zum Erfassen von gerätespezifischen Fertigungsparametern kann dabei, wie bereits zuvor beschrieben, mindestens einen elektrischen und/oder mechanischen Messwert eines Bauteils
Der Schritt S3 zum Bestimmen von gerätespezifischen Steuerungsparametern können die Steuerungsparameter unter Verwendung von vordefinierten Beziehungen zwischen gerätespezifischen Fertigungsparametern und korrespondierenden gerätespezifischen Steuerungsparametern bestimmen. Beispielsweise können hierzu die vordefinierten Beziehungen zwischen Fertigungsparametern und Steuerungsparametern als Tabelle oder mathematische Formel bereitgestellt werden. The step S3 for determining device-specific control parameters may determine the control parameters using predefined relationships between device-specific manufacturing parameters and corresponding device-specific control parameters. For example, the predefined relationships between production parameters and control parameters can be provided as a table or mathematical formula for this purpose.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung die individuelle Anpassung der Steuerung von elektronisch gesteuerten Geräten, insbesondere Massengütern. Hierzu werden während der Fertigung der einzelnen Geräte für jedes Gerät individuell ein oder mehrere Parameter bestimmt. Basierend auf diesen Parametern erfolgt dann für jedes einzelne Gerät eine separate, spezielle Anpassung der Steuerung. Auf diese Weise kann die Effizienz des Geräts erhöht werden, sowie die Lebensdauer und die Haltbarkeit des Geräts gesteigert werden. In summary, the present invention relates to the individual adaptation of the control of electronically controlled devices, in particular bulk goods. For this purpose, one or more parameters are individually determined for each device during manufacture of the individual devices. Based on these parameters, a separate, special adaptation of the control takes place for each individual device. In this way, the efficiency of the device can be increased, and the life and durability of the device can be increased.
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