用于监控用于内燃机的起动器的处理单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于监控电动运行的起动器的处理单元，该起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机。所述处理单元构造用于确定关于在内燃机的起动过程期间供应给起动器的电功率的功率信息。此外，处理单元构造用于确定关于在起动过程期间内燃机转速的转速信息。处理单元还构造用于基于功率信息并基于转速信息执行起动过程和/或起动器的诊断。

Processing unit for monitoring starters for internal combustion engines

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监控用于内燃机的起动器的处理单元
本专利技术涉及一种用于监控用于内燃机、尤其是用于车辆的内燃机的起动器的处理单元和相应方法。
技术介绍
具有内燃机的车辆通常包括起动器，该起动器用于使内燃机开始转动以执行至少一个吸气和压缩冲程并由此起动内燃机。起动器通常包括电动机、特别是直流电动机，其利用车载电网(尤其是具有60V或更低的、通常为12V或48V的低压车载电网)的电能来运行。车辆驾驶员可操作车辆点火(如通过车辆的起动按钮)。作为响应，起动器驱动内燃机的曲轴，以使内燃机加速到内燃机的起动转速，从而内燃机可起动。可能发生车辆内燃机不能通过起动器加速到所需的起动速度或者尽管已经达到所需的起动转速但起动过程仍不成功的情况。换句话说，起动过程可能不成功并且内燃机可能无法起动。本文件所涉及的技术任务在于以精确且有效的方式检查内燃机的起动器，以便尤其是防止内燃机的起动困难。
技术实现思路
所述任务通过独立权利要求解决。有利的实施方式还在从属权利要求中被描述。应指出，独立权利要求的从属权利要求的附加特征在没有独立权利要求的特征或仅与独立权利要求的部分特征组合的情况下可构成独立于独立权利要求的所有特征的组合的独立专利技术，其可以是独立权利要求、分案申请或后续申请的技术方案。这同样适用于说明书中描述的技术教导，其可形成独立于独立权利要求的特征的专利技术。根据一个方面，描述了一种用于监控电动运行的起动器的处理单元。该处理单元可具有本文件中描述的另一处理单元的一个或多个特征。起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机。为此目的起动器例如包括电动机、尤其是直流电动机，可向其供应电功率以产生用于驱动内燃机曲轴的扭矩。为了起动过程，用户可通过用户界面(例如通过点火锁或通过起动按钮)使得从车载电网、尤其是从车辆的车载电网向起动器供应电功率。然后由起动机驱动内燃机(尤其是内燃机的曲轴)。在特定持续时间之后，内燃机的转速足够用于内燃机的起动。内燃机在成功的起动过程之后通常仅通过内燃机的燃烧过程来驱动。另一方面，可能发生起动过程不成功并且内燃机没有起动。处理单元可构造用于确定关于不成功的起动过程原因的信息。处理单元构造用于确定关于在内燃机的起动过程期间供应给起动器的电功率的功率信息。电功率通常取决于施加在起动器上的起动器电压和/或流入起动器的起动器电流。尤其是电功率由起动器电压与起动器电流的乘积得到。功率信息可表示在起动期间、尤其是在起动过程开始时的起动器电压。通过施加在起动器上的起动器电压可引起起动器的特定扭矩/转速关系(其通常通过相应的特性曲线描述)。起动器电压的值可通过电压测量单元来检测。处理单元还可构造用于确定关于在起动过程期间内燃机转速的转速信息。转速信息可表示在起动过程期间内燃机的转速、尤其是最大转速。转速可通过内燃机的转速测量单元来检测。此外，处理单元构造用于基于功率信息并且基于转速信息来执行起动过程和/或起动器的诊断。起动过程可能是成功的(如果内燃机已起动)或不成功(如果内燃机未起动)的。处理单元可构造用于确定不成功的起动过程原因的一个或多个指示。通过考虑功率信息(尤其是起动器电压)结合转速信息(尤其是转速)能够可靠且精确地分析起动器、内燃机和/或车载电网关于起动过程的状态。处理单元可构造用于基于功率信息并基于转速信息确定起动器的特性曲线族中的至少一个特性曲线族点。在此所述特性曲线族可表示在起动器的电功率与内燃机的预期转速之间的关系。尤其是特性曲线族可表示在起动器扭矩或起动器电流与内燃机或起动器的转速之间的关系。可预先通过测量检测起动器的特性曲线族并将其存储在存储器单元(如车辆的存储器单元)中。起动器的特性曲线族通常取决于起动器所驱动的内燃机。特性曲线族可包括多个用于不同起动器电压的特性曲线(即起动器电压的不同电压值)。在此特性曲线可表示由起动器产生的扭矩或供应给起动器的电流与由起动器引起或待引起的内燃机转速之间的关系(通常在起动器功能正常的情况下)。因此可基于功率信息(尤其是基于起动器电压的电压值)从多个特性曲线中选择一个特性曲线。然后根据转速信息(特别是起动过程中内燃机的转速)得到所选特性曲线上的一个点。该点可相应于起动过程的特性曲线族点。然后可基于特性曲线族点在特性曲线族中的位置来执行起动过程和/或起动器的诊断。因此能实现特别有效且精确的诊断。起动器的特性曲线族可包括多个不同区域或者说可划分为多个不同区域。所述不同区域在此可分别在不同转速区域和/或功率区域或扭矩区域和/或电流区域或起动器电压区域上延伸。诊断的执行可包括确定起动过程的特性曲线族点落入特性曲线族的哪个区域中。所确定的区域于是可表示关于起动过程的信息。如上所述，起动器的特性曲线族可表示一方面扭矩或起动器电流与另一方面内燃机转速之间的关系。特性曲线族可通过多个用于多个不同起动器电压的特性曲线形成。所述区域一方面可通过一个或多个横向延伸的特性曲线并且另一方面可通过一个或多个平行于扭矩/起动器电流轴线延伸的、用于恒定转速的直线限定。所述区域因此可以是至少部分梯形的。但特性曲线也可具有其它延伸(如凸形延伸)，从而可得到任意形状的区域。为了确定不同区域，可确定不同的起动器电压值。第一起动器电压值可使得低于第一起动器电压值的起动器电压指示在起动过程中用于起动器的电功率不足。因此，低于第一起动器电压值的起动器电压通常不能实现成功的起动过程。第二起动器电压值可使得高于第二起动器电压值的起动器电压指示起动器的过电压情况。因此高于第二起动器电压值的起动器电压可能导致起动器的损伤和/或不利影响。此外，可定义功率中断电压值，功率中断电压值使得低于功率中断电压值的起动器电压指示用于起动器的电功率的功率中断。因此低于功率中断电压值的起动器电压可指示起动器能量供应的问题。通常，第一起动器电压值小于第二起动器电压值且大于功率中断电压值。可以相应的方式定义不同的转速阈值。可这样定义最小转速阈值，使得低于最小转速阈值的转速指示起动器的功率中断。此外，可这样定义第一转速阈值，使得低于第一转速阈值的转速指示起动器的闭锁(Blockade)。另外，可这样定义第二转速阈值，使得高于第二转速阈值的转速通常导致内燃机起动。第二转速阈值可以是用于成功起动内燃机的最小转速。第一转速阈值通常大于最小转速阈值且小于第二转速阈值。通过不同起动器电压值的特性曲线和不同转速阈值的直线可定义特性曲线族的不同(非重叠)的区域。所述多个区域例如可包括第一区域，其在起动器电压方面位于第一起动器电压值和第二起动器电压值之间并且在转速方面位于第一转速阈值和第二转速阈值之间。因此，第一区域可通过用于第一起动器电压值的特性曲线和用于第二起动器电压值的特性曲线限定。此外，第一区域可通过用于恒定第一转速阈值的直线和用于恒定第二转速阈值的直线限定。第一区域可表示起动器在起动过程中承受过高的反扭矩或起动器在起动过程中未能施加所需的扭矩。所述多个区域可包括第二区域，其在起动器电压方面低于第一起动器电压值并且在转速方面位于第一转速阈值和第二转速阈值之间。第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于监控电动运行的起动器(105)的处理单元(101)，该起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机(103)；所述处理单元(101)构造用于：/n-确定关于在内燃机(103)的起动过程期间供应给起动器(105)的电功率的功率信息；/n-确定关于在起动过程期间内燃机(103)转速(210)的转速信息；并且/n-基于所述功率信息和基于所述转速信息来执行起动过程的诊断和/或起动器(105)的诊断。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170628 DE 102017210981.51.用于监控电动运行的起动器(105)的处理单元(101)，该起动器构造用于在起动过程中驱动内燃机(103)；所述处理单元(101)构造用于：
-确定关于在内燃机(103)的起动过程期间供应给起动器(105)的电功率的功率信息；
-确定关于在起动过程期间内燃机(103)转速(210)的转速信息；并且
-基于所述功率信息和基于所述转速信息来执行起动过程的诊断和/或起动器(105)的诊断。


2.根据权利要求1所述的处理单元(101)，其中，所述处理单元(101)构造用于：
-基于所述功率信息和基于所述转速信息确定在起动器(105)的特性曲线族(200)中的至少一个特性曲线族点；所述特性曲线族(200)表示在起动器(105)的电功率与内燃机(103)的预期转速(210)之间的关系；并且
-基于所述特性曲线族点在特性曲线族(200)中的位置来执行起动过程的诊断和/或起动器(105)的诊断。


3.根据权利要求2所述的处理单元(101)，其中，
-所述特性曲线族(200)包括多个不同区域(241、242、243、244、245、246、257)；
-所述不同区域(241、242、243、244、245、246、257)分别在不同的转速区域和/或功率区域上延伸；并且
-所述诊断的执行包括确定起动过程的特性曲线族点落入哪个区域(241、242、423、244、245、246、257)中。


4.根据权利要求3所述的处理单元(101)，其中，所述多个区域241、242、423、244、245、246、257)包括：
-第一区域(241)，该第一区域对于起动器电压(112)位于第一起动器电压值(221)和第二起动器电压值(222)之间并且对于转速(210)位于第一转速阈值(211)和第二转速阈值(212)之间；和/或第一区域(241)，该第一区域表示起动器(105)在起动过程中承受过高的反扭矩或起动器(105)在起动过程中未能施加所需的扭矩；和/或
-第二区域(242)，该第二区域对于起动器电压(112)低于第一起动器电压值(221)并且对于转速(210)位于第一转速阈值(211)和第二转速阈值(212)之间；和/或第二区域(242)，该第二区域表示起动器电压(112)不足以用于起动过程；和/或
-第三区域(243)，该第三区域对于起动器电压(112)高于功率中断电压值并且对于转速(210)低于第一转速阈值(211)；和/或第三区域(243)，该第三区域表示起动器(105)在起动过程中闭锁；和/或
-第四区域(244)，该第四区域对于起动器电压(112)低于第一起动器电压值(221)并且对于转速(210)高于第二转速阈值(212)；和/或第四区域(244)，该第四区域表示未来的起动过程基于电功率供应不足而存在风险；和/或
-第五区域(245)，该第五区域对于起动器电压(112)高于第二起动器电压值(222)；和/或第五区域(245)，该第五区域表示起动器电压(112)过高并且可损坏起动器(105)；和/或
-第六区域(246)，该第六区域对于起动器电压(112)位于第一起动器电压值(221)和第二起动器电压值(222)之间并且对于转速(210)高于第二转速阈值(212)；和/或第六区域(246)，该第六区域表示起动器(105)、内燃机(103)和/或用于为起动器(105)供应能量的车载电网(100)功能正常；和/或
-第七区域(247)，该第七区域对于起动器电压(112)低于功率中断电压值并且对于转速(210)低于最小转速阈值；和/或第七区域(247)，该第七区域表示在...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·霍特，F·福格尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE