DE10243567B4 - Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems Download PDF

Info

Publication number
DE10243567B4
DE10243567B4 DE10243567A DE10243567A DE10243567B4 DE 10243567 B4 DE10243567 B4 DE 10243567B4 DE 10243567 A DE10243567 A DE 10243567A DE 10243567 A DE10243567 A DE 10243567A DE 10243567 B4 DE10243567 B4 DE 10243567B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
battery voltage
combustion engine
internal combustion
actual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10243567A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10243567A1 (de
Inventor
Hans-Michael Dr. Graf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE10243567A priority Critical patent/DE10243567B4/de
Publication of DE10243567A1 publication Critical patent/DE10243567A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10243567B4 publication Critical patent/DE10243567B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228Warning displays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/023Temperature of lubricating oil or working fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/50Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/503Battery correction, i.e. corrections as a function of the state of the battery, its output or its type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10Safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/023Engine temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/024Engine oil temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/062Battery current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/063Battery voltage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/064Battery temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/08Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02N2200/0809Electrical loads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/12Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle exterior
    • F02N2200/122Atmospheric temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644Constructional arrangements
    • G01R31/3648Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/374Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems mit einer Brennkraftmaschine, einem Starter und einer Batterie, mit den folgenden Schritten:
– Ermittlung der Batteriespannung (UIST)
– Ermittlung der Drehzahl (nIST) des Starters oder der Brennkraftmaschine während eines Startvorgangs
– Ermittlung einer weiteren Betriebsgröße (TÖL, PLOAD) des Starters, der Brennkraftmaschine und/oder der Batterie
– Ermittlung der Startfähigkeit des Antriebssystems in Abhängigkeit von der während des Starts ermittelten Batteriespannung und der Drehzahl,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, des Starters und/oder der Batterie eine minimal zulässige Batteriespannung (UMIN) berechnet wird und mit der ermittelten Batteriespannung (UIST) verglichen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems mit einer Brennkraftmaschine, einem Starter und einer Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Kraftfahrzeuge weisen in der Regel ein Antriebssystem mit einer Brennkraftmaschine, einem Starter und einer Batterie auf, wobei die Batterie den Starter während des Startvorgangs mit elektrischer Energie versorgt. Alternativ zu einem Startermotor kann auch ein Starter-Generator zum Einsatz kommen. In diesem sind die beiden Komponenten Starter und Generator vereinigt. Vorzugsweise wird dieses Verfahren für Bleisäurebatterien benutzt. Es kann jedoch auch für andere Speichertechnologien benutzt werden.
  • Die Startfähigkeit wird hierbei durch verschiedene Faktoren beeinflusst, wie beispielsweise den Ladungszustand der Batterie, den Alterungszustand der Batterie und die Öltemperatur der Brennkraftmaschine. Falls ein Kraftfahrzeug beispielsweise bei geringen Umgebungstemperaturen im Winter längere Zeit stillsteht, so kann die innere Reibung der Brennkraftmaschine aufgrund der geringen Öltemperatur so weit ansteigen, dass eine alte oder stark entladene Batterie nicht mehr in der Lage ist, die Brennkraftmaschine zu starten.
  • Aus DE 100 36 341 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung des Ladungszustandes und des Alterungszustands einer Batterie bekannt, was Rückschlüsse auf die Startfähigkeit des Antriebssystems erlaubt.
  • Die Startfähigkeit eines Antriebssystems wird jedoch nicht nur durch Betriebsgrößen der Batterie (z.B. Ladungszustand und Alterungszustand) bestimmt, sondern auch durch Betriebsgrößen des Starters und der Brennkraftmaschine, die von dem Verfahren gemäß DE 100 36 341 A1 nicht berücksichtigt werden.
  • Das Verfahren gemäß DE 100 36 341 A1 ermöglicht deshalb keine genaue Bestimmung der Startfähigkeit eines Antriebssystems mit einer Brennkraftmaschine, einem Starter und einer Batterie.
  • Aus DE 198 34 740 A1 ist ein Verfahren zur Batterieüberwachung sowie eine Batterie mit integrierter Überwachungsvorrichtung bekannt, wobei insbesondere die Temperatur der Batterie und die Lade- und Entladeströme der Batterie gemessen werden.
  • In DE 197 50 309 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Startfähigkeit einer Starterbatterie beschrieben. Es wird der Spannungseinbruch beim Starten eines Verbrennungsmotors gemessen und mit abgespeicherten Werten verglichen. Dabei wird sowohl die Motortemperatur als auch die Batterietemperatur berücksichtigt.
  • Ein Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Speicherbatterie mit Berechnung eines Vergleichswerts für die Batterie ist aus DE 101 07 583 A1 bekannt. Es wird ein Zustandswert berechnet, der den Ladezustand und die Batterietemperatur berücksichtigt. Dieser Zustandswert wird anhand des Spannungseinbruchs beim Starten einer Brennkraftmaschine ermittelt, wobei berücksichtigt wird, dass die zum Anlassen der Brennkraftmaschine benötigte Energie von der Temperatur der Brennkraftmaschine abhängig ist.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine möglichst genaue Bestimmung der Startfähigkeit eines derartigen Antriebssystems erlaubt.
  • Die Erfindung wird, ausgehend von dem vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, bei der Bestimmung der Startfähigkeit eines Antriebssystems mit einer Brennkraftmaschine, einem Starter und einer Batterie zusätzlich zu den Betriebsgrößen der Batterie auch Betriebsgrößen des Starters und/oder der Brennkraftmaschine zu berücksichtigen.
  • Dies bietet den Vorteil, dass die Startfähigkeit des kompletten Antriebssystems ermittelt werden kann, die nicht nur von Betriebsgrößen der Batterie bestimmt wird.
  • Beispielsweise kann die Öltemperatur der Brennkraftmaschine bei der Bestimmung der Startfähigkeit des Antriebssystems berücksichtigt werden. So nimmt die innere Reibung der Brennkraftmaschine mit fallender Öltemperatur zu, was die Startfähigkeit tendenziell herabsetzt.
  • Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, andere Temperaturgrößen bei der Bestimmung der Startfähigkeit zu berück sichtigen, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur oder die Kühlwassertemperatur. Diese Temperaturgrößen beeinflussen die Startfähigkeit mittelbar, indem sie die Öltemperatur und damit die innere Reibung der Brennkraftmaschine bestimmen. Auch die Batterietemperatur kann aus der Umgebungstemperatur abgeleitet werden.
  • Darüber hinaus kann die elektrische Leistung der Verbraucher erfasst werden, die während eines Startvorgangs zusätzlich zu dem Starter versorgt werden müssen. So belasten elektrische Verbraucher (z.B. Motorsteuergerät) die Batterie während eines Startvorgangs zusätzlich, wodurch die Startfähigkeit ebenfalls herabgesetzt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird während eines Startvorgangs die Drehzahl der Brennkraftmaschine gemessen, um den Startvorgang beurteilen zu können. Die gemessene Drehzahl ermöglicht dann einen Rückschluss auf die Startfähigkeit des Antriebssystems bei nachfolgenden Startvorgängen.
  • Die vorstehend genannten Betriebsgrößen können bei der Bestimmung der Startfähigkeit des Antriebssystems einzeln oder in Kombination berücksichtigt werden.
  • Vorzugsweise werden jedoch einige der vorstehend erwähnten Betriebsgrößen vor dem Startvorgang gemessen, während andere Betriebsgrößen während des Startvorgangs erfasst werden. So werden in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ruhespannung der Batterie, die Batterietemperatur und/oder die elektrische Verbraucherleistung vor dem Startvorgang gemessen, während die Drehzahl und die Batteriespannung während des Startvorgangs und vorzugsweise gleichzeitig gemessen werden, um die Startfähigkeit beurteilen zu können.
  • Die Messung der Drehzahl und der Batteriespannung erfolgt vorzugsweise zu einem vorgegebenen Messzeitpunkt nach Beginn des Startvorgangs.
  • Der Messzeitpunkt kann beispielsweise gegenüber dem Beginn des Startvorgangs um eine vorgegebene Wartezeit von beispielsweise 250 ms verzögert sein.
  • Bei sehr kalten Motortemperaturen ist es jedoch nicht sinnvoll, die Drehzahl und die Batteriespannung zu einem festen Zeitpunkt zu messen, da die Drehzahl dann möglicherweise noch nicht weit genug angestiegen ist, um die Startfähigkeit beurteilen zu können. Der Messzeitpunkt kann deshalb auch um eine vorgegebene Anzahl von Pulsationen der Batteriespannung gegenüber dem Beginn des Startvorgangs verzögert sein. So setzt die Brennkraftmaschine dem Starter ein pulsierendes Lastmoment entgegen, was zu einem entsprechenden Pulsieren des Starterstroms und damit auch der Batteriespannung führt. Die Messung der Drehzahl und der Batteriespannung erfolgt dann erst nach beispielsweise vier Spannungsminima der gemessenen Batteriespannung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Abhängigkeit von der Öltemperatur eine der beiden vorstehend beschriebenen Methoden zur Bestimmung des Messzeitpunkts angewandt. Hierzu wird die Öltemperatur gemessen und mit einem Temperaturgrenzwert von beispielsweise +10°C verglichen. Beim Überschreiten des Grenzwerts erfolgt die Messung von Drehzahl und Batteriespannung dann nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeit von beispielsweise 250 ms nach Beginn des Startvorgangs. Beim Unterschreiten des Temperaturgrenzwerts erfolgt die Messung von Drehzahl und Batteriespannung dagegen nach einer vorgegebenen Anzahl von Pulsationen der Batteriespannung.
  • Aus den vorstehend erwähnten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, des Starters und/oder der Batterie wird dann eine mi nimal zulässige Batteriespannung berechnet und mit der tatsächlich gemessenen Batteriespannung verglichen.
  • Dieses Vorgehen beruht auf der Erkenntnis, das die tatsächliche Batteriespannung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach Beginn eines Startvorgangs in Verbindung mit der zu diesem Zeitpunkt erreichten Drehzahl einen Rückschluss auf die Startfähigkeit des Antriebssystems erlaubt.
  • Falls zu dem vorgegebenen Messzeitpunkt beispielsweise eine große Drehzahl gemessen wird, so bedeutet dies, dass bereits viel Beschleunigungsenergie zum Starten der Brennkraftmaschine aufgebracht wurde, so dass eine geringe minimale Batteriespannung ausreicht, um den Startvorgang erfolgreich durchzuführen. Selbst bei einer deutlichen Verschlechterung der Startfähigkeit könnte die minimale, zum Start erforderliche Drehzahl noch erreicht werden.
  • Falls dagegen zu dem vorgegebenen Messzeitpunkt nur eine geringe Drehzahl gemessen wird, so bedeutet dies, dass noch eine relativ große Beschleunigungsenergie von der Batterie aufgebracht werden muss, um die Brennkraftmaschine zu starten. Sollte sich die Startfähigkeit verschlechtern, ist das Erreichen der Mindestdrehzahl und damit ein erfolgreicher Start nicht mehr sichergestellt.
  • Die als Vergleichswert berechnete minimale Batteriespannung berücksichtigt deshalb vorzugsweise auch die gemessene Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. des Starters, um diese Abhängigkeit in die Bestimmung der Startfähigkeit einfließen zu lassen.
  • Falls die tatsächlich gemessene Batteriespannung die berechnete Batteriespannung übersteigt, so bedeutet dies, dass die Startfähigkeit des Antriebssystems auch bei folgenden Startvorgängen bei anderen Temperaturbedingungen mit hoher Wahrscheinlichkeit gegeben ist.
  • Falls die tatsächlich gemessene Batteriespannung dagegen unter der berechneten minimalen Batteriespannung liegt, so ist die Startfähigkeit bei nachfolgenden Startvorgängen unter denselben Rahmenbedingungen oder anderen Temperaturbedingungen voraussichtlich nicht mehr gegeben. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Warnsignal ausgegeben oder ein Eintrag in einen Fehlerspeicher veranlasst.
  • Das Warnsignal kann beispielsweise rein qualitativ sein und nur angeben, ob die Startfähigkeit gegeben ist oder nicht. Es ist jedoch auch möglich, ein quantitatives Warnsignal auszugeben, das einen Rückschluss auf das Ausmaß der Startfähigkeit zulässt. Ein derartiges quantitatives Warnsignal kann beispielsweise aus der Differenz zwischen der berechneten minimalen Batteriespannung und der tatsächlich gemessenen Batteriespannung abgeleitet werden. Ein solches quantitatives Signal kann beispielsweise auch dazu benutzt werden, die Batterie während der dem Start folgenden Fahrt besonders gut zu laden.
  • Die Berechnung der minimalen Batteriespannung aus den gemessenen Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, des Starters und/oder der Batterie kann beispielsweise analytisch entsprechend einem formelmäßigen Zusammenhang erfolgen.
  • Es ist jedoch alternativ auch möglich, zur Ermittlung der Batteriespannung aus den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, des Starters und/oder der Batterie ein mehrdimensionales Kennlinienfeld zu verwenden, in das die gemessenen Betriebsgrößen eingehen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 das erfindungsgemäße Verfahren in Form eines Flussdiagramms sowie
  • 2 eine exemplarische Kennlinie zur Bestimmung der minimal zulässigen Batteriespannung.
  • Das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Bestimmung der Startfähigkeit eines Antriebssystems mit einer Brennkraftmaschine, einem Starter und einer Batterie, wobei die Batterie den Starter während eines Startvorgangs mit elektrischer Energie versorgt.
  • Zu Beginn des Verfahrens wird zunächst während des Stillstands der Brennkraftmaschine die Ruhespannung UOCV (OCV – Open Circuit Voltage) der Batterie gemessen. Dabei handelt es sich um den stationären Wert der Batteriespannung ohne Belastung nach Abklingen von Übergangsvorgängen. So bricht die Batteriespannung bei einer elektrischen Belastung ein und steigt nach dem Belastungsende innerhalb von unter 48 Stunden wieder annähernd exponentiell auf die Ruhespannung UOCV an. In der Praxis erfolgt die Spannungsmessung jedoch wesentlich früher, wobei die Ruhespannung UOCV aus dem gemessenen Spannungswert und dem bekannten Spannungsverlauf extrapoliert wird.
  • Weiterhin wird zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens die Batterietemperatur TBAT gemessen, da die Batterietemperatur TBAT die Startfähigkeit des Antriebssystems bekanntermaßen wesentlich beeinflusst. So nimmt die Leistungsfähigkeit der Batterie mit sinkender Batterietemperatur TBAT ab, was beispielsweise bei Temperaturen von T= –25°C und teilweise entladener Batterie zu einem Verlust der Startfähigkeit führen kann.
  • Darüber hinaus wird auch die Öltemperatur TÖL der Brennkraftmaschine gemessen, welche die innere Reibung der Brennkraftmaschine mitbestimmt. So wird das zur Schmierung der Brennkraftmaschine eingesetzte Öl mit abnehmender Öltemperatur TÖL zunehmend zäher, wodurch die innere Reibung der Brennkraftmaschine zunimmt.
  • Ferner wird auch die elektrische Leistung PLOAD der Verbraucher (z.B. Steuerelektroniken sowie Aktuatoren wie Gebläse, Heckscheibenheizung oder Sitzheizung) gemessen, da die Batterie während des Startvorgangs durch die Verbraucher zusätzlich belastet wird, was den Startvorgang erschwert.
  • Nach der vorstehend beschriebenen Messung von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, des Starters bzw. der Batterie wird dann der Startvorgang begonnen, indem der Starter angeschaltet wird.
  • Anschließend wird die gemessene Öltemperatur TÖL dann mit einem Grenzwert von +10°C verglichen, um entsprechend der Startwilligkeit der Brennkraftmaschine weiter zu verfahren. So ist die Brennkraftmaschine bei Öltemperaturen TÖL ≤ +10°C relativ startunwillig, da das Öl dann relativ zäh ist, was zu einer erhöhten inneren Reibung der Brennkraftmaschine führt. Bei Öltemperaturen TÖL > +10°C ist das Öl dagegen wesentlich dünnflüssiger, was mit einer geringeren inneren Reibung verbunden ist und die Startwilligkeit der Brennkraftmaschine erhöht.
  • Bei einer Unterschreitung des Grenzwerts TÖL ≤ +10°C wird dann ab dem Einschalten des Starters abgewartet, bis das vierte Spannungsminimum auftritt. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Spannung des KFZ-Bordnetzes während eines Startvorgangs stark pulsiert, da die Brennkraftmaschine dem Starter ein pulsierenden Lastmoment entgegensetzt. Bis zum Auftreten des vierten Spannungsminimums ist die Brennkraftmaschine dann in der Regel auf eine Drehzahl beschleunigt, die einen Aufschluss über die Startfähigkeit ermöglicht.
  • Bei einer Überschreitung TÖL > +10°C des Grenzwerts ist es dagegen nicht erforderlich, bis zum Auftreten des vierten Span nungsminimums zu warten, bevor der nächste Verfahrensschritt erfolgen kann. In diesem Fall wird dann einfach eine vorgegebene Zeitspanne Δt = 250 ms ab dem Beginn des Startvorgangs gewartet.
  • Anschließend wird dann vorzugsweise gleichzeitig die Drehzahl nIST der Brennkraftmaschine bzw. des Starters sowie die Batteriespannung UIST gemessen. So ermöglicht das Wertepaar aus UIST und Drehzahl nIST zu dem vorgegebenen Messzeitpunkt eine Beurteilung der Startfähigkeit des Antriebssystems. Alternativ kann die Drehzahl auch aus dem zeitlichen Abstand zweier Kurbelwellenwinkel abgeschätzt werden.
  • Falls zu dem vorgegebenen Messzeitpunkt beispielsweise eine große Drehzahl nIST gemessen wird, so bedeutet dies, dass bereits viel Beschleunigungsenergie zum Starten der Brennkraftmaschine aufgebracht wurde, so dass eine geringe minimale Batteriespannung UIST > UMIN ausreicht, um den Startvorgang erfolgreich durchzuführen. Ein schlechterer Batteriezustand mit der Folge niedrigerer Spannungen hätte zwar eine geringere, aber eventuell immer noch ausreichende Drehzahl zur Folge gehabt.
  • Falls dagegen zu dem vorgegebenen Messzeitpunkt nur eine geringe Drehzahl gemessen wird, so bedeutet dies, das noch eine relativ große Beschleunigungsenergie von der Batterie aufgebracht werden muss, um die Brennkraftmaschine zu starten. Liegt die gemessene Drehzahl nahe an der Mindestdrehzahl, so ist die Durchführung eines weiteren Startvorgangs nicht sichergestellt.
  • Die für einen erfolgreichen Startvorgang erforderliche minimale Batteriespannung UMIN zu dem Messzeitpunkt nimmt also mit der gemessenen Drehzahl nIST ab, wie aus dem Diagramm in 2 exemplarisch ersichtlich ist. So zeigen die Kurven in 2 den Verlauf der minimal zulässigen Batteriespannung als Funktion der zu dem Messzeitpunkt gemessenen Drehzahl nIST, wobei die Kurve 1 für warmes Öl und eine warme Batterie gilt, während Kurve 2 für warmes Öl und eine kalte Batterie gilt. Kurve 3 zeigt dagegen den Verlauf der minimalen Batteriespannung UMIN für kaltes Öl und eine warme Batterie, während Kurve 4 für kaltes Öl und eine kalte Batterie gilt. Diese Kennlinien können für jede Temperaturkombination eventuell unter Berücksichtigung weiterer Parameter (wie Leistung der sonstigen Verbraucher) in dem Steuergerät abgelegt werden.
  • Die in 2 dargestellte Kurven für die minimale Batteriespannung werden dann in einem nächsten Schritt in Abhängigkeit von der gemessenen Drehzahl nIST der Wartezeit Δt seit dem Beginn des Startvorgangs, der Batterietemperatur TBAT, der Öltemperatur TÖL, der Ruhespannung UOCV und der Verbraucherlast PLOAD berechnet. Bei der Berechnung der minimalen Batteriespannung werden also nicht nur Betriebsgrößen der Batterie berücksichtigt, sondern auch Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise die Öltemperatur TÖL.
  • Anschließend wird dann die gemessene Batteriespannung UIST mit der minimalen Batteriespannung UMIN verglichen, um die Startfähigkeit des Antriebssystems beurteilen zu können. Beim Unterschreiten der minimalen Batteriespannung UMIN wird in einem nächsten Schritt eine Warnung ausgegeben, um den Bediener darauf aufmerksam zu machen, dass der nächste Startvorgang voraussichtlich nicht mehr erfolgreich durchgeführt werden kann. Alternativ kann das Unterschreiten der Minimalspannung auch in einem Fehlerspeicher abgelegt werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems mit einer Brennkraftmaschine, einem Starter und einer Batterie, mit den folgenden Schritten: – Ermittlung der Batteriespannung (UIST) – Ermittlung der Drehzahl (nIST) des Starters oder der Brennkraftmaschine während eines Startvorgangs – Ermittlung einer weiteren Betriebsgröße (TÖL, PLOAD) des Starters, der Brennkraftmaschine und/oder der Batterie – Ermittlung der Startfähigkeit des Antriebssystems in Abhängigkeit von der während des Starts ermittelten Batteriespannung und der Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine, des Starters und/oder der Batterie eine minimal zulässige Batteriespannung (UMIN) berechnet wird und mit der ermittelten Batteriespannung (UIST) verglichen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die weitere Betriebsgröße die Öltemperatur (TÖL) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als die weitere Betriebsgröße die elektrische Verbraucherleistung (PLOAD) vor dem Startvorgang ermittelt wird.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Ruhespannung (UOCV) der Batterie gemessen wird und die Startfähigkeit des Antriebssystems auch in Abhängigkeit von der Ruhespannung (UOCV) der Batterie ermittelt wird.
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriespannung (UIST) und die Drehzahl (nIST) zu einem vorgegebenen Messzeitpunkt (t0 + Δt) nach Beginn eines Startvorgangs gemessen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzeitpunkt (t0 + Δt) gegenüber dem Beginn (t0) des Startvorgangs um eine vorgegebene Wartezeit (Δt) verzögert ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzeitpunkt (t0 + Δt) gegenüber dem Beginn des Startvorgangs um eine vorgegebene Anzahl von Pulsationen der Batteriespannung (UIST) und/oder des Batteriestroms verzögert ist.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öltemperatur (TÖL) der Brennkraftmaschine gemessen und mit einem Temperaturgrenzwert verglichen wird, wobei der Messzeitpunkt (t0 + Δt) für die Batteriespannung (UIST) und die Drehzahl (nIST) gegenüber dem Beginn (t0) des Startvorgangs um eine vorgegebene Wartezeit (Δt) verzögert ist, wenn die Öltemperatur (TÖL) den Temperaturgrenzwert überschreitet, während der Messzeitpunkt (t0 + Δt) für die Batteriespannung (UIST) und die Drehzahl (nIST) gegenüber dem Beginn (t0) des Startvorgangs um eine vorgegebene Anzahl von Pulsationen der Batteriespannung (UIST) und/oder des Batteriestroms verzögert ist, wenn die Öltemperatur (TÖL) den Temperaturgrenzwert unterschreitet.
  9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Startfähigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl (nIST), der Batteriespannung (UIST) und der weiteren Betriebsgröße (TÖL, PLOAD) aus einem Kennlinienfeld ausgelesen wird.
DE10243567A 2002-09-19 2002-09-19 Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems Expired - Fee Related DE10243567B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10243567A DE10243567B4 (de) 2002-09-19 2002-09-19 Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10243567A DE10243567B4 (de) 2002-09-19 2002-09-19 Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10243567A1 DE10243567A1 (de) 2004-04-08
DE10243567B4 true DE10243567B4 (de) 2006-09-07

Family

ID=31983953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10243567A Expired - Fee Related DE10243567B4 (de) 2002-09-19 2002-09-19 Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10243567B4 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007011519B4 (de) * 2007-03-09 2017-08-03 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Ladezustands einer Fahrzeugbatterie
DE102007031304B4 (de) * 2007-07-05 2019-03-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung der Ruhespannung einer Kraftfahrzeugbatterie
EP2877729B1 (de) * 2012-07-09 2016-07-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Motorsteuerungsvorrichtung und fahrzeug damit
ES2761001T3 (es) * 2012-12-20 2020-05-18 Iveco Spa Sistema para diagnosticar el arranque de un motor de combustión interna
DE102013101421A1 (de) 2013-02-13 2014-08-14 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Rad mit Abdeckteilen
FR3101430B1 (fr) * 2019-09-27 2021-09-03 Continental Automotive Procédé d’estimation du vieillissement d’une batterie d’un véhicule
CN116146397A (zh) * 2023-04-04 2023-05-23 潍柴动力股份有限公司 起动机控制方法、装置、系统及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19750309A1 (de) * 1997-11-13 1999-05-20 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Startfähigkeit der Starterbatterie eines Kraftfahrzeugs
DE19834740A1 (de) * 1998-08-01 2000-02-17 Iq Battery Res & Dev Gmbh Verfahren zur Batterieüberwachung sowie Batterie mit integrierter Überwachungsvorrichtung
DE10036341A1 (de) * 2000-07-26 2002-02-07 Bayerische Motoren Werke Ag Elektronische Einheit zur Erkennung des Ladezustands und/oder des Verschleißes einer Kraftfahrzeugbatterie
DE10107583A1 (de) * 2001-02-17 2002-08-29 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Speicherbatterie

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19750309A1 (de) * 1997-11-13 1999-05-20 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Startfähigkeit der Starterbatterie eines Kraftfahrzeugs
DE19834740A1 (de) * 1998-08-01 2000-02-17 Iq Battery Res & Dev Gmbh Verfahren zur Batterieüberwachung sowie Batterie mit integrierter Überwachungsvorrichtung
DE10036341A1 (de) * 2000-07-26 2002-02-07 Bayerische Motoren Werke Ag Elektronische Einheit zur Erkennung des Ladezustands und/oder des Verschleißes einer Kraftfahrzeugbatterie
DE10107583A1 (de) * 2001-02-17 2002-08-29 Vb Autobatterie Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Speicherbatterie

Also Published As

Publication number Publication date
DE10243567A1 (de) 2004-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0916959B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Startfähigkeit der Starterbatterie eines Kraftfahrzeugs
EP1380849B1 (de) Verfahren zur Ermittlung der entnehmbaren Ladungsmenge einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung
DE102008037270B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verwalten des Leistungsflusses einer elektrischen Leistungsspeichereinrichtung
DE3901680C3 (de) Verfahren zur Überwachung der Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie eines Verbrennungsmotors und Schaltung zur Durchführung des Verfahrens
EP1834082A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum optimierten starten eines verbrennungsmotors
DE102009057999A1 (de) Anlassfähigkeitsschätzung für ein Fahrzeugstartsystem
DE10317524A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Vorhersage der Startfähigkeit eines Fahrzeugs
DE102005026077A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Ladungs- und/oder Alterungszustands eines Energiespeichers
DE10056970A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Ermittlung der Startfähigkeit einer Starterbatterie eines Verbrennungsmotors
EP2404186B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer charakteristischen Größe zur Erkennung der Bordnetzstabilität
DE102010000679A1 (de) Verfahren zur Erkennung der Startfähigkeit
DE112016003789T5 (de) Vorrichtung zum Schätzen der Restkapazität einer Lithiumionenbatterie
DE102018212545A1 (de) Verfahren zum Überwachen eines Zustands einer Batterie, Überwachungseinrichtung und Kraftfahrzeug
DE102014215536A1 (de) Bordnetzanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels mit einer Brennstoffzelle
EP2457108B1 (de) Verfahren zum betreiben eines fahrzeugs und steuereinrichtung für ein fahrzeug
DE10243567B4 (de) Verfahren zur Ermittlung der Startfähigkeit eines Antriebssystems
WO2020002012A1 (de) Verfahren zum abschätzen eines zustandes eines elektrischen energiespeichersystems sowie system zum ermitteln einer verbleibenden kapazität eines elektrischen energiespeichersystems
DE3321814C2 (de) Batterieanzeigevorrichtung
EP1387177A2 (de) Energiespeicher und Verfahren zur Ermittlung des Verschleisses eines elektrochemischen Energiespeichers
DE102018219124B4 (de) Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißzustands eines elektrischen Energiespeichers in einem Kraftfahrzeug sowie Steuervorrichtung zum Durchführen des Verfahrens und Kraftfahrzeug
DE10249921B4 (de) Verfahren zur Ermittlung des Verlustes an Speicherkapazität einer Bleibatterie und Überwachungseinrichtung
DE102021002468A1 (de) Vorladevorrichtung und Verfahren zum Vorladen eines Fahrzeugzwischenkreises
DE102016121630A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung einer starterbatterie eines kraftfahrzeugs
DE102016219624A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Energiespeichers
DE102013201346A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Ladezustandes eines Energiespeichers

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee