DE2735000A1 - DIAGNOSTIC PROCEDURE FOR AN ELECTRIC STARTER MOTOR - Google Patents

DIAGNOSTIC PROCEDURE FOR AN ELECTRIC STARTER MOTOR

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DE2735000A1 DE19772735000 DE2735000A DE2735000A1 DE 2735000 A1 DE2735000 A1 DE 2735000A1 DE 19772735000 DE19772735000 DE 19772735000 DE 2735000 A DE2735000 A DE 2735000A DE 2735000 A1 DE2735000 A1 DE 2735000A1
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Berlin und München VPA 77 P 3 5 3 7Berlin and Munich VPA 77 P 3 5 3 7

Diagnoseverfahren für einen elektrischen AnlassermotorDiagnostic procedure for an electric starter motor

Die Erfindung bezieht sich auf ein Diagnoseverfahren für einen elektrischen Anlassermotor einer Brennkraftmaschine. Bei der in den letzten Jahren üblich gewordenen, computergesteuerten Diagnose von Kraftfahrzeugen soll auch die Funktion des Anlassermotors geprüft v/erden. Ein rationelles Prüfverfahren muß davon ausgehen, den Anlasser im eingebauten Zustand, also während seines Betriebes an Ort und Stelle zu prüfen.The invention relates to a diagnostic method for an electric starter motor of an internal combustion engine. In the computer-controlled diagnosis of motor vehicles that has become common in recent years, the function of the starter motor should also be used checked v / earth. A rational test procedure must assume that the starter is installed, i.e. during its Check the operation on the spot.

Es ist denkbar, dafür eine Messung des Anlasserstromes vorzunehmen. Das Ergebnis einer solchen Messung ist jedoch nicht nur vom Zustand des Anlassermotors abhängig, sondern auch vom Ladezustand der Fahrzeugbatterie und dem für das Durchdrehen der Brennkraftmaschine erforderlichen Drehmoment. Dies hängt seinerseits v/ieder von der Kompression des Motors, vom Zustand der Lager und der Viskosität des Schmieröles ab.It is conceivable to measure the starter current for this. The result of such a measurement does not only depend on the condition of the starter motor, but also on the state of charge the vehicle battery and the torque required to crank the internal combustion engine. This in turn depends on the compression of the engine, the condition of the bearings and the viscosity of the lubricating oil.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Diagnoseverfahren für einen elektrischen Anlassermotor einer Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem die obengenannten Umwelteinflüsse berücksichtigt sind. Die Lösung wird gemäß der Erfindung darin gesehen, daß während eines Anlaßvorganges gleichzeitig Batteriespannung, Anlasserstrom und Drehzahl gemessen und aus zwei der gemessenen Werte in einer Recheneinheit entsprechend einer die drei Größen verknüpfenden Beziehung der dritte V/ert errechnet und in einem Vergleicher mit dem gemessenen dritten V/ert verglichen wird.The object of the invention is to provide a diagnostic method for an electric starter motor Specify internal combustion engine in which the above environmental influences are taken into account. The solution is seen according to the invention that simultaneously during a starting process Battery voltage, starter current and speed are measured and from two of the measured values in a computing unit corresponding to one the relationship linking the three variables is calculated by the third V / ert and in a comparator with the measured third V / ert is compared.

Li 4 Sei, 1.8.1977Li 4 Sei, 1.8.1977

809886/0490809886/0490

Bei diesem Verfahren v/ird die Brennkraftmaschine mit ihrem Anlassermotor und der Batterie als eine Analogrechenmaschine für eine die drei Größen miteinander verknüpfende Funktion betrachtet. Der von der Maschine ausgegebene Wert wird mit einem Sollwert, der nach der bekannten Funktion errechnet wurde, verglichen. Alle möglichen Zustände der Batterie und der Brennkraftmaschine werden damit berücksichtigt.In this method, the internal combustion engine and its starter motor are activated and the battery as an analog computing machine for one the function that links three variables is considered. The value output by the machine is matched with a setpoint that was calculated according to the known function, compared. All possible states of the battery and the internal combustion engine become thus taken into account.

Zweckmäßig wird als Verknüpfung der drei Größen eine Leistungs/ Drehzahl-Funktion gewählt.Appropriately, a performance / Speed function selected.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, für die Drehzahl vorgesehener Eingang einer Recheneinheit über einen Drehzahlmesser mit einem elektrischen Abtaster von auf der Schwungscheibe der Brennkraftmaschine angebrachten Marken verbunden, ein zweiter Eingang für den Anlasserstrom über einen Strommesser mit einem Meßwiderstand im Anlasserstromkreis und ein dritter Eingang für die Batteriespannung über einen Spannungsmesser mit den Klemmen einer Anlasserbatterie verbunden sind.A circuit arrangement for carrying out the method is thereby characterized in that a first input, provided for the rotational speed, of a computing unit via a tachometer with a electrical scanner connected to marks attached to the flywheel of the internal combustion engine, a second input for the starter current via an ammeter with a measuring resistor in the starter circuit and a third input for the battery voltage are connected to the terminals of a starter battery via a voltmeter.

Mit Vorteil werden Drehzahlmesser, Spannungs- und Strommesser als digitale Meßgeräte ausgebildet und als Recheneinheit ein digitaler Kleincomputer vorgesehen. Die Recheneinheit enthält einen Vergleicher und einen Drucker- und/oder Anzeigeausgang.The tachometer, voltage and ammeter are advantageously designed as digital measuring devices and a digital one as the arithmetic unit Small computer provided. The arithmetic unit contains a comparator and a printer and / or display output.

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren erläutert. Figur 1 stellt das Prinzipschaltbild eines elektrischen Anlassermotors dar.The invention is explained with the aid of three figures. Figure 1 shows the basic circuit diagram of an electric starter motor represent.

In Figur 2 sind in einem Diagramm verschiedene Leistungsfunktionen mit voneinander abweichenden Parametern dargestellt. Figur 3 zeigt als Blockschaltbild eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.In FIG. 2, various power functions are shown in a diagram shown with parameters that differ from one another. Figure 3 shows a block diagram of a circuit arrangement for Implementation of the procedure.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß der Anlassermotor einer Brennkraftmaschine als Reihenschlußmotor geschaltet ist, d. h. die Erregerwicklung und der Anker sind in Serie an die BatteriespannungFrom Figure 1 it can be seen that the starter motor of an internal combustion engine is connected as a series motor, d. H. the excitation winding and the armature are in series with the battery voltage

809886/0490809886/0490

77 P 3 5 3 777 P 3 5 3 7

gelegt. Für einen derartigen Motortyp gilt für die Drehzahlplaced. For such a type of motor, the following applies to the speed

„ U - 1A * RiA" U - 1 A * R iA

und für das Drehmomentand for the torque

M = K2 - IA 2 M = K 2 - I A 2

v/obei η für die Drehzahl, U für die Batter ie spannung, I^ für den Strom durch Feld- und Ankerwicklung, R.. für den Innenv/iderstand und K^ für eine Konstante steht, in die Eigenschaften der Feldoder Srregerwicklung eingehen. Ausv / obei η for the speed, U for the battery voltage, I ^ for the Current through field and armature winding, R .. for the internal resistance and K ^ stands for a constant in the properties of the field or Enter excitation winding. the end

M = K2 - I/M = K 2 - I /

ergibt sich für den Ankerstromresults for the armature current

V/ird in die obenstehende Formel für die Drehzahl die Beziehung für das Drehmoment eingesetzt, so ergibt sich für' die DrehzahlV / ird into the above formula for the speed the relationship used for the torque, the result is for 'the speed

n U n U

K.K.

/? RiA /? R iA

η =η =

K1 K 1

und daraus schließlichand from it finally

Nach v/eiteren Umformungen kann aus den obenstehenden Beziehungen auch eine Beziehung zwischen Leistung, Spannung und Drehzahl auf gestellt werden, die wie folgt lautet:After further transformations, a relationship between power, voltage and speed can be derived from the above relationships which reads as follows:

U2 U 2

P =P =

809886/0490809886/0490

Dabei ist P die Leistung, die sich aus dem Produkt der Klemmenspannung des Anlassermotors und dem Ankerstrom ergibt.Here, P is the power that results from the product of the terminal voltage of the starter motor and the armature current.

In Figur 2 sind in einem Diagramm, bei dem auf der Abszissenachce die Drehzahl η und auf der Ordinatenachse die Leistung P angetragen sind, drei Kurven eingezeichnet, wobei die ausgezogene Kurve einem fehlerfreien Betrieb, die strichpunktierte Kurve einem Betrieb mit einem zusätzlichen Widerstand im Ankerstromkreis und die gestrichelte Kurve einem Betrieb mit einer anderen Konstanten entspricht. Wie oben schon vermerkt, gibt die Konstante Bedingungen des Feld- oder Erregerkreises wieder. Aus diesen drei Diagrammen ist ersichtlich, daß durch geringfügige Veränderungen das Verhalten des Anlassers die typische Kurve bei Normalbetrieb nicht mehr erreicht.In Figure 2 are in a diagram in which on the abscissa axis the speed η and the power P plotted on the ordinate axis three curves are drawn in, the solid curve indicating error-free operation and the dash-dotted curve indicating operation with an additional resistance in the armature circuit and the dashed curve an operation with a different constant is equivalent to. As noted above, the constant reflects the conditions of the field or excitation circuit. From these three charts It can be seen that, due to minor changes, the behavior of the starter does not follow the typical curve in normal operation more achieved.

Es ist zweckmäßig, die Recheneinheit so auszustatten, daß anstelle einer einzigen in ihr gespeicherten Vergleichsfunktion zv/ei Grenzfunktionen gespeichert werden. Alle Werte, die in das von diesen Funktionen begrenzte Toleranzband fallen, zeigen ein befriedigendes Ergebnis für den Anlassermotor an. Alle außerhalb liegenden Werte sind Anzeichen für eine fehlerhafte Funktion. Soll die Diagnose für Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Batteriespannungen verwendet werden, so kann es auch zweckmäßig sein, eine Kurvenschar von Strom/Drehzahl-Charakteristiken zu speichern, bei denen die verschiedenen Batteriespannungen unterschiedliche Parameter darstellen.It is useful to equip the arithmetic unit so that instead of a single comparison function stored in it zv / ei limit functions are stored. All values that are in the The tolerance band limited by these functions indicates a satisfactory result for the starter motor. All outside lying values are signs of a malfunction. Intended to If the diagnosis is used for motor vehicles with different battery voltages, it may also be useful to have a To store family of curves of current / speed characteristics in which the different battery voltages differ Represent parameters.

In Figur 3 ist eine Brennkraftmaschine K durch eine Kurbelwelle mit Kolben angedeutet. Am einen Ende der Kurbelv/elle sitzt eine Schwungscheibe S. Auf der Schwungscheibe sind Marken angebracht, die von einem induktiven Geber OT abgetastet v/erden. Mit der Schwungscheibe gekuppelt ist der Anlassermotor M, der über einen Meßwiderstand R an einer Batterie B liegt. Die Spannung an der Batterie B wird über einen Spannungsmesser UM an einen entsprechenden Eingang einer Recheneinheit C gelegt. Zwei Abgriffe des Meßwiderstandes R sind mit entsprechenden Eingängen eines Verstärkers V verbunden. Der Ausgang des Verstärkers V führt ein den Strom durch den Meßwiderstand R abbildendes Signal einem Strommesser IM zu, dessen Ausgang mit einem entsprechenden Eingang derIn Figure 3, an internal combustion engine K is indicated by a crankshaft with pistons. There is one at one end of the crank shaft Flywheel S. Marks are affixed to the flywheel which are scanned by an inductive sensor OT. With the The starter motor M, which is connected to a battery B via a measuring resistor R, is coupled to the flywheel. The tension on the Battery B is connected to a corresponding input of a computing unit C via a voltmeter UM. Two taps of the Measuring resistor R are connected to corresponding inputs of an amplifier V. The output of the amplifier V leads to the Current through the measuring resistor R imaging signal to an ammeter IM, the output of which is connected to a corresponding input of the

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Recheneinheit C verbunden ist. Der Ausgang des induktiven Gebers OT ist über einen Drehzahlmesser nM mit einem entsprechenden Eingang der Recheneinheit C verbunden. Ein vierter Eingang der Recheneinheit C ist mit einer Programmiereinheit SP verbunden, in der die Werte für Grenzfunktionen gespeichert sind, zwischen denen der in der Recheneinheit C errechnete Wert liegen muß, \jenn der Anlasser in Ordnung ist. Von zwei Anzeigelampen L1, L2 leuchtet jeweils eine auf, um anzuzeigen, ob der Anlasser in Ordnung ist oder nicht.Computing unit C is connected. The output of the inductive transmitter OT is connected to a corresponding input of the arithmetic unit C via a tachometer nM. A fourth input of the arithmetic unit C is connected to a programming unit SP, in which the values for limit functions are stored, between which the value calculated in the arithmetic unit C must lie if the starter is in order. One of two indicator lamps L1, L2 lights up to indicate whether the starter is OK or not.

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Claims (4)

PatentansprücheClaims 1. Diagnoseverfahren für einen elektrischen Anlassermotor einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Anlaßvorganges gleichzeitig Batteriespannung, Anlasserstrom und Drehzahl gemessen und aus zwei der gemessenen Werte in einer Recheneinheit entsprechend einer die drei Größen verknüpfenden Beziehung der dritte Wert errechnet und in einem Vergleicher mit dem gemessenen dritten Wert verglichen wird.1. Diagnostic method for an electric starter motor a Internal combustion engine, characterized in that that during a starting process battery voltage, starter current and speed are measured simultaneously and from two of the measured values in a computing unit according to a relationship linking the three variables, the third value is calculated and is compared in a comparator with the measured third value. 2. Diagnoseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verknüpfung der drei Größen eine Leistungs/Drehzahl-Funktion gewählt ist.2. Diagnostic method according to claim 1, characterized in that a power / speed function is used as a link between the three variables is chosen. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, für die Drehzahl vorgesehener Eingang einer Recheneinheit (C) über einen Drehzahlmesser (nM) mit einem elektrischen Abtaster (OT) von auf der Schwungscheibe (S) der Brennkraftmaschine (K) angebrachten Marken verbunden, ein zweiter Eingang für den Anlasserstrom über einen Strommesser (IM) mit einem Meßwiderstand (R) im Anlasserstromkreis und ein dritter Eingang für die Batteriespannung über einen Spannungsmesser (UM) mit den Klemmen einer Anlasserbatterie (B) verbunden sind.3. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that a first input, provided for the speed, of a computing unit (C) via a speedometer (nM) with an electrical scanner (OT) from on the Flywheel (S) of the internal combustion engine (K) attached brands connected, a second input for the starter current via a Ammeter (IM) with a measuring resistor (R) in the starter circuit and a third input for the battery voltage via a Voltmeter (UM) are connected to the terminals of a starter battery (B). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Drehzahl-, Spannungs- und Strommesser (nM, UM, IM) digitale Meßgeräte sind und als Recheneinheit (C) ein digitaler Kleincomputer dient, und daß die Recheneinheit (C) einen Vergleicher und einen Drucker- und/oder ,Anzeigeausgang enthält.4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the speed, voltage and ammeter (nM, UM, IM) are digital Measuring devices are and as a computing unit (C) a digital small computer serves, and that the computing unit (C) contains a comparator and a printer and / or display output. 809886/0490 OWGlNAL INSPECTED809886/0490 OWGlNAL INSPECTED
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