DE102009035323B4

DE102009035323B4 - Verfahren zum Durchführen eines Starts eines Kraftfahrzeugmotors

Info

Publication number: DE102009035323B4
Application number: DE102009035323.2A
Authority: DE
Inventors: Josef Bast; Walter Galli
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: DE102009035323A1

Abstract

Verfahren zum Durchführen eines Starts eines Kraftfahrzeugmotors, mit Hilfe eines Anlassers, welcher durch Schließen eines Magnetschalters mit Strom gespeist wird, mit den Schritten:
a) Erfassen einer Eingabe (S10) zur Veranlassung eines Starts,
b) Auslösen (S14) eines Schließvorgangs für den Magnetschalter,
c) Messen einer Größe, deren Messwert bei nicht erfolgtem Schließen des Magnetschalters auf einer ersten Seite eines vorbestimmten Schwellwerts liegt, und bei erfolgreichem Schließen des Magnetschalters auf einer zweiten Seite des vorbestimmten Schwellwerts liegt,
d) Vergleichen (S18) des Messwerts mit dem Schwellwert, und falls der Messwert auf der ersten Seite des Schwellwerts liegt:
Beenden (S20) des Schließvorgangs und Wiederholen der Schritte b) bis d) maximal so oft, bis eine Höchstzahl (n) von Wiederholungen erreicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Starts eines Kraftfahrzeugmotors, der wie üblich mit Hilfe eines Anlassers erfolgt. Vorliegend soll zum Speisen des Anlassers mit Strom ein Magnetschalter geschlossen werden müssen. Ein Magnetschalter ist ein Schalter, der eine Wendel bzw. Spule aufweist, in der sich ein von einer Feder abgestützter Anker befindet. Bei Erregung der Wicklung mit einem Strom setzt sich der Anker in Bewegung. Bei einem Magnetschalter schließt der Anker hierbei schließlich den Stromkreis, indem zwei Kontakte miteinander in Berührung gebracht werden.
Bei kalten Außentemperaturen bleiben die Magnetschalter länger warm. Dann kann Wasser im Bereich der Magnetschalter kondensieren. Dieses Wasser kann bei extrem kalten Außentemperaturen sodann vereisen. Das Eis auf den Kontakten kann verhindern, dass der Strom für den Anlasser fließt, wenn der Magnetschalter betätigt wird.
Auch bei Vorhandensein einer Oxidschicht auf den Kontakten, bedingt durch Korrosion, kann es sein, dass der Anlasser nicht mit dem Strom versorgt wird, der zu seinem Betrieb notwendig ist. Dann startet der Motor nicht.
Um die Schwachstelle bezüglich Vereisung zu beseitigen, werden häufig die Kontakte durch einen Heizdraht aufgewärmt, um Eis von ihnen abzuschmelzen.
In der DE 696 31 922 T2 ist ein Magnetschalter für einen Anlasser beschrieben, der zum Versorgen eines Startermotors dient und zwei stationäre Kontakte aufweist, einen Hauptkontakt und einen Hilfskontakt. Dadurch wird es möglich, den Startermotor in zwei Schritten, anfangs mit geringer und anschließend mit hoher Drehzahl, zu betreiben. Zur Enteisung ist ein Wärmeerzeugungselement vorgesehen.
Auf das Wärmeerzeugungselement kann bei dem Magnetschalter aus der DE 696 31 922 T2 somit nicht verzichtet werden, denn ein Enteisen ist auch notwendig, um zunächst die geringe Drehzahl zu erreichen.
Die Druckschrift BOSCH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 25. überarbeitete und erweiterte Auflage, Wiesbaden, Vieweg, 2003, 988f. - ISBN 3-528-23876-3 offenbart einen Anlasser, welcher durch Schließen eines Magnetschalters mit Strom gespeist wird. Dabei kann weiterhin eine Eingabe zur Veranlassung eines Starts erfasst werden und der Schließvorgang für den Magnetschalter ausgelöst werden.
Die DE 10 2004 036 252 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ansteuern eines Schaltrelais. Dabei kann ein elektrischer Verbraucher durch ein umschaltbares Schaltrelais an- und ausgeschaltet werden. Weiterhin kann im Falle eines Erkennens einer vordefinierten Störung eine dieser zugeordnete Reaktionsmaßnahme eingeleitet werden.
Es wäre wünschenswert, könnten Magnetschalter möglichst unaufwendig und schnell von Eis, gegebenenfalls auch von durch Korrosion entstandenen Schichten, befreit werden.
Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Durchführen eines Starts eines Kraftfahrzeugmotors bereitzustellen, das mit einem vergleichsweise geringen Aufwand einhergeht und dennoch zuverlässig funktioniert. Es ist gleichermaßen Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, in dem ein solches Verfahren einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 3 gelöst.
Somit umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:

a) Erfassen einer Eingabe zur Veranlassung eines Starts,
b) Auslösen eines Schließvorgangs für den Magnetschalter,
c) Messen einer Größe, deren Messwerte bei nicht erfolgtem Schließen des Magnetschalters auf einer ersten Seite eines vorbestimmten Schwellwerts liegen und bei erfolgreichem Schließen des Magnetschalters auf einer zweiten Seite des vorbestimmten Schwellwerts liegen,
d) Vergleichen des Messwerts mit dem Schwellwert, und falls der Messwert auf der ersten Seite des Schwellwerts liegt:
- Beenden des Schließvorgangs und Wiederholen der Schritte b) bis d) maximal so oft, bis eine Höchstzahl von Wiederholungen erreicht ist.

Unter Auslösen eines Schließvorgangs ist hierbei zu verstehen, dass unter normalen Umständen durch dieses Auslösen ein tatsächliches Schließen des Magnetschalters erfolgt. Das Auslösen kann beispielsweise einfach im Erregen der Wendel des Magnetschalters bestehen. Anhand der in Schritt c) gemessenen Größe wird nun in Schritt d) überprüft, ob das Auslösen des Schließvorgangs tatsächlich für ein Schließen des Magnetschalters gesorgt hat. Falls dies nicht der Fall ist, wird das System zurückgestellt.
Dies beruht auf der Erkenntnis, dass es nicht sinnvoll ist, den Anker in einer Stellung zu belassen, in der er bewirkt, dass vereiste Kontakte in Berührung gebracht werden.
Durch das Zurückstellen bewegt sich der Anker in der Regel unter der Wirkung einer Feder in seine Ruhestellung zurück, und durch das abermalige Auslösen eines Schließvorgangs wieder in die Stellung, in der er die beiden Kontakte aufeinander drückt.
Es ist Erkenntnis der Erfinder der vorliegend beschriebenen Erfindung, dass während des Schließvorgangs eine Enteisung zumindest partiell erfolgt. Bewegt sich der Anker mehrere Male hin und her, so wird nach und nach mehr von dem Eis auf den Kontakten abgetragen, das Eis wird gewissermaßen „weggehämmert“.
Es bietet sich somit an, die Schritte b) bis d) so oft zu wiederholen, bis der Messwert die zweite Seite des Schwellwerts erreicht. Damit das System in einer hoffnungslosen Situation nicht übermäßig lang läuft, wird der Startvorgang nach einer Höchstzahl von Wiederholungen hierbei allerdings abgebrochen.
Als zu messende Größe eignet sich insbesondere die Motordrehzahl, also die von einem Geber an der Kurbelwelle gemessene Drehzahl. Die erste Seite des Schwellwerts ist dann die Seite niedrigerer Motordrehzahlen. Anders gesagt ist das Kriterium für einen nicht erfolgreichen Abschluss des Schließvorgangs, wenn eine bestimmte Mindestmotordrehzahl nicht erreicht wird, denn dann arbeitet der Anlasser nicht so, wie er arbeiten sollte.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist einen Motor auf sowie einen Anlasser für den Motor, wobei der Anlasser bei Schließen eines Magnetschalters mit Strom gespeist wird. Das Kraftfahrzeug weist eine Steuereinheit auf, die zum Ansteuern des Magnetschalters ausgelegt ist. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, dieses Ansteuern des Magnetschalters so zu bewirken, dass das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 durchgeführt wird. Hierzu kann die Steuereinheit in geeigneter Weise programmiert sein. Die Steuereinheit ist somit gänzlich zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 ausgelegt oder unterstützt zumindest dessen Ausführungen, z. B. indem sie einzelne Schritte ausführt oder deren Ausführung bewirkt.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der die einzige Figur ein Schaubild ist, anhand dessen nachfolgend eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit Schritt S10 durch das Einleiten eines Automatikstarts.
Hierzu muss eine Bedienperson in einem Kraftfahrzeug den Zündschlüssel im Zündschloss durch Drehen in eine bestimmte Stellung bringen. Dadurch wird der Automatikstart ausgelöst. Alternativ kann bei einem schlüssellosen Start („Keyless Go“) auch als Eingabe ein einfacher Startknopf gedrückt werden.
Die dem Schritt S10 folgenden Schritte S12 bis S22 erfolgen im Rahmen des Automatikstarts. Bei einem Automatikstart wird der Anlasser aktiviert, um den Motor anzulassen. Vorliegend ist vorausgesetzt, dass der Anlasser durch Schließen eines Magnetschalters aktiviert wird. Es kann nun sein, dass die Kontakte des Magnetschalters vereist sind oder durch Korrosion eine nicht leitende Schicht auf ihrer Oberfläche tragen. Dann kann zwar ein Schließvorgang zum Magnetschalter durchgeführt werden, dieser wird jedoch nicht tatsächlich geschlossen, denn hierzu bedürfte es eines leitenden Durchgangs zwischen den Kontakten.
Im Schritt S12 wird nun zunächst ein Zähler i auf Null gesetzt. Der Zähler i zählt, wie oft ein Schließvorgang für den Magnetschalter eingeleitet wird.
Entsprechend wird in Schritt S14 ein solcher Schließvorgang für den Magnetschalter eingeleitet und durchgeführt. Hierzu genügt es in der Regel, eine Wendel zu erregen, in deren Innern sich ein federbeaufschlagter Anker befindet. Der Anker bewegt sich dann derart, dass er zwei Kontakte miteinander in Berührung bringt, um den Schalter zu schließen.
In Schritt S16 wird der Zähler danach um eins nach oben gesetzt.
Nun wird in Schritt S18 geprüft, ob die Motordrehzahl, gemessen durch einen Geber an der Kurbelwelle, größer als ein Schwellwert ist. Der Schwellwert soll so gewählt sein, dass bei ordnungsgemäßem Funktionieren des Systems der Anlasser ausreichend gut arbeitet, dass der Motor anspringt. Ist somit die Motordrehzahl größer als der Schwellwert, kann zum Schritt S24 übergegangen werden, der Automatikstart ist damit zu beenden.
Ist die Motordrehzahl nicht größer als der Schwellwert, so wird vorliegend vermutet, dass die Kontakte des Magnetschalters nicht leitend miteinander in Berührung stehen, beispielsweise weil sie vereist sind. Dann wird in Schritt S20 der Schließvorgang beendet, also z. B. die Windung nicht mehr länger erregt. Der Anker des Magnetschalters bewegt sich dann unter der Wirkung der Feder in seine Ruhestellung zurück. In Schritt S22 wird dann geprüft, ob eine Zahl n von Durchläufen des Schrittes S14 erreicht ist. n liegt z. B. bei fünf.
Solange diese Zahl von Durchgängen nicht erreicht ist, werden die Schritte S14, S16 und S18 wiederholt, und bei negativem Ausgang der Prüfung von S18 wird auch der Schritt S20 wiederholt. Ziel dieses Vorgehens ist, dass durch wiederholtes Auslösen des Schließens des Magnetschalters nach und nach durch den Anker das Eis oder Oxid auf den Kontakten abgeschlagen wird, so dass mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vor Beendigung des n-ten Durchlaufs des Schritts S18 ein positives Ergebnis der Prüfung erzielt wird, also der Anlasser zum Laufen gebracht wird, weil durch die von der störenden Schicht befreiten Kontakte nunmehr den Magnetschalter schließen und ausreichend viel Strom zum Anlasser fließt.
Sollte dennoch nach n Durchläufen der Schritte S14, S16 und S18 der Anlasser nicht zum Laufen gebracht worden sein, wird schließlich in Schritt S22 die Prüffrage mit „Ja“ zu beantworten sein, und dann wird ebenfalls zum Schritt S24 übergegangen, also der Automatikstart beendet. Der Automatikstart wird ausgehend von Schritt S18 deswegen beendet, weil der Motor läuft. Ausgehend von Schritt S22 wird er beendet, auch wenn der Motor nicht läuft.
Der Benutzer eines Fahrzeugs kann bei Beendigung des Automatikstarts S24, ohne dass der Motor läuft, gegebenenfalls die Wiederholung des gesamten Verfahrens bewirken, indem er gemäß Schritt S10 den Automatikstart nochmals einleitet.

Claims

Verfahren zum Durchführen eines Starts eines Kraftfahrzeugmotors, mit Hilfe eines Anlassers, welcher durch Schließen eines Magnetschalters mit Strom gespeist wird, mit den Schritten: a) Erfassen einer Eingabe (S10) zur Veranlassung eines Starts, b) Auslösen (S14) eines Schließvorgangs für den Magnetschalter, c) Messen einer Größe, deren Messwert bei nicht erfolgtem Schließen des Magnetschalters auf einer ersten Seite eines vorbestimmten Schwellwerts liegt, und bei erfolgreichem Schließen des Magnetschalters auf einer zweiten Seite des vorbestimmten Schwellwerts liegt, d) Vergleichen (S18) des Messwerts mit dem Schwellwert, und falls der Messwert auf der ersten Seite des Schwellwerts liegt: Beenden (S20) des Schließvorgangs und Wiederholen der Schritte b) bis d) maximal so oft, bis eine Höchstzahl (n) von Wiederholungen erreicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Größe die Motordrehzahl ist und die erste Seite des Schwellwerts die Seite niedrigerer Motordrehzahlen ist.
Kraftfahrzeug mit einem Motor und einen Anlasser für den Motor, wobei der Anlasser durch Schließen eines Magnetschalters mit Strom speisbar ist, und mit einer Steuereinheit zum Ansteuern des Magnetschalters, die dazu ausgelegt ist, die Schritte des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 auszuführen oder ihre Ausführung zu bewirken.