CN105008172A - 用于过载运行电气化的机动车的方法以及用于实施该方法的机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行具有车用电路的机动车的方法（10），所述车用电路具有至少一个半导体开关，所述半导体开关在所述机动车的运行过程中由于至少一个影响负荷的因素用负荷事件加荷，并且对于所述半导体开关来说预先给定了使用寿命-负荷关系（21），所述使用寿命-负荷关系对于额定负荷（23）来说表明额定使用寿命（22），并且在所述额定使用寿命（22）之内能够借助于所述使用寿命-负荷关系为至少一个时刻（24-26）求得与所述至少一个时刻（24-26）相对应的额定负荷份额，并且其中所述方法（10）对于所述至少一个时刻（24-26）来说包括以下步骤：在所述至少一个时刻（24-26）在确定属于过去的负荷事件的基础上求得（11-16）所述至少一个半导体开关的实际负荷；借助于所述预先给定的使用寿命-负荷关系（21）来求得与所述至少一个时刻（24-26）相对应的额定负荷份额；并且在所述至少一个时刻将所述实际负荷与所述额定负荷份额进行比较（17）；并且降低所述至少一个影响负荷的因数，如果在所述至少一个时刻（24-26）所述实际负荷比所述额定负荷份额高出一个以上的预先给定的公差值。用于实施所述方法的机构同样是本发明的主题。

Description

用于过载运行电气化的机动车的方法以及用于实施该方法的机构

技术领域

本发明涉及一种用于运行包括一具有至少一个半导体开关的车用电路的、电气化的机动车的方法以及用于实施所述方法的机构。

背景技术

通过现代的机动车的、动力传动系的、增强的电气化程度，现在越来越多地使用尤其构造为像晶体管一样的开关元件的形式的半导体。这些半导体受到不受欢迎的外部的条件、比如被动的温度升程的影响。被动的温度升程由于在行驶过程中内燃机的废热对发动机舱进行加热而产生。

特别高的负荷作用于这样的机动车中的、电机的逆变器的半导体，所述半导体在电流很高时额外地通过由于自身加热引起的主动的温度升程而经受负荷。典型地在按发动机方式的增压过程及按发电机方式的能量回收过程中（在具有能够相应地运行的电机的车辆中）达到较大的电流幅度。所述逆变器的半导体是功能关健的组件，因为它们的失灵导致整个电机不工作。

因为增压及能量回收过程的次数及幅度强烈地取决于使用情况，也就是说尤其取决于驾驶员的行车特性（进攻性的、防御性的）和/或交通情况，其中在所述交通情况中相应的机动车主要在运动（城市交通、高速公路），所以逆变器中的半导体的设计代表着一项技术的挑战。

为了避免半导体的、提早的和不受控制的失灵，可以使用用于对其剩余使用寿命进行估计的方法。在此借助于热模型来实时地计算阻挡层温度，并且通过储存所述阻挡层温度的温度升程这种方式来确定剩余使用寿命。在低于特定的剩余使用寿命时，比如开始预防性的保养措施。

由于现代的机动车中的、并不总是能够预测的运行条件以及大量新颖的运行模式，所述负荷有时通过主动的温度升程在取决于相应的使用情况（参见上文）以及车用电路需求的情况下而有很大的偏差（所谓的有偏差的场负荷）。从中产生同样剧烈地出现偏差的剩余使用寿命，用传统的方法并不总是能够可靠地估计所述剩余使用寿命，或者即使在进行正确的估计的情况下也并不总是能够以令人满意的方式对剧烈地出现偏差的剩余使用寿命作出反应。

因此存在着对得到改进的、用于运行电气化的机动车、比如混合动力车或者电动车（HEV、EV）的可行方案的需求，其中所述电气化的机动车在其车用电路中具有相应的半导体开关，并且借助于所述可行方案能够在没有出乎意料的失灵及舒适性损失的情况下实现更为可靠的运行。

发明内容

本发明建议具有独立权利要求的特征的、一种用于运行具有一拥有至少一个半导体开关的车用电路的机动车的方法以及用于实施所述方法的机构。优选的设计方案是从属权利要求及以下说明的主题。

本发明的核心是一种方法，该方法能够对一个或者多个半导体开关（下面也简称为半导体）的前面所提到的、剧烈地出现偏差的负荷以及由此引起的、同样出现偏差的失灵时刻做出反应。为此，要探测车内的、在实际上被施加到所述半导体上的负荷。在这个基础上，比如可以在识别出过量的负荷时采取用于移动失灵时刻的调低策略（也就是说通过将来的负荷的降低）和/或预防性的保养措施。

一种相应的调低策略在此可以包括调低措施，所述调低措施在本申请的范围内是指相应的措施，这些措施如此对相应的车辆的或者一个或者多个半导体的运行进行干预，从而降低所述负荷。

为了能够实施用于确定电气化的机动车（HEV、EV）中的、一个或者多个半导体的剩余使用寿命的方法，应该满足一系列在下面简短概括的边界条件或者要求：

由于所述增压及能量回收过程的动态（在增压及能量回收过程中出现短时间的、较高的电流），所使用的热模型应该尽可能精确地描绘瞬态的过程。此外，如果不知道冷却介质（比如散热体或者冷却液）的温度，那也应该能够计算所述剩余使用寿命。也应该能够在没有保存温度升程的情况下进行计算，因为在控制仪中比较划算地实施所述方法这种目的要求特别低的保存要求。此外，应该能够提早识别，存在着过量的负荷，用于能够及时采取相应的应对措施、比如所提到的调低措施并且降低所述负荷。在此应该在没有预防性的保养措施的情况下、也就是比如仅仅通过所述调低措施就应该能够达到所述额定使用寿命，用于避免麻烦的维修点维修并且由此避免停止阶段。

以往所熟知的方法中没有哪种方法完全满足这些要求。而在本发明的范围内则建议一种方法，该方法在其设计方案中满足这些要求并且由此对于在电气化的机动车中的使用来说特别有利。

将所述按本发明的方法用于运行具有一拥有至少一个半导体开关的车用电路的、电气化的机动车（比如HEV、EV）。如所解释的那样，在所述机动车的运行过程中，相应的半导体开关由于至少一个影响负荷的因数、比如电机的、导致主动的温度升程的、按发动机方式的和/或按发电机方式的功率而用负荷事件来加荷。

按照本发明，在此预先给定使用寿命-负荷关系。所述使用寿命-负荷关系为相应的半导体开关的额定负荷说明一种额定使用寿命。如果在所述额定使用寿命的范围内连续地或者平均地用额定负荷来给所述半导体开关加荷，那就可以认为，它达到了额定使用寿命，也就是说没有提前失灵。如果在所述额定使用寿命的范围内连续地或者平均地用比所述额定负荷低的负荷给所述半导体开关加荷，那就认为，所述半导体开关超过所述额定使用寿命，也就是说它在所述额定使用寿命结束之后很长时间才失灵。而如果在所述额定使用寿命的范围内连续地或者平均地用比所述额定负荷高的负荷来给所半导体开关加荷，那就可以认为，所述半导体开关可能在所述额定使用寿命结束之前就失灵，也就是说它没有达到额定使用寿命。不言而喻，所述额定使用寿命可以包括一个安全因素，从而可以保证，在存在样本偏差时在所述额定使用寿命结束之前负面的偏差值也不会显现。

所述使用寿命-负荷关系比如可以是一种使用寿命特性曲线。从所述预先给定的使用寿命-负荷关系、比如使用寿命特性曲线中，也可以在所述额定使用寿命之内在不同的时刻求得所述额定负荷的、在这些时刻相应被允许的份额（下面被称为额定负荷份额）。将会参照图2对此进行详细解释。比如可以在与所述额定使用寿命的50%相对应的时刻求得所述额定负荷的相应的份额。对于使用寿命特性曲线的线性的走向来说，所述额定负荷份额在这里同样为50%。

此外，按照本发明，在至少一个时刻在确定属于过去的负荷事件的基础上求得所述至少一个半导体开关的实际负荷。随后或者同时借助于所述预先给定的使用寿命-负荷关系、比如通过从使用寿命特性曲线中进行读数的方式或者通过借助于与使用寿命-负荷关系相对应的数学函数进行计算的方式来求得所述额定负荷的、与至少一个时刻相对应的份额。

在所述至少一个时刻对所述实际负荷与所述额定负荷的份额（后者比如来自使用寿命特性曲线）进行比较。在此降低所述至少一个影响负荷的因数（比如以所提到的调低措施的形式），如果在所述至少一个时刻所述实际负荷以比预先给定的数值大的幅度超过所述额定负荷份额。

有利地为了求得所述至少一个半导体开关的实际负荷而确定所述至少一个半导体开关的至少一个损耗功率和至少一条温度曲线以及所述温度曲线的温度升程，其中借助于一种特别有利的方法从所述温度升程中推导出所述实际负荷。

尤其使用建立在所求得的损伤值（也就是表示实际负荷的数值）的基础上的使用寿命特性曲线以及所述额定使用寿命，这能够提早发现过量的实际负荷并且由此能够使用适度的调低措施。这些调低措施没有过度地限制行驶舒适性，或者没有以过于剧烈的方式影响其它的车辆特征参量、比如燃料消耗及废气值，因为提早地使用了所述调低措施。

在本发明的范围内，可以根据时间来调整到所提到的使用寿命-负荷关系、比如使用寿命特性曲线。这相对于所熟知的调低策略是一个很大的优点，所熟知的调低策略在剩余使用寿命不足的基础上开始调低处理并且由此不取决于时间。换句话说，在传统的方法中，在半导体的使用寿命周期里始终较迟地进行强烈的干预：如果远在达到额定使用寿命之前已经达到为所述调低措施所定义的剩余使用寿命并且不应该实施保养措施，那就必须对车辆的运行策略实施猛烈的干预（harte Eingriffe），对于驾驶员来说能够感觉到所述猛烈的干预。

本发明的核心由此是在电气化的机动车（HEV、EV）的车辆运行中求得所述半导体的实际负荷并且在额定使用寿命之前防止失灵。为此，可以通过采取应对措施的方式来对有偏差的场负荷进行补偿，方法是：在出现比在设计时所考虑的负荷大的实际负荷时通过相应的调低措施进行调低处理。可以通过对于实际负荷的在线计算来进行状态识别。

换句话说，在本发明的范围内，提早识别半导体的过负荷。由此能够实现这一点：通过适度的功率降低来防止不受控制的失灵（停摆）。与现有技术相比，在此有利地实施调整，用于能够在车辆运行中进行运用并且满足所有开头所提到的要求（精确地描绘瞬态的过程的，在不知道冷却介质的温度并且没有保存温度升程的情况下进行计算，提早识别过量的负荷，在没有预防性的保养措施的情况下达到额定使用寿命）。这些有利的调整方案是本发明的优选的实施方式，并且在附图说明的范围内（图3到7）进行详细解释。

一种按本发明的计算单元、比如机动车的控制仪作为用于实施所述按本发明的方法的机构尤其在程序技术上被设立用于实施按本发明的方法。

以软件的形式来实施所述方法也是有利的，因为这一点引起的成本特别低，尤其如果将执行用的控制仪还用于其它任务并且因此本来就存在。合适的、用于提供所述计算机程序的数据载体尤其是光盘、硬盘、闪存盘、EEPROMs、CD-ROMs、DVDs以及类似更多的数据载体。也可以通过计算机网络（英特网、局域网等等）来下载程序。

本发明的其它优点和设计方案从说明书和附图中获得。

不言而喻，前面所提到的以及下面还要解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中使用，而且也能够在其它的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

本发明借助于一种实施例在附图中示意性地示出并且下面参照附图进行详细描述。

图1是以示意性的流程图的形式示出的、按照本发明的一种实施方式的方法；并且

图2是以使用寿命图表的形式示出的、按照本发明的一种实施方式的方法。

具体实施方式

图1以示意性的流程图的形式示出了按照本发明的一种特别优选的实施方式的方法。所述方法在总体上用10来表示。

所述方法在方法步骤11中开始确定损耗功率。原则上所有从现有技术中知道的方法适合于确定所述损耗功率。

在步骤12中继续所述方法，在该步骤12中确定，所使用的半导体开关是否在其冷却介质（比如在散热体上或者在冷却水中）具有温度传感器。在实际上在机动车中所实施的方法10中这一点为人所知，因而可以放弃这个判断步骤12。

如果设置了相应的温度传感器，那就可以借助于卷积方法在步骤13a中确定，所述卷积方法比如可以在参数评估方法中包括损耗功率的、具有预热曲线的在线卷积或者对于R_th-C_th-参数的离线计算。而如果不存在相应的温度传感器，则借助于观测模型在步骤13b中确定相应的温度曲线。所确定的温度曲线在步骤14中可供使用。在步骤15中比如通过熟知的、对步骤15来说以合适的方法经过适应处理的计数方法从所述温度曲线中确定温度升程。在此比如可以涉及一种在线-适应处理的4点雨流法（4-Punkt-Rainflow-Verfahren）。

在步骤16中，从所求得的温度升程中求得所述半导体开关的损伤参数或者实际负荷。在步骤17中将所述实际负荷与所解释的使用寿命-负荷关系、比如使用寿命特性曲线进行比较。

在步骤18中确定，是否根据所述比较情况所述实际负荷以比预先给定的公差值大的幅度超过来自所述使用寿命-负荷关系的额定负荷份额。如果是这种情况，那就在步骤19a中也就是以降低所述至少一个影响负荷的因数的形式或者以所解释的调低措施的形式来对运行策略进行调整。而如果所述实际负荷没有或者至少没有以比所述预先给定的公差值大的幅度超过在所述至少一个时刻从已知的使用寿命-负荷关系中推导出来的额定负荷份额，则保持既存的运行策略（步骤19b）。有利地在所述机动车运行时多次重复所述方法10。

在图2中借助于使用寿命图表20来进一步说明所述按本发明的方法。在所述使用寿命图表20中，在横坐标上绘示出时间t并且在纵坐标上绘示出负荷D。在所述使用寿命图表20中示出了负荷特性曲线21，所述负荷特性曲线如多次解释的那样表明在这里用22来表示的额定使用寿命与在这里用23来表示的额定负荷之间的使用寿命-负荷关系。对于所述额定使用寿命22来说，达到了相应的半导体开关的、最大允许的或者所规定的负荷。在图2的所示出的实施例中，所述负荷特性曲线21在所述最大的使用寿命（额定使用寿命22）和所述最大的负荷（额定负荷23）与相应的零点0之间描绘了一条线性的曲线。但是，比如也可以以其它的、能够在数学上描绘的函数来表明负荷特性曲线。

所述使用寿命图表20示出了三个不同的时刻24、25和26。实际上的负荷曲线（实际负荷曲线）用27来表明。

在时刻24，比如可以通过求得实际负荷的方式来确定，相应的、在这里用24’来表示的负荷值高于所述负荷特性曲线21。如果继续用相应的负荷来运行所述机动车或者相应的机动车的半导体开关，则会预料到，所述半导体开关的实际上的使用寿命达不到所述额定使用寿命22。因此，要采取所述已经多次解释的调低措施。

如果随后在第二时刻25重新确定所述半导体开关的实际负荷-相应的点在这里用25’来表示-，则可以确定，这个点现在更加接近于所述使用寿命特性曲线。但是，在所述时刻25，没有以进一步的调低的形式来改变所述运行策略，因为在出现进一步的负荷时能够用所述相应的影响负荷的、已经引起点24’与25’之间的曲线的因数实现足够的使用寿命，也就是达到所述额定使用寿命。

在所示出的实施例中，从时刻0到时刻25相应的车辆由第一驾驶来操作。这个驾驶员以过高的方式向所述半导体开关加荷。在时刻25更换驾驶员。现在操作所述车辆的第二驾驶员以平均水准以下的方式来给所述半导体开关加荷。由此，在没有进一步改变所述运行策略的情况下在时刻26’出现低于使用寿命特性曲线21的情况。由于这种低于使用寿命特性曲线21的情况，而可以重又取消以前进行的、对于所述影响负荷的因数的调低处理。

如开头所提到的那样，在本发明的实施方式中建议进行调整，所述调整能够特别有利地用在车辆运行中并且能够满足开头所提到的要求（精确地描绘瞬态的过程，在不知道冷却介质的温度并且没有保存温度升程的情况下进行计算，提早识别过量的负荷，在没有预防性的保养措施的情况下达到所述额定使用寿命）。下面对这些调整进行解释。

对于瞬态的过程的精确的描绘，如开头所解释的那样，对于在车辆运行中的使用来说特别有利。

与运行时间相比，仅仅在较短的时间里尤其进行能量回收及增压过程、也就是影响负荷的因数。因此，很少达到在热方面起振的状态。为了尽管如此也能够保证精确的计算，作为热电阻的补充也必须精确地模仿热容量。为此比如可以使用Cauer模型或者Foster模型（比如试参照AN2008-03：热等效电路图（Thermische Ersatzschaltbilder），英飞凌科技股份有限公司（Infineon Technologies AG） 2008，图1和2）。由此可以在计算阻挡层温度时避免过大的误差。通过所述损伤模型的非线性（处于k=5的范围内的沃勒（Wöhler）疲劳曲线的斜率），同样可以在确定所耗用的使用寿命（也就是实际负荷）时减少较大的误差。

事实已经表明，纯粹的R_th-模型比如与（在物理上正确的）热的Cauer模型相比明显地过高估计所述温度升程。这一点应该归因于：在所述纯粹的R_th-模型中忽略，所述热质量仅仅缓慢地变热。由此可能不必较早地采取调低措施。

出于相同的原因，为了求得所述热模型，有利地使用所述卷积方法，所述卷积方法与基于热扩张（Wärmespreizung）的热模型相比考虑到空间中的三维的散热情况。所述热扩张以从所述半导体开关的芯片到其散热体的、单维的热路径为出发点，并且由此过于保守地计算所述阻挡层温度。

在进行卷积时要使用损耗功率曲线。用在此求得的Z_th函数来求得阻挡层与冷却介质之间的温度增量。如果知道所述冷却介质的温度，则由此可以确定所述阻挡层温度。

如果在系统理论上观察所述热阻抗，那么所述热阻抗就代表着输入信号与输出信号之间的传递函数。在此，输入信号是损耗功率，输出信号是所产生的温度信号：

Z_th(t)由此代表着对于狄拉克冲击（Dirac-Stoß）的系统响应。在数学上，这与所述阶跃响应的导数等值。可以表明，所产生的温度曲线可以以如下方式来计算：

在此，T₀代表着冷却剂温度并且A(t)代表着阶跃响应。它们可以根据经验或者借助于FEM模拟（像在本发明的范围内有利地设置的一样）以足够的精度来求得。

为了求得所述温度曲线，以所述冷却介质的温度为幅度来移动所产生的温度曲线。在一个模块上存在多个芯片的情况下，也必须考虑到热源的叠加。为此要将通过N个以芯片的形式出现的热源所诱发的温度合计。在此所述冷却介质的温度T₀对所有模型来说是相同的：

在以矩阵的形式示出的情况下，这相当于（对于n个所研究的温度位置和n个热源来说）：

。

图3在此示出了矩阵-系数的意义。在此示出了一种半导体模块30，该半导体模块拥有四个半导体31到34。

A₁₁描绘了在所述功率输入的位置（这里是半导体31）上的温度-阶跃响应，而A₂₁则描绘半导体32如何通过半导体31上的功率跃变而变热。相应的情况适用于A₃₁和A₄₁。由此，不仅描绘功率模块的半导体之间的、三维的热传递而且描绘了功率模块的半导体之间的相互影响。

如果在所述控制仪中所述卷积需要太多的计算时间，那么在一种作为替代方案的实施方式中可以通过参数评估法来按近所述预热曲线，并且以Cauer-或者Foster模型的形式来推导出热等效电路图。

如开头所解释的那样，在没有已知的冷却剂温度（散热体或者冷却水）的情况下所作的计算对于在车辆运行中的使用来说也特别有利。

如果不知道所述冷却剂温度，那就可以使用所谓的观测程序（Beobachter），该观测程序在图4中示意性地示出并且在总体上用40来表示。这里所使用的参数评估法同样基于所述卷积方法。在这种方法中，在FEM模型中离线求得所述观测程序的矩阵。在此，所述观测程序的阶必须足够高，用于能够足够精确地在所述模型中模仿所述预热曲线。如果内部的状态变量不能直接测量、但是很重要，则要使用观测程序。从输入及输出参量的动态的关联中通过微分方程组（模型）来重建所述内部的状态。在与真实的系统并行的情况下用软件来模拟推导出来的模型。在使用完美的模型的情况中，所重建的（所观测的、这里比如传感器温度）状态精确地与真实的状态相一致。

但是因为在实际上不是这种情况，所以要将所重建的测量变量与所测量的测量变量进行比较，并且与调整计划（Regelentwurf）相类似将其反馈到所述观测程序系统中。在当前的情况中，作为输入参量产生所计算的损耗功率，并且作为输出参量产生所述半导体模块中的传感器的所测量的温度。但是，所述半导体温度对于所述调低处理来说具有决定性的重要性，所述半导体温度作为内部的状态参量被建模并且由此在观测程序系统中被重建。在此要注意，所建立的模型满足可观测性的、调整技术的标准。通过所模拟的与所测量的传感器数值之间的偏差，可以估计所述冷却剂温度，并且可以识别出所述冷却介质中的干扰。在没有保存温度升程的情况下所作的计算，如开头所解释的那样对于在车辆运行中的使用来说特别有利。

在使用寿命试验中，为此如在图5中示意性地示出的并且用50所表示的那样，在温度升程和平均的温度的基础上求得沃勒（Wöhler）疲劳曲线51到53。每个温度升程都相应于材料层中的应力-应变-滞后，所述应力-应变-滞后由于在构造及连接技术中所使用的材料的热失配（thermisches Mismatch）而产生。由此，所述温度升程的量相应于在所述连接技术中所输入的能量并且所述升程的平均的温度相应于中等应力。

为了能够在所耗用的使用寿命（也就是实际负荷）方面对随机的温度信号进行评估并且能够使用线性的损伤聚集（Schadensakkumulation），必须将所述随机的温度信号分解为单个的升程。每个升程都相应于应力-应变-滞后并且由此相应于所加入的能量。由此满足用于使用线性的损伤聚集的条件，所述损伤聚集以以下情况为出发点：每个构件都拥有能够承受的、直至完全失灵之前可以被压入的断裂功。如果所消耗的能量相当于能够消耗的能量并且由此这里用D表示的损伤值具有1的数值，那么直至所述可加荷性的极限条件之前对所述部分能量进行合计。

只有在所述应力以及由此所述温度重又具有原始的量时，才产生完全的滞后。因此，为了确定半导体的使用寿命，也在对温度升程进行分类时有利地使用雨流计数法（Rainflow-Zählung）（如在现有技术中在使用强度中一样），所述雨流计数法仅仅对完整的升程进行计数。由此，可以将从材料学中知道的、用于对应力-应变-滞后进行计数的雨流法用于对温度升程进行计数。

对于在本申请的范围内所建议的使用情况来说，向所述雨流计数法并且向紧接着的损伤计算提出两项主要要求。因为（1）将所述温度升程完全保存在雨流矩阵中的做法在整个使用寿命期间会在所述控制仪中引起较高的成本，所以所使用的方法应该放弃对于这些数据的保存。此外，本申请包括（2）对影响负荷的因数、比如对逆变器的系统的、调整性的干预。所述调整量在此是当前的损伤值D，在调整的意义上必须在运行过程中、也就是说在线提供所述当前的损伤值D。

所谓的在线损伤计算适合于满足这些条件。这种为机械的应力而开发的方法由于上面所描述的、与温度升程的相似性而同样可以用于对温度升程进行直接的计数。下面概括地对所述方法进行描述。

所述方法的基本构思是，在系统运行的过程中借助于可以在线的4点算法来对所述动态的负荷进行雨流-计数。在此被探测到的完整的负荷滞后可以直接借助于沃勒（Wöhler）疲劳曲线来换算为损伤量。将所述损伤量加到迄今为止存在的总损伤上。通过这种方式，可以以较小的保存需求来在线确定并且继续使用损伤值。

所述用于进行在线损伤计算的方法在图6中草绘出来，并且在总体上用60来表示。这种处理方式在使用强度方面部分地相应于现有技术。出于上面所提到的原因，为了对温度升程进行计数而可以对这种处理方式进行适应处理。所述能够按本发明来使用的适应处理得到了说明。

在步骤61中对信号值进行更新。在步骤62中，在这个基础上对拐点进行探测。如果没有探测到这样的拐点，则在步骤63中继续阻挡层-温度模拟并且提供63b温度值。如果在步骤62中探测到拐点，则用步骤64继续所述方法，在所述步骤64中对堆栈（Stack）进行更新。

在下一下步骤65中，对振动间隙（Schwingspiel）进行检查。如果其是积极的，则执行步骤66；如果不是，则像上面一样用步骤63来继续所述方法。

在步骤66到68中保存所述振动间隙，并且随后进行损伤计算。最后将所述振动间隙从所述堆栈中消除并且为新的周期而释放所述堆栈。

尤其所述步骤67代表着一种有利的、相对于所熟知的、适合于在机动车中使用的方法的拓展方案。

所述在线-损伤计算在负荷信号y(t)的基础上工作。在当前的情况中，为此考虑使用所观测的温度曲线，在此适用y(t)=T(t)。将当前所观测的温度曲线读入并且与两个早先所观测的信号值一起保存在量TSP₁（TSP=Three Signal Points）中（试参照步骤61）。所述量TSP₁的内容随着时间而变化。

利用符号比较，可以检查，TSP_t中的平均的数值是不是信号中的拐点。如果探测到信号中的拐点（试参照步骤62），则可以将这个数值接纳到所述方法的堆栈STK_t中（试参照步骤64）。所述经过更新的堆栈STK_t可以借助于所熟知的方法根据完全的振动间隙来寻找（试参照步骤65）。在此产生所述雨流-周期RFC_tmp的暂时的矩阵以及暂时的残数RES_tmp。如果从当前的观测中产生新的振动间隙，则适用RFC_tmp≠{}。所述雨流-周期RFC_t的真正的矩阵以及所述堆栈STK_t在这种情况中可以得到更新（试参照步骤66）。对于RFC_tmp中的、加进来的振动间隙来说，而后可以从与沃勒（Wöhler）疲劳曲线的比较中直接计算损伤量ΔD_tmp(t)（步骤67）。这种暂时的损伤可以加到当前存在的总损伤D(t)上。由此说明了一种处理方式，该处理方式可以有效地为信号y(t)分配一个损伤值D(t)。所述损伤值D(t)总是一种阶梯状的、单调上升的函数。其数值表示出迄今为止所出现的总损伤、也就是实际负荷的特征。

可选也可以放弃对于所述雨流-周期RFC_t的矩阵的保存。可以借助于常规的、用于进行雨流-计数并且用于进行损伤计算的方法和程序来对所述在线-损伤计算进行验证。

与所熟知的方法相比，在本发明的范围内，有利地不仅在低于剩余使用寿命之后采取措施，而且在识别过量的损伤时也提早采取措施。由此，所述允许的剩余使用寿命是直到目前为止的或者余下的运行时间的函数。越早识别出过量的损伤，比如就越不太剧烈地必须对所述HEV/EV的、按发电机方式的和/或按发动机方式的功率进行限制，用于尽管如此达到所要求的额定使用寿命。

损伤值D的实际曲线在此可以通过在线损伤计算来求得。一旦在所保存的极值的堆栈中识别出温度升程，则添加这个升程的损伤份额。因而涉及一种连续地求得的实际负荷。

这种实际曲线可以与使用寿命特性曲线进行比较，从而可以识别个别的驾驶员的、相应的轨迹。在此可以使用公差线条（Toleranzlinie），所述公差线条在结束时可以总是进一步接近于所要求的使用寿命，因为降低了可供使用的、用于采取应对措施的时间。因而可以在所述额定使用寿命之内的、用于确定实际负荷的至少一个时刻的时间位置的基础上预先给定相应的公差值。如果驾驶员给所述构件加荷的程度比在设计时所考虑的负荷大，所述轨迹就处于所述额定特性曲线之上。否则它就处于所述额定特定曲线之下。如果所述轨迹离开所述公差极限，则应该采取应对措施。

在HEV/EV-应用情况中，由此产生通过所述运行策略的、对所述半导体的使用寿命的影响也在没有预防性的保养措施的情况下达到额定使用寿命的可行方案。为此，在极端情况中设定其它运行策略。借助于运行策略变换，可以调整到所述使用寿命特性曲线。可供使用的运行策略越多，就可以以越精细地分辨的方式来进行调整。在此，在极端情况中，比如可以借助于能量回收效率来连续地调整到相应的使用寿命特性曲线。

Claims (12)

1.用于运行机动车的方法（10），所述机动车包括一具有至少一个半导体开关的车用电路，所述半导体开关在所述机动车的运行过程中由于至少一个影响负荷的因素而用负荷事件加荷，并且对于所述半导体开关来说预先给定了使用寿命-负荷关系（21），所述使用寿命-负荷关系对于额定负荷（23）来说表明了额定使用寿命（22），并且在所述额定使用寿命（22）之内能够借助于所述使用寿命-负荷关系（21）为至少一个时刻（24-26）求得与所述至少一个时刻（24-26）相对应的额定负荷份额，并且其中所述方法（10）对于所述至少一个时刻（24-26）来说包括以下步骤：

在所述至少一个时刻（24-26）在确定属于过去的负荷事件的基础上求得（11-16）所述至少一个半导体开关的实际负荷；

借助于预先给定的使用寿命-负荷关系（21）来求得与所述至少一个时刻（24-26）相对应的额定负荷份额；

在所述至少一个时刻将所述实际负荷与所述额定负荷份额进行比较（17）并且降低所述至少一个影响负荷的因数，如果在所述至少一个时刻（24-26）所述实际负荷以比预先给定的公差值大的幅度超过所述额定负荷份额，其中在所述额定使用寿命（22）之内的至少一个时刻（24-26）的、时间位置的基础上预先给定所述公差值。

2.按权利要求1所述的方法（10），其中为了求得（11-16）所述实际负荷而确定（13a、13b、14、15）所述至少一个半导体开关的至少一个损耗功率和至少一条温度曲线以及所述温度曲线的温度升程，其中从所确定的温度升程中推导出（16）实际负荷。

3.按权利要求2所述的方法（10），其中为了确定（13a、14）所述至少一个半导体开关的温度曲线而使用在所述至少一个半导体开关的冷却介质的里面或者上面的、温度传感器的至少一个数值。

4.按权利要求3所述的方法（10），其中借助于卷积法和/或热模型从所述温度传感器的至少一个数值中求得所述至少一个半导体开关的温度曲线。

5.按权利要求2所述的方法（10），其中为了确定（13b、14）所述至少一个半导体开关的温度曲线而使用至少一个观测模型（40）。

6.按权利要求2到65中任一项所述的方法（10），其中为了确定（15）所述温度曲线的温度升程而使用在线雨流法（60）。

7.按前述权利要求中任一项所述的方法（10），至少在第一时刻（24、25）并且在第二时刻（26）实施所述方法，并且对于所述方法来说，如果在所述第一时刻（24）降低所述至少一个影响负荷的因数，因为所述实际负荷在所述第一时刻（24）以比在所述第一时刻（24）预先给定的公差值大的幅度超过所述额定负荷份额，则在所述第二时刻（26）提高所述至少一个影响负荷的因数，如果所述实际负荷在所述第二时刻（26）没有以比在所述第二时刻（26）预先给定的公差值大的幅度超过所述额定负荷份额。

8.按前述权利要求中任一项所述的方法（10），其中所述至少一个影响负荷的因数包括处于所述具有至少一个半导体开关的车用电路中的、电机的按发电机方式的和/或按发动机方式的功率。

9.按前述权利要求中任一项所述的方法（10），其中以负荷特性曲线（21）的形式预先给定所述使用寿命-负荷关系。

10.计算单元，该计算单元被设立用于实施按前述权利要求中任一项所述的方法。

11.计算机程序，该计算机程序被设立用于实施按权利要求1到9中任一项所述的方法的所有步骤。

12.机器可读的存储介质，具有被保存在其上面的、按权利要求11所述的计算机程序。