DE102012210333A1 - Method for operating an engine control unit - Google Patents

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Axel Aue
Michael Wilhelm Haas
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts (190), das dazu eingerichtet ist, einen Verbrennungsmotor (100) anzusteuern, wobei das Steuergerät (190) wenigstens zwei Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) aufweist, die zur Erzeugung von Ausgangssignalen, die an Aktoren (141, 142, 143, 144) des Verbrennungsmotors (100) anlegbar sind, um den Verbrennungsmotor anzusteuern, geschaltet werden, wobei zur Vermeidung von temperaturverursachten Schäden der Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) ein erstes der Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) unter Berücksichtigung eines Schaltzustands wenigstens eines zweiten der Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) geschaltet wird.The invention relates to a method for operating a control device (190) which is set up to control an internal combustion engine (100), wherein the control device (190) has at least two power semiconductor components (191, 192, 193, 194) which are used to generate output signals which can be applied to actuators (141, 142, 143, 144) of the internal combustion engine (100) in order to control the internal combustion engine, with a first of the power semiconductor components being used to prevent temperature-induced damage to the power semiconductor components (191, 192, 193, 194) (191, 192, 193, 194) is switched in consideration of a switching state of at least a second of the power semiconductor components (191, 192, 193, 194).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Motorsteuergeräts, ein entsprechend eingerichtetes Motorsteuergerät sowie ein Computerprogramm und einen Datenträger.The present invention relates to a method for operating an engine control unit, a correspondingly configured engine control unit and a computer program and a data carrier.

Stand der TechnikState of the art

Motorsteuergeräte (ECU) werden zum Betrieb und zur Ansteuerung von Verbrennungsmotoren eingesetzt, um dabei insbesondere Prozessgrößen (Kraftstoffeinspritzmenge, Zündzeitpunkt, Luftmasse usw.) mittels Aktoren so einzustellen, dass der Verbrennungsmotor auf die erwünschte Weise arbeitet und dem angetriebenen Fahrzeug das geforderte Drehmoment zur Verfügung stellen kann. Ein Motorsteuergerät weist Leistungshalbleiter, insbesondere Transistoren, Dioden, usw., separat oder in Form von integrierten Schaltungen auf, die Ansteuerströme für die angeschlossenen Aktoren (z.B. Einspritzventile, Drosselklappen, AGR-Ventile, Lambdasondenheizung usw.) schalten. Als Leistungshalbleiter wird dabei ein Halbleiterbauelement bezeichnet, das zum Führen bzw. Durchleiten von Strömen mit mindestens 1 A ausgelegt ist. Fließt durch die Leistungshalbleiter ein Strom, fällt eine entsprechende Verlustleistung ab, die zu einer Erwärmung des Leistungshalbleiters, der integrierten Schaltung und des ganzen Steuergeräts führt. Die Erwärmung kann dabei so signifikant werden, dass Fehlfunktionen und/oder Schäden im Motorsteuergerät auftreten, die verhindert werden sollen.Engine control units (ECU) are used for operation and control of internal combustion engines, in particular to set process variables (fuel injection quantity, ignition timing, air mass, etc.) by means of actuators so that the internal combustion engine operates in the desired manner and provide the required power to the driven vehicle can. An engine controller includes power semiconductors, particularly transistors, diodes, etc., separately or in the form of integrated circuits that switch drive currents for the connected actuators (e.g., injectors, throttle bodies, EGR valves, HO2S heater, etc.). As a power semiconductor while a semiconductor device is referred to, which is designed for guiding or passing currents with at least 1 A. If a current flows through the power semiconductors, a corresponding power loss occurs, which leads to a heating of the power semiconductor, the integrated circuit and the entire control unit. The heating can become so significant that malfunctions and / or damage in the engine control unit occur that are to be prevented.

In der DE 10 2008 041 022 A1 wird vorgeschlagen, temperaturabhängige Betriebsmodi für ein Motorsteuergerät vorzugeben, um den Verbrennungsmotor auch bei hohen Steuergerätetemperaturen ausreichend sicher und zuverlässig betreiben zu können. Die Betriebsmodi beziehen sich auf Einspritzmuster und werden so gewählt, dass das Emissionsverhalten des Verbrennungsmotors akzeptabel bleibt. In the DE 10 2008 041 022 A1 It is proposed to specify temperature-dependent operating modes for an engine control unit in order to be able to operate the combustion engine sufficiently reliably and reliably even at high control unit temperatures. The operating modes relate to injection patterns and are chosen so that the emission behavior of the internal combustion engine remains acceptable.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein entsprechend eingerichtetes Steuergerät vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for operating a control device for an internal combustion engine of a vehicle having the features of claim 1 and a correspondingly configured control device are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung schlägt ein Verfahren vor, bei dem der Betrieb von Leistungshalbleitern eines Steuergeräts unter Berücksichtigung der Betriebszustände anderer Leistungshalbleiter desselben Steuergeräts, vorzugsweise derselben integrierten Schaltung, erfolgt. Eine Temperaturkopplung besteht nämlich insbesondere innerhalb einer integrierten Schaltung, jedoch auch innerhalb des Steuergeräts insgesamt über Luft, Leiterplatten, evtl. Kühlkörper usw. The invention proposes a method in which the operation of power semiconductors of a control device takes into account the operating states of other power semiconductors of the same control device, preferably the same integrated circuit. Namely, a temperature coupling exists in particular within an integrated circuit, but also within the control unit as a whole via air, printed circuit boards, possibly heat sinks, etc.

Die Erfindung ermöglicht das Zuschalten von Leistungshalbleitern, solange z.B. eine zulässige Verlustleistung nicht überschritten wird. Andererseits erlaubt es beispielsweise bei Leistungshalbleitern, deren Durchflussstrom steuerbar ist, einen Betrieb derart, dass eine in Anbetracht der momentanen Betriebssituation maximale Stromstärke verwendet wird. Bestimmte Funktionalitäten, die von der Stromstärke abhängig sind, wie z.B. eine Lambdasondenheizung, können dadurch schneller bereitgestellt werden. Der Verbrennungsmotor kann so z.B. schneller in einen abgasarmen Betrieb gebracht werden. The invention enables the connection of power semiconductors as long as e.g. a permissible power loss is not exceeded. On the other hand, for example, in the case of power semiconductors whose flow rate is controllable, it is possible to operate in such a way that a maximum current intensity is used in view of the current operating situation. Certain functionalities that depend on amperage, e.g. a lambda probe heating, can be provided faster. The internal combustion engine may e.g. be brought into a low-emission operation faster.

Die Erfindung erweitert den zulässigen Temperaturbereich und macht Funktionen auch bei ungünstigen thermischen Verhältnissen verfügbar, die ansonsten dort nicht verfügbar wären. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann mit der gleichen Hardware mehr Strom geschaltet werden bzw. für einen bestimmten Verbrennungsmotor kann ein einfacheres Steuergerät eingesetzt werden, da bei der Auslegung nicht mehr davon ausgegangen werden muss, dass alle Verlustleistungen gleichzeitig anliegen.The invention extends the allowable temperature range and provides functions even in adverse thermal conditions that would otherwise be unavailable there. The proposed method allows more power to be switched with the same hardware, or a simpler control unit can be used for a particular internal combustion engine, since in the design it no longer has to be assumed that all power losses occur simultaneously.

Die Erfindung entfaltet nicht nur bei Leiterplattengeräten besondere Vorteile, sondern auch bei Hybridprojekten (Schaltungen auf Keramiksubstraten). Gerade bei Hybridprojekten ist durch die anspruchsvolle Aufbau- und Verbindungstechnik in Kombination mit den hohen Umgebungstemperaturen eine Einhaltung einer maximalen Verlustleistung pro mm² wichtig. The invention has particular advantages not only in printed circuit board devices, but also in hybrid projects (circuits on ceramic substrates). Particularly in hybrid projects, compliance with a maximum power loss per mm² is important due to the sophisticated assembly and connection technology in combination with the high ambient temperatures.

Der Betrieb der Leistungshalbleiter, d.h. Schalten zwischen stromlos und stromführend und ggf. Einstellen der Stromstärke, wird nun nicht – wie im Stand der Technik – ausschließlich an den Prozessregelgrößen ausgerichtet, sondern es wird auch der Betriebszustand der übrigen Leistungshalbleiter berücksichtigt.The operation of the power semiconductors, i. Switching between de-energized and current-carrying and, if necessary, adjusting the current intensity is now not - as in the prior art - exclusively geared to the process control variables, but also takes into account the operating state of the other power semiconductors.

Zweckmäßigerweise wird eine geeignete Reihenfolge für das Schalten der Leistungshalbleiter unter Berücksichtigung der jeweils von dem geschalteten Leistungshalbleiter hervorgerufenen Verlustleistung bestimmt, so dass ein zeitgleiches Einschalten einerseits und Abschalten andererseits von Leistungshalbleitern, die verhältnismäßig hohe Verlustleistungen verursachen, vermieden wird.Expediently, a suitable sequence for the switching of the power semiconductors is determined taking into account the respective power loss caused by the switched power semiconductor, so that simultaneous switching on and switching off of power semiconductors causing relatively high power losses is avoided.

Die einzelnen Leistungshalbleiter bzw. die von diesen ausgelösten Funktionalitäten können vorteilhaft mit Prioritätswerten versehen werden, welche bei der Bestimmung einer Schaltreihenfolge zweckmäßigerweise berücksichtigt werden. Beispielsweise kann einem Einspritzvorgang bzw. einem Halbleiterbauelement zum Ansteuern eines Einspritzventils bzw. Injektors ein höherer Prioritätswert zugeordnet werden als einer Lambdasondenheizung. Sollte daher aus Temperaturgesichtspunkten ein Einspritzvorgang bei laufender Lambdasondenheizung z.B. zu einem Überschreiten eines Verlustleistungsschwellwert führen, wird vorzugsweise die Lambdasondenheizung reduziert oder ganz beendet und das zugehörige Leistungshalbleiterbauelement stromlos geschaltet und dafür der Einspritzvorgang durchgeführt und das zugehörige Leistungshalbleiterbauelement stromführend geschaltet. The individual power semiconductors or the functionalities triggered by these can advantageously be provided with priority values, which be considered in determining a switching order expediently. For example, an injection process or a semiconductor component for driving an injection valve or injector can be assigned a higher priority value than a lambda probe heater. Therefore, should an injection process with running lambda probe heating, for example, lead to an exceeding of a power dissipation threshold, for reasons of temperature, the lambda probe heater is preferably reduced or completely stopped and the associated power semiconductor component is de-energized and the injection process carried out for this purpose and the associated power semiconductor component is energized.

Auch kann ein gegenseitiger Einfluss der Leistungshalbleiter berücksichtigt werden. Bspw. entwickeln zwei direkt nebeneinander angeordnete Leistungshalbleiter bei gleicher Gesamtverlustleistung mehr Hitze als zwei entfernt voneinander angeordnete Leistungshalbleiter, besonders für Leistungshalbleiter derselben integrierten Schaltung.Also, a mutual influence of the power semiconductors can be considered. For example. develop two power semiconductors arranged side by side with the same total power dissipation more heat than two power semiconductors arranged apart, especially for power semiconductors the same integrated circuit.

Vorzugsweise wird ein oberer Schwellwert vorgegeben, der von der Gesamt-Verlustleistung nicht überschritten werden darf. Soll ein Schaltvorgang stattfinden, wird zuvor überprüft, ob dieser zu einer unzulässigen Gesamt-Verlustleistung führt. Wenn ja, wird der Schaltvorgang entweder nicht ausgeführt (sondern z.B. verschoben) oder ein anderer Leistungshalbleiter, insbesondere mit geringerer Priorität, wird zuvor abgeschaltet oder die Stromstärke wird reduziert, um so Spielraum zu schaffen. Eine Verschiebung des Schaltvorgangs bietet sich bei zeitgesteuerten Vorgängen an, die nicht unbedingt sofort stattfinden müssen.Preferably, an upper threshold value is predetermined, which must not be exceeded by the total power loss. If a switching operation take place, it is checked beforehand whether this leads to an impermissible total power loss. If so, the switching operation is either not performed (but, for example, shifted), or another power semiconductor, especially of lesser priority, is previously turned off or the current is reduced, thus creating latitude. Shifting the shift is useful for timed operations that do not necessarily take place immediately.

Weiter vorzugsweise ist der obere Schwellwert von einer Temperatur abhängig, vorzugsweise von einer Temperatur des Steuergeräts (z.B. Lufttemperatur) und/oder des Verbrennungsmotors (z.B. Kühlwassertemperatur). Es kann davon ausgegangen werden, dass auch die Temperatur im Steuergerät (insbesondere Lufttemperatur) niedrig ist, wenn die Verbrennungsmotortemperatur niedrig ist. In diesem Fall kann eine größere Gesamt-Verlustleistung zulässig sein, was ein längeres Einschalten oder einen Betrieb mit einem höheren Strom erlaubt. Dies ist besonders vorteilhaft für Funktionalitäten, die nur bei kaltem Verbrennungsmotor betätigt werden, wie z.B. eine Lambdasondenheizung, da diese dann mit mehr Leistung betrieben werden kann.More preferably, the upper threshold is dependent on a temperature, preferably a temperature of the controller (e.g., air temperature) and / or the engine (e.g., cooling water temperature). It can be assumed that the temperature in the control unit (in particular air temperature) is low when the engine temperature is low. In this case, greater total power dissipation may be allowed, allowing for longer power up or higher current operation. This is particularly advantageous for functionalities that are only operated on cold internal combustion engines, such as e.g. a lambda probe heater, as this can then be operated with more power.

Vorzugsweise wird eine statische Verlustleistung berücksichtigt. Die statische Verlustleistung tritt im stromführenden Zustand aufgrund des Innenwiderstands des Leistungshalbleiters auf. Die statische Verlustleistung führt zu einer Erwärmung, und ist selbst temperaturabhängig. Die statische Verlustleistung kann durch Vermessung oder rechnerisch (z.B. aus dem Datenblatt oder mittels Simulation) ermittelt und in der Motorsteuergerätesoftware hinterlegt werden. Da im Steuergerät zu jedem Zeitpunkt der Schaltzustand der Leistungshalbleiter bekannt ist, kann auch die auftretende Verlustleistung einfach bestimmt werden. Preferably, a static power loss is taken into account. The static power loss occurs in the current-carrying state due to the internal resistance of the power semiconductor. The static power loss leads to a warming, and is itself temperature dependent. The static power loss can be determined by measurement or by calculation (for example from the data sheet or by simulation) and stored in the engine control unit software. Since the switching state of the power semiconductor is known in the control unit at any time, the power loss occurring can also be easily determined.

Vorteilhafterweise wird eine dynamische Verlustleistung berücksichtigt. Die dynamische Verlustleistung tritt bei einer Stromreduzierung durch oder beim Abschalten von induktiven Lasten auf und wird beispielweise von sog. Freilaufdioden abgebaut. Im Rahmen der Erfindung können bspw. Reduzier- oder Abschaltvorgänge von induktiven Lasten so gesteuert werden, dass sie nicht gleichzeitig eine mehr als erlaubte Gesamt-Verlustleistung verursachen. Die dynamische Verlustleistung kann ebenfalls durch Vermessung oder rechnerisch (z.B. aus dem Datenblatt oder mittels Simulation) ermittelt und in der Motorsteuergerätesoftware hinterlegt werden. Da im Steuergerät zu jedem Zeitpunkt der Schaltzustand der Leistungshalbleiter und der angeschlossenen induktiven Lasten bekannt sind, kann auch die beim Reduzieren oder Abschalten auftretende dynamische Verlustleistung einfach bestimmt werden. Vorzugsweise wird der Reduziervorgang so gesteuert, dass die dynamische Verlustleistung nicht zu hoch wird.Advantageously, a dynamic power loss is taken into account. The dynamic power loss occurs in a current reduction by or when switching off inductive loads and is degraded, for example, by so-called freewheeling diodes. In the context of the invention, for example, reducing or switching off of inductive loads can be controlled so that they do not simultaneously cause more than allowed total power loss. The dynamic power loss can also be determined by measurement or by calculation (for example from the data sheet or by simulation) and stored in the engine control unit software. Since the switching state of the power semiconductors and the connected inductive loads are known in the control unit at any time, the dynamic power dissipation occurring when reducing or switching off can also be easily determined. Preferably, the Reduziervorgang is controlled so that the dynamic power loss is not too high.

Eine erfindungsgemäßes Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.An inventive control device of a motor vehicle, in particular programmatically, is adapted to perform a method according to the invention.

Auch die Implementierung des Verfahrens in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.The implementation of the method in the form of software is also advantageous, since this causes particularly low costs, in particular if an executing control device is still used for further tasks and therefore exists anyway. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

1 zeigt in einem Blockdiagramm ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors mit einem Motorsteuergerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a block diagram of a fuel injection system of an internal combustion engine with an engine control unit according to a preferred embodiment of the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

Ein in 1 schematisch gezeigtes Common-Rail-Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors 100 eines Fahrzeugs weist einen Tank 110 auf, aus dem eine Hochdruckpumpe 120 über eine Leitung 125 Kraftstoff mit hohem Druck in einen gemeinsamen Speicher 130, ein sogenanntes Rail, fördert. Mit dem Rail 130 sind über Leitungen 131, 132, 133, 134 Einspritzventile 141, 142, 143, 144 verbunden, die Kraftstoff unter hohem Druck in Brennräume 101, 102, 103, 104 des Verbrennungsmotors 100 einspritzen.An in 1 schematically shown common rail injection system of an internal combustion engine 100 a vehicle has a tank 110 on, from which a high-pressure pump 120 over a line 125 Fuel at high pressure in a shared memory 130 , a so-called rail, promotes. With the rail 130 are over lines 131 . 132 . 133 . 134 Injectors 141 . 142 . 143 . 144 connected, the fuel under high pressure in combustion chambers 101 . 102 . 103 . 104 of the internal combustion engine 100 inject.

Das Rail ist über ein Druckbegrenzungsventil 135 über eine Rücklaufleitung 137 mit dem Tank 110 verbunden. In gleicher Weise weisen die Einspritzventile 141, 142, 143, 144 Rücklaufleitungen 151, 152, 153, 154 auf, die in die Leitung 137 münden. Die Einspritzventile 141, 142, 143, 144 sind über elektrische Steuerleitungen 181, 182, 183, 184 durch eine Recheneinheit 190, ein sogenanntes Motorsteuergerät, ansteuerbar. In entsprechender Weise ist die Hochdruckpumpe 120 durch eine elektrische Steuerleitung 186 von dem Motorsteuergerät 190 ansteuerbar. Das Steuergerät 190 weist dazu insbesondere eine oder mehrere Endstufen auf, die wiederum selbst jeweils einen oder mehrere Leistungshalbleiter 191, 192, 193, 194 (insbesondere MOSFET oder IGBT) aufweisen. Im gezeigten Beispiel sind die Leistungshalbleiterbauelemente 191 und 192 Bestandteil einer integrierten Schaltung (z.B. ASIC oder MOSFET-IC) 197 und die Leistungshalbleiterbauelemente 193 und 194 sind Bestandteil einer integrierten Schaltung 198. Obwohl hier nicht gezeigt, können mit dem Steuergerät 190 neben den Injektoren auch weitere Aktoren, wie z.B. Drosselklappen, AGR-Ventile, Lambdasondenheizung usw., verbunden sein, die ebenfalls über Leistungshalbleiter angesteuert werden. The rail is via a pressure relief valve 135 via a return line 137 with the tank 110 connected. In the same way, the injection valves 141 . 142 . 143 . 144 Return lines 151 . 152 . 153 . 154 on that in the line 137 lead. The injectors 141 . 142 . 143 . 144 are via electrical control lines 181 . 182 . 183 . 184 by a computing unit 190 , a so-called engine control unit, controllable. Similarly, the high-pressure pump 120 through an electrical control line 186 from the engine control unit 190 controllable. The control unit 190 has in particular one or more output stages, which in turn each have one or more power semiconductors 191 . 192 . 193 . 194 (in particular MOSFET or IGBT). In the example shown, the power semiconductor components 191 and 192 Component of an integrated circuit (eg ASIC or MOSFET-IC) 197 and the power semiconductor devices 193 and 194 are part of an integrated circuit 198 , Although not shown here, can with the control unit 190 in addition to the injectors also other actuators, such as throttle valves, EGR valves, Lambda probe heating, etc., be connected, which are also controlled by power semiconductors.

Ein Raildrucksensor 139, der am Rail 130 angeordnet ist und den Raildruck erfasst, ist über eine Signalleitung 189 mit dem Steuergerät 190 verbunden. In dem Steuergerät 190 ist auch ein Temperatursensor 195 angeordnet, der die Temperatur in dem Steuergerät kontinuierlich erfasst. Das Ausgangssignal des Temperatursensors 195 wird einer Schaltungseinheit 196, die Teil des Steuergeräts 190 ist, zugeführt und dort ausgewertet oder in einem entsprechend ausgestalteten Computerprogramm, das in dem Steuergerät 190 implementiert ist, verarbeitet.A rail pressure sensor 139 on the rail 130 is arranged and detects the rail pressure is via a signal line 189 with the control unit 190 connected. In the control unit 190 is also a temperature sensor 195 arranged, which detects the temperature in the control unit continuously. The output signal of the temperature sensor 195 becomes a circuit unit 196 that are part of the controller 190 is, supplied and evaluated there or in a suitably designed computer program that in the control unit 190 implemented, processed.

Durch die elektrische Ansteuerung aller an das Steuergerät 190 angeschlossener Aktoren, hier sind bspw. Injektoren 141, 142, 143, 144 gezeigt, entsteht eine Verlustleistung in den Endstufen im Steuergerät 190. Diese führt zu einer Wärmeentwicklung, die für das Steuergerät, insbesondere die Leistungshalbleiter selbst, schädigend sein kann. In Leistungshalbleitern darf bspw. eine maximal zulässige Sperrschichttemperatur (Junctiontemperatur) nicht überschritten werden. Um dies zu sicherzustellen, wird wenigstens ein erster Leistungshalbleiter (insbesondere schaltbare Leistungshalbleiter wie MOSFET, IGBT) so betrieben, dass der Schaltzustand wenigstens eines zweiten Leistungshalbleiters berücksichtigt wird. Dabei kann zweckmäßigerweise eine Gesamt-Verlustleistung berücksichtigt werden. Der Betrieb erfolgt dann so, dass ein oberer Gesamt-Verlustleistungsschwellwert nicht überschritten wird, wie bereits oben ausführlich beschrieben wurde. Vorzugsweise werden alle Leistungshalbleiter 191–194 entsprechend betrieben.By electrical control of all to the control unit 190 connected actuators, here are, for example, injectors 141 . 142 . 143 . 144 shown, there is a power loss in the power amplifiers in the control unit 190 , This leads to a development of heat that can be damaging to the control unit, in particular the power semiconductors themselves. In power semiconductors, for example, a maximum permissible junction temperature (junction temperature) must not be exceeded. To ensure this, at least one first power semiconductor (in particular switchable power semiconductors such as MOSFET, IGBT) is operated so that the switching state of at least one second power semiconductor is taken into account. In this case, a total power loss can expediently be taken into account. The operation then takes place in such a way that an upper total power loss threshold is not exceeded, as has already been described in detail above. Preferably, all power semiconductors 191 - 194 operated accordingly.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008041022 A1 [0003] DE 102008041022 A1 [0003]

Claims (14)

Verfahren zum Betreiben eines Steuergeräts (190), das dazu eingerichtet ist, einen Verbrennungsmotor (100) anzusteuern, wobei das Steuergerät (190) wenigstens zwei Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) aufweist, die zur Erzeugung von Ausgangssignalen, die an Aktoren (141, 142, 143, 144) des Verbrennungsmotors (100) anlegbar sind, um den Verbrennungsmotor anzusteuern, geschaltet werden, wobei zur Vermeidung von temperaturverursachten Schäden der Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) ein erstes der wenigstens zwei Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) unter Berücksichtigung eines Schaltzustands wenigstens eines zweiten der wenigstens zwei Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) geschaltet wird.Method for operating a control device ( 190 ), which is adapted to a combustion engine ( 100 ), whereby the control unit ( 190 ) at least two power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) for generating output signals to actuators ( 141 . 142 . 143 . 144 ) of the internal combustion engine ( 100 ) can be applied in order to control the internal combustion engine, are switched, wherein to avoid temperature-induced damage of the power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) a first of the at least two power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) taking into account a switching state of at least one second of the at least two power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is switched. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste und das wenigstens eine zweite Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) Bestandteil derselben integrierten Schaltung (197, 198) sind.The method of claim 1, wherein the first and the at least one second power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) Part of the same integrated circuit ( 197 . 198 ) are. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste und das wenigstens eine zweite Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) unter Berücksichtigung eines den wenigstens zwei Leistungshalbleiterbauelementen (191, 192, 193, 194) jeweils zugeordneten Prioritätswerts geschaltet werden. The method of claim 1 or 2, wherein the first and the at least one second power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) taking into account one of the at least two power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) are assigned respectively assigned priority value. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Stromstärke durch das erste Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) erhöht wird und die Stromstärke durch das wenigstens eine zweite Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) verringert wird, wenn das wenigstens eine zweite Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) stromführend ist und wenn der dem ersten Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) zugeordnete Prioritätswert höher als der dem wenigstens einen zweiten Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) zugeordnete Prioritätswert ist.Method according to claim 3, wherein the current intensity through the first power semiconductor component ( 191 . 192 . 193 . 194 ) and the current intensity through the at least one second power semiconductor component ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is reduced when the at least one second power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is energized and when the first power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) assigned priority value higher than that of the at least one second power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is assigned priority value. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste und das wenigstens eine zweite Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) unter Berücksichtigung eines den Leistungshalbleiterbauelementen (191, 192, 193, 194) jeweils zugeordneten Verlustleistungswerts geschaltet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the first and the at least one second power semiconductor component ( 191 . 192 . 193 . 194 ) taking into account one of the power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) each associated loss power value are switched. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Stromstärke durch das erste Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) nicht erhöht wird, wenn das wenigstens eine zweite Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) stromführend ist und wenn die Summe aus dem dem ersten Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) zugeordneten Verlustleistungswert und dem dem wenigstens einen zweiten Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) zugeordneten Verlustleistungswert einen maximal zulässigen Verlustleistungsschwellwert überschreitet.Method according to claim 5, wherein the current intensity through the first power semiconductor component ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is not increased when the at least one second power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is energized and when the sum of the first power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) and the at least one second power semiconductor component ( 191 . 192 . 193 . 194 ) assigned power loss value exceeds a maximum allowable loss power threshold. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Stromstärke durch das erste Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) erhöht wird und die Stromstärke durch das wenigstens eine zweite Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) verringert wird, wenn das wenigstens eine zweite Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) stromführend ist und wenn die Summe aus dem dem ersten Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) zugeordneten Verlustleistungswert und dem dem wenigstens einen zweiten Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) zugeordneten Verlustleistungswert einen maximal zulässigen Verlustleistungsschwellwert überschreitet.Method according to claim 5, wherein the current intensity through the first power semiconductor component ( 191 . 192 . 193 . 194 ) and the current intensity through the at least one second power semiconductor component ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is reduced when the at least one second power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is energized and when the sum of the first power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) and the at least one second power semiconductor component ( 191 . 192 . 193 . 194 ) assigned power loss value exceeds a maximum allowable loss power threshold. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der maximal zulässige Verlustleistungsschwellwert in Abhängigkeit von einer Temperatur des Motorsteuergeräts vorgegeben wird. Method according to one of claims 5 to 7, wherein the maximum allowable power loss threshold is predetermined in dependence on a temperature of the engine control unit. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der den Leistungshalbleiterbauelementen (191, 192, 193, 194) jeweils zugeordnete Verlustleistungswert eine statische Verlustleistung beinhaltet, die auftritt, solange das Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) stromführend ist. Method according to one of claims 5 to 8, wherein the power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) each associated loss power value includes a static power loss that occurs as long as the power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is energized. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei der den Leistungshalbleiterbauelementen (191, 192, 193, 194) jeweils zugeordnete Verlustleistungswert eine dynamische Verlustleistung beinhaltet, die auftritt, wenn die Stromstärke durch das Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) reduziert wird.Method according to one of claims 5 to 9, wherein the power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) associated loss power value includes a dynamic power loss, which occurs when the current through the power semiconductor device ( 191 . 192 . 193 . 194 ) is reduced. Steuergerät (190) aufweisend wenigstens zwei Leistungshalbleiterbauelement (191, 192, 193, 194) zur Erzeugung von Ausgangssignalen, die an Aktoren (141, 142, 143, 144) des Verbrennungsmotors (100) anlegbar sind, um den Verbrennungsmotor anzusteuern, wobei das Steuergerät (190) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.Control unit ( 190 ) comprising at least two power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) for generating output signals to actuators ( 141 . 142 . 143 . 144 ) of the internal combustion engine ( 100 ) can be applied to control the internal combustion engine, wherein the control unit ( 190 ) is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims. Steuergerät (190) nach Anspruch 11, wobei die wenigstens zwei Leistungshalbleiterbauelemente (191, 192, 193, 194) in einer integrierten Schaltung (197, 198) ausgebildet sind.Control unit ( 190 ) according to claim 11, wherein the at least two power semiconductor components ( 191 . 192 . 193 . 194 ) in an integrated circuit ( 197 . 198 ) are formed. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die eine Recheneinheit veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn sie auf der entsprechenden Recheneinheit ausgeführt werden. Computer program with program code means which cause a computer unit to carry out a method according to one of claims 1 to 10 when executed on the corresponding computer unit. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm, welches Programmcodemittel aufweist, die eine Recheneinheit veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn sie auf der Recheneinheit ausgeführt werden. A machine readable storage medium having a computer program stored thereon and having program code means for causing a computing unit to perform a method according to any one of claims 1 to 10 when executed on the computing unit.
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