DE10252511A1 - Process and device to control a combustion engine starter in a motor vehicle limits starter current in view of the demand by other users of the on board voltage supply - Google Patents

Process and device to control a combustion engine starter in a motor vehicle limits starter current in view of the demand by other users of the on board voltage supply Download PDF

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Abstract

A device to control a combustion engine starter, where the starter (4) is set to use a limited current, comprises a calculation unit (1) which finds a maximum permitted battery current (13) value which is used by a second calculating unit (14), considering a prediction of the current demand (17) by other users, to give a maximum allowed starter current (14,15). An Independent claim is also included for a process using the above device.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. Einrichtung zur Steuerung eines Starters einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The invention is based on one Method and device for controlling a starter of an internal combustion engine according to the genus of the independent Claims.

Aus der DE 100 21 153 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Start eines Verbrennungsmotors bekannt, bei dem der zu einem Starter fließende Stromfluss begrenzt wird. Diese Maßnahme erfolgt zum Schutz des Starters.From the DE 100 21 153 a method and a device for starting an internal combustion engine are already known, in which the current flow flowing to a starter is limited. This measure is done to protect the starter.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung haben den Vorteil, dass ein Spannungseinbruch auf dem Bordnetz begrenzt wird. Es wird so eine kontinuierliche Stromversorgung aller an das Bordnetz angeschlossenen Geräte sichergestellt. Besonders vorteilhaft ist dies bei Verbrauchern, die einen Speicher aufweisen, der eine kontinuierliche Spannungsversorgung erfordert oder bei Verbrauchern die einen Mikrorechner aufweisen.The method according to the invention and the device according to the invention have the advantage that a voltage drop on the vehicle electrical system is limited becomes. It will be a continuous power supply to everyone at that Onboard power supply connected devices ensured. This is particularly advantageous for consumers which have a memory that has a continuous power supply requires or for consumers who have a microcomputer.

Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Maßnahmen der abhängigen Patentansprüche.Further advantages and improvements result from the measures the dependent Claims.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerung eines Stromflusses durch einen Starter.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. The only 1 shows a device for controlling a current flow through a starter.

Beschreibungdescription

In der 1 wird schematisch eine Vorrichtung zur Steuerung des Stromflusses durch einen Starter 4 dargestellt. Anhand der Funktion der einzelnen Teile dieser Vorrichtung wird dann auch das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. In einer ersten Berechnungseinheit 1 wird ein maximal erlaubter Batteriestrom 13 berechnet. Dieser maximal erlaubte Batteriestrom 13 wird einer zweiten Berechnungseinheit 2 zur Verfügung gestellt. Die zweite Recheneinheit 2 berechnet einen maximal erlaubten Startstrom 14, der einer Startersteuerung 3 zur Verfügung gestellt wird. Die Startersteuerung 3 versorgt den Starter 4 mit einem entsprechend ausgelegten Startstrom 15. Die zweite Recheneinheit 2 erhält weiterhin eine Vorhersage 17 für den Verbrauchsstrom während des Startvorganges. Diese Vorhersage 17 des Verbrauchsstromes während des Startvorganges wird von einer Vorhersageeinheit 5 berechnet, der als Eingangssignal der aktuelle Verbrauchsstrom 16 zugeführt wird. Ausgehend von diesem aktuellen Verbrauchsstrom 16 berechnet die Vorhersageeinheit 5 die Vorhersage 17 für den Verbrauchsstrom während des Starts. Dieser Wert kann sich von dem gemessenen aktuellen Verbrauchsstrom 16 unterscheiden, indem beispielsweise während des Startvorganges bestimmte Verbraucher, beispielsweise ein Klimakompressor oder eine Heckscheibenheizung nicht mit Strom versorgt werden. Bei diesen Einheiten kann die Stromversorgung ohne Probleme kurzzeitig ausgesetzt werden. Weiterhin können beim Startvorgang noch andere Einheiten aktiviert werden, wie beispielsweise eine Spannungsversorgung für eine Zündung und dergleichen, was ebenfalls in die Vorhersage 17 einfließen sollte. Der maximal erlaubte Startstrom 14 kann sich dann beispielsweise durch eine einfache Differenzbildung zwischen der Vorhersage 17 und dem maximal erlaubten Batteriestrom 13 ergeben. Es können aber auch zusätzliche Effekte wie Leistungsverluste oder Sicherheitszuschläge berücksichtigt werden. Für die Berechnung des maximal erlaubten Batteriestroms 13 werden eine Vielzahl von Werten berücksichtigt. Als erster Eingangswert wird beispielsweise die Batterietemperatur 10 berücksichtigt, weil dies einen starken Einfluss auf die Leistungsfähigkeit einer Batterie hat. Weiterhin wird ein Batteriezsutand 11 berücksichtigt. Dieser ergibt sich zum Einen aus einem Wert, der den Ladungszustand der Batterie angibt. Dies kann beispielsweise durch Betrachtung aller Stromflüsse in die Batterie und aus der Batterie heraus oder aus Strom-Spannungs-Messungen an der Batterie abgeleitet werden. Weiterhin sollte für den Batteriezustand 11 auch der Alterungszustand der Batterie berücksichtigt werden, der sich zum Einen aus dein Alter der Batterie und zum Anderen aus Betriebszuständen, die während dieser Zeitdauer aufgetreten sind, ergeben. Beispielsweise altert eine Batterie, die regelmäßig aufgeladen und entladen wird, deutlich anders als eine Batterie, die über einen langen Zeitraum weder entladen noch geladen wurde. All diese Informationen fließen in eine Information 11 über den Batteriezustand ein. Weiterhin fließt noch die Information 12 bezüglich der minimal erlaubten Spannung bei einem Startvorgang in die Berechnung des maximal erlaubten Batteriestroms 13 ein. Dabei kann beispielsweise auch das Verhalten der Batterie bei vorhergehenden Startvorgängen berücksichtigt werden, was ebenfalls eine Information über den Alterungszustand der Batterie gibt.In the 1 is schematically a device for controlling the current flow through a starter 4 shown. The method according to the invention is then also explained on the basis of the function of the individual parts of this device. In a first calculation unit 1 becomes a maximum allowed battery current 13 calculated. This maximum allowed battery current 13 becomes a second calculation unit 2 made available. The second arithmetic unit 2 calculates a maximum allowed starting current 14 that of a starter control 3 is made available. The starter control 3 supplies the starter 4 with an appropriately designed starting current 15 , The second arithmetic unit 2 continues to receive a prediction 17 for the consumption current during the starting process. This prediction 17 of the consumption flow during the starting process is from a prediction unit 5 calculates the current consumption current as the input signal 16 is fed. Based on this current consumption flow 16 calculates the prediction unit 5 the forecast 17 for the consumption current during the start. This value can differ from the measured current consumption current 16 Distinguish by, for example, certain consumers, for example an air conditioning compressor or a rear window heater, not being supplied with power during the starting process. With these units, the power supply can be temporarily suspended without any problems. Furthermore, other units can be activated during the starting process, such as a voltage supply for an ignition and the like, which is also included in the prediction 17 should flow in. The maximum allowed starting current 14 can then be determined, for example, by a simple difference between the prediction 17 and the maximum allowed battery current 13 result. However, additional effects such as loss of performance or safety surcharges can also be taken into account. For the calculation of the maximum permitted battery current 13 a variety of values are taken into account. For example, the battery temperature is the first input value 10 considered because this has a strong impact on the performance of a battery. Furthermore, a battery condition 11 considered. On the one hand, this results from a value that indicates the state of charge of the battery. This can be derived, for example, by considering all current flows into and out of the battery or from current-voltage measurements on the battery. Furthermore, should for the battery condition 11 also take into account the aging of the battery, which results from the age of the battery and the operating conditions that occurred during this period. For example, a battery that is regularly charged and discharged ages significantly differently than a battery that has not been discharged or charged for a long period of time. All of this information flows into one piece of information 11 about the battery condition. The information still flows 12 regarding the minimum allowed voltage during a start-up in the calculation of the maximum allowed battery current 13 on. In this case, for example, the behavior of the battery during previous starting processes can also be taken into account, which also provides information about the aging condition of the battery.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. durch das von dieser Vorrichtung ausgeführte Verfahren kann so sichergestellt werden, dass bei einem Startvorgang eines Kraftfahrzeugmotors durch den Starter 4 kein unzulässiger Einbruch der Spannungsversorgung der Versorgungsspannung erfolgt. Besonders interessant ist dies bei einem Verbrennungsmotor, der mit einem Startergenerator versehen ist, d. h. eine Vorrichtung, die zugleich zur Stromerzeugung als Generator und als Starter, d. h. als Elektromotor ausgebildet ist. Dies ist vor allem von Interesse, wenn der Startergenerator durch einen Keilriemen mit der Kurbelwelle verbunden ist, da bei diesem Generatortyp bei einem Start besonders große Ströme von dem Starter 4 (Startergenerator) benötigt werden. Wenn es zu einer kurzfristigen starken Stromentnahme durch den Starter 4 kommt, kann dadurch ein Einbruch der Bordnetzspannung verursacht werden. Dies kann bei anderen Verbrauchern, insbesondere Verbrauchern, die mit einem stromabhängigen Speicher (RAM) versehen sind, zu einer unzulässig niedrigen Spannungsversorgung und somit zu einer Löschung des Speichers kommen. Derartige Speicher sind üblicherweise bei allen Geräten vorgesehen, die einen Mikroprozessor aufweisen wie beispielsweise Steuergeräte oder Navigationssysteme. Weiterhin kommt es zu einem Einbruch des Radioempfangs, da auch ein Radioempfänger auf eine hinreichend gute Spannungsversorgung angewiesen ist.The device according to the invention or the method carried out by this device can thus ensure that when a motor vehicle engine is started by the starter 4 there is no impermissible drop in the voltage supply of the supply voltage. This is particularly interesting in the case of an internal combustion engine which is provided with a starter generator, ie a device which is at the same time designed to generate electricity as a generator and as a starter, ie as an electric motor. This is of particular interest if the starter generator is connected to the crankshaft by means of a V-belt, since this type of generator is particularly large at the start flows from the starter 4 (Starter generator) are required. If there is a short-term strong current drain by the starter 4 comes, a drop in the vehicle electrical system voltage can be caused. In the case of other consumers, in particular consumers which are provided with a current-dependent memory (RAM), this can result in an impermissibly low voltage supply and thus in the memory being erased. Such memories are usually provided in all devices that have a microprocessor, such as control devices or navigation systems. There is also a drop in radio reception, since a radio receiver also depends on a sufficiently good power supply.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren kann der Stromfluss durch den Starter 4 auf einen Wert begrenzt werden, der nach wie vor ausreicht, um die Brennkraftmaschine zuverlässig zu starten und gleichzeitig nicht zu einem unzulässigen Spannungseinbruch der Bordnetzspannung führt. Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass von der Berechnungseinheit 2 ein kontrolliertes Abschalten von zusätzlichen Verbrauchern erfolgt, wenn die Berechnungen ergeben, dass sich ein Spannungseinbruch nicht vermeiden lässt. Ein kontrolliertes Abschalten von Verbrauchern ist allemal einem unkontrollierten Spannungseinbruch vorzuziehen.Through the device according to the invention or the method according to the invention, the current flow through the starter 4 be limited to a value which is still sufficient to reliably start the internal combustion engine and at the same time does not lead to an inadmissible voltage drop in the vehicle electrical system voltage. Alternatively, it can also be provided that the calculation unit 2 A controlled shutdown of additional consumers takes place if the calculations show that a voltage drop cannot be avoided. Controlled switching off of consumers is always preferable to an uncontrolled voltage drop.

Die Funktionalitäten der verschiedenen Berechnungseinheiten sind in der 1 als einzelne Einheiten dargestellt. Diese Funktionalitäten können aber auch als Software in einem Steuergerät, beispielsweise einem Bordnetzsteuergerät, realisiert sein.The functionalities of the different calculation units are in the 1 represented as individual units. However, these functionalities can also be implemented as software in a control unit, for example an on-board electrical system control unit.

Claims (6)

Vorrichtung zur Steuerung des Stromflusses durch einen Starter (4) einer Brennkraftmaschine, wobei dem Starter (4) nur ein begrenzter Stromfluss (15) zur Verfügung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass von einer ersten Recheneinheit (1) ein maximal erlaubter Batteriestrom (13) berechnet wird, die von einer zweiten Recheneinheit (14) unter Berücksichtigung einer Vorhersage (17) des Stromverbrauchs von weiteren Verbrauchern zur Berechnung eines maximal erlaubten Startstromes (14, 15) verwendet wird.Device for controlling the current flow through a starter ( 4 ) an internal combustion engine, the starter ( 4 ) only a limited current flow ( 15 ) is provided, characterized in that a first computing unit ( 1 ) a maximum permitted battery current ( 13 ) is calculated by a second computing unit ( 14 ) taking into account a prediction ( 17 ) the power consumption of other consumers to calculate a maximum permitted starting current ( 14 . 15 ) is used. Verfahren zur Steuerung eines Starters (4) einer Brennkraftmaschine mit einem begrenzten Stromfluss (14, 15), dadurch gekennzeichnet, dass ein maximal erlaubter. Batteriestrom (13) und eine Vorhersage (17) eines Stromflusses bei dem Startvorgang für die Berechnung eines maximal erlaubten Stromflusses (14) herangezogen werden.Procedure for controlling a starter ( 4 ) an internal combustion engine with a limited current flow ( 14 . 15 ), characterized in that a maximum allowed. Battery power ( 13 ) and a prediction ( 17 ) a current flow during the starting process for the calculation of a maximum permitted current flow ( 14 ) can be used. Verfahren und Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung der Vorhersage (17) des Verbrauchsstromes durch eine Vorhersageeinheit (5) ein aktueller Verbrauchsstrom (16) berücksichtigt wird.Method and device according to claims 1 and 2, characterized in that for the calculation of the prediction ( 17 ) of the consumption flow by a prediction unit ( 5 ) a current consumption current ( 16 ) is taken into account. Verfahren und Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung des maximal erlaubten Batteriestroms (13) von der ersten Recheneinheit (1) eine Batterietemperatur (10) berücksichtigt wird.Method and device according to one of the preceding claims, characterized in that for the calculation of the maximum permitted battery current ( 13 ) from the first computing unit ( 1 ) a battery temperature ( 10 ) is taken into account. Vorrichtung und Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung des maximal erlaubten Batteriestroms (13) von der Recheneinheit (1) ein Batteriezustand (11) berücksichtigt wird.Device and method according to one of the preceding claims, characterized in that for the calculation of the maximum permitted battery current ( 13 ) from the computing unit ( 1 ) a battery condition ( 11 ) is taken into account. Vorrichtung und Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung des maximal erlaubten Batteriestroms (13) von der Recheneinheit (1) eine minimal erlaubte Spannung (12) beim Startvorgang berücksichtigt wird.Device and method according to one of the preceding claims, characterized in that for the calculation of the maximum permitted battery current ( 13 ) from the computing unit ( 1 ) a minimum allowed voltage ( 12 ) is taken into account during the starting process.
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