用于获取控制器的开关装置的多个开关单元的温度的方法和装置以及控制器的开关装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于获取用于控制器的开关装置的多个开关单元的温度的方法，所述开关装置具有：包括至少两个开关单元和一个与两个开关单元热耦合的第一温度传感器的第一开关区域、处在第一开关区域之外且包括至少两个开关单元和一个与两个开关单元热耦合的第二温度传感器的第二开关区域、以及与第一开关区域和第二开关区域热耦合且包括至少一个第五开关单元的第三开关区域。读入温度传感器的温度值、开关单元的损耗功率值和开关单元的热耦合的瞬态热阻，以便使用这些值确定温度辅助值，根据这些温度辅助值确定第一开关区域的开关单元中的至少一个开关单元的温度和/或第二开关区域的开关单元中的至少一个开关单元的温度和/或第五开关单元的温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据独立权利要求所述类型的装置或方法。本专利技术的客体也是一种计算机程序。
技术介绍
通常借助热敏电阻来测量MOSFET-B6电桥电路的壳体温度。例如可以通过微控制器分析热敏电阻的温度，其中可以在超过最大壳体温度的时候断开B6电桥的开关。如果多个B6电桥在一个电路板上，则所述B6电桥中的每一个例如均可以具有这样一个热敏电阻。
技术实现思路
在此背景下，以这里介绍的方案按照主权利要求推荐一种用于获取用于控制器的开关装置的多个开关单元的温度的方法、还有一种使用该方法的装置、一种用于控制器的开关装置、以及最后还有一种相应的计算机程序。通过在从属权利要求中所列举的措施，可以对在独立权利要求中给出的装置进行有利的改进和改善。推荐一种用于获取用于控制器的开关装置的多个开关单元的温度的方法，其中所述开关装置具有：第一开关区域，该第一开关区域具有至少一个第一开关单元、第二开关单元和与第一开关单元和第二开关单元热耦合的第一温度传感器；处在第一开关区域之外的第二开关区域，该第二开关区域具有至少一个第三开关单元、第四开关单元和与第三开关单元和第四开关单元热耦合的第二温度传感器；以及与第一开关区域和第二开关区域热耦合的第三开关区域，该第三开关区域具有至少一个第五开关单元，其中所述方法包括以下步骤：读入代表第一温度传感器的温度的第一温度值、代表第二温度传感器的温度的第二温度值、代表第一开关单元的损耗功率的第一损耗功率值、代表第二开关单元的损耗功率的第二损耗功率值、代表第三开关单元的损耗功率的第三损耗功率值、代表第四开关单元的损耗功率的第四损耗功率值、代表第一开关单元和第一温度传感器的热耦合的瞬态热阻的第一传感器热值、代表第二开关单元和第一温度传感器的热耦合的瞬态热阻的第二传感器热值、代表第三开关单元和第二温度传感器的热耦合的瞬态热阻的第三传感器热值、以及代表第四开关单元和第二温度传感器的热耦合的瞬态热阻的第四传感器热值；在使用第一温度值、第一损耗功率值、第二损耗功率值、第一传感器热值和第二传感器热值的情况下确定第一温度辅助值，以及在使用第二温度值、第三损耗功率值、第四损耗功率值、第三传感器热值和第四传感器热值的情况下确定第二温度辅助值；并且在使用第一温度辅助值的情况下获取第一开关单元和/或第二开关单元的温度，并且/或者在使用第二温度辅助值的情况下获取第三开关单元和/或第四开关单元的温度，并且/或者在使用第一温度辅助值和第二温度辅助值的情况下获取第五开关单元的温度。“开关单元”可以是例如具有三个高边开关和三个低边开关的B6电桥，例如形式为MOSFET。所述控制器可以是用于控制电机的控制器，尤其是变速箱控制器。例如可以将两个温度传感器实现为热敏电阻，也称作NTC电阻。可以如此设计开关装置，使得五个开关单元和两个温度传感器位于同一个电路板上，其中所述开关区域可以对应于电路板的不同区段。第一和第二开关区域相互间尤其可以拉开间距。视间距而定，可以中断或者至少妨碍第一和第二开关区域之间的热连接。例如第一和第二开关区域可以通过电路板中的凹部彼此分开。第三和第一开关区域可以在第一重叠区域中、大致在角部区域中至少部分重叠。作为替代或补充方案，第三和第二开关区域可以在第二重叠区域中以相应的方式至少部分重叠。这样就能在第三和第一或者第三和第二开关区域之间建立热连接。如果第一和第二开关区域在同一个电路板上实现，那么例如电路板的将这两个开关区域彼此分开的区段可以具有比较小的导热能力，就是说该区段的瞬态热阻与一开关区域的两个开关单元之间的热耦合的瞬态热阻相比可以比较高。在使用Zth函数、即代表热阻瞬态变化的曲线的情况下可以获取传感器热值，其中可以给热耦合中的每一个分配各自的Zth函数。例如可以借助这些Zth函数来描述包括开关单元和温度传感器的热网络的热网络。“温度辅助值”可以是虚拟温度点。开关单元的待获取的温度可以是例如开关单元的壳体(case)或者阻挡层(junction)的温度。这里所述的方案基于以下认识：通过使用一种合适的计算方法，借助仅仅两个温度传感器就能够确定控制器中的多个开关单元的各个温度。通过计算两个虚拟温度，例如就能够估计开关单元、如MOSFET-B6电桥的相应功率开关的相应的壳体温度和阻挡层温度，从而即使在迅速热变化的时候也能对其保护以防过热或者毁坏。即使当个别或者多个开关单元之间的热连接中断或至少受妨碍的时候，或者当不同的外界因素作用于开关单元的时候，也能以有利的方式进行这种温度估计。用于温度确定的这种方法具有下述优点，即使例如温度传感器没有直接放置在壳体上，通过使用例如存在于开关单元的相应的壳体与相应的温度传感器之间的Zth热阻也能够足够快地检测开关单元的快速热负荷或者温度升高。该优点也以特别的方式适用于测量布置在开关单元之内的阻挡层的温度，阻挡层可能具有比壳体更小的时间常数。现在例如当借助合适的温度模型直接根据流过相关开关单元的电流计算壳体-和阻挡层温度的变化的时候，即使在出现十分快的热负荷的时候也能充分保护相关开关单元以防过热。此外由于仅仅使用两个温度传感器还可以节省制造成本。按照一种实施方式所述，该方法可以设置有由第一温度辅助值和第二温度辅助值来构造平均值的步骤。相应地，在获取步骤中在使用平均值的情况下可以获取第五开关单元的温度。例如该平均值可以对应于一几何平均数、算术平均数或者调和平均数。通过该实施方式可以用很少的计算花费确定一个合适的用于确定第五开关单元的温度的第三温度辅助值。按照另一种实施方式所述，在确定步骤中通过将由第一损耗功率值与第一传感器热值形成的乘积和由第二损耗功率值与第二传感器热值形成的乘积从第一温度值中减去可以确定第一温度辅助值。作为补充或替代方案，通过将由第三损耗功率值与第三传感器热值形成的乘积和由第四损耗功率值与第四传感器热值形成的乘积从第二温度值中减去可以确定第二温度辅助值。这样就能在节省资源的很少计算步骤中计算温度辅助值。此外下述情况是有利的：在计算步骤中根据分配给开关单元中的至少一个开关单元的中间电路的中间电路电流以及至少一个开关单元的至少一个元器件参数来计算损耗功率值中的至少一个损耗功率值。“中间电路”可以理解为一种装置，该装置作为储能器可以通过变换器将中间接入的电流层面或者电压层面上的多个电网电耦合。“中间电路电流”例如可以理解为通过中间电路提供的开关电流。元器件参数例如可以是描述开关单元特征的特性曲线或者相应的特性曲线族。通过该实施方式可以高效且精确地计算所述损耗功率值中的至少一个损耗功率值。此外有利的是：在读入步骤中还读入代表第一开关单元和第二开关单元的热耦合的瞬态热阻的第一电路热值。作为补充或替代方案，可以视实施方式而定，读入代表第一开关单元和第二开关单元的热耦合的瞬态热阻的第二电路热值、或者代表第一开关单元和第四开关单元的热耦合的瞬态热阻的第三电路热值、或者代表第一开关单元和第五开关单元的热耦合的瞬态热阻的第四电路热值、或者代表第二开关单元和第三开关单元的热耦合的瞬态热阻的第五电路热值、或者代表第二开关单元和第四开关单元的热耦合的瞬态热阻的第六电路热值、或者代表第二开关单元和第五开关单元的热耦合的瞬态热阻的第七电路热值、或者代表第三开关单元和第四开关单元的热耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于获取用于控制器的开关装置(100)的多个开关单元(114，116，120，122，125)的温度的方法(1200)，其中所述开关装置(100)具有：第一开关区域(102)，该第一开关区域具有至少一个第一开关单元(114)、第二开关单元(116)以及与第一开关单元(114)和第二开关单元(116)热耦合的第一温度传感器(118)；处在第一开关区域(102)之外的第二开关区域(104)，该第二开关区域具有至少一个第三开关单元(120)、第四开关单元(122)以及与第三开关单元(120)和第四开关单元(122)热耦合的第二温度传感器(124)；以及与第一开关区域(102)和第二开关区域(104)热耦合的第三开关区域(106)，该第三开关区域具有至少一个第五开关单元(125)，其中所述方法(1200)包括以下步骤：读入(1210)代表第一温度传感器(118)的温度的第一温度值(128)、代表第二温度传感器(124)的温度的第二温度值(130)、代表第一开关单元(114)的损耗功率的第一损耗功率值(132)、代表第二开关单元(116)的损耗功率的第二损耗功率值(134)、代表第三开关单元(120)的损耗功率的第三损耗功率值(136)、代表第四开关单元(122)的损耗功率的第四损耗功率值(138)、代表第一开关单元(114)和第一温度传感器(118)的热耦合的瞬态热阻的第一传感器热值(140)、代表第二开关单元(116)和第一温度传感器(118)的热耦合的瞬态热阻的第二传感器热值(142)、代表第三开关单元(120)和第二温度传感器(124)的热耦合的瞬态热阻的第三传感器热值(144)、以及代表第四开关单元(122)和第二温度传感器(124)的热耦合的瞬态热阻的第四传感器热值(146)；在使用第一温度值(128)、第一损耗功率值(132)、第二损耗功率值(134)、第一传感器热值(140)和第二传感器热值(142)的情况下确定(1220)第一温度辅助值(T‑PCB1)，以及在使用第二温度值(130)、第三损耗功率值(136)、第四损耗功率值(138)、第三传感器热值(144)和第四传感器热值(146)的情况下确定第二温度辅助值(T‑PCB2)；并且在使用第一温度辅助值(T‑PCB1)的情况下获取(1230)第一开关单元(114)和/或第二开关单元(116)的温度，并且/或者在使用第二温度辅助值(T‑PCB2)的情况下获取第三开关单元(120)和/或第四开关单元(122)的温度，并且/或者在使用第一温度辅助值(T‑PCB1)和第二温度辅助值(T‑PCB2)的情况下获取第五开关单元(125)的温度。...

【技术特征摘要】
2015.07.01 DE 102015212292.11.用于获取用于控制器的开关装置(100)的多个开关单元(114，116，120，122，125)的温度的方法(1200)，其中所述开关装置(100)具有：第一开关区域(102)，该第一开关区域具有至少一个第一开关单元(114)、第二开关单元(116)以及与第一开关单元(114)和第二开关单元(116)热耦合的第一温度传感器(118)；处在第一开关区域(102)之外的第二开关区域(104)，该第二开关区域具有至少一个第三开关单元(120)、第四开关单元(122)以及与第三开关单元(120)和第四开关单元(122)热耦合的第二温度传感器(124)；以及与第一开关区域(102)和第二开关区域(104)热耦合的第三开关区域(106)，该第三开关区域具有至少一个第五开关单元(125)，其中所述方法(1200)包括以下步骤：读入(1210)代表第一温度传感器(118)的温度的第一温度值(128)、代表第二温度传感器(124)的温度的第二温度值(130)、代表第一开关单元(114)的损耗功率的第一损耗功率值(132)、代表第二开关单元(116)的损耗功率的第二损耗功率值(134)、代表第三开关单元(120)的损耗功率的第三损耗功率值(136)、代表第四开关单元(122)的损耗功率的第四损耗功率值(138)、代表第一开关单元(114)和第一温度传感器(118)的热耦合的瞬态热阻的第一传感器热值(140)、代表第二开关单元(116)和第一温度传感器(118)的热耦合的瞬态热阻的第二传感器热值(142)、代表第三开关单元(120)和第二温度传感器(124)的热耦合的瞬态热阻的第三传感器热值(144)、以及代表第四开关单元(122)和第二温度传感器(124)的热耦合的瞬态热阻的第四传感器热值(146)；在使用第一温度值(128)、第一损耗功率值(132)、第二损耗功率值(134)、第一传感器热值(140)和第二传感器热值(142)的情况下确定(1220)第一温度辅助值(T-PCB1)，以及在使用第二温度值(130)、第三损耗功率值(136)、第四损耗功率值(138)、第三传感器热值(144)和第四传感器热值(146)的情况下确定第二温度辅助值(T-PCB2)；并且在使用第一温度辅助值(T-PCB1)的情况下获取(1230)第一开关单元(114)和/或第二开关单元(116)的温度，并且/或者在使用第二温度辅助值(T-PCB2)的情况下获取第三开关单元(120)和/或第四开关单元(122)的温度，并且/或者在使用第一温度辅助值(T-PCB1)和第二温度辅助值(T-PCB2)的情况下获取第五开关单元(125)的温度。2.根据权利要求1所述的方法(1200)，包括由第一温度辅助值(T-PCB1)和第二温度辅助值(T-PCB2)构造平均值的步骤，其中在获取(1230)步骤中在使用平均值的情况下获取用于第五开关单元(125)的温度。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法(1200)，在确定(1220)步骤中通过将由第一损耗功率值(132)和第一传感器热值(140)形成的乘积以及由第二损耗功率值(134)和第二传感器热值(142)形成的乘积从第一温度值(128)中减去，从而确定第一温度辅助值(T-PCB1)，并且/或者通过将由第三损耗功率值(136)和第三传感器热值(144)形成的乘积以及由第四损耗功率值(138)和第四传感器热值(146)形成的乘积从第二温度值(130)中减去，从而确定第二温度辅助值(T-PCB2)。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法(1200)，包括下述步骤：根据分配给开关单元(114，116，120，122，125)中的至少一个开关单元的中间电路的中间电路电流以及开关单元(114，116，120，122，125)中的至少一个开关单元的至少一个元器件参数来计算损耗功率值(132，134，136，138；Pv5)中的至少一个损耗功率值。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法(1200)，其中在读入(1210)步骤中还读入代表第一开关单元(114)和第二开关单元(116)的热耦合的瞬态热阻的第一电路热值(Zth1)，和/或代表第一开关单元(114)和第三开关单元(120)的热耦合的瞬态热阻的第二电路热值(Zth8)，和/或代表第一开关单元(114)和第四开关单元(122)的热耦合的瞬态热阻的第三电路热值(Zth18)，和/或代表第一开关单元(114)和第五开关单元(125)的热耦合的瞬态热阻的第四电路热值(Zth17)，和/或代表第二开关单元(116)和第三开关单元(120)的热耦合的瞬态热阻的第五电路热值(Zth2)，和/或代表第二开关单元(116)和第四开关单元(122)的热耦合的瞬态热阻的第六电路热值(Zth19)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·希林格，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE