DE102019220129A1 - Monitoring of physical parameters in an electrical machine using a signal fingerprint - Google Patents
Monitoring of physical parameters in an electrical machine using a signal fingerprint Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019220129A1 DE102019220129A1 DE102019220129.6A DE102019220129A DE102019220129A1 DE 102019220129 A1 DE102019220129 A1 DE 102019220129A1 DE 102019220129 A DE102019220129 A DE 102019220129A DE 102019220129 A1 DE102019220129 A1 DE 102019220129A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- signal response
- electrical machine
- response
- parameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von physikalischen Parametern in einer elektrischen Maschine durch einen Signal-Fingerabdruck, umfassend: Anlegen (100) eines Eingangssignals an eine elektrische Maschine, wobei das Eingangssignal so gewählt ist, dass unter konstanten Bedingungen durch das Eingangssignal eine Signalantwort erzeugt wird, welche nicht vollständig vorhersagbar, aber reproduzierbar und spezifisch für die elektrische Maschine ist, Erfassen(102) der Signalantwort der elektrischen Maschine, welche in Reaktion auf das Eingangssignal erzeugt wird; und Auswerten (104) der Signalantwort, um Veränderungen mindestens eines physikalischen Parameters der elektrischen Maschine zu erfassen.The invention relates to a method for monitoring physical parameters in an electrical machine using a signal fingerprint, comprising: applying (100) an input signal to an electrical machine, the input signal being selected such that the input signal generates a signal response under constant conditions which is not completely predictable but reproducible and specific to the electrical machine, detecting (102) the signal response of the electrical machine generated in response to the input signal; and evaluating (104) the signal response in order to detect changes in at least one physical parameter of the electrical machine.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von physikalischen Parametern in einer elektrischen Maschine über einen Signal-Fingerabdruck sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for monitoring physical parameters in an electrical machine by means of a signal fingerprint as well as a computing unit and a computer program for its implementation.
Stand der TechnikState of the art
In verschiedenen Systemen mit elektrischen Maschinen werden eine Vielzahl von physikalischen Parametern erfasst und ausgewertet, beispielsweise Temperaturen, Körperschall, Drehzahl, Drehmoment und weitere. Die Nutzung der Parameter ist oft unter anderem erforderlich, um den aktuellen Zustand der elektrischen Maschine zu erfassen und so den regulären Betrieb zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere im Bereich von Fahrzeugen, wo eine elektrische Maschine beispielsweise als Teil eines vollelektrischen oder hybridisierten Antriebsstrangs eingesetzt werden kann und/oder als Generator zur elektrischen Versorgung des Bordnetzes genutzt werden kann. Dabei erfolgt die Messung der Parameter üblicherweise über spezifische Sensoren, die an die jeweilige Umgebung, also beispielsweise das Umfeld im Fahrzeug, angepasst sein müssen. Dadurch entstehen jedoch hohe Kosten, und je nach Sensor wird auch zusätzlicher Bauraum benötigt. Durch die Sensormessungen können beispielsweise Aussagen über Leistungsfähigkeit, Verschleiß, Alterung oder Schädigung von Komponenten abgeleitet werden.In various systems with electrical machines, a large number of physical parameters are recorded and evaluated, for example temperatures, structure-borne noise, speed, torque and others. The use of the parameters is often necessary, among other things, to record the current state of the electrical machine and thus to ensure regular operation. This is especially true in the field of vehicles, where an electric machine can be used, for example, as part of a fully electric or hybridized drive train and / or can be used as a generator for the electrical supply of the on-board network. The parameters are usually measured using specific sensors that have to be adapted to the respective environment, for example the environment in the vehicle. However, this results in high costs and, depending on the sensor, additional installation space is required. The sensor measurements can be used to derive information about performance, wear, aging or damage to components, for example.
Es ist möglich, aus spezifischen Signaleigenschaften einer elektrischen Maschine einen eindeutigen „Fingerabdruck“ zu erzeugen, der beispielsweise für eine Identifizierung bzw. Authentifizierung auf Basis einer Challenge-Response- Abfolge verwendet werden kann. Diese Signaleigenschaften werden auch als PUF, Physically Unclonable Functions, bezeichnet. Dabei handelt es sich um Eigenschaften eines Systems, die dafür sorgen, dass in Reaktion auf ein vorbestimmtes Eingangssignal in das System (Herausforderung/Challenge) bei konstanten Umgebungsbedingungen ein nicht bzw. nicht vollständig vorhersagbares, aber für dieses System spezifisches und reproduzierbares Antwortsignal (Response) erzeugt wird. Dasselbe Eingangssignal unter gleichen Bedingungen würde jedoch in einem zweiten System eine andere, ebenso spezifische Signalantwort hervorrufen. Diese Signalantwort kann auch als Signal-Fingerabdruck bezeichnet werden, da somit eine eindeutige Identifikation eines Systems möglich ist.It is possible to generate a unique “fingerprint” from specific signal properties of an electrical machine, which can be used, for example, for identification or authentication on the basis of a challenge-response sequence. These signal properties are also referred to as PUF, Physically Unclonable Functions. These are properties of a system that ensure that in response to a predetermined input signal into the system (challenge) under constant environmental conditions, an unpredictable or incompletely predictable response signal (response) that is specific and reproducible for this system. is produced. However, the same input signal under the same conditions would produce a different, equally specific signal response in a second system. This signal response can also be referred to as a signal fingerprint, as it enables a system to be clearly identified.
Der Signal-Fingerabdruck, der auf diese Weise entsteht, ist je nach verwendeter Ausführung mehr oder weniger abhängig von Umgebungsbedingungen und bestimmten Parametern des Eingangssignals. Bei der Identifikation eines Systems sind diese Abhängigkeiten nachteilig, da sie einen eindeutigen Abgleich zweier Signale bei schwankenden Umgebungsbedingungen erschweren.The signal fingerprint that is created in this way is, depending on the version used, more or less dependent on environmental conditions and certain parameters of the input signal. When identifying a system, these dependencies are disadvantageous because they make it difficult to clearly compare two signals in the event of fluctuating environmental conditions.
Es existieren verschiedenste Varianten derartiger Signal-Fingerabdrücke. Eine Möglichkeit besteht in der Nutzung der elektrischen Eigenschaften einer elektrischen Maschine und ist in der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zur Überwachung von physikalischen Parametern in einer elektrischen Maschine durch einen Signal-Fingerabdruck sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for monitoring physical parameters in an electrical machine by means of a signal fingerprint as well as a computing unit and a computer program for its implementation having the features of the independent claims are proposed. Advantageous refinements are the subject matter of the subclaims and the description below.
Insbesondere wird dabei ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Eingangssignals an eine elektrische Maschine angelegt wird, wobei das Eingangssignal so gewählt ist, dass unter konstanten Bedingungen durch das Eingangssignal eine Signalantwort erzeugt wird, welche nicht vollständig vorhersagbar, aber spezifisch und reproduzierbar für die elektrische Maschine ist. Anschließend wird also eine Signalantwort der elektrischen Maschine erfasst, welche in Reaktion auf das Eingangssignal erzeugt wird, und diese wird ausgewertet, um Veränderungen mindestens eines physikalischen Parameters der elektrischen Maschine zu erfassen. Damit wird die Abhängigkeit einer PUF-Signalantwort von den Umgebungsbedingungen oder Maschinenparametern ausgenutzt. Auf diese Weise können übliche Sensoren durch eine virtuelle Sensorfunktion auf Basis der erfassten Signalantworten ersetzt werden, wodurch Kosten und Bauraum gespart werden können und eine Überwachung von Parametern auf einfache Weise ermöglicht wird.In particular, a method is described in which an input signal is applied to an electrical machine, the input signal being selected such that, under constant conditions, the input signal generates a signal response that is not completely predictable, but specific and reproducible for the electrical machine is. A signal response of the electrical machine is then recorded, which is generated in response to the input signal, and this is evaluated in order to record changes in at least one physical parameter of the electrical machine. This makes use of the dependency of a PUF signal response on the ambient conditions or machine parameters. In this way, conventional sensors can be replaced by a virtual sensor function based on the recorded signal responses, as a result of which costs and installation space can be saved and parameters can be monitored in a simple manner.
Dabei kann das Auswerten der Signalantwort einen Vergleich der Signalantwort mit mindestens einer vorgegebenen Signalantwort umfassen, die einem vorgegebenen Parameterwert für den mindestens einen physikalischen Parameter zugeordnet ist. Solche Zuordnungen können auf beliebige Weise abgespeichert sein und können beispielsweise herstellerseitig für die jeweilige spezifische Maschine erzeugt und bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die vorgegebene Signalantwort auf diese Weise ein oder mehrere zu einem vorherigen Zeitpunkt erfasste Signalantworten der elektrischen Maschine umfassen, oder eine als Referenz fest gespeicherte Signalantwort, von der aus weitere Werte interpoliert werden können oder die als Grenzwert z.B. für einen Alterungsparameter genutzt werden kann.The evaluation of the signal response can include a comparison of the signal response with at least one predefined signal response that is assigned to a predefined parameter value for the at least one physical parameter. Such assignments can be stored in any way and can, for example, be generated and provided by the manufacturer for the respective specific machine. For example, the specified signal response can in this way include one or more signal responses from the electrical machine recorded at a previous point in time, or a signal response permanently stored as a reference, from which further values can be interpolated or which can be used as a limit value, e.g. for an aging parameter.
Weiter kann vorgesehen sein, dass bei einem derartigen Vergleich der zugeordnete Parameterwert als der aktuelle Wert des physikalischen Parameters bestimmt wird, falls die Signalantwort mindestens einer vorgegebenen Signalantwort entspricht, und dass die Signalantwort beispielsweise verworfen wird, falls die Signalantwort keiner vorgegebenen Signalantwort entspricht. Optional kann nach einem negativen Vergleich sofort ein erneuter Messzyklus für eine weitere Signalantwort gestartet werden.It can further be provided that in such a comparison the assigned parameter value is determined as the current value of the physical parameter if the signal response corresponds to at least one predefined signal response, and that the signal response is discarded, for example, if the signal response does not correspond to a predefined signal response. Optionally, after a negative comparison, a new measurement cycle for a further signal response can be started immediately.
Zusätzlich oder alternativ kann das Auswerten der Signalantwort ein Berechnen eines Funktionswerts für die Signalantwort aus einer vorgegebenen Funktion umfassen, wobei die Funktion einen Zusammenhang zwischen der Signalantwort und dem mindestens einen physikalischen Parameter beschreibt. Wieder kann die Funktion wie auch die genannten Zuordnungen abgespeichert sein. Optional können physikalische Wirkzusammenhänge auf die gesuchten Parameter und Signalantworten in die Funktion mit einfließen.Additionally or alternatively, the evaluation of the signal response can include calculating a function value for the signal response from a predetermined function, the function describing a relationship between the signal response and the at least one physical parameter. Again, the function as well as the mentioned assignments can be saved. Optionally, physical interrelationships on the required parameters and signal responses can be incorporated into the function.
Um die vorgegebenen Signalantworten und die zugeordneten bzw. gemäß einer Funktion zugehörigen Parameterwerte zu gewinnen, kann beispielsweise folgendermaßen vorgegangen werden: ein oder mehrere physikalische Parameter werden über einen Wertebereich hinweg verändert, und für jeden vorgesehenen Parameterwert in dem Wertebereich wird ein Eingangssignal erzeugt bzw. angelegt und eine Signalantwort erfasst. Die so erfassten Signalantworten werden zusammen mit dem jeweiligen Parameterwert des einen oder mehreren physikalischen Parameters als vorgegebene Signalantworten abgespeichert. Dabei können die Parameterwerte beliebig eng oder weit auseinander gewählt werden, bevorzugt so, dass die gewünschten Wertebereiche sicher abgedeckt sind, und dabei eindeutig differenzierbare Signalantworten auftreten.In order to obtain the predefined signal responses and the assigned or associated parameter values according to a function, the following procedure can be used, for example: one or more physical parameters are changed over a range of values, and an input signal is generated or applied for each intended parameter value in the range of values and captures a signal response. The signal responses recorded in this way are stored together with the respective parameter value of the one or more physical parameters as predetermined signal responses. The parameter values can be selected as close or far apart as desired, preferably in such a way that the desired value ranges are reliably covered and clearly differentiable signal responses occur.
Als Beispiel kann das Eingangssignal ein Wechselspannungssignal oder ein Wechselstromsignal umfassen, welches zwischen zwei Punkten der elektrischen Maschine angelegt wird, wobei die Signalantwort ein Spannungssignal umfasst, welches durch das Eingangssignal in der elektrischen Maschine induziert wird. Ebenso können aber andere Funktionen als Signal-Fingerabdruck der elektrischen Maschine gewählt werden.As an example, the input signal can comprise an AC voltage signal or an AC current signal which is applied between two points of the electrical machine, the signal response comprising a voltage signal which is induced in the electrical machine by the input signal. However, functions other than the signal fingerprint of the electrical machine can also be selected.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.A computing unit according to the invention, for example a control unit of a motor vehicle, is set up, in particular in terms of programming, to carry out a method according to the invention.
Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of a method according to the invention in the form of a computer program or computer program product with program code for performing all method steps is advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is also used for other tasks and is therefore available anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, magnetic, optical and electrical memories, such as hard drives, flash memories, EEPROMs, DVDs, etc. A program can also be downloaded via computer networks (Internet, intranet, etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention emerge from the description and the accompanying drawing.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using exemplary embodiments and is described below with reference to the drawing.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt schematisch beispielhafte Verfahrensschritte einer Ausführungsform.
-
1 shows schematically exemplary method steps of an embodiment.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Zur Auswertung physikalischer Parameter oder von derartigen Parametern abgeleiteter Bedingungen kann ein beliebig gewonnener Signal-Fingerabdruck einer elektrischen Maschine verwendet werden, der etwa in Form eines Spannungssignals vorliegen kann. Da ein derartiger spezifischer Fingerabdruck unter anderem von Umgebungsparametern und Betriebsbedingungen der elektrischen Maschine abhängig ist, wie etwa von der vorherrschenden Temperatur oder von Verschleißerscheinungen der Bauteile, können Änderungen des Fingerabdrucks ausgewertet werden, um daraus Informationen über die Umgebungsparameter und Betriebsbedingungen abzuleiten, z.B. eine Veränderung dieser Parameter. Als überwachbare Parameter kommen dabei alle Parameter in Frage, die einen Einfluss auf das jeweils ausgewertete Fingerabdruck-Signal haben, wie etwa Temperatur, Fehlerstrom, induzierte Spannungen, Alterungsparameter. Zum Beispiel können Umgebungsbedingungen wie die Temperatur, technische Parameter der elektrischen Maschine wie die Permeabilität einer Magnetspule, ohmsche Widerstände oder Kapazitäten usw. ändern, so dass sich das erhaltene Signal ändert.To evaluate physical parameters or conditions derived from such parameters, any signal fingerprint obtained from an electrical machine can be used, which can be in the form of a voltage signal, for example. Since such a specific fingerprint depends, among other things, on environmental parameters and operating conditions of the electrical machine, such as the prevailing temperature or signs of wear and tear on the components, changes to the fingerprint can be evaluated in order to derive information about the environmental parameters and operating conditions, e.g. a change in these Parameter. All parameters that have an influence on the fingerprint signal evaluated in each case, such as temperature, fault current, induced voltages, aging parameters, can be used as monitorable parameters. For example, environmental conditions such as temperature, technical parameters of the electrical machine such as the permeability of a magnetic coil, can be ohmic Change resistances or capacitances, etc., so that the received signal changes.
Dazu kann ein geeigneter Signal-Fingerabdruck der elektrischen Maschine kontinuierlich oder in vorgegebenen Abständen erzeugt werden, indem eine Challenge-Response-Abfolge ausgewertet wird, also ein vorbestimmtes Eingangssignal in Schritt
Anschließend kann die so gewonnene Signalantwort in Schritt
Dabei kann der Zusammenhang, der zwischen der Änderung eines bestimmten Umgebungsparameters und der Änderung der Signalantwort besteht, in einem Speicher einer geeigneten Steuerungseinheit abgespeichert sein, die auch die Auswertung der Signalantwort übernehmen kann. Der Zusammenhang kann beispielsweise in Form einer Funktion abgespeichert sein, die die Abhängigkeit der Ausgangssignale von einem oder von mehreren Umgebungsparametern angibt. Dabei können alternativ oder zusätzlich zu einer derartigen experimentellen Erhebung der Daten auch physikalische Wirkzusammenhänge berücksichtigt werden, um eine Veränderung der Signalantworten vorherzusagen oder besser einordnen und auswerten zu können.The relationship that exists between the change in a specific environmental parameter and the change in the signal response can be stored in a memory of a suitable control unit, which can also evaluate the signal response. The relationship can be stored, for example, in the form of a function that indicates the dependence of the output signals on one or more environmental parameters. As an alternative or in addition to such an experimental collection of the data, physical interrelationships can also be taken into account in order to predict a change in the signal responses or to better classify and evaluate them.
Ebenso ist es möglich, anstelle eines vorgegebenen systematischen Zusammenhangs eine Auswertung der Signalantwort auf der Grundlage von abgespeicherten Einzelwerten vorzunehmen. Dazu kann beispielsweise ein vorgegebener Parameterbereich eines einzelnen Umgebungsparameters durchlaufen werden und dabei kontinuierlich oder in vorgegebenen Abständen die Erzeugung eines Signal-Fingerabdrucks durchgeführt werden, so dass für jeden der Werte in dem gewählten Parameterbereich ein zugehöriger Signal-Fingerabdruck gefunden wird. Diese Werte können dann als feste Zuordnung, beispielsweise in Form einer Tabelle, abgespeichert werden. Zur Überwachung dieses Umgebungsparameters können dann die im Rahmen einer Messung erhaltenen Signal-Fingerabdrücke mit den abgespeicherten Signal-Fingerabdrücken verglichen werden. Falls in Schritt
Insbesondere bei sich stetig erhöhenden Umgebungsbedingungen, z.B. einer Temperaturerhöhung im Fahrbetrieb, einer ansteigenden Drehzahl der Maschine oder einer kontinuierlichen Alterung, kann so bei ausreichend hoher Messhäufigkeit eines Signal-Fingerabdrucks davon ausgegangen werden, dass einer der folgenden Werte einem der abgespeicherten Fingerabdrücke entspricht, auch wenn der aktuelle Wert zwischen zwei Parameterintervalle fällt und daher keine zugeordnete Signalantwort vorliegt.In particular in the case of constantly increasing environmental conditions, e.g. a temperature increase while driving, an increasing speed of the machine or continuous aging, it can be assumed that one of the following values corresponds to one of the stored fingerprints if the measurement frequency of a signal fingerprint is sufficiently high, even if the current value falls between two parameter intervals and there is therefore no associated signal response.
Diese Ausführung bietet sich insbesondere an, wenn der Zusammenhang zwischen der Änderung der Signalantwort nicht funktional beschreibbar ist, wenn z.B. bei einer inkrementellen Änderung eines Umgebungsparameters eine sprunghafte Änderung der Signalantwort auftritt. Ebenso kann die Verwendung einer Zuordnungstabelle oder Wertezuordnung aber auch in jedem anderen Fingerabdruck-System verwendet werden.This embodiment is particularly useful if the relationship between the change in the signal response cannot be functionally described, e.g. if an abrupt change in the signal response occurs with an incremental change in an environmental parameter. Likewise, the use of an assignment table or value assignment can also be used in any other fingerprint system.
Bei der Bestimmung der Zuordnungen bzw. Abhängigkeiten zwischen Umgebungsparametern und Signal-Fingerabdrücken sollte berücksichtigt werden, dass eine gleichzeitige Veränderung mehrerer Umgebungsparameter zu wieder anderen Signalantworten führen kann, die nicht zwingend aus den zugeordneten Veränderungen eines einzelnen Umgebungsparameters geschlossen werden können. Daher können auch Zuordnungen oder Funktionen zwischen mehreren parallelen Umgebungsparametern und einer einzigen jeweils zugehörigen Signalantwort festgelegt sein. Die Abhängigkeiten können dann beispielsweise in Form einer Wertematrix gespeichert sein.When determining the assignments or dependencies between environmental parameters and signal fingerprints, it should be taken into account that a simultaneous change in several environmental parameters can lead to again different signal responses that cannot necessarily be deduced from the assigned changes in a single environmental parameter. Therefore, assignments or functions between several parallel environmental parameters and a single associated signal response can also be established. The dependencies can then be stored, for example, in the form of a value matrix.
Falls mehrere, auf unterschiedliche Weise gebildete oder auf unterschiedlichen Challenge-Response-Varianten beruhende Signal-Fingerabdrücke einer elektrischen Maschine gewonnen werden können, kann auch berücksichtigt werden, welcher der Signal-Fingerabdrücke sich für die Erfassung eines gewünschten Umgebungsparameters am besten eignet. Bevorzugt kann daher für einen ausgewählten Umgebungsparameter, beispielsweise die Temperatur, ein erstes Fingerabdruck-Signal ausgewertet werden, welches bei kleinen Veränderungen der Temperatur mit einer gut auswertbaren Veränderung der Signalantwort reagiert, während für eine Überwachung der Alterung des Systems ein weiteres, anders gewonnenes Fingerabdruck-Signal ausgewertet wird. Ebenso könnten auch mehrere Fingerabdruck-Signale aus unterschiedlichen Methoden oder Quellen ausgewertet werden, um einen einzigen Umgebungsparameter zu überwachen, so dass die Zuverlässigkeit der gewonnenen Auswertungen und Parameterwerte erhöht werden kann. Eine Verwendung mehrerer Fingerabdruck-Signale unterschiedlicher Methoden kann auch genutzt werden, um unterschiedliche Wertebereiche eines Umgebungsparameters abzudecken.If several signal fingerprints of an electrical machine that are formed in different ways or based on different challenge-response variants can be obtained, it can also be taken into account which of the signal fingerprints is used for the acquisition of a the desired environmental parameter is best suited. A first fingerprint signal can therefore preferably be evaluated for a selected environmental parameter, for example the temperature, which reacts to small changes in temperature with an easily evaluable change in the signal response, while a further, differently obtained fingerprint signal is used to monitor the aging of the system. Signal is evaluated. Likewise, several fingerprint signals from different methods or sources could also be evaluated in order to monitor a single environmental parameter, so that the reliability of the evaluations and parameter values obtained can be increased. Using several fingerprint signals of different methods can also be used to cover different value ranges of an environmental parameter.
Im Messbetrieb erhaltene Signalantworten bzw. Signal-Fingerabdrücke können also ausgewertet werden, indem der zugehörige Parameterwert eines oder mehrerer Umgebungsparameter gefunden wird. Dann kann dieser Parameterwert oder mehrere Parameterwerte abgespeichert oder anderweitig weiter verarbeitet werden. Beispielsweise kann so aus Signal-Fingerabdrücken, die jede Sekunde durch ein geeignetes Challenge-Response-Verfahren wie oben beschrieben erhalten werden, eine entsprechende Temperaturmesskurve gewonnen werden. Diese Temperaturwerte können dann in Schritt
Generell können die mittels Signal-Fingerabdrücken gewonnenen Parameterwerte ebenso verwendet werden wie Parameterwerte, die aus herkömmlichen Sensoren und Messgeräten für denselben Parameter gewonnen werden.In general, the parameter values obtained by means of signal fingerprints can be used as well as parameter values obtained from conventional sensors and measuring devices for the same parameter.
Anstelle einer Überwachung konkreter physikalischer Parameterwerte ist es auch möglich, dass anhand der Veränderungen von Signal-Fingerabdrücken nur allgemeine Aussagen über herrschende Umgebungsbedingungen extrahiert werden. Beispielsweise könnten sehr langsam, aber kontinuierlich verändernde Werte einer gegebenen Signaleigenschaft eines Signalfingerabdrucks, die keinem der bekannten Umgebungsparameter zuzuordnen sind, auf kontinuierliche Alterungseffekte hinweisen, die über einen Alterungsparameter im System beschrieben und weiter verarbeitet werden könnten.Instead of monitoring specific physical parameter values, it is also possible that only general statements about the prevailing environmental conditions are extracted on the basis of the changes in signal fingerprints. For example, very slowly but continuously changing values of a given signal property of a signal fingerprint that cannot be assigned to any of the known environmental parameters could indicate continuous aging effects that could be described and further processed via an aging parameter in the system.
Auf diese Weise können übliche Sensoren ersetzt werden und die jeweiligen Parameterwerte über einen Signal-Fingerabdruck überwacht werden. Darüber hinaus können auch Parameterwerte und Eigenschaften der Maschine überwacht werden, für die bisher kein praktikables Sensorprinzip verfügbar war, z.B. ein Drehmoment.In this way, conventional sensors can be replaced and the respective parameter values can be monitored via a signal fingerprint. In addition, parameter values and properties of the machine can be monitored for which no practical sensor principle was previously available, e.g. a torque.
Signal-Fingerabdrücke, die wie hier beschrieben als virtuelle Sensoren genutzt werden, können gleichzeitig auch zu weiteren Zwecken genutzt und verarbeitet werden, beispielsweise zur Authentifizierung bzw. Identifizierung der elektrischen Maschine. Ebenso könnte ein Signal, dessen spezifische Signaleigenschaften als Signal-Fingerabdruck ausgewertet werden, auch weitere Funktionen übernehmen, wie eine angelegte Spannung oder ein Steuersignal für eine Komponente im System, oder es können Grenzwerte für das als Fingerabdruck genutzte Signal überwacht werden, die unabhängig von der hier beschriebenen Sensorfunktion sind.Signal fingerprints, which are used as virtual sensors as described here, can also be used and processed for other purposes at the same time, for example for authentication or identification of the electrical machine. Likewise, a signal whose specific signal properties are evaluated as a signal fingerprint could also take on other functions, such as an applied voltage or a control signal for a component in the system, or limit values for the signal used as a fingerprint can be monitored, which are independent of the are the sensor function described here.
Es versteht sich, dass die oben genannten Prinzipien und Ausführungsformen auch kombiniert eingesetzt werden können, oder dass Teile eines Beispiels in ein anderes Beispiel übernommen werden können, so dass beispielsweise eine Temperatur und ein Fehlerstrom über denselben oder über zwei verschiedene erzeugte Signal-Fingerabdrücke überwacht werden können. Ebenso können weitere Parameter, die Einfluss auf die verwendete Signalantwort haben und hier nicht ausdrücklich erwähnt wurden, auf dieselbe Weise über die virtuelle Sensorfunktion des Fingerabdruck-Signals ausgewertet oder überwacht werden.It goes without saying that the above-mentioned principles and embodiments can also be used in combination, or that parts of one example can be transferred to another example, so that, for example, a temperature and a fault current are monitored via the same or via two different generated signal fingerprints can. Likewise, further parameters that have an influence on the signal response used and that were not expressly mentioned here can be evaluated or monitored in the same way via the virtual sensor function of the fingerprint signal.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010038703 A1 [0005]DE 102010038703 A1 [0005]
- DE 102013203811 A1 [0005]DE 102013203811 A1 [0005]
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019220129.6A DE102019220129A1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Monitoring of physical parameters in an electrical machine using a signal fingerprint |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019220129.6A DE102019220129A1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Monitoring of physical parameters in an electrical machine using a signal fingerprint |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102019220129A1 true DE102019220129A1 (en) | 2021-06-24 |
Family
ID=76205679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102019220129.6A Pending DE102019220129A1 (en) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Monitoring of physical parameters in an electrical machine using a signal fingerprint |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102019220129A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010038703B3 (en) * | 2010-07-30 | 2012-01-26 | Robert Bosch Gmbh | A method for generating a challenge-response pair in an electric machine and electric machine |
| DE102013203811A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for identifying an electrical machine |
-
2019
- 2019-12-19 DE DE102019220129.6A patent/DE102019220129A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010038703B3 (en) * | 2010-07-30 | 2012-01-26 | Robert Bosch Gmbh | A method for generating a challenge-response pair in an electric machine and electric machine |
| DE102013203811A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for identifying an electrical machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2064522B1 (en) | Method and device for monitoring the noise from a sensor | |
| DE102011076780A1 (en) | Method and device for condition monitoring | |
| DE102011108678A1 (en) | Event-driven data mining method for improving error code settings and isolating errors | |
| DE102008049754A1 (en) | Method and device for wear diagnosis of a motor vehicle | |
| DE102018112812A1 (en) | PLAY DETECTION DIAGNOSIS ON START | |
| DE102007042507A1 (en) | Liquid's i.e. engine oil, ingredients or parameters determining method for motor vehicle, involves evaluating sensory detectable sizes with respect to predetermined parameters e.g. water content, by automatic, static classification process | |
| EP3081914B1 (en) | Monitoring of a machine with a rotating machine component | |
| EP3329332B1 (en) | Method for determining supporting points of a test plan | |
| WO2018178196A1 (en) | Method for determining a degree-of-damage uncertainty of a motor vehicle | |
| DE102019220129A1 (en) | Monitoring of physical parameters in an electrical machine using a signal fingerprint | |
| EP3151072B1 (en) | Method and system for error detection and monitoring in an electronically controlled or regulated machine part | |
| DE102004017660A1 (en) | Load analysis method for use in electromechanical system of e.g. motor vehicle, involves determining characteristic value using system specific load parameters and loading time for detecting loading grade of system component | |
| DE102017007303A1 (en) | MOTOR CONTROL DEVICE, CONTROL METHOD AND CONTROL PROGRAM FOR SPECIFYING A TYPE OF TEMPERATURE SENSOR | |
| DE102009012887B4 (en) | Method for checking incorrect installation of vehicle sensors | |
| DE102008038890A9 (en) | Method and apparatus for load counting in an electromechanical steering system | |
| DE102009059137A1 (en) | Diagnostic method for on-board determination of wear state of fuel cell system in motor vehicle, involves using values and measuring values from operating region, which comprises reduced model accuracy, for adaptation of model parameter | |
| DE102013220453A1 (en) | Method for operating a motor vehicle and method for evaluating recorded time profiles | |
| DE102020123721A1 (en) | State determination method for a vehicle component, circuit, motor vehicle | |
| DE102007031303A1 (en) | Method and device for determining a state variable of a motor vehicle battery that correlates with the battery state of charge using a self-learning battery model | |
| DE102019120493A1 (en) | Method for providing a measuring function for a temperature measuring device and using a measuring function | |
| DE102019107240A1 (en) | Diagnostic method, diagnostic system and motor vehicle | |
| EP3657283A1 (en) | Method for determining a merged data set | |
| DE102019210053B4 (en) | Method for operating a motor vehicle that has an impermissible component | |
| DE102017214610A1 (en) | Method for checking at least one vehicle function and testing device | |
| DE102021210667A1 (en) | Preprocessing of an input signal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified |