CN110621870B - 用于监控用于内燃机的起动器的处理单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监控电动运行的起动器的处理单元，该起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机。所述处理单元构造用于确定关于在内燃机的起动过程期间供应给起动器的电功率的功率信息。此外，处理单元构造用于确定关于在起动过程期间内燃机转速的转速信息。处理单元还构造用于基于功率信息并基于转速信息执行起动过程和/或起动器的诊断。

Description

用于监控用于内燃机的起动器的处理单元
技术领域
本发明涉及一种用于监控用于内燃机、尤其是用于车辆的内燃机的起动器的处理单元和相应方法。
背景技术
具有内燃机的车辆通常包括起动器，该起动器用于使内燃机开始转动以执行至少一个吸气和压缩冲程并由此起动内燃机。起动器通常包括电动机、特别是直流电动机，其利用车载电网(尤其是具有60V或更低的、通常为12V或48V的低压车载电网)的电能来运行。
车辆驾驶员可操作车辆点火(如通过车辆的起动按钮)。作为响应，起动器驱动内燃机的曲轴，以使内燃机加速到内燃机的起动转速，从而内燃机可起动。
可能发生车辆内燃机不能通过起动器加速到所需的起动速度或者尽管已经达到所需的起动转速但起动过程仍不成功的情况。换句话说，起动过程可能不成功并且内燃机可能无法起动。本文件所涉及的技术任务在于以精确且有效的方式检查内燃机的起动器，以便尤其是防止内燃机的起动困难。
发明内容
所述任务通过一种用于监控电动运行的起动器的处理单元解决。
根据一个方面，描述了一种用于监控电动运行的起动器的处理单元。该处理单元可具有本文件中描述的另一处理单元的一个或多个特征。起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机。为此目的起动器例如包括电动机、尤其是直流电动机，可向其供应电功率以产生用于驱动内燃机曲轴的扭矩。为了起动过程，用户可通过用户界面(例如通过点火锁或通过起动按钮)使得从车载电网、尤其是从车辆的车载电网向起动器供应电功率。然后由起动机驱动内燃机(尤其是内燃机的曲轴)。在特定持续时间之后，内燃机的转速足够用于内燃机的起动。内燃机在成功的起动过程之后通常仅通过内燃机的燃烧过程来驱动。另一方面，可能发生起动过程不成功并且内燃机没有起动。处理单元可构造用于确定关于不成功的起动过程原因的信息。
处理单元构造用于确定关于在内燃机的起动过程期间供应给起动器的电功率的功率信息。电功率通常取决于施加在起动器上的起动器电压和/或流入起动器的起动器电流。尤其是电功率由起动器电压与起动器电流的乘积得到。功率信息可表示在起动期间、尤其是在起动过程开始时的起动器电压。通过施加在起动器上的起动器电压可引起起动器的特定扭矩/转速关系(其通常通过相应的特性曲线描述)。起动器电压的值可通过电压测量单元来检测。
处理单元还可构造用于确定关于在起动过程期间内燃机转速的转速信息。转速信息可表示在起动过程期间内燃机的转速、尤其是最大转速。转速可通过内燃机的转速测量单元来检测。
此外，处理单元构造用于基于功率信息并且基于转速信息来执行起动过程和/或起动器的诊断。起动过程可能是成功的(如果内燃机已起动)或不成功(如果内燃机未起动)的。处理单元可构造用于确定不成功的起动过程原因的一个或多个指示。通过考虑功率信息(尤其是起动器电压)结合转速信息(尤其是转速)能够可靠且精确地分析起动器、内燃机和/或车载电网关于起动过程的状态。
处理单元可构造用于基于功率信息并基于转速信息确定起动器的特性曲线族中的至少一个特性曲线族点。在此所述特性曲线族可表示在起动器的电功率与内燃机的预期转速之间的关系。尤其是特性曲线族可表示在起动器扭矩或起动器电流与内燃机或起动器的转速之间的关系。可预先通过测量检测起动器的特性曲线族并将其存储在存储器单元(如车辆的存储器单元)中。起动器的特性曲线族通常取决于起动器所驱动的内燃机。
特性曲线族可包括多个用于不同起动器电压的特性曲线(即起动器电压的不同电压值)。在此特性曲线可表示由起动器产生的扭矩或供应给起动器的电流与由起动器引起或待引起的内燃机转速之间的关系(通常在起动器功能正常的情况下)。因此可基于功率信息(尤其是基于起动器电压的电压值)从多个特性曲线中选择一个特性曲线。然后根据转速信息(特别是起动过程中内燃机的转速)得到所选特性曲线上的一个点。该点可相应于起动过程的特性曲线族点。然后可基于特性曲线族点在特性曲线族中的位置来执行起动过程和/或起动器的诊断。因此能实现特别有效且精确的诊断。
起动器的特性曲线族可包括多个不同区域或者说可划分为多个不同区域。所述不同区域在此可分别在不同转速区域和/或功率区域或扭矩区域和/或电流区域或起动器电压区域上延伸。诊断的执行可包括确定起动过程的特性曲线族点落入特性曲线族的哪个区域中。所确定的区域于是可表示关于起动过程的信息。
如上所述，起动器的特性曲线族可表示一方面扭矩或起动器电流与另一方面内燃机转速之间的关系。特性曲线族可通过多个用于多个不同起动器电压的特性曲线形成。所述区域一方面可通过一个或多个横向延伸的特性曲线并且另一方面可通过一个或多个平行于扭矩/起动器电流轴线延伸的、用于恒定转速的直线限定。所述区域因此可以是至少部分梯形的。但特性曲线也可具有其它延伸(如凸形延伸)，从而可得到任意形状的区域。
为了确定不同区域，可确定不同的起动器电压值。第一起动器电压值可使得低于第一起动器电压值的起动器电压指示在起动过程中用于起动器的电功率不足。因此，低于第一起动器电压值的起动器电压通常不能实现成功的起动过程。
第二起动器电压值可使得高于第二起动器电压值的起动器电压指示起动器的过电压情况。因此高于第二起动器电压值的起动器电压可能导致起动器的损伤和/或不利影响。
此外，可定义功率中断电压值，功率中断电压值使得低于功率中断电压值的起动器电压指示用于起动器的电功率的功率中断。因此低于功率中断电压值的起动器电压可指示起动器能量供应的问题。通常，第一起动器电压值小于第二起动器电压值且大于功率中断电压值。
可以相应的方式定义不同的转速阈值。可这样定义最小转速阈值，使得低于最小转速阈值的转速指示起动器的功率中断。此外，可这样定义第一转速阈值，使得低于第一转速阈值的转速指示起动器的闭锁(Blockade)。另外，可这样定义第二转速阈值，使得高于第二转速阈值的转速通常导致内燃机起动。第二转速阈值可以是用于成功起动内燃机的最小转速。第一转速阈值通常大于最小转速阈值且小于第二转速阈值。
通过不同起动器电压值的特性曲线和不同转速阈值的直线可定义特性曲线族的不同(非重叠)的区域。
所述多个区域例如可包括第一区域，其在起动器电压方面位于第一起动器电压值和第二起动器电压值之间并且在转速方面位于第一转速阈值和第二转速阈值之间。因此，第一区域可通过用于第一起动器电压值的特性曲线和用于第二起动器电压值的特性曲线限定。此外，第一区域可通过用于恒定第一转速阈值的直线和用于恒定第二转速阈值的直线限定。第一区域可表示起动器在起动过程中承受过高的反扭矩或起动器在起动过程中未能施加所需的扭矩。
所述多个区域可包括第二区域，其在起动器电压方面低于第一起动器电压值并且在转速方面位于第一转速阈值和第二转速阈值之间。第二区域可表示起动器电压不足以用于起动过程。
所述多个区域可包括第三区域，其在起动器电压方面高于功率中断电压值并且在转速方面低于第一转速阈值。第三区域可表示起动器在起动过程中闭锁。
所述多个区域可包括第四区域，其在起动器电压方面低于第一起动器电压值并且在转速方面高于第二转速阈值。第四区域可表示基于电功率供应不足未来的起动过程存在风险。
所述多个区域可包括第五区域，其在起动器电压方面高于第二起动器电压值。第五区域可表示起动器电压过高并且可能损坏和/或妨碍起动器。
所述多个区域可包括第六区域，其在起动器电压方面位于第一起动器电压值和第二起动器电压值之间并且在转速方面高于第二转速阈值。第六区域可表示起动器、内燃机和/或用于为起动器供应能量的车载电网功能正常。
所述多个区域可包括第七区域，其在起动器电压方面低于功率中断电压值并且在转速方面低于最小转速阈值。第七区域可表示在起动过程期间起动器功率中断。
通过定义特性曲线族的不同区域可有效且精确地诊断起动过程。因此可以精确的方式确定不成功的起动过程的原因。
处理单元因此可构造用于基于功率信息确定在起动过程中起动器电压是高于还是低于功率中断电压值，和/或在起动过程中起动器电压是高于还是低于第一起动器电压值和/或在起动过程中起动器电压是高于还是低于第二起动器电压值。此外，处理单元可构造用于基于转速信息确定在起动过程中内燃机的转速是高于还是低于最小转速阈值，和/或在起动过程中内燃机的转速是高于还是低于第一转速阈值，和/或在起动过程中内燃机的转速是高于还是低于第二转速阈值。因此可通过比较操作有效地进行起动过程的诊断。
然后可根据诊断执行一个或多个措施，以便增加未来起动过程成功的可能性。尤其是可关于诊断进行输出(例如在车辆的故障存储器中和/或通过车辆的用户界面)。输出可显示起动过程的特性曲线族点所在的区域。
根据另一方面，描述了一种用于监控电动运行的起动器的处理单元，该起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机。处理单元可包括本文件中描述的另一处理单元的一个或多个特征。
处理单元构造用于确定关于在内燃机的起动过程期间供应给起动器的电功率的功率信息。功率信息可表示在起动过程期间提供给起动器的能量。此外，处理单元构造用于基于起动器的热模型确定关于在本次起动过程和下一次起动过程之间由起动器排出的热功率的冷却信息。然后处理单元可基于一系列起动过程的功率信息并基于一系列起动过程的冷却信息来确定关于在特定时间点在起动器中累积的能量的能量信息。尤其是可确定起动器在特定时间是否具有如此大的(热)能，使得起动器可能被损坏。
然后处理单元可根据能量信息或累积的能量采取保护起动器的措施。尤其是可确定特定时刻的累积能量是大于还是小于阈值。当达到或超过一个或多个不同能量阈值时，可采取一个或多个不同措施。例如当达到或超过第一能量阈值时，作为措施可发出警告指示表明起动器即将过载。此外，当达到或超过第二(更高的)能量阈值时，作为保护措施可阻止另一起动过程(例如直至累积的能量下降到低于特定能量阈值)。因此可实现起动器的可靠运行。
为了确定累积的能量，可假设每单位时间在起动器运行时供应给起动器的(平均)正能量。另一方面，可假设每单位时间在不运行时取自起动器的(平均)负能量。因此可通过时间测量有效地确定在特定时刻在起动器中累积的能量。尤其是可直接基于起动器运行的时间和基于起动器未运行的时间来确定能量信息。因此可特别有效地监控起动器。
根据另一方面，描述了一种用于监控电动起动器的处理单元，该起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机。处理单元可包括本文件中描述的另一处理单元的一个或多个特征。
处理单元构造用于对于内燃机的多个在时间上相继的起动过程确定多个起动持续时间和/或多个静止持续时间(例如N＝100、1000或更多起动过程)。在此起动持续时间可表示起动过程的持续时间(直至内燃机的成功起动或直至起动过程的中断)。另一方面，静止持续时间可表示两次直接相继的(成功或不成功的)起动过程之间的持续时间。
处理单元还可构造用于执行多个起动持续时间和/或多个静止持续时间的统计分析。尤其是可确定起动持续时间和/或静止持续时间的统计分布。此外，可确定平均起动持续时间和/或平均静止持续时间。
然后可基于统计分析采取关于起动器的措施。例如可在存在过高的平均起动持续时间(高于起动持续时间阈值)时发出应维修起动器或包括起动器、内燃机和车载电网的整个起动系统的指示(以避免损坏或缩短起动持续时间)。此外，如果平均静止持续时间太短(其低于静止持续时间阈值)，则可发出应提前更换起动器的指示(因为起动器负荷可以说非常高)。
根据另一方面，描述了一种公路机动车(尤其是轿车或货车或公共汽车或摩托车)，其包括本文件中描述的处理单元。
根据另一方面，描述了相应于本文件中描述的处理单元的方法。
根据另一方面，描述了一种软件(SW)程序。该SW程序可设立用于在处理器上(如在车辆的控制器上)运行并且由此实施本文件中描述的方法之一。
根据另一方面，描述了一种存储器介质。该存储器介质可包括SW程序，所述SW程序设立用于在处理器上运行并且由此实施本文件中描述的方法之一。
应指出，本文中所描述的方法、装置和系统不仅可单独，而且也可结合其它在本文中所描述的方法、装置和系统来使用。另外，本文中所描述的方法、装置和系统的任何方面可以多种方式相互组合。
附图说明
下面参考实施例详细阐述本发明。附图如下：
图1示出具有用于内燃机的起动器的车辆的示例性车载电网；
图2示出起动器的示例性特性数据；
图3示出在一系列起动尝试中起动器的示例性能量曲线；
图4a示出起动器的起动持续时间的示例性统计分布；
图4b示出在直接相继的起动尝试之间起动器的静止持续时间的示例性统计分布；和
图5示出用于检查起动器的示例性方法的流程图。
具体实施方式
如开头所述，本文件涉及可靠且有效地确定关于车辆起动系统的状态信息。在此情况下图1示出示例性低压(NV)-车载电网100的方框图。车载电网100通常具有12V-14V的标称电压并且因此常常也被称为12V或14V车载电网。作为替代方案，车载电网100例如可具有48V的车载电网电压。
车载电网100包括一个或多个耗电器108(如信息娱乐系统、空调等)，其由车载电网100供应电能。车载电网100可包括用于存储电能的一个或多个能量存储器106、107。在所示示例中，车载电网100包括铅酸电池106，其可用于支持车载电网电压并为车辆内燃机103的起动器105提供电能。如开头所述，起动器105可运行，以便在起动过程中机械地驱动内燃机103(在图1中未示出与内燃机103曲轴的、用于此目的的机械连接)。此外，车载电网100在所示示例中还包括回收能量存储器107(如锂离子电池)，其构造用于以循环方式接收和释放大量电能。
车载电网100还包括发电机104，其通过内燃机103驱动以便将动能转换成电能，该电能可用于运行一个或多个耗电器108和/或可存储在能量存储器106、107中。在滑行阶段中(例如下坡)——在其中发电机104间接由内燃机103或直接由车辆的车轮驱动，可通过发电机104回收电能，以减少车辆的能量消耗。
车载电网100还包括控制单元101(在本文件中也称为处理单元)，其构造用于控制车载电网100的一个或多个部件。控制单元101尤其是可构造用于响应于起动信号113(如通过点火产生)控制起动器105，以便在起动过程范围中驱动内燃机103。在起动过程期间可通过一个或多个适合的测量单元检测起动器105处的起动器电压112、起动器105中的起动器电流111和/或起动器105的转速(分别作为关于起动过程持续时间的时间曲线)。
在内燃机103的起动器105发生故障的情况下或者在不成功的起动过程中通常不能识别故障的原因。在此起动器105往往不是内燃机103未起动的实际原因。不成功的起动尝试可导致起动器105被不合理地更换，但并未消除不成功的起动尝试的实际原因。此外，起动器105可能在反复的不成功的起动尝试或起动过程中过载并且损坏。起动器的过载例如可通过专用温度传感器的温度监控来检测并在必要时避免。但这与增加的成本相关。本文件中描述的措施必要时可节省用于监控起动器温度的温度传感器。
图2示出起动器105的示例性特性数据200。尤其是图2针对起动器105上的不同电压112示出起动器105的扭矩M或电流I 111与起动器105的转速n 210之间的示例性关系。每条向右倾斜下降的线(尤其是直线)代表用于特定起动器电压112(即对于特定车载电网电压)的扭矩/电流-转速关系230。由图2可见，扭矩或电流111随着转速210的增加而下降。在本文件中关系230被称为用于不同起动器电压112的特性曲线。
在起动过程开始时可检测起动器105上的电压112。由该电压112的值得到扭矩/电流-转速特性曲线230。此外，可确定在起动过程中达到的转速210。因此，可对于起动过程在图2中所示的特性曲线图200中确定一个特性曲线族点。从该特性曲线族点在特性曲线图200中的位置可确定关于可能的起动故障原因的信息。
在图2所示的特性曲线图200中定义了不同区域241-247：
-第一区域241位于用于第一起动器电压值221的扭矩/电流-转速特性曲线230和用于第二起动器电压值222的特性曲线230之间。此外，第一区域241位于第一转速阈值211和第二转速阈值212之间。在此第二转速阈值212可对应于这样的转速，通常从该转速起内燃机103起动。
-第二区域242位于用于第一起动器电压值221的扭矩/电流-转速特性曲线230下方。此外，第二区域242位于第一转速阈值211和第二转速阈值212之间。
-第三区域253在转速210方面低于第一转速阈值211。
-第四区域244位于用于第一起动器电压值221的扭矩/电流-转速特性曲线230下方。此外，第二区域242在转速方面高于第二转速阈值212。
-第五区域245在电压112方面高于第二起动器电压值222。
-第六区域246位于用于第一起动器电压值221和用于第二起动器电压值222的扭矩/电流-转速特性曲线230之间。
-第七区域247在起动器电压112方面接近零并且在转速210方面接近零。
根据在起动过程中确定的特性曲线族点所在的区域可确定关于起动过程的不同信息：
-第一区域241：起动器电压112足够用于起动过程，但未能达到用于成功的起动过程所需的转速210。这可能是因为起动器105承受过大的反扭矩或起动器105基于故障而不能建立所需的扭矩。
-第二区域242：起动器电压112不足够高地用于成功的起动过程。因此存在车载电网100的故障或供电不足。
-第三区域243：转速210低于第一转速阈值211(其例如可以是第二转速阈值212的20％或更小)并且因此特别低，尽管起动器电压112可能足够高。因此，起动器105闭锁(例如通过内燃机103或起动机105本身的闭锁)。
-第四区域244：转速210足够高地用于成功的起动过程，但起动器电压112相对较低。因此未来起动过程的可起动性存在风险。
-第五区域245：起动器电压112高于第二电压值222并且因此存在过电压情况，起动器105可能通过其受不利影响。
-第六区域246：成功的起动过程，没有任何特殊异常。
-第七区域247：起动器电压112非常小，从而可假定向起动器105的功率输入中断。
因此，通过分析起动过程的特性曲线族点在起动器105的特性曲线图200中的位置可以有效且精确的方式确定关于起动系统、即起动器105、车载电网100和/或内燃机103的状态的状态信息。
因此，提供了一种可能性，即，可在没有其它附加测量技术和传感器的情况下避免起动器105过载和/或基于特性曲线图200分析起动器105故障的原因。从而可提供保护功能，用以防止起动器105过载。此外，也提供一种有效且可靠的方法来分析不成功的起动过程的故障原因。
对起动器故障的详细分析表明起动器105可能因起动问题而损伤或损坏。因此在存在起动问题时可能导致起动器105故障。对此的一个原因是用户通过太长时间地运行起动器105(也称为“呼啸(Orgeln)”)而使起动器105过载。
在起动过程中缺少诊断通常导致主要在起动器105中看到起动问题的原因，尽管可能存在其它故障原因。通过本文件中描述的措施可以精确的方式确定故障原因。
因此，可在车辆的数字发动机电子设备的软件中提供构件保护等级，以防止起动器105损伤或损坏。此外，起动过程中的诊断可简化故障排除并防止不合理地更换起动器105。通过统计功能可改善车辆运行中发动机起动的分析，例如在起动次数、起动过程的时间特性和/或未报告的起动问题等方面。
为了诊断起动过程，可将起动器105的特性曲线图200划分成不同区域，在此可定义第二(最大允许)起动器电压值222(用于避免过电压情况)、第一(最小允许)起动器电压值221(用于实现可起动性)、第一转速阈值211(也称为闭锁-转速阈值，用于识别闭锁情况)和第二转速阈值212(其构成关于用于内燃机103所需起动过程的最小要求的转速210的可起动性下限)。
因此，在起动过程中内燃机103的起动(Hochlauf)可转移到起动器105的直流电机的特性曲线图200中。在起动过程中内燃机103的转速210从0rpm(每分钟转数)增加至超过要求的可起动性极限212。如果出现起动问题，则可通过起动过程的特性曲线族点在特性曲线图200中的位置确定存在哪种潜在问题。根据诊断可提供或执行一个或多个有针对性的措施用于紧急运行功能。
如果特性曲线族点位于特性曲线图200的第一区域241中，则未能达到可起动性极限212，尽管车载电网电压112足够高。这意味着反扭矩太高和/或起动器105未能建立这种反扭矩。
如果特性曲线族点位于特性曲线图200的第二区域242中，则未能达到可起动性极限，因为车载电网电压112不够高并且因此也不能达到要求的转速210。
如果特性曲线族点位于特性曲线图200的第三区域243中，则起动尝试在起动器105闭锁时进行。
如果特性曲线族点位于特性曲线图200的第四区域244中，则内燃机103的可起动性存在风险，因为起动器105的供电不足。如果特性曲线族点位于特性曲线图200的第五区域245中，则检测到在过电压时尝试起动。如果特性曲线族点位于特性曲线图200的第七区域247中，则在起动尝试时存在功率中断(因为既没有电压112也没有转速210)或者起动器105控制存在问题。
第六区域246描述了成功的起动过程，在具有附图标记IV的扭矩-转速特性曲线230上方的局部区域中过高的电流111趋于流入起动器105中，这可推断出反扭矩趋于过高。另一方面，在具有附图标记IV的扭矩-转速特性曲线230下方的局部区域中可假设毫无问题的起动过程。
可能基于特性曲线族点的位置进行的其它可能的诊断有：在车辆财产保护情况下的起动尝试；在燃油系统中存在低压时的起动尝试；在内燃机103的燃烧系统中存在故障时的起动尝试。
因此，可基于起动器105的特性曲线图200做出有针对性的诊断，即在失败的起动过程中故障原因所在。尤其是可基于起动过程的特性曲线族点在特性曲线图200中的位置确定成功或失败的起动过程的具体情况。
起动过程的诊断可分为不同的时间段。在起动过程开始之后，可在确定起动过程的特性曲线族点之前首先等待特定的时间窗口(如100ms或更长)。如此可避免起动过程开始时不可靠的测量值，这增加了诊断的稳健性。于是可精确地确定特性曲线族点，该特性曲线族点例如相应于在起动过程中最大达到的转速。此外，特性曲线族点位于起动过程开始(必要时在经过上述时间窗口之后)用于起动器电压112的扭矩/电流-转速特性曲线230上。
本文件中描述的起动器诊断不改变实际的起动级联。尤其是起动器105不需要额外的时间来面对起动问题。因此可充分利用起动器105的技术极限，以实现起动系统的最大可用性。在此，起动器105的技术极限在于在起动器105过热(并且随后通常存在起动器105的完全故障)之前起动器105的最大可能能量消耗。
作为用于起动器105的保护功能可提供一种能量计，其连续监控进入起动器105的能量输入并且在超过能量输入的极限值时暂时阻止起动器105的控制和/或通过故障存储器条目记录起动器105过载。
图3示出起动器105的(热)能量300的示例性时间曲线310(即起动器105的累积能量或能量输入)。对于每个起动过程可确定供应给起动器105的(电)能量。这由起动器电压112和起动器电流111产生。必要时可在起动过程中基于起动器电压112和用于该起动器电压112的起动器105特性曲线230来确定供应的能量。因此可省却测量起动器电流111。此外，通常考虑起动过程的持续时间。起动过程引起起动器105的(累积)能量300的时间曲线310的上升部分311。
另一方面，在起动过程之后实现起动器105冷却，冷却的时间曲线取决于起动器105的热特性。起动器105的冷却可通过起动器105的(预先确定的)热模型来描述。因此在两次起动过程之间得到起动器105的(累积)能量300的时间曲线310的下降部分312，从起动器105提取的能量取决于两次直接相继的起动过程之间的时间。
因此，可对于一系列(可能不成功的)起动过程基于起动器电压112和起动器105的热模型来确定存储在起动器105中的(热)能量300的时间曲线310。因此可在特定时间确定起动器105的(热)能量300是否达到或超过能量阈值301、302。在达到第一能量阈值301时例如向起动器105的用户发出警告指示，该警告指示表示起动器105即将过载。此外，可在达到第二能量阈值302时阻止起动器105，从而不能再发起起动过程。所述阻止例如可进行一定的阻止时间。替代或附加地，所述阻止可进行至起动器105的能量300下降到特定能量阈值(如第一能量阈值301)以下。由此可为起动器105提供可靠的保护功能。
图4a和4b示出起动过程的示例性统计评估。图4a示出不同起动过程的起动持续时间400的统计分布402。在此示出不同起动持续时间400的概率401。图4a示出连续的概率分布402。通常对于起动持续时间400的不同离散区域确定相应的概率401。从分布402也可确定起动过程的平均起动持续时间403。
可借助运动或滑动窗口确定图4a的分布402(例如基于最后N次起动过程，其中N＝1000、100或更小)。通过观察滑动窗口可确定起动持续时间400的时间进程。尤其是可确定平均起动持续时间403的时间发展。
可将平均起动持续时间403与持续时间阈值(700ms)进行比较。如果平均起动持续时间403达到或超过持续时间阈值，则可采取保护可起动性的措施。例如可向起动器105的用户发出表示应检查起动系统的指示。
图4b示出两次直接相继的起动过程之间的静止持续时间410的(离散)分布412。可借助最后N次起动过程的滑动窗口来确定分布412。此外，基于分布412可确定两次直接相继的起动过程之间的平均静止持续时间413。分布412可用于检查起动器105是否根据为起动器105设置的尺寸相对于每单位时间(如每分钟)的最大起动次数和/或相对于起动器105寿命期间的起动过程的最大总次数被使用。因此可确定起动器105的故障概率是相对高还是相对低(根据平均静止持续时间413是相对低还是相对高)。此外，可基于平均静止持续时间413确定起动器105过载的概率是相对高还是相对低(根据平均静止持续时间413是相对低还是相对高)。
因此可提供用于起动器105的统计功能。统计功能的目的在于基于起动的起动持续时间400来评估起动质量。此外，可在起动之间的时间中确定起动器105的负荷(例如基于起动之间的静止持续时间410)。从起动过程的质量(通过分布402)和起动器105的负荷(通过分布412)例如可推导出起动器105设计的优化和/或用于减少故障的措施。
根据所描述的统计功能例如可结合车辆的许可日期和/或车辆的里程数来检查起动持续时间400在车辆的运行中随着时间推移如何发展。替代或补充地，例如可结合车辆的许可日期、车辆的里程数和/或车辆的国家名称确定车辆起动器105的典型负荷(例如基于相继的起动过程之间的静止持续时间410)。
本文件中描述的措施尤其是设置用于检测具有刷式直流电机的起动器105的问题，但也可用于其它类型的起动器105。
图5示出用于诊断起动过程和/或电动起动器105的示例性方法500的流程图。起动器105构造用于在起动过程中驱动内燃机103。尤其是可通过起动器105引起内燃机103的转速210直至超过第二转速阈值212，内燃机103通常在高于第二转速阈值212的转速210下起动，并且随后可在没有起动器105辅助的情况下单独基于燃料燃烧过程运行。
方法500包括确定501关于在内燃机103起动过程期间供应给起动器105的电功率的功率信息。功率信息尤其是可表示为起动过程施加在起动器105上的起动器电压112。另外，方法500包括确定502关于内燃机103在起动过程期间的转速210的转速信息。转速信息例如可表示在起动过程期间最大达到的转速210。
此外，所述方法500包括基于功率信息并基于转速信息执行503起动过程和/或起动器105的诊断。尤其是可基于功率信息并且基于转速信息来确定关于不成功或错误的起动过程的原因的信息。
在本文件中描述的措施能提供用于防止起动器105过载的起动器105保护功能。此外，通过精确地分析不成功的起动过程的原因可更好地检测车辆的有缺陷部件。尤其是可通过精确分析有针对性地诊断起动过程中的具体故障所在。
本发明不限于所示实施例。尤其是应注意说明书和附图仅应说明所提出方法、装置和系统的原理。

Claims (9)

1.用于监控电动运行的起动器(105)的处理单元(101)，该起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机(103)；所述处理单元(101)构造用于：
-确定关于在内燃机(103)的起动过程期间供应给起动器(105)的电功率的功率信息，所述电动率取决于流入起动器(105)的起动器电流(111)；
-确定关于在起动过程期间内燃机(103)转速(210)的转速信息；并且
-基于所述功率信息和基于所述转速信息来执行起动过程的诊断和/或起动器(105)的诊断。
2.根据权利要求1所述的处理单元(101)，其中，所述处理单元(101)构造用于：
-基于所述功率信息和基于所述转速信息确定在起动器(105)的特性曲线族(200)中的至少一个特性曲线族点；所述特性曲线族(200)表示在起动器电流(111)与内燃机(103)的预期转速(210)之间的关系；并且
-基于所述特性曲线族点在特性曲线族(200)中的位置来执行起动过程的诊断和/或起动器(105)的诊断。
3.根据权利要求2所述的处理单元(101)，其中，
-所述特性曲线族(200)包括多个不同区域(241、242、243、244、245、246、247)；
-所述不同区域(241、242、243、244、245、246、247)分别在不同的转速区域和/或功率区域上延伸；并且
-所述诊断的执行包括确定起动过程的特性曲线族点落入哪个区域(241、242、423、244、245、246、247)中。
4.根据权利要求3所述的处理单元(101)，其中，所述多个区域241、242、423、244、245、246、247)包括：
-第一区域(241)，该第一区域对于起动器电压(112)位于第一起动器电压值(221)和第二起动器电压值(222)之间并且对于转速(210)位于第一转速阈值(211)和第二转速阈值(212)之间；和/或第一区域(241)，该第一区域表示起动器(105)在起动过程中承受过高的反扭矩或起动器(105)在起动过程中未能施加所需的扭矩；和/或
-第二区域(242)，该第二区域对于起动器电压(112)低于第一起动器电压值(221)并且对于转速(210)位于第一转速阈值(211)和第二转速阈值(212)之间；和/或第二区域(242)，该第二区域表示起动器电压(112)不足以用于起动过程；和/或
-第三区域(243)，该第三区域对于起动器电压(112)高于功率中断电压值并且对于转速(210)低于第一转速阈值(211)；和/或第三区域(243)，该第三区域表示起动器(105)在起动过程中闭锁；和/或
-第四区域(244)，该第四区域对于起动器电压(112)低于第一起动器电压值(221)并且对于转速(210)高于第二转速阈值(212)；和/或第四区域(244)，该第四区域表示未来的起动过程基于电功率供应不足而存在风险；和/或
-第五区域(245)，该第五区域对于起动器电压(112)高于第二起动器电压值(222)；和/或第五区域(245)，该第五区域表示起动器电压(112)过高并且可损坏起动器(105)；和/或
-第六区域(246)，该第六区域对于起动器电压(112)位于第一起动器电压值(221)和第二起动器电压值(222)之间并且对于转速(210)高于第二转速阈值(212)；和/或第六区域(246)，该第六区域表示起动器(105)、内燃机(103)和/或用于为起动器(105)供应电能的车载电网(100)功能正常；和/或
-第七区域(247)，该第七区域对于起动器电压(112)低于功率中断电压值并且对于转速(210)低于最小转速阈值；和/或第七区域(247)，该第七区域表示在起动过程期间起动器(105)的功率中断。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的处理单元(101)，其中，
-所述特性曲线族(200)包括多个用于多个不同起动器电压(112)的特性曲线(230)；并且
-特性曲线(230)相应表示在供应给起动器(105)的起动器电流(111)和待由起动器(105)引起的内燃机(103)转速(210)之间的关系。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的处理单元(101)，其中，所述处理单元(101)构造用于：
-基于功率信息确定在起动过程中起动器电压(112)是高于还是低于功率中断电压值；所述功率中断电压值使得低于功率中断电压值的起动器电压(112)指示用于起动器(105)的电功率的功率中断；和/或
-基于功率信息确定在起动过程中起动器电压(112)是高于还是低于第一起动器电压值(221)；所述第一起动器电压值(221)使得低于第一起动器电压值(221)的起动器电压(112)指示在起动过程中用于起动器(105)的电功率不足；和/或
-基于功率信息确定在起动过程中起动器电压(112)是高于还是低于第二起动器电压值(222)；所述第二起动器电压值(222)使得高于第二起动器电压值(222)的起动器电压(112)指示起动器(105)的过电压情况。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的处理单元(101)，其中，所述处理单元(101)构造用于
-基于转速信息确定在起动过程中内燃机(103)的转速(210)是高于还是低于最小转速阈值；所述最小转速阈值使得低于最小转速阈值的转速(210)指示起动器(105)的功率中断；和/或
-基于转速信息确定在起动过程中内燃机(103)的转速(210)是高于还是低于第一转速阈值(211)；所述第一转速阈值(211)使得低于第一转速阈值(211)的转速(210)指示起动器(105)闭锁；和/或
-基于转速信息确定在起动过程中内燃机(103)的转速(210)是高于还是低于第二转速阈值(212)；所述第二转速阈值(212)使得高于第二转速阈值(212)的转速(210)通常引起内燃机(103)的起动。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的处理单元(101)，其中，
-所述功率信息表示在起动过程期间的起动器电压(112)；和/或
-所述转速信息表示在起动过程期间内燃机的转速(210)。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的处理单元(101)，其中，
-所述功率信息表示在起动过程开始时的起动器电压(112)；和/或
-所述转速信息表示在起动过程期间内燃机的最大转速。
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