DE102015008006B3

DE102015008006B3 - Method for limiting a performance of a control device in a motor vehicle and motor vehicle

Info

Publication number: DE102015008006B3
Application number: DE102015008006.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gaßner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2035-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Begrenzen einer Performanz eines Steuergeräts (4) in einem Kraftfahrzeug (1), das eine Kühleinrichtung (3) aufweist, die das Steuergerät (4) und zumindest ein weiteres Fahrzeuggerät (2) kühlt und deren Kühlleistung im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (1) variiert, wobei bei dem Verfahren durch eine Deratingeinrichtung (20) ein vorgegebenes Sollwertsignal (22) der Performanz auf einen einstellbar ausgestalteten Derating-Grenzwert (25) begrenzt wird. Der Derating-Grenzwert (25) soll möglichst groß sein. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass ein mit der Kühlleistung korrelierter Betriebsparameterwert (R) des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird, mittels einer Kennlinie (26a, 26b, 26c, 26d) anhand des Betriebsparameterwerts (R) ein Zustandswert (Z) einer zwischen der Kühleinrichtung (3) und dem Steuergerät (4) bereitgestellten Kühlschnittstelle (16) ermittelt wird, in Abhängigkeit von dem Zustandswert (Z) ein Gerätemodell (19) des Steuergeräts (4) parametriert wird und mittels des Gerätemodells (19) der Derating-Grenzwert (25) ermittelt wird.The invention relates to a method for limiting a performance of a control unit (4) in a motor vehicle (1) which has a cooling device (3) which cools the control unit (4) and at least one further vehicle unit (2) and their cooling power during driving operation Motor vehicle (1) varies, wherein in the method by a derating device (20) a predetermined setpoint signal (22) of the performance is limited to an adjustable designed derating limit (25). The derating limit (25) should be as large as possible. For this purpose, the invention provides that an operating parameter value (R) of the motor vehicle (1) correlated with the cooling power is detected, by means of a characteristic curve (26a, 26b, 26c, 26d) on the basis of the operating parameter value (R) a state value (Z) between the Cooling device (3) and the control unit (4) provided cooling interface (16) is determined depending on the state value (Z) a device model (19) of the control unit (4) is parameterized and by means of the device model (19) of the derating limit ( 25) is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Begrenzen einer Performanz eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug. Mit Performanz ist hier beispielsweise eine durch das Steuergerät geschaltete elektrische Leistung oder eine durch das Steuergerät durchgeführte Anzahl von Rechenschritten pro Sekunde gemeint. Das Steuergerät hängt dabei von einer Kühlung durch eine Kühleinrichtung des Kraftfahrzeugs ab, welche nicht nur das Steuergerät, sondern zumindest ein weiteres Fahrzeuggerät kühlt und deren Kühlleistung im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs variiert. Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, in welchem die Performanz eines Steuergeräts begrenzt wird.The invention relates to a method for limiting a performance of a control device in a motor vehicle. By performance is meant, for example, an electrical power switched by the control device or a number of computing steps per second performed by the control device. The control unit depends on a cooling by a cooling device of the motor vehicle, which not only the control unit, but at least one further vehicle unit cools and their cooling capacity varies when driving the motor vehicle. The invention also includes a motor vehicle in which the performance of a control device is limited.

Damit ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug unter allen klimatischen Bedingungen einwandfrei funktioniert, muss innerhalb des Steuergeräts dafür gesorgt werden, dass es sich in jedem denkbaren Betriebsfall spezifikationsgemäß verhält und hierdurch seine Steueraufgabe oder Regelaufgabe im Gesamtverbund des Kraftfahrzeugs wahrnimmt. Insbesondere darf das Steuergerät nicht derart überhitzen, dass es vollständig ausfällt. Hier ist es vielmehr sinnvoller, dass es in seiner Performanz begrenzt wird, um einen weiteren Anstieg der Betriebstemperatur zu vermeiden oder sogar eine Abkühlung zu erreichen. Ein solches Begrenzen der Performanz eines Steuergeräts, das heißt das Setzen eines Maximalwerts für die Performanz, wird als Derating (Drosseln) bezeichnet. Die Performanz wird hierdurch auf eine Derating-Grenzwert begrenzt. Mit anderen Worten wird ein Grenzarbeitspunkt des Steuergeräts definiert.For a control unit to function properly in a motor vehicle under all climatic conditions, it must be ensured within the control unit that it behaves in accordance with specifications in every conceivable operating case and thereby performs its control task or control task in the overall network of the motor vehicle. In particular, the control unit must not overheat in such a way that it completely fails. Instead, it makes more sense that it is limited in its performance in order to avoid a further increase in the operating temperature or even to achieve a cooling. Such limiting the performance of a controller, that is, setting a maximum value for the performance, is called derating. The performance is thereby limited to a derating limit. In other words, a limit operating point of the controller is defined.

Die auf die Funktionstüchtigkeit des Steuergeräts einwirkende Einflussgröße Temperatur kann zum einen von außen auf das Steuergerät und zum anderen durch eine Wärmequelle im Inneren des Steuergeräts bestimmt sein. Die Heizleistung im Inneren bestimmt, wie viel Wärme im Steuergerät entsteht, die Außentemperatur entscheidet, mit welcher Rate Wärmeenergie abgeführt werden kann.The influencing variable temperature acting on the functionality of the control device can be determined from outside on the control device and secondly by a heat source in the interior of the control device. The heating power inside determines how much heat is generated in the control unit, the outside temperature decides at what rate heat energy can be dissipated.

Nun kann man auf zwei Arten dafür sorgen, dass ein Steuergerät unter dem Einfluss einer Temperatur innerhalb seiner Spezifikationen betrieben wird: Man überdimensioniert das Steuergerät dermaßen, dass über die so erreichte Steuergeräterobustheit die Stellfunktion oder Regelfunktion in allen Betriebsbereichen gewährleistet ist. Alternativ dazu verbaut man einen Sensor, der die aktuelle Steuergerätetemperatur aufnimmt und die Performanz des Steuergeräts dermaßen beeinflusst, dass die Performanz in Abhängigkeit von dem Sensorsignal reduziert wird.Now you can ensure in two ways that a control unit is operated under the influence of a temperature within its specifications: oversized the control unit so that the control device obtuseness thus achieved the control function or control function is guaranteed in all operating ranges. Alternatively, a sensor is installed which picks up the current temperature of the control unit and influences the performance of the control unit to such an extent that the performance is reduced as a function of the sensor signal.

Das Überdimensionieren eines Steuergeräts weist den Nachteil auf, dass ein solches Steuergerät in der Herstellung teuer ist. Bei einem Sensor ergibt sich das Problem, dass dieser einen Toleranzbereich aufweist, wenn es sich nicht um einen besonders hochwertigen und damit teuren Sensors handeln kann. Entsprechend muss auch bei der Temperaturüberwachung ein Grenzwert vorgesehen sein. Dies führt dazu, dass viele Steuergeräte zwar einen Sensor zur Betriebstemperaturüberwachung haben, diese aber die Performanz so bereits bei Temperaturwerten beeinflussen, die wesentlich niedriger als eine kritische Temperaturgrenze sind. Dies führt dazu, dass Leistungsreserven oder Performanzreserven des Steuergeräts nicht ausgenutzt werden können.The oversizing of a controller has the disadvantage that such a controller is expensive to manufacture. A sensor has the problem that it has a tolerance range, if it can not be a particularly high-quality and therefore expensive sensor. Accordingly, a limit value must also be provided for the temperature monitoring. As a result, many controllers have a sensor for operating temperature monitoring, but they already affect the performance at temperature values that are much lower than a critical temperature limit. This means that power reserves or performance reserves of the control unit can not be exploited.

Aus der DE 10 2007 039 836 A1 ist eine Kühlung eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs bekannt. Ein Lüfter kühlt das Steuergerät in Abhängigkeit von einer ermittelten Steuergerät-Temperatur mit mindestens einem Teil-Luftstrom. Der Betrieb des Steuergeräts kann eingeschränkt werden, wenn die Steuergerät-Temperatur oberhalb einer kritischen Temperaturgrenze ist. Eine derartige Einschränkung ist bei einem Motor-Steuergerät insbesondere eine Einschränkung der Leistung des Verbrennungsmotors.From the DE 10 2007 039 836 A1 Cooling of a control device of a motor vehicle is known. A fan cools the controller in response to a detected controller temperature with at least a partial airflow. The operation of the controller may be restricted if the controller temperature is above a critical temperature limit. Such a restriction is in a motor control unit in particular a limitation of the performance of the internal combustion engine.

Aus der DE 10 2009 046 394 A1 ist bekannt, einen Betrieb eines Steuergeräts in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter zu steuern. Der Betriebsparameter beschreibt eine Abnutzung des Steuergeräts.From the DE 10 2009 046 394 A1 It is known to control an operation of a control device in dependence on an operating parameter. The operating parameter describes a wear of the control unit.

Aus der DE 100 60 539 C1 ist ein Steuergerät bekannt, das mehrere Betriebszustände aufweist, die sich in der von dem Steuergerät aufgenommenen oder verbrauchten Leistung unterscheiden. Ein Power-Management-System überführt das Steuergerät in einen Stand-by-Modus oder in einen leistungslosen Modus nur dann, wenn das Steuergerät momentan nicht benötigt wird.From the DE 100 60 539 C1 a control device is known which has a plurality of operating states which differ in the power consumed or consumed by the control device. A power management system will put the controller in a stand-by mode or in a no-load mode only if the controller is not currently needed.

Aus der DE 10 2013 209 043 A1 , die den Oberbegriff bildet, ist ein Verfahren zum Drosseln einer Leistung eines Steuergeräts bekannt, welches mittels eines Temperaturmodells die Temperaturverteilung in dem Steuergerät nachgebildet und hierbei als Eingangsgrößen für das Temperaturmodell die Temperatur einzelner Elektronikeinrichtungen sowie die Außentemperatur des Steuergeräts vorsieht. Die Temperatur der Elektronikeinrichtungen kann indirekt geschätzt werden, indem eine aktuelle Nutzung der Elektronikeinrichtungen des Motorsteuergeräts berechnet werden. Das Temperaturmodell gibt an, wie diese Temperaturen sich dann am Einbauort des Steuergeräts auswirken.From the DE 10 2013 209 043 A1 , which forms the preamble, a method for throttling a performance of a control unit is known, which simulates the temperature distribution in the control unit by means of a temperature model and in this case provides as input variables for the temperature model, the temperature of individual electronic devices and the outside temperature of the control unit. The temperature of the electronic devices can be estimated indirectly by calculating an actual usage of the electronic devices of the engine control device. The temperature model indicates how these temperatures affect the location of the controller.

Aus der DE 600 28 713 T2 ist bekannt, dass bei einem Motorsteuergerät eine Kühlung bereitgestellt werden kann, indem ein Wärmetauscher mit Kühlmittel durch-flossen wird, bei dem es sich um die Treibstoff-Versorgung des von dem Motorsteuergerät gesteuerten Motors handelt. Des Weiteren ist beschrieben, dass auch die Umgebungstemperatur einen Einfluss auf die Kühlung hat. Zur Vergrößerung einer Kühlleistung kann eine Luft-Strömung verbessert werden, indem ein Gebläse eingeschaltet wird oder die Drehzahl des Gebläses vergrößert wird.From the DE 600 28 713 T2 It is known that in an engine control unit cooling may be provided by flowing a heat exchanger with coolant, which is the Fuel supply of controlled by the engine control unit engine is. Furthermore, it is described that the ambient temperature also has an influence on the cooling. To increase a cooling capacity, an air flow can be improved by turning on a fan or increasing the speed of the fan.

Aus dem Fachbeitrag von Eckart et al. (MÄRZ, Martin; ECKARDT, Bernd; SCHLETZ, Andreas: Anforderungsgerechte Auslegung von Leistungselektronik im Antriebsstrang. In: Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Device Technology IISB (Hrsg.): Fachtagung ”Elektrik/Elektronik in Hybrid- und Elektrofahrzeugen”. 2008, S. 213–225. ISBN 978-3-8109-2817-1) ist eine Diskussion zur Auslegung der Leistungselektronik im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt. Mittels eines Simulationsmodells wurde überprüft, wie Steuergeräte auszugestalten sind, um eine optimierte passive Kühlung zu erreichen.From the article by Eckart et al. (MARCH, Martin; ECKARDT, Bernd; SCHLETZ, Andreas: Requirements-oriented Design of Power Electronics in the Powertrain In: Fraunhofer Institute for Integrated Systems and Devices Technology IISB (Ed.): Symposium "Electrics / Electronics in Hybrid and Electric Vehicles" 2008, Pp. 213-225, ISBN 978-3-8109-2817-1), a discussion on the design of power electronics in the powertrain of a motor vehicle is known. A simulation model was used to examine how to design ECUs in order to achieve optimized passive cooling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Kraftfahrzeug ein Steuergerät hochperformant zu betreiben.The invention has for its object to operate in a motor vehicle, a controller high-performance.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche gegeben.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are given by the features of the dependent claims.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Begrenzen einer Performanz eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt. Bei der Performanz kann es sich beispielsweise um eine durch das Steuergerät geschaltete oder kontrollierte elektrische Leistung handeln, die beispielsweise zwischen einer elektrischen Maschine und einem elektrischen Gleichspannungs-Zwischenkreis über das Steuergerät ausgetauscht oder geführt wird. Die Performanz kann auch beispielsweise eine von dem Steuergerät bereitgestellte Rechenleistung sein, also eine Anzahl an Rechenschritten, die pro Zeiteinheit durchgeführt wird, falls das Steuergerät z. B. Bestandteil eines Infotainmentsystems (Informations-Unterhaltungssystems) ist. Die Performanz kann auch beispielsweise eine Leuchthelligkeit eines Scheinwerfers des Kraftfahrzeugs sein.The invention provides a method for limiting a performance of a control device in a motor vehicle. The performance can be, for example, an electric power switched or controlled by the control unit, which is exchanged or guided, for example, between an electric machine and an electrical DC voltage intermediate circuit via the control unit. The performance can also be, for example, a computing power provided by the control unit, that is to say a number of computing steps which are carried out per unit of time, if the control unit z. B. part of an infotainment system (information-entertainment system) is. The performance can also be, for example, a luminous intensity of a headlamp of the motor vehicle.

Die Erfindung geht davon aus, dass mit steigender Performanz auch eine in dem Steuergerät umgesetzte oder freiwerdende Verlustleistung steigt. Das Verfahren wird in folgender Umgebung durchgeführt. Das Kraftfahrzeug weist eine Kühleinrichtung auf, die das Steuergerät und zumindest ein weiteres Fahrzeuggerät kühlt. Die Kühlleistung der Kühleinrichtung variiert dabei im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, weil beispielsweise eine Pumpe oder ein Ventilator der Kühleinrichtung über den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angetrieben wird, der eine variierende Drehzahl aufweist. Bei einer Luftkühlung kann ein Staudruck am Lüftereinlass fahrgeschwindigkeitsabhängig sein.The invention is based on the assumption that, with increasing performance, a power loss that is converted or released in the control unit also increases. The procedure is carried out in the following environment. The motor vehicle has a cooling device which cools the control unit and at least one further vehicle unit. The cooling capacity of the cooling device varies while driving the motor vehicle because, for example, a pump or a fan of the cooling device is driven via the drive train of the motor vehicle having a varying speed. In the case of air cooling, a back pressure at the fan inlet can be dependent on the driving speed.

Bei dem Verfahren wird in der beschriebenen Weise in dem Steuergerät durch eine Deratingeinrichtung oder Begrenzungseinrichtung ein vorgegebenes Sollwertsignal der aktuell bereitzustellenden Performanz auf einen einstellbar ausgestalteten Derating-Grenzwert begrenzt. Das Sollwertsignal wird dem Steuergerät dabei von außen vorgegeben oder zugeführt. Beispielsweise kann das Sollwertsignal durch einen Benutzer vorgegeben werden oder durch eine zentrale Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs oder durch ein Energiemanagementsystem. Die Erfindung sieht nun vor, den Derating-Grenzwert derart einzustellen, dass Temperaturreserven und/oder Kühlungsreserven in dem Kraftfahrzeug ausgeschöpft werden. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein mit der Kühlleistung der Kühleinrichtung korrelierter Betriebsparameterwert des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Der Betriebsparameterwert repräsentiert mit anderen Worten eine momentan oder aktuell durch die Kühleinrichtung bereitgestellte Kühlleistung. Es handelt sich um eine Motordrehzahl. Da aber die Kühleinrichtung das Steuergerät und zumindest ein weiteres Fahrzeuggerät kühlt, ist hierdurch noch nicht klar, wie viel Kühlleistung an der eigentlichen Kühlschnittstelle zwischen der Kühleinrichtung und dem Steuergerät bereitsteht. Die Kühlschnittstelle bildet den Wärmeabfuhrbereich oder Übergangsbereich zwischen dem Steuergerät und der Kühleinrichtung. Sie kann z. B. einen Kühlkörper des Steuergeräts umfassen, der von der Kühleinrichtung gekühlt wird.In the method described in the manner described in the control unit by a derating or limiting device, a predetermined setpoint signal of the current performance to be provided limited to an adjustable designed derating limit. The setpoint signal is specified or supplied to the control unit from the outside. For example, the setpoint signal can be specified by a user or by a central computing device of the motor vehicle or by an energy management system. The invention now provides for setting the derating threshold such that temperature reserves and / or cooling reserves in the motor vehicle are exhausted. For this purpose, the invention provides that a correlated with the cooling capacity of the cooling device operating parameter value of the motor vehicle is detected. In other words, the operating parameter value represents a cooling power currently or currently provided by the cooling device. It is an engine speed. Since, however, the cooling device cools the control unit and at least one further vehicle unit, this does not yet make it clear how much cooling power is available at the actual cooling interface between the cooling unit and the control unit. The cooling interface forms the heat removal area or transition area between the control unit and the cooling device. You can z. B. include a heat sink of the controller, which is cooled by the cooling device.

Mittels einer Kennlinie wird anhand des Betriebsparameterwerts des Kraftfahrzeugs ein Zustandswert der Kühlschnittstelle ermittelt. Mit anderen Worten wird ermittelt, in welchem Zustand ein an der Kühlschnittstelle durch die Kühleinrichtung vorbeigeführter Kühlmittelstrom ist. In Abhängigkeit von dem Zustandswert wird dann ein digitales Gerätemodell des Steuergeräts parametriert. Mit anderen Worten wird durch ein digitales Gerätemodell die Wärmeentwicklung und/oder Wärmeverteilung in dem Steuergerät nachgebildet, wobei der Zustand der Kühleinrichtung an der Kühlschnittstelle berücksichtigt wird. Mit anderen Worten ist das Gerätemodell ein Temperaturmodell. Mittels des Gerätemodells wird der Derating-Grenzwert ermittelt und dieser Derating-Grenzwert in der Deratingeinrichtung eingestellt.By means of a characteristic curve, a state value of the cooling interface is determined on the basis of the operating parameter value of the motor vehicle. In other words, it is determined in which state a coolant flow passed by the cooling device at the cooling interface is. Depending on the status value, a digital device model of the control device is then parameterized. In other words, the heat generation and / or heat distribution in the control unit is modeled by a digital device model, wherein the state of the cooling device is taken into account at the cooling interface. In other words, the device model is a temperature model. By means of the device model, the derating limit value is determined and this derating limit is set in the derating device.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass der Derating-Grenzwert nun angepasst ist an den aktuellen Zustand der Kühleinrichtung an der Kühlschnittstelle. Des Weiteren wird durch das Gerätemodell berücksichtigt, welchen Einfluss dieser Zustand der Kühlschnittstelle auf die geräteinterne Wärmeverteilung hat. Somit kann der Grenzarbeitspunkt an die tatsächlichen Wärmeverhältnisse im Steuergerät und an der Kühlschnittstelle angepasst werden. Mittels des Derating-Grenzwerts wird somit das von außen vorgegebene Sollwertsignal derart begrenzt, dass für den Fall, dass das Sollwertsignal einen Sollwert größer als den Derating-Grenzwert aufweist, dieser Bereich des Sollwertsignals auf den Derating-Grenzwert eingestellt wird. Durch eine Steuerung und/oder eine Regelung kann dann ein Stellsignal zum Stellen einer Fahrzeugkomponente des Kraftfahrzeugs erzeugt werden, wobei das Stellsignal dann in Abhängigkeit von dem durch den Derating-Grenzwert begrenzten Sollwertsignal erzeugt wird.The invention provides the advantage that the derating limit value is now adapted to the current state of the cooling device at the cooling interface. Furthermore, the device model takes into account the influence of this state of the cooling interface on the device-internal heat distribution. Thus, the limit working point adapted to the actual heat conditions in the control unit and on the cooling interface. By means of the derating limit value, the setpoint value signal specified from the outside is thus limited such that, in the event that the setpoint value signal has a setpoint value greater than the derating limit value, this range of the setpoint signal is set to the derating limit value. By a controller and / or a control can then be generated to set a vehicle component of the motor vehicle, a control signal, wherein the control signal is then generated in response to the limited by the derating limit value signal.

Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes optional developments, by the characteristics of which additional benefits.

Gemäß einer Weiterbildung ermitteln Sensoren des Steuergeräts eine Kühlmitteleintrittstemperatur und eine Kühlmittelaustrittstemperatur an der Kühlschnittstelle. Durch das Steuergerät wird aus der Kühlmitteleintrittstemperatur und der Kühlmittelaustrittstemperatur ein Temperaturhubwert an der Kühlschnittstelle ermittelt. Mit anderen Worten wird ermittelt, um welche Temperaturdifferenz sich das Kühlmittel an der Kühlschnittstelle erwärmt, weil es Wärmeenergie aus dem Steuergerät aufnimmt. Mittels des Temperaturhubwerts wird das Gerätemodell konfiguriert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Diffusionsrate der Wärmeenergie an der Kühlschnittstellt beim Ermitteln des Derating-Grenzwerts berücksichtigt wird.According to a development, sensors of the control unit determine a coolant inlet temperature and a coolant outlet temperature at the cooling interface. The control unit determines a temperature stroke value at the cooling interface from the coolant inlet temperature and the coolant outlet temperature. In other words, it is determined by what temperature difference the coolant heats up at the cooling interface because it absorbs heat energy from the control unit. The device model is configured by means of the temperature stroke value. This has the advantage that the diffusion rate of the heat energy at the cooling interface is taken into account when determining the derating threshold value.

Gemäß einer Weiterbildung wird mittels des Gerätemodells ein geräteinterner Wärmefluss von zumindest einer Wärmequelle des Steuergeräts hin zu der Kühlschnittstelle nachgebildet. Als Wärmequelle kann beispielsweise ein Transistor vorhanden sein, durch welchen elektrische Leistung geschaltet wird. Durch Berücksichtigen des geräteinternen Wärmeflusses werden die Wärmetransportgeschwindigkeit und/oder der thermische Widerstand der Kühlstrecke von der zumindest einen Wärmequelle hin zur Kühlschnittstelle berücksichtigt.According to a further development, a device-internal heat flow from at least one heat source of the control device to the cooling interface is reproduced by means of the device model. As a heat source, for example, a transistor may be present, through which electrical power is switched. By taking into account the device-internal heat flow, the heat transport velocity and / or the thermal resistance of the cooling section from the at least one heat source to the cooling interface are taken into account.

Gemäß einer Weiterbildung wird mittels des Gerätemodells eine jeweilige Wärmekapazität von zumindest einem Bauteil des Steuergeräts berücksichtigt. Insbesondere wird ermittelt, welche Kapazitätsreserven das jeweilige Bauteil aktuell aufweist, das heißt wie viel thermische Energie das Bauteil noch aufnehmen kann, bis es eine vorgegebene zulässige Höchsttemperatur erreicht. Durch Berücksichtigen der Wärmekapazität von zumindest einem Bauteil ergibt sich der Vorteil, dass ein Zeitgewinn bis Begrenzen oder Reduzieren der Performanz ermöglicht ist. Die Reduktion kann verzögert werden, falls anhand der jeweiligen Wärmekapazität des zumindest einen Bauteils erkannt wird, dass das Steuergerät zunächst weiter mit einer größeren Performanz betrieben werden kann und die Begrenzung auf einen geringeren Performanzwert erst nach Ausschöpfen der Wärmekapazität nötig ist.According to a development, a respective heat capacity of at least one component of the control device is taken into account by means of the device model. In particular, it is determined which capacity reserves the respective component currently has, that is to say how much thermal energy the component can still absorb until it reaches a predefined maximum permissible temperature. By taking into account the heat capacity of at least one component, there is the advantage that a time saving is possible until limiting or reducing the performance. The reduction can be delayed if, on the basis of the respective heat capacity of the at least one component, it is recognized that the control unit can initially continue to be operated with greater performance and the limitation to a lower performance value is only necessary after exhausting the heat capacity.

Gemäß einer Weiterbildung wird die Kennlinie, mittels welcher der Betriebsparameterwert des Kraftfahrzeugs in den Zustandswert der Kühlschnittstelle umgewandelt oder abgebildet wird, wie folgt ermittelt. Die Kennlinie wird aus mehreren vorbestimmten Kennlinien in Abhängigkeit von einem jeweiligen Stellwert zumindest einer Komponente der Kühleinrichtung ausgewählt. Der jeweilige Stellwert der mindestens einen Kühlkomponente besagt, in welchem aktuellen Betriebszustand sich die Komponente befindet. Beispielsweise kann ein Stellwert eine aktuelle Stellung eines Ventils oder einer Klappe angeben. Ein Stellwert kann angeben, ob eine Innenraumheizung des Kraftfahrzeugs durchströmt wird. Ein Stellwert kann einen Betriebszustand einer Pumpe der Kühleinrichtung angeben. Durch den ermittelten zumindest einen Stellwert wird beschrieben, wie die von der Kühleinrichtung erzeugte Kühlleistung auf das Steuergerät einerseits und das zumindest eine weitere Fahrzeuggerät andererseits aufgeteilt wird. Mit anderen Worten wird durch den zumindest einen Stellwert die Verteilung der Kühlleistung im Kraftfahrzeug angegeben oder beschrieben. Je nach Einstellung der zumindest einen Komponente der Kühleinrichtung wird also ein verschieden großer Anteil der Kühlleistung an die Kühlschnittstelle des Steuergeräts gefördert. Entsprechend ist dann eine andere Kennlinie vorgesehen, mittels welcher aus dem Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs der Zustandswert der Kühlschnittstelle ermittelt wird. Der zumindest eine Stellwert korreliert somit insbesondere mit einer Verteilung eines Kühlmittelstroms in der Kühleinrichtung.According to a development, the characteristic curve by means of which the operating parameter value of the motor vehicle is converted or imaged into the state value of the cooling interface is determined as follows. The characteristic curve is selected from a plurality of predetermined characteristic curves as a function of a respective control value of at least one component of the cooling device. The respective control value of the at least one cooling component states in which current operating state the component is located. For example, a manipulated variable may indicate a current position of a valve or a flap. A control value can specify whether an interior heating of the motor vehicle is flowed through. A manipulated variable may indicate an operating state of a pump of the cooling device. The determined at least one control value describes how the cooling power generated by the cooling device is distributed to the control device on the one hand and the at least one further vehicle device on the other hand. In other words, the distribution of the cooling power in the motor vehicle is specified or described by the at least one control value. Depending on the setting of the at least one component of the cooling device, therefore, a differently large proportion of the cooling power is conveyed to the cooling interface of the control device. Accordingly, a different characteristic curve is then provided, by means of which the state value of the cooling interface is determined from the operating parameter of the motor vehicle. The at least one control value thus correlates in particular with a distribution of a coolant flow in the cooling device.

Der Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs selbst legt insbesondere fest, mit welcher Antriebsleistung die Kühlmitteleinrichtung in dem Kraftfahrzeug momentan oder aktuell angetrieben wird. In diesem Zusammenhang sieht eine Weiterbildung vor, dass als Betriebsparameterwert eine Motordrehzahl eines Motors des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, wobei durch den Motor sowohl das Kraftfahrzeug als auch die Kühleinrichtung angetrieben werden. Beispielsweise kann über einen Riemen eine Pumpe der Kühleinrichtung angetrieben werden. Bei dem Motor kann es sich um einen Verbrennungsmotor, beispielsweise einen Ottomotor oder Dieselmotor, oder einen Elektromotor handeln. Bei dieser Weiterbildung wird also effektiv die Motordrehzahl auf einen Zustandswert der Kühlschnittstelle abgebildet und anschließend ausgehend von dem Zustand der Kühlschnittstelle mittels des Gerätemodells der Derating-Grenzwert festgelegt.In particular, the operating parameter of the motor vehicle determines with which drive power the coolant device in the motor vehicle is currently or currently being driven. In this context, a development provides that an engine speed of an engine of the motor vehicle is determined as the operating parameter value, wherein both the motor vehicle and the cooling device are driven by the engine. For example, a pump of the cooling device can be driven via a belt. The engine may be an internal combustion engine, such as a gasoline engine or diesel engine, or an electric motor. In this development, therefore, the engine speed is effectively mapped to a state value of the cooling interface and then determined based on the state of the cooling interface by means of the device model, the derating limit.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Steuergerät einen Pulswechselrichter für eine elektrische Maschine aufweist. In dem Pulswechselrichter wird Abwärme oder Verlustleistung insbesondere in den Transistoren der Halbbrücken umgesetzt oder erzeugt. Als die zu überwachende oder zu begrenzende Performanz des Steuergeräts wird eine von dem Pulswechselrichter zwischen einem elektrischen Zwischenkreis und der elektrischen Maschine übertragene elektrische Leistung begrenzt. Die Verlustwärme in den Transistoren korreliert nämlich mit der von dem Wechselrichter übertragenen, d. h. den Transistoren geschalteten elektrischen Leistung. Zusätzlich oder alternativ zur Leistung sieht eine Weiterbildung eine Begrenzung eines jeweiligen Phasenwechselstroms zumindest einer Drehstromleitung des Steuergeräts vor. Über die zumindest eine Drehstromleitung wird die elektrische Maschine mit einem Drehstrom für den Motorbetrieb versorgt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann über die Drehstromleitung ein Phasenwechselstrom von der elektrischen Maschine hin zum Zwischenkreis geführt werden, falls die elektrische Maschine im Generatorbetrieb betrieben wird.A further development provides that the control unit is a pulse inverter for an electrical Machine has. In the pulse inverter waste heat or power loss is implemented or generated in particular in the transistors of the half bridges. As the performance of the control device to be monitored or limited, an electrical power transmitted by the pulse inverter between an electrical intermediate circuit and the electric machine is limited. Namely, the heat loss in the transistors is correlated with the electric power transmitted from the inverter, that is, the transistors connected. In addition or as an alternative to the power, a development provides for limiting a respective phase alternating current of at least one three-phase line of the control device. About the at least one three-phase line, the electric machine is supplied with a three-phase current for the motor operation. Additionally or alternatively, via the three-phase line, a phase alternating current can be conducted from the electric machine to the intermediate circuit if the electric machine is operated in generator mode.

Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, welches ein Steuergerät zum Stellen einer Fahrzeugkomponente des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer elektrischen Maschine, und eine Kühleinrichtung aufweist. Die Kühleinrichtung kühlt sowohl das Steuergerät als auch zumindest ein weiteres Fahrzeuggerät, beispielsweise eine Brennkraftmaschine und/oder einen Elektromotor. Des Weiteren variiert in dem Kraftfahrzeug die Kühlleistung der Kühleinrichtung im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs. Grund dafür kann eine vom Fahrbetrieb abhängige Antriebsleistung für die Kühleinrichtung sein. Ein weiterer Grund kann darin bestehen, dass die Kühlleistung zwischen dem Steuergerät und dem zumindest einen weiteren Fahrzeuggerät in Abhängigkeit von Stellwerten von Komponenten der Kühleinrichtung unterschiedlich aufgeteilt wird. Das Steuergerät empfängt ein Sollwertsignal für seine Performanz. Das Sollwertsignal kann durch eine Einheit bereitgestellt werden, die hier als Performanzvorgabeeinrichtung bezeichnet ist. Es kann sich hierbei beispielsweise um eine zentrale Recheneinrichtung oder ein Energiemanagementsystem oder auch eine Bedieneinrichtung für einen Benutzer des Kraftfahrzeugs handeln. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Steuergerät für die Fahrzeugkomponente dazu ausgelegt ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Hierdurch wird das Steuergerät unter Ausnutzung von Temperatur- und Kühlungsreserven derart betrieben, dass sich das Steuergerät bei maximal möglicher Performanz betreiben lässt.The invention also includes a motor vehicle, which has a control unit for setting a vehicle component of the motor vehicle, for example an electric machine, and a cooling device. The cooling device cools both the control unit and at least one further vehicle device, for example an internal combustion engine and / or an electric motor. Furthermore, in the motor vehicle, the cooling capacity of the cooling device varies during driving operation of the motor vehicle. The reason for this can be a driving power for the cooling device which depends on the driving operation. Another reason may be that the cooling capacity between the control unit and the at least one further vehicle unit is divided differently depending on control values of components of the cooling device. The controller receives a setpoint signal for its performance. The setpoint signal may be provided by a unit, referred to herein as a performance setter. This may be, for example, a central computing device or an energy management system or an operating device for a user of the motor vehicle. According to the invention, it is provided that the control unit for the vehicle component is designed to carry out an embodiment of the method according to the invention. As a result, the control unit is operated by exploiting temperature and cooling reserves in such a way that the control unit can be operated at the maximum possible performance.

Gemäß einer Weiterbildung des Kraftfahrzeugs ist das Steuergerät mit einer elektrischen Maschine gekoppelt, um die elektrische Maschine zu stellen oder zu betreiben. Das Steuergerät weist hierbei einen Pulswechselrichter auf, mittels welchem elektrische Energie der elektrischen Maschine zugeführt wird und/oder von der elektrischen Maschine abgeführt wird. Das Steuergerät begrenzt mittels des Verfahrens eine Leistungsübertragung und/oder eine Stromübertragung des Pulswechselrichters. Mit anderen Worten wird überprüft, ob das Sollwertsignal einen Sollwert aufweist, der größer als der Derating-Grenzwert ist. In diesem Fall wird dann das Sollwertsignal auf den Derating-Grenzwert eingestellt oder begrenzt.According to a development of the motor vehicle, the control unit is coupled to an electric machine in order to set or operate the electric machine. In this case, the control unit has a pulse inverter, by means of which electrical energy is supplied to the electric machine and / or is discharged from the electrical machine. The control unit limits by means of the method a power transmission and / or a power transmission of the pulse-controlled inverter. In other words, it is checked whether the setpoint signal has a setpoint that is greater than the derating threshold. In this case, the setpoint signal is then set or limited to the derating threshold.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.

Als zu der Erfindung gehörig wird ebenfalls ein Steuergerät angesehen, das für sich allein dazu ausgelegt ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Bei dem erfindungsgemäßen Steuergerät handelt es sich insbesondere um ein Steuergerät für eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs. Das Steuergerät weist in diesem Fall einen Wechselrichter für die elektrische Maschine auf. Das erfindungsgemäße Steuergerät und die elektrische Maschine sind beispielsweise zusammen durch einen Riemenstartergenerator bereitgestellt.As belonging to the invention, a control device is also considered, which alone is designed to carry out an embodiment of the method according to the invention. The control device according to the invention is in particular a control device for an electrical machine of the motor vehicle. In this case, the control unit has an inverter for the electric machine. The control unit according to the invention and the electric machine are provided, for example, together by a belt starter generator.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:In the following an embodiment of the invention is described. This shows:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, 1 a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention,

2 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts, das in dem Kraftfahrzeug von 1 bereitgestellt ist, und 2 a schematic representation of a control unit that in the motor vehicle of 1 is provided, and

3 einen schematisierten Verlauf von Kennlinien, die in dem Steuergerät von 2 bereitgestellt sind. 3 a schematic course of characteristics that in the control unit of 2 are provided.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, handeln kann. Dargestellt sind ein Antriebsmotor 2, eine Kühleinrichtung 3, ein Steuergerät 4, eine elektrische Maschine 5 und eine Performanzvorgabeeinrichtung 6. Bei dem Motor 2 kann es sich beispielsweise um einen Verbrennungsmotor handeln. Die Kühleinrichtung 3 kann über eine Koppeleinrichtung 7, beispielsweise einen Riemen und/oder ein Getriebe, mit einer Kurbelwelle des Motors 2 gekoppelt sein. Hierdurch kann die Kühleinrichtung 3 durch den Motor 2 angetrieben werden. Das Steuergerät 4 kann mit der elektrischen Maschine 5 gekoppelt sein. Beispielsweise kann das Steuergerät 4 einen Wechselrichter 8, insbesondere einen Pulswechselrichter, aufweisen, über welchen die elektrische Maschine 5 mit einem elektrischen Zwischenkreis 9 gekoppelt sein kann. Von dem Zwischenkreis 9 sind eine Plusleitung 10, eine Minusleitung 11 für eine Gleichspannung und ein Zwischenkreiskondensator 12 dargestellt. Die Plusleitung 10 und die Minusleitung 11 können mit einem (nicht dargestellten) elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs 1 gekoppelt sein. Durch den Wechselrichter 8 kann ein Drehstrom in den Phasenleitungen 13 mittels einer elektrischen Gleichspannung des Zwischenkreises 9 erzeugt werden. Der Drehstrom ist durch Phasenwechselströme in den Drehstromleitungen 13 gebildet. Hierdurch wird die elektrische Maschine 5 im Motorbetrieb angetrieben. Umgekehrt kann ein von der elektrischen Maschine 5 erzeugter Drehstrom durch den Wechselrichter 8 in einen Gleichstrom für den Zwischenkreis 9 gewandelt werden. Das Steuergerät 4 und die elektrische Maschine 5 können zusammen beispielsweise einen Riemenstartergenerator 14 für den Verbrennungsmotor 2 darstellen. 1 shows a motor vehicle 1 which may be, for example, a motor vehicle, in particular a passenger car. Shown are a drive motor 2 , a cooling device 3 , a control unit 4 , an electric machine 5 and a performance presetting device 6 , At the engine 2 it may, for example, be an internal combustion engine. The cooling device 3 can via a coupling device 7 For example, a belt and / or a transmission, with a crankshaft of the engine 2 be coupled. This allows the cooling device 3 through the engine 2 are driven. The control unit 4 can with the electric machine 5 be coupled. For example, the controller 4 an inverter 8th , in particular a pulse inverter, over which the electric machine 5 with an electrical DC link 9 can be coupled. From the DC link 9 are a plus line 10 , a negative lead 11 for a DC voltage and a DC link capacitor 12 shown. The plus line 10 and the minus line 11 can with a (not shown) electrical system of the motor vehicle 1 be coupled. Through the inverter 8th can be a three-phase current in the phase lines 13 by means of an electrical DC voltage of the DC link 9 be generated. The three-phase current is due to phase alternating currents in the three-phase lines 13 educated. As a result, the electric machine 5 driven during engine operation. Conversely, one of the electric machine 5 generated three-phase current through the inverter 8th in a DC for the DC link 9 be converted. The control unit 4 and the electric machine 5 Together, for example, a belt starter generator fourteen for the internal combustion engine 2 represent.

Ein Betrieb des Steuergeräts 4 wird durch ein Vorgabesignal S der Performanzvorgabeeinrichtung 6 vorgegeben oder gesteuert. Die Performanzvorgabeeinrichtung 6 kann beispielsweise ein Energiemanagementsystem oder eine Starteinrichtung zum Starten des Motors 2 sein.An operation of the controller 4 is determined by a default signal S of the performance setting device 6 predetermined or controlled. The performance presetting device 6 For example, an energy management system or a starting device for starting the engine 2 be.

Die Kühleinrichtung 3 kann beispielsweise eine Fluidkühlung für das Kraftfahrzeug 1 sein, z. B. mit Wasser oder Öl als Kühlmittel. In 1 ist dargestellt, dass die Kühleinrichtung 3 das Steuergerät 4 kühlt. Hierzu sind Kühlleitungen 15 der Kühleinrichtung 3 an eine Kühlschnittstelle 16 des Steuergeräts 4 angeschlossen. Die Kühlschnittstelle 16 kann in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein. Die Kühlschnittstelle 16 kann beispielsweise einen Kühlkörper umfassen, der von dem Kühlmittel der Kühleinrichtung 3 durchspült wird. An der Kühlschnittstelle 16 tritt Wärmeenergie aus dem Steuergerät 4, beispielsweise aus Transistoren des Wechselrichters 8, in das Kühlmittel der Kühleinrichtung 3 über. Die Kühleinrichtung 3 kann zusätzlich dazu ausgelegt sein, ein anderes Fahrzeuggerät zu kühlen, beispielsweise den Motor 2, wie dies in 1 durch weitere Kühlleitungen angedeutet ist.The cooling device 3 For example, a fluid cooling for the motor vehicle 1 be, z. B. with water or oil as a coolant. In 1 is shown that the cooling device 3 the control unit 4 cools. These are cooling lines 15 the cooling device 3 to a cooling interface 16 of the control unit 4 connected. The cooling interface 16 can be configured in a conventional manner. The cooling interface 16 For example, it may include a heat sink that is separate from the coolant of the cooling device 3 is flushed through. At the cooling interface 16 occurs heat energy from the controller 4 , for example, transistors of the inverter 8th , in the coolant of the cooling device 3 above. The cooling device 3 may additionally be configured to cool another vehicle device, such as the engine 2 like this in 1 indicated by further cooling lines.

Das Steuergerät 4 ist dazu ausgelegt, seine Performanz zu begrenzen, um nicht zu überhitzen und dabei weiterhin seine Stellfunktion, das heißt das Steuern und/oder Regeln, weiter auszuführen. In dem Beispiel wird also der Betriebspunkt der elektrischen Maschine 5 durch einen Grenzbetriebspunkt des Steuergeräts 4 begrenzt. Durch die Begrenzung der Performanz wird also die durch das Vorgabesignal S angeforderte Performanz bereitgestellt, falls die Performanz unter einem Höchstwert der Performanz ist, der durch einen Derating-Grenzwert festgelegt ist. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel besteht die Performanz in der Übertragung von elektrischen Leistungen durch den Wechselrichter 8, zwischen dem Zwischenkreis 9 und der elektrischen Maschine 5. Durch den Derating-Grenzwert wird die maximal übertragene Leistung und/oder eine Stromstärke der Phasenwechselströme jeweils auf einen Höchstwert begrenzt.The control unit 4 is designed to limit its performance so as not to overheat while continuing to perform its control function, that is, controlling and / or regulating. In the example, therefore, the operating point of the electric machine 5 through a limit operating point of the controller 4 limited. By limiting the performance, therefore, the performance requested by the default signal S is provided if the performance is below a maximum value of performance determined by a derating threshold. In the in 1 illustrated example, the performance in the transmission of electrical power through the inverter 8th , between the DC link 9 and the electric machine 5 , Due to the derating limit value, the maximum transmitted power and / or a current intensity of the phase alternating currents are each limited to a maximum value.

Das Steuergerät 4 stellt hierbei den Derating-Grenzwert in Abhängigkeit von einer aktuellen Kühlleistung der Kühleinrichtung 3 ein. Dies wird wie im Folgenden erläutert bewirkt.The control unit 4 in this case represents the derating limit as a function of a current cooling capacity of the cooling device 3 one. This is done as explained below.

Das Steuergerät 4 empfängt einen Betriebsparameterwert des Kraftfahrzeugs 1. In dem in 1 veranschaulichten Beispiel ist der Betriebsparameterwert durch eine Motordrehzahl R des Motors 2 repräsentiert. Die Motordrehzahl R ist ein Betriebsparameterwert, der mit der Kühlleistung der Kühleinrichtung 3 korreliert, da der Motor 2 und die Kühleinrichtung 3 über die Koppeleinrichtung 7 gekoppelt sind, und die Kühleinrichtung 3 durch den Motor 2 über die Koppeleinrichtung 7 angetrieben wird.The control unit 4 receives an operating parameter value of the motor vehicle 1 , In the in 1 Illustrated example is the operating parameter value by an engine speed R of the engine 2 represents. The engine speed R is an operating parameter value that corresponds to the cooling capacity of the cooling device 3 correlates because the engine 2 and the cooling device 3 via the coupling device 7 coupled, and the cooling device 3 through the engine 2 via the coupling device 7 is driven.

Im Folgenden ist im Zusammenhang mit der Funktionsweise des Steuergeräts 4 auf 2 und 3 verwiesen. In 2 ist zusätzlich eine Recheneinrichtung 17 des Steuergeräts 4 dargestellt. Die Recheneinrichtung 17 weist ein Kennfeld 18, ein Steuergerätemodell 19 und eine Deratingeinrichtung 20 auf. Das Vorgabesignal S kann durch einen Sollwertgebermodell 21 empfangen und an die Deratingeinrichtung 20 übertragen werden. Hierbei kann das Sollwertsignal beispielsweise durch das Sollwertgebermodell 21 skaliert oder in anderer Weise für den Betrieb in dem Steuergerät 4 in an sich bekannter Weise verändert werden.The following is related to the operation of the controller 4 on 2 and 3 directed. In 2 is additionally a computing device 17 of the control unit 4 shown. The computing device 17 has a map 18 , a controller model 19 and a derating device 20 on. The default signal S can by a setpoint generator model 21 received and sent to the derating facility 20 be transmitted. Here, the setpoint signal, for example, by the setpoint generator model 21 scaled or otherwise for operation in the controller 4 be changed in a conventional manner.

Das Sollwertgebermodell 21 kann optional das Vorgabesignal S in ein Sollwertsignal 22 für ein Steuergerätemodell 23 umrechnen, z. B. durch Skalieren. Das Sollwertsignal 22 kann auch mit dem Vorgabesignal S identisch sein.The setpoint generator model 21 Optionally, the default signal S in a setpoint signal 22 for a controller model 23 convert, for. By scaling. The setpoint signal 22 may also be identical to the default signal S.

Das Steuergerätmodell 23 repräsentiert in 2 die Steuerung und/oder Regelung, mittels welcher ein Stellsignal 24 erzeugt wird, welches beispielsweise der Wechselrichter 8 oder allgemein eine Funktionskomponente des Steuergeräts 4 für eine außenwirksame Gerätefunktion gestellt wird. Das Sollwertsignal 22 wird durch die Deratingeinrichtung 20 dahingehend überwacht, ob das Sollwertsignal 22 einen aktuellen Sollwert aufweist, der größer ist als der beschriebene Derating-Grenzwert 25. Der Derating-Grenzwert 25 ist adaptiv oder dynamisch einstellbar. Durch den Derating-Grenzwert 25 ist die aktuell verfügbare Kühlmöglichkeit für das Steuergerät 4 berücksichtigt. The controller model 23 represented in 2 the control and / or regulation, by means of which a control signal 24 is generated, which, for example, the inverter 8th or generally a functional component of the controller 4 for an external device function is provided. The setpoint signal 22 is through the derating device 20 as to whether the setpoint signal 22 has a current setpoint that is greater than the described derating limit 25 , The derating limit 25 is adaptive or dynamically adjustable. By the derating limit 25 is the currently available cooling option for the control unit 4 considered.

Hierzu wird der Betriebsparameterwert, also in dem Beispiel die Motordrehzahl R, über das Kennfeld 18 auf einen Zustandswert Z der Kühlschnittstelle 16 abgebildet.For this purpose, the operating parameter value, that is, in the example, the engine speed R, via the map 18 to a state value Z of the cooling interface 16 displayed.

3 zeigt hierzu beispielhaft das Kennfeld 18. Angegeben ist die Motordrehzahl R in Drehzahl pro Minute (1/min). Als Zustandswert Z wird gemäß 3 ein Volumenstrom V ermittelt, der beispielsweise in Litern pro Minute (l/min) definiert sein kann. Das Kennfeld 18 kann mehrere vorgegebene Kennlinien 26 aufweisen, wobei die einzelnen Kennlinien 26a, 26b, 26c, 26d sich darin unterscheiden, dass sie den Volumenstrom V in Abhängigkeit von der Drehzahl R zusätzlich in Abhängigkeit davon angeben, welche Stellzustände einzelne Komponenten der Kühleinrichtung 3 aufweisen. Beispielsweise kann als eine Komponente ein Ventil 27 als Stellwert 28 eine Ventilöffnungsstellung aufweisen. Durch die Ventilöffnungsstellung wird festgelegt, wie viel Kühlmittel oder welcher Kühlmittelteilstrom durch das Ventil 27 hindurch strömt. Dies beeinflusst, welcher Teil des Kühlmittels tatsächlich an die Kühlschnittstelle 16 gelangt. Entsprechend ergibt sich in Abhängigkeit von der Drehzahl R ein anderer Wert für den Volumenstrom V an der Kühlschnittstelle 16. 3 shows an example of the map 18 , The engine speed R is given in revolutions per minute (1 / min). As a state value Z is according to 3 determined a volume flow V, which may be defined, for example, in liters per minute (l / min). The map 18 can have several predefined characteristic curves 26 have, wherein the individual characteristics 26a . 26b . 26c . 26d differ in that they additionally indicate the volume flow V as a function of the rotational speed R as a function of which actuating states individual components of the cooling device 3 exhibit. For example, as a component, a valve 27 as a control value 28 have a valve opening position. The valve opening position determines how much coolant or which partial coolant flow through the valve 27 flows through it. This actually affects which part of the coolant is actually connected to the cooling interface 16 arrives. Accordingly, a different value for the volume flow V at the cooling interface results as a function of the rotational speed R. 16 ,

In Abhängigkeit von dem ermittelten Zustandswert Z wird das Temperaturmodell 19 dahingehend konfiguriert, dass der an der Kühlschnittstelle 16 verfügbare Volumenstrom V berücksichtigt ist. Das Temperaturmodell 19 stellt ein Steuergerätemodell oder kurz Gerätemodell im Sinne der Erfindung dar. Das Temperaturmodell 19 modelliert einen Wärmestrom von zumindest einer Wärmequelle des Steuergeräts 4 hin zur Kühlschnittstelle 16. Beispielsweise kann eine Wärmeentwicklung oder Wärmeerzeugung oder Verlustleistungsabgabe der Transistoren des Wechselrichters 8 durch das Temperaturmodell 19 und eine Übertragung der Verlustwärme hin zur Kühlschnittstelle 16 modelliert sein. Hierzu sind an sich entsprechende Temperaturmodelle 19 bekannt, welche thermische Kapazitäten und/oder Wärmewiderstände von Komponenten eines Steuergeräts 4 berücksichtigen. Das Steuergerätemodell kann auch beispielsweise in einfacher Form als Tabelle bereitgestellt sein, welche einzelnen Werten für den Zustandswert Z einen jeweils zugeordneten Derating-Grenzwert 25 zuordnet. Durch Vorgabe einer Höchsttemperatur für die Transistoren kann dann mittels des Temperaturmodells 19 ein Derating-Grenzwert 25 bestimmt oder ermittelt oder festgelegt werden. Der Derating-Grenzwert 25 wird dann in der Deratingeinrichtung 20 eingestellt.Depending on the determined state value Z, the temperature model becomes 19 configured to be at the cooling interface 16 available volume flow V is taken into account. The temperature model 19 represents a controller model or short device model in the context of the invention. The temperature model 19 models a heat flow from at least one heat source of the controller 4 towards the cooling interface 16 , For example, heat generation or heat generation or loss power output of the transistors of the inverter 8th through the temperature model 19 and a transfer of the heat loss to the cooling interface 16 be modeled. For this purpose are appropriate temperature models 19 known, which thermal capacities and / or thermal resistance of components of a control device 4 consider. The control device model can also be provided, for example, in a simple form as a table, which individual values for the state value Z have a respective associated derating limit value 25 assigns. By specifying a maximum temperature for the transistors can then by means of the temperature model 19 a derating limit 25 determined or determined or determined. The derating limit 25 will then be in the derating facility 20 set.

Das Steuergerät 4 schöpft somit Temperatur- und Kühlungsreserven, die hauptsächlich zum Derating führen, aus, was zu Kraftstoffeinsparung führt. Wird der Steuergerättyp des Steuergeräts 4 über mehrere Fahrzeugtypen und Derivate verwendet, kann das jeweilige Steuergerät 4 entsprechend neu bedatet werden, indem das Temperaturmodell 19 neu konfiguriert wird, so dass beispielsweise eine Geometrie der Kühlschnittstelle 16 berücksichtigt ist. Die Steuergeräteauslastung bildet nicht mehr den Worst-Case ab, sondern die geforderte Systemfunktion, das heißt es sind keine Reserven für nur theoretisch denkbare Fälle nötig. Das Steuergerät 4 wird auch in allen Anwendungsfällen optimal betrieben. Insbesondere wird das Steuergerät 4 in keinem Anwendungsfall überlastet. Es gibt auch keine „weiße Flecken” des Steuergerätebetriebs während eines Fahrzyklus.The control unit 4 thus depletes temperature and cooling reserves, which mainly lead to derating, resulting in fuel savings. Will be the controller type of the controller 4 used over several vehicle types and derivatives, the respective control unit 4 be restated accordingly by the temperature model 19 is reconfigured so that, for example, a geometry of the cooling interface 16 is taken into account. The ECU utilization no longer depicts the worst-case scenario, but the required system function, meaning that no reserves are required for theoretically conceivable cases. The control unit 4 is also optimally operated in all applications. In particular, the control unit 4 not overloaded in any case. There are also no "white spots" of the controller operation during a drive cycle.

Somit ergibt sich ein Steuergerät 4, dessen Performanz maßgeblich von der Kühlung abhängt, wobei die Performanz des Steuergeräts 4 umso größer ist, je mehr Kühlleistung an der Kühlschnittstelle bereitsteht. Die Gesamtkühlleistung des Kühlkreislaufes der Kühleinrichtung 3 hängt hierbei mit dem Fahrzeugbetriebszustand zusammen. Das Steuergerät 4 kann beispielsweise in einer wassergekühlten Antriebsmaschine bereitgestellt sein, wie einem Riemenstartergenerator. Das Kühlwasser hängt direkt mit dem Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors zusammen. Steigt die Leistung des Verbrenners an, steigt auch die Kühlmitteltemperatur, was zur Reduzierung der Antriebsleistung der Maschine führt. Steigt nun die Kühlmitteldurchflussgeschwindigkeit, steigt auch die Kühlleistung des Kühlmittels, was wiederum zur besseren Kühlung des Steuergeräts 4 führt. Im Steuergerät 4 sind Steuergerätemodelle für Leistungselektronik, Antriebsmaschine, Wärmeübergangswiderstände hinterlegt. Diese Steuergerätemodelle sind zu dem Temperaturmodell 19 kombiniert. Weiterhin wird im Steuergerät 4 eine Tabelle abgelegt, die die Kühlmitteldurchflussgeschwindigkeit über die Drehzahl des Verbrennungsmotors abbildet.This results in a control unit 4 whose performance depends largely on the cooling, with the performance of the controller 4 the greater is the more cooling power is available at the cooling interface. The total cooling capacity of the cooling circuit of the cooling device 3 depends on the vehicle operating condition. The control unit 4 For example, it may be provided in a water-cooled prime mover, such as a belt starter generator. The cooling water is directly related to the cooling circuit of the internal combustion engine. Increases the performance of the combustor, the coolant temperature also increases, which leads to a reduction in the drive power of the machine. Now increases the coolant flow rate, also increases the cooling capacity of the coolant, which in turn for better cooling of the controller 4 leads. In the control unit 4 are control unit models for power electronics, drive machine, heat transfer resistors deposited. These controller models are related to the temperature model 19 combined. Furthermore, in the control unit 4 filed a table that maps the coolant flow rate over the speed of the engine.

Die im Steuergerät 4 abgelegten Modelle können nun die Kühlleistung des Kühlmittels verrechnen und damit die Steuergeräteperformanz länger zur Verfügung stellen, da die internen Sensoren, durch welche der Temperaturhub ermittelt wird, zusätzlich durch aktuelle Fahrzeugdaten ergänzt werden. Hierzu ermitteln Temperatursensoren 29 des Steuergeräts 4 eine Kühlmitteleintrittstemperatur T1 und eine Kühlmittelaustrittstemperatur T2 an der Kühlschnittstelle 16. Durch das Steuergerät 4 wird aus der Kühlmitteleintrittstemperatur T1 und der Kühlmittelaustrittstemperatur T2 ein Temperaturhubwert T2–T1 an der Kühlschnittstelle 16 ermittelt wird und das Temperaturmodell 19 mittels des Temperaturhubwerts konfiguriert.The in the control unit 4 Stored models can now calculate the cooling capacity of the coolant and thus make ECU performance available for a longer period of time, since the internal sensors used to determine the temperature deviation are additionally supplemented by current vehicle data. To do this, determine temperature sensors 29 of the control unit 4 a coolant inlet temperature T1 and a coolant outlet temperature T2 at the cooling interface 16 , Through the control unit 4 becomes from the coolant inlet temperature T1 and the coolant outlet temperature T2 a Temperaturhubwert T2-T1 at the cooling interface 16 is determined and the temperature model 19 configured by means of the temperature stroke value.

Allgemein sieht somit die Erfindung die drei folgenden Schritte vor:

1. Einführung eines Kennfelds, dass die Steuergeräteperformanz über eine begrenzte Systemkonstante abbildet.
2. Einführung eines Steuergerätemodells, insbesondere eines Temperaturmodells, das als Eingangsgröße die Steuergeräteperformanz aus dem Kennfeld erhält.
3. Reduzierung der Steuergeräteperformanz anhand der Rechenergebnisse aus dem Steuergerätemodell, das mit Fahrzeugparametern feinabgestimmt wurde.

In general, the invention thus provides the following three steps:

1. Introduction of a map that maps the ECU performance over a limited system constant.
2. Introduction of a control unit model, in particular a temperature model, which receives as input the ECU performance from the map.
3. Reduction of ECU performance based on the calculation results from the ECU model finely tuned with vehicle parameters.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine Feinabstimmung von Steuergerätemodellen erreicht werden kann.Overall, the example shows how fine tuning of ECU models can be achieved by the invention.

Claims

Method for limiting a performance of a control device ( 4 ) in a motor vehicle ( 1 ), which is a cooling device ( 3 ), wherein in the method in the control unit ( 4 ) by a derating device ( 20 ) a predetermined setpoint signal ( 22 ) of the performance to an adjustable derating threshold ( 25 ) is limited, one with the cooling capacity of the cooling device ( 3 ) correlated operating parameter value (R) of the motor vehicle ( 1 ), and by means of a device model ( 19 ) the derating limit ( 25 ) and the derating threshold ( 25 ) in the derating device ( 20 ), characterized in that - the cooling device ( 3 ) the control unit ( 4 ) and at least one further vehicle device ( 2 ) cools and their cooling performance while driving the motor vehicle ( 1 ) varies because a pump or a fan of the cooling device ( 3 ) via a drive train of the motor vehicle ( 1 ) is driven, which has a varying speed, or because at an air cooling, a back pressure at the fan inlet is driving speed-dependent, wherein - the operating parameter value (R) currently by the cooling device ( 3 ) and the operating parameter value (R) represents an engine speed of an engine ( 2 ) of the motor vehicle ( 1 ) is determined by the engine ( 2 ) the car ( 1 ) for a trip and the cooling device ( 3 ), - by means of a characteristic curve ( 26a . 26b . 26c . 26d ) based on the operating parameter value (R) a state value (Z) of a between the cooling device ( 3 ) and the control unit ( 4 ) provided cooling interface ( 16 ) is determined, depending on the state value (Z), the digital device model ( 19 ), so that the derating threshold ( 25 ) is adapted to the current state of the cooling device ( 3 ) at the cooling interface ( 16 ) by passing through the device model ( 19 ), the influence of the state of the cooling interface ( 16 ) has on the device internal heat distribution.

Method according to claim 1, wherein sensors ( 29 ) of the control unit ( 4 ) a coolant inlet temperature (T1) and a coolant outlet temperature (T2) at the cooling interface ( 16 ) and by the control unit ( 4 ) from the coolant inlet temperature (T1) and the coolant outlet temperature (T2) a Temperaturhubwert on the cooling interface ( 16 ) and the device model ( 19 ) is configured by means of the temperature stroke value.

Method according to one of the preceding claims, wherein by means of the device model ( 19 ) an internal heat flow from at least one heat source of the control unit ( 4 ) to the cooling interface ( 16 ) is modeled.

Method according to one of the preceding claims, wherein by means of the device model ( 19 ) a respective heat capacity of at least one component of the control device ( 4 ) is taken into account.

Method according to one of the preceding claims, wherein the characteristic curve ( 26a - 26d ) of a plurality of predetermined characteristic curves ( 26 ) as a function of a respective manipulated variable ( 28 ) at least one component ( 27 ) of the cooling device ( 3 ) is selected.

Method according to claim 5, wherein the at least one manipulated variable ( 28 ) with a distribution of a coolant flow in the cooling device ( 3 ) correlates.

Method according to one of the preceding claims, wherein the control unit ( 4 ) a pulse inverter ( 8th ) for an electric machine ( 5 ) and the performance of the controller ( 4 ) a) one of the pulse inverter ( 8th ) between an electrical DC link ( 9 ) and the electric machine ( 5 ) transmitted electrical power and / or b) a respective phase alternating current of at least one three-phase line ( 13 ) is limited.

Motor vehicle ( 1 ), which is a control unit ( 4 ) for placing a vehicle component ( 5 ) of the motor vehicle ( 1 ) and a cooling device ( 3 ), which the control unit ( 4 ) and at least one more Vehicle device ( 2 ) cools and their cooling performance in the driving operation of the motor vehicle ( 1 ), characterized in that the control unit ( 4 ) is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.

Motor vehicle ( 1 ) according to claim 8, wherein the control device ( 4 ) with an electric machine ( 5 ) and the control unit ( 4 ) by means of the method, a power transmission and / or a current transmission of a in the control unit ( 4 ) provided pulse inverter ( 8th ) for the electric machine ( 5 ) limited.