DE102007030297A1 - Starter protection method for internal combustion engine of motor vehicle, involves activating starter if temperature of starter lies under threshold temperature, where temperature is determined on basis of battery voltage and engine speed - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz eines Starters eines Motors eines Kraftfahrzeugs.The The present invention relates to a method and an apparatus for protecting a starter of an engine of a motor vehicle.
Die Motoren (Verbrennungsmotoren) von Kraftfahrzeugen sind mit einem elektrischen Starter (Startermotor) ausgestattet, der über einen mit einem Zündschlüssel zu betätigenden Startschalter mit einer Batterie verbindbar ist und einen mechanischen Kraftschluss zum Motor herstellen kann. Der Starter ist aufgrund des relativ großen Starterstroms allgemein nur für einen Kurzzeitbetrieb geeignet.The Engines (internal combustion engines) of motor vehicles are with a electric starter (starter motor) equipped over one to operate with an ignition key Start switch with a battery is connectable and a mechanical adhesion to the engine can produce. The starter is due to the relative large starter current generally only for a short-term operation suitable.
Es müssen daher zum Schutz des Starters Maßnahmen getroffen werden. Bekannte Maßnahmen beinhalten einfache Freigaben wie logische Verknüpfungen der Wegfahrsperre, des Keyless Go, des Getriebes, der Drehzahlüberwachung, und einfache Schutzmechanismen wie Wiederholstartsperre, Blockierschutzerkennung und maximale Ansteuerdauer. Diese bekannten Maßnahmen decken aber nicht alle Fälle eines möglichen Missbrauchs bzw. einer möglichen Fehlbedienung des Starters beim Motorstart (insbesondere auch im Fall eines Motors mit Stopp/Start-Funktionalität) ab. So ist der Fahrer eines Kraftfahrzeugs in der Lage, gewollt oder ungewollt, Startversuche mit einem ein gelegten Gang und/oder mit angezogener Feststellbremse durchzuführen oder sogar das Fahrzeug mittels Starters zu bewegen. Es besteht daher Bedarf an einem System zum Schutz des Starters vor solchen Missbräuchen bzw. Fehlbedienungen.It Therefore, measures must be taken to protect the starter to be hit. Known measures include simple Releases such as immobilizer logic links, keyless go, transmission, speed monitoring, and simple protection mechanisms such as repeat start lock, anti-lock detection and maximum driving time. These known measures cover but not all cases of possible abuse or a possible incorrect operation of the starter when starting the engine (in particular also in the case of a motor with stop / start functionality) from. Thus, the driver of a motor vehicle is able, wanted or unintentionally, attempting to start with an inserted gear and / or with the parking brake applied or even to move the vehicle by means of a starter. There is therefore a need on a system for protecting the starter from such abuses or Operating errors.
Aus
der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz eines Starters eines Kraftfahrzeugmotors vorzusehen, die mit einfachen Mitteln obige(n) Missbrauch bzw. Fehlbedienung des Starters vermeiden und gleichzeitig einen verbesserten Kundenkomfort schaffen.Of the The present invention is based on the object, a method and a device for protecting a starter of an automotive engine provided with simple means above abuse or misuse of the starter while providing improved customer comfort.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Schutz eines Starters eines Kraftfahrzeugmotors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung zum Schutz eines Starters eines Kraftfahrzeugmotors mit den Merkmalen des Anspruchs 3. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The The above object is achieved by a method for protection a starter of a motor vehicle engine having the features of the claim 1 or by a device for protecting a starter of a motor vehicle engine with the features of claim 3. Preferred embodiments and further developments The invention is the subject of the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dem Verfahren zum Schutz eines Starters eines Kraftfahrzeugmotors der von einer Batterie mit Energie versorgte Starter nur dann betätigt werden, wenn die Temperatur des Starters unter einer vorbestimmten Grenztemperatur liegt, wobei erfindungsgemäß die Temperatur des Starters anhand einer Batteriespannung und einer Motordrehzahl bestimmt wird. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird dabei anhand der Motordrehzahl zunächst der Starterstrom bestimmt und dann anhand des bestimmten Starterstroms und der Batteriespannung die Startertemperatur bestimmt.According to one The first aspect of the present invention may be used in the method for protecting a starter of an automotive engine of a Battery energized starter only then pressed when the temperature of the starter is below a predetermined one Limit temperature is, according to the invention the Temperature of the starter based on a battery voltage and a Engine speed is determined. In one embodiment of the invention This is based on the engine speed, first the starter current determined and then based on the specific starter current and the battery voltage the Starter temperature determined.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung enthält die Vorrichtung zum Schutz eines von einer Batterie mit Energie versorgten Starters eines Motors eines Kraftfahrzeugs eine Temperaturbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Temperatur des Starters; eine Temperaturvergleichseinrichtung zum Beurteilen, ob die durch die Temperaturbestimmungseinrichtung bestimmte Startertemperatur unter einer vorbestimmten Grenztemperatur liegt; und eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines Freigabesignals zur Betätigung des Starters (bzw. eines Betätigungssignals des Starters) nur dann, wenn die Temperaturvergleichseinrichtung beurteilt hat, dass die bestimmte Startertemperatur unter der vorbestimmten Grenztemperatur liegt. Erfindungsgemäß weist die Temperaturbestimmungseinrichtung eine Einrichtung zum Bestimmen der Startertemperatur anhand einer Batteriespannung und einer Motordrehzahl auf. In einer speziellen Ausgestaltung weist die Temperaturbestimmungseinrichtung ferner eine Einrichtung zum Bestimmen eines Starterstroms anhand der Motordrehzahl auf und die Einrichtung ist zum Bestimmen der Startertemperatur anhand des bestimmten Starterstroms und der Batteriespannung ausgebildet.According to one second aspect of the invention, the device for the Protection of a starter powered by a battery an engine of a motor vehicle, a temperature determination device for determining a temperature of the starter; a temperature comparison device for judging whether the temperature determined by the temperature determining means certain starter temperature below a predetermined limit temperature lies; and an output device for outputting a release signal for actuating the starter (or an actuating signal the starter) only if the temperature comparator has judged that the particular starter temperature is below the predetermined one Limit temperature is. According to the invention, the Temperature determination means a means for determining the starter temperature based on a battery voltage and an engine speed on. In a specific embodiment, the temperature determination device further comprising means for determining a starter current the engine speed and the means is for determining the Starter temperature based on the determined starter current and the battery voltage educated.
Das oben angegebene Verfahren und die oben angegebene Vorrichtung zum Schutz eines Starters eines Kraftfahrzeugmotors bieten einen optimierten Starterschutz unter Verwendung eines Temperaturmodells, welches anhand ohnehin vorliegender Mess- bzw. Betriebsgrößen des Motors die Startertemperatur bestimmen kann.The above method and the above-mentioned device for Protection of a starter of a motor vehicle engine provide an optimized Starter protection using a temperature model, which on the basis of existing measuring or operating variables of the engine can determine the starter temperature.
Das obige Verfahren und die obige Vorrichtung können in besonders vorteilhafter Weise bei einem Kraftfahrzeug mit einer Stopp/Start-Funktionalität des Motors angewendet werden.The The above methods and the above device can be used in particular advantageously in a motor vehicle with a stop / start functionality be applied to the engine.
Obige sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung besser verständlich. Darin zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Starterschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings better understood. Therein, the single figure shows a schematic representation of the structure of a starter protection device according to the present invention.
Die
in der Figur dargestellte Starterschutzvorrichtung
Wie
in der Figur dargestellt, werden der Starterschutzvorrichtung
In
einer Temperaturvergleichseinrichtung
Das
Ergebnis der Temperaturvergleichseinrichtung
In
diesem Zusammenhang kann auch ein Zusatzschalter vorgesehen werden, über
welchen der Fahrer bei Bedarf bewusst den Starter betätigen kann,
auch wenn die Schutzvorrichtung
Eine
Startbestimmungseinrichtung
Die
oben anhand der Figur näher beschriebene Starterschutzvorrichtung
In Verbindung mit der erweiterten Stopp/Start-Funktionalität des Kraftfahrzeugmotors bietet die Starterschutzvorrichtung eine weitere Absicherung der Komponenten des Kraftfahrzeugs und damit eine Reduzierung der Folgekosten.In Connection with the extended stop / start functionality of the automobile engine, the starter protection device provides a further protection of the components of the motor vehicle and thus a reduction of follow-up costs.
Nachfolgend
wird nun die Funktionsweise der Temperaturbestimmungseinrichtung
Die
grundlegende Funktionalität des erfindungsgemäßen
Modells besteht darin, aus den eingelesenen Eingangswerten der Batteriespannung
UB und der Motordrehzahl NM den
elektrischen Strom und die Temperatur an den Kohlebürsten
des Starters
Ein
wesentlicher Teil der Temperaturbestimmungseinrichtung
Die Systemkomponenten des thermischen Modells können anhand bekannter Messungen ermittelt werden. Dabei wird der Messung vorzugsweise die elektrische Starterleistung als Eingangsgröße zugrunde gelegt, um eine Aussage über die Verlustleistung an den Bürsten zu erhalten. Aus der Energiebilanz folgt, dass ein Teil der elektrischen Leistung an den Kohlebürsten als Verlustleistung anfällt und so als grundlegende Eingangsgröße genutzt werden kann. Nach der Ermittlung der thermischen Systemkomponenten ist es möglich, die Kennlinie zu erstellen, die das Verhältnis von Verlustleistung zu Steuerleistung wiedergibt.The System components of the thermal model can be based on known measurements are determined. In this case, the measurement is preferred based on the electrical starter power as input to make a statement about the power loss to the To get brushes. From the energy balance follows that a part of the electrical power at the carbon brushes As a power loss is incurred and so as a basic input can be used. After the determination of the thermal system components is it possible to create the characteristic that the ratio from power loss to tax performance.
Anhand von thermischer Kapazität und Widerstand kann mittels einer Differentialgleichung die Temperaturdifferenz abhängig von der eingebrachten Verlustleistung berechnet werden. In der Praxis zeigt sich jedoch, dass das thermische Verhalten der Kohlebürsten im Allgemeinen nicht dem eines homogenen Körpers entspricht. Eine bessere Näherung stellt daher die Anwendung eines Zwei-Komponenten-Modells dar, bei dem die erste Komponente die schneller verlaufenden thermischen Einflüsse und die zweite Komponente die langsamer ablaufenden thermischen Einflüsse wiedergibt.Based of thermal capacity and resistance can by means of a Differential equation dependent on the temperature difference be calculated from the introduced power loss. In practice However, it shows that the thermal behavior of carbon brushes generally does not correspond to that of a homogeneous body. A better approximation is therefore the application of a Two-component model where the first component is the faster one thermal influences and the second component slower reproduces running thermal influences.
Um das thermische Modell zu determinieren, werden beispielsweise vier Systemkomponenten bestimmt, was mittels einer Referenzmessung geschehen kann. Für die zugeführte Verlustleistung wird zum Beispiel die unveränderte Starterleistung angenommen, auch wenn dies nicht exakt der Realität entspricht. Dies ist aber eine Möglichkeit, die Verlustleistung anzusetzen, da keine bestimmte Aussage über die Verlustleistung an den Bürsten getroffen werden kann. Um dies auszugleichen, wird die Leistung für die anderen Betriebspunkte mittels einer Kennlinie faktorisiert. Die Ermittlung der Systemelemente erfolgt in erster Näherung grafisch, analog zum homogenen Körper. Aus den Systemkomponenten können im thermischen Modell die thermische Kapazität und der Widerstand berechnet werden.Around For example, to determine the thermal model will become four System components determines what happens by means of a reference measurement can. For the supplied power loss is the Example, the unchanged starter performance assumed, too if that does not exactly correspond to reality. This is but one way to apply power dissipation because no specific statement about the power loss the brushes can be hit. To make up for this, is the power for the other operating points using a characteristic factored. The determination of the system elements is done in a first approximation graphically, analogous to the homogeneous Body. From the system components can be used in the thermal Model calculates the thermal capacity and the resistance become.
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