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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer eine Temperatur eines Widerstandstemperaturfühlers beschreibenden Temperaturinformation. Daneben betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Ermitteln einer eine Temperatur eines Widerstandstemperaturfühlers beschreibenden Temperaturinformation, einen Wechselrichter, ein Fahrzeug und ein Computerprogramm.
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Widerstandstemperaturfühler, beispielsweise NTC- oder PTC-Widerstände, sind seit Langem bekannt und dienen der Temperaturmessung. Das Betriebsverhalten des Widerstandstemperaturfühlers lässt sich dabei seine äußere Beschaltung, die den Stromfluss durch der Widerstandstemperaturfühler bestimmt, einstellen.
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Das Dokument
DE 39 40 341 A1 offenbart beispielsweise eine Einrichtung zur Verbesserung der Genauigkeit einer Messwerterfassung bei einem Sensor in Form eines temperaturabhängigen NTC- oder PTC-Widerstands, dessen Empfindlichkeit sich abhängig von der erfassten Größe verändert. Eine Reihenschaltung des temperaturabhängigen Widerstands und eines Widerstands ist zwischen einer Versorgungsspannung und Masse gelegt, wobei dem Widerstand ein Widerstandsnetzwerk mit wenigstens einem weiteren Widerstand parallel geschaltet werden kann und die Zuschaltung dieses weiteren Widerstands mittels einer Recheneinrichtung vorgenommen wird, die einen Schaltvorgang auslöst. Alternativ ist der Sensor mit einer Stromquelle verbunden, die einen Konstantstrom liefert, wo bei der Konstantstrom stufenweise verändert werden kann.
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Solche Verfahren und Einrichtungen erlauben eine Erweiterung des linearisierten Erfassungsbereichs mittels einer Variation des Stromflusses. Ein höherer Stromfluss durch der Widerstandstemperaturfühler verursacht jedoch eine Eigenerwärmung des Widerstandstemperaturfühlers, wodurch die Genauigkeit einer die Temperatur des Widerstandstemperaturfühlers beschreibenden Temperaturinformation verringert wird.
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Wird der Widerstandstemperaturfühler beispielsweise zur Erfassung einer Temperatur einer Antriebskomponente eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs eingesetzt und erfolgt ab Erreichen eines Temperaturschwellwerts durch die Temperaturinformation eine Leistungsreduktion der Antriebskomponente, so wirkt sich das Vorsehen von die Genauigkeit infolge der Eigenerwärmung berücksichtigenden Sicherheitsabschlägen negativ auf die durch das Fahrzeug insgesamt erreichbare Höchstleistung aus.
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Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, eine, insbesondere für automotive Applikationen geeignete, Möglichkeit zur Messbereichserweiterung eines Widerstandstemperaturfühlers bei gleichzeitiger Verringerung seiner Eigenerwärmung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln einer eine Temperatur eines Widerstandstemperaturfühlers beschreibenden Temperaturinformation, wobei ein Steuersignal erzeugt wird, das wechselweise für eine erste Zeitdauer einen ersten Signalzustand, durch den ein Stromfluss durch den Widerstandstemperaturfühler einstellbar ist, und für eine zweite Zeitdauer, die kürzer als die erste Zeitdauer ist, einen zweiten Signalzustand, durch den ein höherer Stromfluss durch den Widerstandstemperaturfühler gegenüber dem ersten Signalzustand einstellbar ist, aufweist, wobei in Abhängigkeit des Signalzustands wenigstens ein für die Temperatur repräsentativer Zielwert aus einem Eingangssignal, das von einem Widerstandswert des Widerstandstemperaturfühlers abhängig ist, mittels wenigstens einer von zwei Kennlinien ermittelt wird, wobei die erste Kennlinie einem ersten Eingangswertintervall von Werten des Eingangssignals bei Vorliegen des ersten Signalzustands für die Temperatur des Widerstandstemperaturfühlers repräsentative Zielwerte zuordnet und die zweite Kennlinie einem zweiten Eingangswertintervall von Werten des Eingangssignals bei Vorliegen des zweiten Signalzustands für die Temperatur des Widerstandstemperaturfühlers repräsentative Zielwerte zuordnet, und wobei die Temperaturinformation aus dem wenigstens einen Zielwert ermittelt wird.
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Die Erfindung beruht auf der Überlegung, den Widerstandstemperaturfühler wechselweise mittels des ersten Signalzustands mit einem geringen Stromfluss und mittels des zweiten Signalzustands mit einem hohen Stromfluss zu betreiben, wobei der zweite Signalzustand im zeitlichen Mittel einen geringeren Anteil einnimmt als der erste Signalzustand. So kann die Eigenerwärmung des Widerstandstemperaturfühlers im Wesentlichen auf die zweite Zeitdauer begrenzt werden und es besteht dennoch die Möglichkeit, auch Temperaturen, die nur von der zweiten Kennlinie erfasst sind, regelmäßig zur Ermittlung der Temperaturinformation heranzuziehen. Vorteilhafterweise wird so einerseits durch die unterschiedlichen Kennlinien ein breiter Erfassungsbereich realisiert und andererseits die die Genauigkeit der Temperaturinformation einschränkende Eigenerwärmung des Widerstandstemperaturfühlers reduziert.
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Der Widerstandstemperaturfühler ist bevorzugt ein NTC-Widerstand. Dieser zeichnet sich insbesondere durch seine geringen Kosten aus. Es ist allerdings auch denkbar, dass der Widerstandstemperaturfühler ein PTC-Widerstand oder ein Transistor ist.
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Zur Einstellung des Stromflusses durch den Widerstandstemperaturfühler ist bevorzugt ein variabler Widerstand vorgesehen. Der variable Widerstand kann aus einem ersten Widerstandselement und einer zu diesem parallel geschalteten Reihenschaltung aus einem zweiten Widerstandselement und einem Schaltmittel, das in Abhängigkeit des Signalzustands des Steuersignals leitet oder sperrt, gebildet sein. Der variable Widerstand ist bevorzugt mit dem Widerstandstemperaturfühler in Reihe geschaltet. Dann kann die Reihenschaltung aus variablem Widerstand und Widerstandstemperaturfühler durch eine Spannungsquelle versorgbar sein. Alternativ können der Widerstandstemperaturfühler und der variable Widerstand parallel geschaltet sein. Dann ist die Parallelschaltung aus Widerstandstemperaturfühler und variablem Widerstand bevorzugt mittels einer Stromquelle versorgbar. Es ist alternativ auch möglich, dass der Widerstandstemperaturfühler mittels einer in Abhängigkeit des Signalzustands des Steuersignals steuerbaren Stromquelle versorgbar ist.
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Bevorzugt werden die die Werte des Eingangssignals durch Abtastung erfasst, wobei je zur Ermittlung der Temperaturinformation heranzuziehenden Abtastwert ein Zielwert ermittelt wird. Die Kennlinien sind bevorzugt jeweils durch eine Look-Up-Tabelle realisiert. Es ist auch denkbar, dass die Kennlinien jeweils durch eine Berechnungsvorschrift realisiert sind. Typischerweise sind die Kennlinien hinsichtlich der Zielwerte, die sie zuordnen nicht deckungsgleich. Bevorzugt wird zur Ermittlung der Zielwerte und/oder zur Ermittlung der Temperaturinformation eine Steuereinheit, beispielsweise ein Mikrocontroller, verwendet.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass sich die erste Kennlinie und die zweite Kennlinie in einem Zielwertintervall überlappen. Dies ermöglicht eine redundante Ermittlung von Zielwerten im Zielwertintervall, wodurch weiter unten im Detail dargestellte Vorteile realisierbar sind.
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Bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ferner vorgesehen, dass die Temperaturinformation über einen Zeitabschnitt, in dem das Steuersignal den ersten Signalzustand und den zweiten Signalzustand einnimmt, ermittelt wird. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Werte des Eingangssignals innerhalb des Zeitabschnitts sowohl während des Vorliegens des ersten Signalzustands als auch während des Vorliegens des zweiten Signalzustands abgetastet werden.
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Zur Verbesserung der Genauigkeit der Temperaturinformation kann ferner vorgesehen sein, dass die Temperaturinformation aus wenigstens einem beim Vorliegen des ersten Signalzustands im Zeitabschnitt ermittelten Zielwert und aus wenigstens einem beim Vorliegen des zweiten Signalzustands im Zeitabschnitt ermittelten Zielwert ermittelt wird, wenn die ermittelten Zielwerte im Zielwertintervall liegen.
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Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn aus mehreren beim Vorliegen des ersten Signalzustands im Zeitabschnitt ermittelten Zielwerten ein Mittelwert gebildet wird. In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass bei der Ermittlung der Temperaturinformation der Mittelwert stärker gewichtet wird als der ermittelte Zielwert beim Vorliegen des zweiten Signalzustands oder als ein aus mehreren Zielwerten beim Vorliegen des zweiten Signalzustands gebildeter weiterer Mittelwert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Fehlersignal ausgegeben wird, wenn die ermittelten Zielwerte im Zielwertintervall liegen und die Zielwerte eine wenigstens eine Abweichungsbedingung erfüllende Abweichung voneinander aufweisen. So lässt sich vorteilhafterweise ein Fehler erkennen. Dieser Fehler kann beispielsweise eine Beschädigung des variablen Widerstands oder der steuerbaren Stromquelle sein. Es ist ferner möglich, dass eine erste Abweichungsbedingung und eine zweite Abweichungsbedingung vorgesehen sind, wobei die zweite Abweichungsbedingung eine stärke Abweichung als die erste Abweichungsbedingung beschreibt. Dadurch können unterschiedliche Reaktionen auf die Beschädigung je nach Stärke der Abweichung ergriffen werden.
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In Weiterbildung ist es mit Vorteil ferner möglich, dass die Temperaturinformation aus wenigstens einem beim Vorliegen des ersten Signalzustands im Zeitabschnitt ermittelten Zielwert ermittelt wird, wenn der wenigstens eine beim Vorliegen des zweiten Signalzustands erhaltene Wert des Eingangssignals außerhalb des zweiten Eingangswertintervalls liegt. Alternativ oder zusätzlich wird die Temperaturinformation aus wenigstens einem beim Vorliegen des zweiten Signalzustands im Zeitabschnitt ermittelten Zielwert ermittelt, wenn der wenigstens eine beim Vorliegen des ersten Signalzustands erhaltene Wert des Eingangssignals außerhalb des ersten Eingangswertintervalls liegt.
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Um weitere Fehler beim Betrieb erkennen zu können, wird es ferner bevorzugt, dass ein Fehlersignal ausgegeben wird, wenn der wenigstens eine während des Zeitabschnitts erhaltene Wert des Eingangssignals außerhalb des ersten Eingangswertintervalls und außerhalb des zweiten Eingangswertintervalls liegt. Ein solches Fehlersignal deutet insbesondere darauf hin, dass der Stromfluss durch der Widerstandstemperaturfühler nicht korrekt gesteuert wird, beispielweise aufgrund eines Defekts des variablen Widerstands oder der Stromquelle.
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In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als Steuersignal ein Taktsignal mit einer vorgegebenen Periodendauer, die insbesondere dem Zeitabschnitt entspricht, verwendet wird. Das Taktsignal kann ein pulsweitenmoduliertes Signal sein.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der erste Signalzustand innerhalb der Periodendauer ein Anteil von wenigstens 60 %, bevorzugt wenigstens 70 %, besonders bevorzugt wenigstens 80 %, aufweist.
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Dabei kann die Periodendauer höchstens 500 ms, bevorzugt höchstens 300 ms, besonders bevorzugt höchstens 150 ms, betragen. Es kann vorgesehen sein, dass die Periodendauer wenigstens 10 ms beträgt.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Einnehmen eines der Signalzustände für eine vorgegebene Einschwingzeit keine Werte des Eingangssignals und/oder keine Zielwerte und/oder keine Temperaturinformation ermittelt werden. Dadurch können die Genauigkeit beeinträchtigende Einflüsse parasitärer Induktivitäten der Zuleitungen zum Widerstandstemperaturfühler vermieden werden.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Einrichtung zum Ermitteln einer eine Temperatur eines Widerstandstemperaturfühlers beschreibenden Temperaturinformation, umfassend: einen Ausgang; einen Eingang, der mit dem Widerstandstemperaturfühler verbunden oder verbindbar ist; einen Signalgeneratorabschnitt, durch welchen am Ausgang ein Steuersignal erzeugbar ist, das wechselweise für eine erste Zeitdauer einen ersten Signalzustand, durch den ein Stromfluss durch den Widerstandstemperaturfühler einstellbar ist, und für eine zweite Zeitdauer, die kürzer als die erste Zeitdauer ist, einen zweiten Signalzustand, durch den ein höherer Stromfluss durch den Widerstandstemperaturfühler gegenüber dem ersten Signalzustand einstellbar ist, aufweist; und einen Auswertungsabschnitt, durch welchen in Abhängigkeit des Signalzustands wenigstens ein für die Temperatur repräsentativer Zielwert aus einem Eingangssignal, das vom Widerstandswert des Widerstandstemperaturfühlers abhängig ist, mittels wenigstens einer von zwei Kennlinien und die Temperaturinformation aus dem wenigstens einen Zielwert ermittelbar sind, wobei die erste Kennlinie einem ersten Eingangswertintervall von Werten des Eingangssignals bei Vorliegen des ersten Signalzustands für die Temperatur des Widerstandstemperaturfühlers repräsentative Zielwerte zuordnet und die zweite Kennlinie einem zweiten Eingangswertintervall von Werten des Eingangssignals bei Vorliegen des zweiten Signalzustands für die Temperatur des Widerstandstemperaturfühlers repräsentative Zielwerte zuordnet.
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Alle Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Einrichtung übertragen, so dass auch mit dieser die zuvor genannten Vorteile erzielt werden können.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann ferner den variablen Widerstand oder die steuerbare Stromquelle umfassen, der oder die an den Ausgang angeschlossen ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Einrichtung ferner den Widerstandstemperaturfühler umfassen, der an den Eingang angeschlossen ist.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Wechselrichter, umfassend eine erfindungsgemäße Einrichtung.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der Wechselrichter bei Vorliegen des auf der Erfüllung der ersten Abweichungsbedingung beruhenden Fehlersignals in einen Leistungsbegrenzungsbetrieb schaltet und/oder eine optische Fehlermeldung ausgibt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass Wechselrichter bei Vorliegen des auf der Erfüllung der zweiten Abweichungsbedingung beruhenden Fehlersignals abgeschaltet wird.
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Daneben wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Einrichtung oder einen erfindungsgemäßen Wechselrichter, wobei der Widerstandstemperaturfühler an einer Antriebskomponente, insbesondere einer elektrischen Maschine, zum Antreiben des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug wird dabei der Vorteil realisiert, dass der Widerstandstemperaturfühler auch bei längerem Vorliegen von Temperaturen bzw. Zielwerten, die nur von der zweiten Kennlinie erfasst werden, nur für die jeweils zweite Zeitdauer eine nennenswerte Eigenerwärmung erfährt. Dadurch wird die Genauigkeit der Temperaturinformation besser abschätzbar, so dass geringere Sicherheitszuschläge bei der temperaturabhängigen Steuerung des Fahrzeugs vorzusehen sind. Die Antriebskomponente kann daher mit einer höheren Temperatur und mithin mit einer höheren Leistung betrieben werden.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird schließlich auch gelöst durch ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung;
- 2 ein Diagramm eines Verlaufs eines Steuersignals und ein Diagramm von Messzeiträume beim Betrieb den 1 gezeigten Einrichtung;
- 3 Kennlinien der in 1 gezeigten Einrichtung; und
- 4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wechselrichters.
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1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Einrichtung 1 zum Ermitteln einer eine Temperatur eines Widerstandstemperaturfühlers 2 beschreibenden Temperaturinformation 3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Widerstandstemperaturfühler 2 Teil der Einrichtung 1.
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Die Einrichtung 1 umfasst eine Steuereinheit 4 mit einem Ausgang 5, an den ein variabler Widerstand 6 der Einrichtung 1 angeschlossen ist, einen Eingang 7, der mit dem Widerstandstemperaturfühler 2 verbunden ist, einen Signalgeneratorabschnitt 8 und einen Auswertungsabschnitt 9.
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Der Widerstandstemperaturfühler 2 ist vorliegend als NTC-Widerstand ausgebildet und mit dem variablen Widerstand 6 in Reihe geschaltet. Die Reihenschaltung aus dem Widerstandstemperaturfühler 2 und variablen Widerstand 6 wird von einer Spannungsquelle mit einer Betriebsspannung 10 versorgt. Der variable Widerstand 6 ist mit der Betriebsspannung verbunden, wohingegen Widerstandstemperaturfühler 2 mit Masse 11 verbunden ist. Der variable Widerstand 6 wirkt damit als Vorwiderstand für den Widerstandstemperaturfühler 2, sodass durch Steuerung eines Widerstandswerts des variablen Widerstands 6 ein Stromfluss 12 durch den Widerstandstemperaturfühler 2 einstellbar ist. Eine am Eingang 7 der Steuereinheit 4 anliegende Spannung hängt mithin vom Widerstandswert und vom temperaturabhängigen Widerstand des Widerstandstemperaturfühlers 2 ab.
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Der variable Widerstand 6 ist aus einem ersten Widerstandselement 13 und einer dazu parallelgeschalteten Reihenschaltung aus einem zweiten Widerstandselement 14 und einem Schaltmittel 15 gebildet, wobei der Widerstandswert des zweiten Widerstandselement 14 kleiner als jener des ersten Widerstandselement 13 ist. Ein Schaltzustand des Schaltmittels 15 ist von einem Signalzustand eines am Ausgang 5 der Steuereinheit 4 bereitgestellten Steuersignals 16 abhängig. Sperrt das Schaltmittel 15 in einem ersten Signalzustand 17 (siehe 2) des Steuersignals 16, so entspricht der Widerstandswert des variablen Widerstands 6 dem Widerstandswert des ersten Widerstandselements 13. Ist das Schaltmittel 15 in einem zweiten Signalzustand 18 (siehe 2) leitend, so entspricht der Widerstandswert des variablen Widerstands 6 im Wesentlichen jenem der Parallelschaltung aus den Widerstandselementen 13, 14. Mithin ist durch das Steuersignal 16 im zweiten Signalzustand 18 ein höherer Stromfluss 12 als im ersten Signalzustands 17 vorgebbar. Je nach Signalzustand können so unterschiedliche Erfassungsbereiche realisiert werden.
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Die Steuereinheit 4 ist dazu eingerichtet, ein Verfahren zum Ermitteln der die Temperatur des Widerstandstemperaturfühlers 2 beschreibenden Temperaturinformation 3 auszuführen, wobei im Folgenden anhand der Einrichtung 1 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens beschrieben wird. Die Steuereinheit 4 ist exemplarisch als Mikrocontroller ausgebildet, auf dem ein Ausführungsbeispiel eines Computerprogramms mit Befehlen, die bei der Ausführung des Programms durch den Mikrocontroller diesen veranlassen, das Verfahrens auszuführen.
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2 zeigt ein Diagramm 19 eines zeitlichen Verlaufs des Steuersignals 16 und ein Diagramm 20 von Messzeiträumen beim Betrieb der Einrichtung 1.
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Während der Ausführung des Verfahrens erzeugt der Signalgeneratorabschnitt 8 das Steuersignal 16, welches am Ausgang 5 bereitgestellt wird. Das Steuersignal 16 weist wechselweise für eine erste Zeitdauer 21 den ersten Signalzustand 17, durch den der gegenüber dem Vorliegen des zweiten Signalzustand 18 niedrigere Stromfluss 12 vorgebbar ist, und für eine zweite Zeitdauer 22 den zweiten Signalzustand 18 auf.
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Das Steuersignal 16 ist vorliegend ein pulsweitenmoduliertes Taktsignal mit einer vorgegebenen Periodendauer 23, die der Summe aus der ersten Zeitdauer 21 der zweiten Zeitdauer 22 entspricht. Der erste Signalzustand hat einen Anteil von 80 % an der Periodendauer 23, welche hier exemplarisch 100 ms beträgt. Wegen des höheren Stromflusses 12 während des Vorliegens des zweiten Signalzustands 18 kann sich der Widerstandstemperaturfühler 2 durch die infolge des Stromflusses 12 entstehende Verlustleistung - insbesondere bei hohen zu messenden Temperaturen - selbst erwärmen. Diese sogenannte Eigenerwärmung führt zu einer verschlechterten Genauigkeit der Temperaturinformation 3. Durch den geringeren Anteil des zweiten Signalzustands 22 an der Periodendauer 23 ist diese Eigenerwärmung jedoch auf kurze Zeiträume beschränkt und damit gut abschätzbar.
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In Abhängigkeit des Signalzustands ermittelt der Auswertungsabschnitt 9 für die Temperatur repräsentative Zielwerte aus einem am Eingang 7 anliegenden Eingangssignal 24, welches der über dem Widerstandstemperaturfühler 2 abfallenden Spannung entspricht. Das Diagramm 20 zeigt dazu Messzeiträume, die mit einem Pegelwert „1“ gekennzeichnet sind, wohingegen bei einem Pegelwert „0“ keine Messung erfolgt. Der Auswertungsabschnitt 9 weist dazu einen Analog-DigitalUmsetzer auf, welcher das Eingangssignal 24 kontinuierlich abtastet und dessen Werte bereitstellt. Für die Ermittlung der Temperaturinformation 3 werden jedoch nur solche Werte des Eingangssignal 24 herangezogen, die innerhalb der Messzeiträume liegen. Während einer Einschwingzeit, die im Diagramm 20 schraffiert gekennzeichnet ist, erfasste Werte des Eingangssignals 24 werden verworfen. Die Abtastrate ist derart gewählt, dass während der ersten Zeitdauer 21 zu verwendende Werte des Eingangssignals 24 anfallen und während der zweiten Zeitdauer 22 lediglich ein Wert des Eingangssignals 24 anfällt.
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3 zeigt eine erste Kennlinie 25 und einen zweite Kennlinie 26, die jeweils mit B gekennzeichnete Werte des Eingangssignals 24 mit A gekennzeichneten Zielwerten zuordnen. Der erste Kennlinie 25 ordnet dabei einem ersten Eingangswertintervall 27 Zielwerte bei Vorliegen des ersten Signalzustands 17 zu. Die zweite Kennlinie 26 ordnet einem zweiten Eingangswertintervall 28 Zielwerte bei Vorliegen des zweiten Signalzustands 18 zu. Die Kennlinien 25, 26 überlappen sich in einem Zielwertintervall 29.
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Wie bereits zuvor erwähnt ermittelt der Auswertungsabschnitt 9 in Abhängigkeit des Signalzustands die Zielwerte. Wenn der erste Signalzustand 17 vorliegt, erfolgt die Ermittlung der Zielwerte anhand der ersten Kennlinie 25. Wenn der zweite Signalzustand 18 vorliegt, wird die zweite Kennlinie 26 verwendet.
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Der Auswertungsabschnitt 9 ermittelt ferner die Temperaturinformation 3 über einen der Periodendauer 23 entsprechenden Zeitabschnitt aus den Zielwerten. Dazu bildet der Auswertungsabschnitt 9 aus den anhand der ersten Kennlinie 25 ermittelten Zielwerten einem zeitlichen Mittelwert, wohingegen während des zweiten Zeitabschnitts 22 lediglich der eine im Messzeitraum anfallende, anhand der zweiten Kennlinie 26 ermittelte Zielwert verwendet wird. Es ergeben sich dabei folgende Möglichkeiten:
- Wenn der beim Vorliegen des zweiten Signalzustands erhaltene Wert des Eingangssignals 24 außerhalb des zweiten Eingangswertintervalls 28 liegt, so wird die Temperaturinformation 3 aus dem Mittelwert der beim Vorliegen des ersten Signalzustands 17 ermittelten Zielwerte ermittelt. Wenn die beim Vorliegen des ersten Signalzustands erhaltenen Werte des Eingangssignal 22 außerhalb des ersten Eingangsintervalls 27 liegen, so wird die Temperaturinformation 3 aus dem beim Vorliegen des zweiten Signalzustands 18 ermittelten Zielwert ermittelt.
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Liegen die ermittelten Zielwerte während der Periodendauer 23 hingegen im Zielwertintervall 29, so wird die Temperaturinformation aus dem Mittelwert der beim Vorliegen des ersten Signalzustands 17 ermittelten Zielwerte und dem beim Vorliegen des zweiten Signalzustands 18 ermittelten Zielwert ermittelt, wobei der Mittelwert entsprechend dem zeitlichen Anteil der ersten Zeitdauer 21 an der Periodendauer 23 gewichtet wird. Weist der Mittelwert dabei eine eine erste Abweichungsbedingung erfüllende Abweichung vom bei Vorliegen des zweiten Signalzustands 18 ermittelten Zielwert auf, so wird ein Fehlersignal 30 (siehe 1) durch den Auswertungsabschnitt 9 ausgegeben. Weichen die Zielwerte um eine eine größere Abweichung als die erste Abweichungsbedingung beschreibende zweite Abweichungsbedingung voneinander ab, so wird ein Fehlersignal 31 (siehe 1) ausgegeben.
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Schließlich wird ein Fehlersignal 32 (siehe 1) durch den Auswertungsabschnitt 9 ausgegeben, wenn die während des Vorliegens des ersten Signalzustands 17 erhaltenen Werte des Eingangssignals außerhalb des ersten Eingangswertintervalls 27 liegen und die während des Vorliegens des zweiten Signalzustands 28 erfassten Werte des Eingangssignals 24 außerhalb des zweiten Eingangswertintervalls 28 liegen. Daraus kann beispielsweise auf einen Fehler des variablen Widerstand 6 geschlossen werden.
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Für jede weitere Periode des Steuersignals 16 werden dann eine neue Temperaturinformation 3 sowie gegebenenfalls die Fehlersignale 30 bis 32 ermittelt.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Einrichtung 1 ist der Widerstandstemperaturfühler 2 als PTC-Widerstand oder als Transistor ausgebildet, wobei die Kennlinien 25, 26 an das entsprechend abweichende Temperaturverhalten anzupassen sind. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches einem der zuvor beschrieben entspricht, sind der Widerstandstemperaturfühler 2 und der variable Widerstand 6 parallel geschaltet und werden von einer Stromquelle versorgt. Alternativ kann anstelle des variablen Widerstands 6 eine in Abhängigkeit des Steuersignals 16 steuerbare Stromquelle vorgesehen sein.
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4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 33 mit einem Ausführungsbeispiel eines Wechselrichters 34.
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Das Fahrzeug 33 ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einer Hochvoltbatterie 35 und einer zum Antreiben des Fahrzeugs 33 vorgesehenen elektrischen Maschine 36. Der Wechselrichter 34 ist dazu eingerichtet, eine von der Hochvoltbatterie 35 bereitgestellte Gleichspannung in eine mehrphasige Wechselspannung für die elektrische Maschine 36 zu wandeln. Dazu weist der Wechselrichter 34 eine Wechselrichter-Steuereinheit 37 auf, die Schaltelemente des Wechselrichters 34 zur vorbeschriebenen Wandlung ansteuert.
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Der Wechselrichter 34 umfasst ferner ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1, die die Steuereinheit 4 und den variablen Widerstand 6 umfasst. Im Übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel einem der zuvor beschriebenen. Die Steuereinheit 4 und die Wechselrichter-Steuereinheit 37 können durch denselben Mikrocontroller realisiert sein.
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Der Widerstandstemperaturfühler 2 gehört in diesem Ausführungsbeispiel nicht zur Einrichtung 1. Er ist extern an der elektrischen Maschine 36 zur Temperaturerfassung angeordnet und über eine Zuleitung an den Eingang 7 angeschlossen. Die Wechselrichter-Steuereinheit 37 ist dazu eingerichtet, die Leistungswandlung in Abhängigkeit der Temperaturinformation 3 zu steuern. Erhält die Wechselrichter-Steuereinheit 37 das Fehlersignal 30 oder 32, so schaltet sie in einen Leistungsbegrenzungsbetrieb oder gibt ein optisches Warnsignal aus. Erhält die Wechselrichter-Steuereinheit 37 das Fehlersignal 32, welches auf eine hohe Abweichung zwischen den Zielwerten im Zielwertintervall 29 hindeutet, so wird die Leistungswandlung eingestellt und elektrische Maschine 36 außer Betrieb gesetzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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