CN117916605A - 用于监控控制器的电路的短路开关过程的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监控控制器(100)的电路(120)的、特别是末级电路(120)的短路开关过程的方法，其中，采集(202)关于所述控制器(100)的信息并且进行如下评估，是否存在短路开关过程，在短路开关过程期间，电路(120)在短路期间执行接通过程，并且其中，当在评估的过程中识别到存在短路开关过程时，更新计数器读数，所述计数器读数表征了在所述电路(120)的使用寿命期间执行的短路开关过程的数量。

Description

用于监控控制器的电路的短路开关过程的方法

技术领域

本发明涉及一种用于特别是在车辆中监控控制器的电路的短路开关过程的方法以及一种用于执行该方法的计算单元。

背景技术

例如在(机动)车辆中的控制器中的末级或末级电路是放大的信号被施加给负载之前功率放大器的最终的电子级。因此可以例如在马达控制器中设置末级电路，以便提供用于驱控执行器所需的功率。在控制器中，相应的末级电路可以借助相应的驱控信号由微控制器驱控。

为了能够确保控制器的(运行)安全性，末级电路大多应当构造得足够稳健，以便在短路情况下，这就是说，当存在电池或接地的短路时，能承受住至少预定的最少数量的(接通)开关过程。但在执行数量过多的这种短路开关过程时，特别是在PWM驱控时，可能出现末级和因此整个控制器的受损或甚至毁坏。

发明内容

在这种背景下，建议了带有独立权利要求的特征的一种用于监控控制器的电路的短路开关过程的方法以及一种用于执行该方法的计算单元。有利的设计方案是从属权利要求的以及接下来的说明书的主题。

在当前的方法的过程中，采集有关控制器的当前的信息并且进行如下评估，是否存在短路开关过程，这就是说，电路在短路期间(这就是说没有负载的情况下)是否执行接通过程。如果在评估的过程中识别到，存在短路开关过程，那么计数器或计数器读数就被更新或提高，这表征了或代表了在电路的使用寿命期间所执行的短路开关过程的数量。

通过采集和评估控制器信息，可以适宜地在控制器的正在进行的运行中识别，当前是否出现了短路开关过程。因此在识别到新的短路开关过程时，计数器读数被连续地在使用寿命期间更新。

借助计数器读数可以例如执行用于保护末级电路或者用于消除故障的措施。此外，计数器读数还例如允许了推断出末级受损或毁坏的风险有多大。此外，当计数器读数很大并且例如接近短路情况下所允许的(接通)开关过程的预定的数量时，可能例如限制或影响末级的运行。

计数器读数可以适宜地在车间中被读取并且可以例如方便了故障查找或维修。此外，计数器读数可以在末级或控制器受损或毁坏的情况下在事后的起因查找时提供帮助。特别适宜的是，可以借助计数器读数检查保修权利是否合法。例如可以借助计数器读数检查，(最终)客户在较长的时间段内有否忽视警示，如已激活的马达控制灯，这可能导致由(控制器)制造商提供的保修服务减少或取消。

关于控制器的信息尤其表征控制器的当前的运行、特别是用于驱控末级电路的控制器的当前的信号，还尤其表征控制器的当前的故障或故障通知。借助这些信息可以特别适宜地推断出，电路在当前是否被驱控并且当前在控制器中是否存在短路。例如已知和部分也规定了一些用于在车辆控制器的末级中识别短路的不同的措施。例如可以评估采集到的测量值。例如可以检查，流过末级电路的电流是否超过了允许的极限值。此外可以例如动用对控制器的故障诊断或诊断功能来识别故障状态。

有利地根据计数器读数或计数器读数的当前的值对在预定的诊断间隔期间、特别是在当前的诊断间隔期间执行的或应当或应该执行的短路开关过程区分优先次序。这些单个的诊断间隔可以例如分别对应(机动)车辆的行驶周期。适宜地对在故障诊断或故障识别的过程中执行的短路开关过程区分优先次序。借助这种用于故障诊断的开关过程可以特别是检查或识别，是否还存在短路或者控制器在修复后是否再次无故障地在没有短路的情况下工作。借助这种区分优先次序可以适宜地设定或预定，每个诊断间隔有多频繁地检查是否还存在短路。所指派的优先级越高，那么每个诊断间隔执行的故障诊断就越频繁。因此随着电路的使用时间渐增，每个诊断间隔所执行的故障诊断的数量尤其可能总是减少，以避免非必要的多次短路开关过程和末级电路的损坏或毁坏。

因此可以例如在计数器读数的尤其反映末级的使用寿命开始的小的值时，为故障诊断或故障识别指派要比在末级使用寿命的后期阶段期间计数器读数的值较高时更高的优先级，因为在使用寿命开始时，修复或消除短路的可能性要比在使用寿命结束时大得多。因此可以例如通过在计数器读数小时所指派的高优先级每个诊断间隔多次检查是否还存在短路。在计数器读数较高时，可以通过所指派的较低的优先级每个诊断间隔特别是允许很少的或不允许用于故障诊断的开关过程，以避免末级电路的不必要的负载或甚至失灵。当计数器读数低于预定的极限值时，例如可以为用于故障诊断的开关过程指派高的或最高的优先级。计数器读数越接近这个极限值，可以选择的优先级就越小。

按照传统，每个诊断间隔所执行的短路开关过程的数量例如根据相应的末级的类型、供给电压、所使用的系统、配置、所使用的传感器、当前的环境温度等被限制到固定预定的最大数。按照传统，在识别到短路时，特别是通过激活马达控制灯进行故障通知，并且在固定预定的时间间隔内在诊断间隔期间通过另外的接通过程检查是否还存在短路，直至每个诊断间隔固定预定的最大数量的短路开关过程。如果短路在那之前还没被消除，在诊断间隔的剩余内经常笼统地持久地禁用控制器的相应的功能。即使现在仍应当在这个诊断间隔内修复短路，这一点不再能确认并且相应的功能仍保持禁用。在随后的诊断间隔中才应当再次检查短路。

与之相反的是，可以借助计数器读数在本方法的范畴内动态地调整特别是基于使用时间针对每个诊断间隔检查故障的频率。因为在使用时间开始时修复的概率要比使用时间后期大得多，所以在此更为频繁地进行检查，因此可以识别到短路的可能的修复并且不会不必要地笼统地禁用控制器功能。随着使用时间增加，可以针对每个诊断间隔于是仅很少或甚至不再检查故障，因为在此修复的概率要小得多了，但末级电路毁坏的风险却加大了。

优选根据计数器读数或计数器读数的当前的值限制在诊断间隔或行驶周期期间、特别是在当前的诊断间隔或行驶周期执行的或应当或应该执行的短路开关过程的数量。如上所述，能以传统的方式将每个诊断间隔用于故障诊断的短路开关过程经常笼统地限制到一个静态的固定的值。与之相反的是，可以通过导入计数器读数特别适宜地在电路的使用寿命期间动态地限制每个诊断间隔所允许的短路开关过程的数量，特别是动态地与电路在其到目前为止的使用时间期间已经执行的短路开关过程的数量相适应。

按照一种优选的实施方式，将计数器读数或计数器读数的当前的值与预定的阈值相比较。这个阈值可以例如根据末级电路在其使用寿命期间至少应当承受的短路开关过程的最少数量预定。阈值可以例如代表，到目前为止所执行的短路开关过程的数量越来越接近这个最少数量，使得电路受损的风险渐增。在达到或超过所述阈值时，可以特别是禁用或禁止进一步的接通过程。优选根据当前的计数器读数值与预定的阈值的比较对短路开关过程区分优先次序和/或限制短路开关过程的数量。尤其因此适宜地根据末级电路的当前的使用时间，不是笼统地静态地限制每个诊断间隔的开关过程，而是可以动态地调整，在短路情况下允许哪些或多少开关过程。

如上所述，尤其可以预定在诊断间隔期间应当执行的短路开关过程的数量的最大值作为阈值。

特别优选地根据所执行的诊断间隔的数量来预定阈值。因此动态地根据末级电路的到目前为止的使用时间来适宜地调整阈值。

有利地根据在允许的短路开关过程的数量和到目前为止所执行的诊断间隔之间的(例如线性的或对数的)相互关系来预定特别是针对当前的诊断间隔的阈值。借助对数的相互关系可以尤其在末级使用寿命开始时允许每个诊断间隔的大量的短路开关过程。随着接近末级电路在其使用寿命期间至少应当承受的短路开关过程的相应的最少数量，每个诊断间隔允许的短路开关过程可能就越来越少。

适宜地根据在电路的使用寿命期间应当执行的短路开关过程的数量的最大值和特别是根据在短路开关过程的数量和在电路的使用寿命期间应当执行的短路开关过程的数量的最大值之间的差距，来预定特别是针对当前的诊断间隔的阈值。借助这种相互关系可以特别是在与最大值有大的差距时允许了每个诊断间隔的大量的短路开关过程。随着接近最大值，每个诊断间隔允许的短路开关过程就越来越少，以便保护电路。

计数器读数优选仅当在评估的过程中识别到电路的高边开关在短路期间执行接地的接通过程和/或电路的低边开关在短路期间执行供给电压的接通过程时，才提高。在地线侧安装的末级或者在低边开关(该低边开关与接地的接线连接或者在低边开关中在开关和供给电压之间布置有负载)中，接通脉冲尤其可能在供给电压的短路时损坏电路，使得在这种情况下特别适宜地用计数器读数记录这种短路情形期间的开关过程。在电压侧安装的末级，即在高边开关(该高边开关与供给电压的接线连接或者在高边开关中在开关和地线之间布置有负载)中，接通脉冲则尤其可能在接地的短路时有危害性地作用，使得在这种情况下适宜地借助计数器读数对接地短路时的开关过程计数。

按本发明的计算单元、例如(机动)车辆的控制器尤其在编程技术上设置用于，执行按本发明的方法。

本发明的进一步的优点和设计方案由说明书和附图得出。

本发明借助实施例在附图中示意性地示出并且在下文中参考附图加以说明。

附图说明

图1示意性地示出了带有末级电路的控制器，控制器设置用于，执行按本发明的方法的一种优选的实施方式；

图2示意性地示出了作为方块图的按本发明的方法的一种优选的实施方式；

图3示意性地示出了针对所执行的行驶循环的数量的所允许的短路开关过程的数量的图表，其可以在按本发明的方法的优选的实施方式的过程中被确定。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了(机动)车辆的控制器并用100标注。

控制器100可以例如作为马达控制器设置用于驱控内燃机130并且具有微控制器110和例如形式为带有高边开关和/或低边开关的MOSFET桥接电路的半导体末级电路120。微控制器110可以借助相应的驱控脉冲驱控末级电路120的这些半导体开关元件。

末级120这样设计，使得能不受损地承受最少数量的短路开关过程。若超过了短路开关过程的这个数量，那么末级120和控制器100受损或甚至毁坏存在加剧的风险。

为了预防这个风险，控制器100特别是在程序技术上设置用于，执行按本发明的方法的一种优选的实施方式，所述方法在图2中被示意性地作为方块图示出并且应当在接下来加以阐释。

在步骤201中，控制器100或相应的(机动)车辆正常运行。在步骤202中，采集有关控制器100的信息，特别是表征控制器的当前的运行的信息。这些信息尤其涉及到微控制器110的用于驱控末级电路120的当前的信号或驱控脉冲以及控制器100的当前存在的故障。半导体开关元件的驱控信号的占空比、流过半导体开关元件的电流、故障存储器信息或在故障存储器中的条目例如被作为这些信息加以采集。

在步骤203中，如下来评估这些信息，是否存在短路开关过程，即是否由微控制器110输出一个驱控脉冲或(接通)开关脉冲给末级电路120，而在末级电路120中则存在形式为短路的故障状态，特别是末级电路120的高边开关是否因此执行接地的接通过程和/或低边开关是否执行供给电压(例如电池)的接通过程。

只要不是这种情况并且不存在这种短路开关过程，就还在步骤202中采集并且在步骤203中评估关于控制器的所述信息。

反之，当在步骤203中识别到存在这种短路开关过程时，那么就在步骤204中更新或提高计数器读数，计数器读数表征了在末级电路120的使用寿命内执行的短路开关过程的数量。这个计数器读数的当前的值因此对应所有的短路开关过程的数量，末级电路120从其使用寿命开始时起或者从其第一次投入运行起在控制器100中执行所述短路开关过程。

这种计数器读数可以例如在车间中被读取并且用于故障查找、维修或保修权利的检查。例如可以借助计数器读数检查车辆的驾驶员是否在较长的时间段中忽视了警示、如激活的马达控制灯，这可能导致控制器100的制造商的保修服务减少或取消。

在步骤205中，将计数器读数或计数器读数的当前的值与阈值相比较，特别是与在诊断间隔期间或用于故障诊断的行驶周期期间应当执行的短路开关过程的数量的最大值相比较。

每个诊断间隔所允许的短路开关过程的数量以传统的方式经常被静态地限于恒定不变的固定的值。当前的计数器读数的导入则使得每个诊断间隔的所允许的短路开关过程根据电路120在其到目前为止的使用时间期间已经执行的短路开关过程的数量被灵活地和动态地加以调整。

尤其根据末级电路120或车辆已经执行的诊断间隔的数量来预定阈值。在末级电路120的使用寿命开始时的早期阶段中，例如可以针对每个诊断间隔允许比后期阶段更大数量的短路开关过程，因为在使用寿命开始时存在较大的可能性来修复短路。尤其根据在所允许的短路开关过程的数量和所执行的诊断间隔的数量之间的线性的或对数的相互关系来预定当前的诊断间隔的阈值。

基于阈值比较205，在步骤206中限制在当前的用于故障诊断的诊断间隔中还应当被执行的短路开关过程的数量。此外，可以在步骤206中基于比较结果区分各个短路开关过程的优先次序。因此可以例如在电路120的使用寿命开始时，为在故障诊断的过程中的短路开关过程指派更高的或最高的优先级，并且允许了针对每个诊断间隔，数量高度不受限的或几乎不受限的这种用于故障诊断的这种开关过程，因为在这种情况下，修复或成功排除故障的可能性高。在使用寿命的后期阶段中，在执行了大量数量的诊断间隔后，这种用于故障诊断的短路开关过程的优先级例如可以被选择得较小并且可以例如预定用于故障诊断的仅一次尝试或开关过程，以避免控制器100的可能的受损或毁坏。

在图3中示意性地示出了针对所执行的诊断间隔的数量n的所允许的短路开关过程的数量m的图表。

曲线310代表相应的线性的相互关系并且曲线320代表相应的对数的相互关系，根据所述曲线可以在步骤205中预定当前的诊断间隔的阈值。

用M标注末级电路120在其使用寿命期间至少应当承受的短路开关过程的最小数量。

用315例如标注按照线性的相互关系310针对诊断间隔N1的所允许的短路开关过程的数量，并且用325标注按照对数的相互关系320针对诊断间隔N1的所允许的短路开关过程的数量。

按照对数的相互关系320，尤其在电路120的使用寿命开始时允许了每个诊断间隔比按照线性的相互关系310更多的短路开关过程。此外，按照对数的相互关系320，随着越来越接近最小数量M，每个诊断间隔允许的短路开关过程总是越来越少。

例如可以以对数的相互关系320为出发点，借助泰勒展开在当前的诊断间隔期间在线求出每个诊断间隔的所允许的短路开关过程的数量。

当根据在短路开关过程的数量和应当在电路的使用寿命期间执行的短路开关过程的数量的最大值之间的差距预定所述阈值时，产生了性质相似的曲线。因此可以特别是在与最大值的差距大时允许了每个诊断间隔的大量的短路开关过程。随着接近最大值，每个诊断间隔允许的短路开关过程越来越少，以便保护电路。

Claims (10)

1.用于监控控制器(100)的电路(120)的、特别是末级电路(120)的短路开关过程的方法，

其中，采集(202)关于所述控制器(100)的信息并且进行如下评估(203)，是否存在短路开关过程，其中，所述电路(120)在短路期间执行接通过程，并且

其中，当在评估的过程中识别到存在短路开关过程时，更新计数器读数(204)，所述计数器读数表征了在所述电路(120)的使用寿命期间执行的短路开关过程的数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述计数器读数对在诊断间隔期间执行的短路开关过程的、特别是在故障诊断的过程中执行的短路开关过程执行优先次序区分或限制(206)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所述计数器读数与预定的阈值相比较(205)，特别是与在诊断间隔期间应当执行的短路开关过程的数量的预定的最大值相比较。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据诊断间隔的数量预定所述阈值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，根据在短路开关过程的数量(m)和诊断间隔的数量(n)之间的相互关系(310)预定所述阈值。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，根据在所述电路(120)的使用寿命期间应当执行的短路开关过程的数量的最大值预定所述阈值。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据在短路开关过程的数量(m)和在所述电路(120)的使用寿命期间应当执行的短路开关过程的数量的最大值之间的差距预定所述阈值。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的方法，其中，根据所述比较(205)执行对短路开关过程的优先次序区分(206)和/或限制短路开关过程的数量(206)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当在所述评估的过程中识别到，所述电路(120)的高边开关在短路期间执行接地的接通过程和/或所述电路(120)的低边开关在短路期间执行接电池的接通过程时，更新所述计数器读数(204)。

10.计算单元(100)，其设置用于，执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的所有的方法步骤。