CN102959230B - 温度限制装置的运行方法、温度限制装置以及电气设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行能够借助激活信号通过限定的时间段激活的电气设备（1）的温度限制装置（2）的方法。其中规定，在出现激活信号时只有当计数器值大于或者小于基准值时温度限制装置（2）才允许激活电气设备（1），其中在每次激活电气设备（2）时用确定的温度当量值增加或者减小计数器值。此外，本发明还涉及温度限制装置（2）以及电气设备（1）。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行能够借助激活信号通过限定的时间激活的电气设备的温度限制装置的方法。此外，本发明还涉及一种温度限制装置以及一种电气设备。
背景技术
现有技术已公开了本文开头所述类型的方法。通常温度限制装置配属于电气设备。其中，温度限制装置用于在出现激活信号时只有当电气设备的温度或者说电气设备的估计温度在确定的温度以下，特别是在电气设备的极限运行温度以下时才允许激活电气设备。这意味着，这个温度限制装置是用于如此地限制电气设备的温度，即不得出现由温度引起的对电气设备的损害或者说减小它的使用寿命。电气设备例如是如此运行的，即首先将电气设备停用，在出现激活信号时只是短时间地，也就是通过限定的时间段激活它，并且紧接着重新停用。电气设备例如可以是机动车的起动装置，也就是说它用于起动机动车的内燃机。因此，在出现激活信号时电气设备或者起动装置的运行是用于使内燃机达到规定转速，并且因此起动。然后电气设备又被停用并例如作为发电机运行。在电气设备激活期间它产生热量，这种热量提高了温度。当电气设备在一个太长的时间段被激活，或者在确定的时间段内激活的太频繁，则电气设备的温度会变得比极限运行温度高。如前所述，这会导致损害电气设备。
例如DE 199 46 808 A1公开了一种用于内燃机的电动起动装置。这种电动起动装置具有热监控保护装置，用于当它达到极限运行温度时使起动装置停止运行。其中，起动装置具有用于求出虚拟的运行温度的装置，其中，这个装置根据至少一个影响起动装置的运行温度的运行参数求出虚拟的运行温度。虚拟的运行温度例如是根据电流比求出的，所述电流比是实际起动电流与基准电流之比。其中，基准电流特别是起动装置的额定电流。接下来通过积分从这种电流比中计算出虚拟的运行温度。为了能尽可能精确地确定这个虚拟的运行温度，这种积分必须以小的时间间隔进行。因此，这种类型的起动装置总是不断地进行比较复杂的计算，以确定起动装置的虚拟的运行温度，并且在达到它的极限运行温度时要让它停止运行。然而，为进行这些计算必需的计算单元是高成本的。
发明内容
与此相反地，按本发明的用于运行温度限制装置的方法具有如下优点，即它能够很简单并且成本有利地使用。这点根据本发明可以达到，方式是当出现激活信号时，只有当计数器值小于或者大于基准值时温度限制装置才允许激活电气设备，其中在每次激活电气设备时计数器值以确定的温度当量值增加或减小。因此不必进行复杂的计算或者耗费的测量。只规定了用温度当量值增加或者说减小计数器值并且将计数器值和基准值进行比较。例如当电气设备或者说温度限制装置运行开始时将计数器值复位到起始值。通常这个起始值是与基准值不同的。计数器值示为电气设备的温度的尺度。其中，计数器值的设计是灵活的。大的计数器值可相当于高的温度并且小的计数器值可相当于低的温度，或者说小的计数器值相当于高的温度并且大的计数器值相当于低的温度。这点可通过用温度当量值的增加或者减小的实施形式达到。因此必须固定地选择只有当计数器值小于或者大于基准值时才允许激活电气设备的这个条件：当大的计数器值相当于高的温度时才将前述条件称之为“小”，当小的计数器值相当于低的温度时才将前述条件称之为“大”。其中规定，起始值根据至少一个规定的参量设置。为了确定这个参量例如要进行测量或者计算。这个确定的参量例如可以是环境温度、被内燃机吸入的空气的吸入空气温度、内燃机油的油温或者是在内燃机的区域中的特别是在发动机室中的至少一个设备的设备温度。
当在电气设备或者说温度限制装置运行期间出现激活信号时将计数器值和基准值进行比较。只有当计数器值小于或者说大于基准值时才激活或者说才允许激活电气设备。接下来计数器值以确定的温度当量值增加或者减小。代替地当然也可以规定在出现激活信号时在激活电气设备之前增加或者减小计数器值。在这种情况中只有在增加或者说减小之后才将计数器值和基准值进行比较。按照这种方式将激活电气设备的频率限制在确定的时间范围内，这样就可避免电气设备的温度的升高到大于它的极限运行温度的温度。只有当出现激活信号或者说只有在激活电气设备时，并且只有一次地，特别不是持续地时才用确定的温度当量值进行增加或者减小。这个温度当量值特别优选地是预先规定的值，它特别是存储在温度限制装置中。可以规定，根据确定的参量例如环境温度、吸入空气温度、油温或者设备温度确定温度当量值。作为代替方案这个确定的参数也可以是机动车的车速。也可以规定使用上述参量的组合，也就是说从这些参量中的至少两个参量中确定这个温度当量值。
因此，通过使用计数器可以非常简单的方法有效地避免由于过热造成对电气设备的损害。当电气设备是机动车的起动装置时，例如在激活点火系统时将计数器值置入到起始值。当机动车驾驶人员发出操作起动装置的指令时将激活信号传输给电气设备。当在接下来的电气激活过程中内燃机并未起动时，那么驾驶员只如此之久地促成电气设备的激活，直到计数器值大于或者小于基准值。接下来为了能重新激活起动装置，所以驾驶员必须使点火系统停用并且再度激活，为的是使计数器值复位到起始值。因此，其不能任意次数无中断地激活电气设备，以此防止过热。温度限制装置或者电气设备附加地可以具有这样一种装置，这个装置只允许通过限定的时间段激活电气设备。因此电气设备不能持续运行。这种持续运行即使激活频率低也可能导致过热。这个装置例如照顾到了当确定的时间段结束之后电气设备的停用。
本发明的一种改进方案规定，特别是在电气设备没有激活期间计数器值以确定的减小率减小，或者以确定的增加率增加。在这其中，这个“减小”相当于这样一种实施形式，即在这个实施形式中大的计数器值相当于电气设备的高的温度。这个“增加”相当于这样一种实施形式，即在这样一种实施形式中小的计量器数值相当于电气设备的高温。也就是说通常是如此表述，计数器值以确定的变化率（即减小率或者增加率）变化（也就是减小或者增加），而电气设备没有激活。用减小或者说增加来模拟电气设备的冷却。其中，减小率或者说增加率具有例如单位[1/s]。然而代替地也可以规定时间单位例如[s]。在这种情况中减小率或者说增加率描述这样的时间，即随着它的流逝计数器值减小或者说增加预定的值尤其1。当在每次激活电气设备时计数器值用温度当量值增加时优选地规定为减小。当相反地计数器值减小时，计数器值则必须以确定的增加率增加。这种减小或者增加有利地只是在电气设置没有激活时进行。当电气设备激活时产生热量，这种热量提高了电气设备的温度。因此没有产生冷却，而是进行加热。因为要用减小率或者说增加率模拟电气设备的冷却，所以合理的是，只在电气设备没有激活期间才进行减小或者说增加。在本发明的一个优选的方案中根据确定的参量例如环境温度、吸入空气温度、油温、设备温度或者机动车速度确定减小率或者增加率。
本发明的一种改进方案规定，根据计数器值规定基准值。因此可以规定，只要计数器值具有确定的数值就可对基准值进行修改。按照这种方式就可例如实现温度限制装置的滞后现象或者滞后式的行为。例如当电气设备激活比较少时可从通常使用的基准值出发将这个基准值选择得更大一些。相反地，当电气设备经常被激活，则从通常使用的基准值出发减小这个基准值。
本发明的一种改进方案规定，基准值当低于最小值时通过计数器值置入到第一基准值。特别是当在每次激活电气设备时计数器数以温度当量值增加以及以减小率减小时是这么规定的。只要计数器值在最小值以下或者低于这个最小值，那就应使基准值相当于第一基准值。第一基准值例如是一给定的值。
本发明的一种改进方案规定，基准值当超过最大值时通过计数器值置入第二基准值，其中第二基准值尤其小于第一基准值。也就是说，只要计数器值大于最大值或者说超过这个值，基准值就与这个第二基准值相当。其中当第二基准值小于第一基准值时是有利的。这样就得到了温度限制装置的滞后式的行为。优选地如此地选择第二基准值，即当超过最大值时通过计数器值不再允许由温度限制装置激活电气设备。只有当计数器值下降到最小值或者说低于这个最小值时，才应又如此地选择基准值，即只要激活信号一出现就能激活电气设备。在这种情况中，例如最小值相当于第二基准值，最大值相当于第一基准值。这描述的是这样一种实施例，在这种实施例中大的计数器值相当于高的温度。当相反地如此地选择计数器值，即大的计数器值相当于低的温度，那么为了形成滞后式的行为就当然必须要倒换所有比较中的符号，也就是说必须将最小值和最大值进行互换，如同“较大”和“较小”的比照。此外，当然也可以选择第二基准值大于第一基准值。然而也可以与第二基准值无关地选择最小值，或者说与第一基准值无关地选择最大值。
本发明的一种改进方案规定，温度当量值基本相当于通过激活电气设备产生的电气设备的尤其平均的温升，并且/或者减小率基本相当于电气设备的冷却率。因此只可规定的是，温度限制装置每个单位时间只允许电气设备激活确定的次数。然而，当用计数器值至少近似地形成电气设备的实际温度时是特别有利的。为此目的，温度当量值相当于在激活电气设备时所期望的温升。在这种情况中例如在不同的环境条件中出现的平均温升被存储在温度限制装置中。当然，作为替代或者附加方案，减小率也可基本相当于电气设备的冷却率，其中有利地将在不同的环境条件中出现的平均的减小率也存储起来。
其中，计数器值、温度当量值和减小率通常并不是电气设备的实际温度，而仅仅是一种例如与基准温度有关的标准的、或者无量纲的（dimensionslos）温度。其中，基准温度可以是预先规定的或者确定的数值或者说根据至少一个尤其测量的环境状态参量确定。按照这种方式除了保护电气设备以防止出现太高的温度外，而且也能提供有关电气设备的实时温度的至少大概的信息。
本发明的一种改进方案规定，温度当量值、减小率、增加率和/或基准值是根据至少一个尤其测量的环境状态参量和/或行驶状态确定的。在一个用于运行温度限制装置的方法的简单的实施形式中为前面提到的值或者说比率规定了预定的值或者说预定的比率。然而，在一个特别有利的方案中规定，这些值或者说比率要和至少一个环境状态参量相协调。其中，环境状态参量例如是优选地借助测量装置测量的温度。从而例如当环境温度高时温度当量值可以选择得更大一些，并且/或者减小率、增加率和/或基准值可以选择得更小一些。按照这种方式就可使根据本发明的方法和变化的环境状态参量协调一致，并且即使例如在高的环境温度时也能防止电气设备的过热。当然也可附加地或者代替地规定，根据至少一个环境状态参量确定第一和/或第二基准值。如上所述，环境状态参量可以是环境温度，但是代替地也可以是吸入空气温度、油温或者设备温度。在本发明的另一实施形式中温度当量值、减小率、增加率和/或基准值作为环境状态参量的附加或者替代也可根据行驶状态、特别是车速确定。
本发明的一种改进方案规定，将机动车的起动装置尤其起动器发电机用作电气设备。因此这种电气设备用于起动机动车的内燃机。当将电气设备设计为起动器发电机，也就是说在为起动内燃机而激活之后用作发电机是有利的。
此外，本发明还涉及尤其用于实施前述方法的温度限制装置。其中这种温度限制装置配属于能够借助激活信号通过限定的时间段激活的电气设备。其中规定，在出现激活信号时只有当计数器值大于或者小于基准值时温度限制装置才允许激活电气设备，其中在每次激活电气设备时温度限制装置用确定的温度当量值增加或者减小计数器值。温度限制装置可按照前述方案改型。
此外，本发明还涉及一种电气设备，特别是机动车的起动器装置，它具有特别是按照前述设计方案的以及/或者用于执行按照前述方案的方法的温度限制装置，其中电气设备能够借助激活信号通过限定的时间段激活。其中规定，在出现激活信号时只有当计数器值大于或者小于基准值时温度限制装置才允许激活电气设备，其中在每次激活电气设备时温度限制装置用确定的温度当量值增加或者减小计数器值。可根据前述方案对电气设备进行改型。
附图说明
下面借助在附图中示出的实施例对本发明作更加详细的说明，但这些实施例不构成对本发明的限制。这些附图中：
图1示意性示出具有温度限制装置的电气设备；
图2示意性示出在出现电气设备的激活信号时以增加计数器值为目的的温度限制装置的运行方法；
图3示意性示出用于以确定的减小率减小计数器值的方法的计算规定；并且
图4示意性示出用于确定是否应允许激活电气设备的计数器值的衡量。
具体实施方式
图1示出具有温度限制装置2的电气设备1的简图。规定温度限制装置2是用于在电气设备1运行期间阻止电气设备1的过热。通过输入端3可将时间信号并且通过输入端4可将激活信号输送到温度限制装置2。电气设备1例如是机动车的起动器装置并且因此可通过限定的时间段激活，以便使机动车的内燃机进入到确定的转速并从而起动。借助激活信号激活电气设备1。然而，当出现或者存在激活信号时只有计数器值大于基准值时温度限制装置2才允许激活电气设备1。在每次激活电气设备1时计数器值以确定的温度当量值增加。作为附加方案，计数器值应以确定的减小率减小。这种做法是持续的，然而优选地只有当电气设备未被激活时才进行。按照这种方式计数器值至少近似地反映电气设备1的实际温度。对于增加来说给温度限制装置2供应时间信号。例如规定，按照出现的时间信号的确定的数量将计数器值减少预定的、通过减小率规定的数值。
图2示意性示出用于运行温度限制装置2的方法的计算规定。其中，该计算规定涉及在出现用于电气设备1的激活信号时的计数器值的增加。计算规定具有起动5，其后是询问6。用询问6确定是否存在有电气设备1的激活信号。当情况不是这样时则根据线路7进行分支，并且重新进行询问6。当相反地存在有激活信号时则执行用于增加计数器值的指令8。其中，以确定的温度当量值增加计数器值。
优选在增加计数器值的数值范围时要注意防止超程。否则这种超程会产生错误的计数器值，并且会损害温度限制装置的功能。其中首先检查，计数器值是否大于扣除温度当量值后的最大可能的计数器值。当情况不是这样时用温度当量值增加计数器值。当相反地计数器值大于减去温度当量值的最大可能的计数器值时计数器值被置入到最大可能的计数器值。
接下来执行询问9，用这个询问确定，电气设备1是否已通过限定的时间段激活过。若情况是这样，或者说不允许激活电气设备1，则沿着路线10行进，并且重新执行询问6。当相反地这个电气设备还是激活的，也就是说限定的时间段还没有完，则根据路线11行进并且重新执行询问9。
图3示意性示出本方法的另一计算规定。这个计算规定涉及用确定的减少率减小计数器值。这个计算规定以起动12开始。在起动12之后执行询问13。用这个询问检查，由减去率特殊化的时间是否已过。如果情况不是这样，则沿着路线14行进，并且重新执行询问13。当由减小率特殊化的时间已过，则执行指令15。在这种情况中，计数器值减少了预定的值尤其1。
在这种情况中优选地要注意计数器值的数值范围，以防止前面所述的超程。为此目的例如检查，计数器是否大于预先规定的数值，或者说是否大于加上预先规定数值的最小可能的值。当情况是这样时从计数器值中扣除预先规定的数值。否则将计数器值置为零，或者说置为最小可能的计数器值。接下来根据路线16重新执行询问13。在图3中所示的计算规定是连续地执行的，特别是在电气设备1没有激活期间。这样就反映了电气设备1的冷却。
图4示意性示出计数器值的衡量。其中设置了起动17。这种衡量具有两个状态18和19。在第一种状态中允许激活电气设备1，而在状态18中不允许激活。在起动17之后首先状态18是激活的。然而，当计数器值超过最大值时，则这个状态18停用，并且状态19被激活。因此接下来即使是出现激活信号也不允许激活电气设备1。通过箭头20表示在状态18和19之间进行更换。当状态19是激活的并且计数器值低于最小值，则状态18被激活且状态19被停用。这种情况由箭头21表示。因此接下来又是在出现激活信号时允许激活电气设备1。
换句话说，在起动17之后首先将基准值置入到第一基准值。接下来，当计数器值超过最大值时，那就将基准值置入到第二基准值，所述第二基准值小于第一基准值。只是在通过计数器值低于最小值时才重新将基准值置入到第一基准值。在这种情况中有利地的是，第一基准值相当于最大值并且第二基准值相当于最小值。按照这种方式就可得到温度限制装置2的滞后行为。
Claims (18)
1.用于运行能够借助激活信号通过限定的时间段激活的电气设备的温度限制装置（2）的方法，其中，在出现激活信号时，只有当计数器值小于基准值时温度限制装置才允许激活电气设备（1），其中利用确定的变化率来减小计数器值并且在每次激活电气设备（1）时仅一次性地用确定的温度当量值增加计数器值，其特征在于，基准值在低于最小值时通过计数器值被置入到第一基准值并且在超过最大值时通过计数器值被置入到第二基准值，其中第二基准值小于第一基准值，并且其中最小值等于第二基准值且最大值等于第一基准值。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，温度当量值等于通过激活电气设备（1）所产生的电气设备（1）的温升并且/或者变化率等于电气设备（1）的冷却率。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，温度当量值等于通过激活电气设备（1）所产生的电气设备（1）的平均的温升。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，温度当量值、变化率、和/或基准值根据至少一个环境状态参量和/或行驶状态确定。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述环境状态参量经测量得出。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，作为电气设备（1）使用机动车的起动器装置。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述起动器装置构造为起动器发电机。
8.用于运行能够借助激活信号通过限定的时间段激活的电气设备（1）的温度限制装置（2）的方法，其中，在出现激活信号时，只有当计数器值大于基准值时温度限制装置才允许激活电气设备（1），其中利用确定的变化率来增加计数器值并且在每次激活电气设备（1）时仅一次性地用确定的温度当量值减小计数器值，其特征在于，基准值在超过最大值时被置入到第一基准值并且在低于最小值时通过计数器值被置入到第二基准值，其中第二基准值大于第一基准值，并且其中最大值等于第二基准值且最小值等于第一基准值。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，温度当量值等于通过激活电气设备（1）所产生的电气设备（1）的温升并且/或者变化率等于电气设备（1）的冷却率。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，温度当量值等于通过激活电气设备（1）所产生的电气设备（1）的平均的温升。
11.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，温度当量值、变化率、和/或基准值根据至少一个环境状态参量和/或行驶状态确定。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，所述环境状态参量经测量得出。
13.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，作为电气设备（1）使用机动车的起动器装置。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，所述起动器装置构造为起动器发电机。
15.能够借助激活信号通过限定的时间段激活的电气设备（1）的温度限制装置（2），用于执行按照权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中，在出现激活信号时只有当计数器值小于基准值时温度限制装置才允许激活电气设备（1），其中温度限制装置（2）使计数器值以确定的变化率减小并且在每次激活电气设备（1）时仅一次性地以确定的温度当量值增加，其特征在于，温度限制装置使得基准值在低于最小值时通过计数器值置入到第一基准值并且在超过最大值时通过计数器值置入到第二基准值，其中第二基准值小于第一基准值，并且其中最小值等于第二基准值且最大值等于第一基准值。
16.能够借助激活信号通过限定的时间段激活的电气设备（1）的温度限制装置（2），用于执行按照权利要求8-14中的任一项所述的方法，其中，当出现激活信号时只有当计数器值大于基准值时温度限制装置（2）才允许激活电气设备（1），其中温度限制装置（2）使计数器值以确定的变化率增加并且在每次激活电气设备（1）时仅一次性地以确定的温度当量值减小，其特征在于，温度限制装置（2）使得基准值在超过最大值时通过计数器值置入到第一基准值并且在低于最小值时通过计数器值置入到第二基准值，其中第二基准值大于第一基准值，并且其中最大值等于第二基准值且最小值等于第一基准值。
17.电气设备（1），具有按照权利要求15或16所述的温度限制装置（2）。
18.按照权利要求17所述的电气设备（1），其特征在于，所述电气设备构造为机动车的起动器装置。
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