DE102005040143A1 - Method for predicting motor vehicle starting depending on weather forecasts, uses weather forecast temperature and/or temperature gradients to determine efficiency of starting battery - Google Patents

Method for predicting motor vehicle starting depending on weather forecasts, uses weather forecast temperature and/or temperature gradients to determine efficiency of starting battery Download PDF

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Abstract

A telematics module (TM) receives weather forecast temperature or other meteorological data from a separate server, and uses these as well as the load balance of the battery and other predicted temperature gradient to calculate the efficiency of the starting battery (3). The calculated efficiency is compared with the take-off power of the engine (1) to judge whether the efficiency is enough for safe starting of the engine. The module alerts the user's mobile phone (4) via e.g. short message service (SMS), if the compared efficiency is judged not to be sufficient enough.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Startfähigkeitsvorhersage eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit der zukünftigen Wetterprognose. An sich bereits bekannte Systeme zur Startfähigkeitsbestimmung von Kraftfahrzeugen oder Starterbatterien werden um eine Telematik-Dienstleistung zur Temperaturvorhersage erweitert. Auf der Grundlage der vorhergesagten Temperatur wird über eine die Temperatur integrierende Ladezustanderkennung der Starterbatterie eine Startfähigkeitsvorhersage errechnet und bei Gefährdung der Startfähigkeit eine entsprechende Warnung ausgegeben.The The invention relates to a method for starting capability prediction of a motor vehicle dependent on the future Weather forecast. In itself already known systems for startability determination of motor vehicles or starter batteries will be a telematics service extended to the temperature forecast. Based on the predicted Temperature is over a temperature-integrating state of charge detection of the starter battery a startability prediction calculated and at risk the starting ability a corresponding warning is issued.

Eine sensorbasierte Startfähigkeitsbestimmung für eine Starterbatterie ist beispielsweise aus dem europäischen Patent EP 0916959 B1 bekannt. Über eine Klemmenspannungsmessung bei laufendem Verbrennungsmotor und über die Messung des Einbruchs der Klemmenspannung an der Starterbatterie beim Startvorgang wird die aktuelle Leistungsfähigkeit bestimmt. Hierzu wird noch der Temperatur des Elektrolyten der Starterbatterie gemessen und daraus schließlich eine temperaturabhängige Fähigkeit zur Leistungsabgabe der Fahrzeugbatterie ermittelt. Es wird weiterhin die Motortemperatur gemessen und daraus die temperaturabhängige Startleistungsaufnahme des Verbrennungsmotors berechnet und mit der Fähigkeit zur Leistungsabgabe der Fahrzeugbatterie verglichen. Übersteigt die berechnete Leistungsaufnahme des Motors die berechnete Leistungsabgabe der Starterbatterie wird eine entsprechende Warnung ausgegeben, dass die Startfähigkeit wegen zur schwacher Batterie nicht mehr gegeben ist. Dieses Verfahren arbeitet auf der Grundlage der Innenwiderstandsbestimmung der Starterbatterie. Dieser Innenwiderstand erhöht sich mit der Batteriealterung und begrenzt die maximale Leistungsabgabe in Kombination mit einer Temperaturabhängigkeit des Batterieelektrolyten.A sensor-based startability determination for a starter battery is known, for example, from the European patent EP 0916959 B1 known. The current performance is determined via a terminal voltage measurement with the internal combustion engine running and by measuring the breakdown of the terminal voltage at the starter battery during the starting process. For this purpose, the temperature of the electrolyte of the starter battery is still measured and finally a temperature-dependent ability to power output of the vehicle battery determined. Furthermore, the engine temperature is measured, and from this the temperature-dependent starting power consumption of the internal combustion engine is calculated and compared with the power output capability of the vehicle battery. If the calculated power consumption of the engine exceeds the calculated power output of the starter battery, a corresponding warning is issued that the low battery starting capability is no longer present. This method works on the basis of the internal resistance determination of the starter battery. This internal resistance increases with battery aging and limits the maximum power output in combination with a temperature dependence of the battery electrolyte.

In der Audi Patentschrift DE 101 06 240 A1 hat man die Ladezustandbestimmung der Starterbatterie um ein Telematikmodul ergänzt. Sinkt der Ladezustand der Starterbatterie unter einen Grenzwert wird über das Telematikmodul eine Warnung versendet, dass die Startfähigkeit des betreffenden Kraftfahrzeug gefährdet ist. Die Warnung kann über Mobiltelefon z.B. als SMS dem Fahrzeugnutzer und einem Fahrzeugservice übermittelt werden. Weitere Funktionen, die mit dem Telematikmodul realisierbar sind, sind GPS Anwendungen, mit deren Hilfe die Position des betreffenden Kraftfahrzeugs mit übermittelt werden kann, was insbesondere für den Servicebetreiber eine wertvolle Information ist. Die Startfähigkeitsbestimmung arbeitet auch bei abgestelltem Fahrzeug, so dass insbesondere für Flottenbetreiber Warnungen versendet werden, bei welchen der abgestellten Fahrzeuge, die Startfähigkeit gefährdet ist.In the Audi patent DE 101 06 240 A1 the charge state determination of the starter battery has been supplemented by a telematics module. If the charge state of the starter battery drops below a limit value, a warning is sent via the telematics module that the starting capability of the relevant motor vehicle is jeopardized. The warning can be transmitted via mobile phone eg as an SMS to the vehicle user and a vehicle service. Other functions that can be implemented with the telematics module are GPS applications, with the aid of which the position of the relevant motor vehicle can be transmitted, which is valuable information in particular for the service operator. The ability to start ability works even when the vehicle is parked, so that in particular for fleet operators warnings are sent, in which the parked vehicles, the starting ability is at risk.

Ein gattungsbildendes Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorhersage der Startfähigkeit einer Starterbatterie ist beispielsweise in der Bosch Schrift WO 2004/092758 A1 offenbart. Diese Startfähigkeitsvorhersage arbeitet mit einem temperaturabhängigen Startstromkennfeld der Starterbatterie, das in Versuchsreihen exemplarisch für den Batterietypus ermittelt wird. In diesem Kennfeld sind die möglichen Startströme in Abhängigkeit der Temperatur und des Ladezustandes der Starterbatterie abgelegt. Der Ladezustand der Starterbatterie wird mit einem Ladebilanzrechner ermittelt. Der Ladebilanzrechner überwacht Temperatur, Spannung und Stromfluss an den Klemmen der Batterie und berechnet daraus den aktuellen Ladezustand SOC (State of Charge) der Batterie. Bei bekanntem Ladezustand nach unmittelbarem Abstellen des Fahrzeugs und bei bekannter Ruhestromentnahme kann der Ladebilanzrechner die Entwicklung des Ladezustandes vorausberechnen. Mit einer Startstrommessung kann der Motorspezifische Startstrom des Verbrennungsmotors bestimmt werden und gleichzeitig über das Ladestromkennfeld ein Ladezustandsabgleich der Starterbatterie gemacht werden. Bei bekanntem notwendigem Starterstrom kann aus dem Startstromkennfeld die minimal notwendige Batterieladung entnommen werden. So dass über die Ladezustandentwicklung durch die Ruhestromentnahme die maximale Abstellzeit des Kraftfahrzeug berechnet werden kann, bis zu der eine Startfähigkeit gesichert ist. Durch Ermittlung der Außentemperatur und durch die Temperaturberücksichtung im Startstromkennfeld kann die Startfähigkeitsvorhersage auch temperaturabhängig erfolgen. Dabei wird sogar durch Mittelung der in der Vergangenheit gemessenen Außentemperatur eine Temperaturschätzung möglich, die mit beschränkter Aussagekraft auch in die Zukunft wirkt und bei der Startfähigkeitsvorhersage optional mitberücksichtigt wird.One generic method and prediction apparatus the starting ability a starter battery is for example in the Bosch document WO 2004/092758 A1. This startability prediction works with a temperature-dependent Starting current map of the starter battery, the exemplary in test series for the Battery type is determined. In this map, the possible starting currents are dependent stored the temperature and the state of charge of the starter battery. The state of charge of the starter battery is measured using a charge balance calculator determined. The charge balance calculator monitors temperature, voltage and current flow at the terminals of the battery and calculates from it the current charge state SOC (State of charge) of the battery. at known state of charge after immediate parking of the vehicle and with known quiescent current drain, the charge balance calculator development of the state of charge. With a starting current measurement can the engine-specific starting current of the internal combustion engine can be determined and at the same time over the charge current map a state of charge balance of the starter battery be made. With known necessary starter current can out the minimum required battery charge taken from the starting current map become. So that about the state of charge development by the quiescent current drain the maximum Shutdown time of the motor vehicle can be calculated, up to the one starting ability is secured. By determining the outside temperature and by the Temperaturberücksichtung In the starting current map, the startability prediction can also be temperature-dependent. there is even averaging the measured in the past outdoor temperature a temperature estimate possible, the limited ones Meaningfulness also affects the future and in the startability prediction optionally included becomes.

Die Vorrichtungen zur Batterieüberwachung und die telematischen Kommunikationsmittel sind in verschiedenen Ausführungsvarianten in heutigen Kraftfahrzeugen verbreitet installiert. Auch Startfähigkeitsvoraussagen wie in der Patentanmeldung von Bosch offenbart sind mit den Ladebilanzrechnern für die Batterieüberwachung und mit sensorischen Abgleichen und Justierungen mit Onboard Mitteln vom Prinzip her bekannt. Für den Aspekt der Vorhersage ist bisher allerdings nur eine beschränkt taugliche Temperaturbestimmung für den zukünftigen Startversuch bekannt geworden.The Devices for battery monitoring and the telematic communication means are in different embodiments installed in today's vehicles widespread. Also startability predictions as disclosed in the Bosch patent application with the charge balance calculator for the battery monitoring and with sensory adjustments and adjustments with onboard means known in principle. For the aspect of the prediction is so far however only a limited suitable temperature determination for the future Starting attempt known.

Ausgehend von dem vorgenannten Sand der Technik wird als erfindungsgemäße Aufgabe angesehen, die Startfähigkeitsvorhersage verlässlicher und genauer zu machen, indem der zukünftige Temperatureinfluss auf die Startfähigkeit einer Starterbatterie besser prognostiziert wird.Starting from the aforementioned sand of the art is considered as an object of the invention, the startability prediction reliable and To make more accurate by the future temperature influence on the starting ability of a starter battery is better predicted.

Die Lösung gelingt mit einem Verfahren nach Anspruch 1. Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und in der folgenden Beschreibung offenbart.The solution succeeds with a method according to claim 1. Further embodiments are in the subclaims and disclosed in the following description.

Die Lösung gelingt hauptsächlich indem eine gattungsbildende Startfähigkeitsvorhersage mit einem Telematik Modul an einen externen Telematikdienstanbieter angebunden wird. Der Telematikdienstanbieter stellt mit seinem Telematikdienst Wetterdaten und Temperaturvorhersagen zur Verfügung, die über einen Mobilfunkdienst von dem Telematikmodul im Kraftfahrzeug aufgerufen werden und zur Weiterverarbeitung an die Startfähigkeitsvorhersage weitergeleitet werden. Die Startfähigkeitsvorhersage errechnet dann mit den vorhergesagten Temperaturverläufen und der aktuellen Ladebilanz der Starterbatterie deren zur erwartende, mögliche, temperaturabhängige Leistungsentnahme und vergleicht sie mit der erforderlichen Startleistung für den Verbrennungsmotor. Reicht die zu erwartende Batterieleistung für den Startvorgang nicht sicher aus, wird von der Startfähigkeitsvorhersage eine Warnung erzeugt, die gegebenenfalls von dem bordeigenen Telematikmodul über GMS an definierte Adressen versendet werden kann.The solution succeeds mainly by providing a generic startability prediction with a Telematics module connected to an external telematics service provider becomes. The telematics service provider provides with its telematics service Weather data and temperature forecasts available via a mobile service from be called the telematics module in the vehicle and for further processing forwarded to the startability prediction become. The startability prediction is calculated then with the predicted temperature curves and the current charge balance the starter battery whose expected, possible, temperature-dependent power extraction and compares them with the required starting power for the internal combustion engine. Is the expected battery power for the boot process not safe is calculated from the startability prediction generates a warning, which may be from the on-board telematics module via GMS can be sent to defined addresses.

Der damit hauptsächlich erzielbare Vorteil wird darin gesehen, dass durch Berücksichtigung von Standort bezogenen Wettervorhersagen die Bewertung der Startfähigkeitsvorhersage verbessert wird. Bei zu erwartenden zukünftigen Temperatureinbrüchen innerhalb des Zeitraums der Wettervorhersage kann dem Fahrzeugnutzer ein entsprechender Hinweis übermittelt werden, so dass er rechtzeitig seine Dispositionen treffen kann, um ein unbeabsichtigtes Liegenbleiben mit dem Kraftfahrzeug zu vermeiden.Of the mainly with it achievable advantage is seen in that by taking into account Location related weather forecasts the assessment of the launch capability prediction is improved. At expected future temperature drops within the period of the weather forecast can be sent a message to the vehicle user so that he can meet his disposition in time, to avoid unintentional lying with the motor vehicle.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer graphischen Darstellung näher erläutert.in the The invention will be described below with reference to a graphical representation explained in more detail.

In einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor 1 wird dieser üblicherweise mit einem elektrischen Starter 2 gestartet. Der Starter ist vorzugsweise auf die Kurbelwelle gekoppelt und als so genannter Integrierter Startergenerator ausgebildet. Seine Energieversorgung beim Start erhält der Starter von einer Bordnetzbatterie 3. Die Ladungsüberwachung der Starterbatterie erfolgt sensorisch durch Spannungs- und Strommessung. Die erfassten Messwerte werden über die Zeit integriert und erlauben so eine Ladungsbilanzierung für die Starterbatterie. Sensorik und Berechnung können hierbei vorzugsweise in einem sogenannten Integrierten Batteriesensor IBS zusammengefasst sein. Der integrierte Batteriesensor ist mit seiner Strom- und Spannungssensorik vorzugsweise im Massestrompfad der Starterbatterie angeordnet. Die berechnete Ladebilanz wird von dem integrierten Batteriesensor über eine Kommunikationsverbindung, vorzugsweise über einen Bus oder über ein Kommunikationsnetz mit mehreren Bus Systemen, weiteren elektronischen Steuergeräten zur Verfügung gestellt.In a motor vehicle with internal combustion engine 1 This is usually with an electric starter 2 started. The starter is preferably coupled to the crankshaft and designed as a so-called integrated starter generator. Its power supply at the start receives the starter from a board battery 3 , The charge monitoring of the starter battery is sensory by voltage and current measurement. The acquired measured values are integrated over time and thus allow a charge balance for the starter battery. In this case, sensor technology and calculation can preferably be combined in a so-called integrated battery sensor IBS. The integrated battery sensor is preferably arranged with its current and voltage sensors in the ground current path of the starter battery. The calculated charge balance is provided by the integrated battery sensor via a communication link, preferably via a bus or via a communication network with multiple bus systems, other electronic control units available.

Falls die Startfähigkeitsvorhersage nicht im Integrierten Batteriesensor berechnet wird, kann daher die Startfähigkeitsvorhersage auch von einem anderen im Fahrzeug verbauten Steuergerät aus der Ladebilanz unter Vergleich mit dem benötigten Startstrom berechnet werden. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung ausgeführt, ist es aus dem Stand der Technik auch bekannt, den Einfluss der Umgebungstemperatur zu erfassen und in die Berechnung der Startfähigkeitsvorhersage mit einzubeziehen. Die aktuelle Temperatur wird auch bei der hier offenbarten Erfindung mit Sensoren erfasst und bei der Berechnung der Starfähigkeit der Starterbatterie berücksichtigt.If the startability prediction can not therefore be calculated in the integrated battery sensor the startability prediction also from another installed in the vehicle control unit from the charge balance under comparison with the needed Starting current to be calculated. As already in the introduction to the description executed It is also known from the prior art, the influence of Ambient temperature and in the calculation of the starting capability prediction to involve. The current temperature is also at the here disclosed invention with sensors detected and in the calculation the star ability considered the starter battery.

Für eine verbesserte Vorhersage der Startfähigkeit gemäß der Erfindung wird der zukünftige, wahrscheinliche Verlauf der Umgebungstemperatur von dem Steuergerät, das die Startfähigkeitsvorhersage durchführt, über ein Telematikmodul TM, das vorzugsweise ebenfalls über eine Busverbindung mit dem betreffenden Steuergerät in Verbindung ist, von einem externen Telematikdienst, auch Provider genannt, abgefragt. Der Telematikdienst beobachtet hierzu die Wetterprognosen und erstellt daraus Temperaturvorhersagen, die der Telematikdienst in einem geeigneten Format, an das Telematikmodul im Fahrzeug, und damit mittelbar an die Startfähigkeitsvorhersage übermittelt. Aus den prognostizierten Temperaturverläufen wird dann eine Startfähigkeitsvorhersage für die Starterbatterie errechnet. Hierzu wird der Temperaturverlauf für die Berechnung der Ladebilanz und für die Berechnung des benötigten Starterstromes herangezogen und über z.B. über Kennfelder der mögliche Batteriestrom mit dem benötigten Startstrom verglichen. Ergibt sich hierbei im Voraussage Intervall des prognostizierten Temperaturverlaufs die Situation, dass die temperaturabhängige Ladebilanz zu einem Zeitraum innerhalb der Prognose nicht mehr ausreicht um den benötigten Starterstrom mit Sicherheit aufzubringen, wird von der Startfähigkeitsvorhersage eine entsprechende Warnung erzeugt und über das Kommunikationsnetzwerk und über das Telematikmodul mittelbar an potentielle Nutzer außerhalb des Fahrzeugs ausgegeben.For an improved Predictability of starting ability according to the invention will be the future, probable Course of the ambient temperature of the control unit that the Starting capacity Forecast performs, over Telematic module TM, which preferably also via a bus connection with the relevant control unit is connected, from an external telematics service, also providers called, queried. The telematics service observes the weather forecasts and uses it to create temperature forecasts that the telematics service in a suitable format, to the telematics module in the vehicle, and thus indirectly transmitted to the startability prediction. The predicted temperature profiles then become a startability prediction for the Starter battery calculated. For this purpose, the temperature profile for the calculation the charge balance and for the calculation of the needed Starter current used and over e.g. above Maps of the possible Battery current with the required starting current compared. This results in prediction interval of the predicted Temperature history the situation that the temperature-dependent charge balance at a period within the forecast is no longer sufficient the needed Reliably applying starter current is determined by the startability prediction generates a corresponding warning and via the communication network and over the telematics module indirectly to potential users outside of the vehicle.

Die zu übertragende Warnnachricht wird vorzugsweise über eine Mobilfunkverbindung getätigt. In Europa hat sich hier der GSM Standard bewährt und etabliert. Die Warnnachricht kann hierbei an einen Fuhrparkdienst, eine Werkstattservice oder ähnliches sowie an den Fahrzeugnutzer, z.B. auf sein Mobil-Telefon 4, per SMS-Nachricht übertragen werden. Dann können die Empfänger dieser Warnnachricht entsprechend, insbesondere bei einem vom Wetterdienst angekündigten Temperatursturz, bei einer schwachen Starterbatterie entsprechend vorgewarnt werden, so dass sie entsprechend disponieren können, um ein Liegenbleiben des Fahrzeugs zu verhindern.The warning message to be transmitted is preferably made via a mobile radio connection. In Europe, the GSM standard has proven itself here and established. The warning message can in this case to a fleet service, a garage service or the like and to the vehicle user, for example, on his mobile phone 4 , be transmitted via SMS message. Then, the receivers of this warning message can be appropriately forewarned, in particular at a temperature drop announced by the weather service, with a weak starter battery, so that they can dispose accordingly in order to prevent the vehicle from remaining stationary.

Zusätzlich und alternativ kann die Warnung auf einem Display 5 im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs dem Fahrer zur Anzeige gebracht werden. Diese Anzeige hat den Vorteil, dass der Fahrer bereits beim Abstellen des Kraftfahrzeuges eine entsprechende Warnung erhalten kann. Insbesondere kann dem Fahrer beim Abstellen des Fahrzeugs bereits ein entsprechender Warnhinweis gegeben werden. Auch kann die maximale Abstellzeit des Fahrzeugs dem Fahrer sofort angezeigt werden. Die maximale Abstellzeit des Fahrzeugs kann hierbei ebenfalls unter Berücksichtigung der Temperaturprognose erfolgen. Hierzu wird von der Startfähigkeitsvorhersage aus der Temperaturvorhersage der Zeitpunkt bestimmt, wann die temperaturabhängige Stromabgabefähigkeit der Starterbatterie voraussichtlich unter den erforderlichen Startstrom des Verbrennungsmotors gefallen sein wird.Additionally and alternatively, the warning may appear on a display 5 be brought in the passenger compartment of the motor vehicle to the driver for display. This display has the advantage that the driver can already receive a corresponding warning when parking the motor vehicle. In particular, the driver can already be given a corresponding warning when parking the vehicle. Also, the maximum parking time of the vehicle can be displayed to the driver immediately. The maximum parking time of the vehicle can also be done taking into account the temperature forecast. For this purpose, the starting point prediction from the temperature prediction determines the time when the temperature-dependent current output capability of the starter battery is expected to have fallen below the required starting current of the internal combustion engine.

Claims (6)

Verfahren zur Startfähigkeitsvorhersage eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug, bei dem: – der elektrischen Starter von einer Starterbatterie mit elektrischer Leistung versorgt wird, – mit einem in einem Steuergerät implementierten Softwareprogramm die Leistungsfähigkeit der Starterbatterie aus Sensordaten unter Berücksichtigung eines Temperatureinflusses errechnet wird, und durch Vergleich der temperaturabhängigen Leistungsfähigkeit der Starterbatterie mit der notwendigen Startleistung des Verbrennungsmotors bestimmt wird, ob die Leistungsfähigkeit der Starterbatterie für den sicheren Start des Verbrennungsmotors ausreicht oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatureinfluss aus einem Temperaturverlauf besteht, der von einem Telematikdienst prognostiziert wird und mittels Telematikmodul in das Steuergerät für die Startfähigkeitsvorhersage übertragen wird.Method for starting capability prediction of an internal combustion engine in a motor vehicle, in which - the electric starter is supplied with electric power by a starter battery, - with a software program implemented in a control unit, the performance of the starter battery is calculated from sensor data taking into account a temperature influence, and by comparing Temperature-dependent performance of the starter battery with the necessary starting power of the engine is determined whether the performance of the starter battery for the safe start of the engine is sufficient or not, characterized in that the temperature influence consists of a temperature profile, which is predicted by a telematics service and telematics module in the Startability prediction controller is transmitted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Gefährdung der Startfähigkeit eine Warnung ausgeben wird.Method according to claim 1, characterized in that that at risk the starting ability will issue a warning. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung im Kraftfahrzeug auf einem Display angezeigt wird.Method according to claim 2, characterized in that that the warning is displayed in the motor vehicle on a display. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung mittels Telematikmodul per SMS-Nachricht an definierte Adressen übertragen wird.Method according to claim 2, characterized in that that the warning via telematics module by SMS message to defined Transfer addresses becomes. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die SMS Nachricht auf ein Mobiltelefon übertragen wird.Method according to claim 4, characterized in that that the SMS message is transmitted to a mobile phone. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die SMS-Nachricht an die Adresse eines Telematikdienstes, eines Fuhrparkdienstes oder eines Werkstattservices übertragen wird.Method according to claim 4 or 5, characterized that the SMS message to the address of a telematics service, one Fleet service or a workshop service.
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