CN111903034B - 从可根据性能要求并行运行的多个组件中确定一个或多个组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从能够根据性能要求并行运行的多个组件中确定一个组件或多个组件的方法，其中根据环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流来确定相应组件的磨损值（VSchlW‑1，VSchlW‑2，...，VSchlW‑n），其中针对当前的性能要求确定要并行运行的组件的最佳数量，并与当前运行的组件数量进行比较（100、110），其中如果当前运行的组件数量大于所述最佳数量（130），则断开（131、132）具有最大磨损值的组件，以及其中如果当前运行的组件数量小于所述最佳数量（140），则确定（141）原则上能够被激活的一个组件或多个组件，然后接入（142、143）具有最低磨损值的可激活组件。

Description

从可根据性能要求并行运行的多个组件中确定一个或多个组 件的方法
背景技术
在为诸如电动机、磁喷射阀或压电喷射阀的电气负载或诸如大量安装在机动车中的发光装置的欧姆负载供电时，通常有大电流流经操作这些负载的开关晶体管或提供供应电压的能量转换器(例如DC/DC转换器)。
为了避免各个开关装置和其他部件的负荷太大，通常将两个或更多个开关装置或DC/DC转换器并联。例如在DE 102005045889 B4或DE 102013220842 A1中对此进行了描述。对于电流路径分支或组件的这种并联电路来说，重要的是保证在运行期间均匀的负荷，因为否则这些分支或组件中的一个可能由于更大的负荷和由此导致的老化而失效，并且因此导致整个装置过早地无法使用。
在下文中，术语“组件”用于要并联连接的部件、部件组或用它们形成的装置。
但是，也可以规定一种运行，在该运行中并非总是激活所有可能的组件，而是只激活最佳运行、特别是最佳效率所需的组件。因此在这里必须根据负载状况来停用最大可能的组件中的一个或多个组件，其中必须确保：并非总是相同的组件处于活动状态并且因此在需求较少时总是关闭相同的组件。
为此存在一些概念，其中以旋转原理接入和断开要并联连接的组件。但是，这同样可能导致组件过早失效，因为对各个组件可能存在不同的负荷条件。从而例如在一个组件运行时，与另一个组件运行时相比通常更高的环境温度占主导或施加更高的供应电压或流过更大的电流，这再次可能导致负荷更大的组件发生失效，并由此导致整个装置无法使用。
发明内容
因此，本发明的任务是增大要并联连接的组件的使用寿命。
该任务通过根据本发明的方法解决。在说明书中说明了有利的扩展。
因此，在用于从可以根据性能要求并行运行的多个组件中确定一个组件或多个组件的方法中，首先根据环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流来确定相应组件的磨损值。此外还针对当前的性能要求确定要并行运行的组件的最佳数量，并与当前运行的组件数量进行比较。如果当前运行的组件数量大于所述最佳数量，则断开具有最大磨损值的组件，并且如果当前运行的组件数量小于所述最佳数量，则确定原则上可以被激活的一个组件或多个组件，然后接入具有最低磨损值的可激活组件。
在根据本发明的方法的有利的扩展中，重复地接入或断开组件，直到达到要并联运行的组件的最佳数量为止。
因此通过根据本发明的方法，总是根据要并行运行的组件的最佳数量来断开一个或多个组件，其中，这不是按照旋转原理进行的，而是根据哪个组件具有最低磨损值来进行，以便随后接入该组件，或根据哪个组件具有最大磨损值来进行，以便断开该组件。
为了确定磨损值，在根据本发明的方法的一个实施方式中，可以针对每个组件确定基于环境条件或运行状态或供应电压或供应电流的相应的磨损率，并且将这样针对要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流确定的磨损率求和成相应组件的磨损值。
因此，根据磨损率确定所述磨损值，而所述磨损率又取决于由于环境条件(例如环境温度或环境湿度)、运行条件(如施加在部件上的电压、流经这些部件的电流、部件温度等)、施加在组件上的供应电压或施加的供应电流而导致的组件的负荷。为此，可以定义一个或多个阈值，并且可以确定例如所述组件在特定温度下以特定电流运行多长时间，以便从中确定磨损率并且作为磨损率的总和确定磨损值。
这样做的优点是，不仅考虑了运行时间，而且所述运行在更极端的条件下进行，从而得到更高的磨损值，并且因此在标准条件下接入虽然可能已经运行很长时间的其他组件。
在该替代方案的扩展中，可以在求和之前对各个磨损率进行加权。
由此，例如为在环境温度过高情况下的运行赋予比在供应电压过高情况下的运行更大的权重。
在本发明的另一实施方式中，组件由多个模块形成，并且针对每个模块确定基于环境条件或运行状态或供应电压或供应电流的相应的磨损率，并将这样针对要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流确定的磨损率求和成相应模块的部分磨损值，并为相应模块选择所述部分磨损值中的最大部分磨损值作为所述组件的磨损值。
在此，这样的模块可以仅由一个部件组成或也可以由多个部件组成。然后针对每个模块确定每个要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流的磨损率，并将各个磨损率求和成相应模块的部分磨损值。
由此可以考虑到，特定部件或模块在特定运行条件下比其他部件或模块遭受更大的磨损，并且这不能通过对一个组件的所有模块求平均值来得到总的来说比由于单个模块的过大负荷而导致的实际老化程度所对应的更小的磨损值。
在根据本发明的方法的另一变型中，其中，组件再次由多个模块形成并且针对每个模块确定基于环境条件或运行状态或供应电压或供应电流的相应的磨损率，并且将这样针对要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流确定的磨损率求和成相应模块的部分磨损值，将相应模块的所述部分磨损值中的以下部分磨损值选择为所述组件的磨损值，其模块由评估单元评级为对于当前存在的负载关系是关键的。
因此，这里还考虑了负载关系，并且选择了所述负载关系最为关键的模块的磨损程度作为所述组件的磨损值。为此设置评估单元，在所述评估单元中包含来自经验值的对应数据，并获得针对所述运行条件和负载关系的对应值作为输入变量。
在根据本发明的方法的又一个变型中，其中组件再次由多个模块形成并且针对每个模块确定基于环境条件或运行状态或供应电压或供应电流的相应的磨损率，并且将这样针对要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流确定的磨损率求和成相应模块的部分磨损值，现在将部分磨损值分别乘以特定的加权变量，该加权变量由评估单元为相应模块确定为用于当前存在的负载关系，并且组件的磨损值是经过加权的部分磨损值的总和。
因此，还考虑了当前的负载关系，但不仅将一个模块的磨损程度作为磨损值来考虑，而且磨损值再次由所有模块的所有磨损率形成，但是加权根据当前的负载关系来进行。
如果组件是多相能量转换器的相分支，在所述多相能量转换器中两个或更多个相分支可以并联连接，则可以有利地应用根据本发明的方法的所述变型。
由于这样的相分支可以在不同的负载关系下承受高负荷，因此考虑到各个使用条件，所述相分支的使用寿命可以显著增加。
附图说明
下面基于实施例借助于附图更详细地解释本发明。
图1示出了根据本发明的方法的流程图，
图2示出了根据本发明的方法的一种变型的流程图，
图3示出了用于确定组件的磨损值的第一变型的流程图，
图4示出了用于确定组件的磨损值的第二变型的流程图，
图5示出了用于确定组件的磨损值的第三变型的流程图，
图6示出了用于确定组件的磨损值的第四变型的流程图。
具体实施方式
在图1的流程图中，首先针对存在的负载关系确定所需的、激活的、并联连接的组件(例如，能量转换器的分支)的最佳数量。然后将所述最佳数量与目前处于活动状态的组件的数量进行比较110。如果这两个数量相同，则该方法结束120，直到下一次开始。
如果当前太多的组件处于活动状态130，则确定131具有最大磨损值的组件，随后断开132该组件。然后该方法结束120。
如果当前太少的组件处于活动状态140，则首先确定141原则上可以激活的组件，随后确定142具有最低磨损值的组件，最后接通143该组件。然后该方法结束120。
根据图2，执行与图1相同的方法，不同之处在于，在步骤131或143中断开或接通所述组件之后，所述方法没有结束，而是返回比较步骤110，从而该方法循环运行，直到激活的组件的当前数量与所述最佳数量相对应为止。在图1的该变型中，该方法必要时必须一再地重新启动，以达到组件的最佳数量。
图3至图6示出了用于确定组件的磨损值的方法。在此，在图3中首先对于每个组件或对于每个分支1至n，针对每个环境条件(在所示的示例中是温度，也可以是气压、湿度等)，针对每个运行状态(在所示的示例中是活动或运行持续时间以及流动的电流，也可以是部件上的电压等)，并且针对施加的供应电压或替代地针对施加的供应电流基于经验值来确定30-1、30-2、30-n磨损率。
随后将这些磨损率相加31-1、31-2、31-n，并确定为每个组件的磨损值VSchlW-1...VSchlW-n。
图4示出了确定组件的磨损值VSchlW-1...VSchlW-n的一种变型，其中针对组件的每个模块(如在图3中针对全部组件)，首先确定40-1，40-2，...40-n磨损率VSchlR-1-1，VSchlR-1-2，VSchlR-2-1，VSchlR-2-2，...VSchlR-n-2。在图4的实施例中，每个组件应具有两个模块，其中一个模块也可以仅由一个部件组成，例如晶体管或电容器。
随后将每个模块的磨损率VSch1R-1-1...VSch1R-n-2相加41-1-1、41-1-2，...，41-n-l，41-n-2。
在以后的步骤42-1、42-2、42-n中评估这样获得的部分磨损值TVSchlW-1-1...TVSchlW-n-2，并针对每个组件将最大部分磨损值确定为该组件的磨损值VSchlW-1..VSchlW-n。
因此，这里组件中最陈旧的模块将决定该组件的磨损值。
相反，在根据图5的根据本发明的方法的变型中，根据环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流以及负载条件来确定500特定于负载的关键模块，并且根据该值从该模块的部分磨损值中确定510所述组件的磨损值。其他处理步骤对应于图4的处理步骤。
代替这种艰难的选择，在图6的变型中，根据环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流以及负载条件将模块的每个部分磨损值与特定于负载的值相乘60-1-1，60-1-2，…60-n-2，也就是对组件的模块的部分磨损值进行加权，并形成61-1，61-2，…61-n经过加权的部分磨损值的总和。因此近似形成了组件的模块的部分磨损值的加权平均值，并将其确定为该组件的磨损值VSchlW-1，VSchlW-2，VSchlW-n。
因此在根据本发明的方法的变型中，一方面在确定组件的磨损值，即确定组件的老化时，考虑到不同的框架条件可能导致不同的磨损。另一方面，在确定磨损值时，考虑到不同的运行状态导致组件的不同模块不同地老化，从而导致模块特别老化的运行状态优选导致选择以下组件，在该组件中恰好所述模块还不怎么老化，反之亦然。

Claims (8)

1.一种用于从能够根据性能要求并行运行的多个组件中确定一个组件或多个组件的方法，其中根据环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流来确定相应组件的磨损值(VSchlW-1，VSchlW-2，...，VSchlW-n)，
其中针对当前的性能要求确定要并行运行的组件的最佳数量，并与当前运行的组件数量进行比较(100、110)，
其中如果当前运行的组件数量大于所述最佳数量(130)，则断开(131、132)具有最大磨损值的组件，以及
其中如果当前运行的组件数量小于所述最佳数量(140)，则确定(141)原则上能够被激活的所述一个组件或多个组件，然后接入(142、143)具有最低磨损值的可激活组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，重复地接入或断开组件，直到达到要并联运行的组件的所述最佳数量为止。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对每个组件确定(30-1，30-2，...，30-n；40-1，40-2，...40-n；50-1，50-2，...50-n，60-1，60-2，...60-n)基于环境条件或运行状态或供应电压或供应电流的相应的磨损率，并且将这样针对要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流确定的磨损率(VSchlR-1-1，VSchlR-1-2，VSchlR-2-1，VSchlR-2-2，...VSchlR-n-1，VSchlR-n-2)求和(31-1，31-2，...31-n；41-1-1，41-1-2，...41-n-l，41-n-2；51-1-1，51-1-2，..51-n-2，60-1，60-2，...60-n)成相应组件的磨损值(VSchlW-1，VSchlW-2，...VSchlW-n)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在求和(31-1，31-2，...31-n；41-1-1，41-1-2，...41-n-l，41-n-2；51-1-1，51-1-2，..51-n-2，60-1，60-2，...60-n)之前对各个磨损率(VSchlR-1-1，VSchlR-1-2，VSchlR-2-1，VSchlR-2-2，VSchlR-n-1，VSchlR-n-2)进行加权。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，组件由多个模块形成，并且针对每个模块确定基于环境条件或运行状态或供应电压或供应电流的相应的磨损率(VSchlR-1-1，VSchlR-1-2，VSchlR-2-1，VSchlR-2-2，...VSchlR-n-1，VSchlR-n-2)，并将这样针对要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流确定的磨损率(VSchlR-1-1，VSchlR-1-2，VSchlR-2-1，VSchlR-2-2，...VSchlR-n-1，VSchlR-n-2)求和成相应模块的部分磨损值(TVSchlW-1-1，TVSchlW-1-2，TVSchlW-2-1，TVSchlW-2-2，...TVSchlW-n-1，TVSchlW-n-2)，并选择相应模块的所述部分磨损值(TVSchlW-1-1，TVSchlW-1-2，TVSchlW-2-1，TVSchlW-2-2，...TVSchlW-n-1，TVSchlW-n-2)中的最大部分磨损值作为所述组件的磨损值(VSchlW-1，VSchlW-2，...VSchlW-n)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，组件由多个模块形成并且针对每个模块确定基于环境条件或运行状态或供应电压或供应电流的相应的磨损率，并且将这样针对要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流确定的磨损率(VSchlR-1-1，VSchlR-1-2，VSchlR-2-1，VSchlR-2-2，...VSchlR-n-1，VSchlR-n-2)求和成相应模块的部分磨损值(TVSchlW-1-1，TVSchlW-1-2，TVSchlW-2-1，TVSchlW-2-2，...TVSchlW-n-1，TVSchlW-n-2)，并且将相应模块的所述部分磨损值(TVSchlW-1-1，TVSchlW-1-2，TVSchlW-2-1，TVSchlW-2-2，...TVSchlW-n-1，TVSchlW-n-2)中的以下部分磨损值选择为所述组件的磨损值(VSchlW-1，VSchlW-2，...VSchlW-n)，其模块由评估单元评级为对于当前存在的负载关系是关键的。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，组件由多个模块形成并且针对每个模块确定基于环境条件或运行状态或供应电压或供应电流的相应的磨损率(VSchlR-1-1，VSchlR-1-2，VSchlR-2-1，VSchlR-2-2，...VSchlR-n-1，VSchlR-n-2)，并且将这样针对要考虑的环境条件和/或运行状态和/或供应电压和/或供应电流确定的磨损率(VSchlR-1-1，VSchlR-1-2，VSchlR-2-1，VSchlR-2-2，...VSchlR-n-1，VSchlR-n-2)求和成相应模块的部分磨损值(TVSchlW-1-1，TVSchlW-1-2，TVSchlW-2-1，TVSchlW-2-2，...TVSchlW-n-1，TVSchlW-n-2)，将所述部分磨损值(TVSchlW-1-1，TVSchlW-1-2，TVSchlW-2-1，TVSchlW-2-2，...TVSchlW-n-1，TVSchlW-n-2)分别与加权变量相乘(60-1-1、60-1-2、60-2-1、60-2-2、60-n-l，60-n-2)，所述加权变量由评估单元为相应模块确定为用于当前存在的负载关系，并且组件的磨损值(VSchlW-1，VSchlW-2，...，VSchlW-n)是经过加权的部分磨损值的总和(61-1、61-2，...61-n)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，组件是多相能量转换器的相分支，在所述多相能量转换器中两个或更多个相分支能够并联连接。
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