DE2735000C3

DE2735000C3 - Diagnoseverfahren für einen elektrischen Anlassermotor

Info

Publication number: DE2735000C3
Application number: DE2735000A
Authority: DE
Inventors: Albert Ing.(Grad.) 7500 Karlsruhe Maringer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-03
Filing date: 1977-08-03
Publication date: 1980-05-08
Also published as: IT1097909B; DE2735000A1; GB2003281A; JPS5427912A; FR2399652B1; DE2735000B2; GB2003281B; FR2399652A1; IT7826216A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Diagnoseverfahren für einen elektrischen Anlassermotor einer Brennkrafimaschine unter gleichzeitiger Messung von Batteriespannung, Anlasserstrom und Drehzahl.

Bei der in den letzten Jahren üblich gewordenen, computergesteuerten Diagnose von Kraftfahrzeugen »oll auch die Funktion des Anlassermotors geprüft werden.

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.

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.

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 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 Brennkraftmaschine

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 srrechnet

2i) wurde, verglichen. Alle möglichen Zustände der Batterie und der Brennkraftmaschine werden damit

Zweckmäßig wird als Verknüpfung der drei Größen eine Leistungs/Drehzahl- Funktion gewählt.

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.

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\

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren erläutert.

Fig. 1 stellt das Prinzipschaltbild eines elektrischen Anlassermotors dar.

In F i g. 2 sind in einem Diagramm verschiedene Leistungsfunktio'cn mit voneinander abweichenden Parametern dargestellt.

F i g. 3 zeigt als Blockschaltbild eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

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 Drehzahl

κ, ι,

und für d;is Drehmoment

/V/ =* K₂ · If₁ ,

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, in

die Eigenschaften der Feld- oder Erregerwicklung eingehen. Aus

Af = K₁ ■ 1\
ergibt sich Pur den Ankerstrom

Wird in die obenstehende Formel für die Drehzahl die Beziehung für das Drehmoment eingesetzt, so ergibt sich für die Drehzahl

10

^M V

K₁ ■ \M K₁

K,

I)

und daraus schließlich

JL

Nach weiteren Umformungen kann aus der obenste- «ι henden Beziehungen auch eine Beziehung zwischen Leistung, Spannung und Drehzahl aufgestellt werden, die wie folgt lautet:

P = _ ^
Ki ■ η +

Dabei ist Pdie Leistung, die sich aus dem Produkt der Klemmenspannung des Anlassermotors und dem Ankerstrom ergibt.

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 erreicht

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.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Diagnoseverfahren für einen elektrischen Anlassermotor einer Brennkraftmaschine unter gleichzeitiger Messung von Batieriespannung, Anlasserstrom und Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Werte während eines Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine 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.

2. Diagnoseverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verknüpfung der drei Größen eine Leistungs/Drehzahl-Funktion gewählt ist

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß eü 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 (M/,) mit einem Meßwiderstand (R) im Anlasserstromkreis und ein dritter Eingang für die Batteriespannung über einen Spannungsmesser (UM) mit den Klemmen einer Anlasserbatterie 'S) verbunden sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß Drehzahl-. Spannungs- und Strommesser (nM, UM. M-fyuigitale Meßgeräte sind und als Recheneinheit (C) ein digitaler Kleincomputer dient, und daß die Recheneinheit (C) einen Vergleicher und einen Drucker- und/oder Anzeige ausgang enthalt.