CN103154499B - 用于起动内燃机的方法和装置以及换接装置 - Google Patents

用于起动内燃机的方法和装置以及换接装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103154499B
CN103154499B CN201180050891.6A CN201180050891A CN103154499B CN 103154499 B CN103154499 B CN 103154499B CN 201180050891 A CN201180050891 A CN 201180050891A CN 103154499 B CN103154499 B CN 103154499B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric motor
combustion engine
internal combustion
starting
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201180050891.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103154499A (zh
Inventor
S.哈特曼
F.森格布施
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEG Automotive Germany GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN103154499A publication Critical patent/CN103154499A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103154499B publication Critical patent/CN103154499B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848—Circuits or control means specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10—Safety devices
    • F02N11/106—Safety devices for stopping or interrupting starter actuation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0833—Vehicle conditions
    • F02N11/084—State of vehicle accessories, e.g. air condition or power steering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/041—Starter speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/043—Starter voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/044—Starter current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)

Abstract

说明一种用于一种用来起动尤其是车辆的内燃机（30）的起动机电动机（5）的装置（2）的方法，该方法用于将所述起动机电动机（5）的运行范围限定在预先给定的物理的界限之内，其中所述起动机电动机（5）的电流（I30）由在所述装置（2）中的检测装置（10）来检测。为了在起停运行的过程中使机动车的车载电路中的电压降对于传统的负载的运行来说显得察觉不到，在加载电流时测量所述起动机电动机（5）的电的参量，由所述电的参量形成表征方式的比较值，并且如果所述表征方式的比较值超过临界的比较值，则从中推导出所述内燃机（30）已经起动这个情况并且向下调节所述电流加载。

Description

用于起动内燃机的方法和装置以及换接装置
背景技术
本发明涉及一种用于一种用来起动尤其是车辆的内燃机的起动机电动机的装置的方法，该方法用于将所述起动机电动机的运行范围限定在预先给定的物理的界限之内，其中所述起动机电动机的电流由在所述装置中的检测装置来检测。此外，本发明涉及一种用于尤其是车辆的内燃机的起动机电动机的装置，该装置用于将所述起动机电动机的运行范围限定在预先给定的物理的界限之内，该装置具有用于电的参量的检测装置以及分析及控制装置。另外，本发明涉及一种计算机程序产品以及一种用于具有起动装置的起动系统的换接装置，所述起动装置包括起动机控制机构、起动机电动机并且至少具有用于车载电路的至少三条分电路的导线接头。
具有起动机电动机的起动装置在使用者有起动愿望时将在车辆中的内燃机置于运动之中，直到所述内燃机自行运转。而后切断所述起动机电动机。所述起动机电动机的切断要么通过使用者、驾驶员、甚至通过点火开关钥匙的松开来进行，要么借助于控制装置来进行，所述控制装置探测到或者在达到最大的持续时间之后确定达到所述内燃机的最低转速的情况。
此外，知道以下现有技术。
DE 100 29 714 A1说明了一种用于内燃机的起动装置，该起动装置具有起动机电动机、电压供给机构和用于所述起动机电动机的操控机构。所述操控机构包括控制仪和功率开关电子装置。在此设置了用于对物理的、对于所述起动机电动机的起动功率来说重要的参数—尤其是所述起动机电动机的转速、转矩和电流消耗进行检测的传感器，用于在所述物理的参数的、允许的极限值之内来操控所述起动机电动机的起动特性曲线。
DE 10 2006 039 112 A1说明了一种简单的并且成本低廉的方法，用于从若干电的参量、比如用于起动内燃机的起动机电动机的端电压和/或电刷电压和/或电枢电压中计算所述起动机电动机的转速，用于在起停运行中以同步的转速以所述起动机电动机的起动机齿轮啮合到内燃机的惯性运转的齿环中。
DE 10 2008 040 681 A1说明了用于借助于起动机电动机来起动内燃机的一种方法和一种起动机控制机构，其中在起动过程中以所定义的方式由所述起动机控制机构来调整起动机电流，用于在起停运行中在重新起动内燃机的过程中防止电压扰动。
本发明的任务是，如此改进开头提到的类型的一种方法、一种装置、一种计算机程序产品和一种换接装置，从而在起停运行的过程中对于传统的负载的运行来说察觉不到机动车的车载电路中的电压降。
本发明的公开内容
按本发明，所述任务通过以下内容得到解决：用来起动内燃机的起动机电动机的装置的方法，该方法用于将所述起动机电动机的运行范围限定在预先给定的物理的界限之内，其中所述起动机电动机的电流由在所述装置中的检测装置来检测，其中在加载电流时测量所述起动机电动机的电的参量，由所述电的参量形成表征方式的比较值，并且如果所述表征方式的比较值超过临界的比较值，则从中推导出所述内燃机已经起动，并且向下调节所述电流加载，其特征在于，将所述起动机电动机的转速调整到极限转速，其中，用公式来算出所述转速，其中转速是电枢转速，k·φ是机器常数，RStarter是所述起动机电动机的电阻，U45是端电压并且I30=电枢电流；用于内燃机的起动机电动机的装置，用于将所述起动机电动机的运行范围限定在预先给定的物理的界限之内，该装置具有功率开关装置、用于电的参量的检测装置和分析及控制装置，其中所述检测装置包括电流及测量电压装置，并且所述控制装置具有开关装置，用于以能够控制的方式接通所述起动机电动机的电能，其特征在于，所述装置设置用于实施根据本发明所述的方法。本发明的优选的改进方案包括：所述内燃机是车辆的内燃机；从所述表征方式的比较值中计算出所述起动机电动机的转速，并且检查所述转速是否低于极限转速，并且在超过所述转速时向下调节所述电流加载；在给所述内燃机点火完成之后，向下调节所述起动机电动机的电流加载；在达到所述内燃机的上点火死点之后，向下调节所述起动机电动机的电流加载；向所述用于起动内燃机的起动机电动机加载至少两种不同的电压；所述至少两种不同的电压是可变的电压；所述至少两种不同的电压比12V的电压高出至少30%；在转速为450U/min时切断所述起动机电动机的起动机电流；所述装置具有用于设有起动装置的起动系统的换接装置，所述起动装置包括起动机控制机构、起动机电动机并且至少具有用于车载电路的至少三条分电路的导线接头，借助于所述换接装置能够向所述起动机电动机加载不同的电压，并且借助于所述换接装置能够向所述起动机电动机加载提高了的电压，用于在起停运行中重新起动所述内燃机；所述换接装置包括检测装置，该检测装置检查对于使用者来说在起停运行中在停止的过程中是否主动地接通了负载，并且只有在积极的情况中才能够向所述起动机电动机加载提高了的电压，用于重新起动所述内燃机。
本发明的构思是，在起停运行中为了重新起动内燃机而向起动机电动机加载比一般常见的大约12伏特的车载电路电压高的电压，用于避免车载电路中的明显低于12伏特的电压扰动。在车载电路电压较低时，更高的电压可以通过比如由次级的电源向所述起动机电动机进行的馈电或者通过升压斩波器、比如DC/DC转换器来获得。
因而所述任务通过一种用于起动系统的换接装置通过以下方式来得到解决，即借助于所述换接装置能够向所述起动机电动机加载不同的电压，其中在起停运行中为了重新起动内燃机而能够借助于所述换接装置来向所述起动机电动机加载提高了的电压。通过比通常使用的车载电路电压高的电压的使用，所述车载电路电压不再如此剧烈地扰动，因而不再切断在所述起停运行的过程中由车辆使用者接通的电的负载，或者说不再对其产生不利的影响。由此可以在对于车内乘员来说察觉不到的情况下在起停运行的过程中实施内燃机的重新起动。
按照一种进一步优选的实施方式，所述换接装置包括检测装置，该检测装置检查，对于车辆内的使用者来说在起停运行中在停止的过程中是否主动地接通了负载，并且只有在积极的情况中才能够向所述起动机电动机加载提高了的电压，用于重新起动所述内燃机。由此只有在下述情况中才向所述起动机电动机加载一种已被提高了的电压：在该情况中在实际上由车辆使用者期望一种察觉不到的起动。所述检测装置比如可以检查，是否接通了在重新起动内燃机的过程中需要一种稳定的车载电路电压的空调设备和/或音响设备或者信息娱乐设备。
所述任务通过一种方法通过以下方式得到解决，即在加载电流时由所述起动机电动机的电的参量形成表征方式的比较值，并且如果所述表征方式的比较值超过临界的比较值，则从中推导出内燃机已经起动这种情况并且停止或者说向下调节（abregeln）所述电流加载。由此避免以会导致较高的磨损并且导致较短的使用寿命的电的参量来运行所述起动机电动机。由此所述起动机电动机也能够在更大的工作电压范围内以较长的使用寿命来运行。此外可以继续使用传统的起动机，所述传统的起动机设计为作为车载电路电压的大约12伏特的运行范围。因而，本发明的基本构思是，在起动所述内燃机之后自下述的一种时刻起立即以所定义的方式来调整并且/或者操控所述起动机电动机或者说其转速，用于首先维持所述起动机电动机的使用寿命，其中自所述时刻起所述内燃机可以独立地继续运转；并且其中向所述起动机电动机优选加载比12伏特高的电压。
由此避免了：在所述起动机电动机在起动过程中由于所述内燃机本身已经起动而不再因所述内燃机而受到负荷时，所述起动机电动机达到由于更高的电压而产生的不允许的很高的转速。一旦所述内燃机超越所述起动机电动机，也就是说所述内燃机的转速大于所述起动机电动机的转速，所述内燃机就给所述起动机电动机卸荷。在这种情况下，所述起动机电动机会加速到其空转转速。
为了在起停运行的过程中可靠地避免12伏特之下的电压扰动，向所述用于起动内燃机的起动机电动机加载至少两种不同的电压、尤其是可变的电压，所述电压尤其比传统的12伏特的车载电压高出至少30%。由此保证，在重新起动所述内燃机时降低所述电压扰动。阻止了对于起作用的负载的影响，车辆使用者会感觉到所述起作用的负载的中断有干扰。
所述任务也通过一种用于起动机电动机的装置通过以下方式得到解决，即所述装置设有用于所述起动机电动机的电的参量的检测装置和分析及控制装置，其中所述检测装置包括电流及电压装置，并且所述控制装置包括功率开关装置，用于以能够控制的方式接通所述起动机电动机的电能，用于尤其实施上面所描述的方法。由此用可以拥有多种功能的装置来有效地防止：起动机电动机在其允许的运行范围之外运行，这会导致毁坏。所述起动机电动机由此可以在更高的电压位置（Spannungslagen）上有效地运行，其中通过所述按本发明的装置来防止达到过高的空转转速。所述装置由此具有分析装置，该分析装置从电的参量、比如电枢电流和所加载的电压中推导出所述起动机电动机的转速，用于由此借助于控制装置以所定义的方式向所述起动机电动机通电，用于比如调整所定义的转速。
按照一种进一步优选的方法，从所述表征方式的比较值中、尤其从所述电枢的所测量的电流以及所述起动机电动机的所测量的端电压中算出所述起动机电动机的转速，并且检查所述转速是否低于极限转速，在超过所述极限转速的情况下停止或者说向下调节（abregeln）所述电流加载。由此所述起动机电动机能够调节到定义为极限转速的最大的转速，所述最大的转速防止所述起动机电动机通过加载太高的供给电压而达到不允许的很高的转速，所述不允许的很高的转速会导致所述起动机电动机的损坏或者毁坏。所述“停止或者说向下调节（abregeln）”也可以是指，尤其一旦起动了所述内燃机，就优选也完全中断所述电枢电流，用于避免太高的转速。
按照一种优选的方法，在达到极限转速或者临界的比较值时向下调节所述电流加载。也就是说，要么完全中断所述电流加载，要么按照一种进一步优选的方法将所述起动机电动机的转速调整到额定转速。所述转速从以下以公式中获得：
n=电枢转速
k·φ=机器常数
RStarter(起动机)=起动机电动机的电阻
U45=起动机电动机的端电压
I30=电枢电流。
通过对所述起动机电压U45以及起动机电流I30的测量和分析，可以推导出所述转速。其后面的物理的原理是，所述起动机电动机在旋转时产生一种与所述转速成比例的所感生的电压Uind，从中得到以下公式：
。
从所述起动机电动机的所测量的电的参量和已知的参数中，从中可以计算所感生的电压。
必要时可以对温度影响加以考虑。
一旦所述内燃机超越所述起动机电动机，也就是说，所述内燃机的转速高于所述起动机电动机的转速，则可以在未加负荷的情况下使所述起动机电动机加速到其空转转速。首先通过所述起动机电动机的所加载的电压、电动机常数及其内部的摩擦来确定所述空转转速。
为了尽可能有效地使用所述起动机电动机并且避免较高的磨损或者电能的较高的消耗，在所测量的并且所分析的转速为每分钟大约450转时切断加载在所述起动机电动机上的起动机电流。
用于对所述起动机电动机进行操控的、比如在起动内燃机时对所述起动机电流进行控制的装置是为人所知的。
所述任务因此也通过一种计算机程序产品得到解决，该计算机程序产品能够用微型计算机的程序指令装载到程序存储器中，用于尤其当在上面所描述的装置或者控制装置中执行所述计算机程序产品时执行前面或者接下来所描述的方法的所有步骤。在此所述微型计算机优选是所述装置的组成部分，其中所述控制装置尤其对于一个系统中的多个装置来说也可以具有多个微型计算机以及存储器，并且可以具有多个计算机程序产品或者也可以以分布到所述多个装置上的方式具有一种得到实现的计算机程序产品。所述计算机程序产品在所述控制装置中仅仅要求较少的额外的构件或者不要求额外的构件，并且优选可以作为模块在已经存在的控制装置中得到实现。所述计算机程序产品能够存放在实体的介质、比如存储芯片上，并且拥有另外的优点，即其能够容易地与个性化的并且特定的客户愿望以及根据经验所获得的数值相匹配，并且可以以微小的开销成本低廉地对各个方法步骤进行改进或者优化。
不言而喻，前面提到的以及下面还要解释的特征不仅能够以相应所表明的组合来使用，而且也能够以其它的组合来使用。
附图简短说明
下面参照附图对本发明进行详细解释。附图示出如下：
图1是具有按本发明的装置的车载电路的示意性的构造；
图2是按本发明的装置的按本发明的方法的流程图；
图3是关于不同的电压的时间-电流-转速图表；并且、
图4是换接装置的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了具有一个起动系统20和两个电源8和9的车载电路1的示意性的线路构造。所述起动系统20包括装置2、换接装置3、起动机控制机构22以及具有啮合装置25的起动机电动机5。为了起动内燃机30，所述啮合装置25使能够由所述起动机电动机5驱动的小齿轮26啮合到内燃机30的齿环36中。
所述换接装置3将所述车载电路1划分为三条分电路A、B和C并且为此具有三个导线接头A1、B1和C1。具有第一电源8的第一分电路A具有大约12伏特的电压。具有电源9的第二分电路B包括比12伏特高的比如20V的电压，并且在第三分电路C上连接着所述起动系统20，相应地能够由所述前两条分电路A、B向所述起动系统20加载不同的电压。
所述换接装置3按照关于图4所描述的按本发明的方法来判断，向所述起动机电动机5是加载大约12伏特的低压还是加载大于12伏特的高压。必要时上级的控制机构执行所述判断步骤并且操控所述换接装置3。
按照本发明，要么仅仅由一个具有比12伏特高的、比如16、20或者更高伏特的电压的电源向所述起动机电动机5加载电压，要么由于运行情况优选由两个电源向其加载电压，其中下面将所述第一电源8称为“低压电源”并且将第二电源9称为具有高于大约12伏特、比如20伏特的电压的“高压电源”。所述高压电源优选是锂电池或者具有可变的电压的双层电容器。作为替代方案或者补充方案，所述换接装置3包括一DC/DC转换器，该DC/DC转换器提高或者降低用于所述具有起动机电动机5的分电路C的电压。
所述起动机控制机构22实现至少两种开关功能。在第一种功能中，在进行所谓的“钥匙起动”时，如果应该从冷的状态中起动所述内燃机30、也就是进行所谓的冷起动，那么所述起动机控制机构22就接通所述起动机电动机5的以及啮合装置25的电路。为此可以设置一种能够由车辆驾驶员激活的起动按钮或者设置一种点火开关钥匙旋转。在起动所述内燃机之后，在要么以手动方式或者以电子的方式进行控制的情况下、比如通过时间期满（Zeitablauf）要么在达到所述内燃机的最低转速之后，中断所述电路。
在内燃机30的起停运行中，所述起动机控制机构22承担第二种功能。在这里，根据特定的标准，在没有由车辆驾驶员发出信号的情况下再次起动不久之前已被运行的内燃机30。所述起动机控制机构22可以为了所述第一种和第二种功能而分别具有一条单独的、并联的、设有开关并且必要时设有控制电子装置的电流通路。在图1中，出于简化的原因而绘入了具有功率开关4的起动机控制机构22。该起动机控制机构22因而为所述两种功能而包括功率开关4，该功率开关由控制电子装置7来操控。
所述装置2和所述起动机控制机构22串联，并且在所述起动机电动机5的电路中具有另一开关6，该开关6如在图1中示出的那样与所述开关4串联。在特殊的实施方式中，所述开关4和6可以合并为一个开关，并且所述起动机控制机构22可以一同包括所述装置2。所述开关4和6要么是继电器，要么是电子的功率开关、比如MOSFETs（金属-氧化层-半导体-场效晶体管）。
所述装置2包括用于检测所述起动机电动机5的电枢电流I30的电流测量装置10以及用于检测加载在所述起动机电动机5上的电压U45的电压测量装置11。此外，所述装置2具有一个拥有程序存储器13的微型计算机，该微型计算机在所述装置2中用作分析及控制装置12，用于按照计算算法从所测量的电的参量中算出所述起动机电动机5的实际的转速n，并且对其进行分析，并且由此检查所述起动机电动机5是否在允许的转速范围之内工作。如果所述起动机电动机5超过极限转速n极限或者超过由电的参量所形成的表征方式的比较值，那么所述微型计算机就作为控制装置12起作用，方法是：原则上闭合的开关6通过至少暂时的断开来限制或者完全中断用于所述起动机电动机5的电流。由此避免所述起动机电动机5达到不允许的很高的比如超过大约450U/min的转速n。所述装置2、换接装置3以及起动机控制机构22优选构造为单独的装置。作为替代方案，将这些装置完全或者部分地合并。所述起动机电动机5由此得到照顾，并且可以以更高的电压来运行，所述更高的电压在起动所述内燃机5时让电压扰动显得不被察觉。
图2示出了如何作为按本发明的方法由所述装置2来执行的流程图。在任意的时刻，在步骤S1中通过所述开关4的闭合来向所述起动机电动机5通电。所述开关6在这种情况下要么已经闭合，要么现在与所述开关4同时或者就在所述开关4之后不久闭合，从而向所述起动机电动机5加载电压。所述换接装置3要么可以由所述低压电源8要么可以由所述高压电源9接入电流，该换接装置3在内燃机的起停运行中向所述负载分电路C优选加载来自所述电源9的高压。
在接下来的步骤S2中主动地接通所述装置2。作为替代方案，可以在不仅用高压而且用低压向所述起动机电动机加载电压时来激活所述装置2。
在步骤S3中，所述电流及电压测量装置10及11开始检测并且测量所述起动机电动机5上的电枢电流I30以及所加载的电压U45。
在接下来的步骤S4中，按照以下公式从所述电流I30以及所检测到的电压U45中计算所述转速n：
其中RStarter（起动机）作为所述起动机电动机5的内电阻事先已知，并且k·φ作为机器常数同样已知。必要时利用从现有技术中知道的计算算法来对于温度影响加以考虑。
所述控制装置12随后转到询问步骤A5，在该询问步骤A5中检查所计算出的转速n是低于还是高于临界的极限转速n极限。在超过比如每分钟450转的极限转速n极限时，所述控制装置12转到步骤S6。
在步骤S6中操纵所述开关6，从而将该开关切断，并且不再向所述起动机电动机5加载电流。原则上以此为出发点，或者检查对于这样高的极限转速n极限来说是否所述起动机电动机5已经起动了所述内燃机30并且该内燃机现在独立地运转，以至于所述控制装置12转到步骤S7。
在步骤S7中将所述开关S4切断，并且又使所述开关6导电地闭合，或者可选同样让其断开。
如果在进行询问A5时所述转速n低于所述极限转速n极限，那就转到询问步骤A8，方法是询问所述内燃机30是否已经起动。
如果是这种情况，那么所述控制装置12又转到步骤S7，如果不是这种情况，那就在可选的步骤S9中用电流来调整所述起动机电动机5，从而在起动所述内燃机30时将所述电压扰动降低到最低限度。因此，电流调整可能是必要的，用于将所述起动机电动机5保持在极限转速n极限之下。接着方法流程又跳到询问A5。
图3示出了用于三种不同的电压U12、U16、U20的时间-电流-转速图表。分别为12伏特、16伏特和20伏特绘入了所述起动机电动机5的电流特性曲线I12、I16、I20和转速曲线n12、n16、n20。相应地作为连续的特性曲线为12伏特绘出了电流特性曲线I12，为16伏特绘出了虚线I16，并且为20伏特绘出了点划线I20。
在时刻t0向所述起动机电动机5通电。在此对于以12伏特加载的电压来说，所述起动机电流I12短时间上升-在该实施例中-一直上升到800安培。在此转速n12由于在所述内燃机30中的气缸的压缩和去压特性而波浪状地一直上升到时刻t3直到大约200到250转。在时刻t5，所述内燃机30在转速方面超越所述起动机电动机5，因为这里进行了第一次点火，因而所述起动机电动机5仅仅在时刻t6以每分钟300转的转速旋转时才又短时间地赶上所述内燃机30。而后所述内燃机30使其转速加快明显超过所述起动机电动机5。由于所述起动机电动机5的结构形式和所加载的电压的大小，所述起动机电动机5在时刻t7没有超过每分钟大约420转的转速，而所述内燃机则已经达到处于每分钟800到900转的范围内的空转转速。而后将所述起动机电动机5切断，并且使所述起动机齿轮26从所述内燃机30的齿环36中脱啮（ausspuren）。
用虚线绘入了在电压为16伏特时的电流特性曲线I16以及转速特性曲线n16。在时刻t0，对于16伏特的电压来说，这里达到了大约1100安培的电流峰值I，该电流峰值I随后下降。所述起动机电动机5使所述内燃机30加速明显快于在使用电压U12时，因而在明显处于时刻t4之前的时刻t3就已经达到第一上点火死点。因为所述内燃机30的加速明显快于所述起动机5，所以所述起动机电动机5在时刻t4就已经在所述内燃机30的具有转速特性曲线n16的第二点火死点上达到每分钟大约450转的上极限转速n极限。由于更高的16伏特的电压U16，所述起动机电动机5的转速特性曲线n16*会上升到转速n*直至在时刻t7达到每分钟600转。这是一种转速n*，所述起动机电动机5依照传统不是为该转速n*而设计，并且该转速n*在更长时间地使用时会不允许地向所述起动机电动机5加荷，并且由此限制使用寿命。因此按照本发明，在时刻t4借助于所述装置2通过所述控制装置12和开关6来中断用于所述起动机电动机5的电流。
由此对于16伏特的电压来说，传统的具有未在图1中示出的负载的12伏特的车载电路就已经受到更少的负荷，因为电压扰动更低并且同时可以使用传统的起动机电动机5，其中所述起动机电动机5的转速n通过所述装置2受到限制。
借助于点划线来一次性绘入在向所述起动机电动机5加载20伏特的电压时的起动机电流I20以及所属的转速特性曲线n20。在时刻t0，所述起动机电流I20在峰值中一直上升到将近1400安培并且随后下降。所述起动机电动机5在这里已经在下死点上在时刻t1达到了每分钟大约450转的转速。这一点足以用于在具有第一上点火死点的时刻t2来起动所述内燃机30，使得所述内燃机30很快地在时刻t4就已经达到每分种大约800转以及更高的空转转速。用虚线和双点来绘入了在省却所述车载电路1中的装置2的情况下的转速曲线n20*。所述起动机电动机5由此会很快地直至时刻t7加速到每分钟大约高达800转的转速n20*。在时刻t2，所述起动机电动机5的转速n20与时间成比例地降低，因为该起动机电动机5转换为无电流的状态。所述起动机电流I20的切断时刻t2也可以取决于达到所述内燃机30的上点火死点这样的情况，用于保证可靠的起动。
图4示出了由具有换接装置3的装置或者起动机控制机构22所经历的方法流程的流程图。在步骤S10中，将起动所述内燃机的信息发送给所述起动机控制机构22。
在询问步骤A20中检查是否涉及起停运行。如果不是这种情况，也就是说存在着所谓的冷起动，那就由所述低压电源8向所述起动机电动机5加载电流，并且以像从现有技术中知道的那样的传统的方式在步骤S30中起动所述内燃机30。
如果要在起停运行中进行起动，那就在第二询问步骤A40中检查是否有负载对于车内乘员来说在起作用。如果不是这种情况，所述方法就转到步骤30，因为电压扰动未被车内乘员感觉到。
如果至少一个负载在起作用，该负载受到电压扰动的不好的影响并且可能受到损坏，或者如果所述电压扰动可能被车内乘员感觉为有干扰，那就在步骤S50中将所述换接装置3切换到所述高压电源9上，从而向所述起动装置20加载比12伏特高的电压。随后如在图2中所描绘的那样接下来用步骤S1来将所述方法执行完毕。所有附图仅仅示出了示意性的不按比例的图示。此外，尤其参照对本发明来说视为重要的图示。

Claims (13)

1.一种用来起动内燃机（30）的起动机电动机（5）用的装置（2）的方法，该方法用于将所述起动机电动机（5）的运行范围限定在预先给定的物理的界限之内，其中所述起动机电动机（5）的电流（I30）由在所述装置（2）中的检测装置（10）来检测，其中在加载电流时测量所述起动机电动机（5）的电的参量，由所述电的参量形成表征方式的比较值，并且如果所述表征方式的比较值超过临界的比较值，则从中推导出所述内燃机（30）已经起动，并且向下调节所述电流加载，其特征在于，将所述起动机电动机（5）的转速（n）调整到极限转速（n极限），其中，用公式来算出所述转速（n），其中转速（n）是电枢转速，k·φ是机器常数，RStarter是所述起动机电动机的电阻，U45是端电压并且I30=电枢电流。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内燃机（30）是车辆的内燃机。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从所述表征方式的比较值中计算出所述起动机电动机（5）的转速（n），并且检查所述转速（n）是否低于极限转速（n极限），并且在超过所述转速（n）时向下调节所述电流加载。
4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在给所述内燃机（30）点火完成之后，向下调节所述起动机电动机（5）的电流加载。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，在达到所述内燃机（30）的上点火死点之后，向下调节所述起动机电动机（5）的电流加载。
6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，向所述用于起动内燃机（30）的起动机电动机（5）加载至少两种不同的电压。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少两种不同的电压是可变的电压。
8.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少两种不同的电压比12V的电压高出至少30%。
9.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在转速（n）为450U/min时切断所述起动机电动机（5）的起动机电流。
10.用于内燃机（30）的起动机电动机（5）的装置（2），用于将所述起动机电动机（5）的运行范围限定在预先给定的物理的界限之内，该装置具有功率开关装置、用于电的参量的检测装置和分析及控制装置，其中所述检测装置包括电流及测量电压装置（10、11），并且所述控制装置（12）具有开关装置，用于以能够控制的方式接通所述起动机电动机（5）的电能，其特征在于，所述装置设置用于实施按权利要求1到9中任一项所述的方法。
11.按权利要求10所述的装置（2），其特征在于，所述内燃机（30）是车辆的内燃机。
12.按权利要求10或11所述的装置（2），具有用于设有起动装置的起动系统（20）的换接装置（3），所述起动装置包括起动机控制机构（22）、起动机电动机（5）并且至少具有用于车载电路（1）的至少三条分电路的导线接头（A1、B1、C1），其特征在于，借助于所述换接装置（3）能够向所述起动机电动机（5）加载不同的电压，并且借助于所述换接装置（3）能够向所述起动机电动机（5）加载提高了的电压，用于在起停运行中重新起动所述内燃机（30）。
13.按权利要求12所述的装置（2），其特征在于，所述换接装置（3）包括检测装置，该检测装置检查对于使用者来说在起停运行中在停止的过程中是否主动地接通了负载，并且只有在积极的情况中才能够向所述起动机电动机（5）加载提高了的电压，用于重新起动所述内燃机（30）。
CN201180050891.6A 2010-10-22 2011-09-30 用于起动内燃机的方法和装置以及换接装置 Expired - Fee Related CN103154499B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010042802 DE102010042802A1 (de) 2010-10-22 2010-10-22 Verfahren und Vorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine und Wechselschaltvorrichtung
DE102010042802.7 2010-10-22
PCT/EP2011/067076 WO2012052273A2 (de) 2010-10-22 2011-09-30 Verfahren und vorrichtung zum starten einer brennkraftmaschine und wechselschaltvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103154499A CN103154499A (zh) 2013-06-12
CN103154499B true CN103154499B (zh) 2017-03-01

Family

ID=44720893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180050891.6A Expired - Fee Related CN103154499B (zh) 2010-10-22 2011-09-30 用于起动内燃机的方法和装置以及换接装置

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN103154499B (zh)
DE (1) DE102010042802A1 (zh)
WO (1) WO2012052273A2 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015008881A1 (de) 2015-07-09 2017-01-12 Daimler Ag Integration von Starterstromsteuerung und Bordnetztrennschalter
DE102018211137B4 (de) * 2018-07-05 2023-11-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Systeme zur Starterbetätigung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2797530B1 (fr) * 1999-08-12 2001-11-02 Valeo Equip Electr Moteur Procede et systeme pour la commande de coupure de demarreur de vehicule automobile
DE10029714A1 (de) 2000-06-16 2001-12-20 Bosch Gmbh Robert Startervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine
DE10100889B4 (de) * 2001-01-11 2013-11-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Realisierung eines Start/Stopp-Betriebes bei Fahrzeugen
JP3812459B2 (ja) * 2002-02-26 2006-08-23 トヨタ自動車株式会社 車両の電源制御装置
US6800952B2 (en) * 2002-06-18 2004-10-05 Dana Corporation Method of protection and fault detection for starter/alternator operating in the starter mode
JP4166160B2 (ja) * 2004-01-19 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関を始動するための回転電機の制御装置
DE102006039112A1 (de) 2006-08-21 2008-02-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ermitteln der Drehzahl eines Starters
DE102007050306B4 (de) * 2007-10-22 2018-05-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Steuern eines Startvorgangs einer Brennkraftmaschine
EP2138712B1 (en) * 2008-06-25 2012-03-14 Volvo Car Corporation Voltage stabilization in a start-stop vehicle.
DE102008040681A1 (de) 2008-07-24 2010-01-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Startersteuerung zum Starten einer Brennkraftmaschine mittels eines Starters
DE102009000046A1 (de) * 2009-01-07 2010-07-08 Robert Bosch Gmbh Bordnetz für ein Fahrzeug mit Start-Stopp-System
FR2944326B1 (fr) * 2009-04-10 2015-10-16 Valeo Equip Electr Moteur Procede de protection thermique d'un systeme d'arret/relance automatique de moteur thermique et systeme l'utilisant

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010042802A1 (de) 2012-04-26
WO2012052273A3 (de) 2012-12-27
WO2012052273A2 (de) 2012-04-26
CN103154499A (zh) 2013-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11014452B2 (en) Electrically driven vehicle
WO2013136953A1 (ja) 車両の制御装置
US7106029B2 (en) Vehicle generator and vehicle generating system
JP5836860B2 (ja) 発電制御装置
JP6456809B2 (ja) 車両用電源装置
US20120081127A1 (en) Method for evaluating the ability of a battery to start
JP2006335097A (ja) 補機付きのエンジンの制御装置
WO2005108755A1 (en) Method of operating an electrically assisted turbocharger and a boosting device
JP2017061182A (ja) 車両用制御装置
US9977086B2 (en) Battery monitoring apparatus
CN103154499B (zh) 用于起动内燃机的方法和装置以及换接装置
JP2006336628A5 (zh)
JP2020100259A (ja) 車両用電源装置
CN111479735B (zh) 车辆控制方法和车辆控制装置
KR20140134649A (ko) 자동차의 작동을 절약하기 위한 방법 및 장치
AU2016341489B2 (en) Control system and method
JP2008279980A (ja) 車両用電源制御装置
JP5173297B2 (ja) 車両用電源装置
JP2015123823A (ja) 車両用電源装置
JP6925914B2 (ja) 車両制御装置
JP7309269B2 (ja) 車両制御装置
JP6682383B2 (ja) 車両用制御装置
JP2008067421A (ja) 供給可能電流予測装置及び電源制御装置
JP2018017150A (ja) ジャンピングスタート判定装置
KR102276014B1 (ko) 암전류 제어 장치 및 차량의 암전류 제어 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180306

Address after: Stuttgart, Germany

Patentee after: SEG Automotive Germany GmbH

Address before: Stuttgart, Germany

Patentee before: ROBERT BOSCH GmbH

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170301

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee