識(shí)別有源橋式整流器至少一個(gè)有源開(kāi)關(guān)元件功能中的缺陷的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的用于識(shí)別機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)的有源橋 式整流器的至少一個(gè)有源開(kāi)關(guān)元件的功能中的缺陷的方法以及用于實(shí)施這樣的方法的裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了由旋轉(zhuǎn)電流系統(tǒng)給直流系統(tǒng)饋電、例如通過(guò)多項(xiàng)電流發(fā)電機(jī)給機(jī)動(dòng)車車載電 網(wǎng)饋電，可以使用不同結(jié)構(gòu)形式的整流器。在機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)中，對(duì)應(yīng)于在此通常構(gòu)造的三 相、四相、或五相的旋轉(zhuǎn)電流發(fā)電機(jī)，通常使用六脈沖、八脈沖、十脈沖實(shí)施方式的橋式整流 器。然而，本發(fā)明也適用于其它相數(shù)的橋式整流器。
[0003] 如果隨后簡(jiǎn)化地談及發(fā)電機(jī)，那么在此也可能是可以發(fā)電機(jī)形式和以電動(dòng)機(jī)形式 運(yùn)行的電機(jī)、例如所謂的起動(dòng)發(fā)電機(jī)。
[0004] 通常在機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)中使用無(wú)源的整流器。整流器因此是"無(wú)源的"，因?yàn)檎?器在其相應(yīng)的半橋中具有無(wú)源的整流器元件、例如齊納二極管。這樣的整流器元件的開(kāi)關(guān) 狀態(tài)僅僅通過(guò)施加的電壓來(lái)確定，所述整流器元件因此是不可控的。
[0005] 然而諸如在DE 10 2009 046 955 A1中所解釋的，在機(jī)動(dòng)車中有源或受控的橋式 整流器的使用是值得期望的。這因此尤其是這樣的情況，因?yàn)樵谡＿\(yùn)行中有源的橋式整 流器相對(duì)于無(wú)源的或不受控的橋式整流器具有較少的損耗功率。
[0006] 在有源的橋式整流器中，相應(yīng)的有源開(kāi)關(guān)元件被設(shè)置為整流器元件(例如 M0SFET)。所述有源開(kāi)關(guān)元件總是在傳統(tǒng)的無(wú)源整流器中在那里設(shè)置的二極管可能變得導(dǎo) 通時(shí)受到操控。這也參考附圖1進(jìn)一步被解釋。通常在相應(yīng)的有源橋式整流器中高側(cè)開(kāi)關(guān) 元件總是在正半波施加在所分配的發(fā)電機(jī)相上時(shí)導(dǎo)通連接。相應(yīng)地，低側(cè)開(kāi)關(guān)元件總是在 負(fù)半波施加在所分配的發(fā)電機(jī)相上時(shí)導(dǎo)通連接。半橋的高側(cè)和低側(cè)開(kāi)關(guān)元件的同時(shí)操控實(shí) 現(xiàn)不了。
[0007] 如果有源橋式整流器的開(kāi)關(guān)元件不再可操控，那么此外可以通過(guò)開(kāi)關(guān)元件的倒置 二極管來(lái)進(jìn)行整流。然而由于在這些開(kāi)關(guān)元件上的提高的通向電壓，在橋式整流器中出現(xiàn) 較高的溫度。此外，效率減小。有源的橋式整流器因此不應(yīng)該時(shí)間無(wú)限制地在相應(yīng)的狀態(tài) 中運(yùn)行。
[0008] 為了可以在這樣的情況下引入合適的措施，值得期望的是識(shí)別機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)中 的有源整流器的開(kāi)關(guān)元件的功能中的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 在該背景下，本發(fā)明提出了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的用于識(shí)別機(jī)動(dòng)車 車載電網(wǎng)的有源橋式整流器的至少一個(gè)有源開(kāi)關(guān)元件的功能中的缺陷的方法和用于實(shí)施 這樣的方法的裝置。從屬權(quán)利要求和隨后說(shuō)明書(shū)的主題是構(gòu)型方案。
[0010] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明提出一種用于識(shí)別機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)的有源橋式整流器的至少一個(gè)有源開(kāi)關(guān)元 件的功能中的缺陷的方法。有源開(kāi)關(guān)元件的"功能中的缺陷"在此不僅應(yīng)理解為由有源開(kāi) 關(guān)元件本身的故障一例如分層、合金短路等等一所導(dǎo)致的缺陷，而且應(yīng)理解為由錯(cuò)誤 的操控、例如操控線路中的中斷所導(dǎo)致的缺陷。只要有源開(kāi)關(guān)元件不全部失效，在兩種情況 下就得出相同的效果。如之前所解釋的，相應(yīng)的有源開(kāi)關(guān)元件擁有倒置二極管，通過(guò)所述倒 置二極管在操控或可操控性失效的情況下還可以如在傳統(tǒng)的無(wú)源二極管整流器中那樣進(jìn) 行無(wú)源的整流。然而如所解釋的，這伴隨著提高的損耗功率、放熱和減小的效率。因此這樣 的有源開(kāi)關(guān)元件的功能中存在缺陷。
[0011] 如就此而言已知的，相應(yīng)的橋式整流器將施加在相應(yīng)的相端子上的一定數(shù)量的交 流電壓轉(zhuǎn)化為通過(guò)直流電壓端子輸出的直流電壓。相端子與發(fā)電機(jī)定子的相應(yīng)的定子繞組 或相應(yīng)的接線點(diǎn)連接，通過(guò)直流電壓端子對(duì)機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)饋電。
[0012] 傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)擁有電壓調(diào)節(jié)，該電壓調(diào)節(jié)將機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)電壓、即在整流器的 直流電壓端子上施加的電壓用作調(diào)節(jié)量。相應(yīng)的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器因此已經(jīng)擁有用于分析相應(yīng) 電壓的裝置。機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)中的這樣的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器或其它合適的控制設(shè)備此外擁有用 于分析在相端子中的至少一個(gè)上施加的電壓的裝置，例如以便確定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，基于一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)檢測(cè)的電壓變化曲線的最大值和/或最小 值相互之間的比較和/或與預(yù)先給定的值的比較來(lái)確定至少一個(gè)有源開(kāi)關(guān)元件的功能中 有缺陷的確定。
[0014] 如一般已知的，在相端子上施加的電壓或電壓變化曲線是交流電壓。借助整流器 由這些交流電壓所產(chǎn)生的直流電壓或相應(yīng)的電壓變化曲線具有一定的波動(dòng)。相應(yīng)波動(dòng)的電 壓變化曲線的周期性最大值可以被確定。其周期對(duì)應(yīng)于在相端子上施加的電壓或電壓變化 曲線的周期并且因此與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)。所述最大值例如位于預(yù)先給定的閾值之上。相 應(yīng)的情況也適用于這樣的電壓變化曲線的最小值，所述最小值例如位于預(yù)先給定的閾值以 下。在相應(yīng)的電壓變化曲線中的最大值隨后也被稱為電壓波峰。
[0015] 尤其是在其中有源橋式整流器的整流器支路的有源開(kāi)關(guān)元件的僅僅一部分涉及 到缺陷的情況下，得出不對(duì)稱效應(yīng)，所述不對(duì)稱效應(yīng)表現(xiàn)為所提及的直流電壓的電壓變化 曲線中的最大值之間的顯著的差別。因此如果直流電壓的電壓變化曲線中的最大值區(qū)別大 于預(yù)先給定的值，那么可以確定至少一個(gè)有源開(kāi)關(guān)元件的功能中有缺陷。
[0016] 如果涉及到有源橋式整流器的上面的整流器支路的所有有源開(kāi)關(guān)元件，那么這樣 的不對(duì)稱效應(yīng)在直流電壓的電壓變化曲線中不顯示出。在這樣的情況下，至少一個(gè)有源開(kāi) 關(guān)元件的功能中的缺陷通過(guò)以下方式被確定，即交流電壓之一的至少一個(gè)電壓變化曲線中 的最大值與直流電壓的電壓變化曲線的最大值區(qū)別大于預(yù)先給定的值。
[0017] 在有源橋式整流器的下面的整流器支路的所有有源開(kāi)關(guān)元件都涉及到缺陷時(shí)，相 應(yīng)的不對(duì)稱效應(yīng)同樣少地顯示出。在該情況下，缺陷可以通過(guò)以下方式被確定，即交流電壓 或相電壓之一的至少一個(gè)電壓變化曲線中的至少一個(gè)最小值位于預(yù)先給定的值以下。
[0018] 本發(fā)明尤其是基于以下效應(yīng)的分析，所述效應(yīng)通過(guò)流經(jīng)整流器的有源開(kāi)關(guān)元件的 倒置二極管的電流得出。本發(fā)明尤其是基于以下確定，即溫度和電流對(duì)倒置二極管的通向 電壓的影響相較于軌道電阻上的電壓降（即當(dāng)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通連接時(shí))是小的。最大值 的分析因此可以良好地應(yīng)用為針對(duì)功能診斷的標(biāo)準(zhǔn)。
[0019] 本發(fā)明尤其是使得能夠識(shí)別有源整流的失效并且將這報(bào)告給上級(jí)的控制設(shè)備。這 可以通過(guò)合適的方式通知駕駛員。如果失效被忽略，那么所使用的半導(dǎo)體的極限溫度可能 在確定的車輛運(yùn)行點(diǎn)中被超過(guò)。這可能導(dǎo)致整流器的完全失效。該車輛停住。
[0020] 因此根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式可以規(guī)定，基于對(duì)至少一個(gè)有源開(kāi)關(guān)元件的功能 中存在缺陷的確定，減小有源橋式整流器的負(fù)荷，例如避免相應(yīng)的車輛運(yùn)行點(diǎn)。本發(fā)明也尤 其是適用于在制造中的最終檢查。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明同樣被設(shè)置的控制設(shè)備和相應(yīng)的機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)以相同的方式從之 前所解釋的優(yōu)點(diǎn)獲益。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算單元、例如機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)的有源橋式整流器的控制設(shè)備尤其 是在程序技術(shù)上被設(shè)置用于執(zhí)行該方法。
[0023] 該方法以軟件形式的實(shí)施也是有利的，因?yàn)檫@導(dǎo)致特別少的成本，尤其是當(dāng)實(shí)施 的控制設(shè)備還被用于其它的任務(wù)并且因此無(wú)論如何都存在時(shí)。用于提供計(jì)算機(jī)程序的合適 的數(shù)據(jù)載體尤其是磁盤(pán)、硬盤(pán)、閃存、EEPR0M、CD - R0M、DVD等等。程序通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（因 特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等等）的下載也是可能的。
[0024] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和構(gòu)型方案從說(shuō)明書(shū)和附圖得出。
[0025] 可以理解，之前所述并且隨后還要解釋的特征不僅可以在分別說(shuō)明的組合中、而 且也可以在其它的組合中或單獨(dú)地使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0026] 本發(fā)明借助實(shí)施例在附圖中示意性地被示出并且在下文中參考附圖詳細(xì)地被描 述。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1以示意性的部分圖示出具有帶發(fā)電機(jī)的裝置的機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)和橋式整流 器。
[0028] 圖2以圖表的形式示出具有發(fā)電機(jī)和無(wú)損的橋式整流器的裝置中的電壓變化曲 線。
[0029] 圖3以圖表的形式示出具有發(fā)電機(jī)和有缺陷的橋式整流器的裝置中的電壓變化 曲線。
[0030] 圖4以圖表的形式示出具有發(fā)電機(jī)和有缺陷的橋式整流器的裝置中的電壓變化 曲線。
[0031] 圖5以圖表的形式示出具有發(fā)電機(jī)和有缺陷的橋式整流器的裝置中的電壓變化 曲線。
[0032] 圖6以圖表的形式示出具有發(fā)電機(jī)和有缺陷的橋式整流器的裝置中的電壓變化 曲線。
[0033] 圖7以圖表的形式示出具有發(fā)電機(jī)和有缺陷的橋式整流器的裝置中的電壓變化 曲線。
[0034] 圖8根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式圖解說(shuō)明有利的測(cè)量時(shí)間點(diǎn)。
[0035] 在圖中相互對(duì)應(yīng)的元件具有一致的附圖標(biāo)記并且出于清楚的原因不重復(fù)解釋。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 在圖1中以三相系統(tǒng)為例示意性地示出具有發(fā)電機(jī)20、30、橋式整流器40和控制 設(shè)備50的裝置。所述的裝置是在此僅僅部分被示出的機(jī)動(dòng)車車載電網(wǎng)10的部分。
[0037] 發(fā)電機(jī)20、30包括具有端子21a、21b和21c、勵(lì)磁線圈22和通信線路COM的發(fā)電 機(jī)調(diào)節(jié)器20以及具有以三角電路在開(kāi)關(guān)點(diǎn)31a、31b和31c相互連接的三個(gè)定子繞組32的 定子30。
[0038] 橋式整流器40在圖1中