WO2004042411A1 - Method and device for recognizing battery-less operation of a vehicle - Google Patents

Method and device for recognizing battery-less operation of a vehicle Download PDF

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WO2004042411A1
WO2004042411A1 PCT/DE2003/003598 DE0303598W WO2004042411A1 WO 2004042411 A1 WO2004042411 A1 WO 2004042411A1 DE 0303598 W DE0303598 W DE 0303598W WO 2004042411 A1 WO2004042411 A1 WO 2004042411A1
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vehicle
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Marc Knapp
Wunibald Frey
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for detecting battery-free vehicle operation according to the genus of the two independent claims.
  • the voltage supply in motor vehicle electrical systems is usually ensured with the aid of a generator which charges at least one battery.
  • the electrical vehicle components can usually be connected to the battery and are supplied with electrical energy by the battery. Since the battery is connected to the generator via a charging line, a supply of the electrical consumers can largely be ensured even when the battery is in bad condition and at the same time there is sufficient generator power available. However, it is problematic if the battery is largely discharged or if the battery is destroyed while driving or if there is a complete interruption between the battery and the vehicle electrical system.
  • Such battery-free operation represents an unfavorable mode of operation of a vehicle electrical system with regard to Stability of the on-board electrical system is therefore necessary. Detection of such battery-free operation is therefore necessary, this applies in particular to vehicles with safety-relevant electrical consumers.
  • safety-relevant consumers are, for example, electrical steering assistance or an electrical or electrohydraulic braking system. If battery-free operation is detected, countermeasures must be initiated and / or warning messages issued.
  • Battery or a completely defective battery closed Battery-free vehicle electrical system operation can then be maintained, for example, provided that sufficient electrical energy is generated by the generator. Determining the internal resistance of the battery, however, requires a relatively high level of metrological effort, since, for example, the battery current has to be measured. In addition, the computing power required for the quotient voltage / current is considerable.
  • Another possibility for detecting battery-free operation or for detecting a defective vehicle battery is to charge the battery from the generator to a higher value than the usual voltage setpoint when the engine is running and then discharge it again with the aid of an electrical load.
  • the operating state of the battery is determined by evaluating the voltage difference that occurs during charging or discharging within a time interval or by determining the time interval that expires until two voltage thresholds are reached or their functionality or storage capacity checked.
  • Such a method for detecting a defective motor vehicle battery is known for example from DE-P 19 964 057.2. This process is carried out, for example, in a control device which additionally triggers a display when a battery defect is detected.
  • the object of the invention is to detect a battery-free state or to identify a defective battery or an interrupted connection between the on-board electrical system and the battery without additional sensors, exclusively using information which is present in the vehicle on-board electrical system.
  • the method according to the invention and the device according to the invention with the features of the independent claims has the advantage that a battery-free state or an error in the battery or an interruption between the battery and the vehicle electrical system is reliably and reliably detected. It is particularly advantageous here that no complex measurements have to be carried out, so that the battery-free state can be identified without additional sensors, exclusively using information which is present anyway and is available, for example, as information or data on a CAN bus , These advantages are achieved by combining the data used and the way in which they are linked. These data essentially include voltages that are known in any case, for example the voltage at the input of the control device or the battery voltage. These known voltages are then advantageously processed in such a way that clear criteria for recognizing the battery-free state are obtained.
  • the AC voltage component of the voltages to be evaluated is filtered out in a particularly advantageous manner with the aid of a filter, for example a bandpass or lowpass filter.
  • a filter for example a bandpass or lowpass filter.
  • the amplitude of the AC voltage is evaluated with a variable correction factor.
  • the vehicle electrical system control unit or a microprocessor present in the vehicle electrical system control unit represents a device according to the invention, in which the evaluation processes run.
  • the figure shows a basic circuit diagram of a device according to the invention, with which a battery-free operation of a vehicle electrical system can be identified.
  • the figure shows a generator 10 which is driven by an internal combustion engine (not shown) and outputs an output voltage U Q for supplying the electrical components of a vehicle electrical system.
  • the voltage U Q is regulated in a conventional manner to predeterminable values with the aid of a voltage regulator (not shown) connected to the generator.
  • the one flowing through the field winding 11 of the generator 10 Excitation current regulated in a known manner by the voltage regulator.
  • the clocked excitation current obtained by clocked actuation of the control transistor of the voltage regulator is evaluated with the aid of a so-called DF monitor 12, ie the excitation current-clock ratio is determined.
  • the information obtained from the DF monitor 12 is fed to the engine control unit 13 for further evaluation, for example for the detection of the electrical load exerted by the vehicle electrical system.
  • the on-board computer 17 denotes an on-board computer in which the methods according to the invention for detecting battery-free operation run.
  • the on-board computer 17 comprises at least one power supply unit 18, one or more filters 19, a processor 20 and a CAN controller 21 and a control 22 for a display 27.
  • the on-board computer naturally also includes a processor and associated memory.
  • the components of the on-board computer 17 are interconnected in a known manner.
  • the on-board computer 17 is connected to the positive pole of the battery 16 via a connection 23. Data or information is exchanged between the engine control unit 13 and the CAN controller 21 of the on-board computer 17 via a CAN connection 24.
  • This CAN connection 24 (CAN bus) can optionally also be connected to an electrical energy management system EEM 25, which can be, for example, its own control unit or a microprocessor and / or signal power distributors SLV 26.
  • EEM 25 electrical energy management system
  • a bit-synchronous interface BSS can also be provided, which ultimately also does that Excitation current sensing ratio forwards to the engine control unit 13.
  • the voltage USG is measured at the input of control unit 13 and taken into account by the control unit when calculating control variables for engine control. If this voltage is not measured anyway in some systems, at least the voltage UB at the battery 16 is then detected and taken into account by the control device for the generation of control signals. In addition, this voltage information is output from the CAN bus and is thus available to all systems that are connected to the CAN bus, including the on-board computer 17.
  • the alternating voltage component is filtered out of one of the two voltages USG or ÜB or from both voltages in the on-board computer 17 via a filter 19, in particular a bandpass or lowpass filter.
  • the amplitude of the AC voltage component is then assessed using a variable correction factor.
  • the current correction factor or a corresponding parameter is determined from the large generator speed nG and other variables, the generator speed nG either from the control device 13 itself or from the on-board computer 17 from the engine speed already present in the control device 13 and the
  • Genrator translation ratio is calculated.
  • the speed information is supplied via the CAN bus.
  • Another variable that is taken into account when determining the current correction factor or a corresponding parameter is the controller duty cycle or the excitation current duty cycle, which is determined with the aid of the DF monitor and a measure of the excitation of the generator and thus of the electrical one Load on the generator.
  • This size is also usually present in the engine control unit 13 anyway and is generally made available in the on-board electrical system via the CAN bus or is determined in the on-board computer 17 from the engine speed.
  • the limit value for the correction factor or for the parameter, upon reaching which a battery-free operation is recognized, is vehicle-specific and is applied for each vehicle type. Detecting the batteryless
  • Operation is usually carried out in the on-board computer 17, but it could also run in the computer of the engine control unit or in a centrally available on-board computer using suitable software.
  • Battery-free operation is recognized if the comparison of a currently determined correction factor with a predeterminable limit value results in at least reaching the limit value or exceeding the limit value.
  • one that is available via the CAN bus is used to form the correction factor
  • Such reliability in the detection of battery-free operation can be achieved that a uniform limit value can be used regardless of the vehicle type, and battery-free operation is then concluded if the calculated variable correction factor converts this uniform limit value by a predefinable value Value exceeds.
  • the procedures for recording the battery-free electrical system operation can be carried out continuously or at predefinable times or after the vehicle has been started up. If the continuously working evaluation is carried out and a battery-free condition is detected, the decision can be further secured by means of load connection.
  • voltage monitoring is carried out when switching on a defined and still uncritical load or a consumer 14, for example when switching on a rear window heater. Since the voltage drops to a known value when the defined load is switched on, it can be estimated by comparing the expected voltage value with the measured value whether a battery is present or is still functional. If the voltage drop is greater than an expected value, battery-free operation is recognized, in particular if the correction factor evaluation also suggests such battery-free operation.
  • the load connection will, for example, be initiated by a signal power distributor 26 without the driver being informed. If the voltage drop occurs within the expected tolerances, the detection of the battery-free operation confirmed. However, the connection of a load for battery status detection should only be carried out occasionally.
  • a corresponding display is triggered on the display 27 by the on-board computer via the control 22.
  • measures are initiated which still enable vehicle operation or at least emergency operation.

Abstract

The invention relates to methods and devices for recognizing battery-less operation of vehicle, wherein variables which are available in an engine control device such as the input voltage in said device or the battery voltage are used to calculate parameters or correction factors by an onboard computer and said parameters or correction factors are compared with expected parameters or correction factors in order to recognize battery-less operation.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines batterielosen FahrzeugbetriebsMethod and device for detecting battery-free vehicle operation
Die Erfindung betrifft Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Erkennung eines batterielosen Fahrzeugbetriebs nach der Gat- tung der beiden unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to methods and devices for detecting battery-free vehicle operation according to the genus of the two independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Die Spannungsversorgung in Kraftfahrzeugbordnetzen wird üb- licherweise mit Hilfe eines Generators sichergestellt, der wenigstens eine Batterie auflädt. Die elektrischen Fahrzeugkomponenten sind üblicherweise an die Batterie anschließbar und werden von dieser mit elektrischer Energie versorgt. Da die Batterie mit dem Generator über eine Ladeleitung in Ver- bindung steht, kann auch bei schlechtem Batteriezustand und gleichzeitig ausreichend zur Verfügung stehender Generatorleistung eine Versorgung der elektrischen Verbraucher weitgehend sichergestellt werden. Problematisch ist es jedoch, wenn die Batterie weitgehend entladen ist oder wenn die Batterie während des Fahrbetriebs zerstört wird oder wenn eine vollständige Unterbrechung zwischen der Batterie und dem Bordnetz auftritt.The voltage supply in motor vehicle electrical systems is usually ensured with the aid of a generator which charges at least one battery. The electrical vehicle components can usually be connected to the battery and are supplied with electrical energy by the battery. Since the battery is connected to the generator via a charging line, a supply of the electrical consumers can largely be ensured even when the battery is in bad condition and at the same time there is sufficient generator power available. However, it is problematic if the battery is largely discharged or if the battery is destroyed while driving or if there is a complete interruption between the battery and the vehicle electrical system.
Ein solcher batterieloser Betrieb stellt eine ungünstige Betriebsform eines Fahrzeugbordnetzes hinsichtlich der Stabilität des Energiebordnetzes dar. Eine Erkennung eines solchen batterielosen Betriebs ist daher erforderlich, dies gilt insbesondere für Fahrzeuge mit sicherheitsrelevanten elektrischen Verbrauchern. Solche sicherheitsrelevante Verbraucher sind beispielsweise eine elektrische Lenkunterstutzung oder ein elektrisches oder elektrohydraulisches Bremssystem. Bei Erkennung des batterielosen Betriebs ist es erforderlich, Gegenmaßnahmen einzuleiten und/oder Warnmeldungen auszugeben.Such battery-free operation represents an unfavorable mode of operation of a vehicle electrical system with regard to Stability of the on-board electrical system is therefore necessary. Detection of such battery-free operation is therefore necessary, this applies in particular to vehicles with safety-relevant electrical consumers. Such safety-relevant consumers are, for example, electrical steering assistance or an electrical or electrohydraulic braking system. If battery-free operation is detected, countermeasures must be initiated and / or warning messages issued.
Es ist bekannt, zur Erkennung eines batterielosen Betriebs bzw. zur Ermittlung einer defekten Batterie eines Fahrzeugbordnetzes den Innenwiderstand der Batterie zu erfassen und auszuwerten. Wenn der gemessene Innenwiderstand der Batterie von erwarteten Werten abweicht, wird auf eine fehlerhafteIt is known to detect and evaluate the internal resistance of the battery in order to detect battery-free operation or to determine a defective battery in a vehicle electrical system. If the measured internal resistance of the battery deviates from expected values, a faulty one is displayed
Batterie oder eine vollkommen defekte Batterie geschlossen. Es kann dann beispielsweise ein batterieloser Bordnetzbetrieb aufrechterhalten werden, sofern vom Generator genügend elektrische Energie erzeugt wird. Die Ermittlung des Innen- Widerstandes der Batterie erfordert jedoch einen verhältnismäßig hohen messtechnischen Aufwand, da beispielsweise der Batteriestrom gemessen werden muss. Darüber hinaus ist die benotigte Rechenleistung für die Quotientenbildung Spannung/Strom erheblich.Battery or a completely defective battery closed. Battery-free vehicle electrical system operation can then be maintained, for example, provided that sufficient electrical energy is generated by the generator. Determining the internal resistance of the battery, however, requires a relatively high level of metrological effort, since, for example, the battery current has to be measured. In addition, the computing power required for the quotient voltage / current is considerable.
Eine weitere Möglichkeit zur Erkennung des batterielosen Betriebs bzw. zur Erkennung einer defekten Fahrzeugbatterie geht davon aus, bei laufendem Motor die Batterie vom Generator auf einen gegenüber dem üblichen Spannungssollwert hohe- ren Wert aufzuladen und anschließend mit Hilfe einer elektrischen Last wieder zu entladen. Durch Auswertung der Spannungsdifferenz, die sich beim Auf- bzw. beim Entladen innerhalb eines Zeitintervalls ergibt oder durch Ermittlung des Zeitintervalls, das bis zum Erreichen von zwei Spannungs- schwellen ablauft, wird der Betriebszustand der Batterie bzw. ihre Funktions- oder Speicherfähigkeit geprüft. Ein solches Verfahren zur Erkennung einer defekten Kraftfahrzeugbatterie ist beispielsweise aus der DE-P 19 964 057.2 bekannt. Dieses Verfahren lauft beispielsweise in einem Steuergerat ab, das zusatzlich bei erkanntem Batteriedefekt eine Anzeige auslost.Another possibility for detecting battery-free operation or for detecting a defective vehicle battery is to charge the battery from the generator to a higher value than the usual voltage setpoint when the engine is running and then discharge it again with the aid of an electrical load. The operating state of the battery is determined by evaluating the voltage difference that occurs during charging or discharging within a time interval or by determining the time interval that expires until two voltage thresholds are reached or their functionality or storage capacity checked. Such a method for detecting a defective motor vehicle battery is known for example from DE-P 19 964 057.2. This process is carried out, for example, in a control device which additionally triggers a display when a battery defect is detected.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Erfassung eines batterielosen Zustandes bzw. eine Erkennung einer defekten Batterie oder einer unterbrochenen Verbindung zwischen Bordnetz und Batterie ohne zusatzliche Sensoren, ausschließlich unter Verwendung von im Fahrzeugbordnetz ohnehin vorliegenden In- formationen durchzufuhren. Gelost wird diese Aufgabe durch die in den beiden unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Maßnahmen bzw. Vorrichtungen.The object of the invention is to detect a battery-free state or to identify a defective battery or an interrupted connection between the on-board electrical system and the battery without additional sensors, exclusively using information which is present in the vehicle on-board electrical system. This task is solved by the measures or devices specified in the two independent patent claims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemaße Verfahren sowie die erfindungsge aße Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass ein batterieloser Zustand oder ein Fehler in der Batterie oder eine Unterbrechung zwischen Batterie und Bordnetz sicher und zuverlässig erkannt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass keine aufwandigen Messungen durchzufuhren sind, so dass die Erkennung des batterielosen Zustandes ohne zusatzliche Sensoren möglich ist, ausschließlich unter Verwendung von ohnehin vorliegenden Infor- mationen, die beispielsweise auf einem CAN-Bus als Informationen bzw. Daten vorhanden sind. Erzielt werden diese Vorteile durch Kombination der verwendeten Daten sowie durch die Art, in der sie verknüpft werden. Diese Daten umfassen dabei im wesentlichen Spannungen, die ohnehin bekannt sind, beispielsweise die Spannung am Eingang des Steuergerätes oder die Batteriespannung. Diese bekannten Spannungen werden dann in vorteilhafter Weise so weiterverarbeitet, dass eindeutige Kriterien zur Erkennung des batterielosen Zustandes erhalten werden.The method according to the invention and the device according to the invention with the features of the independent claims has the advantage that a battery-free state or an error in the battery or an interruption between the battery and the vehicle electrical system is reliably and reliably detected. It is particularly advantageous here that no complex measurements have to be carried out, so that the battery-free state can be identified without additional sensors, exclusively using information which is present anyway and is available, for example, as information or data on a CAN bus , These advantages are achieved by combining the data used and the way in which they are linked. These data essentially include voltages that are known in any case, for example the voltage at the input of the control device or the battery voltage. These known voltages are then advantageously processed in such a way that clear criteria for recognizing the battery-free state are obtained.
Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die in den Un- teranspruchen aufgeführten Maßnahmen bzw. Vorrichtungen erzielt. Dabei wird in besonders vorteilhafter Weise mit Hilfe eines Filters, beispielsweise eines Bandpass- oder Tiefpassfilters der Wechselspannungsanteil der auszuwertenden Spannungen herausgefiltert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Amplitude der Wechselspannung mit einem variablen Korrekturfaktor bewertet. In vorteilhafter Weise stellt das Bordnetzsteuergerat bzw. ein im Bordnetzsteuergerat vorhandener Mikroprozessor eine erfindungsgemaße Vorrichtung dar, in der die Auswerteverfahren ablaufen.Further advantages of the invention are achieved by the measures or devices listed in the subclaims. In this case, the AC voltage component of the voltages to be evaluated is filtered out in a particularly advantageous manner with the aid of a filter, for example a bandpass or lowpass filter. In an advantageous embodiment, the amplitude of the AC voltage is evaluated with a variable correction factor. In an advantageous manner, the vehicle electrical system control unit or a microprocessor present in the vehicle electrical system control unit represents a device according to the invention, in which the evaluation processes run.
Zeichnungdrawing
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgeden Beschreibung naher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is shown in the single figure of the drawing and is explained in more detail in the following description.
In der Figur ist ein Prinzipschaltbild einer erfindungsge- maßen Vorrichtung, mit der eine Erkennung eines batterielosen Betriebs eines Fahrzeugbordnetzes möglich ist, dargestellt. Im einzelnen zeigt die Figur einen Generator 10, der von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetrieben wird und eine Ausgangsspannung UQ zur Versorgung der elektrischen Komponenten eines Fahrzeugbordnetzes abgibt. Die Spannung UQ wird in üblicher Weise mit Hilfe eines nicht dargestellten, mit dem Generator verbundenen Spannungsreglers auf vorgebbare Werte geregelt. Dazu wird der durch die Erregerwicklung 11 des Generators 10 fließende Erregerstrom in bekannter Weise vom Spannungsregler geregelt. Der durch getaktete Ansteuerung des Regeltransistors des Spannungsreglers erhaltene getaktete Erregerstrom wird mit Hilfe eines sogenannten DF-Monitors 12 ausgewertet, d.h. es wird das Erregerstrom-Taktverhältnis ermittelt. Die Information, die vom DF-Monitor 12 erhalten wird, wird dem Motorsteuergerät 13 zur weiteren Auswertung, beispielsweise zur Erkennung der vom Bordnetz ausgeübten elektrischen Belastung, zugeführt.The figure shows a basic circuit diagram of a device according to the invention, with which a battery-free operation of a vehicle electrical system can be identified. In detail, the figure shows a generator 10 which is driven by an internal combustion engine (not shown) and outputs an output voltage U Q for supplying the electrical components of a vehicle electrical system. The voltage U Q is regulated in a conventional manner to predeterminable values with the aid of a voltage regulator (not shown) connected to the generator. For this purpose, the one flowing through the field winding 11 of the generator 10 Excitation current regulated in a known manner by the voltage regulator. The clocked excitation current obtained by clocked actuation of the control transistor of the voltage regulator is evaluated with the aid of a so-called DF monitor 12, ie the excitation current-clock ratio is determined. The information obtained from the DF monitor 12 is fed to the engine control unit 13 for further evaluation, for example for the detection of the electrical load exerted by the vehicle electrical system.
Mit 14 ist im Prinzipschaltbild der Figur ein beliebiger Verbraucher dargestellt, der mit Hilfe eines Schalters 15 mit dem Generator bzw. mit der Batterie 16 verbindbar ist. Mit 17 ist ein Bordrechner bezeichnet, in welchem die erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung eines batterielosen Betriebes ablaufen. Der Bordrechner 17 umfasst wenigstens ein Netzteil 18, ein oder mehrere Filter 19, einen Prozessor 20 sowie einen CAN-Controller 21 und eine Ansteuerung 22 für ein Display 27. Darüber hinaus umfasst der Bordrechner selbstverständlich einen Prozessor sowie zugehörige Speicher. Die Bestandteile bzw. Komponenten des Bordrechners 17 sind untereinander in bekannter Weise verbunden.14 in the basic circuit diagram of the figure shows any consumer which can be connected to the generator or to the battery 16 with the aid of a switch 15. 17 denotes an on-board computer in which the methods according to the invention for detecting battery-free operation run. The on-board computer 17 comprises at least one power supply unit 18, one or more filters 19, a processor 20 and a CAN controller 21 and a control 22 for a display 27. In addition, the on-board computer naturally also includes a processor and associated memory. The components of the on-board computer 17 are interconnected in a known manner.
Zur Spannungsversorgung liegt der Bordrechner 17 über eine Verbindung 23 am Pluspol der Batterie 16. Zwischen dem Motorsteuergerät 13 und dem CAN-Controller 21 des Bordrechners 17 werden Daten bzw. Informationen über eine CAN-Verbindung 24 ausgetauscht. Diese CAN-Verbindung 24 (CAN-Bus) kann gegebenenfalls zusätzlich mit einem elektrischen Energiemanagement EEM 25, das z.B. ein eigenes Steuergerät oder ein Mikroprozessor sein kann und/oder Signalleistungsverteilern SLV 26 verbunden sein. Anstelle des DF-Monitors 12 kann auch eine bitsynchrone Schnittstelle BSS vorgesehen werden, die letztendlich ebenfalls das Erregerstromtastverhaltnis an das Motorsteuergerat 13 weiterleitet.For the voltage supply, the on-board computer 17 is connected to the positive pole of the battery 16 via a connection 23. Data or information is exchanged between the engine control unit 13 and the CAN controller 21 of the on-board computer 17 via a CAN connection 24. This CAN connection 24 (CAN bus) can optionally also be connected to an electrical energy management system EEM 25, which can be, for example, its own control unit or a microprocessor and / or signal power distributors SLV 26. Instead of the DF monitor 12, a bit-synchronous interface BSS can also be provided, which ultimately also does that Excitation current sensing ratio forwards to the engine control unit 13.
Mit der in der Figur als Prinzipschaltbild dargestellten Vorrichtung können die im Folgenden naher beschriebenen Verfahren zur Erkennung eines batterielosen Betriebes in einem Fahrzeugbordnetz durchgeführt werden, einschließlich der vorgeschlagenen möglichen Alternativen.With the device shown in the figure as a basic circuit diagram, the methods for recognizing battery-free operation in a vehicle electrical system described in more detail below can be carried out, including the proposed possible alternatives.
Bei üblichen Motorsteuersystemen wird die Spannung USG am Eingang des Steuergerätes 13 gemessen und vom Steuergerat bei der Berechnung von Ansteuergroßen für die Motorregelung berücksichtigt. Sofern bei einigen Systemen diese Spannung nicht ohnehin gemessen wird, wird dann zumindest die Spannung ÜB an der Batterie 16 erfasst und für die Bildung von Ansteuersignalen vom Steuergerat berücksichtigt. Außerdem werden diese Spannungsinformationen aus den CAN-Bus gegeben und stehen damit allen Systemen zur Verfugung, die mit dem CAN-Bus verbunden sind, also auch dem Bordrechner 17.In conventional engine control systems, the voltage USG is measured at the input of control unit 13 and taken into account by the control unit when calculating control variables for engine control. If this voltage is not measured anyway in some systems, at least the voltage UB at the battery 16 is then detected and taken into account by the control device for the generation of control signals. In addition, this voltage information is output from the CAN bus and is thus available to all systems that are connected to the CAN bus, including the on-board computer 17.
Aus einer der beiden Spannungen USG oder ÜB oder aus beiden Spannungen wird im Bordrechner 17 über ein Filter 19, insbesondere ein Bandpass- oder Tiefpassfilter der Wechselspannungsanteil herausgefiltert. Die Amplitude des Wechselspannungsanteils wird dann über einen variablen Korrekturfaktor bewertet. Der aktuelle Korrekturfaktor bzw. eine entsprechende Kenngroße wird dabei aus der Große Generatordrehzahl nG sowie weiteren Großen ermittelt, wobei die Generatordrehzahl nG entweder vom Steuergerat 13 selbst oder vom Bordrechner 17 aus der im Steuergerat 13 ohnehin vorliegenden Motordrehzahl und demThe alternating voltage component is filtered out of one of the two voltages USG or ÜB or from both voltages in the on-board computer 17 via a filter 19, in particular a bandpass or lowpass filter. The amplitude of the AC voltage component is then assessed using a variable correction factor. The current correction factor or a corresponding parameter is determined from the large generator speed nG and other variables, the generator speed nG either from the control device 13 itself or from the on-board computer 17 from the engine speed already present in the control device 13 and the
Genratorubersetzungsverhaltnis berechnet wird. Die Zufuhrung der Drehzahlinformation erfolgt über den CAN-Bus. Eine weitere Große, die bei der Ermittlung des aktuellen Korrekturfaktor oder einer entsprechenden Kenngroße berücksichtigt wird, ist das Reglertastverhaltnis bzw. das Erregerstrom-Tastverhaltnis, das mit Hilfe des DF-Monitors bestimmt wird und ein Maß für die Erregung des Generators und damit für die elektrische Belastung des Generators ist. Auch diese Große ist üblicherweise im Motorsteuergerat 13 ohnehin vorhanden und wird über den CAN-Bus allgemein im Bordnetz zur Verfugung gestellt oder wird im Bordrechner 17 aus der Motordrehzahl bestimmt.Genrator translation ratio is calculated. The speed information is supplied via the CAN bus. Another variable that is taken into account when determining the current correction factor or a corresponding parameter is the controller duty cycle or the excitation current duty cycle, which is determined with the aid of the DF monitor and a measure of the excitation of the generator and thus of the electrical one Load on the generator. This size is also usually present in the engine control unit 13 anyway and is generally made available in the on-board electrical system via the CAN bus or is determined in the on-board computer 17 from the engine speed.
Der Grenzwert für den Korrekturfaktor bzw. für die Kenngroße, bei dessen Erreichen ein batterieloser Betrieb erkannt wird, ist fahrzeugspezifisch und wird für jeden Fahrzeugtyp appliziert. Die Erkennung des batterielosenThe limit value for the correction factor or for the parameter, upon reaching which a battery-free operation is recognized, is vehicle-specific and is applied for each vehicle type. Detecting the batteryless
Betriebs wird üblicherweise im Bordrechner 17 erfolgen, es konnte aber auch im Rechner des Motorsteuergerats ablaufen oder in einem zentral vorhandenen Bordrechner über geeignete Software. Erkannt wird der batterielose Betrieb, wenn der Vergleich eines aktuell ermittelten Korrekturfaktor mit einem vorgebbaren Grenzwert wenigstens das Erreichen des Grenzwertes oder das übersteigen des Grenzwertes ergibt.Operation is usually carried out in the on-board computer 17, but it could also run in the computer of the engine control unit or in a centrally available on-board computer using suitable software. Battery-free operation is recognized if the comparison of a currently determined correction factor with a predeterminable limit value results in at least reaching the limit value or exceeding the limit value.
In einer weiteren Ausfuhrungsalternative wird zur Bildung des Korrekturfaktors noch eine über den CAN-Bus verfugbareIn a further alternative embodiment, one that is available via the CAN bus is used to form the correction factor
Information über zugeschaltete Verbraucher einbezogen. Diese Information wird über die sogenannten Signal- Leistungsverteiler SLV 26 auf den CAN-Bus gegeben. Ist eine bitsynchrone Schnittstelle zwischen dem Steuergerat und dem Generatorregler vorhanden, kann auch die vom Generatorregler ermittelte und über die bitsynchrone Schnittstelle weitergeleitete Information über die Generatortemperatur als Korrekturgroße herangezogen oder mitberucksichtigt werden, wobei diese Information dann ebenfalls in die Berechnung des Korrekturfaktors einfließt. Unter Berücksichtigung dieser zusätzlichen Optionen ist eine noch bessere Aussage bezüglich eines batterielosen Betriebs möglich.Information about connected consumers included. This information is sent to the CAN bus via the so-called signal power distributor SLV 26. If there is a bit-synchronous interface between the control unit and the generator controller, the information about the generator temperature determined by the generator controller and forwarded via the bit-synchronous interface can also be used as correction size or taken into account, which information is then also included in the calculation of the correction factor. Taking this into account additional options make an even better statement regarding battery-free operation possible.
Durch Berücksichtigung dieser zusätzlichen Optionen kann eine derartige Zuverlässigkeit in der Erkennung des batterielosen Betriebs erreicht werden, dass ein einheitlicher Grenzwert unabhängig vom Fahrzeugtyp verwendet werden kann, wobei dann auf batterielosen Betrieb geschlossen wird, wenn der errechnete variable Korrekturfaktor diesen einheit- liehen Grenzwert um einen vorgebbaren Wert überschreitet. Die Verfahren zur Erfassung des batterielosen Bordnetzbetriebes lassen sich kontinuierlich durchführen oder zu vorgebbaren Zeiten oder jeweils nach der Inbetriebnahme des Fahrzeugs. Sofern die kontinuierlich arbeitende Auswertung durchgeführt wird und einen batterielosen Zustand detek- tiert, kann eine weitere Absicherung der Entscheidung mittels Lastzuschaltung durchgeführt werden.By taking these additional options into account, such reliability in the detection of battery-free operation can be achieved that a uniform limit value can be used regardless of the vehicle type, and battery-free operation is then concluded if the calculated variable correction factor converts this uniform limit value by a predefinable value Value exceeds. The procedures for recording the battery-free electrical system operation can be carried out continuously or at predefinable times or after the vehicle has been started up. If the continuously working evaluation is carried out and a battery-free condition is detected, the decision can be further secured by means of load connection.
Dazu wird beim Zuschalten einer definierten und noch unkritischen Last bzw. eines Verbrauchers 14, beispielsweise beim Zuschalten einer Heckscheibenheizung, eine Spannungsüberwachung durchgeführt. Da die Spannung beim Zuschalten der definierten Last auf einen bekannten Wert einbricht, kann durch Vergleich des erwarteten Spannungswertes mit dem gemessenen Wert abgeschätzt werden, ob eine Batterie vorhanden bzw. noch funktionsfähig ist. Ist der Spannungseinbruch größer als ein erwarteter Wert, wird auf batterielosen Betrieb erkannt, insbesondere wenn auch die Korrekturfaktor-Auswertung einen solchen batterielosen Betrieb vermuten lässt.For this purpose, voltage monitoring is carried out when switching on a defined and still uncritical load or a consumer 14, for example when switching on a rear window heater. Since the voltage drops to a known value when the defined load is switched on, it can be estimated by comparing the expected voltage value with the measured value whether a battery is present or is still functional. If the voltage drop is greater than an expected value, battery-free operation is recognized, in particular if the correction factor evaluation also suggests such battery-free operation.
Die Lastzuschaltung wird beispielsweise von einem Signal- Leistungsverteiler 26 veranlasst werden, ohne dass der Fahrer informiert wird. Tritt der Spannungseinbruch in den erwarteten Toleranzen auf, ist die Erkennung des batterielosen Betriebs bestätigt. Die Zuschaltung einer Last für die Batteriezustandserkennung sollte jedoch nur gelegentlich durchgeführt werden.The load connection will, for example, be initiated by a signal power distributor 26 without the driver being informed. If the voltage drop occurs within the expected tolerances, the detection of the battery-free operation confirmed. However, the connection of a load for battery status detection should only be carried out occasionally.
Nach Erkennung des batterielosen Betriebes wird vom Bordrechner über die Ansteuerung 22 eine entsprechende Anzeige im Display 27 ausgelost. Gleichzeitig oder zusatzlich werden Maßnahmen eingeleitet, die einen Fahrzeugbetrieb oder zumindest einen Notbetrieb noch ermöglichen. After detection of the battery-free operation, a corresponding display is triggered on the display 27 by the on-board computer via the control 22. At the same time or in addition, measures are initiated which still enable vehicle operation or at least emergency operation.

Claims

Patentansprücheclaims
1. Verfahren zur Erkennung eines batterielosen Betriebs eines Fahrzeugbordnetzes, das wenigstens einen von einem Motor angetriebenen Generator, eine Batterie sowie mit der Batterie verbindbare Verbraucher und eine Rechenein- heit umfasst, die über Verbindungsmittel mit dem Steuergerät des Fahrzeugs in Verbindung steht und mit diesem Informationen oder Daten austauscht, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung auf die vom Steuergerät bereitgestellten Informationen zugreift und aus diesen Informationen, die die Bordnetzspannung und/oder die Batteriespannung betreffen, Kenngrößen oder Korrekturfaktoren ermittelt, die zur Erkennung des batterielosen Betriebes ausgewertet werden.1. A method for detecting a battery-free operation of a vehicle electrical system, which comprises at least one generator driven by a motor, a battery and consumers that can be connected to the battery, and a computing unit that is connected to the control unit of the vehicle via connection means and to this information or exchanges data, characterized in that the computing device accesses the information provided by the control unit and uses this information, which relates to the on-board electrical system voltage and / or the battery voltage, to determine parameters or correction factors which are evaluated in order to identify battery-free operation.
2. Verfahren zur Erkennung eines batterielosen Fahrzeugbetriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bordnetzspannung und/oder die Batteriespannung und/oder die Spannung am Eingang des Steuergerätes mittels eines Tiefpass- oder Bandpassfilters gefiltert werden und die entstehenden Wechselanteile der Spannungen zur Ermittlung der Kenngrößen oder Korrekturfaktoren weiterverarbeitet werden.2. The method for detecting a battery-free vehicle operation according to claim 1, characterized in that the vehicle electrical system voltage and / or the battery voltage and / or the voltage at the input of the control unit are filtered by means of a low-pass or bandpass filter and the resulting alternating components of the voltages for determining the parameters or correction factors are processed further.
3. Verfahren zur Erkennung eines batterielosen Fahrzeugbe- triebes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf batterielosen Betrieb erkannt wird, wenn eine Kenngroße oder ein Korrekturfaktor einen vorgebbaren Grenzwert, der fahrzeugspezifisch und/oder vom Fahrzeugtyp abhangig festgelegt wird, erreicht oder überschreitet.3. A method for detecting a battery-free vehicle operation according to claim 1 or 2, characterized in that that battery-free operation is recognized when a parameter or a correction factor reaches or exceeds a predeterminable limit value, which is specified for the vehicle and / or depending on the vehicle type.
4. Verfahren zur Erkennung eines batterielosen Fahrzeugbetriebes nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei erkanntem batterielosem Betrieb eine Anzeige ausgelost wird und/oder auf einen4. A method for detecting battery-free vehicle operation according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that when battery-free operation is detected, a display is triggered and / or on a
Notbetrieb übergegangen wird.Emergency operation is transferred.
5. Verfahren zur Erkennung eines batterielosen Fahrzeugbetriebes nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei erkanntem oder vermutetem batterielosem Betrieb eine weitere Absicherung durch Auswertung einer weiteren Information durchgeführt wird zur Verifizierung der Erkennung des batterielosen Betriebes .5. A method for the detection of a battery-free vehicle operation according to claim 1 or 2 or 3 or 4, characterized in that if recognized or suspected battery-free operation, further protection is carried out by evaluating further information for verifying the detection of the battery-free operation.
6. Verfahren zur Erkennung eines batterielosen Fahrzeugbetriebes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbraucher zugeschaltet wird und der sich einstellende Spannungseinbruch ausgewertet wird und ein Vergleich mit einer erwrteten Spannungsanderung erfolgt.6. A method for detecting battery-free vehicle operation according to claim 5, characterized in that a consumer is switched on and the voltage drop that occurs is evaluated and a comparison is made with a expected voltage change.
7. Vorrichtung zur Erkennung eines batterielosen Betriebes eines Fahrzeugbordnetzes, das wenigstens einen von einem Motor angetriebenen Generator, eine Batterie sowie mit der Batterie verbindbare Verbraucher umfasst, mit einem7. Device for detecting a battery-free operation of a vehicle electrical system, which comprises at least one generator driven by a motor, a battery and consumers that can be connected to the battery, with one
Motorsteuergerat und einem mit dem Motorsteuergerat in Verbindung stehenden Bordrechner, dadurch gekennzeichnet, dass der Bordnetzrechner wenigstens Mittel zum Zugriff auf Spannungsinformationen des Motorsteuergerats umfaßt und eine Prozessor, aus diesen Informationen den batterielosen Betrieb erkennt.Engine control unit and an on-board computer connected to the engine control unit, characterized in that the on-board network computer has at least means for accessing voltage information of the engine control unit comprises and a processor, from this information recognizes battery-free operation.
Vorrichtung zur Erkennung eines batterielosen Betriebes eines Fahrzeugbordnetzes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bordrechner Filtermittel umfaßt, insbesonders einen Tief- oder einen Bandpaß, dem die vom Steuergerät bereitgestellten Spannungen zugeführt werden.Device for detecting a battery-free operation of a vehicle electrical system according to claim 7, characterized in that the on-board computer comprises filter means, in particular a low or a bandpass filter, to which the voltages provided by the control device are supplied.
9. Vorrichtung zur Erkennung eines batterielosen Betriebes eines Fahrzeugbordnetzes nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bordrechner weiterhin einen CAN-Kontroller und eine Ansteuerung für ein display umfaßt.9. Device for detecting a battery-free operation of a vehicle electrical system according to claim 7 or 8, characterized in that the on-board computer further comprises a CAN controller and a control for a display.
10. Vorrichtung zur Erkennung eines batterielosen Betriebes eines Fahrzeugbordnetzes nach Anspruch 7, 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Bordrechner und das Steuergerät über einen CAN-Bus zum Informationsaustausch miteinander in Verbindung stehen.10. The device for detecting a battery-free operation of a vehicle electrical system according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the on-board computer and the control device are connected to one another via a CAN bus for exchanging information.
11. Vorrichtung zur Erkennung eines batterielosen Betriebes eines Fahrzeugbordnetzes nach einem Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein DF-Monitor zur11. Device for detecting a battery-free operation of a vehicle electrical system according to one of claims 7 to 10, characterized in that a DF monitor for
Ermittlung des Erregerstromtastverhältnis und /oder der Generatordrehzahl vorhanden ist.Determination of the excitation current duty cycle and / or the generator speed is available.
12. Vorrichtung zur Erkennung eines batterielosen Betriebes eines Fahrzeugbordnetzes nach einem der vorhergehenden12. Device for detecting a battery-free operation of a vehicle electrical system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass eine bitsynchrone Schnittstelle zwischen dem generator und dem Spannungsregler vorhanden ist, zur Weiterleitung einer Information über die Generatortemperatur. Claims, characterized in that there is a bit-synchronous interface between the generator and the voltage regulator for forwarding information about the generator temperature.
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