DE102009045352A1 - Controller for high-current device, particularly for starting device of internal combustion engine in motor vehicle, is formed with current paths for energization of high-current device - Google Patents

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Abstract

The controller (1) is formed with current paths (3,3a-3c) for energization of the high-current device. A current evaluation device (6) is provided for evaluating the energization over the current paths. The current path is formed with resistance elements (4a-4c) and the current evaluation device has a voltage measuring device and a calculation device. Independent claims are also included for the following: (1) a method for manufacturing a controller; (2) a method for operating a controller; and (3) a computer program product which is loadable in a program memory with program instructions.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung bezieht auf eine Steuerung für eine Hochstromvorrichtung, insbesondere für eine Startvorrichtung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei die Steuerung mit einem Strompfad zur Bestromung der Hochstromvorrichtung ausgebildet ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung der Steuerung, auf ein Verfahren zum Betreiben der Steuerung sowie auf ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a controller for a high-current device, in particular for a starting device of an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the controller is formed with a current path for energizing the high-current device. The invention further relates to a method of manufacturing the controller, to a method of operating the controller, and to a computer program product.

Es sind Steuerungen für Hochstromvorrichtungen bekannt, die mit einem Strompfad zur Bestromung der Hochstromvorrichtungen ausgebildet sind. Eine solche Hochstromvorrichtung kann insbesondere eine elektrische Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug sein.There are controls for high-current devices are known, which are formed with a current path for energizing the high-current devices. Such a high-current device may in particular be an electric starting device for an internal combustion engine in a motor vehicle.

Die DE 10 2005 021 227 A1 beschreibt eine Steuerung mit einem Strompfad zur Bestromung einer Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei die Startvorrichtung von der Steuerung gezielt angesteuert wird, und zwar indem die Bestromung gesteuert wird.The DE 10 2005 021 227 A1 describes a controller with a current path for energizing a starting device for an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the starting device is selectively controlled by the controller, and in that the current is controlled.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuerung, ein Verfahren zur Herstellung der Steuerung, ein Verfahren zum Betreiben der Steuerung und ein Computerprogrammprodukt der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Genauigkeit bei der Bestromung der Hochstromvorrichtung über einen großen Betriebsbereich möglichst einfach verbessert wird.It is an object of the invention to provide a controller, a method for producing the controller, a method for operating the controller and a computer program product of the type mentioned in such a way that accuracy in the energization of the high current device over a wide operating range is improved as easily as possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1, 8, 12 und 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the subject matter of claims 1, 8, 12 and 15. The dependent claims define preferred embodiments of the invention.

Es ist ein Gedanke der Erfindung, eine Steuerung für eine Hochstromvorrichtung mit einer Stromauswerteeinrichtung zur Auswertung der Bestromung der Hochstromvorrichtung über den Strompfad auszubilden ist. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung der Steuerung dadurch gelöst, dass die Steuerung mit der Stromauswerteeinrichtung zur Auswertung der Bestromung über den Strompfad ausgebildet wird. Ferner wird die Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Betreiben der Steuerung gelöst, bei dem mit der Stromauswerteeinrichtung die Bestromung der Hochstromvorrichtung über den Strompfad ausgewertet wird. Durch die Auswertung der Bestromung, beziehungsweise mit der Stromauswerteeinrichtung, lässt sich eine Information über die tatsächliche Bestromung ermitteln und somit die Zuverlässigkeit der Steuerung, insbesondere auch die Genauigkeit der Bestromung, verbessern. So kann mit der Stromauswerteeinrichtung beispielsweise ausgewertet werden, ob tatsächlich eine Bestromung erfolgt, bei welcher Stromstärke oder auch mit welchem zeitlichen Verlauf die Bestromung erfolgt. Ferner kann die Genauigkeit der Bestromung verbessert werden, indem ein Ist-Zustand der Bestromung mit der Stromauswerteeinrichtung ausgewertet wird, sodass beispielsweise Fertigungstoleranzen der Hochstromvorichtung und/oder der Steuerung, oder auch äußere Einflüsse wie Temperatur- und Alterungseffekte berücksichtigbar sind. Die genaue Ansteuerung der Startvorrichtung ist für einen Start-Stopp-Betrieb, insbesondere zum hochgenauen Einspuren des Starterritzels in den Zahnkranz einer auslaufenden Brennkraftmaschine wichtig, und außerdem um Spannungseinbrüche zu vermeiden.It is an idea of the invention to form a controller for a high current device with a current evaluation device for evaluating the energization of the high current device via the current path. The object is also achieved by a method for producing the controller in that the control is formed with the current evaluation device for evaluating the current supply via the current path. Furthermore, the object is also achieved by a method for operating the control, in which the power evaluation device evaluates the energization of the high-current device via the current path. By evaluating the current flow, or with the current evaluation device, it is possible to determine information about the actual energization and thus to improve the reliability of the control, in particular the accuracy of the current supply. For example, it can be evaluated with the current evaluation device as to whether current is actually being supplied, at which current level or even at which time curve the current is applied. Furthermore, the accuracy of the current supply can be improved by evaluating an actual state of the current supply with the current evaluation device, so that, for example, manufacturing tolerances of the high-current device and / or the control, or external influences such as temperature and aging effects can be taken into account. The exact control of the starting device is important for a start-stop operation, in particular for high-precision meshing of the starter pinion in the ring gear of a leaking internal combustion engine, and also to avoid voltage dips.

Es deshalb bevorzugt, dass die Steuerung für eine Startvorrichtung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist, wobei insbesondere die Startvorrichtung ein Bestandteil eines starterbasierten Start-Stopp-Systems sein kann. Dementsprechend sind auch die zuvor und nachfolgend genannten Verfahren vorzugsweise auf eine solche Steuerung für eine Startvorrichtung als Hochstromvorrichtung bezogen. Mit einem Start-Stopp-System kann die Brennkraftmaschine mit der Steuerung in geeignetem Betriebsphasen des Kraftfahrzeugs gestoppt und auch wieder gestartet werden, beispielsweise um einen Kraftstoffverbrauch oder CO2-Emissionen zu reduzieren. Zum Starten der Brennkraftmaschine wird eine hohe Leistung der Startvorrichtung benötigt, die durch eine entsprechend hohe Bestromung erzielt wird. Allerdings resultiert daraus beim Starten ein Spannungseinbruch eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs und ein ordnungsgemäßer Betrieb weiterer Bordnetzverbraucher ist, insbesondere bei einem Warmstart, gefährdet. Folglich lassen sich durch eine genauere Bestromung der Startvorrichtung der Spannungseinbruch des Bordnetzes genauer steuern, insbesondere verringern, und die Bordnetzverbraucher sicher betreiben.It is therefore preferred that the controller is designed for a starting device of an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein in particular the starting device may be part of a starter-based start-stop system. Accordingly, the methods mentioned above and below are preferably related to such control for a starting device as a high-current device. With a start-stop system, the internal combustion engine can be stopped with the controller in a suitable operating phase of the motor vehicle and also restarted, for example in order to reduce fuel consumption or CO 2 emissions. To start the engine high power of the starting device is required, which is achieved by a correspondingly high current. However, this results when starting a voltage dip of a vehicle electrical system of the motor vehicle and a proper operation of other electrical system consumers is at risk, especially in a warm start. Consequently, can be controlled by a more accurate energization of the starting device of the voltage dip of the electrical system more accurate, in particular reduce, and operate the electrical system consumers safely.

Dabei ist bevorzugt, dass die Startvorrichtung redundant bestrombar ist, beispielsweise indem ein Startermotor der Startvorrichtung außer über den Strompfad der Steuerung auch über ein Starterrelais, insbesondere außerhalb der Steuerung, bestrombar ist. So lässt sich die Startvorrichtung über den Strompfad der Steuerung definiert Bestromen oder auch über das Starterrelais mit einer maximalen Bestromung, beispielsweise bei einem Kaltstart, betreiben.It is preferred that the starting device is redundantly energized, for example by a starter motor of the starting device can be powered not only via the current path of the controller via a starter relay, in particular outside the controller. Thus, the starting device via the current path of the control can be defined Bestromen or operate via the starter relay with a maximum current, for example, during a cold start.

Der Strompfad ist vorzugsweise mit einem Widerstandselement ausgebildet. Das Widerstandselement umfasst einen Widerstandswert, zu weiteren Widerstandswerten insbesondere in Reihenschaltung. Mit dem Widerstandselement Lässt sich die Bestromung der Hochstromvorrichtung begrenzen, also eine definierte Stromstärke einstellen, sodass die Genauigkeit bei der Bestromung verbessert wird. Ferner kann ein unerwünscht hoher Stromfluss, beispielsweise beim Einschalten der Hochstromvorrichtung, durch das Widerstandselement verhindert werden, indem es als Vorwiderstand ausgebildet ist.The current path is preferably formed with a resistive element. The resistance element comprises a resistance value, to further resistance values, in particular in series connection. With the resistance element Can be limit the energization of the high current device, so set a defined current, so that the accuracy of the current is improved. Furthermore, an undesirably high current flow, for example when the high current device is switched on, can be prevented by the resistance element in that it is designed as a series resistor.

Um die Genauigkeit bei der Bestromung zu verbessern, kann die Stromauswerteeinrichtung eine Spannungsmesseinrichtung und eine Berechnungseinrichtung umfassen. So lässt sich eine über dem Widerstandswert, insbesondere auch über dem zuvor genannten Widerstandselement, abfallende Spannung mit der Spannungsmesseinrichtung messen und mit der Berechnungseinrichtung die Bestromung aus dem Widerstandswert und der Spannung berechnen. Die Spannungsmesseinrichtung ist kostengünstig und von hoher Präzision realisierbar, beispielsweise mit einem Analog-Digital(AD)-Wandler, sodass auch die Stromauswerteeinrichtung kostengünstig herstellbar ist und die Bestromung mit hoher Genauigkeit auswertbar ist.In order to improve the accuracy of the energization, the current evaluation device may comprise a voltage measuring device and a calculation device. Thus, a voltage dropping above the resistance value, in particular also across the aforementioned resistance element, can be measured with the voltage measuring device and the current source can be calculated from the resistance value and the voltage using the calculation device. The voltage measuring device is inexpensive and can be realized with high precision, for example with an analog-to-digital (AD) converter, so that the current evaluation device can be produced cost-effectively and the current supply can be evaluated with high accuracy.

Das Widerstandselement kann also die Funktion eines Vorwiderstandes für eine Strombegrenzung bei der Bestromung der Hochstromvorrichtung aufweisen. Zusätzlich, aber auch unabhängig davon, kann das Widerstandselement als ein Shunt genutzt werden, der, in Reihenschaltung in dem Strompfad angeordnet, die Bestimmung der Stromstärke mittels einer Spannungsmessung mit der Spannungsmesseinrichtung ermöglicht. Vorzugsweise wird das Widerstandselement sowohl als Vorwiderstand als auch als Shunt betrieben, sodass die Steuerung kostengünstig und mit reduziertem Bauteilaufwand realisierbar ist.The resistance element can therefore have the function of a series resistor for limiting the current during the energization of the high-current device. In addition, but also independently, the resistive element can be used as a shunt, which, arranged in series in the current path, allows the determination of the current intensity by means of a voltage measurement with the voltage measuring device. Preferably, the resistance element is operated both as a dropping resistor and as a shunt, so that the control can be implemented cost-effectively and with reduced component expenditure.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Strompfad der Steuerung, also auch die Steuerung selbst, mit zumindest zwei, vorzugsweise drei, parallel geschalteten Strompfaden, vorzugsweise mit jeweils einem solchen Widerstandselement, ausgebildet, wobei ferner die parallelen Strompfade über jeweils eine Schaltvorrichtung ein- und ausschaltbar sein können. Dann kann die Stromstärke bei der Bestromung der Hochstromvorrichtung durch einfaches Schalten der Schaltvorrichtungen, also durch eine geeignete Auswahl von zu bestromenden Strompfaden der parallel geschalteten Strompfade, gesteuert werden und die Genauigkeit der Bestromung verbessert werden. Außerdem lässt sich eine Strombelastung des Widerstandselements bei der Bestromung der Hochstromvorrichtung reduzieren, indem die Bestromung auf mehrere parallel geschaltete Strompfade verteilt wird. Die zuvor und nachfolgend bezüglich eines Strompfades beschriebenen Merkmale sind insbesondere auch als Merkmale zumindest eines, insbesondere aller, der parallel geschalteten Strompfade zu verstehen. Im Übrigen kann eine solche Schaltvorrichtung als ein Schaltrelais oder auch als ein Hochleistungs-FET ausgebildet sein und ist vorzugsweise ein Bestandteil der Steuerung.In a preferred embodiment, the current path of the controller, including the controller itself, with at least two, preferably three, parallel-connected current paths, preferably each with such a resistive element is formed, further wherein the parallel current paths via each switching device be switched on and off can. Then, the current during the energization of the high current device by simply switching the switching devices, ie by a suitable selection of current paths to be energized the parallel-connected current paths, be controlled and the accuracy of the energization can be improved. In addition, a current load of the resistive element in the energization of the high-current device can be reduced by the current is distributed to a plurality of parallel-connected current paths. The features described above and below with respect to a current path are to be understood in particular as features of at least one, in particular all, of the current paths connected in parallel. Incidentally, such a switching device may be formed as a switching relay or as a high-performance FET and is preferably a part of the controller.

Bei einer Mehrzahl parallel geschalteter Strompfade mit jeweils einem Widerstandselement kann die Genauigkeit bei der Bestromung der Hochstromvorrichtung verbessert werden, indem mit einer oder auch einer Mehrzahl von Spannungsmesseinrichtungen, die jeweils über entsprechenden Widerstandswerten abfallenden Spannungen gemessen und mit vorzugsweise einer, möglicherweise auch einer Mehrzahl, von Berechnungseinrichtungen die jeweiligen Bestromungen der Strompfade aus den Widerstandswerten und den Spannungen berechnet werden, um so einen Gesamtstrom, insbesondere als Summe der Bestromungen der parallel geschalteten Strompfade, nach der Formel I = U/R auszuwerten.In a plurality of parallel-connected current paths, each having a resistance element, the accuracy in the energization of the high-current device can be improved by measuring with one or a plurality of voltage measuring devices, each of the respective resistance values falling voltages and preferably one, possibly a plurality of Calculation facilities the respective Bestromungen the current paths from the resistance values and the voltages are calculated so as to evaluate a total current, in particular as a sum of the current flows of the parallel-connected current paths, according to the formula I = U / R.

Gemäß einer die Erfindung weiterbildenden Ausführungsform Vorzugsweise umfasst der Widerstandswert einen Innenwiderstand des Widerstandselements, einen Leitungswiderstand von zumindest einer Anschlussleitung des Widerstandselements und/oder auch einen Kontaktwiderstand zumindest einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Widerstandselement und einer Anschlussleitung. Dadurch lassen sich der Innenwiderstand, der bei herkömmlichen Widerstandselementen als eine charakteristische Größe des jeweiligen Bauteils angegeben wird, und außerdem noch Widerstände, die durch eine konkrete bauliche Realisierung der Steuerung bedingt sind, nämlich beispielsweise Leitungswiderstände und Kontaktwiderstände, berücksichtigen und so die Genauigkeit bei der Bestromung verbessern. Der Widerstandswert ist also vorzugsweise durch einen Ersatzwiderstand der konkreten baulichen Realisierung bestimmt, der insbesondere den Innenwiderstand, den Leitungswiderstand und den Kontaktwiderstand umfasst. Der Kontaktwiderstand ist beispielsweise ein Widerstand, der bei einer Bondverbindung auftritt.According to one embodiment of the invention, the resistance value preferably comprises an internal resistance of the resistance element, a line resistance of at least one connection line of the resistance element and / or a contact resistance of at least one electrical contact between the resistance element and a connection line. As a result, the internal resistance, which is given in conventional resistor elements as a characteristic size of the respective component, and also resistors, which are caused by a concrete structural realization of the control, namely, for example, line resistance and contact resistance, take into account and so the accuracy of the current improve. The resistance value is thus preferably determined by an equivalent resistance of the concrete structural realization, which in particular comprises the internal resistance, the line resistance and the contact resistance. The contact resistance is, for example, a resistance that occurs in a bonding connection.

Bei dem Verfahren zur Herstellung der Steuerung kann das Widerstandselement in einer Reihenschaltung in dem Strompfad angeordnet werden, und zwar vorzugsweise indem das Widerstandselement beidseitig jeweils mit einer Anschlussleitung in dem Strompfad kontaktiert wird. Dann fließt bei einer Bestromung des Strompfads der gesamte Strom auch über das Widerstandselement und es lässt sich die Bestromung durch eine Spannungsmessung der über dem Widerstandselement abfallenden Spannung genau auswerten.In the method for producing the control, the resistance element can be arranged in a series circuit in the current path, preferably by contacting the resistance element on both sides with a connecting lead in the current path. Then, when the current path is energized, the entire current also flows via the resistance element, and the current flow can be accurately evaluated by a voltage measurement of the voltage drop across the resistance element.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Widerstandselement mit genau zwei Anschlussleitungen ausgebildet. Dadurch lässt sich das Widerstandselement kostengünstig, nämlich ohne Sense-Abgriffe, ausbilden. Bei einer Reihenschaltung des Widerstandselements in dem Stromkreis ist ein solches Widerstandselement als Shunt ohne aufwendige Vierleitertechnik nutzbar. Im Übrigen umfasst dabei der Widerstandswert außer dem Innenwiderstand zwei Leitungswiderstände, nämlich die der beiden Anschlussleitungen, und einen Kontaktwiderstand, der die beiden Kontaktierungen des Widerstandselements an den Anschlussleitungen berücksichtigt.In a preferred embodiment, the resistance element is formed with exactly two connection lines. This allows the resistance element cost, namely without sense taps train. In a series connection of Resistance element in the circuit is such a resistance element as a shunt usable without complex four-wire technology. Incidentally, the resistance value includes, in addition to the internal resistance, two line resistances, namely that of the two connecting lines, and a contact resistance which takes into account the two contacts of the resistance element on the connecting lines.

Die Genauigkeit der Bestromung kann erhöht werden, indem der Widerstandswert als ein kalibrierter Wert ausgebildet ist, wobei der Widerstandswert vorzugsweise durch eine Kalibration mit einem definierten Prüfstrom innerhalb des Strompfads der Steuerung, also insbesondere in bereits eingebautem Zustand des Widerstandselements in der Steuerung, ermittelbar ist. Der Widerstandswert kann also bei dem Verfahren zur Herstellung der Steuerung kalibriert werden, und zwar vorzugsweise in dem Strompfad. Dabei ist bevorzugt, dass der Strompfad mit einem definierten Prüfstrom beaufschlagt wird, eine über dem zu kalibrierenden Widerstandswert abfallende Spannung gemessen wird und der kalibrierte Widerstandswert aus dem definierten Prüfstrom und der gemessenen Spannung berechnet wird. So lassen sich beispielsweise Bauteiltoleranzen des Widerstandselements oder der Anschlussleitungen oder auch Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Steuerung, beispielsweise bei der Kontaktierung mit den Anschlussleitungen, berücksichtigten, um die Genauigkeit bei der Auswertung der Bestromung zu verbessern.The accuracy of the current can be increased by the resistance value is formed as a calibrated value, wherein the resistance value preferably by a calibration with a defined test current within the current path of the controller, ie in particular already installed state of the resistance element in the controller, can be determined. The resistance value can therefore be calibrated in the method for producing the control, preferably in the current path. It is preferred that the current path is subjected to a defined test current, a voltage dropping above the resistance value to be calibrated is measured, and the calibrated resistance value is calculated from the defined test current and the measured voltage. Thus, for example, component tolerances of the resistance element or of the connection lines or also manufacturing tolerances in the production of the control, for example when contacting with the connecting lines, are taken into account in order to improve the accuracy in the evaluation of the current supply.

Um die Steuerung kostengünstig zu realisieren, kann die Steuerung, insbesondere auch die Berechnungseinrichtung, einen Mikrocomputer mit einem Speicher aufweisen. Mit dem Mikrocomputer lässt sich eine flexible Steuerung mit geringen Bauteilkosten realisieren, die einfach an unterschiedliche Hochstromvorrichtungen anpassbar ist.In order to realize the control cost-effectively, the controller, in particular also the calculation device, may have a microcomputer with a memory. With the microcomputer can be a flexible control with low component costs realize that is easily adaptable to different high current devices.

Die Aufgabe wird ferner durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, das in einen Programmspeicher eines Mikrocomputers mit Programmbefehlen ladbar ist, um die Schritte eines der zuvor oder nachfolgend genannten Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in einer solchen, zuvor oder nachfolgend beschriebenen, Steuerung ausgeführt wird. Vorteil eines Computerprogrammprodukts ist, dass variable Werte typabhängig oder zustandsabhängig sowie empirisch ermittelte Werte, insbesondere der Widerstandswert, einfach eingesetzt werden können. Somit ist durch ein kostengünstiges Design der Steuerung eine einfache und genaue Auswertung der Bestromung möglich.The object is further achieved by a computer program product loadable into a program memory of a microcomputer with program instructions for carrying out the steps of one of the above or below mentioned methods when the computer program product is executed in such a control as previously or subsequently described. The advantage of a computer program product is that variable values of type-dependent or state-dependent as well as empirically determined values, in particular the resistance value, can be easily used. Thus, a simple and accurate evaluation of the current is possible by a cost-effective design of the control.

Im Übrigen ist bevorzugt, dass der Widerstandswert, insbesondere der kalibrierte Widerstandswert, in dem Speicher gespeichert ist, wobei er vorzugsweise bei dem Verfahren zur Herstellung der Steuerung in dem Speicher gespeichert wird.Moreover, it is preferred that the resistance value, in particular the calibrated resistance value, is stored in the memory, wherein it is preferably stored in the memory in the method for producing the control.

Dann kann bei dem Verfahren zum Betreiben der Steuerung der Widerstandswert, insbesondere von der Berechnungseinrichtung, aus dem Speicher des Mikrocomputers ausgelesen werden, beispielsweise um die Stromstärke bei der Bestromung der Hochstromvorrichtung aus dem Widerstandswert und der über dem Widerstandswert abfallenden Spannung in dem Mikrocomputer zu berechnen. So lässt sich die Bestromung mit geringem Aufwand genau auswerten.Then, in the method of operating the controller, the resistance value, particularly from the calculating means, can be read out from the memory of the microcomputer, for example, to calculate the current value at the energization of the high current device from the resistance value and the voltage dropping above the resistance value in the microcomputer. This means that the power supply can be evaluated accurately with little effort.

Die Spannungsmesseinrichtung kann zwei Spannungsteiler gegen ein gemeinsames Potenzial, insbesondere gegen Masse, umfassen, wobei die Spannungsteiler in einer Schaltungsanordnung beidseitig des Widerstandselements angeordnet sind, und zwar so, dass bei dem Verfahren zum Betreiben der Steuerung oder auch beim Verfahren zur Herstellung der Steuerung, insbesondere beim Kalibrieren, eine zumindest über dem Widerstandselement abfallende Spannung abgegriffen wird. Dadurch lässt sich das Widerstandselement als Shunt für eine Strommessung nutzen, wobei die abfallende Spannung mittels der Spannungsteiler skaliert wird, und zwar insbesondere auf einen geeigneten Eingangsspannungsbereich eines Spannungssensors. So lässt sich die Stromauswerteeinrichtung, insbesondere die Spannungsmesseinrichtung, mit einem herkömmlichen, kostengünstigen Spannungssensor realisieren. Ein solcher Spannungssensor kann ein AD-Wandler sein, wobei der AD-Wandler in der Schaltungsanordnung jeweils mit einer Teilspannung der Spannungsteiler verbunden ist. AD-Wandler sind als kostengünstige Bauelemente verfügbar und ermöglichen eine präzise Spannungsmessung für eine hohe Genauigkeit der Stromauswerteeinrichtung.The voltage measuring device may comprise two voltage dividers against a common potential, in particular against ground, wherein the voltage dividers are arranged in a circuit arrangement on both sides of the resistive element, in such a way that in the method for operating the controller or in the method for producing the controller, in particular during calibration, a voltage dropping at least over the resistance element is tapped off. As a result, the resistance element can be used as a shunt for a current measurement, wherein the falling voltage is scaled by means of the voltage divider, in particular to a suitable input voltage range of a voltage sensor. Thus, the current evaluation device, in particular the voltage measuring device, can be realized with a conventional, cost-effective voltage sensor. Such a voltage sensor may be an AD converter, wherein the AD converter in the circuit arrangement is in each case connected to a partial voltage of the voltage dividers. AD converters are available as low-cost components and allow precise voltage measurement for high accuracy of the current evaluation device.

Vorzugsweise ist die Berechnungseinrichtung für eine Korrektur des Widerstandswertes in Abhängigkeit von der Temperatur ausgebildet. Ferner kann die Steuerung eine Temperaturerfassungseinrichtung für eine Temperatur der Steuerung, insbesondere des Widerstandselements und/oder einer Anschlussleitung des Widerstandselements, aufweisen.The calculation device is preferably designed for a correction of the resistance value as a function of the temperature. Furthermore, the controller may have a temperature detection device for a temperature of the control, in particular of the resistance element and / or a connection line of the resistance element.

Im Übrigen lässt sich bei einem Verfahren zum Betreiben der Steuerung mit einer, insbesondere der genannten, Temperaturerfassungseinrichtung eine Temperatur der Steuerung, insbesondere des Widerstandselements und/oder der Anschlussleitung des Widerstandselements, erfassen und, insbesondere mit der Berechnungseinrichtung, der Widerstandswert in Abhängigkeit von der Temperatur korrigieren, um die Genauigkeit bei der Berechnung der Bestromung zu verbessern.Incidentally, in a method for operating the controller with a, in particular the mentioned, temperature detection means, a temperature of the controller, in particular of the resistance element and / or the connection line of the resistive element, detect and, in particular with the calculation means, the resistance value as a function of the temperature Correct to improve the accuracy of the calculation of the current.

Vorzugsweise ist eine Information über eine Temperaturabhängigkeit des Widerstandswertes in dem Speicher gespeichert, wobei vorzugsweise die Information bei dem Verfahren zur Herstellung der Steuerung in dem Speicher gespeichert wird. Dabei kann die Information eine Temperaturabhängigkeit des Innenwiderstands, des Kontaktwiderstandes und/oder des Leitungswiderstands umfassen, wobei insbesondere auch nur eine Information über einen oder eine Auswahl dieser Widerstände, insbesondere des Leitungswiderstandes, gespeichert wenden kann, da diese unterschiedlich stark von einer Temperatur abhängig sein können, sodass beispielsweise die Temperaturabhängigkeit des Innenwiderstands aufgrund geeigneter Materialwahl vernachlässigbar klein gegenüber der Temperaturabhängigkeit des Leitungswiderstandes sein kann. Preferably, information about a temperature dependence of the resistance value is stored in the memory, wherein preferably the information is stored in the memory in the method for producing the control. In this case, the information can include a temperature dependence of the internal resistance, the contact resistance and / or the line resistance, wherein in particular only information about one or a selection of these resistors, in particular the line resistance, can be stored, since these can vary greatly depending on a temperature so that, for example, the temperature dependence of the internal resistance due to suitable choice of material can be negligible compared to the temperature dependence of the line resistance.

Im Übrigen kann bei dem Verfahren zum Betreiben der Steuerung die Temperaturinformation aus dem Speicher ausgelesen wenden und der Widerstandswert entsprechend der Temperatur der Steuerung korrigiert werden. So lässt sich ein Temperatureinfluss auf den Widerstandswert berücksichtigen und die Genauigkeit bei der Bestromung der Hochstromvorrichtung verbessern.Incidentally, in the method of operating the controller, the temperature information may be read from the memory and the resistance value may be corrected according to the temperature of the controller. This makes it possible to take into account a temperature influence on the resistance value and to improve the accuracy of the current supply to the high-current device.

Die Information über die Temperaturabhängigkeit kann ein Temperaturkoeffizient sein, sodass beim Verfahren zum Betreiben der Steuerung eine Temperaturkompensation realisierbar ist, indem ein temperaturkompensierter Widerstandswert berechnet wird, und zwar insbesondere aus einer erfassten Temperatur, dem Temperaturkoeffizienten und einem Widerstandwert bei einer bekannten Temperatur. Vorzugsweise beschreibt der Temperaturkoeffizient eine lineare Abhängigkeit des Widerstandswertes von der Temperatur, sodass der Widerstandswert von der Berechnungseinrichtung mit dem Temperaturkoeffizient und der erfassten Temperatur einfach multipliziert werden kann. Somit lässt sich die Genauigkeit der Bestromung, also insbesondere der Auswertung der Bestromung, erhöhen, und zwar vorzugsweise zusätzlich zu der durch die Kalibration verbesserten Genauigkeit.The information about the temperature dependency may be a temperature coefficient, so that in the method of operating the control, temperature compensation can be realized by calculating a temperature compensated resistance value, specifically, a detected temperature, the temperature coefficient, and a resistance value at a known temperature. Preferably, the temperature coefficient describes a linear dependence of the resistance value on the temperature, so that the resistance value can be simply multiplied by the calculation means with the temperature coefficient and the detected temperature. Thus, the accuracy of the energization, so in particular the evaluation of the energization, increase, and preferably in addition to the improved accuracy by the calibration.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:

1 einen Schaltplan einer Steuerung, 1 a circuit diagram of a controller,

2 einen Schaltplan einer Stromauswerteeinrichtung der Steuerung, 2 a circuit diagram of a current evaluation device of the controller,

3 ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zur Herstellung der Steuerung und 3 a flowchart with steps of a method for producing the control and

4 ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zum Betreiben der Steuerung. 4 a flowchart with steps of a method for operating the controller.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt einen Schaltplan einer Steuerung 1 für eine Startvorrichtung 2 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit einem Strompfad 3 zur Bestromung der Startvorrichtung 2. Der Strompfad 3 ist mit drei parallel geschalteten Strompfaden 3a, 3b, 3c ausgebildet, die jeweils in einer Reihenschaltung ein Widerstandselement 4a, 4b, 4c und eine Schalteinrichtung 5a, 5b, 5c aufweisen, sodass jeder der parallel geschalteten Strompfade 3a, 3b, 3c jeweils durch Schalten der Schalteinrichtung 5a, 5b, 5c bestrombar ist. So lässt sich durch eine geeignete Auswahl bei der Bestromung der parallel geschalteten Strompfade 3a, 3b, 3c insgesamt die Bestromung der Startvorrichtung 2 über den Strompfad 3 definiert steuern. Dabei ist also jeder der parallel geschalteten Strompfade 3a, 3b, 3c der Steuerung 1 jeweils zur Bestromung der Startvorrichtung 2 ausgebildet, wobei jeder der Widerstandselemente 4a, 4b, 4c als Vorwiderstand der Startvorrichtung 2 dient.The 1 shows a circuit diagram of a controller 1 for a starting device 2 for an internal combustion engine, not shown, in a motor vehicle with a current path 3 for energizing the starting device 2 , The current path 3 is with three parallel current paths 3a . 3b . 3c formed, each in a series circuit, a resistance element 4a . 4b . 4c and a switching device 5a . 5b . 5c so that each of the parallel-connected current paths 3a . 3b . 3c each by switching the switching device 5a . 5b . 5c is currentable. This can be done by a suitable selection in the energization of the parallel-connected current paths 3a . 3b . 3c Overall, the energization of the starting device 2 over the current path 3 defined control. In this case, each of the parallel-connected current paths is 3a . 3b . 3c the controller 1 each for energizing the starting device 2 formed, each of the resistive elements 4a . 4b . 4c as a series resistor of the starting device 2 serves.

Ferner ist die Steuerung 1 mit einer Stromauswerteeinrichtung 6 zur Auswertung der Bestromung der Startvorrichtung 2, die in der 2 näher beschrieben wird, ausgebildet, und zwar insbesondere für eine Bestimmung einer tatsächlichen Stromstärke über den Strompfad 3 beziehungsweise über die parallel geschalteten Strompfade 3a, 3b, 3c.Further, the controller 1 with a current evaluation device 6 for evaluating the energization of the starting device 2 in the 2 is described in detail, formed, in particular for a determination of an actual current through the current path 3 or via the parallel-connected current paths 3a . 3b . 3c ,

Die Startvorrichtung 2 umfasst im Wesentlichen einen Startermotor 2a, der mechanisch mit der Brennkraftmaschine koppelbar ist, um diese zu starten. Dabei wird der Startermotor 2a von einem Starterrelais angesteuert, das eine Einspurwicklung 2b zum Einspuren eines nicht dargestellten Starterritzels in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine für die genannte Kopplung und ein Schaltrelais 2c für eine maximale Bestromung des Startermotors 2a parallel zu dem Strompfad 3 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Startermotor 2a also sowohl über der Schaltrelais 2c als auch über den Strompfad 3 der Steuerung 1 aus einer Batterie 7 in einem Bordnetz 8 redundant bestrombar.The starting device 2 essentially comprises a starter motor 2a which is mechanically coupled to the internal combustion engine to start this. This is the starter motor 2a controlled by a starter relay, which is a Einspurwicklung 2 B for meshing a starter pinion, not shown, in a ring gear of the internal combustion engine for said coupling and a switching relay 2c for maximum energization of the starter motor 2a parallel to the current path 3 having. In this embodiment, the starter motor 2a So both over the switching relay 2c as well as over the current path 3 the controller 1 from a battery 7 in a vehicle electrical system 8th can be supplied redundantly.

Im Übrigen ist das Kraftfahrzeug mit einem Start-Stopp-System für einen Start-Stopp-Betriebsmodus der Brennkraftmaschine ausgebildet, wobei die Brennkraftmaschine in geeigneten Betriebsphasen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise bei einem kurzen Halt an einer roten Ampel, gestoppt wird, um einen Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen zu reduzieren, und für eine Weiterfahrt mittels der Startvorrichtung 2 wieder gestartet wird. Zum Starten der Brennkraftmaschine, insbesondere beim Einschalten der Startvorrichtung 2, wird eine hohe elektrische Leistung benötigt, die zu einem Spannungseinbruch auf dem Bordnetz 8 führt, der insbesondere bei einem Warmstart, bei dem nicht dargestellte Bordnetzverbraucher eingeschaltet sind, problematisch ist. Um also besonders einen Einschaltstrom der Startvorrichtung 2, insbesondere des Startermotors 2a, zu reduzieren, wird die Startvorrichtung 2 vorzugsweise über den Strompfad 3 der Steuerung 1 mit den Widerstandselementen 4a, 4b, 4c als Vorwiderstände definiert bestromt und beispielsweise nach der Reduzierung des Einschaltstroms oder auch bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine von Beginn an für eine maximale Leistung mittels des Schaltrelais 2c maximal bestromt. So lässt sich also auch ein Spannungseinbruch auf dem Bordnetz 8 reduzieren.Incidentally, the motor vehicle is formed with a start-stop system for a start-stop operating mode of the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine in suitable operating phases of the motor vehicle, for example at a short stop at a red light, is stopped to reduce fuel consumption and CO 2 emissions, and for onward travel by means of the starting device 2 is restarted. For starting the internal combustion engine, in particular when switching on the starting device 2 , a high electrical power is required, which leads to a voltage dip on the electrical system 8th leads, which is particularly problematic in a warm start, in which not shown electrical system consumers are turned on. So in particular an inrush of the starting device 2 , in particular the starter motor 2a , to reduce, will be the starting device 2 preferably over the current path 3 the controller 1 with the resistance elements 4a . 4b . 4c defined as series resistors energized and, for example, after the reduction of the inrush current or even at a cold start of the engine from the beginning for maximum power by means of the switching relay 2c maximum energized. Thus, it is also a voltage drop on the electrical system 8th to reduce.

Die 2 zeigt einen Schaltplan der Stromauswerteeinrichtung 6, bei dem exemplarisch nur einer der drei parallel geschalteten Strompfade 3a, 3b, 3c mit einem der Widerstandselemente 4a, 4b, 4c dargestellt ist, nämlich der Strompfad 3a mit dem Widerstandselement 4a. Die nachfolgenden Merkmale treffen also analog auf die übrigen Strompfade 3b, 3c und Widerstandselemente 4b, 4c zu, die insbesondere bezüglich der weiteren, nachfolgend genannten, Komponenten, beispielsweise AD-Wandler, Spannungsteiler, Widerstände und Widerstandswerte, analog ausgebildet sind.The 2 shows a circuit diagram of the current evaluation 6 , in the example only one of the three current paths connected in parallel 3a . 3b . 3c with one of the resistor elements 4a . 4b . 4c is shown, namely the current path 3a with the resistance element 4a , The following features thus apply analogously to the other current paths 3b . 3c and resistance elements 4b . 4c to, in particular with respect to the other components mentioned below, such as AD converters, voltage dividers, resistors and resistance values, are designed analogously.

Die Stromauswerteeinrichtung 6 weist eine Berechnungseinrichtung und pro Strompfad 3a, 3b, 3c jeweils eine Spannungsmesseinrichtung auf, wobei die Spannungsmesseinrichtung im Wesentlichen jeweils einen AD-Wandler 25 und zwei Spannungsteiler 24a, 24b und die Berechnungseinrichtung im Wesentlichen einen Mikrocomputer 9 und einen Speicher 10 umfasst. Zur besseren Übersicht sind also nur der AD-Wandler 25 und die Spannungsteiler 24a, 24b für den Strompfad 3a dargestellt. Dabei umfassen die Spannungsteiler 24a, 24b jeweils eine Reihenschaltung zweier Widerstände R11, R12, und R21, R22 und sind auf gemeinsames Bezugspotential, nämlich Masse, geschaltet.The current evaluation device 6 has a calculation device and per rung 3a . 3b . 3c in each case a voltage measuring device, wherein the voltage measuring device substantially each comprise an AD converter 25 and two voltage dividers 24a . 24b and the computing device essentially a microcomputer 9 and a memory 10 includes. For a better overview so only the AD converter 25 and the voltage dividers 24a . 24b for the current path 3a shown. This includes the voltage divider 24a . 24b in each case a series circuit of two resistors R 11 , R 12 , and R 21 , R 22 and are connected to common reference potential, namely ground.

Der Schaltplan zeigt ferner ein Ersatzschaltbild des Widerstandselements 4a, nämlich eine Reihenschaltung eines Innenwiderstands R des Widerstandselements 4a, zweier Leitungswiderstände RC1, RC2 von Anschlussleitungen aus Kupfer und eines Kontaktwiderstands RB der beiden Kontaktierungen des Widerstandselements 4a mit den Anschlussleitungen, berücksichtigt, das insgesamt einen Widerstandswert Rkal umfasst.The circuit diagram also shows an equivalent circuit diagram of the resistance element 4a namely, a series connection of an internal resistance R of the resistance element 4a , two line resistances R C1 , R C2 of connecting lines of copper and a contact resistance R B of the two contacts of the resistive element 4a with the connecting lines, taken into account, which comprises a total of a resistance value R kal .

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Widerstandselement 4a sowohl als Vorwiderstand zur Strombegrenzung bei der Bestromung der Startvorrichtung 2 als auch als Messwiderstand, nämlich als sogenannter Shunt, zur Auswertung der Bestromung ausgebildet. Eine über dem Widerstandselement 4a abfallende Spannung ΔU wird mittels der beiden Spannungsteiler 24a, 24b jeweils beidseitig des Widerstandselements 4a abgegriffen, und zwar an einer Stelle des Strompfads 3a außerhalb des Widerstandselements 4a, also insbesondere nicht in einer Vierleiterschaltung über sogenannte Sense-Abgriffe, sodass die abfallende Spannung ΔU also sowohl durch den Innenwiderstand R des Widerstandselements 4a, die Leitungswiderstände RC1, RC2 und den Kontaktwiderstand RB bestimmt ist. Die abfallende Spannung ΔU ist dabei durch die Differenz der Spannungen U1, U2 bestimmt, die an den Abgriffspunkten der Spannungsteiler 24a, 24b beidseitig des Widerstandselements 4a anliegen. Mittels der Spannungsteiler 24a, 24b kann die abfallende Spannung ΔU auf einen zulässigen Eingangsspannungsbereich des AD-Wandlers 25 als Spannungssensor, wie später erläutert, skaliert werden, sodass an dem AD-Wandler 25 eine Spannung ΔU anliegt, die durch eine Differenz von Teilspannungen U1', U2' der Spannungsteiler 24a, 24b bestimmt ist.In this embodiment, the resistive element is 4a both as a resistor for current limitation in the energization of the starting device 2 as well as a measuring resistor, namely as a so-called shunt, designed to evaluate the energization. One above the resistance element 4a decreasing voltage ΔU is by means of the two voltage dividers 24a . 24b each on both sides of the resistor element 4a tapped, at one point of the rung 3a outside the resistance element 4a , So in particular not in a four-wire circuit via so-called sense taps, so that the falling voltage .DELTA.U thus both by the internal resistance R of the resistance element 4a , the line resistance R C1 , R C2 and the contact resistance R B is determined. The falling voltage .DELTA.U is determined by the difference of the voltages U 1 , U 2 , at the tapping points of the voltage divider 24a . 24b on both sides of the resistor element 4a issue. By means of the voltage divider 24a . 24b For example, the falling voltage .DELTA.U can be set to an allowable input voltage range of the AD converter 25 as a voltage sensor, as explained later, are scaled, so that at the AD converter 25 a voltage .DELTA.U is applied, by a difference of partial voltages U 1 ', U 2 ' of the voltage divider 24a . 24b is determined.

Wie zuvor genannt, sind die nachfolgend beschriebenen Merkmale für jeden Strompfad 3a, 3b 3c realisiert, jedoch nur für den Strompfad 3a beschrieben:
In dem Speicher 10 ist ein Temperaturkoeffizient α1 der Leitungswiderstände RC1, RC2 und ein kalibrierter Widerstandswert Rkal, der durch einen Kalibration, wie in der 3 beschrieben, ermittelt ist, gespeichert. Dabei berücksichtigt der kalibrierte Widerstandswert Rkal, wie zuvor genannt, den Innenwiderstand R, die Leitungswiderstände RC1, RC2 und den Kontaktwiderstand RB und es gilt Rkal = R + RC1 + RC2 + RB. As previously mentioned, the features described below are for each rung 3a . 3b 3c realized, but only for the current path 3a described:
In the store 10 is a temperature coefficient α 1 of the line resistances R C1 , R C2 and a calibrated resistance value R kal , which is determined by a calibration as in FIG 3 described, is determined stored. In this case, the calibrated resistance value R kal , as mentioned above , takes into account the internal resistance R, the line resistances R C1 , R C2 and the contact resistance R B and applies R kal = R + R C1 + R C2 + R B.

Im Übrigen ist der Mikrocomputer 9 über Datenleitungen mit dem AD-Wandler 25 und mit einem Temperatursensor 26 als Temperaturerfassungseinrichtung für Temperatur T der Steuerung 1, insbesondere der Anschlussleitungen, verbunden. So lässt sich mit dem Mikrocomputer 9, wie nachfolgend in der 4 erläutert, die Bestromung des Strompfads 3a auswerten, indem die Stromstärke 1 bei der Bestromung des Strompfads 3a aus der mit dem AD-Wandler 25 gemessenen Spannung ΔU' und dem aus dem Speicher 10 ausgelesenen kalibrierten Widerstandswert Rkal, der ferner temperaturkompensiert wird, berechnet wird.Incidentally, the microcomputer 9 via data lines with the AD converter 25 and with a temperature sensor 26 as a temperature detection device for temperature T of the controller 1 , in particular the connecting cables, connected. This can be done with the microcomputer 9 as in the following 4 explains the energization of the current path 3a Evaluate by the current 1 during energization of the current path 3a from the one with the AD converter 25 measured voltage .DELTA.U 'and from the memory 10 read out calibrated resistance R kal , which is further temperature compensated, is calculated.

Die Berechnungseinrichtung, insbesondere der Mikrocomputer 9, ist also insbesondere für eine Temperaturkompensation, also eine Korrektur des Widerstandswerts Rkal in Abhängigkeit von der Temperatur T, und auch für die Berechnung der jeweils durch den Strompfad 3a fließenden Stromstärke 1 aus dem kalibrierten und temperaturkompensierten Widerstandswert Rkal und der über dem Widerstandselement 4a, insbesondere dem Widerstandswert Rkal, abfallenden Spannungen ΔU ausgebildet.The calculating device, in particular the microcomputer 9 , is therefore in particular for a temperature compensation, ie a correction of Resistance value R kal as a function of the temperature T, and also for the calculation of each by the current path 3a flowing current 1 from the calibrated and temperature compensated resistance R kal and that across the resistive element 4a , in particular the resistance value R kal , decreasing voltages .DELTA.U formed.

Im Übrigen ist in einem Programmspeicher des Mikrocomputers 9 ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen der zuvor und nachfolgend beschriebenen Verfahrensschrttte geladen. Insbesondere werden mit dem Computerprogrammprodukt der kalibrierte Widerstandswert Rkal und der Temperaturkoeffizient α1 in dem Speicher 10 gespeichert, beziehungsweise aus diesem gelesen, die Spannung ΔU' von den AD-Wandlern 25 und die Temperatur T von dem Temperatursensor 26 erfasst, der aus dem Speicher 10 gelesenen kalibrierte Widerstandswert Rkal temperaturkompensiert und schließlich die Stromstärke I bei der Bestromung des Strompfads 3a sowie eine Gesamtstromstärke bei der Bestromung des Strompfads 3 berechnet.Incidentally, in a program memory of the microcomputer 9 a computer program product is loaded to carry out the process steps described above and below. More specifically , with the computer program product, the calibrated resistance value R kal and the temperature coefficient α 1 are stored in the memory 10 stored, or read from this, the voltage .DELTA.U 'of the AD converters 25 and the temperature T from the temperature sensor 26 captured from the store 10 calibrated resistance value R kal temperature compensated and finally the current I during energization of the current path 3a and a total current during the energization of the current path 3 calculated.

Die 3 zeigt ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahren zur Herstellung der Steuerung 1, bei dem in einem Schritt 30 die Steuerung 1 mit einer Stromauswerteeinrichtung 6 zur Auswertung der Bestromung der Startvorrichtung 2 über die Strompfade 3a, 3b, 3c, also den Strompfad 3, ausgebildet wird. Dazu wird jeweils ein Widerstandselement 4a, 4b, 4c in jeden der parallel geschalteten Strompfade 3a, 3b, 3c in einer Reihenschaltung eingebaut, indem die Widerstandselemente 4a, 4b, 4c jeweils beidseitig mit Anschlussleitungen kontaktiert werden.The 3 shows a flowchart with steps of a method for producing the control 1 in which in one step 30 the control 1 with a current evaluation device 6 for evaluating the energization of the starting device 2 over the current paths 3a . 3b . 3c So the current path 3 , is trained. This is in each case a resistor element 4a . 4b . 4c into each of the parallel-connected current paths 3a . 3b . 3c installed in a series connection by the resistor elements 4a . 4b . 4c each be contacted on both sides with connecting cables.

Die nachfolgenden Schritte sind exemplarisch für den Strompfad 3a und das Widerstandselement 4a erläutert und werden analog ebenfalls für die übrigen Strompfade 3b, 3c und Widerstandselemente 4b, 4c ausgeführt.The following steps are exemplary for the current path 3a and the resistance element 4a explained and analogously also for the other current paths 3b . 3c and resistance elements 4b . 4c executed.

In einem Schritt 31 wird für das Widerstandselement 4a jeweils ein Widerstandswert Rkal, der den Innenwiderstand R, die zwei Leitungswiderstände RC1, RC2 und den Kontaktwiderstand RB umfasst, kalibriert.In one step 31 becomes for the resistance element 4a each a resistance value R kal calibrating the internal resistance R, the two line resistances R C1 , R C2 and the contact resistance R B , calibrated.

Zur Kalibrierung des Widerstandswertes Rkal gemäß Schritt 31 wird in einem Schritt 32 der Strompfad 3a bei einer definierten Temperatur Tkal mit einem definierten Prüfstrom Ikal beaufschlagt. In einem Schritt 33 wird dann eine über dem zu kalibrierenden Widerstandswert Rkal abfallende Spannung ΔUkal während der Beaufschlagung mit dem definierten Prüfstrom Ikal gemessen, und zwar zwischen den Abgriffspunkten der Spannungsteiler 24a, 24b an dem Strompfad 3a, wobei die Spannung ΔUkal, wie nachfolgend bei der 4 erläutert, bestimmt ist:For calibrating the resistance value R kal according to step 31 gets in one step 32 the current path 3a acted upon at a defined temperature T kal with a defined test current I cal. In one step 33 a voltage drop across the resistance value to be calibrated R cal voltage .DELTA.U kal during the application of the defined test current I cal is then measured, between the tapping points of the voltage divider 24a . 24b on the current path 3a , wherein the voltage ΔU kal , as in the following 4 explains, is determined:

Figure 00130001
Figure 00130001

In einem Schritt 34 wird der Widerstandswert Rkal aus dem definierten Prüfstrom Ikal und der gemessenen Spannung ΔUkal, berechnet:

Figure 00140001
In one step 34 the resistance value R kal is calculated from the defined test current I kal and the measured voltage ΔU kal :
Figure 00140001

In einem Schritt 35 wird der so kalibrierte Widerstandswert Rkal in dem Speicher 10 gespeichert.In one step 35 becomes the thus calibrated resistance R kal in the memory 10 saved.

Ferner wird in einem Schritt 36 bei der Herstellung der Steuerung 1 ein linearer Temperaturkoeffizient α1 von etwa 4·10–3K–1 in dem Speicher 10 gespeichert, der eine Information über eine Temperaturabhängigkeit der Leitungswiderstände RC1, RC2 ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden nur die Anschlussleitungen aus Kupfer temperaturkompensiert, da durch eine geeignete Materialwahl der Innenwiderstand R und der Kontaktwiderstand RB eine gegenüber den Leitungswiderständen RC1, RC2 vernachlässigbar geringe Temperaturabhängigkeit aufweisen. Bei einem alternativen Ausführungsbeisplel können jedoch auch diese Widerstände temperaturkompensiert werden.Furthermore, in one step 36 in the manufacture of the controller 1 a linear temperature coefficient α 1 of about 4 · 10 -3 K -1 in the memory 10 which is information about a temperature dependence of the line resistances R C1 , R C2 . In this embodiment, only the connecting cables made of copper are temperature compensated, since by a suitable choice of material, the internal resistance R and the contact resistance R B have a relation to the line resistances R C1 , R C2 negligibly low temperature dependence. In an alternative Ausführungsbeisplel but also these resistors can be temperature compensated.

Die 4 zeigt ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zum Betreiben der Steuerung 1, bei dem mit der Stromauswerteeinrichtung 6 die Bestromung der Startvorrichtung 2 über den Strompfad 3 ausgewertet wird. Dazu wird schließlich in einem Schritt 46 die Gesamtstromstärke bei der Bestromung des Strompfads 3 aus der Summe der Stromstärken bei der Bestromung der parallel geschalteten Strompfade 3a, 3b, 3c berechnet. Die nachfolgend erläuterten Schritte 40 bis 45, die zeitlich vor dem Schritt 46 erfolgen, sind exemplarisch nur für den Strompfad 3a erläutert und werden jeweils entsprechend auch für die Strompfade 3b und 3c ausgeführt.The 4 shows a flowchart with steps of a method for operating the controller 1 in which with the current evaluation device 6 the energization of the starting device 2 over the current path 3 is evaluated. This will eventually be done in one step 46 the total current when energizing the current path 3 from the sum of the current intensities during the energization of the parallel-connected current paths 3a . 3b . 3c calculated. The steps explained below 40 to 45 , which is before the step 46 are exemplary, only for the current path 3a explained and are respectively accordingly for the current paths 3b and 3c executed.

In einem Schritt 40 wird die über dem Widerstandselement 4a, also insbesondere über dem Widerstandswert Rkal, abfallende Spannung ΔU mit dem AD-Wandler 25 gemessen. Dabei wird mit dem AD Wandler 25 eine Spannung ΔU' erfasst, die der Differenz der Teilspannungen U1' und U2' der Spannungsteiler 24a, 24b entspricht. Die Teilspannungen U1', U2' sind dabei durch ein Widerstandsverhältnis der Widerstände R11, R12 und R21, R22 der Spannungsteiler 24a, 24b sowie durch die über dem Widerstandswert Rkal abfallende Spannung ΔU, nämlich der Differenz der Spannungen U1, U2, definiert. Dementsprechend wird durch das Computerprogrammprodukt in dem Mikrocomputer 9 die über dem Widerstandswert Rkal, abfallende Spannung ΔU gemäß der folgenden Formel bestimmt:

Figure 00150001
In one step 40 becomes the over the resistance element 4a , So in particular over the resistance value R kal , falling voltage .DELTA.U with the AD converter 25 measured. It is with the AD converter 25 a voltage .DELTA.U 'detected, the difference of the partial voltages U 1 ' and U 2 'of the voltage divider 24a . 24b equivalent. The partial voltages U 1 ', U 2 ' are by a resistance ratio of the resistors R 11 , R 12 and R 21 , R 22 of the voltage divider 24a . 24b and defined by the above the resistance R kal falling voltage .DELTA.U, namely the difference of the voltages U 1 , U 2 . Accordingly, the computer program product in the microcomputer 9 the voltage ΔU dropping above the resistance R kal , determined according to the following formula:
Figure 00150001

In einem Schritt 41 wird von dem Mikrocomputer 9 der kalibrierte Widerstandswert Rkal, der insbesondere den Innenwiderstand R, die Leitungswiderstände RC1, RC2 und den Kontaktwiderstand RB berücksichtigt, aus dem Speicher 10 ausgelesen.In one step 41 is from the microcomputer 9 the calibrated resistance R kal , taking into account in particular the internal resistance R, the line resistances R C1 , R C2 and the contact resistance R B , from the memory 10 read.

In einem Schritt 42 wird auch der Temperaturkoeffizient α1, der die Temperaturabhängigkeit der Leitungswiderstände RC1, RC2 beschreibt, aus dem Speicher 10 ausgelesen.In one step 42 Also, the temperature coefficient α 1 , which describes the temperature dependence of the line resistances R C1 , R C2 , from the memory 10 read.

In einem Schritt 43 wird eine Temperatur T der Steuerung 1, insbesondere der Anschlussleitungen, mittels des Temperatursensors 26 erfasst, um in einem Schritt 44 den Widerstandwert Rkal in Abhängigkeit von der Temperatur T durch eine Temperaturkompensation der Leitungswiderstände RC1, RC2 zu korrigieren, und zwar indem Korrekturterme ΔRC1, ΔRC2 folgendermaßen berechnet werden: ARC1(T) = RC1·α1(T – Tkal) ΔRC2(T) = RC2·α1·(T – Tkal) In one step 43 becomes a temperature T of the controller 1 , in particular the connecting lines, by means of the temperature sensor 26 captured in one step 44 to correct the resistance value R kal as a function of the temperature T by a temperature compensation of the line resistances R C1 , R C2 , by calculating correction terms ΔR C1 , ΔR C2 as follows: AR C1 (T) = R C1 * α 1 (T - T kal ) ΔR C2 (T) = R C2 · α 1 · (T - T cal )

Schließlich wird in einem Schritt 45 die Stromstärke I bei der Bestromung des Strompfads 3a aus dem kalibrierten Widerstandswert Rkal, den Korrekturtermen ΔRC1, ΔRC2 Für die Temperaturkompensation und der Spannung ΔU berechnet:

Figure 00150002
Finally, in one step 45 the current I during the energization of the current path 3a calculated from the calibrated resistance R kal , the correction terms ΔR C1 , ΔR C2 For the temperature compensation and the voltage ΔU:
Figure 00150002

Die zuvor gezeigten Verfahrensschritte können auch in einer abweichenden Reihenfolge ausgeführt werden, wobei beispielsweise die Schritte 41 bis 43 auch vor den Schritten 40 und 41 ausgeführt werden können. Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerischen Darstellungen für die Erfindung als Wesentlich verwiesen.The method steps shown above can also be carried out in a different order, wherein, for example, the steps 41 to 43 also before the steps 40 and 41 can be executed. All figures show only schematic not to scale representations. In addition, reference is made in particular to the drawings for the invention as essential.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005021227 A1 [0003] DE 102005021227 A1 [0003]

Claims (15)

Steuerung (1) für eine Hochstromvorrichtung (2), insbesondere für eine Startvorrichtung (2) einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei die Steuerung (1) mit einem Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) zur Bestromung der Hochstromvorrichtung (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) mit einer Stromauswerteeinrichtung (6) zur Auswertung der Bestromung über den Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) ausgebildet ist.Control ( 1 ) for a high current device ( 2 ), in particular for a starting device ( 2 ) of an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the controller ( 1 ) with a current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) for energizing the high current device ( 2 ), characterized in that the controller ( 1 ) with a current evaluation device ( 6 ) for evaluating the current supply via the current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) is trained. Steuerung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) mit einem Widerstandselement (4a, 4b, 4c) ausgebildet ist und dass die Stromauswerteeinrichtung (6) eine Spannungsmesseinrichtung (24a, 24b, 25) und eine Berechnungseinrichtung (9, 10) umfasst.Control ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) with a resistive element ( 4a . 4b . 4c ) and that the current evaluation device ( 6 ) a voltage measuring device ( 24a . 24b . 25 ) and a calculation device ( 9 . 10 ). Steuerung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstandswert (Rkal) einen Innenwiderstand (R) des Widerstandselements (4a, 4b, 4c), einen Leitungswiderstand (RC1, RC2) zumindest einer Anschlussleitung des Widerstandselements (4a, 4b, 4c) und einen Kontaktwiderstand (RB) zumindest einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Widerstandselement (4a, 4b, 4c) und der Anschlussleitung umfasst.Control ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a resistance value (R kal ) an internal resistance (R) of the resistive element ( 4a . 4b . 4c ), a line resistance (R C1 , R C2 ) of at least one connecting line of the resistance element ( 4a . 4b . 4c ) and a contact resistance (R B ) at least one electrical contact between the resistance element ( 4a . 4b . 4c ) and the connection line. Steuerung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert (R) als ein kalibrierter Wert ausgebildet ist, der durch eine Kalibration mit einem definierten Prüfstrom (Ikal) innerhalb des Strompfads (3, 3a, 3b, 3c) der Steuerung (1) ermittelbar ist.Control ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the resistance value (R) is formed as a calibrated value obtained by calibration with a defined test current (I kal ) within the current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) of the controller ( 1 ) can be determined. Steuerung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1), insbesondere die Berechnungseinrichtung (9, 10), einen Mikrocomputer (9) mit einem Speicher (10) aufweist und der Widerstandswert (R) in dem Speicher (10) gespeichert ist.Control ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the controller ( 1 ), in particular the calculation device ( 9 . 10 ), a microcomputer ( 9 ) with a memory ( 10 ) and the resistance value (R) in the memory ( 10 ) is stored. Steuerung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsmesseinrichtung (24a, 24b, 25) zwei Spannungsteiler (24a, 24b) gegen ein gemeinsames Potenzial, insbesondere gegen Masse, umfasst, wobei die Spannungsteiler (24a, 24b) in einer Schaltungsanordnung beidseitig des Widerstandselements (4a, 4b, 4c) angeordnet sind.Control ( 1 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the tension measuring device ( 24a . 24b . 25 ) two voltage dividers ( 24a . 24b ) against a common potential, in particular to ground, wherein the voltage dividers ( 24a . 24b ) in a circuit arrangement on both sides of the resistive element ( 4a . 4b . 4c ) are arranged. Steuerung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) eine Temperaturerfassungseinrichtung (26) für eine Temperatur (T) der Steuerung (1), insbesondere des Widerstandselements (4a, 4b, 4c) oder einer Anschlussleitung des Widerstandselements (4a, 4b, 4c), aufweist und die Berechnungseinrichtung (9, 10) für eine Korrektur des Widerstandwertes (Rkal) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) ausgebildet ist.Control ( 1 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the controller ( 1 ) a temperature detection device ( 26 ) for a temperature (T) of the controller ( 1 ), in particular the resistance element ( 4a . 4b . 4c ) or a connecting line of the resistive element ( 4a . 4b . 4c ) and the calculation device ( 9 . 10 ) for a correction of the resistance value (R kal ) in dependence on the temperature (T) is formed. Verfahren zur Herstellung einer Steuerung (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, für eine Hochstromvorrichtung (2), insbesondere für eine Startvorrichtung (2) einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei die Steuerung (1) mit einem Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) zur Bestromung der Hochstromvorrichtung (2) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) mit einer Stromauswerteeinrichtung (6) zur Auswertung der Bestromung über den Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) ausgebildet wird.Method for producing a controller ( 1 ), in particular according to one of claims 1 to 7, for a high-current device ( 2 ), in particular for a starting device ( 2 ) of an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the controller ( 1 ) with a current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) for energizing the high current device ( 2 ), characterized in that the controller ( 1 ) with a current evaluation device ( 6 ) for evaluating the current supply via the current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) is formed. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstandswert (Rkal), der einen Innenwiderstand (R) eines Widerstandselements (4a, 4b, 4c), einen Leitungswiderstand (RC1, RC2) zumindest einer Anschlussleitung des Widerstandselements (4a, 4b, 4c) und einen Kontaktwiderstand (RB) zumindest einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem Widerstandselement (4a, 4b, 4c) und der Anschlussleistung umfasst, in dem Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) kalibriert wird, indem der Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) mit einem definierten Prüfstrom (1) beaufschlagt wird, eine über dem zu kalibrierenden Widerstandswert (Rkal) abfallende Spannung (ΔUkal) gemessen wird und der Widerstandswert (Rkal) aus dem definierten Prüfstrom (Ikal) und der gemessenen Spannung (ΔUkal) berechnet wird.A method according to claim 8, characterized in that a resistance value (R kal ), an internal resistance (R) of a resistive element ( 4a . 4b . 4c ), a line resistance (R C1 , R C2 ) of at least one connecting line of the resistance element ( 4a . 4b . 4c ) and a contact resistance (R B ) at least one electrical contact between the resistance element ( 4a . 4b . 4c ) and the connected load, in the current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) is calibrated by changing the current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) with a defined test current ( 1 ) Is applied, a voltage drop across the (to be calibrated resistance value R cal) Voltage (.DELTA.U kal) is measured and the resistance value (R cal) from the defined test current (I cal) and the measured voltage (.DELTA.U kal) is calculated. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) einen Mikrocomputer (9) mit einem Speicher (10) aufweist und der kalibrierte Widerstandswert (Rkal) in dem Speicher (10) gespeichert wird.Method according to claim 9, characterized in that the controller ( 1 ) a microcomputer ( 9 ) with a memory ( 10 ) and the calibrated resistance value (R kal ) in the memory ( 10 ) is stored. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Information über eine Temperaturabhängigkeit des Widerstandswertes (Rkal), insbesondere zumindest eines Leitungswiderstandes (RC1, RC2) einer Anschlussleistung des Widerstandselements (4a, 4b, 4c), in dem Speicher (10) gespeichert wird.A method according to claim 9 or 10, characterized in that information about a temperature dependence of the resistance value (R kal ), in particular at least one line resistance (R C1 , R C2 ) of a connected load of the resistive element ( 4a . 4b . 4c ), in the memory ( 10 ) is stored. Verfahren zum Betreiben einer Steuerung (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, für eine Hochstromvorrichtung (2), insbesondere für eine Startvorrichtung (2) einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei die Steuerung (1) mit einem Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) zur Bestromung der Hochstromvorrichtung (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Stromauswerteeinrichtung (6) die Bestromung der Hochstromvorrichtung (2) über den Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) ausgewertet wird.Method for operating a controller ( 1 ), in particular according to one of claims 1 to 7, for a high-current device ( 2 ), in particular for a starting device ( 2 ) of an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the controller ( 1 ) with a current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) for energizing the high current device ( 2 ), characterized in that with a current evaluation device ( 6 ) the energization of the high current device ( 2 ) over the current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) is evaluated. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Strompfad (3, 3a, 3b, 3c) mit einem Widerstandselement (4a, 4b, 4c) für einen Widerstandwert (Rkal) ausgebildet ist und dass mit einer Spannungsmesseinrichtung (24a, 24b, 25) der Stromauswerteeinrichtung (6) eine über dem Widerstandswert (Rkal) abfallende Spannung (ΔU) gemessen wird und mit einer Berechnungseinrichtung (9, 10) der Stromauswerteeinrichtung (6) die Bestromung aus dem Widerstandswert (Rkal) und der Spannung (ΔU) berechnet wird, wobei insbesondere der Widerstandswert (Rkal) aus einem Speicher (10) eines Mikrocomputers (9) ausgelesen wird.Method according to claim 12, characterized in that the current path ( 3 . 3a . 3b . 3c ) with a resistance element ( 4a . 4b . 4c ) is designed for a resistance value (R kal ) and that with a voltage measuring device ( 24a . 24b . 25 ) of the current evaluation device ( 6 ), a voltage (ΔU) dropping above the resistance value (R kal ) is measured, and with a calculation device ( 9 . 10 ) of the current evaluation device ( 6 ) the current flow is calculated from the resistance value (R kal ) and the voltage (ΔU), wherein in particular the resistance value (R kal ) is calculated from a memory ( 10 ) of a microcomputer ( 9 ) is read out. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Temperaturerfassungseinrichtung (26) eine Temperatur (T) der Steuerung (1), insbesondere einer Anschlussleitung des Widerstandselements (4a, 4b, 4c), erfasst wird und, insbesondere mit der Berechnungseinrichtung (9, 10), der Widerstandwert (Rkal) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) korrigiert wird.Method according to claim 13, characterized in that a temperature detection device ( 26 ) a temperature (T) of the controller ( 1 ), in particular a connecting line of the resistive element ( 4a . 4b . 4c ), and, in particular with the calculation device ( 9 . 10 ), the resistance value (R kal ) is corrected as a function of the temperature (T). Computerprogrammprodukt, das in einem Programmspeicher mit Programmbefehlen Iadbar ist, um die Schritte eines Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 14 auszuführen, wenn das Programm in einer Steuerung (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ausgeführt wird.Computer program product, which is in a program memory with program instructions Iadbar, for carrying out the steps of a method according to at least one of claims 8 to 14, when the program is stored in a controller ( 1 ), in particular according to one of claims 1 to 7, is executed.
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DE102005021227A1 (en) 2005-05-09 2006-11-16 Robert Bosch Gmbh Starting device for internal combustion engines in motor vehicles

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