DE102007053726B4 - Method for rest voltage measurement of a battery of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ruhespannungsmessung einer Batterie eines Fahrzeuges, umfassend folgende Verfahrensschritte:
a) nach dem Abschalten der Zündung wird eine erste definierte Zeitspanne tR abgewartet,
b) eine erste Spannungsmessung UR1 wird an der Batterie durchgeführt,
c) nach einer zweiten definierten Zeitspanne tMess 1 wird eine zweite Spannungsmessung UR2 an der Batterie durchgeführt, wobei die zweite Zeitspanne tMess 1 ein Vielfaches kleiner als die erste Zeitspanne tR ist,
d) Vergleichen des Ergebnisses der ersten Spannungsmessung UR1 mit der zweiten Spannungsmessung UR2, wobei die Verfahrensschritte b) und c) wiederholt werden, falls die Abweichung | UR1 - UR2 | größer als ein vorgegebener Schwellwert ΔU ist oder nach einer dritten Zeitspanne tMess 2 eine dritte Spannungsmessung UR3 durchgeführt wird, falls die Abweichung | UR1 - UR2 | kleiner als der Schwellwert ΔU war, wobei das Ergebnis der dritten Spannungsmessung UR3 als Ruhespannung der Batterie in ein Register geschrieben wird.
Method for rest voltage measurement of a battery of a vehicle, comprising the following method steps:
a) after switching off the ignition, a first defined time interval t R is awaited,
b) a first voltage measurement U R1 is carried out on the battery,
c) after a second defined period of time t meas 1 , a second voltage measurement U R2 is carried out on the battery, the second time span t meas 1 being a multiple smaller than the first time span t R ,
d) comparing the result of the first voltage measurement U R1 with the second voltage measurement U R2 , wherein the method steps b) and c) are repeated if the deviation | U R1 - U R2 | is greater than a predetermined threshold .DELTA.U or after a third time span t Mess 2 a third voltage measurement U R3 is performed if the deviation | U R1 - U R2 | was less than the threshold .DELTA.U, wherein the result of the third voltage measurement U R3 is written as a rest voltage of the battery in a register.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ruhespannungsmessung einer Batterie eines Fahrzeugs.The invention relates to a method and a device for rest voltage measurement of a battery of a vehicle.
In Speicher-Batterien, insbesondere Blei-Säure-Batterien, besteht unter bestimmten Voraussetzungen ein sehr enger Zusammenhang zwischen dem Wert der Ruhespannung und dem Ladezustand der Batterie SOC (state of charge). Dann kann beispielsweise einem bestimmten Spannungswert von beispielsweise 12,7 V ein SOC = 100 % zugeordnet werden, wobei eine Reduzierung von 0,1 V einer Reduzierung von ca. 10 % SOC entspricht. Die Kenntnis eines möglichst genauen Wertes des Ladezustandes ist in vielen Situationen notwendig, beispielsweise wenn ein Kraftfahrzeug längere Zeit nicht bewegt wird.In storage batteries, in particular lead-acid batteries, under certain conditions, a very close relationship between the value of the rest voltage and the state of charge of the battery SOC (state of charge). Then, for example, a SOC = 100% can be assigned to a specific voltage value of 12.7 V, for example, with a reduction of 0.1 V corresponding to a reduction of approximately 10% SOC. The knowledge of an as accurate as possible value of the state of charge is necessary in many situations, for example when a motor vehicle is not moved for a long time.
Daher sind vielfältige Verfahren zur Bestimmung des Ladezustandes einer Batterie bekannt.Therefore, various methods for determining the state of charge of a battery are known.
Aus der
- - Erfassen von wenigstens zwei Messwertpaaren für Spannung und Strom;
- - Korrigieren der erfassten Messwertpaare für Spannung und Strom auf sich im eingeschwungenen Zustand ergehende Werte unter Berücksichtigung einer Batterieersatzschaltung;
- - Interpolieren der korrigierten Messwertpaare und Ermitteln eines Ruhespannungswerts beim Stromwert 0 und
- - Bestimmen des Ladezustandes mittels eines ersten vorbestimmten Zusammenhangs ermittelter Ruhespannung und Ladezustand.
- - detecting at least two measured value pairs for voltage and current;
- - Correcting the detected measured value pairs for voltage and current to steady-state values taking into account a battery replacement circuit;
- - Interpolate the corrected measured value pairs and determine a rest voltage value at the current value 0 and
- - Determining the state of charge by means of a first predetermined relationship determined rest voltage and state of charge.
Aus der
Aus der
Darüber hinaus offenbart die gattungsgemäße
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Ruhespannungsmessung einer Batterie eines Fahrzeugs zu schaffen.The invention is based on the technical problem of providing an improved method and a device for rest voltage measurement of a battery of a vehicle.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from the method with the features of
Das Verfahren zur Ruhespannungsmessung einer Batterie eines Fahrzeuges umfasst dabei die Schritte, dass nach dem Abschalten der Zündung eine erste definierte Zeitspanne tR abgewartet wird und eine erste Spannungsmessung UR1 an der Batterie durchgeführt, wobei nach einer zweiten definierten Zeitspanne tMess 1 eine weitere Spannungsmessung UR2 an der Batterie durchgeführt wird, wobei die zweite Zeitspanne tMess 1 ein Vielfaches kleiner als die erste Zeitspanne tR ist. Beispielsweise ist die erste Zeitspanne zwei Stunden lang, wohingegen die zweite Zeitspanne 10 Minuten beträgt. Anschließend werden die Ergebnisse der ersten Spannungsmessung UR1 mit der zweiten Spannungsmessung UR2 verglichen, wobei die Verfahrensschritte zur Bestimmung von UR1 und UR2 wiederholt werden, falls die Abweichung | UR1 - UR2 | größer als ein vorgegebener Schwellwert ΔU ist. War die Abweichung hingegen kleiner, so wird nach einer dritten Zeitspanne tMess 2 eine dritte Spannungsmessung UR3 durchgeführt, wobei das Ergebnis der dritten Spannungsmessung UR3 als Ruhespannung der Batterie in ein Register geschrieben wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Spannung an der Batterie nicht zu einem festen Zeitpunkt als Ruhespannung übernommen wird, sondern noch deren zeitliche Veränderung berücksichtigt wird, wodurch noch nicht abgeschlossene Abklingvorgänge erfasst werden. Dies führt zu erheblich realitätsnahen Bestimmungen der Ruhespannung.The method for quiescent voltage measurement of a battery of a vehicle comprises the steps that after switching off the ignition, a first defined time period t R is waited and carried out a first voltage measurement U R1 to the battery, wherein after a second defined time t measurement 1 another voltage measurement U R2 is performed on the battery, wherein the second time period t Mess 1 is a multiple smaller than the first time period t R. For example, the first period of time is two hours, whereas the second period is ten minutes. Subsequently, the results of the first voltage measurement U R1 are compared with the second voltage measurement U R2 , wherein the method steps for determining U R1 and U R2 are repeated if the deviation | U R1 - U R2 | is greater than a predetermined threshold .DELTA.U. On the other hand, if the deviation was smaller, a third voltage measurement U R3 is carried out after a third time interval t meas 2 , wherein the result of the third voltage measurement U R3 is written into a register as the open circuit voltage of the battery. This ensures that the voltage at the battery is not taken over at a fixed time as a rest voltage, but their temporal change is taken into account, so that incomplete decay processes are detected. This leads to significantly realistic conditions of the quiescent voltage.
Vorzugsweise wird die zweite Zeitspanne tMess 1 gleich der dritten Zeitspanne tMess 2 gewählt. Preferably, the second time interval t meas 1 is selected equal to the third time span t meas 2 .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die dritte Spannungsmessung UR3 mit der ersten Spannungsmessung verglichen, wobei die Verfahrensschritte b) bis d) nach Anspruch 1 wiederholt werden, falls die Abweichung | UR1 - UR3 | größer als der vorgegebene Schwellwert ΔU ist, wobei das Ergebnis der dritten Spannung UR3 nur in das Register geschrieben wird, wenn die Abweichung | UR1 - UR3 | kleiner als der vorgegebene Schwellwert ΔU ist. Dies verbessert die Ruhespannungsmessung weiter, da noch länger auf eine zeitliche Änderung reagiert wird.In a further preferred embodiment, the third voltage measurement U R3 is compared with the first voltage measurement, wherein the method steps b) to d) are repeated according to
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die dritte Spannungsmessung UR3 periodisch nach einer Zeitspanne tMess 2 wiederholt, bis die Abweichung | UR1 - UR3 | größer als der Schwellwert ΔU ist oder die Zündung eingeschaltet wird. Dies erlaubt ein kontinuierliches Monitoring der Ruhespannung, so dass auch schleichende Änderungen beispielsweise aufgrund des Ruhestromes erfasst werden.In a further preferred embodiment, the third voltage measurement U R3 is repeated periodically after a time span t Mess 2 until the deviation | U R1 - U R3 | greater than the threshold ΔU or the ignition is switched on. This allows a continuous monitoring of the quiescent voltage, so that even creeping changes are detected, for example due to the quiescent current.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Spannungsmessung UR3 periodisch im Register aktualisiert, solange die Abweichung | UR1 - UR3 | kleiner als der Schwellwert ΔU ist.In another preferred embodiment, the voltage measurement U R3 is periodically updated in the register as long as the deviation | U R1 - U R3 | is less than the threshold ΔU.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Spannungswert UR3 im Register gelöscht, falls die Abweichung | UR1 - UR3 | größer als der Schwellwert ΔU ist. Andererseits kann dieser als Richtwert weiter von Interesse sein, falls nach einer erfassten Abweichung von | UR1 - UR3 | > ΔU kurz danach die Zündung eingeschaltet wird. Daher sind beide Alternativen denkbar, nämlich den UR3-Wert zu löschen oder im Register zunächst stehen zu lassen. Vorzugsweise wird der Wert für UR3 zunächst in einem Zwischenregister gespeichert, der dann durch die Bedingung „Zündung ein“ in ein Hauptregister bzw. Messwerteblock MWB übernommen wird.In a further preferred embodiment, the voltage value U R3 in the register is cleared if the deviation | U R1 - U R3 | is greater than the threshold .DELTA.U. On the other hand, it may be of further interest as a guideline if, after a detected deviation from | U R1 - U R3 | > ΔU shortly after the ignition is switched on. Therefore, both alternatives are conceivable, namely to delete the U R3 value or leave it in the register first. Preferably, the value for U R3 is first stored in an intermediate register, which is then adopted by the condition "ignition on" in a main register or measured value block MWB.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden bzw. bleiben die als Ruhespannung abgespeicherten Werte UR3 vorangegangener „Zündung-aus-Phasen“ im Hauptregister abgespeichert, was eine Übersicht über die Historie der Ruhespannung zu Analyse-Zwecken ermöglicht.In a further preferred embodiment, the values U R3 of preceding "ignition-off phases" stored as rest voltage are or remain stored in the main register, which allows an overview of the history of the rest voltage for analysis purposes.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Anzahl der Betriebsphasen erfasst, in denen bei ausgeschalteter Zündung keine Spannung UR3 in das Register eingeschrieben wurde.In a further preferred embodiment, the number of operating phases is detected in which no voltage U R3 was written into the register when the ignition was switched off.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Einschalten der Zündung und/oder einem Motorlauf eine ermittelte Ruhespannung UR3 erst nach einer definierten Zeit als ungültig gesetzt. Hierdurch wird verhindert, dass durch nur kurzes Einschalten von Zündung oder Motor der Ruhespannungswert gelöscht wird und für Diagnose- oder Anzeigezwecke nicht mehr zur Verfügung steht, obwohl sich am Ladezustand der Batterie nicht viel geändert hat. Dabei kann die definierte Zeit für „Zündung ein“ und „Motoriauf“ unterschiedlich gewählt werden.In a further preferred embodiment, after switching on the ignition and / or a motor running a determined rest voltage U R3 is set after a defined time as invalid. This prevents that the quiescent voltage value is deleted by only briefly switching on the ignition or engine and is no longer available for diagnostic or display purposes, although not much has changed in the state of charge of the battery. The defined time for "ignition on" and "engine ignition" can be selected differently.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die ermittelte Ruhespannung als Spannungswert oder als SOC-Wert angezeigt.In a further preferred embodiment, the determined rest voltage is displayed as a voltage value or as an SOC value.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigen:
-
1 ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Ermittlung der Ruhespannung und -
2 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Ermittlung der Ruhespannung.
-
1 a schematic flow diagram of the method for determining the rest voltage and -
2 a schematic block diagram of a device for determining the rest voltage.
Block
Weiter erkennt man, dass im Register MWB die Werte für UR3 vorangegangener „Zündung-aus-Phasen“ abgespeichert wird. Die Speicherung erfolgt dabei vorzugsweise in Form eines Schieberegisters, wobei im dargestellten Beispiel die UR-Werte der letzten drei Zündung-aus-Phasen abgespeichert bleiben.It can also be seen that in the register MWB the values for U R3 of preceding "ignition-off phases" are stored. The storage is preferably carried out in the form of a shift register, wherein in the example shown, the U R values of the last three ignition-off phases remain stored.
In der
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DE102007053726.5A Active DE102007053726B4 (en) | 2007-02-16 | 2007-11-10 | Method for rest voltage measurement of a battery of a vehicle |
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2007
- 2007-11-10 DE DE102007053726.5A patent/DE102007053726B4/en active Active
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Legal Events
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