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CN112302785A - 用于保护机动车的电机的方法 - Google Patents

用于保护机动车的电机的方法 Download PDF

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CN112302785A CN202010756833.6A CN202010756833A CN112302785A CN 112302785 A CN112302785 A CN 112302785A CN 202010756833 A CN202010756833 A CN 202010756833A CN 112302785 A CN112302785 A CN 112302785A
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Abstract

用于保护机动车（1）的电机（8）的方法，其中根据在控制设备（100）上存储的所述机动车（1）的运行参数来确定用于所述电机（8）的接通频率，其中将所述接通频率与能预给定的第一阈值比较，其中预给定至少一个其他阈值，其中在调节偏差超出所述至少一个其他阈值的情况下接通所述电机（8），其中，在所述接通频率超出所述能预给定的第一阈值的情况下这样适配所述至少一个其他阈值，使得所述电机（8）的接通频率受限制。

Description

用于保护机动车的电机的方法
背景技术
现有技术是用于一级的和二级的废气涡轮增压器的电子的增压压力调节装置。在此借助调节装置来使废气涡轮增压器的增压压力追踪（nachführen）增压压力额定值。该增压压力的调节在此通过用于涡轮机的旁路（Waste-Gate（排气门））来进行或者通过可变的涡轮几何结构（VTG- Variable Turbine Geometry（可变几何涡轮增压系统））来进行。
从DE 103 02 453 A1已知一种用于调节废气涡轮增压器（1）的增压压力的设备和方法，其中增压压力实际值（pvdkds）追踪增压压力额定值。在此根据电的辅助增压器（5）的表征性参量来调节废气涡轮增压器（1）的增压压力，其中所述电的辅助增压器与用于压缩被抽吸的空气的废气涡轮增压器共同作用。以这种方式，避免废气涡轮增压器（1）的旁路阀的不必要的打开。
此外已知将一级废气涡轮增压装置与串联的电的附加压缩机相结合。
DE 101 56 704 A1公开一种用于运行内燃机的废气涡轮增压器的设备和方法，其中相对于由废气涡轮机进行的驱动而言附加地还由经空气冷却的电动机、优选同步电机来对该废气涡轮增压器进行驱动。该电机（5）具有用于测量自身温度的传感器（16）和冷却空气线路（8），其中所述冷却空气线路对自身的在增压空气冷却器（9）下游的经冷却的增压空气进行引导以用于冷却。一方面解决如下任务：创建一种用于运行由电的辅助驱动装置来辅助的废气涡轮增压器的简单方法，借助所述方法理想地进行涡轮增压器的电辅助并且避免辅助驱动装置的过载，并且另一方面为此构型一种具有能控制的经空气冷却的电驱动装置的设备。
发明内容
在第一方面，提出一种用于保护机动车的电机的方法，其中根据在控制设备上存储的机动车的运行参数来确定用于电机的接通频率，其中将该接通频率与能预给定的第一阈值比较，其中预给定至少一个其他阈值，其中在调节偏差超出所述至少一个其他阈值的情况下接通该电机，其中在接通频率超出所述能预给定的第一阈值的情况下这样适配所述至少一个其他阈值，使得该电机的接通频率受限制。
该方法具有如下的特殊优点：能够根据电机的和/或机动车的预期寿命来限制用于电机的接通频率。该电机的接通和/或与之相关联的电子装置的接通受到应激因子（Stressfaktor）的影响、诸如由于在运行中的电机的功率消耗引起的温度影响。通过该方法，保护该电机并且鉴于机动车的预期使用寿命来适配该电机，从而能够鉴于针对该机动车所假定的预期使用寿命来优化该电机的运行。
有利的是，能预给定的所述至少一个其他阈值是针对电机的辅助式（unterstützend）运行或再生式（rekuperativ）运行的阈值。因为该电机在再生式运行中被接通以及也在辅助式运行（boost（助力运行））中被接通，有意义的是，能够预给定阈值，以便能够控制电机的接通或激活。
此外能够规定，针对该电机的辅助式运行和再生式运行分别预给定能预给定的阈值。因为该电机在再生式运行中也在辅助式运行（boost（助力运行））中被接通，能够有意义的是，针对这两种运行模式来预给定阈值。借助这些阈值能够分开地针对再生式运行模式和针对辅助式运行模式来调整接通阈值。
有利的是，根据加权因数来预给定针对在电机的辅助式运行和再生式运行之间的限制（Begrenzung）的划分。通过在这两种运行模式之间的加权，可以进行运行模式的优先化排列。在其中例如电机的再生式运行模式与排放相关的应用情况下有利的是，通过加权而使得再生式运行模式比电机的辅助式运行模式更不频繁地受限制。通过对所述限制的这种划分可以因此保护这些组件并同时防止违规排放。
此外可以根据电机的运行参数来确定能预给定的第一阈值，所述运行参数使得能够对该电机的使用寿命进行推论。
此外有利的是，使运行参数相应于所测量的电机的接通过程的数目和/或电机的运行时间和/或电机的对于所述机动车的每行驶过的公里而言的有效（aktiv）运行的运行时间。
此外可以规定，根据机动车的行驶距离和/或接通过程来确定接通频率。
有利的是，根据机动车的额定扭矩和实际扭矩和/或额定功率和实际功率来确定针对电机的再生式运行的调节偏差。
此外有利的是，根据机动车的额定扭矩和实际扭矩和/或额定空气吞吐量和实际空气吞吐量和/或额定增压压力和实际增压压力和/或额定功率和实际功率来执行针对电机的辅助式运行的调节偏差。
在其他方面，本发明涉及被设立、尤其是编程用于执行这些方法之一的设备、尤其是控制设备和计算机程序。在还有的其他方面，本发明涉及一种机器可读的存储介质，在该机器可读的存储介质上存储计算机程序。
附图说明
接下来参照附图并且根据实施例来进一步描述本发明。在此：
图1示出具有内燃机10的机动车1的示意图；
图2根据在优选实施方式中的流程图来示出该方法的示例性的流程。
具体实施方式
图1示出具有发动机系统20和内燃机10的机动车1，该内燃机具有一定数目的气缸23。当前实施例在没有限制的情况下示出四缸的内燃机10。该内燃机10可以优选地构造为柴油发动机或汽油发动机。该方法也能够利用具有2个、3个、6个、8个气缸的内燃机来执行。可替代地，该方法也能够被转用于纯电驱动的机动车。
以本身已知的方式经由空气输送系统4来将环境空气输送给该内燃机10并且将燃烧废气经由废气系统5从气缸23排出。该空气输送系统4经由入口阀（未示出）以本身已知的方式来与内燃机10的气缸23处于连接。燃烧废气经由相应的出口阀（未示出）以本身已知的方式来排出到废气系统5中。在空气2的流动方向上，布置如下组件：热空气质量流量计3（HFM）和增压装置，该增压装置具有在废气系统5中的废气涡轮机61和在空气输送系统4中的压缩机62。该增压装置被构造为以电的方式被辅助的废气涡轮增压器6。该涡轮机61与压缩机62机械耦合，从而将在涡轮机61中转化成机械能量的废气焓使用用于在压缩机62中压缩从环境中提取的环境空气。附加地，能够借助于电机8来以电的方式运行该增压装置，从而该压缩机62也能够不依赖于由涡轮机所提供的机械能量地被运行或者也能够以进行辅助的方式被运行，其中该电机能够经由涡轮机61、压缩机62和电机8之间的机械耦合来产生附加的机械能量。
所述电的辅助驱动装置（Unterstützungsantrieb）可以以不同的结构形式实施，例如作为在压缩机转子62之前的介质间隙发动机（Medienspaltmotor）或者作为在涡轮机和压缩机转子之间的中级发动机。在压缩机62的下游能够设置增压空气冷却器7。由压缩机62的压缩功率而得出在增压空气区段41中的增压压力。该增压空气区段41通过在下游的节流阀9 来限定。在节流阀9和内燃机10的气缸23的入口阀（未示出）之间有空气输送系统4的抽吸管区段42。
设置控制设备100，该控制设备以本身已知的方式通过调整涡轮机61上的增压调整器的调节器、诸如节流阀9等等来与内燃机10的瞬时运行状态相应地以及与预给定值、例如驾驶员期望力矩相应地来运行内燃机10。
此外，所谓的旁路63与涡轮机61并联。在该旁路中布置阀64，该阀也被称为排气门。如果该阀64被关闭，则完全地通过涡轮机61来引导废气流。如果该阀64被打开，则使废气流的至少一部分引导经过该涡轮机61处。
在可替代的实施方案中，将涡轮机入口的有效流动横截面构型得可变。对此，可以例如在以电的方式被辅助的废气涡轮增压器8的涡轮机壳体内布置可调节的导向叶片，在该废气涡轮增压器中布置涡轮机转子。通过调节对导向叶片的设定，可以在相同的废气流情况下改变涡轮机转子的转速，由此能够改变由压缩机转子所产生的压缩，所谓的增压压力。具有可变的涡轮机几何结构的以电的方式被辅助的废气涡轮增压器优选地具有径流式涡轮机和径流式压缩机。在涡轮机入口中可以设置导向叶片仿形（Leitschaufelmimik），该导向叶片模仿装置经由电调整器来被调节。在此，可以通过导向叶片的旋转使得在涡轮机转子之前的有效流动横截面被改变。
该电机以及与之连接的构件的接通周期通过不同的应激因子来限定。由于功率消耗和功率提取、也即由于再生式运行和辅助式运行而引起的常见的温度变换减少电机8的使用寿命。在该组件处可能出现所谓的焊料分裂（Lotzerüttung）和/或接合线分离（Bondrahtablösungen）。因此，基于电机8的应假定的使用寿命来运行电机8的策略和监控是有利的。电机8的使用寿命例如为1.5百万次接通过程。因此有利的是，鉴于机动车1的使用寿命来适配电机8的接通过程。
可替代地，也可以将机动车1实施为纯电驱动的机动车。
在图2中依照流程图来示出用于保护机动车1的电机8的方法的示例性的流程。
在第一步骤500中，根据在控制设备100上存储的运行参数来确定接通频率。在此所使用的运行参数优选是迄今为止利用该机动车1走过的公里数、电机8的接通过程或激活和机动车1的总行驶时间。可以在第一次激活控制设备100的情况下初始地预给定这些运行参数。优选地，该接通频率相应于在能预给定的距离之内电机8的接通过程的数目，其中例如在机动车1的最后行驶的1000km中执行了所述接通过程。可替代地，接通频率也可以相应于在内燃机10的有效运行之内的接通过程的数目。
接通过程的数目优选地在行驶过程期间由控制设备100来确定并存储。可替代地，接通频率也可以根据在能预给定的时间、例如最近1000小时之内的接通过程的数目来确定。
在步骤510中，将用于电机8的接通频率与能预给定的第一阈值比较。能预给定的第一阈值在此优选地相应于：针对电机8所限定的最大数目个接通周期除以针对机动车1的使用寿命所假定的例如以公里数为单位的最大行驶功率（Laufleistung）所得出的商数。优选地，针对电机设置1.5百万次接通周期而针对PKW机动车（载客汽车）则设置在其使用寿命期间的约300000km的行驶距离。
可替代地，也能够将所述能预给定的第一阈值确定作为：接通周期的最大数目除以针对所述机动车1的使用寿命所假定的时长所得出的商数。例如，针对PKW（载客汽车）所假定的使用寿命为约13年。如果所确定的接通频率超出所述能预给定的第一阈值，则在步骤520中继续进行该方法。如果所确定的接通频率不超出所述能预给定的第一阈值，则可以结束该方法或者以步骤500从头开始该方法。
在步骤520中，进行第二阈值和第三阈值的适配。能预给定的第二阈值在此相应于在其中执行电机8的再生式运行的阈值。优选地，通过在第一调节偏差与第二阈值之间进行比较来执行电机8的再生式接通。优选地，基于所述内燃机10的额定扭矩和实际扭矩来确定所述第一调节偏差。可替代地，也可以使用所述电机8和/或所述内燃机10的额定功率和/或实际频率。
如果第一调节偏差超出能预给定的第二阈值，则要求对所述电机8再生式接通。
能预给定的第三阈值在此相应于，在其中执行所述电机8的辅助式运行（英文boost（助力运行））的阈值。优选地，通过在第二调节偏差与第三阈值之间的比较来执行电机8的进行辅助的接通。优选地，基于内燃机10的额定增压压力和实际增压压力来确定第二调节偏差。可替代地，也能够使用额定空气吞吐量和实际空气吞吐量来用于确定第二调节偏差。可替代地，也可以使用电机8的和/或内燃机10的额定功率和实际功率。
对第二阈值和第三阈值的适配这样来进行，使得如果确定出接通频率超出能预给定的第一阈值则使这些阈值增高了固定的值。这具有如下效果：用于电机8的接通过程较不频繁地被执行，因为调节偏差必须得出较大的值。因此，能够鉴于电机8的使用寿命以及鉴于机动车1的使用寿命来逐渐地适配针对电机8的再生式运行和辅助式运行的接通阈值。
可替代地，可以在第二阈值的提高和第三阈值的提高之间执行加权。例如，可以通过所述加权来执行在第二阈值和第三阈值之间的提高的可变划分。这具有特殊优点：例如使电机8的再生式运行的接通以迄今为止的接通频率保持不变，然而使电机8的辅助式运行（boost（助力运行））的接通减少，从而鉴于使用寿命来保持确保电机8的构件保护，而尽管如此却可以例如遵守排放法规。可以在此可变地预给定在第二阈值和第三阈值的提高之间的加权。
接下来可以结束该方法或者以步骤500从头开始该方法。

Claims (12)

1.用于保护机动车（1）的电机（8）的方法，其中根据在控制设备（100）上存储的所述机动车（1）的运行参数来确定用于所述电机（8）的接通频率，其中将所述接通频率与能预给定的第一阈值比较，其中预给定至少一个其他阈值，其中在调节偏差超出所述至少一个其他阈值的情况下接通所述电机（8），其特征在于，在所述接通频率超出所述能预给定的第一阈值的情况下这样适配所述至少一个其他阈值，使得所述电机（8）的接通频率受限制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，能预给定的所述至少一个其他阈值是针对所述电机（8）的辅助式运行或再生式运行的阈值。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，针对所述电机（8）的所述辅助式运行和所述再生式运行分别预给定能预给定的阈值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据加权因数来预给定针对在所述电机（8）的所述辅助式运行和所述再生式运行之间的限制的划分。
5.根据上述权利要求其中任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述电机（8）的运行参数来确定所述能预给定的第一阈值，其中所述运行参数使得能够对所述电机（8）的使用寿命进行推论。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行参数相应于所测量的所述电机（8）的接通过程的数目和/或所述电机（8）的运行时间和/或所述电机（8）的对于所述机动车（1）的每行驶过的公里而言的有效运行的运行时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述机动车（1）的行驶距离和/或接通过程来确定所述接通频率。
8.根据上述权利要求其中任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述机动车（1）的额定扭矩和实际扭矩和/或额定功率和实际功率来确定针对所述电机（8）的再生式运行的调节偏差。
9.根据上述权利要求其中任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述机动车（1）的额定扭矩和实际扭矩和/或额定空气吞吐量和实际空气吞吐量和/或额定增压压力和实际增压压力和/或额定功率和实际功率来确定针对所述电机（8）的辅助式运行的调节偏差。
10.计算机程序，所述计算机程序被设立用于，执行根据权利要求1至9其中任意一项所述的方法。
11.具有根据权利要求10所述的计算机程序的电子存储介质。
12.设备、尤其是控制设备（100），所述设备被设立用于执行根据权利要求1至9其中任意一项所述的方法。
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