用于运行机动车的包括至少一个开关元件的电路的方法以及机动车与流程

文档序号:32794929发布日期:2023-01-03 22:07阅读:36来源:国知局
用于运行机动车的包括至少一个开关元件的电路的方法以及机动车与流程

1.本发明涉及一种用于运行机动车的包括至少一个开关元件的电路的方法,其中,开关元件被控制装置加载以控制电压,并且通过控制电压切换开关元件。此外,本发明涉及一种机动车。


背景技术:

2.在机动车中例如应用在功率电子的电路中的电的开关元件可能经受老化效应,老化效应的原因可为温度循环,在电路或机动车运行期间开关元件暴露在该温度循环下。在程度较低时这种老化效应没有问题,并且此时也不损害开关元件或电路装置的功能。然而,在程度较高时,老化效应可能引起在开关元件的功能中进而也在电开关装置中的损害。
3.为了补偿由于老化的开关元件引起的损害,已知的是,例如电路或电路的单个组成部分实施成冗余的,从而一个开关元件的老化加重时存在另一开关元件和/或另一电路来承担运行。另一方案在于,在确定的时间间隔之后更换单个零件来防止构件过度老化。
4.然而,这些方案都有缺点。通过预留冗余的系统,需要更多结构空间并且制造成本和材料成本增加。此外,在制造机动车时的复杂度以及机动车的重量也增大。在固定的时间间隔之后更换部件导致,也更换了没有显著老化表现的零件,因为在该时间间隔之内的老化尤其是也与构件的工作频率和工作条件相关。从现有技术中,已知多种多样的用于考虑电子构件的状态的方法。
5.在专利文献us 10,469,057 b1中描述了一种用于操控晶体管的栅极驱动电路,在该栅极驱动电路中检测与晶体管的输入电容成比例的测量值。根据该测量值获知修正系数,其中,通过栅极驱动电路根据该修正系数操控晶体管。
6.从专利文献us 2020/0400738 a1中已知一种用于获知碳化硅场效应晶体管的状态的方法。为此,在晶体管处施加两个测试栅极源电压,其中,从借助于该电压获知的测量值中获知漏极源区间的饱和电阻,以获知晶体管的栅极氧化层的退化程度。附加地,从在晶体管接通的状态中的导通电阻的值中获知晶体管的接触电阻的退化程度。
7.专利文献cn 104849645 a描述了一种用于在考虑晶体管的米勒平台(miller-plateau)的电压的情况下获知金属氧化物半导体场效应晶体管的老化的方法。根据当前获知的晶体管的状态和描述晶体管的失效的极限值,预测用于晶体管的推测的使用寿命。


技术实现要素:

8.本发明的目的是,给出一种用于运行机动车的包括至少一个开关元件的电路的更好的方法,该方法尤其是改善了电路和机动车的运行安全性。
9.为了实现该目的,根据本发明规定,在至少一个切换过程时,获知至少一个描述控制电压的米勒平台的电压的电压测量值和/或至少一个描述米勒平台的持续时间的时间测量值,其中,将电压测量值和/或时间测量值分别与至少一个相配属的极限值比较,并且在
超过至少一个极限值时通过控制装置采取至少一个与被超过的极限值相配属的措施。
10.在机动车中的电路装置工作时,借助于由控制装置产生的控制电压切换开关元件,即,交替地在接通的状态和断开的状态之间切换。在切换过程的至少一个中,即,在电路和开关元件持续工作时,获知至少一个描述控制电压的米勒平台的电压的电压测量值和/或至少一个描述米勒平台的持续时间的时间测量值。在此,所述至少一个电压测量值和/或至少一个时间测量值尤其是可由控制单元获知。在包括多个开关元件的电路中,也可为开关元件中的多个,尤其是开关元件中的每一个执行该方法,从而可针对这些开关元件分别获知老化状态。
11.在此,电压测量值描述米勒平台的电压。米勒平台的电压可在米勒平台的持续时间上保持恒定或者稍微变化,其中,可测量米勒平台的多个电压测量值。可行的是,也测量平均电压作为电压测量值,或者测量在确定的时刻例如在米勒平台开始时和/或米勒平台结束时的米勒平台的电压作为电压测量值。
12.作为电压测量值的附加或备选,也可采集米勒平台的持续时间(即,在控制电压的曲线走向中形成米勒平台的持续时间)作为时间测量值。不仅米勒平台的电压大小而且米勒平台的持续时间都代表开关元件的老化(也称为“aging”)的程度,从而借助于该值可评估开关元件的老化状态(英文“state of health(健康状态)”)。
13.在例如构造成金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)的开关元件中,栅极材料或栅极氧化层是主要受到开关元件的老化波及的部件。晶体管的栅极氧化层可能在晶体管的使用寿命上导致构件特性的变化,这尤其是可表现为在控制电压的曲线中的米勒平台的表现形式的变化。在此,米勒平台尤其是与晶体管的栅极漏极电容相关,栅极漏极电容自身与栅极氧化层的状态相关。其它类型的开关元件,例如具有绝缘的栅极的双极晶体管(igbt)在其控制电压的曲线上也具有这种类型的米勒平台,从而有利地,该方法可使用在不同类型的开关元件中。
14.将在切换过程期间,尤其是在接通过程期间和/或在断开过程期间获知的电压测量值和/或时间测量值分别与至少一个相配属的极限值比较。在超过这些极限值中的至少一个时,通过控制装置采取至少一种与相应地被超过的极限值相配属的措施。这实现,通过控制装置采取考虑开关元件的老化的措施。有利地,此时实现,在出现开关元件、电路或机动车的功能故障之前,根据通过所述电压测量值和/或时间测量值获知的开关元件的老化来采取措施。即,由此能够在达到预设的开关元件的老化程度时,已经前瞻性地采取了措施。因此有利地,需要在尚未出现不期望的功能故障时来考虑老化,以便采取用于考虑开关元件的老化的措施。由此,可保证机动车的电路的运行安全性以及进而机动车的运行安全性。
15.有利地,由此尤其是在自动的机动车中也可省去预留冗余的系统,因为已经能在出现功能故障之前采取用于考虑老化的措施。不需要用于补偿开关元件的失效的冗余的系统,因为已经能在出现失效之前对开关元件的老化做出响应。尤其是,通过至少一个采取的措施可完全避免,出现失效或其它功能故障。
16.此外,与在预设的保养间隔之后更换单个构件相比,根据本发明的方法具有的优点是,当实际上出现开关元件的老化时,已经采取了用于考虑老化的措施。由此,可省去在固定的保养间隔之后更换零件。有利地,由此可避免,更换还没有表现出显著的老化效应的
零件。通过在保养过程的情况中仅仅更换具有显著老化的开关元件的方案,降低了保养成本。此外,由此可“按需”,即根据需要进行保养。
17.此外,根据本发明的方法实现,可省去过度设计开关元件,例如省去提供附加的芯片面积,和/或预留冗余的部件。由此,优选地可降低制造成本,材料成本以及机动车的重量。也降低了研发成本和研发复杂性,因为不必开发并且在机动车中布置两个冗余的系统。此外,该方法根据其实际需要的芯片面积简化了例如以半导体为基础的开关元件的设计,因为通过根据本发明的方法实现了准确地监督或准确地监控所述一个或多个开关元件的状态。这实现,例如根据通过监督获得的数据进行对将来的开关元件的设计并且不是根据纯粹的运行转折点或最大值进行设计。
18.例如,可在开始运行机动车中的电路时,例如在开始运行机动车的驾驶时获取至少一个电压测量值和/或至少一个时间测量值。驾驶运行例如可以是由驾驶员控制的驾驶运行或者部分自动的或全自动的驾驶运行。由于构件的老化是多年的发展过程,在开始运行电路时,尤其是在开始运行机动车的驾驶时进行一次获取是足够的。这实现,也可在行驶开始时采取应采取的措施。备选地,更密集地检查状态也是可行的,尤其是因为可在开关元件或电路和机动车持续工作时获知电压测量值和/或时间测量值。由此,也可在电路没有功能故障或者功能中断的驾驶运行期间检查开关元件的状态,并且根据需要采取措施。
19.在本发明的优选的设计方案中可规定,将电压测量值和/或时间测量值分别与多个极限值比较,其中,分别为极限值分配不同的措施。这有利地实现,根据获知的电压测量值和/或获知的时间测量值分别进行针对开关元件的相应的老化的措施。由此,根据确定的开关元件的老化的程度,可采取不同的措施。在此,极限值可相应于不同的电压值或不同的时间值,可将极限值与测得的电压测量值和测得的时间测量值比较,从而得到不同等级的措施。
20.在本发明的优选的设计方案中可规定,作为措施,缩短处于获知不同切换过程的电压测量值和/或时间测量值之间的时间间隔,降低开关元件的切换过程的频率,降低开关元件的输出电压和/或输出电流,切断开关元件和/或电路,和/或在机动车中显示与开关元件的老化相关的老化信息,和/或传输给车辆外部的通讯装置。可行的是,设置这些措施中的多个,其中,措施分别与不同的极限值相配属。在此,作为相配属的措施,第一或最低的极限值可设置成,缩短处于获知不同切换过程的电压测量值和/或时间测量值之间的时间间隔。这实现,在达到开关元件的一定的老化程度时,提高获知电压测量值和/或时间测量值的频率。以这种方式,可以显著更高的时间分辨率跟踪开关元件的老化。
21.可与另一极限值相配属的是降低开关元件的切换过程的频率,以例如延长开关元件的老化进程。为了避免开关元件的过载,可与另外的极限值相配属的是,降低开关元件的输出电压和/或输出电流。作为分别最高的或最低的极限值,作为最后的措施,可切断开关元件和/或整个电路。
22.随着老化增加,不仅米勒平台的电压确切的说电压的量值而且米勒平台的持续时间增加,从而为了考虑进一步的老化水平,极限值及其相应的量值同样可增加。在不仅采集电压测量值而且采集时间测量值的情况中,可分别为电压测量值和时间测量值预设不同的极限值,在达到该极限值时采取相应相配属的措施。
23.此外,作为与极限值中的一个或多个相配属的措施,可在机动车中显示与开关元
件的老化相关的老化信息。由此,可使得机动车的驾驶员或乘员获知确定的老化。老化信息也可描述可能由于超过极限值而采取的进一步措施,以便同样使其已知。例如,可在显示装置上显示老化信息。此外附加地或备选地,也可将老化信息传输给车辆外部的通讯装置。
24.根据本发明可规定,作为措施,使机动车运行状态改变和/或运行状态受限制。这实现,不是直接通过改变开关元件和/或电路的运行状态来应对开关元件的老化。由此有利地,为了应对开关元件的老化,可在机动车中改变当前运行状态。此外附加地或备选地,限制运行状态也是可行的,在其中,减少允许的机动车的运行状态的数量,从而可排除这样的单个的运行状态,即,对于该运行状态,开关元件的老化可能代表故障或者在确定的开关元件老化时该运行状态是不期望的。
25.在本发明的优选的设计方案中可规定,通过开关元件运行机动车的牵引电机,其中,作为措施,使牵引电机功率降低和/或功率受限制。根据本发明,机动车的牵引逆变器可作为电路使用。通过这种类型的牵引逆变器,可运行机动车的牵引电机,其中,通过限制牵引电机的功率,也可实现在牵引逆变器或具有开关元件的电路的运行中降低功率。通过限制牵引电机的功率可防止,机动车达到这样的运行状态,即,在其中由于确定的开关元件的老化面临开关元件的进一步损坏和/或更快速的进一步老化。
26.根据本发明可规定,机动车构造成用于执行自动的驾驶运行,其中,作为措施,采取机动车的自动驾驶操纵和/或规划在稍后的时刻进行自动驾驶操纵。尤其是在构造成用于进行自动驾驶运行的机动车中,在功能安全性方面有尤其高的挑战。在其中人类驾驶员没有进行控制的自动行驶的机动车中,在仪表板中的警示灯不够用于促使驾驶员驶向工厂。此外,在出现故障时,驾驶员不能自己进行车辆的控制以消除故障的效果。
27.通过在自动行驶的机动车中获知电压测量值和/或时间测量值,有利地可实现,机动车可预知面临的开关元件的损坏以及进而可能面临的机动车的功能故障,从而可采取措施以自主地且在开关元件或电路功能完整时对面临的损坏做出响应。由此,有利地可实现也称为“预防性维护的”、预见性的机动车的维护,在其中,例如在确定所面临的损坏时进行开关元件或电路的更换。
28.作为自动的驾驶操纵,根据本发明可执行停车操纵或驶向预设的目标位置,尤其是工厂或维修场所。在此,例如可直接进行或者在当前的行驶期间的时刻或者在相对短的时间段之后的时刻进行停车操纵。尤其是,也可规划在稍后的时刻驶向工厂或维修场所,例如在结束机动车的当前驾驶运行之后或者在到达当前规划的目的地之后。以这种方式,自动行驶的机动车可自主地搜索工厂或维修场所,以例如实现更换已老化的开关元件。
29.在本发明的优选的设计方案中可规定,当在开关元件的可切换的触点间隙(schaltstrecke)上下降的输出电压和/或在触点间隙中流动的输出电流分别对应于第一极限值时,开始获知电压测量值和/或温度测量值,并且其中,当输出电压和/或输出电流分别对应于第二极限值时,结束获知电压测量值和/或温度测量值。在此,在开关元件构造成mosfet时,输出电压可为漏极源电压。相应地,在这种情况中,输出电流为mosfet的漏极电流。在开关元件构造成igbt时,输出电压相应地为集电极发射极电压并且输出电流为集电极电流。
30.例如可通过以下方式确定在控制电压中出现米勒平台,即,开关元件的输出电压开始下降,即,达到在最大可实现的输出电压之下的第一极限值。同时,输出电流在米勒平
台开始时已经具有最大值,即,相应于与最大输出电流相应的第一极限值。有利地,可将该相关性用于确定米勒平台的开始。
31.相应地,在输出电压下降到例如对应于在开关元件的导通运行中的输出电压的第二极限值时和/或输出电流对应于作为第二极限值的最大输出电流时,可确定米勒平台的结束。这实现,通过输出电压或输出电流采集分配给米勒平台的电压值和/或时间测量值,从而可获得合理的且尤其是可彼此相比的测量值。当控制电压在米勒平台之内具有斜率或者米勒平台的曲线随着老化的增加变化时,这是尤其有利的,因为以这种方式可采集可彼此无关地相互比较的电压测量值和/或时间测量值。输出电压,控制电压和/或输出电流尤其是可通过控制装置采集。控制装置为此可包括一个或多个电压测量件和/或一个或多个电流测量件。
32.根据本发明可规定,使用具有用于产生控制电压的驱动电路和用于采集电压测量值和/或时间测量值的测量装置的控制装置,其中,驱动电路和测量装置实施在共同的电路板系统上。在此,测量装置也可构造成用于采集开关元件的输出电压和/或输出电流。也可行的是,通过通讯连接将开关元件的输出电压和/或输出电流的测量值传输给测量装置。电路板系统可包括一个或多个尤其是直接相互连接的电路板。
33.根据本发明可规定,测量装置具有测量值采集电路,并且驱动电路包括控制电路,其中,使用实施成公共集成电路的测量值采集电路和控制电路。这实现,操控开关元件的驱动电路的控制电路以及测量值采集电路可直接在空间上相邻地布置,这简化了电压测量值和/或时间测量值的采集,因为这必须相对快速地进行。
34.测量装置的其它元件,例如分压器等可实施成相对于集成电路独立,并且尤其是布置在共同的电路板系统上。有利地,由此可在驱动电路的控制电路中处理采集的电压测量值和/或时间测量值。例如,驱动电路的控制电路可包括或者实施成控制器,尤其是微控制器。控制电路可连到机动车的通讯连接上,从而描述所获知的测量值的测量值信息和/或描述可能待采取的措施的措施信息可通过通讯连接传输到机动车的其它控制器上。
35.对于根据本发明的机动车规定,机动车包括具有至少一个开关元件的电路和控制装置,其中,开关元件可被控制装置加载以控制电压,并且可通过控制电压切换开关元件,其中,控制装置构造成用于执行根据本发明的方法。尤其是可通过控制装置以控制电压加载开关元件。构造成用于进行根据本发明的方法的控制装置例如可包括控制器,例如用于产生控制电压的驱动电路的控制电路的控制器,控制器设定成用于进行根据本发明的方法。
36.所有以上参考根据本发明的方法描述的优点和设计方案相应地适用于根据本发明的机动车,并且反之亦然。
附图说明
37.从以下描述的实施例中并且根据附图得到其它优点和细节。附图为示意图,并且其中:
38.图1示出了根据本发明的机动车的实施例,
39.图2示出了机动车的包括多个开关元件的电路以及控制装置的细节图,
40.图3示出了第一图表,其示出在不同的老化状态中的开关元件的控制电压的曲线,
41.图4示出了第二图表,为了解释根据本发明的方法的实施例,第二图表示出了控制电压相对于时间的曲线,以及
42.图5示出了根据本发明的方法的实施例的方块图。
具体实施方式
43.在图1中示出了机动车1的实施例。机动车1包括具有多个开关元件2的电路3以及控制装置4。通过控制装置4可以控制电压加载电路3的开关元件2,其中,分别通过控制电压切换开关元件2,即,尤其是交替地接通和断开。
44.在此,电路3实施成牵引逆变器,其将来自机动车1的牵引蓄能器5的直流电流转换成用于运行机动车1的电的牵引电机6的交变电流。牵引蓄能器5例如可实施成高压电池,其中,通过电路3将从牵引蓄能器5中提取的直流电流转换成用于运行牵引电机6的例如三相的交变电流。相反地,通过电路3也实现将由牵引电机6在发电机运行中产生的交变电流转换成用于为牵引蓄能器5充电的直流电流。接下来详细解释电路3以及控制装置4的结构。
45.在图2中示出了机动车1的电路3和控制装置4。电路3实施成三相的桥式整流器并且包括六个开关元件2,这些开关元件连接成三个半桥7。开关元件2分别实施成以碳化硅为基础的mosfet(sic-mosfet)并且例如具有至少1200v的抗电强度。此外,电路3包括中间电路电容器8以及两个直流电流侧的接头hv+和hv-,所述接头与机动车1的牵引蓄能器5相连接。此外,电路3包括三个交变电流侧的相接头u、v和w,其与机动车1的牵引电机6相连接。
46.控制装置4包括测量装置9以及驱动电路10。驱动电路10用于产生用于切换电路3的开关元件2的控制电压。驱动电路10和测量装置4实现在共同的电路板系统上。测量装置9包括测量值采集电路11,测量值采集电路与驱动电路10的控制电路21一起实施成公共集成电路22。测量装置9此外包括两个分压器12、13,其通过布置在驱动电路10和测量装置9的共同的电路板系统上的独立的电阻形成。
47.测量装置9用于,在电路装置3的其中一个开关元件2的至少一个切换过程时获知至少一个描述控制电压的米勒平台的电压u
gs
的电压测量值和/或至少一个描述米勒平台的持续时间的时间测量值。此处示出了通过测量装置9针对其中一个开关元件2获知电压测量值和时间测量值。尤其是,可针对电路3的所有开关元件2针对电压测量值和时间测量值的测量,其中,出于可见性原因,未示出用于采集在其它开关元件2上的测量值的为此相应所需的测量装置9的组件。
48.仅示出了驱动电路10中的一个部件14,该部件用于借助于控制电压操控其中一个开关元件2。也通过驱动电路的相应的部件14以控制电压加载其它开关元件2,其中,出于可见性原因,未示出这些部件以及在部件14和其它部件与驱动电路10的控制电路21之间的连接。
49.在此,实施成sic-mosfet的开关元件2的控制电压是栅极源电压u
gs
。此外,开关元件2具有作为输出电压的漏极源电压u
ds
以及作为输出电流的漏极电流id。通过测量装置9的分压器12截获与开关元件2的输出电压u
ds
成比例的电压u
ds,测量
。相应地,通过反应器13截获开关元件2的控制电压u
gs
作为成比例的电压u
ds,测量
。在此,在开关元件2的栅极接头和连接在之前的栅极电阻rg之间进行控制电压u
gs
的截获。
50.为了采集测量值,测量装置9此外包括用于阻抗变化的电压跟随器15以及比较器
16,通过比较器可将采集的输出电压u
ds,测量
与至少一个极限值u
ref
比较。由测量装置9的触发和保持装置17来采集比较器16的输出以及栅极电压的通过分压器13截获的电压测量值u
ds,测量
。在此,尤其是当所测得的下降的或上升的输出电压u
ds,测量
对应于极限值u
ref
并且比较器16的输出变换时,通过比较器16的输出来触发采集u
ds,测量

51.紧接着,可通过模拟数字转换器18,例如通过三角积分转换器(delta-sigma-wandler)使现在在触发和保持装置17中采集的测量值u
ds,测量
数字化,并且通过尤其是实施成电隔离的双向通讯接口的通讯接口19经由接头20传输到机动车1的通讯连接,例如数据总线等处。在例如构造成控制器的驱动电路10的控制电路21处采集也是可行的。此外,可通过通讯接口19将与开关元件2的老化相关的老化信息传输到车辆内部的显示设备和/或车辆外部的通讯装置处。
52.在此,分压器12实施成,分压器将相应于牵引蓄能器5的电压水平的输出电压u
ds
降低到用于在集成电路中进行采集的较低的水平上,例如5伏的电压水平上。相应地,分压器13也实施成,将例如在接通的状态中在15伏至18伏之间的开关元件2的栅极电压降低到相类似的电压水平。
53.通过采集电压测量值u
ds,测量
,在开关元件2的一个切换过程中采集至少一个电压值,该电压值是在开关元件2的控制电压u
gs
的曲线中的米勒平台的电压水平。此外附加地或备选地,也可采集时间测量值,时间测量值是在开关元件2的控制电压u
gs
的曲线中米勒平台的持续时间。为此,作为时间测量值,可采集如下的持续时间,即,该持续时间在输出电压u
ds,测量
的量值下降期间处于第一极限值u
ref,1
和第二极限值u
ref,2
之间。接下来将参考图4详细进行解释。
54.由控制装置4的测量装置9和/或另外的装置分别将以所描述的方式获取的时间测量值和/或电压测量值与至少一个极限值比较。在超过至少一个极限值时,通过控制装置4采取至少一个与超过极限值相配属的措施,如以下参考图5更准确地描述的那样。
55.描述在开关元件2的控制电压曲线中的米勒平台的电压的电压测量值和描述米勒平台的持续时间的时间测量值分别表示开关元件2的老化的程度。在电路3工作时,开关元件2尤其是由于其暴露在其中的温度波动发生老化。尤其是在接通的状态中,开关元件2可剧烈加热,因为其被输出电流id穿流。
56.在图3中示意性地示出了用于三种不同的老化状态的控制电压u
gs
的曲线。在此,控制电压u
gs
的曲线分别表示开关元件2的接通过程。在此,曲线u
gs,0
(t)示出了最低的老化效应,曲线u
gs,1
(t)相应于具有轻微老化效应的栅极电压的曲线,并且曲线u
gs,2
(t)相应于具有明显老化效应的栅极电压的曲线。控制电压u
gs
(t)的曲线中的每一个都具有分别与电压u
gp,0
、u
gp,1
或u
gp,2
相配属的米勒平台。此外,该平台分别具有持续时间t
gp,0
、t
gp,1
和t
gp,2
。随着开关元件2的老化增大,不仅米勒平台u
gp
的电压而且米勒平台的持续时间t
gp
增加。例如,可得到在以下表格中列举的值:
[0057] u
gs,0
(t)u
gs,1
(t)u
gs,2
(t)栅极平台电压u
gp,i
[v]5.26.57.2栅极平台时间t
gp,i
[ns]506486
[0058]
在此,可通过测量装置9采集时间t
gp,i
直接作为时间测量值。根据所使用的分压器12、13,采集与u
gp,i
成比例的电压测量值u
ds,测量

[0059]
在图4中示意性地示出了其中一个切换电压u
gs
的曲线。接通过程在时刻t0以升高的控制电压u
gs
开始。在控制电压相应于阈值电压u
th
的时刻t1,输出电流id也开始增大。在米勒平台开始的时刻t2,开关元件2的输出电压u
ds
降低,并且输出电流id达到其最大值。在该时刻,可开始采集一个或多个描述米勒平台的电压u
gp
的电压测量值。
[0060]
尤其是,可通过以下方式触发通过测量装置9对测量值的采集,即,采集在晶体管的可切换的间隙(即漏极源极间隙)上下降的开关元件2的输出电压u
ds
作为u
ds,测量
,并且将其与至少一个极限值u
ref
比较。这在图2中示意性地作为在比较器16的输入部处的极限值u
ref,1
示出。该极限值u
ref,1
例如可相应于最大可能的漏极源电压u
ds,测量
的95%。附加地可行的是,输出电流id通过测量装置9测量或者传输给测量装置9,例如来自其中存在相应的电流作为测量值的牵引电机6的电机控制部。为了触发该测量,作为与u
ds,测量
比较的补充,也进行id与极限值的比较,其中,此时极限值尤其是可相应于最大可实现的漏极电流i
d,最大

[0061]
米勒平台在时刻t3结束,在该时刻,获取在导通电压u
ds,on
的值上的电压u
ds
。在该时刻,可停止测量值采集,并且可采集作为在时刻t2和t3之间的时间的时间测量值。为此,可将u
ds,测量
与第二极限值u
th,2
比较,第二极限值相应于开关元件2的导通电压u
ds,on

[0062]
可行的是,在t2至t3之间的米勒平台的持续时间之内,采集多个电压测量值u
ds,测量
,尤其是当控制电压u
gs
的曲线在米勒平台的区域中也具有斜率时。描述成米勒平台的电压的电压测量值也可构造成所采集的电压测量值u
ds,测量
的平均值,或者例如可将在时刻t2采集的测量值和在时刻t3采集的测量值分别与固有的极限值比较。
[0063]
在图5中,示出了根据本发明的方法的实施例的方块图。在步骤s1中开始该方法,例如,在启动机动车1的电路3时。由此,例如可在机动车1的行驶开始时开始该方法,其中,在行驶开始时,构造成牵引逆变器的电路3也开始其运行。
[0064]
紧接着,在步骤s2中进行一个或多个电压测量值的采集,电压测量值分别描述电路3的其中每个开关元件2的控制电压的米勒平台的电压。此外附加地或备选地,如以上已经描述的那样,也为其中每个开关元件2都采集时间测量值,时间测量值分别表示在相应的开关元件2的控制电压的曲线中的米勒平台的持续时间。
[0065]
紧接着,在步骤s3中将测量值与分别相配属的极限值比较。在超过极限值中的至少一个时,紧接着在步骤4中采取与极限值相配属的考虑到开关元件的老化的措施。可行的是,将所采集的电压测量值和/或时间测量值与多个极限值比较。这示意性地通过步骤s5示出,在其中进行另一极限值比较。在超过该极限值时,在步骤s6中,采取与超过该另一极限值相配属的措施。通过使用不同的极限值实现,为开关元件2的不同老化程度分配不同的措施。在超过多个极限值时,可采取多种措施,或者可采取仅一种措施,尤其是与最大极限值相配属的措施。
[0066]
作为第一措施,例如可缩短处于获知不同切换过程的电压测量值和/或时间测量值之间的时间间隔。例如,代替分别在机动车1的驾驶运行开始时采集电压测量值和/或时间测量值地,可缩短时间间隔,从而也在驾驶运行期间的一个或多个时刻和/或驾驶运行结束时分别采集至少一个电压测量值和/或至少一个时间测量值,并且与相应相配属的极限值比较。以这种方式,可在开关元件2的老化增加时提高采集频率,从而可更准确地追踪开关元件2的进一步的老化过程。
[0067]
可采取的另一措施是降低开关元件2的切换过程的频率。降低开关元件2的输出电
压u
ds
和/或输出电流id也是可行的。当开关元件2的老化引起直接损害电路3和/或机动车1的运行时,作为最后一个措施也可切断开关元件2和/或电路3。
[0068]
也可行的是,作为措施,改变和/或限制机动车1的运行状态。例如,作为措施,可降低和/或限制牵引电机6的功率。
[0069]
可行的是,机动车1构造成用于执行自动行驶,其中,作为措施,采取机动车1的自动驾驶操纵和/或规划在稍后的时刻进行自动驾驶操纵。在此,作为自动驾驶操纵,尤其是可进行停车操纵。也可行的是,作为驾驶操纵,驶向预设的目标位置,例如工厂或维修场所。这实现了,当由于老化需要更换开关元件2时,在自动行驶时机动车1自主地搜索保养地点。以这种方式,可实现机动车1的预防性维护。由此有利地,可在由于老化在开关元件的运行或在机动车1运行中带来损害之前,更换故障的开关元件2。
[0070]
此外,作为措施,可在机动车1中显示与开关元件2的老化相关的老化信息。由此,可使得机动车的驾驶员或乘员获知确定的老化。老化信息也可包括可能由于超过极限值而采取的进一步措施,以便使驾驶员同样获知。例如,可在机动车的显示装置上显示老化信息。此外附加地或备选地,也可将老化信息传输给车辆外部的通讯装置。
[0071]
也可行的是,将根据本发明的方法使用在与牵引逆变器的开关元件不同的另外的开关元件中。此外可行的是,开关元件2不是碳化硅mosfet,而是为其它mosfet或igbt。在igbt的情况中,控制电压是栅极发射极电压,输出电压是集电极发射极电压,并且输出电流是集电极电流。在igbt中,也如上诉对sic-mosfet描述的那样采集电压测量值和/或时间测量值。
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