WINTER, Arnold (Kreuzstr. 20, Filderstadt, 70794, DE)
PUSHKOLLI, Beqir (Solitudestr. 49/3, Ludwigsburg, 71638, DE)
WINTER, Arnold (Kreuzstr. 20, Filderstadt, 70794, DE)
Ansprüche
1. Verfahren zum überwachen einer Anzahl von Temperatursensoren (1111, 1112, 1113) von
Leistungsschaltern (1111, 112, 113) eines Pulswechselrichters (11), wobei das Verfahren aufweist:
- Erfassen einer Anzahl von Temperaturwerten (Tl, T2, T3), die von der Anzahl der Tempera- tursensoren (1111, 1112, 1113) gemessen wurden;
- Ermitteln (214, 215, 216) von Temperatur differenzen (221 bis 226) von je zwei erfassten Temperaturwerten (Tl, T2, T3);
- Berechnen (227) eines Temperatur differenzfehlers (231 bis 236) für jede der ermittelten Temperatur differenzen (221 bis 236), die außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt; und - Ermitteln (237, 247) eines Plausibilitätsfehlers (251, 252, 253) für jeden Temperatursensor
(1111, 1112, 1113), dessen Temperaturdifferenzen (221 bis 226) Temperaturdifferenzfehler (231 bis 236) aufweisen, basierend auf den Temperaturdifferenzfehlern (231 bis 236) des Temperatursensors (1111, 1112, 1113).
2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Ermitteln des Leistungsbeschränkungsfaktors (269) eines der folgenden Schritte aufweist:
- wenn nur ein Temperatursensor (1111, 1112, 1113) einen Plausibilitätsfehler (251, 252, 253) aufweist, Ermitteln eines maximalen Temperaturwertes aus einer Menge solcher erfassten Temperaturwerte (Tl, T2, T3), welche von Temperatursensoren (1111, 1112, 1113) gemessen wurden, die keinen Plausibilitätsfehler (251, 252, 253) aufweisen; und Berechnen eines Leistungsbeschränkungsfaktors (269) unter Verwendung des maximalen Temperaturwertes (262, 263, 264) und der ermittelten Plausibilitätsfehler (251, 252, 253);
- wenn mehr als ein Temperatursensor (1111, 1112, 1113) einen Plausibilitätsfehler (251, 252, 253) aufweist, Verwenden eines vorgegebenen Leistungsfaktors (267) als den Leistungsbeschrän- kungsfaktor (269); und
- wenn keines der Temperatursensoren (1111, 1112, 1113) einen Plausibilitätsfehler (251, 252, 253) aufweist, Berechnen eines Leistungsbeschränkungsfaktors (269) unter Verwendung des maximalen Temperaturwertes (261).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der bestimmte Bereich durch einen unteren Grenzwert (218) und einen oberen Grenzwert (217) bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Temperaturdifferenzfehler (231 bis 236) in Temperatur differenzfehler (231, 233, 235) zu hoher Temperatur differenzen (221, 223, 225) und in Temperatur differenzfehler (232, 234, 236) zu niedriger Temperatur differenzen (222, 224, 226) eingeteilt werden.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei beim Ermitteln des Plausibilitäts- fehlers (251, 252, 253) des Temperatursensors (1111, 1112, 1113), dessen Temperatur differenzen (221 bis 226) Temperatur differenzfehler (231 bis 236) aufweisen, die Temperatur differenzen (221 bis 226) des Temperatursensors (1111, 1112, 1113) miteinander kombiniert werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Berechnen eines Leistungsbe- schränkungsfaktors (269) mittels eines Intergrals (266) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Pulswechselrichter (11) eine elektrische Maschine (13) betreibt und wobei das Verfahren Ermitteln eines Leistungsbeschränkungs- faktors (269) zum Beschränken der Leistung der elektrischen Maschine (13) unter Verwendung der ermittelten Plausibilitätsfehler (251, 252, 253) aufweist.
8. Verwenden des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche zum überwachen von Leistung einer durch den Pulswechselrichter (11) betriebenen elektrischen Maschine (13), wenn ein durch die elektrische Maschine (13) betriebenes Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit (21) betrieben wird, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit (22) überschreitet.
9. Steuerungsvorrichtung (12) zum überwachen einer Anzahl von Temperatursensoren (1111, 1112, 1113) von Leistungsschaltern (1111, 112, 113) eines Pulswechselrichters (11), wobei die Steuerungsvorrichtung (12) ausgestaltet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen. |
Beschreibung
Titel
üBERWACHEN VON TEMPERATURSENSOREN EINES PULSWECHSELRICHTERS
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum überwachen von Temperatursensoren in Leistungsschaltern eines Pulswechselrichters, insbesondere eines Pulswechselrichters eines Hybridan- triebs, eines Pulswechselrichters, der zum Betreiben einer elektrischen Maschine ausgestaltet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Steuervorrichtung zum überwachen der Leistung der elektrischen Maschine bzw. des Hybridantriebs.
Obwohl auf beliebige Einsatzgebiete von elektrischen Maschinen mit einem Pulswechselrichter anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrundeliegende Problematik im Hinblick auf Einsatz in Automobiltechnologie erläutert.
Das Einsetzen von Pulswechselrichtern, insbesondere solchen, die zum Betreiben einer elektrischen Maschine ausgestaltet sind, in (Hybrid-)Fahrzeugen ist bekannt. Ein solcher Pulswechselrichter bestimmt die Leistung und Betriebsart der elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine wird als elektrischer Antrieb in (Hybrid-)Fahrzeugen eingesetzt.
Um insgesamt ein umfassend sicheres und stabiles Funktionieren eines (Hybrid-)Fahrzeugs zu ge- währleisten, müssen möglichst alle Komponenten eines Fahrzeugs überwacht, kontrolliert und gegebenenfalls ausgetauscht werden. Solche Sicherheitsforderungen werden beispielsweise auch von der Kalifornischen Umweltschutzbehörde (CARB (California Air Resources Board)) gestellt, die maßgeblich die Abgasgrenzwerte für Kalifornien festlegt und auch Sicherheitsbestimmungen für Fahrzeuge im Straßenverkehr regelt. Im Falle einer Betriebsstörung können für den Schutz eines Pulswechsel- richters verschiedene Maßnahmen wie z.B. Temperatur-, Storni- oder Spannungsmessungen implementiert werden. Im Hinblick darauf befasst sich die vorliegende Erfindung mit Temperaturmessungen.
Die allgemein bekannten Verfahren stellen eine Vielzahl an Verfahren vor, die im Falle einer Betriebsstörung geeignete Maßnahmen treffen, um die Funktionstüchtigkeit, soweit möglich, herzustellen. Ein Problem stellen aber versteckte Störungen dar, die zunächst unentdeckt bleiben, bis als Folge- reaktion weitere Störungen auftreten, die dann sichtbar werden lassen, dass ein Problem im System besteht.
Richtet man das Augenmerk auf die Ausgestaltung des Pulswechselrichters, so sind in den Leistungsschaltern (z.B. IGBTs) eines Pulswechselrichters Temperatursensoren integriert, von denen jeder Temperatursensor Temperaturwerte jeweils einer Phase überwacht, die den Pulswechselrichter mit der elektrischen Maschine zum Betreiben der elektrischen Maschine verbindet. Um ein umfassend sicheren Fahrbetrieb zu gewährleisten, muss die Funktionstüchtigkeit der Temperatursensoren stetig überwacht werden. Das heißt, im Hinblick auf mögliche elektrische oder Bereichsfehler überwacht werden. Entsteht eine Störung im Bezug auf die Temperatursensoren oder Temperaturwerte, so wird über eine Anzeige angegeben, dass zumindest eine von den Temperatursensoren erfasste Temperatur nicht stimmt und dass die Leistung der elektrischen Maschine oder des Hybridantriebs entsprechend ange- passt werden muss.
Wie bereits erwähnt, stellen die versteckten Fehler dar, deren Auswirkung erst zu einem späteren Zeit- punkt sichtbar wird. Im Falle der Temperatursensoren kann es zur Beeinträchtigung oder Schäden der Leistungselektronik kommen. Es bedarf somit einer wesentlich umfassenderen überwachung der Temperatursensoren als es zur Zeit der Fall ist.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Das im Anspruch 1 definierte erfmdungsgemäße Verfahren zum überwachen einer Anzahl von Temperatursensoren von Leistungsschaltern eines Pulswechselrichters, das erfindungsgemäße Verwenden dieses Verfahrens zum überwachen von Leistung einer durch den Pulswechselrichter betriebenen elektrischen Maschine gemäß Anspruch 8 und die Vorrichtung zum überwachen einer Anzahl von Temperatursensoren von Leistungsschaltern eines Pulswechselrichters gemäß Anspruch 9 bieten den Vorteil, dass im Bezug auf die Temperatursensoren aufgetretene Fahler schneller erfasst werden können, bevor sie angezeigt werden.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine überwachung oder Plausi- bilitätskontrolle oder -Prüfung im Hinblick auf die von den Temperatursensoren erfassten Temperaturwerte durchzuführen, im Rahmen derer die Temperaturwerte daraufhin überprüft werden, ob sie plausibel, also annehmbar und nachvollziehbar sind. Dies überwachung kann jederzeit durchgeführt
werden, unabhängig davon, ob eine Betriebsstörung vorliegt oder nicht. Die von den Temperatursensoren ermittelten Temperaturwerte werden dabei auf ihren (plausiblen) Wertebereich und ihren zeitlichen Verlauf geprüft.
Auf diese Weise wird eine Qualitätssicherung erreicht, mittels der sichergestellt wird, dass die Temperatursensoren den an sie gestellten Anforderungen genügen. Wird aber eine Abweichung von dem plausiblen Wertebereich festgestellt, d.h. sind die Temperaturwerte der Temperatursensoren zu unterschiedlich zu einander, so ist ein Plausibilitätsfehler aufgetreten. Ein Plausibilitätsfehler repräsentiert generell eine Abweichung von einem bezüglich seiner Funktion plausiblem und annehmbaren Wert in einem System, einer Vorrichtung oder einem Verfahren.
Durch das Vorliegen von Plausibilitätsfehlern wird indiziert, dass die Funktionalität der Leistungsschalter (z.B. IGBT), welche die Temperatursensoren aufweisen, nicht mehr gewährleistet ist. Das heißt, dass eine Fehlfunktion aufgetreten ist. Auf diese Weise können versteckte Fehler, Fehler, die noch nicht angezeigt werden, rechtzeitig, schnell und effektiv zu jedem Zeitpunkt des Betriebs entdeckt werden. Nach einer solchen Feststellung wird eine Fehleranzeige rechtzeitig entstehen. Des Weiteren können rechtzeitig Maßnahmen unternommen werden, die die Leistungselektronik der elektrischen Maschine und des (Hybrid-) Antriebs insgesamt schützen. So zum Beispiel kann mittels der festgestellten Plausibilitätsfehler ein Begrenzungsfaktor berechnet werden und für die Leistungsbe- schränkung der elektrischen Maschine und des (Hybrid-) Antriebs eingesetzt werden.
Das Verfahren zum überwachen oder Plausibilisieren der Temperatursensoren von Leistungsschaltern des Pulswechselrichters weist im Allgemeinen die folgenden Schritte auf:
- Erfassen einer Anzahl von Temperaturwerten, die von der Anzahl der Temperatursensoren gemessen wurden;
- Ermitteln von Temperaturdifferenzen von je zwei erfassten Temperaturwerten;
- Berechnen eines Temperaturdifferenzfehlers für jede der ermittelten Temperaturdifferenzen, die außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt; und
- Ermitteln eines Plausibilitätsfehlers für jeden Temperatursensor, dessen Temperaturdifferen- zen Temperaturdifferenzfehler aufweisen, basierend auf den Temperatur differenzfehlern des Temperatursensors.
Das vorstehend skizzierte und nachstehend genauer ausgeführte Verfahrens kann zum überwachen der Leistung der durch den Pulswechselrichter betriebenen elektrischen Maschine verwendet werden, wenn z.B. ein durch die elektrische Maschine betriebenes Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Dieses stellt eine Situation dar, in der die Gefahr bestehen kann, dass durch übersteigen einer erlaubten maximalen Leistung, zu Problemen
bei Temperatursensoren kommen kann. Diese Probleme werden allerdings nicht immer sofort angezeigt. Auf diese Weise ist es möglich, nach bestimmten Ereignissen, wie z.B. dem überschreiten einer erlaubten maximalen Leistung oder Geschwindigkeit, eine schnelle und effektive überprüfung der Komponenten, hier Temperatursensoren, durchzuführen und entsprechend zu reagieren. In diesem Fall wird eine Leistungsbeschränkung um einen aus den ermittelten Plausibilitätsfehlern errechneten Faktor reduziert werden.
Des Weiteren kann eine Steuerungsvorrichtung zum überwachen der Temperatursensoren der Leistungsschaltern des Pulswechselrichters verwendet werden, wobei die Steuerungsvorrichtung ausgestal- tet ist, das vorstehend skizzierte und nachfolgend genauer erläuterte Verfahren durchzuführen.
Die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Gegenstandes der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird das Ermitteln des Leistungsbeschränkungsfaktors mittels eines der folgenden Schritte erreicht:
- wenn nur ein Temperatursensor einen Plausibilitätsfehler aufweist, Ermitteln eines maximalen Temperaturwertes aus einer Menge solcher erfassten Temperaturwerte, welche von Temperatursensoren gemessen wurden, die keinen Plausibilitätsfehler aufweisen; und Berechnen eines Leistungs- beschränkungsfaktors unter Verwendung des maximalen Temperaturwertes und der ermittelten Plausibilitätsfehler;
- wenn mehr als ein Temperatursensor einen Plausibilitätsfehler aufweist, Verwenden eines vorgegebenen Leistungsfaktors als den Leistungsbeschränkungsfaktor; und
- wenn keines der Temperatursensoren einen Plausibilitätsfehler aufweist, Berechnen eines Leistungsbeschränkungsfaktors unter Verwendung des maximalen Temperaturwertes.
Diese Abstufung beim Ermitteln des Leistungsbeschränkungsfaktors liefert einen verfeinerten oder genaueren und besser auf eine entstandene Situation abgestimmten Wert des Leistungsbeschränkungsfaktors. Somit kann die Leistung genau auf die Situation abgestimmt, ohne aufwändige Berechnungen, d.h. schnell und effektiv entsprechend eingeschränkt werden. Dadurch wird ein rascher, effizienter und auf eine Situation genau abgestimmter Schutz der Leistungselektronik erreicht.
Durch das Verfahren kann auch ein allgemeiner, die Situation der Betriebsstörung ausdruckender Fehler ermittelt werden und für weitere Handlungen oder Analysen angezeigt werden. Dieses kann auch geschehen wenn zumindest zwei Temperatursensoren Plausibilitätsfehler aufweisen, was dann ein
Indiz dafür ist, dass ein größeres Problem in Anbahnung ist und dass eine verstärktere Gefahr für eine Schädigung der Leistungselektronik gegeben ist.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in er nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen beispielhaften Pulswechselrichter, der in einem Hybridantrieb eingesetzt wird und der Leistungsschalter mit Temperatursensoren aufweist, welche gemäß der vorliegenden Erfindung überwacht werden, und eine Steuervorrichtung, welche das überwachen der Temperatursensoren steuert;
Fig. 2 ein Blockschaltbild, welches das überwachen von Temperatursensoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, welches das Berechnen einer Temperaturdifferenz zweier, von zwei ver- schiedenen Temperatursensoren erfasster Temperaturwerte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 4 ein Blockschaltbild, welches das Ermitteln der Fehler der ermittelten zu hohen oder zu niedrigen Temperaturdifferenzen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 5 ein Blockschaltbild, welches das Ermitteln von Plausibilitätsfehlern für jeden Temperatursensor, dessen Temperaturdifferenzen Temperaturdifferenzfehler aufweisen, mittels Temperaturdifferenzfehler der entsprechenden Temperatursensoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 6 ein Blockschaltbild, in dem Plausibilitätsfehler der Temperatursensoren unter Verwendung der Fehler der Temperatursensoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermittelt werden; und
Fig. 7 ein Blockschaltbild zum Detektieren, ob mehr als ein Temperatursensor unplausible Werte liefert, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFüHRUNGSBEISPIELEN
Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Pulswechselrichter 11 , der in einem Hybridantrieb eingesetzt wird und der Leistungsschalter 111, 112, 113 mit Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 aufweist, welche gemäß der vorliegenden Erfindung überwacht werden, und eine Steuervorrichtung 12, welche das überwachen der Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 steuert.
Der Pulswechselrichter bestimmt die Leistung und Betriebsart der elektrischen Maschine 13 und ist über drei Phasen U, V und W mit der elektrischen Maschine 13 verbunden. Dadurch kann die elektri- sehe Maschine wahlweise im Motor- oder Generatorbetrieb betrieben werden. Die elektrische Maschine 13 wird hier 3 -phasig durch die drei Phasen U, V und W ausgeführt. Die Leistungsschalter 111, 112, 113 des Pulswechselrichters 11 sind mit den Phasen U, V und W z.B. mit einem Zwischenkreis- potential oder einem Bezugspotential bzw. Masse verbunden. Die Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 sind jeweils für eine der drei Phasen U, V und W eingerichtet, Temperatursensor 1111 für die Phase U, Temperatursensor 1112 für die Phase V und Temperatursensor 1113 für die Phase W. Die allgemeine Ausgestaltung eines Pulswechselrichters und einer elektrischen Maschine ist aus dem Stand der Technik bekannt.
überschreitet nun ein (Hybrid-)Fahrzeug eine bestimmte Geschwindigkeit, können Sensorfehler wie Kurzschluss zur Batterie, nach Masse oder Leitungsunterbrechung auftreten. In einem solchen Fall werden die allgemein bekannten Verfahren oder Vorgehensweisen zum Beheben des Schadens unternommen werden. Entstehen aber keine Sensorfehler, so kann nicht immer sichergestellt sein, dass tatsächlich keine Fehler entstanden sind. Beispielsweise ist es nicht unbedingt sicher, dass die Temperaturanzeigen noch stimmen. Stimmen die angezeigten Temperaturen nicht, so muss die Leistungs- elektronik geschützt werden. Konsequenter Weise sollte die Leistung des Fahrzeugs reduziert werden.
Für einen solchen Fall wird das oben skizzierte und nachfolgend genauer ausgeführte Verfahren zum überwachen einer Anzahl von Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 von Leistungsschaltern 111, 112, 113 eines Pulswechselrichters 11 in einem Hybridantrieb eingesetzt. Dabei wird die Plausibilität der von Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 der Leistungsschalter 111, 112, 113 des Pulswechselrichters 11 gemessenen Temperaturen geprüft. Es wird geprüft, ob die Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 für den jeweiligen Zustand des Hybridantriebs plausible bzw. angemessene Temperaturwerte messen oder ermitteln.
Zum überwachen der Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 und somit zum überwachen der elektrischen Maschine, und damit zum überwachen des Hybridantriebs, d.h., kann eine Steuerungsvorrichtung 12 eingesetzt werden, die mit dem Pulswechselrichter auf eine geeignete Weise verbunden ist
und das oben skizzierte und nachfolgend detaillierter erläuterte Verfahren durchführt. Das heißt, dass die Steuervorrichtung 12 Einrichtungen und Mittel aufweist, welche ausgebildet sind, die Schritte des Verfahrens entsprechend durchzuführen. Diese Einrichtungen und Mittel werden hier nicht genau aufgeführt, sie ergeben sich aber aus den durchzuführenden Schritten. In Fig. 1 ist die Steuervorrich- tung 12 außerhalb des Pulswechselrichters 11 angebracht, sie kann aber auch innerhalb des Pulswechselrichters 11 zum überwachen der Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 und zum Prüfen der Plausi- bilität der von den Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 gelieferten Temperaturwerten angeordnet sein.
Fig. 2 beschreibt das überwachen von Temperatursensoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie bereits dargelegt, kann das Verfahren zum überwachen der Leistung der elektrischen Maschine, d.h. der Leistung eines Hybridantriebs, verwendet werden, insbesondere wenn das (Hybrid-)Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet und keine sichtbaren Sensorfehler aufgetreten sind. Dieses wird durch Fig. 2a dargestellt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 21 größer als eine vorbestimmte Grenzgeschwindigkeit 22 ist und keine Anzeige von offensichtlichen Sensorfehlern 23 erfolgt oder vorliegt, wird das Verfahren zum überwachen der Temperatursensoren 24 und somit der Leistung der elektrischen Maschine und damit eines Hybridantriebs gestartet, durch das insbesondere die Plausibilität der von Temperatursensoren der Leistungsschalter des Pulswechselrichters gemessenen Temperaturwerden geprüft wird.
Das Verfahren zum überwachen von Temperatursensoren selbst wird durch das Blockschaltbild der Fig. 2b dargestellt. Dabei bilden die Temperaturwerte Tl, T2 und T3, die von den in Fig. 1 gezeigten drei Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 der Leistungsschalter 111, 112, 113 des Pulswechselrichters 11 erfasst sind, die Eingangsdaten. Diese Temperaturwerte Tl, T2 und T3 werden zunächst jeweils paarweise zu den Substrahierern 211, 212, 213 geführt. Anschließend werden Temperaturdifferenzen von den durch je zwei Temperatursensoren gemessenen Temperaturwerten Tl, T2 und T3 durch jeweilige, entsprechend ausgestaltete Recheneinheiten 214, 215, 216 ermittelt. Die Rechenein- heiten 214, 215, 216 weisen als weitere Eingänge einen maximalen Grenzwert 217 und einen minimalen Grenzwert 218 als einen Rahmen für eine plausible Temperatur differenz auf. Die Recheneinheiten 214, 215, 216 prüfen, ob die ermittelten Temperaturdifferenzen innerhalb oder außerhalb des durch die Grenzwerte bestimmten Bereichs liegen. Bei den ermittelten Temperatur differenzen 221, 222, 223, 224, 225, 226 wird unterschieden, ob die ermittelten Temperaturdifferenzen 221, 222, 223, 224, 225, 226 hohe oder niedrige Werte aufweisen, d.h. ob die Temperaturdifferenzen 221, 222, 223, 224, 225, 226 über dem maximalen Grenzwert 217 oder unterhalb des minimalen Grenzwerts 218 liegen.
So repräsentiert der Ausgang 221 einen hohen Wert der Differenz der Temperaturwerte Tl und T2, der Ausgang 222 einen niedrigen Wert der Differenz der Temperaturwerte Tl und T2, der Ausgang 223 einen hohen Wert der Differenz der Temperaturwerte Tl und T3, der Ausgang 224 einen niedrigen Wert der Differenz der Temperaturwerte Tl und T3, der Ausgang 225 einen hohen Wert der Dif- ferenz der Temperaturwerte T2 und T3 und der Ausgang 226 einen niedrigen Wert der Differenz der Temperaturwerte T2 und T3. Die Temperaturdifferenzwerte werden für die jeweiligen Temperatursensoren in Abhängigkeit davon ermittelt, ob sie oberhalb oder unterhalb des durch die Grenzwerte 217 und 218 vorbestimmten Bereichs liegen.
Die Recheneinheit 227 ist ausgestaltet, Fehler der ermittelten Temperatur differenzen zu ermitteln. Ein Fehler kann z.B. eine Abweichung von der erwarteten Norm, die durch die Grenzwerte 217 und 218 vorgegeben wird, darstellen. Bei den Temperaturdifferenzfehlern wird ebenfalls zwischen zu hohe und zu niedrige Werte unterschieden. Der Ausgang 231 repräsentiert einen Temperaturdifferenzfehler der zu hohen Temperaturdifferenz von Tl und T2, der Ausgang 232 repräsentiert einen Temperaturdiffe- renzfehler der zu niedrigen Temperaturdifferenz von Tl und T2, der Ausgang 233 repräsentiert einen Temperaturdifferenzfehler der zu hohen Temperaturdifferenz von Tl und T3, der Ausgang 234 repräsentiert einen Temperaturdifferenzfehler der zu niedrigen Temperaturdifferenz von Tl und T3, der Ausgang 235 repräsentiert einen Temperaturdifferenzfehler der zu hohen Temperaturdifferenz von T2 und T3 und der Ausgang 236 repräsentiert einen Temperaturdifferenzfehler der zu niedrigen Tempera- turdifferenz von T2 und T3.
Die Recheneinheit 237 ist ausgestaltet hohe und/oder niedrige Plausibilitätsfehler für jeden Temperatursensor, dessen Temperaturdifferenzen Temperaturdifferenzfehler aufweisen, mittels der Temperaturdifferenzfehler der entsprechenden Temperatursensoren zu ermitteln. Dazu können die Temperatur- differenzfehler der entsprechenden Temperatursensoren miteinander kombiniert werden. Die Plausibilitätsfehler der Temperatursensoren zeigen über- oder Unterschreitungen von Schwellenwerten für die jeweiligen Temperatursensoren auf, was die Unterscheidung in unplausibel hohe und/oder unplausibel niedrige Plausibilitätsfehler der Temperatursensoren mit sich bringt.
Der Ausgang 241 repräsentiert einen unplausibel hohen Plausibilitätsfehler des den Temperaturwert Tl ermittelnden Temperatursensors, der Ausgang 242 repräsentiert einen unplausibel niedrigen Plausibilitätsfehler des den Temperaturwert Tl ermittelnden Temperatursensors, der Ausgang 243 repräsentiert einen unplausibel hohen Plausibilitätsfehler des den Temperaturwert T2 ermittelnden Temperatursensors, der Ausgang 244 repräsentiert einen unplausibel niedrigen Plausibilitätsfehler des den Temperaturwert T2 ermittelnden Temperatursensors, der Ausgang 245 repräsentiert einen unplausibel hohen Plausibilitätsfehler des den Temperaturwert T3 ermittelnden Temperatursensors, und der Aus-
gang 246 repräsentiert einen unplausibel niedrigen Plausibilitätsfehler des den Temperaturwert T3 ermittelnden Temperatursensors.
Die Recheneinheit 247 ist ausgestaltet, die hohen und/oder niedrigen Plausibilitätsfehler 241, 242, 243, 244, 245, 246 der Temperatursensoren miteinander zu kombinieren und dabei pro Temperatursensor einen Plausibilitätsfehler 251, 252, 253 zu ermitteln.
Des Weiteren wird ein Leistungsbeschränkungsfaktor 269 zum Beschränken der Leistung des Hybridantriebs unter Verwendung der Plausibilitätsfehler 251, 252, 253 ermittelt. Dazu werden drei ver- schiedene Fälle unterschieden, die durch die entsprechend ausgestalteten Einheiten 265 und 268 gesteuert werden.
Zum einen kann es vorkommen, dass keiner der Sensoren einen Plausibilitätsfehler aufweist, d.h. alle Sensoren funktionieren korrekt. In einem solchen Fall wird ein maximaler Temperaturwert 261 von allen drei Temperaturwerten ermittelt und mittels einer Recheneinheit 266 wie beispielsweise eines Integrators zu dem Leistungsbeschränkungsfaktor 269 umgerechnet. Die Ermittlung des maximalen Temperaturwertes 261 erfolgt durch eine entsprechend ausgestaltete Recheneinheit 256. Der Ausgang 261 stellt beispielsweise den ermittelten maximalen, aus Tl, T2 und T3 ausgewählten Temperaturwert dar.
Wenn nur einer der Temperatursensoren unplausible Werte liefert, d.h. Plausibilitätsfehler aufweist, wird durch die Recheneinheit 256 ein maximaler Temperaturwert 262, 263, 264 aus den Temperaturwerten der anderen zwei Temperatursensoren gebildet. Dieser wird mittels der Recheneinheit 266 durch Einbeziehung der berechneten Plausibilitätsfehler zu dem Leistungsbeschränkungsfaktor 269 umgerechnet. Die Ausgänge 262, 263 und 264 stellen entsprechende aus paarweisen Betrachtungen von Temperaturwerten Tl, T2 und T3 ermittelte maximale Temperaturwerte dar. Zum Beispiel repräsentiert der Ausgang 262 den maximalen Temperaturwert aus T2 und T3, der Ausgang 263 den maximalen Temperaturwert aus Tl und T3 und der Ausgang 264 den maximalen Temperaturwert aus Tl und T2.
Wenn mehr als ein Temperatursensor unplausible Werte liefert, wird dieses durch die entsprechend ausgestaltete Einheit 254 detektiert. In diesem Fall wird ein die Unplausibilität der Temperaturwerte bekannt gebender Fehler 255 gesetzt. Als Leistungsbeschränkungsfaktor wird ein vorgegebener Leistungsbeschränkungsfaktor 267 zum Schutz der Leistungselektronik verwendet.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, welches das Berechnen einer Temperaturdifferenz zweier, von zwei verschiedenen Temperatursensoren erfasster Temperaturwerte gemäß einer Ausführungsform der vor-
liegenden Erfindung darstellt. Die in Fig. 3 dargestellte Ermittlung der Temperaturdifferenz kann von den Recheneinheiten 214, 215 und 216 der Fig. 2 durchgeführt werden. Die Eingänge der in Fig. 3 dargestellten logischen Schaltung sind wie folgt: der Eingang 31 stellt eine Temperaturdifferenz von zwei der erfassten Temperaturen Tl, T2 und/oder T3 dar, der Eingang 217 ist der vorstehend genannte maximale Grenzwert für eine plausible Temperaturdifferenz und der Eingang 218 ist der vorstehend genannten minimale Grenzwert für eine plausible Temperaturdifferenz. Durch den Vergleich 34 der Temperaturdifferenz 31 und des maximalen Grenzwertes 217 wird festgestellt, ob die Differenz den maximalen Grenzwert 217 überschreitet und damit einen hohen Temperaturdifferenzwert repräsentiert, welcher eine Unplausibilität zumindest eines der Temperaturwerte Tl, T2, T3 und somit der ent- sprechenden Temperatursensoren indizieren kann. Der Ausgang 32 repräsentiert entsprechend einen hohen Wert der Differenz von zwei Temperaturwerten. Durch den Vergleich 35 der Temperaturdifferenz 31 und des minimalen Grenzwertes 218 wird festgestellt, ob die Differenz den minimalen Grenzwert 218 unterschreitet und damit einen niedrigen Temperaturdifferenzwert repräsentiert, welcher ebenfalls eine Unplausibilität zumindest eines der Temperaturwerte Tl, T2, T3 und somit der entsprechenden Temperatursensoren indizieren kann. Der Ausgang 33 repräsentiert entsprechend einen niedrigen Wert der Differenz von zwei Temperaturwerten.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild, welches das Ermitteln der Fehler der ermittelten zu hohen oder zu niedrigen Temperaturdifferenzen bzw. Temperaturdifferenzen, die außerhalb des vorbestimmten Be- reichs liegen, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in Fig. 4 gezeigte Ermittlung kann von der in Fig. 2 gezeigten Recheneinheit 227 durchgeführt werden.
Die Eingänge 221 bis 226 und die Ausgänge 231 bis 236 entsprechen den in Fig. 2 dargestellten und vorstehend erläuterten Eingängen und Ausgängen der Recheneinheit 227. Die niedrigen und zu hohen Temperaturdifferenzen 221 bis 226 werden mittels Fehlerlogiken 421, 422, 423, 424, 425, 426 analysiert. Die Fehlerlogiken entscheiden dabei über Temperaturdifferenzfehler, wobei zeitliche Faktoren 411, 412, 413 wie vorbestimmte Zeiten 412 oder 413 und Zeitintervalle 421 in die Entscheidungen der Fehlerlogiken mit einfließen. Das Ergebnis sind die vorstehend zu der Fig. 2 erläuterten Temperaturdifferenzfehler 231 bis 236.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild, welches das Ermitteln von Plausibilitätsfehlern für jeden Temperatursensor, dessen Temperaturdifferenzen Temperaturdifferenzfehler aufweisen, mittels Temperaturdifferenzfehler der entsprechenden Temperatursensoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in Fig. 5 gezeigte Ermittlung kann von der in Fig. 2 gezeigten Recheneinheit 237 durchgeführt werden.
Die Eingänge 231 bis 236 und die Ausgänge 241 bis 246 entsprechen den vorstehend erläuterten Eingängen und Ausgängen der Fig. 2. Dabei werden jeweils die zu hohen Temperaturdifferenzfehler und die zu niedrigen Temperaturdifferenzfehler eines Temperatursensors miteinander kombiniert, um einen hohen Plausibilitätsfehler des Temperatursensors zu bestimmen. Zum Beispiel ergibt die Kombi- nation des zu hohen Temperaturdifferenzfehler der Temperaturen Tl und T2 231 und der Temperaturen Tl und T3 den zu hohen Plausibilitätsfehler 241 des den Temperaturwert Tl ermittelnden Temperatursensors. Entsprechend werden auch die zu niedrigen Plausibilitätsfehler ermittelt. Das Kombinieren kann, wie in Fig. 5 gezeigt, durch UND-Gatter 51, 52, 53, 54, 55, 56 durchgeführt werden.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild, in dem Plausibilitätsfehler der Temperatursensoren unter Verwendung der hohen und/oder niedrigen Plausibilitätsfehler der Temperatursensoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermittelt werden. Die in Fig. 6 gezeigte Ermittlung kann von der in Fig. 2 gezeigten Recheneinheit 247 durchgeführt werden.
Die Eingänge 241 bis 246 und die Ausgänge 251, 252, 253 entsprechen den entsprechenden vorstehend erläuterten Eingängen und Ausgängen der Fig. 2. Der hohe und der niedrige Fehler eines jeweiligen Temperatursensors werden miteinander mittels Vergleiche 61, 62, 63 kombiniert. Durch das Vergleichen wird pro Temperatursensor ein Plausibilitätsfehler 251, 252, 253 für den jeweiligen Temperatursensor 1111 , 1112, 1113 ermittelt.
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild zum Detektieren, ob mehr als ein Temperatursensor unplausible Werte liefert, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 7 dargestellte De- tektion kann von der in der Fig. 2 dargestellten und vorstehend beschriebenen Recheneinheit 254 ausgeführt werden. Die Eingänge 251, 252, 253 und der Ausgang 255 entspricht den entsprechenden Ein- gangen und dem entsprechenden Ausgang der Fig. 2. Dabei werden die Plausibilitätsfehler 251, 252, 253 der jeweiligen Temperatursensoren 1111, 1112, 1113 paarweise mit einem UND-Gatter 71, 72, 73 kombiniert. Anschließend wird geprüft 74, ob es zumindest eine Kombination zustande gekommen ist, bei der zwei Temperatursensoren Plausibilitätsfehler aufweisen. Gibt es eine solche Kombination, wird ein allgemeiner die Unplausibilität der Temperaturwerte bzw. der Temperatursensoren bekannt gebender Fehler 255 gesetzt und angezeigt.
Somit stellt die vorliegende Erfindung stellt eine Methodik zum überwachen einer Anzahl von Temperatursensoren von Leistungsschaltern eines Pulswechselrichters, wobei das Verfahren aufweist: Erfassen einer Anzahl von Temperaturwerten, die von der Anzahl der Temperatursensoren gemessen wurden; Ermitteln von Temperaturdifferenzen von je zwei erfassten Temperaturwerten; Berechnen eines Temperaturdifferenzfehlers für jede der ermittelten Temperaturdifferenzen, die außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt; und Ermitteln eines Plausibilitätsfehlers für jeden Temperatursensor,
dessen Temperaturdifferenzen Temperaturdifferenzfehler aufweisen, mittels der Temperaturdifferenzfehler des Temperatursensors. Die Plausibilitätsfehler können dazu verwendet werden, um die Leistungselektronik zu schützen, wobei zu diesem Schutz die Leistung einer mit dem Pulswechselrichter verbundenen und von dem Pulswechselrichter betriebenen elektrischen Maschine um einen anhand der Plausibilitätsfehler ermittelten Faktor reduziert wird. Das Verfahren kann jederzeit und/oder bei oder nach Eintritt von bestimmten die Leistungselektronik gefährdenden Ereignissen durchgeführt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Die Blockschalt- bilder zeigen Beispiele auf, wie die durch die Schaltungen erreichten Ergebnisse erzielt werden können, und sind nicht einschränkend zu sehen. Es ist anzumerken, dass die Blockschaltung allgemein zur Klarstellung zur Durchführung g der vorliegenden Erfindung dienen und dass auch Abweichungen möglich sind, durch die dennoch das durch die beispielhaften Schaltungen erreichte Ziel erlangt wird.
Des Weiteren kann die Steuervorrichtung eine der Situation angepasste Platzierung im Gesamtsystem eines Antriebs haben. Sie kann z.B. auch innerhalb eines Pulswechselrichters angebracht sein. Des Weiteren ist aus den Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass die Steuervorrichtung entsprechende Einrichtungen aufweist, welche ausgestaltet sind die Schritte des vorstehend beschriebenen Verfahren auf geeignete Weise auszuführen und welche eine geeignete, von einer bestimmten Situation bedingte Platzierung in der Steuervorrichtung aufweisen.
Ferner ist zu verstehen, dass die Plausibilisierung oder überwachung von Temperatursensoren, sowohl jederzeit als auch mit oder nach Eintritt bestimmter Ereignisse, die beispielsweise eine Schädigung der Leistungselektronik hervorrufen können, durchgeführt werden kann. Hier ist eine Vielzahl an Situati- onen möglich, das überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit ist demnach als ein Beispiel von vielen zu sehen.