DE102017100371A1 - Verfahren und vorrichtung zur auswertung eines anlassers für einen startermotor für einen verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Zum Verfahren der Überwachung des Anlasssystems gehört die Erkennung eines ersten Anlasskommandos, die Überwachung der Motordrehzahlen und deren Erfassung in einem ersten Pufferspeicher einer ersten Steuerung. Ein zweites Anlasskommando wird aufgrund der überwachten elektrischen Leistungsdaten der Batterie erkannt. Die elektrischen Leistungsdaten der Batterie werden in einem zweiten Pufferspeicher einer zweiten Steuerung abgelegt. Basierend auf dem ersten und dem zweiten Anlasskommando werden die im ersten Pufferspeicher abgelegten Daten zur Motordrehzahl mit den im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie synchronisiert. Ein Anlasserwiderstand wird auf Basis von den elektrischen Leistungsdaten der Batterie ermittelt. Ein Telematikgerät meldet den Anlasserwiderstand und die synchronisierten Werte der überwachten Motordrehzahlen und elektrischen Leistungsdaten an ein entferntes System.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf Anlasssysteme von Verbrennungsmotoren.
  • HINTERGRUND
  • Elektrische Systeme für mobile Plattformen umfassen Elektromaschinen, beispielsweise Motoren und Nebenantriebsgeräte, die mit elektrischem Strom aus einem Energiespeicher und durch Signale von Steuerungen und anderen Steuergeräten und Logikschaltungen funktionieren. Eine elektrische Schaltung ist ein Anlasssystem mit einem elektrischen Anlassermotor, der sich bei Betätigung des Zündschalters dreht. Ein Fehler im Anlasssystem kann zu einem nicht startenden Motor führen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es wird ein Verbrennungsmotor auf einem Fahrgestell mit einem Anlasssystem und einem Telematikgerät beschrieben. Zum Anlasssystem gehört ein Anlassermotor, der elektrisch an eine Batterie angeschlossen sein kann. Zum Verfahren der Überwachung des Anlasssystems gehören die Erkennung eines ersten Anlasskommandos, die Überwachung der Motordrehzahlen und deren Erfassung in einem ersten Pufferspeicher einer ersten Steuerung. Die elektrischen Leistungsdaten der Batterie werden überwacht und ein zweites Anlasskommando wird aufgrund der elektrischen Leistungsdaten der Batterie erkannt. Die elektrischen Leistungsdaten der Batterie werden in einem zweiten Pufferspeicher einer zweiten Steuerung abgelegt, dabei gehören zu den überwachten Leistungsdaten Stromstärke und Spannung. Basierend auf dem ersten und dem zweiten Anlasskommando werden die im ersten Pufferspeicher abgelegten Daten zur Motordrehzahl mit den im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie synchronisiert. Ein Anlasserwiderstand wird auf Basis der im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie ermittelt. Ein Telematikgerät meldet den Anlasserwiderstand und die synchronisierten Werte der überwachten Motordrehzahlen und elektrischen Leistungsdaten an ein entferntes System.
  • Die genannten Merkmale und Vorteile, sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren gehen deutlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Lehren, unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen hervor.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden werden exemplarisch eine oder mehrere Ausführungen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 zeigt schematisch in Übereinstimmung mit der Offenbarung einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug mit einem Anlasssystem und einem Telematikgerät;
  • 2 zeigt schematisch eine entfernte Überwachungsroutine für den Anlasser zu deren Aufgabe die Überwachung eines Anlasssystem für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges in Übereinstimmung mit der Offenbarung gehört;
  • 3 zeigt schematisch in Übereinstimmung mit der Offenbarung eine Schätzroutine für ein Anlasskommando zum Schätzen des Eintretens eines Anlasskommandos basierend auf Batteriestrom; und
  • 4 zeigt in Übereinstimmung mit der Offenbarung grafisch Daten im Zusammenhang mit der Ausführung der Schätzroutine für ein Anlasskommando mit Bezug auf 3, einschließend den Batteriestrom, Zustand des Dreieckstroms und ein Anlasskommandosignal gezeigt in Relation zur Zeit.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Bezugnehmend auf die Zeichnungen, worin die Darstellungen bestimmte exemplarische Ausführungsformen lediglich veranschaulichen, aber nicht einschränken sollen, ist in 1 schematisch ein Verbrennungsmotor (Motor) 10 verbaut auf einer mobile Plattform in Form eines Fahrzeugs 100 mit einem Anlasssystem 20 und einem Telematikgerät 40 zu sehen. Zu den nicht beschränkenden Beispielen für das Fahrzeug 100 können ein PKW, ein leichtes oder schweres Nutzfahrzeug, ein Mehrzweckfahrzeug, ein landwirtschaftliches Fahrzeug, ein Industrie-/Lagerhaus-Fahrzeug, ein Freizeit-Geländefahrzeug, ein selbstfahrendes Gerät oder ein Gerät der Luftfahrt gehören. Das Anlasssystem 20 des Motors 10 kann elektrisch mit einer Energiespeichervorrichtung (Batterie) 30 verbunden sein.
  • Mehrere Steuermodule sind vorzugsweise für die Überwachung und Betriebssteuerung von Motor 10, Anlasser 20 und Batterie 30 ausgelegt. Im Sinne eines nicht einschränkenden Beispiels ist eine Motorsteuerung 15 operativ mit dem Motor 10 verbunden, eine Batteriesteuerung 35 mit der Batterie 30, und ein Body-Controller 25 mit dem Anlasser 20. Zur Motorsteuerung 15 gehört ein erster Auffang- oder Pufferspeicher 16, zur Batteriesteuerung 35 ein zweiter Auffang- oder Pufferspeicher 36.
  • Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und die Kommunikation zwischen Steuerungen und Stellgliedern und/oder Sensoren können über eine direkte Drahtverbindung, einen vernetzten Kommunikationsbus, eine drahtlose Verbindung oder eine andere geeignete Kommunikationsverbindung erfolgen. Kommunikation beinhaltet den Austausch von Datensignalen auf jede beliebige geeignete Art, darunter auch als Beispiele elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale durch die Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Datensignale können Signale enthalten, die Eingaben von Sensoren sind und Stellgliedbefehle darstellen, sowie Kommunikationssignale zwischen Steuerungen.
  • Die Motor- und Batteriesteuerungen 15, 25, sowie der Body-Controller 35 und das Telematikgerät 40 können Nachrichten übertragen, einschließlich in direkter Kommunikation über Punkt-zu-Punkt-Signalleitungen und strukturierter Kommunikation über erste und zweite Kommunikationsbusse 50, 55. Wie dargestellt kommunizieren Motorsteuerung 15, Body-Controller 25, und Telematikgerät 40 über den zweiten Bus 55, die Batteriesteuerung 25 über den ersten Bus 50, und beide Kommunikationsbusse 50, 55 teilen Nachrichten gemäß mit einem strukturierten Protokoll. Der erste und zweite Kommunikationsbus 50, 55 stellen je eine Kommunikationsverbindung, vorzugsweise in Form einer festen verdrillten Zweidrahtleitung, über welche die ersten, zweiten und dritten Steuerungen 15, 25, 35 und das Telematikgerät 40 kommunizieren. Die erste, zweite und dritte Steuerung 15, 25, 35 und das Telematikgerät 40 verfügen bevorzugt über Schnittstellen mit denen eine elektrisch Verbindung zum ersten und zweiten Kommunikationsbus 50, 55 hergestellt wird. Über diese Schnittstellen laufen strukturierte Protokolle für die Vereinfachung der Kommunikation, vorzugsweise in der Form der seriellen Kommunikation. Kommunikationsbusse und strukturierte Protokolle für Kommunikation sind bekannt und werden daher hier nicht beschrieben.
  • Der Motor 10 kann jeder geeignete Verbrennungsmotor mit einer Ausführungsform des Anlasssystems 20 sein, das für Motorstartvorgänge ausgelegt ist. In bestimmten Ausführungsformen kann der Motor 10 so konfiguriert sein, dass er während des laufenden Betriebes Autostopp-/Autostart- und zugehörige Motorstopp- und Startvorgänge ausführt. Der Motor 10 ist mit einer Vielzahl an Stellgliedern und Sensorvorrichtungen zur Überwachung des Betriebes und der Versorgung mit Kraftstoff ausgestattet, um durch eine Verbrennung Drehmoment als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung durch den Fahrer bereitzustellen. In einer Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 10 ein Ottomotor mit fremdgezündetem Verbrennungsmodus, bei dem die Verbrennung durch eine Zündanlage gesteuert wird, auch kann der Betriebsmodus einen homogenen Ladungsfunkenzündungszyklus enthalten. Alternativ kann der Motor 10 ein Selbstzündermotor sein, der mit einer Kompressionszündung als Verbrennungsmodus, die durch das Timing der Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird. Zu den Stellgliedern gehören vorzugsweise Kraftstoffeinspritzdüsen, Luftstromsteuerungen, Zündanlagen, falls damit ausgerüstet und andere Geräte für die Steuerung des Motorbetriebs bei den zuvor genannten Motorzuständen. Zu den Sensoren gehören bevorzugt einen Kurbelwellenstellungssensor 14 zur Überwachung der Drehzahlzustände einer Kurbelwelle 12 des Verbrennungsmotors 10.
  • Das Anlasssystem 20 des Motors 10 umfasst vorzugsweise einen Anlassermotor 24 und ein Anlasserschalter 22, der Anlassermotor 24 ist elektrisch mit der Batterie 30 verbunden und wird durch den Anlasserschalter 22 aktiviert. Der Anlasserschalter 22 koppelt den Anlassermotor 24 elektrisch mit der Batterie 30 als Reaktion auf ein Kommando des Body-Controllers 25 über die Steuerleitung 27 an den Anlasserschalter 22 und die Motorsteuerung 15. Das Anlasskommando kann durch einen Fahrer durch den Befehl zum Anlassen über die Schlüsselstellung veranlasst werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Anlasskommando vom Body-Controller 25 als Autostartvorgang als Teil der Stopp-/Startoperation während des Fahrzeugbetriebs eingeleitet werden. Dazu gehören das Anlassen des Motors und automatische Startoperationen als Reaktion auf einen Befehl von dem Body-Controller 25 ohne dass der Fahrer ein Kommando über den Schlüssel gibt.
  • Der Anlassermotor 24 kann jede geeignete Vorrichtung zum Anlassen des Motors sein, in einer Ausführungsform beispielsweise ein permanentmagnetischer Gleichstrommotor mit einem Magnetventil für Anlasser. Zu solch einer Ausführungsform gehört an der drehbaren Welle des Anlassermotors 24 ein bewegliches Antriebsritzel, das in den Anlasserzahnkranz an einer Kurbelwelle des Motors 10 greift, wenn der Magnetanlassschalter beim Anlassvorgang betätigt wird. Wenn der Anlasserschalter 22 aktiviert wird, erhält der Magnetanlassschalter elektrischen Strom, um das bewegliche Antriebsritzel mit dem Anlasserzahnkranz an der Kurbelwelle des Motors 10 zu koppeln und durch die Versorgung des Anlassermotors 24 mit Strom durch dessen Drehbewegung den Motor 10 anzulassen. Bei einer Ausführungsform ist der Anlassermotor 24 so konfiguriert, das Anlassen des Motors 10 zu beginnen, wenn sich kein Kraftstoff im Motor 10 befeindet. Eine derartige Konfiguration kann über zwei Magnetschalter verfügen, einen ersten Magnetschalter für die Rotation des durchdrehen Anlassmotors und einen zweiten Magnetschalter zur Herstellung der Verbindung zwischen dem beweglichen Antriebsritzel und dem Anlasserzahnkranz der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Eine solche Konfiguration ermöglicht eine Motoranlassabfolge, zu der eine Rotation des Anlassermotors 24 zur Synchronisierung mit der Drehzahlgeschwindigkeit des Motors 10 und das Einrücken des beweglichen Antriebsritzels bei erfolgter Synchronisation.
  • Die Batterie 30 kann jedes geeignete elektrische Energiespeichergerät sein, bei einer Ausführungsform ist eine mehrzellige Niederspannungs-Bleibatterie, wie z. B. eine 12 V Batterie. Die Batteriesteuerung 35 ist dafür ausgelegt, die Betriebsparameter der Batterie 30 zu überwachen, dazu gehören die Temperatur der Batterie, Batteriespannung und die Stromstärke der Batterie. Während des Systembetriebes können die Betriebsparameter der Batterie direkt überwacht, geschätzt oder bestimmt werden.
  • Die Begriffe Steuerung, Steuermodul, Modul, Steuereinheit, Prozessor und Ähnliches beziehen sich auf eine oder mehrere Kombinationen anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC), elektronische(r) Schaltkreis(e), Zentraleinheit(en), wie z. B. Mikroprozessor(en) und diesen zugeordneten nicht-transitorische Speicherkomponenten in Form von Speicher- und Speichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriff, Festplatte usw.). Die nichtflüchtige Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in der Form von einer/einem oder mehreren Software- oder Firmware-Programmen oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und -Vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch einen oder mehrere Prozessor(en) zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen, dazu gehören auch der erste und der zweite hier beschriebene Pufferspeicher 16, 36. Zu den Geräten und Kreisen für Ein- und Ausgaben gehören Analog-/Digitalwandler und verwandte Geräte, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder als Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf jedwede von einer Steuerung ausführbaren Befehlssätze, wie Kalibrierungen und Nachschlagtabellen. Jede Steuerung führt für die gewünschten Funktionen (eine) Steuerroutine(n) aus, so auch die Überwachung der Eingaben von Sensorgeräten und anderen vernetzten Steuerungen und führt Steuer- und Diagnoseroutinen zum Steuern der Betätigung von Stellgliedern durch. Die Routinen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, wie z. B. alle 10 Millisekunden während des laufenden Betriebes. Alternativ können Routinen als Reaktion auf ein Auslöseereignis ausgeführt werden.
  • 2 zeigt schematisch eine entfernte Anlassüberwachungsroutine (Routine) 200, zu der die Überwachung einer Anlassanlage für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs gehört, dabei umfasst das Anlasssystem einen Anlassermotor, der elektrisch mit einer Batterie verbunden ist und zum Fahrzeug gehört ein Telematik- oder anderes Kommunikationssystem, das mit einem sich außerhalb des Fahrzeugs befindenden System in Verbindung steht. Eine Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Tabelle 1 enthält eine Aufschlüsselung, in der die numerisch gekennzeichneten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt und entsprechend der Routine 200 aufgeführt sind. Tabelle 1
    BLOCK BLOCKINHALTE
    202 Überwachen der Motordrehzahlen und der elektrischen Leistungsdaten der Batterie
    204 Erkennung eines ersten Anlasskommandos
    206 Ablegen der Motordrehzahlen (ω) in einem ersten Pufferspeicher bei Erkennung des ersten Anlasskommandos
    208 Schätzen eines zweiten Anlasskommandos basierend auf der Stromstärke der Batterie
    210 Ablegen der elektrischen Leistungsdaten (i, v) in einem zweiten Pufferspeicher bei Erkennung des zweiten Anlasskommandos
    212 Synchronisieren der Motordrehzahlen im ersten Pufferspeicher mit den elektrischen Leistungsdaten im zweiten Pufferspeicher
    214 Ermitteln eines Anlasserwiderstands basierend auf den elektrischen Leistungsdaten im zweiten Pufferspeicher
    216 Übertragung der Motordrehzahlen aus dem ersten Pufferspeicher, der synchronisierten elektrischen Leistungszustände aus dem zweiten Pufferspeicher und des Anlasserwiderstands an ein System außerhalb des Fahrzeugs
    218 Bewerten des Anlassers basierend auf den Motordrehzahlen aus dem ersten Pufferspeicher synchronisiert mit den elektrischen Leistungszuständen aus dem zweiten Pufferspeicher und dem Anlasserwiderstand für ein fahrzeugfremdes, externes System
    220 Bestimmen eines Einsatzzustands des Anlassers durch das externe System
  • Die Routine 200 stellt ein Verfahren und System zur Datensammlung von verschiedenen Steuergeräten, beispielsweise der ersten, zweiten und dritten Steuerung 15, 25 und 35 des Fahrzeugs 100 aus 1. Der Betrieb der Routine 200 umfasst die Überwachung von Zuständen verschiedener fahrzeuginterner Parameter, darunter beispielsweise die Motordrehzahlen und die elektrischen Leistungszustände der Batterie (202). Die Stromstärke der Batterie bezieht sich auf die Batterieenergie, die zur Betätigung des Anlassers 20 verfügbar ist. Vorzugsweise wird die Routine 200 ausgeführt wenn der Motor 10 im Zustand AUS ist, also nicht läuft. Der Motor 10 kann sich im Zusammenhang mit einer Schlüsselstellung (AUS) im AUS-Zustand befinden oder aufgrund einer automatischen Motorstopproutine während des Fahrzeugbetriebs. Daher kann die Motordrehzahl zunächst bei – oder nahe – null U/min liegen.
  • Ein erstes Anlasskommando kann in Form einer Punkt-zu-Punkt-Kommunikation vom Body-Controller 25 zur Motorsteuerung 15 über die Steuerleitung 27 kommen.
  • Bei der Erkennung des ersten Anlasskommandos (204), beispielsweise durch eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation vom Body-Controller 25, ordnet die Motorsteuerung 15 für den ersten Pufferspeicher 16 an, periodisch Motordrehzahlen zu sammeln, beispielsweise mit einem Datenpunkt alle 10 Millisekunden (206). Das erste Anlasssignal ist während des Motorstarts vorzugsweise mit dem Inhalt des ersten Puffers 16 verknüpft. Der Inhalt des ersten Puffers 16, der in Form der Motordrehzahlen nach dem ersten Anlasskommando vorliegen kann, wird auf dem zweiten Bus 55 übertragen und kann – wie folgt – als eine eindimensionale Anordnung angezeigt werden.
    Figure DE102017100371A1_0002
  • Die eindimensionale Anordnung kann eine Anzahl von n Werten haben, worin ω1 eine erste Motordrehzahl im ersten Pufferspeicher 16 mit einem Wert 0 U/min und das erste Anlasskommando zeigt. Die Motordrehzahl ωp-1 zeigt eine endgültige Motordrehzahl im ersten Pufferspeicher 16 mit einem Wert von 0 U/min, ωp zeigt eine erste Motordrehzahl im ersten Pufferspeicher 16 mit einen Wert ungleich null, und ωn zeigt eine endgültige Motordrehzahl im ersten Pufferspeicher 16.
  • Die Routine 200 schätzt basierend auf der Stromstärke der Batterie (208) auch ein zweites Anlasskommando ab. Ein exemplarisches Verfahren zur Schätzung des zweiten Anlasskommandos aufgrund der Stromstärke der Batterie wird anhand der 3 und 4 erläutert. Bei der Erkennung des zweiten Anlasskommandos ordnet die der Batteriesteuerung 35 an, dass der zweite Pufferspeicher 36 periodisch elektrische Leistungszustände sammelt, wie etwa Stromstärke i und Spannung v, beispielsweise mit einem Datenpunkt alle 10 Millisekunden (210). Der Inhalt des zweiten Puffers 36 in Form von Stromstärke i und Spannung v wird auf dem ersten Bus 50 übertragen und als ein zweidimensionales Feld angezeigt, wie folgt.
    Figure DE102017100371A1_0003
  • Das zweidimensionale Feld kann eine Anzahl von n Werten haben, worin i1, v1 die ersten erfassten Werte für Stromstärke und Spannung im zweiten Pufferspeicher 36 anzeigen, die mit dem zweiten Anlassbefehl assoziiert sind. Eine maximale Stromstärke imax und eine entsprechende minimale Spannung vmin können identifiziert werden und auf eine minimale Stromstärke mit verbundener maximaler Spannung im zweiten Puffer 36 hinweisen, der zur Bestimmung des Anlasserwiderstandes verwendet werden kann. Die Stromstärke ip-1 und Spannung vp-1 zeigen die gegenwärtigen Zustände und Spannungen im zweiten Puffer 36 an, die der Motordrehzahl entspricht ωp-1, der Term ωp zeigt eine erste Motordrehzahl im ersten Puffer 16, der einen Wert ungleich null hat, und die Stromstärke in und Spannung vn zeigen die abschließende Stromstärke und Spannung im zweiten Puffer 36 an.
  • Die Routine 200 synchronisiert den Inhalt des ersten Puffers 16 mit dem Inhalt des zweiten Puffers 36, indem es das erste Anlasskommando mit dem zweiten, geschätzten Anlasskommando (212) synchronisiert. Die Routine 200 errechnet auch einen Anlasserwiderstand aufgrund der elektrischen Leistungsdaten aus dem zweiten Puffer 36, vorzugsweise unter Verwendung der maximalen Stromstärke imax und der entsprechenden Spannung vmin zusammen mit irgendeinem angeschlossenen Zeitstempel (214).
  • Die Telematikeinheit 40 überträgt die Motordrehzahlen aus dem ersten Pufferspeicher 16, die synchronisierten elektrischen Leistungszustände aus dem zweiten Pufferspeicher 36 und den berechneten Anlasserwiderstand an ein System 60 außerhalb des Fahrzeugs (216). Das externe System 60 bewertet den Anlasser 20 basierend auf den Motordrehzahlen aus dem ersten Pufferspeicher 16, synchronisiert mit den elektrischen Leistungszuständen aus dem zweiten Pufferspeicher 36 und dem Anlasserwiderstand (218) zur Ermittlung eines Einsatzzustandes (220) für den Anlasser 20. Als Beispiel kann der Einsatzzustand des Anlassers 20 als ausreichend angesehen werden, wie der Anlasserwiderstand größer als ein minimaler Schwellenwert für Widerstand ist, der mit einer Arbeitsspannung im System assoziiert ist und kleiner als ein maximaler Schwellenwert für Widerstand ist, der mit einem Ruhespannung in Verbindung gebracht wird. Der resultierende Einsatzzustand kann dem Fahrer über die Telematikeinheit 40 mitgeteilt werden.
  • 3 zeigt schematisch eine Anlasskommando-Schätzroutine 300 für das Abschätzen des Eintretens eines Anlasskommandos aufgrund der Stromstärke der Batterie unter Auswertung des Inhalts aus dem zweiten Pufferspeicher 36 zur Abschätzung eines zweiten Anlasskommandos, die auf der überwachtem Stromstärke der Batterie basiert i. Der Grund für die Schätzungen der Anlasskommandos liegt in den Verzögerungszeiten bei der Kommunikation des Fahrzeuges 100, so auch zwischen den Kommunikationsbussen 50, 55. Wie schon unter Hinweis auf 1 ausgeführt, hat der Body-Controller 25 über die Steuerleitung 27 eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit dem Anlasserschalter 22 und der Motorsteuerung 15. Weiterhin kommunizieren die Motorsteuerung 15 und der Body-Controller 25 über den zweiten Kommunikationsbus 55 und die Batteriesteuerung 35 über den ersten Kommunikationsbus 50. Das Anlasskommando kann der Batteriesteuerung 35 erst dann mitgeteilt werden, wenn die Verzögerungen, die mit der Kommunikation im Bus und zwischen den Bussen verbunden sind, überwunden wurden. Somit kann die Datenerfassung der Stromstärke in und der Spannung vn Zustände im zweiten Pufferspeicher 36 mit Bezug auf das Anlasskommando vage sein, wenn die Bestimmung des Anlasskommandos auf der Signalführung über den ersten und zweiten Kommunikationsbus 50, 55 basiert, was die Verwendungsfähigkeit der gesammelten Daten für eine Auswertung des Einsatzzustandes des Anlassers 20 vermindert. Die Tabelle 2 dient als Aufschlüsselung, in der die numerisch gekennzeichneten Blöcke und die entsprechenden Funktionen entsprechend der Anlasskommando-Schätzroutine 300 aufgeführt sind. Tabelle 2
    BLOCK BLOCKINHALTE
    302 Überwachung der Stromstärke der Batterie, ib und Speicherung im zweitem Pufferspeicher 36
    304 Einrichten der Zähler JJ = 0, L = 0 Merker = 0; T = 1
    306 Ist T < Tth?
    308 ∆i(T) = 0
    310 ∆i(T) = ib(T) – ib(T – Tth)
    312 Is ∆i(T) >= 0?
    314 ∆i(T) = 0
    316 Ist ∆i(T) =/> Dmax und Ist Merker = 0?
    318 JJ = L
    320 Ist Merker = 0?
    322 Ist ∆i(T) </= Dmax?
    324 Punkt = JJ Merker = 1
    326 Für ss = 1: Punkt-1 Anlassschätzung(ss) = 0
    328 Für zz = Punkt; n Anlassschätzung(ss) = 1
    330 Ist T = n?
    332 T = T + 1 L = L + 1
    334 Ende
  • Die Anlasskommando-Schätzroutine 300 überwacht den Verbrauch elektrischer Energie der Batterie 30 und schätzt das Eintreten des Anlasskommandos ab, wenn die Stromstärke der Batterie 30 größer als ein Schwellenwert ist. Das kann wie folgt erreicht werden. Der zweite Pufferspeicher 36 wird regelmäßig mit Datensätzen zur Stromstärke der Batterie, ib beliefert und jeder Satz schließt eine Anzahl von n Datenpunkten ein, die mit dem Ziel, herauszufinden, ob man ein Anlasskommando abschätzen kann, ausgewertet werden (302). Zur Auswertung eines jeden Datensatzes gehört vorzugsweise die Einrichtung von Zählern (JJ = 0; L = 0; T = 1) und das Rücksetzen eines Merkers (Merke r = 0) (304). Ein Zeitschritt Tth wird definiert und kann einen numerischen Wert von 1, 2 oder einen anderen geeigneten Wert annehmen, der den Zeitraum zwischen der momentan ausgewerteten Stromstärke und einem vorhergehenden Wert überbrückt. Wenn der Zähler T kleiner als der Zeitschritt Tth (306) (1) ist, wird ein Dreiecksstrom ∆i (T) auf null gesetzt (308). Der Zähler T wird mit der Größe des Pufferspeichers n (330) verglichen, bei einem Wert kleiner als n (330) (0) werden Zeitschritt T und Zähler L (332) erhöht und es wird ein weiterer Durchlauf der Routine durchgeführt.
  • Andernfalls (306) (0), wird der Dreiecksstrom ∆i (T) als Differenz zwischen der aktuellen Stromstärke i b(T) und einem vorherigen Wertes berechnet, der durch den Zeitschritt Tth festgelegt und als ib(T – Tth) (310) gekennzeichnet wird.
  • Der Dreiecksstrom ∆i (T) wird ausgewertet, ist er gleich oder größer null (312) (0), wird ∆i (T) auf null gesetzt (314) und die Schritte (330) und (332) werden wiederholt.
  • Ist der Dreiecksstrom ∆i (T) kleiner als null (312) (1), dann wird ausgewertet, ob ∆i (T) gleich oder größer als der Schwellenwert Dmax mit dem zurückgesetzten Merker ist, z. B. gleich 0 (316). In diesem Falle (316)(1) wird der Zähler JJ auf den gleichen Wert wie der Zähler L gesetzt (318). Andernfalls (316)(0) wird untersucht, ob der Merker zurückgesetzt wurde (320). In diesem Falle (320)(0) wird der Dreiecksstrom ∆i (T) ausgewertet, um festzustellen, ob er kleiner als der Schwellenwert Dmax ist (322), sollte dem so sein (322)(1), werden ein Zeiger auf den gleichen Wert wie der Zähler JJ und der Merker gesetzt (= 1) (324).
  • Das Anlasskommando (ss) wird für diesen Durchgang als inaktiv eingeschätzt, z. B. gleich null, wenn der Dreiecksstrom ∆i (T) negativ bei einer Größe kleiner als der Dmax (326) ausfällt.
  • Das Anlasskommando (ss) wird für diesen Durchgang als aktiv eingeschätzt, z. B. gleich Eins, wenn der Dreiecksstrom ∆i (T) negativ bei einer Größe größer als der Dmax (328) ausfällt.
  • Der Zähler T wird mit der Größe des Pufferspeichers n (330) verglichen, ist er kleiner als n (330) (0), werden Zeitschritt T und Zähler L erhöht (332) und es wird ein weiterer Durchlauf der Routine durchgeführt. Andernfalls (330)(1) endet der Durchlauf (334).
  • 4 zeigt graphisch die Daten, die mit der Durchführung der Anlasskommando-Schätzroutine 300 assoziiert für Ausführungsform des Fahrzeugs 100 gemäß der Beschreibung mit Bezug auf 1, das mit einer Fernüberwachungsroutine 200 für den Anlasser arbeitet, beschrieben mit Bezug auf 2. Zu den mit Bezug auf 4 gezeigten Daten gehören der Absolutwert für den Batteriestrom i 420, der Dreiecksstrom ∆i (T) 410 und das Anlasskommandosignal 430, die alle im Verhältnis zur Zeit 405 abgebildet werden, die auf der horizontalen Achse zu sehen ist. Zum Dreiecksstrom gehört auch ein Dreiecksstromgrenzwert ∆i(T) 415. Wie gezeigt hat das Anlasskommandosignal 430 einen Wert von 0 und wechselt zum Zeitpunkt 408 auf 1, wenn der Dreiecksstrom ∆i (T) 410 den Schwellenwert für Dreiecksstrom ∆i (T) 415 übersteigt, was unmittelbar vor dem Zeitpunkt passiert, an dem der Batteriestrom i 420 einen Maximalwert erreicht, der mit dem Anlassen des Motors assoziiert ist.
  • Das Flussdiagramm und Blockschaltbilder in den Flussdiagrammen veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Block- oder Flussdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt eines Codes darstellen, der zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion(en) einen oder mehrere ausführbare Befehle beinhaltet. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammdarstellungen durch Spezialzweck-Hardware-basierte Systeme, die die spezifizierten Funktionen oder Vorgänge durchführen, oder Kombinationen von Spezialzweck-Hardware und Computerbefehlen implementiert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung steuern kann, um in einer bestimmten Art und Weise zu funktionieren, sodass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Befehle einen Herstellungsartikel erzeugen, einschließlich Anweisungsmitteln, die die Funktion/den Vorgang, der in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder Blöcken angegeben ist, implementieren.
  • Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die vorliegenden Lehren, doch wird der Umfang der vorliegenden Lehren einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren in den angehängten Ansprüchen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Überwachen eines Anlasssystems für einen Verbrennungsmotor, worin das Anlasssystem einen Anlassermotor beinhaltet, der elektrisch mit einer Batterie verbunden ist, das Verfahren umfassend: das Erkennen eines ersten Anlasskommandos; das Überwachen der Motordrehzahlen und deren Erfassung in einem ersten Pufferspeicher einer ersten Steuerung nach dem ersten Anlasskommando; das Überwachen der Leistungszustände der Batterie; das Erkennen eines zweiten Anlasskommandos aufgrund der elektrischen Leistungszustände; das Erfassen der elektrischen Leistungszustände der Batterie in einem zweiten Pufferspeicher einer zweiten Steuerung, worin die überwachten Leistungsdaten Stromstärke und Spannung beinhalten; das Synchronisieren der Motordrehzahlzustände, die im ersten Pufferspeicher erfasst sind, mit den elektrischen Leistungszuständen, die im ersten und im zweiten Pufferspeicher erfasst sind, basierend auf dem ersten Motoranlasskommando und dem zweiten Motoranlasskommando; das Ermitteln eines Anlasserwiderstands basierend auf den elektrischen Leistungsdaten im zweiten Pufferspeicher; und das Übermitteln des Anlasserwiderstandes und der synchronisierten Werte der überwachten Motordrehzahlen und elektrischen Leistungsdaten an ein entferntes System mittels der Telematikeinheit.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Ermitteln des Anlasserwiderstandes auf Basis der im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie Folgendes umfasst: das Ermitteln einer maximalen Stromstärke und einer minimalen Spannung der Batterie für die im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie; und das Ermitteln des Anlasserwiderstandes aufgrund der maximalen Stromstärke und einer minimalen Spannung der Batterie.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Erkennen des zweiten Anlasskommandosignals auf den elektrischen Leistungsdaten der Batterie basiert und Folgendes umfasst: das Ermitteln einer Vielzahl von Dreiecksstromdaten aufgrund der im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie; und das Abschätzen des zweiten Anlasskommandosignals aufgrund der Dreiecksstromdaten.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Bestimmen der Vielzahl von Dreiecksstromdaten aufgrund der im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie das Bestimmen einer Differenz zwischen einer aktuellen Stromstärke und einem vorherigen Wert für jeden der elektrischen Leistungszustände umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, worin das Abschätzen des zweiten Anlasskommandos aufgrund der Dreiecksstromdaten das Abschätzen des Eintretens des zweiten Anlasskommandos umfasst, wenn der Dreiecksstrom größer als ein Schwellenwert ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Erkennen des ersten Anlasskommandos das Erkennen einer Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zur ersten Steuerung umfasst, die das Eintreten des ersten Anlasskommandos anzeigt.
  7. Verfahren zum Überwachen eines Anlasssystems für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug, das eine erste Steuerung in Kommunikation mit einem ersten Bus hat, eine zweite Steuerung in Kommunikation mit einem zweiten Bus, einen Anlassermotor, eine Batterie und ein Telematikgerät, das Verfahren umfassend: das Erkennen anhand der ersten Steuerung eines ersten Anlasskommandos; das regelmäßige Überwachen der Motordrehzahlen und deren Erfassung in einem ersten Pufferspeicher einer ersten Steuerung nach dem Erkennen des ersten Anlasskommandos; das regelmäßige Überwachen der elektrischen Leistungsdaten der Batterie und deren Erfassung in einem zweiten Pufferspeicher einer zweiten Steuerung; das Erkennen eines zweiten Anlasskommandos aufgrund der elektrischen Leistungszustände; das Synchronisieren der im ersten Pufferspeicher abgelegten Daten zur Motordrehzahl mit den im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie aufgrund des ersten und des zweiten Anlasskommandos; das Ermitteln eines Anlasserwiderstands basierend auf den elektrischen Leistungsdaten; und das Übermitteln des Anlasserwiderstandes und der synchronisierten Werte der überwachten Motordrehzahlen und elektrischen Leistungsdaten an ein entferntes System.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, worin die Ermittlung des Anlasserwiderstandes auf Basis der elektrischen Leistungsdaten der Batterie enthält: das Ermitteln einer maximalen Stromstärke und einer minimalen Spannung der Batterie für die elektrischen Leistungsdaten der Batterie; und das Ermitteln des Anlasserwiderstandes aufgrund der maximalen Stromstärke und einer minimalen Spannung der Batterie.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, worin das Erkennen des zweiten Anlasskommandosignals auf den elektrischen Leistungsdaten der Batterie basiert und umfasst: das Ermittlung einer Vielzahl von Dreiecksstromdaten aufgrund der elektrischen Leistungsdaten der Batterie; und das Abschätzen des zweiten Anlasskommandosignals aufgrund der Dreiecksstromdaten.
  10. System für ein Fahrzeug, umfassend: einen Verbrennungsmotor mit einem Anlasssystem, zu dem ein Anlassermotor gehört, der elektrisch an eine Batterie angeschlossen sein kann; eine Motorsteuerung, die operativ mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist und einen ersten Pufferspeicher für Daten enthält; einen Body-Controller, der operativ mit dem Anlasssystem verbunden ist; eine Batteriesteuerung, die über einen zweiten Pufferspeicher für Daten verfügt und kommunikativ mit der Batterie verbunden ist; ein Telematiksystem; einen ersten und einen zweiten Kommunikationsbus; worin die Motorsteuerung, der Body-Controller und die Telematikeinheit den ersten Kommunikationsbus verwenden, die Motorsteuerung und der Body-Controller dabei über eine direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die Batteriesteuerung hingegen den zweiten Kommunikationsbus verwendet, der erste und der zweite Kommunikationsbus stehen auch untereinander in Verbindung; den Body-Controller, beinhaltend einen Prozessor und einen Befehlssatz zur Einleitung des ersten Anlasskommandos, Aktivierung des Anlasssystems zum Start des Verbrennungsmotor und der Übermittlung des ersten Anlasskommandos an die Motorsteuerung über die direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung; die Motorsteuerung, beinhaltend einen Prozessor und einen Befehlssatz zur Überwachung und Speicherung von Motordrehzahlen im ersten Pufferspeicher für Daten als Reaktion auf das erste Anlasskommando; die Batteriesteuerung verfügt über einen Prozessor und einen Befehlssatz zur Überwachung von elektrischen Leistungsdaten der Batterie und deren Speicherung im zweiten Pufferspeicher für Daten, sowie zur Erkennung des zweiten Anlasskommandos aufgrund der überwachten elektrischen Leistungsdaten der Batterie; den Body-Controller, beinhaltend einen Prozessor und einen Befehlssatz zur Synchronisation der im ersten Pufferspeicher abgelegten Motordrehzahlen mit den im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie basierend auf dem ersten und dem zweiten Anlasskommando; den Body-Controller, beinhaltend einen Prozessor und einen Befehlssatz zur Ermittlung eines Anlasserwiderstandes auf Basis der im zweiten Pufferspeicher abgelegten elektrischen Leistungsdaten der Batterie; und das Telematikgerät verfügt über einen Prozessor und einen Befehlssatz zur Meldung des Anlasserwiderstandes und die synchronisierten Werte der überwachten Motordrehzahlen und elektrischen Leistungsdaten an ein entferntes System.
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