DE102004029895B4

DE102004029895B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung des Anlassvorgangs in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004029895B4
Application number: DE200410029895
Authority: DE
Inventors: Oliver Burnus
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2024-06-18
Also published as: DE102004029895A1

Abstract

Vorrichtung für eine Steuerung des Anlassvorgangs in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Starter (1) und ein Steuergerät (2), wobei das Steuergerät (5) derart programmiert ist, dass während des Anlassvorgangs mindestens ein Belastungswert mindestens einer am Anlassvorgang beteiligten Systemkomponente (1, 3, 4) ermittelbar ist und bei Überschreiten eines Grenzwerts der Anlassvorgang durch das Steuergerät (5) abbrechbar und mindestens für eine definierte Zeitdauer unterbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Belastungswert aus einer Bewegung und einer Bewegungszeit des Kraftfahrzeugs während des Anlassvorgangs ermittelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Steuerung des Anlassvorgangs in einem Kraftfahrzeug.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge zur Steuerung des Anlassvorgangs eines Verbrennungsmotors durch einen Starter mit einem elektro-mechanischen Schaltelement auszubilden. Bei betätigtem Schalter fließt dabei ein hoher Strom über den Starter und die am Anlassvorgang beteiligten Systemkomponenten. Der Anlassvorgang und damit der Stromfluss wird erst abgebrochen, wenn die Schalterbetätigung zurückgenommen wird und/oder die Spannungsversorgung zusammenbricht.
Startet der Verbrennungsmotor nicht, so ist es möglich, ein derart ausgebildetes Kraftfahrzeug mit Hilfe des Starters zu bewegen. Dadurch ist beispielsweise ein Fahrzeug, welches auf einem Bahnübergang zum Stehen gekommen ist, aus der Gefahrenzone bewegbar. Dabei fließt jedoch dauerhaft ein hoher Strom über die Systemkomponenten und für die Systemkomponenten besteht ein hohes Risiko einer thermischen Überlastung. Folglich sind für die Systemkomponenten entsprechende Materialien und/oder eine technisch anspruchsvolle Auslegung notwendig.
Zur Vermeidung hoher thermischer Belastungen sind Steuerungen des Anlassvorgangs bekannt, wobei der Anlassvorgang nur unter bestimmten Startbedingungen initiierbar ist. Dadurch ist das Risiko einer Zerstörung der Systemkomponenten aufgrund der thermischen Belastung immer abschätz- und beherrschbar. So ist beispielsweise ein Anlassvorgang eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe auf Schaltstellungen „P” oder „N” begrenzbar. Ein Bewegen des Fahrzeugs mit dem Starter ist so nicht möglich und die Komponenten sind gegen thermische Überlastung aufgrund eines dauerhaften Stroms geschützt. Daneben sind Schaltgetriebe bekannt, wobei ein Anlassvorgang nur mit getretener Kupplung durchführbar ist. Auch bei einer derartigen Ausführung ist ein Bewegen des Fahrzeugs durch den Starter nicht möglich.
Aus der DE 698 09 985 T2 ist eine Vorrichtung für eine Steuerung des Anlassvorgangs in einem Kraftfahrzeug bekannt, umfassend einen Starter und ein Steuergerät, wobei das Steuergerät derart programmiert ist, dass während des Anlassvorgangs mindestens ein Belastungswert mindestens einer am Anlassvorgang beteiligten Systemkomponente ermittelbar ist und bei Überschreiten eines Grenzwertes des Anlassvorgangs durch das Steuergerät abbrechbar und mindestens für eine definierte Zeitdauer unterbindbar ist. So wird beispielsweise die Stromversorgung des Starters unterbrochen, wenn am Startermotor Überlasten auftreten oder wenn der Startermotor mit Überdrehzahl läuft.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, durch welche es möglich ist, das Fahrzeug mit Hilfe des Starters wenigstens über eine minimale Distanz zu bewegen, wobei das Risiko einer thermischen Überlastung für die Systemkomponenten verringert wird.
Die Lösung des Problems ergibt sich durch den Gegenstand und das Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierfür wird während des Anlassvorgangs mindestens ein Belastungswert einer am Anlassvorgang beteiligten Systemkomponente ermittelt und bei Überschreiten eines Grenzwerts der Anlassvorgang abgebrochen und mindestens für eine definierte Zeitdauer unterbunden. Die Auswertung der Belastungswerte und ein Abbruch des Anlassvorgangs erfolgt mittels eines Steuergeräts. Durch den Abbruch des Anlassvorgangs bei hohen Belastungswerten wird eine mögliche Zerstörung der Systemkomponenten verhindert. Nach Ablauf einer definierten Zeitdauer ist das Risiko einer thermischen Überbelastung aufgrund der Abkühlung zurückgegangen und der Anlassvorgang kann automatisch und/oder manuell wiederholt werden. Die Systemkomponenten wie Leitungen, Kontakte, Relais, Tüllen etc. können daher entsprechend der Belastung eines durchschnittlichen Anlassvorgangs ausgelegt werden, ohne dass ein besonderes thermisches Risiko aufgrund eines andauernden Anlassvorgangs zu berücksichtigen ist.
Dabei wird ein Belastungswert aus einer Bewegung und einer Bewegungszeit des Kraftfahrzeugs während des Anlassvorgangs ermittelt. Dieser Wert ist insbesondere von Interesse, wenn das Fahrzeug bei Beginn des Anlassvorgangs in Ruhe war. Dabei ist eine geringe Bewegung des Fahrzeugs mittels Starter möglich, eine missbräuchliche andauernde Bewegung wird jedoch erfasst und unterbunden.
Vorzugsweise ist das Steuergerät als Bordnetzsteuergerät ausgebildet. Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge zur Steuerung von Basisfunktionen im Fahrzeug, wie Beleuchtung, Wischen, Startersteuerung oder Batteriemanagement, mit einem Bordnetzsteuergerät auszubilden. Durch Verwendung des Bordnetzsteuergeräts für eine Überwachung des Anlassvorgangs ist eine einfache Umsetzung ohne ein zusätzliches Steuergerät möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden zur Ermittlung der Bewegung und/oder der Bewegungszeit Fahrdynamiksensoren und/oder Geschwindigkeitssignale ausgewertet. Fahrdynamiksensoren sind Sensoren, welche beispielsweise für Fahrdynamikregelungen wie ABS, ESP etc. im Fahrzeug vorgesehen sind. Dadurch ist eine Erfassung des Belastungswertes mit einer im Fahrzeug bereits vorhandenen und/oder für weitere Funktionen nutzbaren Sensorik möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Belastungswert aus der Höhe des der Fahrzeugbatterie entnommenen Stroms und der Dauer des Stromflusses ermittelt. Die Höhe des entnommenen Stroms entspricht faktisch dem Strom durch die Systemkomponenten, welche am Anlassvorgang beteiligt sind. Aus dem Strom und der Dauer des Stromflusses ist eine thermische Erwärmung der beteiligten Systemkomponenten berechenbar. Dadurch ergeben sich einzustellende Grenzwerte, welche einen Abbruch des Anlassvorgangs bewirken. Anstelle einer indirekten Ermittlung der Erwärmung ist auch eine direkte Erfassung mittels Thermoelementen denkbar. Dafür ist jedoch eine zusätzliche Sensorik vorzusehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt:
eine schematische Darstellung eines Stromkreislaufs zur Versorgung eines Starters
Der dargestellte Stromkreislauf zur Versorgung des Starters 1 in einem Kraftfahrzeug umfasst eine Fahrzeugbatterie 2, Leitungen 3 und ein elektro-mechanisches Schaltelement 4. Der Starter ist als Startermotor oder Startergenerator ausgebildet. Durch Schließen des Schaltelements 4 wird der Starter 1 bestromt. Das Schaltelement 4 kann dabei manuell durch einen Fahrer oder mittels eines Bordnetzsteuergeräts 5 geschlossen und geöffnet werden. Der Anlassvorgang wird abgebrochen, wenn das Schaltelement 4 wieder geöffnet wird und/oder die Spannungsversorgung zusammenbricht.
Im Regelfall wird mit dem Start eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors das Schaltelement 4 geöffnet und der Anlassvorgang beendet. Startet der Verbrennungsmotor nicht, so kann das Kraftfahrzeug mittels des Starters bewegt werden. Dabei fließt jedoch ein hoher Strom über die Systemkomponenten, wie Leitungen 3 und Schaltelement 4. Um eine zu hohe thermische Belastung der Systemkomponenten aufgrund des hohen Stroms zu verhindern, wird der Anlassvorgang durch das Bordnetzsteuergerät 5 überwacht.
Hierfür werden während des Anlassvorgangs eine Bewegung und eine Bewegungszeit des Fahrzeugs erfasst. Für eine Ermittlung der Bewegung werden beispielsweise durch das Bordnetzsteuergerät Signale nicht dargestellter Sensoren eines ABS ausgewertet. Daraus ist ein erster Belastungswert ermittelbar.
Außerdem wird die Höhe des der Fahrzeugbatterie 2 entnommenen Stroms erfasst. Aus dem Strom und der Dauer des Stromflusses ist eine Erwärmung der Systemkomponenten und damit ein weiterer Belastungswert ermittelbar. Die Berechnung erfolgt unter Verwendung von aus der Elektrotechnik bekannten Formeln.
Überschreitet ein Belastungswert während des Anlassvorgangs einen im Vorfeld festgelegten Grenzwert, so bricht das Bordnetzsteuergerät 5 den Anlassvorgang ab und unterbindet ihn für eine festgelegte Abkühlungsphase.
Dadurch wird das Risiko, die Systemkomponenten thermisch zu überlasten, deutlich verringert.

Claims

Vorrichtung für eine Steuerung des Anlassvorgangs in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Starter (1) und ein Steuergerät (2), wobei das Steuergerät (5) derart programmiert ist, dass während des Anlassvorgangs mindestens ein Belastungswert mindestens einer am Anlassvorgang beteiligten Systemkomponente (1, 3, 4) ermittelbar ist und bei Überschreiten eines Grenzwerts der Anlassvorgang durch das Steuergerät (5) abbrechbar und mindestens für eine definierte Zeitdauer unterbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Belastungswert aus einer Bewegung und einer Bewegungszeit des Kraftfahrzeugs während des Anlassvorgangs ermittelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (5) als Bordnetzsteuergerät ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Bewegung und/oder der Bewegungszeit Fahrdynamiksensoren und/oder Geschwindigkeitssignale auswertbar sind.
Vorrichtung nach einem der genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Belastungswert aus der Höhe des der Fahrzeugbatterie (2) entnommenen Stroms und der Dauer des Stromflusses ermittelbar ist.
Verfahren für eine Steuerung des Anlassvorgangs in einem Kraftfahrzeug mittels eines Starters (1), wobei während des Anlassvorgangs mindestens ein Belastungswert mindestens einer am Anlassvorgang beteiligten Systemkomponente (1, 3, 4) ermittelt wird und bei Überschreiten eines Grenzwerts der Anlassvorgang abgebrochen und mindestens für eine definierte Zeitdauer unterbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Belastungswert aus einer Bewegung und einer Bewegungszeit des Kraftfahrzeugs während des Anlassvorgangs ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Bewegung und/oder der Bewegungszeit Fahrdynamiksensoren und/oder Geschwindigkeitssignale ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Belastungswert aus der Höhe des der Fahrzeugbatterie (2) entnommenen Stroms und der Dauer des Stromflusses ermittelt wird.