DE2735000C3 - Diagnostic procedure for an electric starter motor - Google Patents
Diagnostic procedure for an electric starter motorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Diagnoseverfahren für einen elektrischen Anlassermotor einer Brennkrafimaschine unter gleichzeitiger Messung von Batteriespannung, Anlasserstrom und Drehzahl.The invention relates to a diagnostic method for an electric starter motor of an internal combustion engine with simultaneous measurement of battery voltage, starter current and speed.
Bei der in den letzten Jahren üblich gewordenen, computergesteuerten Diagnose von Kraftfahrzeugen »oll auch die Funktion des Anlassermotors geprüft werden.In the computer-controlled diagnosis of motor vehicles that has become common in recent years »O the function of the starter motor should also be checked.
Es ist ein Prüfstand für Kraftfahrzeuganlasser bekannt, mit dessen Hilfe der aus dem Kraftfahrzeug ausgebaute Anlassermotor mit finer fremden Batterie unter gleichzeitiger Messung der Batteriespannung. des Anlasserstromes und der Drehzahl des Anlassers geprüft werden kann. Ein solches Prüfverfahren berücksichtigt nicht die natürlichen Bedingungen, unter denen der Anlassermotor im Kraftfahrzeug betrieben wird.A test stand for motor vehicle starters is known, with the help of which the motor vehicle Removed starter motor with external battery while measuring the battery voltage. of The starter current and the speed of the starter can be checked. Such a test procedure does not take into account the natural conditions under which the starter motor operated in the motor vehicle will.
Ein rationelles Prüfverfahren muß davon ausgehen, den Anlasser im eingebauten Zustand, also während »eines Betriebes, an Ort und Stelle zu prüfen. Eine derartige Prüfung ist dann nicht nur vom Zustand des Anlassermotor abhängig, sondern auch vom Ladezustand der Fahrzeugbatterie und dem für das Durchdrehen der Brennkraftmaschine erförderlichen Drehmoment. Dies hängt seinerseits wieder, von der Kompression des MolorSj vom Zustand der Lager Und der Viskosität des Schmieröles ab.A rational test procedure must assume that the starter is installed, i.e. during »Of a company to be checked on the spot. Such a test is then not only dependent on the condition of the Starter motor dependent, but also on the charge level of the vehicle battery and the cranking the internal combustion engine required torque. Again, this depends on the compression des MolorSj from the condition of the bearings and the Viscosity of the lubricating oil.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besieht darin, ein Diagnoseverfahren für einen elektrischen Anlassermotor einer Brennkraftmaschine unter gleichzeitiger Messung von Batteriespannung, Anlasserstrom und Drehzahl anzugeben, bei dem die obengenannten Umwelteinflüsse berücksichtigt sind. Die Lösung wird gemäß der Erfindung darin gesehen, daß die drei Werte während eines Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine gemessen und aus zwei der gemessenen Werte inThe underlying object of the invention provides a diagnostic method for an electrical Starter motor of an internal combustion engine with simultaneous measurement of battery voltage and starter current and speed, at which the above-mentioned environmental influences are taken into account. The solution will be seen according to the invention that the three values during a starting process of the internal combustion engine measured and from two of the measured values in
ίο einer Recheneinheit entsprechend einer die drei
Größen verknüpfenden Beziehung der dritte Wert errechnet und in einem Vergleicher mit dem gemessenen
dritten Wert verglichen wird.
Bei diesem Verfahren wird die Brennkraftmaschineίο the third value is calculated by a computing unit in accordance with a relationship linking the three variables and compared with the measured third value in a comparator.
In this method, the internal combustion engine
π 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 srrechnetπ with her starter motor and battery as one Analog computing machine considered for a function that links the three variables. Of the The value output by the machine is combined with a setpoint that is calculated according to the known function
2i) wurde, verglichen. Alle möglichen Zustände der Batterie und der Brennkraftmaschine werden damit2i) was compared. All possible states of the battery and the internal combustion engine are thus
Zweckmäßig wird als Verknüpfung der drei Größen eine Leistungs/Drehzahl- Funktion gewählt.A power / speed function is expediently selected as a link between the three variables.
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 characterized in that a first, Input of a computing unit provided for the rotational speed via a tachometer with an electrical one Scanners connected by 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 via a voltmeter with the terminals connected to a starter battery.
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 Anzeige?usgai\Tachometers, voltages and ammeters are advantageously designed as digital measuring devices and as A digital small computer is provided for the arithmetic unit. The arithmetic unit contains a comparator and a Printer and / or display? Usgai \
Die Erfindung wird anhand von drei Figuren erläutert.The invention is explained with the aid of three figures.
Fig. 1 stellt das Prinzipschaltbild eines elektrischen Anlassermotors dar.Fig. 1 represents the basic circuit diagram of an electrical Starter motor.
In F i g. 2 sind in einem Diagramm verschiedene Leistungsfunktio'cn mit voneinander abweichenden Parametern dargestellt.In Fig. 2 are different in one diagram Performance functions with differing Parameters shown.
F i g. 3 zeigt als Blockschaltbild eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.F i g. 3 shows, as a block diagram, a circuit arrangement for carrying out the method.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Anlassermotor einer Brennkraftmaschine als Reihenschlußmotor geschaltet ist. d. h. die Erregerwicklung und der Anker sind in Serie an die Batteriespannung gelegt. Für einen derartigen Motortyp gilt für die DrehzahlFrom Fig. 1 it can be seen that the starter motor of an internal combustion engine is connected as a series motor is. d. H. the excitation winding and the armature are connected in series to the battery voltage. For one such motor type applies to the speed
κ, ι,κ, ι,
und für d;is Drehmomentand for the torque
/V/ =* K2 · If1 ,/ V / = * K 2 · If 1 ,
wobei /; für die Drchz.ahl, Ufür die Battericspanrtung, l,\ für den Strom durch Feld' und Ankerwicklung, Rm für den fnnenwiderstand und K\ für eine Konstante steht, inwhereby /; for the number of revolutions, U for the battery voltage, l, \ for the current through the field and armature winding, Rm for the internal resistance and K \ for a constant, in
die Eigenschaften der Feld- oder Erregerwicklung eingehen. Austhe properties of the field or excitation winding are included. the end
Af = K1 ■ 1\
ergibt sich Pur den AnkerstromAf = K 1 ■ 1 \
pure the armature current results
Wird in die obenstehende Formel für die Drehzahl die Beziehung für das Drehmoment eingesetzt, so ergibt sich für die DrehzahlIf the relationship for the torque is inserted into the above formula for the speed, the result is for the speed
1010
M V M V
K1 ■ \M K1 K 1 ■ \ MK 1
K,K,
I)I)
und daraus schließlichand from it finally
JLJL
Nach weiteren Umformungen kann aus der obenste- «ι henden Beziehungen auch eine Beziehung zwischen Leistung, Spannung und Drehzahl aufgestellt werden, die wie folgt lautet:After further transformations, the above- «ι a relationship between power, voltage and speed can also be established, which reads as follows:
P = _ ^
Ki ■ η + P = _ ^
Ki ■ η +
Dabei ist Pdie Leistung, die sich aus dem Produkt der Klemmenspannung des Anlassermotors und dem Ankerstrom ergibt.Where P is the power that results from the product of the terminal voltage of the starter motor and the armature current.
In Fig.I sind in einem Diagramm, bei dem auf der Abszissenachse 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 4Ί 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, Feldoder Erregerkreises wieder. Aus diesen drei Diagrammen ist ersichtlich, daß durch geringfügige Veränderungen das Verhalten des Anlassers die typische Kurve bei Normalbetrieb nicht mehr erreichtIn Fig.I, three curves are drawn in a diagram in which the speed η is plotted on the abscissa axis and the power P is plotted on the ordinate axis, the solid curve indicating error-free operation, the dash-dotted curve indicating 4Ί operation with an additional resistance in Armature circuit and the dashed curve corresponds to operation with a different constant. As noted above, the constant reflects the conditions of the field or excitation circuit. From these three diagrams it can be seen that, due to minor changes, the behavior of the starter no longer achieves the typical curve in normal operation
Es ist zweckmäßig, die Recheneinheit so auszustatten, daß anstelle einer einzigen in ihr gespeicherten Vergleichsfunktion zwei 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-Charakieristiken zu speichern, bei denen die verschiedenen Battenespannungen unterschiedliche Parameter darstellen.It is expedient to equip the arithmetic unit so that instead of a single one stored in it Comparison function two limit functions can be saved. All values that are in that of these functions A limited tolerance band fall indicate a satisfactory result for the starter motor. All outside lying values are signs of a malfunction. Should the diagnosis for motor vehicles with different battery voltages are used, it can also be useful to use a set of curves to save current / speed characteristics for the different battery voltages represent different parameters.
In Fig. 3 ist eine Brennkraftmas 'ine K durch eine Kurbelwelle mit Kolben angedeutet. Am einen Knde der Kurbelwelle sitzt eine Schwüngscheibe S. Auf der Schwungscheibe sind Marken angebracht, die von einem induktiven Geber OTabgetastet werden. Mit der Schwungscheibe gekuppelt is· 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. Z'vei Abgriffe des Meßwiderstandes R sind mit entsprechenden Eingängen eines Verstärkers V verbunden. Der Ausgang des Verstärkers V führt ein den Strom durch den Meiiwiderstand R abbildendes Signal einem Strommesser IM zu, dessen Ausgang mit einem entsprechenden Eingang der Recheneinheit C verbunden ist. Der Ausgang des induktiven Gebers OT ist über eir.en Drehzahlmesser j?Mmit einem entsprechenden Eingang der Recheneinheit (Tverbunden. Ein vierte·- Einging der Recheneinheit C ist mit einer Programmiereinheit SP verbunden, in der die Werte für Grenzfunktionen ge .peichert sind, zwischen denen der in der Recheneinheit Verrechnete Wert liegen muß, wenn der Anlasser in Ordnung ist. Von zwei Anzeigelampjn Li. L2 leuchtet jeweils eine auf, um anzuzeigen, ob der Anlasser in Ordnung ist oder nicht.In Fig. 3 a Brennkraftmas' ine K is indicated by a crankshaft with a piston. There is a flywheel S at one end of the crankshaft . Marks are affixed to the flywheel which are scanned by an inductive sensor OT. The starter motor M, which is connected to a battery B via a measuring resistor R, is coupled to the flywheel. The voltage at the battery B is applied to a corresponding input of a computing unit C via a voltmeter UM. Z'vei taps of the measuring resistor R are connected to corresponding inputs of an amplifier V. The output of the amplifier V supplies a signal representing the current through the Meii resistor R to an ammeter IM , the output of which is connected to a corresponding input of the arithmetic unit C. The output of the inductive sensor OT j over eir.en tachometer mmit a corresponding input of the arithmetic unit (Tverbunden A fourth · -. Lodged the computing unit C is connected to a programming unit SP, in which the values ge for boundary functions are .peichert between which the value calculated in the arithmetic unit must be if the starter is OK . One of two indicator lamps Li. L2 lights up to indicate whether the starter is OK or not.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |