用于起动系统的诊断的制作方法

用于起动系统的诊断的制作方法
【专利摘要】车辆中的燃烧引擎(120)被借助于包括电动启动马达(110)的起动系统起动。起动系统的功能被借助于包括测量元件，启动马达分析仪(160)和控制单元(170)的测试系统评估。测量元件测量当启动马达(110)被激活时供给至电动启动马达(110)的电源电压和燃烧引擎(120)的每分钟转数。启动马达分析仪(160)根据电源电压和每分钟转数定义起动系统的预备状态(S)。根据预备状态(S)，控制单元(170)评估是否需要除电源电压和每分钟转数之外的信息。如果需要，则执行交互通信过程，其中在至少一个处理步骤中操作者(OP)被要求向控制单元(170)输入信息(OPInp)。定义起动系统的功能状态的扩展状态讯息(TR)通过控制单元(170)基于交互通信过程产生。
【专利说明】用于起动系统的诊断
[0001] 本发明的技术背景和现有技术
[0002] 本发明总体上涉及用于机动车辆中起动系统的诊断。本发明具体涉及根据权利要 求1前序部分的测试系统和根据权利要求9前序部分的方法。本发明还涉及根据权利要求 17的计算机程序和根据权利要求18的计算机可读介质。
[0003] 基本上所有当前的机动车辆都被装备有依附于能够起动的电动启动马达的燃烧 引擎。因此，启动马达的功能对于车辆的操作是至关重要的。存在用于检验此功能的各种 已知的解决方案。出于实际原因，可理解优选启动马达不需要从车辆拆除来测试启动马达。 可预期还可以在车辆不需要进修理厂的情况下评估起动系统的功能。
[0004] US 2012/0017618描述了用于预测启动马达上是否有任何故障逼近的系统。该系 统监控启动马达的每分钟转数和电池充电情况，以及环境空气的温度。测量值被与对应的 预测值比较，如果每分钟转数低于预测值则产生报警。
[0005] US 2009/0217897公开了用于燃烧引擎的诊断装置，其带有包括电池的相关电系 统。这里，诊断装置监控电系统参数，比如供给至启动马达的起动电流和电源。
[0006] US 2012/0175656提供了一种用于监控启动马达系统的方法，该系统包括充电系 统，电池，启动马达和飞轮。例如，这里，充电电压被与预定的电池充电值比较，并且如果至 少一个充电电压位于预定范围外则产生用于操作者的信号（比如通过点亮报警灯）。该系 统的操作者可还被要求响应于所产生的信号而执行一个或多个动作。
[0007] 与现有技术相关的问题
[0008] 因而，存在用于评估机动车辆中的起动系统的功能的各种解决方案。然而，不存在 这样的解决方案的例子：一方面，使得能够在车辆的正常操作过程中实现简单的诊断，另一 方面，确保在诊断时考虑了所有适当的参数。


【发明内容】

[0009] 因此，本发明的目的是提供针对此问题的能够实现简单、安全且可靠的机动车辆 起动系统的诊断的解决方案。
[0010] 根据本发明的一个方面，本目的借助于如上所述的测试系统得以实现，其中测试 系统包括被配置为仅响应于来自操作者的起动请求而激活起动系统的控制单元。从而确保 除操作者主动之外不可能以任何方式发生潜在的危险动作，比如起动车辆马达。控制单元 还被配置成基于预备状态来执行下述步骤：确定是否需要除电源电压和每分钟转数之外的 信息以用于相关诊断，并且如果需要，则执行交互通信过程。此过程包括在至少一个过程阶 段中操作者被要求向控制单元输入信息。基于该交互通信过程，控制单元被配置用于生成 扩展状态讯息，该讯息描述起动系统的功能状态。此系统是有利的，因为这些测试能够高度 灵活并且基于对于自动获得来说高度复杂的车辆相关数据，比如考虑来自电动启动马达的 咔嚓声。交互通信过程总体上是有利的，在于其能够实现操作者和机器之间的动作高效共 享，比如关于测量结果和计算。这确保了系统的稳健性和精确性。
[0011] 根据本发明的本方面的一个实施例，该测试系统包括至少一个用户界面，其被配 置用于为操作者提供由控制单元生成的信息并且从操作者接收输入信号。因而能够实现信 息的尚效交换。
[0012] 根据本发明的本方面的另一实施例，控制单元被配置用于接收除基础技术数据之 外的至少一个传感器信号，其是供给至电动启动马达的电源电压和燃烧引擎的每分钟转数 的形式。控制单元被配置用于进一步基于所述至少一个传感器信号而生成扩展状态讯息。 因此这些测试可以例如进一步基于起动系统的关键部分中的一个或多个电压测量结果。
[0013] 根据本发明的本方面的又另一实施例，控制单元被配置为借助于与操作者的交互 通信过程而确定允许启动马达激活的基础条件是否存在。控制单元被配置成只有在所述基 础条件存在时才能够实现启动马达的激活。例如，这些基础条件可包括满足与车辆中的酒 精锁有关的起动条件和/或燃烧引擎不在运行。因此可以避免重要的安全性风险。
[0014] 根据本发明的本方面的另一实施例，具有至少一个用户界面，其被配置用于从操 作者接收输入信号，所述输入信号有关于与启动马达的激活相关的由车辆产生的声和/或 光学信号中的至少任一个，比如来自马达的任何可疑声音。这种类型的数据通常很难从车 辆自动获得。
[0015] 根据本发明的本方面的又另一实施例，测试系统包括一个或多个温度测量元件， 其被配置用于测量与车辆有关的至少一个温度。在这里，启动马达分析仪被配置为进一步 基于至少一个被测量温度来定义所述预备状态。例如，环境温度和燃烧引擎的特征温度就 是用于评估电动启动马达的功能的两个重要参数。
[0016] 根据本发明的本方面的实施例，本目的借助于如上所述的方法得以实现，其中起 动系统仅响应于来自操作者的起动请求而被激活。基于预备状态，下面的步骤也被执行：确 定是否需要除所述基础技术数据之外的信息，如果需要，则执行交互通信过程，其中，在至 少一个过程步骤中所述操作者被要求向控制单元输入信息，并且基于所述交互通信过程生 成定义起动系统的功能状态的扩展状态讯息。本方法及其优选实施例的优势在上面关于所 建议的系统的讨论中呈现了。
[0017] 根据本发明的另一方面，本目的借助于一计算机程序得以实现，该计算机程序能 够直接下载到计算机的内存储器并且包括在计算机上运行所述程序时用于根据如上所建 议的方法控制那些步骤的软件。
[0018] 根据本发明的又另一方面，本目的借助于上面存储有程序的计算机可读介质得以 实现，其中，所述程序被编写为使得计算机能够根据如上所建议的方法控制那些步骤。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 下面参考作为例子给出的实施例并且参考附图更详细地解释本发明。
[0020] 图1示出了所建议的系统的示意性描述，
[0021] 图2示出了根据本发明的一个实施例电动启动马达如何可被设置用于起动机动 车辆中的燃烧引擎的概述，
[0022] 图3a_b示出的曲线用于解释根据本发明的实施例如何能够定义起动系统的预备 状态，和
[0023] 图4示出了解释根据本本发明的概要方法的流程图。

【具体实施方式】
[0024] 开始参考图1，其示意性示出了所建议的用于确定机动车辆中起动系统的功能的 测试系统。设想该起动系统被设置为借助于电动启动马达110起动车辆中的燃烧引擎120。
[0025] 测试系统包括：测量元件，启动马达分析仪160和控制单元170。图2稍更详细地 示出了，根据本发明的一个实施例，电动启动马达110如何被耦合到燃烧引擎120。图2还示 出了前述的测量元件130和140,它们被配置用于测量基础技术数据，包括当启动马达110 被激活时供应至电动启动马达110的电源电压和燃烧引擎120的每分钟转数RPM。
[0026] 启动马达分析仪160被配置为基于所述基础技术数据U来定义起动系统的预备状 态S。
[0027] 控制单元170被配置为仅响应于来自操作者OP的起动请求而激活起动系统。这 是很重要的，因为这确保了，除了操作者OP主动之外，不管是电动启动马达110还是燃烧引 擎120都不能以任何方式被起动，例如通过转动起动键。因此可以避免出现对服务人员来 说危险的情形以及避免出现由于车辆在人员不希望车辆起动时起动而引起的后果。
[0028] 控制单元170还被配置用于基于预备状态S来确定是否还需要除所述基础技术数 据U和RPM之外的信息以便能够生成描述起动系统的功能状态的扩展状态讯息。如果需要 这种附加信息，那么控制单元170被配置用于执行交互通信过程。此过程包括在至少一个 过程步骤中要求操作者OP向控制单元170输入输入信息OPInp，优选地通过用户界面180。 控制单元170被配置为基于交互通信过程而产生描述起动系统的功能状态的扩展状态讯 息TR。
[0029] 有利地，用户界面180被配置用于借助于屏幕和/或声讯息将由控制单元170产 生的信息DReq和TR呈现给操作者0P。用户界面180还适当地包括至少一个元件，其被配 置用于从操作者OP接收输入信号OPInp，典型地以对控制单元170通过用户界面180向操 作者OP提出的问题Dreq的回答的形式。因而，该用户界面可包括键盘和/或用于输入声 命令的元件。因而，例如，用户界面180可被用于从操作者OP接收输入信号OPInp，所述输 入信号有关于与启动马达110的激活相关的由车辆产生的声和/或光学信号。
[0030] 根据本发明的一个实施例，控制单元170被配置用于接收除供给至电动启动马达 的电源电压U和燃烧引擎的每分钟转数RPM形式的基础技术数据之外的至少一个传感器信 号[ Si]。例如，传感器信号[Si]可表示起动系统中临界点处的电压水平。控制单元170被 配置为进一步基于所述至少一个传感器信号[S i]产生扩展状态讯息TR。如果所述基础技 术数据U和RPM提供的依据不充分或不够完全，例如，由于异常，那么传感器信号[ Si]可构 成用于起动系统诊断的补充数据。
[0031] 因为燃烧引擎120的特征温度影响与起动燃烧引擎120有关的启动马达100的条 件或假设，所以根据本发明的一个实施例的测试系统包括被配置用于测量与车辆有关的至 少一个温度的一个或多个温度测量元件。这里，启动马达分析仪160被配置用于进一步基 于所述至少一个被测量温度来定义预备状态S。
[0032] 有利地，控制单元170还被配置为借助于与操作者OP的交互通信过程来确定使启 动马达110能够激活的基础条件是否存在。控制单元170被配置为只有在存在这种基础条 件时才使启动马达110能够激活。这种类型的基础条件的例子是满足与车辆中的酒精锁有 关的起动条件以及燃烧引擎120不在运行。通过确定这些基础条件是否得到满足可以避免 对人员和材料的安全性危险。
[0033] 现在参考图2,其示出了根据本发明的用于电动启动马达110诊断的系统的概观。 设想电动启动马达110被包括在装备有燃烧引擎120的车辆中，其中电动启动马达110被 配置用于起动燃烧引擎120。有利地，电动启动马达110通过电池135供电。
[0034] 所建议的系统包括测量元件130和140和启动马达分析仪160。温度测量元件（未 示出）也有利地被包括。
[0035] 测量元件130和140被配置用于测量与车辆有关的技术参数。技术参数表示供给 至启动马达110的电源电压U和燃烧引擎120的每分钟转数RPM。在下面的描述中，我们将 通篇讨论燃烧引擎120的每分钟转数RPM。因为启动马达110和燃烧引擎120耦合到一起 (例如借助于所谓的邦迪克斯（Bendix)离合器），所以燃烧引擎120的每分钟转数和启动 马达110的每分钟转数之间是有关系的，因而所测量的启动马达110的每分钟转数可如所 建议的燃烧引擎120的每分钟转数RPM -样使用。
[0036] 所述温度测量元件被配置用于测量与车辆有关的至少一个温度T。所述至少一个 温度T可例如有关于车辆处的环境温度，发动机中的油温度，冷却流体温度，发动机缸体温 度和/或电池温度。记录一个以上温度是有利的，因为这使得能够确定车辆正在被冷启动 (所有温度基本上相等）、热启动（发动机中的油温度和冷却流体远远超过环境温度），还是 在半热状态（冷却流体温度远远超过环境温度，但发动机中的油温度相对低）中被起动。
[0037] 启动马达分析仪160被配置用于基于所测量的技术参数U和RPM和温度T来定义 启动马达110的预备状态S，其中预备状态S是启动马达110的性能的质量度量。
[0038] 为得到更好的可靠性/坚固性，根据本发明的一个实施例的测量元件130和140 被配置用于在某一测量区间例如1秒内测量这些技术参数，在所述测量区间期间，例如，10 个独立测量的结果被记录。
[0039] 可选地，该测量区间可被与燃烧引擎120的一个或多个压缩循环适应性地关联， 从而该测量区间表示压缩循环的整数（whole number)。典型的压缩循环一般为15ms长。 作为对每分钟转数RPM求理论平均值的替代方式，在这种情况下，启动马达分析仪可被配 置用于记录压缩循环内的最低每分钟转数。事实上，已经显示启动性能自身依附于其最低 的速度。此外，启动马达分析仪160可被配置用于生成在多个压缩循环中的每一个循环中 供给至启动马达110的相应的最低被测量电源电压U之间的平均值。
[0040] 因而，启动马达分析仪160可被配置用于生成在整个测量区间上的被测量技术参 数的平均值，并且，基于在该测量区间内的供给至启动马达110的电源电压的平均值U avg以 及在该测量区间内的燃烧引擎120的每分钟转数的平均值RPMavg来定义预备状态S。
[0041] 以对应的方式，温度测量元件适当地被配置为测量某一测量区间内的至少一个温 度T。如果是这样，则启动马达分析仪160自然地被配置为生成在整个测量区间上的所述至 少一个被测量温度T的平均值，并且利用所述至少一个被平均的温度中的至少一个来定义 预备状态S。
[0042] 可能进一步有利的是根据季节变化来适应性改变启动马达分析仪160所执行的 诊断方法。例如，温度适应可以两个步骤（夏季/冬季）进行，以多个步骤（比如-25°C以 下，-25°C和-20°C之间，-20°C和-KTC之间，-KTC和±0°C之间，±0°C和10°C之间，以及 10°C以上）进行，或根据所定义的关系不断进行：RPM exp= UXP1AT+P2)，其中RPMexp表示 预期的每分钟转数，U表示所测量的供给至启动马达110的电源电压，T表示所测量的温度， 而Pl和P2是适应参数。
[0043] 图3a示出了第一曲线，示意根据本发明的一个实施例如何确定预备状态S。该曲 线在水平轴上表示供给至启动马达110的平均电源电压U avg，在竖直轴上表示燃烧引擎120 的平均每分钟转数RPMavg。
[0044] 根据本发明的本实施例，启动马达分析仪160被配置为，例如，如果启动马达110 的功能被认为是可接受的则将预备状态S归类为OK，并且如果启动马达110被认为是功能 不足的话则将预备状态S归类为NOT。如果所测量的电源电压U avg超过电压临界值U th并且 同时所测量的每分钟转数超过每分钟转数临界值RPMth，则预备状态S被归类为0K。
[0045] 有利的是，通过比较所测量的每分钟转数RPM与预期的每分钟转数而不断地计算 预备状态S，并且应用至少一个临界值水平（例如，第一水平代表可接受的启动马达功能 0K，而第二水平对应于不可接受的启动马达功能NOT)，例如，根据如下关系：
[0046]

【权利要求】
1. 一种用于确定车辆中的起动系统的功能的测试系统，所述起动系统被设置用于借助 于电动启动马达（110)起动车辆中的燃烧引擎（120)，所述测试系统包括： 测量元件（130,140)，其被配置用于测量基础技术数据，包括在电动启动马达（110)被 激活时供给至电动启动马达（110)的电源电压扣）和燃烧引擎（120)的每分钟转数（RPM)， 和 启动马达分析仪（160)，其被配置为基于所述基础技术数据扣，RPM)定义所述起动系 统的预备状态（S)， 其特征在于，所述测试系统包括控制单元（170)，其被配置为仅响应于来自操作者 (OP)的起动请求而激活所述起动系统，并且基于所述预备状态（S): 确定是否需要除所述基础技术数据扣，RPM)之外的信息，如果需要， 执行交互通信过程，其中，在至少一个过程步骤中所述操作者（0巧被要求向控制单元 (170)输入信息（OPInp)，并且基于所述交互通信过程， 生成描述起动系统的功能状态的扩展状态讯息（TR)。
2. 根据权利要求1所述的测试系统，包括至少一个用户界面（180)，其被配置用于 将由控制单元（170)生成的信息值Req，TR)呈现给操作者（0P)，W及 从操作者（0巧接收输入信号（OPInp)。
3. 根据权利要求1或2所述的测试系统，其中，所述控制单元（170)被配置用于接收除 所述基础技术数据扣，RPM)之外的至少一个传感器信号（[Si])，并且进一步基于所述至少 一个传感器信号（[sj)生成所述扩展状态讯息订时。
4. 根据前述权利要求中任一所述的测试系统，其中，所述控制单元（170)被配置用于 借助于与操作者（0P)的交互通信过程来确定允许电动启动马达（110)激活的基础条 件是否存在，并且只有存在所述基础条件时才 使电动启动马达（110)能够激活。
5. 根据权利要求4所述的测试系统，其中，所述基础条件包括满足与车辆中的酒精锁 有关的起动条件。
6. 根据权利要求4或5所述的测试系统，其中，所述基础条件包括燃烧引擎（120)不在 运行。
7. 根据权利要求2至6中任一所述的测试系统，其中，所述至少一个用户界面（180)被 配置用于从操作者（0巧接收输入信号（OPInp)，所述输入信号有关于与启动马达（110)的 激活相关的由车辆产生的声和/或光学信号中的至少任一个。
8. 根据前述权利要求中任一所述的测试系统， 包括至少一个温度测量元件，其被配置用于测量与车辆有关的至少一个温度，并且其 中 所述启动马达分析仪（160)被配置用于进一步基于至少一个被测量温度来定义所述 预备状态（S)。
9. 一种确定车辆中的起动系统的功能的方法，所述起动系统被设置用于借助于电动启 动马达（110)起动车辆中的燃烧引擎（120)，所述方法包括： 测量基础技术数据，包括在电动启动马达（110)被激活时供给至电动启动马达（110) 的电源电压做和燃烧引擎（120)的每分钟转数（RPM)，和 基于所述基础技术数据扣，RPM)定义所述起动系统的预备状态（S)， 其特征在于，所述起动系统的激活仅响应于来自操作者（OP)的起动请求，并且基于所 述预备状态（S): 确定是否需要除所述基础技术数据扣，RPM)之外的信息，如果需要， 执行交互通信过程，其中，在至少一个过程步骤中操作者（0巧被要求向控制单元 (170)输入信息（OPInp)，并且基于所述交互通信过程， 生成描述起动系统的功能状态的扩展状态讯息（TR)。
10. 根据权利要求9所述的方法，包括： 将所生成的信息值Req，TR)呈现给操作者（0P)，W及 从操作者（0巧接收输入信号（OPInp)。
11. 根据权利要求9或10所述的方法，包括： 接收除所述基础技术数据扣，RPM)之外的至少一个传感器信号（[sJ)，W及 进一步基于所述至少一个传感器信号（[sj)生成所述扩展状态讯息订时。
12. 根据权利要求9至11中任一所述的方法，包括： 借助于与操作者（0P)的交互通信过程来确定允许电动启动马达（110)激活的基础条 件是否存在，并且只有存在所述基础条件时才 使电动启动马达（110)能够激活。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述基础条件包括满足与车辆中的酒精锁有 关的起动条件。
14. 根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述基础条件包括燃烧引擎（120)不在 运行。
15. 根据权利要求10至14中任一所述的方法，包括从操作者（0巧接收输入信号 (OPInp)，所述输入信号有关于与启动马达（110)的激活相关的由车辆产生的声和/或光学 信号中的至少任一个。
16. 根据权利要求9至15中任一所述的方法，包括： 测量与车辆有关的至少一个温度，W及 进一步基于至少一个被测量温度来定义所述预备状态（S)。
17. -种能够直接下载到计算机的内存储器（165)的计算机程序，包括在计算机上运 行所述程序时用于控制根据权利要求9-16中任一所述的步骤的软件。
18. -种上面存储有程序的计算机可读介质（165)，其中，所述程序被编写为使得计算 机能够控制根据权利要求9-16中任一所述的步骤。
【文档编号】F02N11/10GK104471237SQ201380038293
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年6月12日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】H·德雷埃尔, G·莱德费尔特 申请人:斯堪尼亚商用车有限公司