DE102009046796A1

DE102009046796A1 - Circuit arrangement for starting device for starting internal combustion engine, particularly motor vehicle, has electrical machine, particularly starter motor and current limiting device for current limitation of electrical machine

Info

Publication number: DE102009046796A1
Application number: DE102009046796A
Authority: DE
Inventors: Karl-Otto Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-19

Abstract

The circuit arrangement (1) has an electrical machine, particularly a starter motor (2) and a current limiting device (5) for a current limitation of the electrical machine. The circuit arrangement has a circuit device (6) for varying the current limitation for a defined, limited start-up current. An independent claim is also included for a method for operating a circuit arrangement.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Startermotor, und mit einer Strombegrenzungsvorrichtung für eine Strombegrenzung der elektrischen Maschine.The invention relates to a circuit arrangement for a starting device for starting an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with an electric machine, in particular a starter motor, and with a current limiting device for a current limiting of the electric machine.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Schaltungsanordnung, wobei die Schaltungsanordnung eine elektrische Maschine, insbesondere einen Startermotor, und eine Strombegrenzungsvorrichtung für eine Strombegrenzung der elektrischen Maschine umfasst.The invention further relates to a starting device for starting an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a circuit arrangement, wherein the circuit arrangement comprises an electric machine, in particular a starter motor, and a current limiting device for a current limiting of the electric machine.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung für eine Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Startermotor, wobei mit einer Strombegrenzungsvorrichtung ein Strom der elektrischen Maschine begrenzt wird.The invention also relates to a method for operating a circuit arrangement for a starting device for starting an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with an electric machine, in particular a starter motor, wherein a current of the electric machine is limited by a current limiting device.

Es ist bekannt eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit einer Startvorrichtung zu starten, die einen Starter für die Brennkraftmaschine umfasst, der herkömmlich auch Anlasser genannt wird. Starter umfassen im Wesentlichen eine elektrische Maschine, den sogenannten Startermotor, mit einem vorgeschalteten Planeten- oder Stirnradgetriebe und einer Ausrückvorrichtung, mit der ein Ritzel des Starters in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt wird, und zwar mit Hilfe der Kraft eines Starterrelais, dessen Relaisanker über einen Hebel der Ausrückvorrichtung mit einer Einspureinheit verbunden ist, die das Ritzel und einen Freilauf aufweist.It is known to start an internal combustion engine in a motor vehicle with a starting device, which comprises a starter for the internal combustion engine, which is also conventionally called a starter. Starters essentially comprise an electric machine, the so-called starter motor, with an upstream planetary or spur gear and a release device with which a pinion of the starter is meshed with a ring gear of the internal combustion engine, with the aid of the power of a starter relay whose relay armature via a Lever of the release device is connected to a Einspureinheit having the pinion and a freewheel.

Zum Starten der Brennkraftmaschine wird, beispielsweise über einen Schalter des Zündschlosses, die Startvorrichtung bestromt, wobei das Starterrelais bestromt wird, sodass der Relaisanker eingezogen und das Ritzel über eine Umlenkung mittels des Hebels in den Zahnkranz geschoben wird. Sind dabei der Relaisanker, also auch das Ritzel, hinreichend weit eingezogen beziehungsweise eingeschoben, schaltet der Relaisanker eine Kontaktbrücke zur Bestromung des Startermotors, sodass dieser andreht und das Ritzel über ein Steilgewinde in eine Endposition einspurt. So wird die Brennkraftmaschine zum Starten über das Ritzel und den Zahnkranz mit dem Startermotor angedreht, wobei der Startermotor über den Freilauf entkoppelt wird, sobald die Brennkraftmaschine selbsttätig läuft, das Ritzel jedoch noch im Zahnkranz eingespurt ist. Anschließend, beispielsweise durch Öffnen des Schalters des Zündschlosses, wird die Bestromung des Starterrelais unterbrochen, sodass die Kontaktbrücke getrennt wird, folglich die Bestromung des Startermotors unterbrochen wird, dieser ausläuft und außerdem der Relaisanker durch eine Relaisankerrückstellfeder in eine Ausgangsposition zurückbewegt wird, sodass auch das Ritzel aus dem Zahnkranz ausgespurt und in eine Ausgangsposition bewegt wird.To start the internal combustion engine, the starting device is energized, for example via a switch of the ignition, the starter relay is energized, so that the relay armature retracted and the pinion is pushed over a deflection by means of the lever in the sprocket. If the relay armature, including the pinion, is sufficiently retracted or inserted, the relay armature switches a contact bridge to energize the starter motor so that it rotates and spins the pinion over a coarse thread into an end position. Thus, the internal combustion engine is started to start via the pinion and the ring gear with the starter motor, the starter motor is decoupled via the freewheel, as soon as the engine is running automatically, but the pinion is still meshed in the ring gear. Then, for example, by opening the switch of the ignition, the energization of the starter relay is interrupted, so that the contact bridge is disconnected, thus the energization of the starter motor is interrupted, this expires and also the relay armature is moved back by a Relaisankerrückstellfeder to a starting position, so that the pinion spoked out of the sprocket and moved to a starting position.

Zum Andrehen, insbesondere zu Beginn des Andrehens, der Brennkraftmaschine wird ein hohes Moment benötigt. Das Moment ist vom Motoröl abhängig, dessen Zähigkeit bei niedrigen Umgebungstemperaturen zunimmt und somit das erforderliche Moment ebenfalls steigt. Ein Startvorgang soll bis mindestens –30°C erfolgreich durchführbar sein, deshalb sind sehr große Momente an der Kurbelwelle erforderlich. Ferner wird das Moment zu Beginn des Andrehens durch Haftreibung in Lagern und Laufbuchsen und große zu bewegende Massen, insbesondere der Kolben und Pleuel, noch erhöht.To crank, especially at the beginning of Andrehens, the internal combustion engine, a high torque is required. The moment depends on the engine oil, whose toughness at low ambient temperatures increases and thus the required moment also increases. A starting process should be successfully carried out to at least -30 ° C, therefore very large moments on the crankshaft are required. Furthermore, the moment at the beginning of Andrehens by stiction in bearings and liners and large masses to be moved, in particular the piston and connecting rod, is still increased.

Ein hohes Moment erfordert an der elektrischen Maschine einen hohen Strom, und zwar insbesondere einen hohen Kurzschlussstrom, der zwischen dem Beginn der Bestromung und dem tatsächlichen Andrehen der elektrischen Maschine fließt, und der beispielsweise bei einem Startermotor bis zu 1000 A betragen kann. Dies hat einen Spannungseinbruch, insbesondere eines batteriegespeisten Bordnetzes, zur Folge, wobei beispielsweise eine Bordnetzspannung von ca. 12 V auf ca. 6 V oder niedriger einbricht, sodass weitere elektrische Bordnetzverbraucher, beispielsweise ein Steuergerät, eine Kraftstoffpumpe oder Scheinwerfer, nicht mehr ausreichend versorgt werden könnten.A high torque requires a high current to the electric machine, in particular a high short-circuit current, which flows between the beginning of the energization and the actual turning of the electric machine, and which can be up to 1000 A, for example, in a starter motor. This has a voltage dip, in particular a battery-powered on-board network, with the result, for example, a vehicle electrical system voltage of about 12 V to about 6 V or lower, so that further electrical system consumers, such as a controller, a fuel pump or headlights, are no longer adequately supplied could.

Besonders bei einem Start-Stopp-Betrieb der Brennkraftmaschine, also wenn die Brennkraftmaschine für einen kurzen Halt des Fahrzeugs, beispielsweise an einer roten Ampel, ausgeschaltet und für eine Weiterfahrt wiedergestartet wird, sind die elektrischen Bordnetzverbraucher in der Regel eingeschaltet und können aufgrund des Spannungseinbruchs versagen.Especially in a start-stop operation of the internal combustion engine, so when the engine is turned off for a short stop of the vehicle, for example at a red light, and restarted for further travel, the electrical system consumers are usually turned on and can fail due to the voltage drop ,

Die DE 103 17 466 A1 beschreibt eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die zur Strombegrenzung einen elektrischen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten im Hauptstrompfad eines elektrischen Startermotors aufweist.The DE 103 17 466 A1 describes a starting device for an internal combustion engine, which has an electrical resistance with a negative temperature coefficient in the main current path of an electric starter motor for current limiting.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Schaltungsanordnung, eine Startvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein Spannungseinbruch beim Starten der Brennkraftmaschine reduziert wird.It is an object of the invention to provide a circuit arrangement, a starting device and a method for operating the circuit arrangement of the type mentioned in such a way that a voltage drop when starting the internal combustion engine is reduced.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1, 7 und 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the subject matter of claims 1, 7 and 8. The dependent claims define preferred embodiments of the invention.

Es ist ein Gedanke der Erfindung, dass die Schaltungsanordnung eine Schaltvorrichtung zum Variieren der Strombegrenzung für einen definierten, begrenzten Einschaltstrom der elektrischen Maschine umfasst. Dementsprechend wird erfindungsgemäß eine Begrenzung des Stroms der elektrischen Maschine mit der Schaltvorrichtung für den definierten, begrenzten Einschaltstrom variiert. Die Aufgabe wird auch durch eine Startvorrichtung, die insbesondere die zuvor genannte Schaltungsanordnung aufweist, dadurch gelöst, dass die Schaltungsanordnung eine Schaltvorrichtung zum Variieren der Strombegrenzung für einen definierten, begrenzten Einschaltstrom umfasst. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich also sowohl auf die Schaltungsanordnung als auch auf die Startvorrichtung mit der Schaltungsanordnung. Insbesondere in einem mit einer Batterie gespeisten Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, ist ein, insbesondere maximaler, Spannungseinbruch beim Betrieb der elektrischen Maschine im Wesentlichen bestimmt durch eine Energiequelle, beispielsweise durch eine Baugröße oder einen Ladezustand der Batterie, durch einen ohmschen Widerstand der elektrischen Maschine, beispielsweise einen Ankerwiderstand, durch einen Spannungsabfall an einer Kommutierung der elektrischen Maschine, beispielsweise an Kohlebürsten, und durch einen Spannungsabfall an Zuleitungen. Mit zunehmender Drehzahl der elektrischen Maschine reduziert eine induzierte Spannung den Strom der elektrischen Maschine zunehmend und damit auch den Spannungseinbruch. Durch den definierten, begrenzten Einschaltstrom lässt sich der Spannungseinbruch auch dann reduzieren oder auch auf einen definierten Bereich begrenzen, falls die elektrische Maschine sich unmittelbar nach dem Beginn der Bestromung noch nicht oder nur mit geringer Drehzahl dreht.It is an idea of the invention that the circuit arrangement comprises a switching device for varying the current limit for a defined, limited inrush current of the electrical machine. Accordingly, according to the invention, a limitation of the current of the electric machine is varied with the switching device for the defined, limited inrush current. The object is also achieved by a starting device, which in particular has the aforementioned circuit arrangement, characterized in that the circuit arrangement comprises a switching device for varying the current limit for a defined, limited inrush current. The following description therefore relates both to the circuit arrangement and to the starting device with the circuit arrangement. In particular, in a powered with a battery electrical system of a motor vehicle, is a, in particular maximum, voltage drop during operation of the electric machine essentially determined by an energy source, for example, by a size or a state of charge of the battery, by an ohmic resistance of the electric machine, such as a Anchor resistance, by a voltage drop at a commutation of the electric machine, for example on carbon brushes, and by a voltage drop at supply lines. As the speed of the electrical machine increases, an induced voltage increasingly reduces the current of the electrical machine and thus also the voltage dip. Due to the defined, limited inrush current, the voltage dip can be reduced or limited even to a defined range, if the electric machine is not rotating immediately after the beginning of the energization or only at low speed.

Vorzugsweise wird die Strombegrenzung mit der Schaltvorrichtung nur während einer Andrehphase der elektrischen Maschine für den definierten Einschaltstrom variiert. Nach der Andrehphase kann die Strombegrenzung mit der Strombegrenzungsvorrichtung so variiert werden, dass sie gemindert oder sogar aufgehoben wird, da, wie zuvor beschrieben, die induzierte Spannung dem Spannungseinbruch entgegenwirkt. So lässt sich die elektrische Leistung der elektrischen Maschine nach der Andrehphase erhöhen, insbesondere maximieren, und ein Einfluss auf einen Wirkungsgrad der elektrischen Maschine reduzieren. Außerdem wird eine Verlustleistung der Strombegrenzungsvorrichtung beim Betrieb der elektrischen Maschine reduziert. Ferner kann so beim Starten der Brennkraftmaschine in jeder Phase, insbesondere während der Andrehphase und einer daran anschließenden Betriebsphase der elektrischen Maschine, eine bestimmte Spannungsstabilität erzielt werden, und zwar insbesondere ohne unerwünscht hohe Spannungsschwankungen aufgrund des Spannungseinbruchs.Preferably, the current limit is varied with the switching device only during a cranking phase of the electric machine for the defined inrush current. After the start-up phase, the current limit can be varied with the current limiting device so that it is reduced or even canceled, since, as described above, the induced voltage counteracts the voltage dip. Thus, the electric power of the electric machine can be increased after the starting phase, in particular maximize, and reduce an influence on an efficiency of the electric machine. In addition, a power loss of the current limiting device is reduced during operation of the electrical machine. Further, when starting the internal combustion engine in each phase, in particular during the starting phase and an adjoining phase of operation of the electric machine, a certain voltage stability can be achieved, in particular without undesirably high voltage fluctuations due to the voltage drop.

Die Andrehphase bezeichnet einen Zeitraum vom Beginn der Bestromung der elektrischen Maschine bis zu einem Zeitpunkt, der durch eine Drehbewegung der elektrischen Maschine definiert ist, die letztendlich die induzierte Spannung bewirkt. So kann das Ende der Andrehphase durch das Erreichen einer Mindestdrehzahl der elektrischen Maschine definiert sein. Vorzugsweise ist das Ende der Andrehphase durch den Beginn der Drehbewegung der elektrischen Maschine definiert, sodass die Andrehphase einen Zeitraum eines maximalen Spannungseinbruchs beschreibt, bei dem ohne Strombegrenzung ein maximaler Strom, nämlich ein so genannter Kurzschlussstrom, durch die (noch) stillstehende elektrische Maschine fließen würde.The cranking phase refers to a period from the beginning of the energization of the electric machine to a time that is defined by a rotational movement of the electric machine, which ultimately causes the induced voltage. Thus, the end of the cranking phase can be defined by reaching a minimum speed of the electric machine. Preferably, the end of the starting phase is defined by the beginning of the rotational movement of the electric machine, so that the starting phase describes a period of maximum voltage dip, in which would flow without current limit, a maximum current, namely a so-called short-circuit current through the (still) stationary electric machine ,

Die elektrische Maschine kann in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein, das insbesondere ein Bordnetz umfasst, das mit einer Batterie gespeist ist. Durch Variieren der Strombegrenzung von der Strombegrenzungsvorrichtung für einen definierten, begrenzten Einschaltstrom lässt sich ein stabiles Bordnetz ohne unerwünschte Spannungsschwankungen realisieren, wobei insbesondere ein Spannungseinbruch des Bordnetzes so begrenzt wird, dass elektrische Bordnetzverbraucher auch während eines Betriebs der elektrischen Maschine, und zwar insbesondere beim Andrehen, sicher und zuverlässig betrieben werden können.The electric machine can be arranged in a motor vehicle, which in particular comprises a vehicle electrical system which is supplied with a battery. By varying the current limiting of the current limiting device for a defined, limited inrush current can be a stable electrical system without unwanted voltage fluctuations realize, in particular a voltage dip of the electrical system is limited so that electrical board consumers even during operation of the electric machine, in particular when cranking, safe and reliable operation.

Vorzugsweise ist die elektrische Maschine als ein Startermotor zum Starten der Brennkraftmaschine ausgebildet. Wie zuvor beschrieben, benötigt der Startermotor einen hohen Strom für ein hohes Moment beim Starten der Brennkraftmaschine, sodass die zuvor und nachfolgend beschriebene Strombegrenzung für den Einschaltstrom besonders vorteilhaft ist.Preferably, the electric machine is designed as a starter motor for starting the internal combustion engine. As described above, the starter motor requires high current for a high torque when starting the engine, so that the current limit for the inrush current described above and below is particularly advantageous.

Ferner ist bevorzugt, dass die Schaltungsanordnung beziehungsweise auch die Startvorrichtung für einen Start-Stopp-Betrieb ausgebildet ist. Wie zuvor beschrieben, ist ein definierter, begrenzter Einschaltstrom besonders bei einem Start-Stopp-Betrieb vorteilhaft, da hier bei einem Warmstart, also einem Start der Brennkraftmaschine nach einer kurzen Haltephase, elektrische Bordnetzverbraucher in Betrieb sind, auf die sich der Spannungseinbruch auswirkt.It is further preferred that the circuit arrangement or also the starting device is designed for a start-stop operation. As described above, a defined, limited inrush current is advantageous, in particular in a start-stop mode, since in a warm start, ie a start of the internal combustion engine after a short holding phase, electrical system consumers are in operation, to which the voltage drop has an effect.

Die Strombegrenzungsvorrichtung kann ein strombegrenzendes Element, insbesondere ein Widerstandselement, umfassen, das vorzugsweise kostengünstig als ohmscher Widerstand realisiert ist. Das strombegrenzende Element kann dabei in Reihe zu der elektrischen Maschine geschaltet sein und ermöglicht bei geringem Schaltungsaufwand eine ressourcenschonende und kostengünstige Strombegrenzung der elektrischen Maschine, wobei das Widerstandselement insbesondere als einfacher ohmscher Widerstand ausgebildet sein kann, also insbesondere nicht als Heiß- oder Kaltleiter, so genannte NTC- beziehungsweise PTC-Widerstände.The current limiting device may comprise a current-limiting element, in particular a resistance element, which preferably is realized inexpensively as an ohmic resistance. The current-limiting element can be connected in series with the electric machine and allows for low circuit complexity resource-saving and cost-effective current limitation of the electric machine, wherein the resistance element can be designed in particular as a simple ohmic resistance, ie in particular not as a hot or cold conductor, so-called NTC or PTC resistors.

Das strombegrenzende Element kann als Leitungswiderstand, insbesondere der elektrischen Versorgungsleitung der elektrischen Maschine, ausgebildet sein, wobei ein bestimmter ohmscher Widerstandswert durch eine geeignete Wahl eines Leitungsmaterials, einer Leitungslänge und/oder auch eines Leitungsquerschnitts definierbar ist, um den definierten, begrenzten Einschaltstrom zu realisieren. Außerdem lassen sich so ein Kosten- und Montageaufwand reduzieren.The current-limiting element can be formed as a line resistance, in particular the electrical supply line of the electrical machine, wherein a certain ohmic resistance value can be defined by a suitable choice of a line material, a line length and / or a line cross section to realize the defined, limited inrush current. In addition, such a cost and installation costs can be reduced.

Das strombegrenzende Element kann ferner als ein diskretes Widerstandselement ausgebildet sein. Solche Widerstandselemente sind in zahlreichen Ausführungsformen, insbesondere bezüglich ihres Widerstandswertes und ihrer Strombelastbarkeit verfügbar und gestatten eine kostengünstige und ressourcenschonende Realisierung der Schaltungsanordnung.The current limiting element may further be formed as a discrete resistance element. Such resistance elements are available in numerous embodiments, in particular with regard to their resistance value and current carrying capacity, and allow a cost-effective and resource-saving realization of the circuit arrangement.

Die Strombegrenzungsvorrichtung, insbesondere das strombegrenzende Element, können in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, sodass sie, insbesondere für eine einfache Montage, leicht zugänglich sind. Vorzugsweise ist die Strombegrenzungsvorrichtung als Bestandteil eines Starters, also insbesondere als Bestandteil des Startermotors und/oder des Starterrelais, ausgebildet. Die Strombegrenzungsvorrichtung kann mit dem Starter, also insbesondere mit dem Startermotor oder dem Starterrelais, als eine vorgefertigte, insbesondere aufeinander abgestimmte, Baugruppe kostengünstig und ressourcenschonend hergestellt werden und einfach in eine Mehrzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeugsplattformen eingebaut werden. Im Übrigen kann die Strombegrenzungsvorrichtung und/oder die Schaltvorrichtung räumlich im Bereich der Kommutierung, beispielsweise der Kohlebürsten, der elektrischen Maschine angeordnet sein, sodass sie platzsparend im Bereich einer ohnehin vorhandenen elektrischen Zuleitung angeordnet ist.The current-limiting device, in particular the current-limiting element, can be arranged in an engine compartment of the motor vehicle, so that they are easily accessible, in particular for simple assembly. Preferably, the current limiting device as a component of a starter, ie in particular as part of the starter motor and / or the starter relay is formed. The current limiting device can be produced inexpensively and in a resource-saving manner with the starter, that is to say in particular with the starter motor or the starter relay, as a prefabricated, in particular coordinated, module and can be easily installed in a plurality of different motor vehicle platforms. Incidentally, the current-limiting device and / or the switching device can be arranged spatially in the region of the commutation, for example the carbon brushes, of the electrical machine, so that it is arranged to save space in the area of an already existing electrical supply line.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung zum schaltbaren Überbrücken des strombegrenzenden Elements ausgebildet. So lässt sich die Strombegrenzung einfach und kostengünstig für den definierten, begrenzten Einschaltstrom variieren, indem die Bestromung der elektrischen Maschine für den Einschaltstrom über das strombegrenzende Element begrenzt wird und für einen maximalen Betriebsstrom das strombegrenzende Element mit der Schaltvorrichtung überbrückt wird.According to a preferred embodiment, the switching device is designed for switchable bridging of the current-limiting element. Thus, the current limit can be varied simply and cost-effectively for the defined, limited inrush current by limiting the current supply of the electrical machine for the inrush current via the current-limiting element and bridging the current-limiting element with the switching device for a maximum operating current.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Strombegrenzungsvorrichtung zumindest zwei parallel geschaltete Strompfade zum Bestromen der elektrischen Maschine und ist die Schaltvorrichtung zum schaltbaren Unterbrechen von zumindest einem der Strompfade ausgebildet. Dadurch lässt sich durch bloßes Schalten, nämlich beispielsweise mit einem einfachen, kostengünstigen Schalter in zumindest einem der Strompfade, die Bestromung der elektrischen Maschine, also insbesondere die Strombegrenzung für den definierten, begrenzten Einschaltstrom, variieren.According to a preferred embodiment, the current-limiting device comprises at least two current paths connected in parallel for energizing the electrical machine, and the switching device is designed to switchably interrupt at least one of the current paths. As a result, by merely switching, for example, with a simple, inexpensive switch in at least one of the current paths, the energization of the electrical machine, ie in particular the current limit for the defined, limited inrush current, vary.

Vorzugsweise ist dabei das strombegrenzende Element als ein Leitungswiderstand des Strompfads ausgebildet, sodass durch Variieren der Anzahl der jeweils unterbrochenen beziehungsweise bestromten Strompfade ein gesamter Leitungswiderstand der parallel geschalteten Strompfade und somit auch die Strombegrenzung einfach variierbar ist. Durch Unterbrechen eines Strompfades mittels der Schaltvorrichtung kann der Gesamtwiderstand erhöht und die Bestromung der elektrischen Maschine begrenzt werden, und zwar insbesondere auf den definierten, begrenzten Einschaltstrom. Außerdem kann durch Schließen eines Strompfads der gesamte Leitungswiderstand, also auch die Strombegrenzung, reduziert werden, um die Leistung der elektrischen Maschine zu erhöhen.Preferably, the current-limiting element is designed as a line resistance of the current path, so that by varying the number of each interrupted or energized current paths a total line resistance of the parallel-connected current paths and thus the current limit is easily varied. By interrupting a current path by means of the switching device, the total resistance can be increased and the current to the electric machine can be limited, in particular to the defined, limited inrush current. In addition, by closing a current path, the entire line resistance, thus also the current limit, can be reduced in order to increase the power of the electrical machine.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zum Starten der Brennkraftmaschine während der Anlaufphase zumindest ein Strompfad mit der Schaltvorrichtung unterbrochen und die elektrische Maschine über zumindest einen, vorzugsweise genau einen, Strompfad mit dem Einschaltstrom bestromt. Nach der Anlaufphase wird zumindest ein weiterer, paralleler Strompfad geschaltet, und zwar indem eine Unterbrechung des weiteren, parallel geschalteten Strompfads mit der Schaltvorrichtung aufgehoben wird, sodass also die Strombegrenzung durch den zumindest einen weiteren Strompfad für einen, insbesondere maximalen Betriebsstrom variiert wird, insbesondere um die elektrische Maschine mit maximaler Leistung zu betreiben.According to a preferred embodiment, at least one current path is interrupted with the switching device for starting the internal combustion engine during the start-up phase and the electric machine is energized via at least one, preferably exactly one, current path with the inrush current. After the start-up phase, at least one further, parallel current path is switched, namely by an interruption of the further, parallel-connected current path with the switching device is canceled, so that the current limit is varied by the at least one further current path for one, in particular maximum operating current, in particular order to operate the electric machine with maximum power.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schaltungsanordnung zumindest zwei Energiespeicher und ist die Schaltvorrichtung zum Trennen und Wiederverbinden von zumindest einem Energiespeicher mit der elektrischen Maschine ausgebildet. Ein solcher Energiespeicher kann beispielsweise als herkömmliche Blei-Säure-Batterie, als Leistungsbatterie oder als Kondensator ausgebildet sein. Der Spannungseinbruch im Bordnetz des Kraftfahrzeugs kann reduziert oder auch verhindert werden, indem das Bordnetz von einem der Energiespeicher mit elektrischer Leistung versorgt wird und die elektrische Maschine, insbesondere entkoppelt davon, mit einem weiteren Energiespeicher zum Starten der Brennkraftmaschine mit elektrischer Leistung versorgt wird. Dadurch stehen für die elektrische Maschine und weitere elektrische Bordnetzverbraucher unabhängige Energiespeicher zur Verfügung, sodass sich der Spannungseinbruch bei der Bestromung der elektrischen Maschine nicht auf die elektrischen Bordnetzverbraucher auswirkt. Außerdem kann mit einer Mehrzahl Energiespeicher ein gesamter Innenwiderstand der Energiespeicher und somit auch der Spannungseinbruch reduziert werden.According to a further embodiment, the circuit arrangement comprises at least two energy stores and the switching device is designed for disconnecting and reconnecting at least one energy store with the electric machine. Such an energy store may be designed, for example, as a conventional lead-acid battery, as a power battery or as a capacitor. The voltage dip in the electrical system of the Motor vehicle can be reduced or prevented by the electrical system is supplied by one of the energy storage with electrical power and the electric machine, in particular decoupled from it, is supplied with another energy storage for starting the internal combustion engine with electrical power. As a result, stand for the electrical machine and other electrical system consumers independent energy storage available, so that the voltage drop in the energization of the electric machine does not affect the electrical system consumers. In addition, can be reduced with a plurality of energy storage an entire internal resistance of the energy storage and thus the voltage dip.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bevorzugt, dass die elektrische Maschine während der Andrehphase von zumindest einem, vorzugsweise von genau einem, Energiespeicher gespeist wird, dass während der Andrehphase zumindest ein weiterer, vorzugsweise genau ein weiterer, Energiespeicher mittels der Schaltvorrichtung von der elektrischen Maschine getrennt ist und dass mit Ablauf der Andrehphase zumindest ein weiterer, vorzugsweise der eine weitere, Energiespeicher mittels der Schaltvorrichtung mit der elektrischen Maschine verbunden wird. Zum Variieren der Strombegrenzung können also eine unterschiedliche Anzahl Energiespeicher mittels der Schaltvorrichtung mit der elektrischen Maschine verbunden beziehungsweise getrennt werden, wobei die Strombegrenzung für den Einschaltstrom einfach durch Trennen einer bestimmten Anzahl von Energiespeichern von der elektrischen Maschine variierbar ist.According to a further embodiment, it is preferred that the electric machine is supplied during the cranking phase by at least one, preferably exactly one, energy store, that during the cranking phase at least one further, preferably exactly one, further energy store is separated from the electric machine by means of the switching device and that at the end of the cranking phase, at least one further, preferably the one further, energy store is connected to the electric machine by means of the switching device. To vary the current limit so a different number of energy storage means of the switching device with the electric machine can be connected or disconnected, the current limit for the inrush current is easily varied by separating a certain number of energy storage devices of the electric machine.

Die Schaltvorrichtung kann als ein herkömmliches Relais ausgebildet sein, das mit geringem Schaltungsaufwand ansteuerbar ist. Im Übrigen kann die Schaltvorrichtung als ein Halbleiterschalter, insbesondere als Leistungshalbleiter, beispielsweise als Transistor, vorzugsweise als Thyristor, ausgebildet sein, da Halbleiterschalter eine hohe Lebensdauer aufweisen und mit geringem Aufwand in eine vorhandene Bordelektronik integrierbar sind.The switching device can be designed as a conventional relay, which can be controlled with little circuit complexity. Incidentally, the switching device may be formed as a semiconductor switch, in particular as a power semiconductor, for example as a transistor, preferably as a thyristor, since semiconductor switches have a long life and can be integrated with little effort into an existing on-board electronics.

Es ist bevorzugt, dass die Schaltvorrichtung zeitabhängig angesteuert wird. Das Andrehen der elektrischen Maschine weist einen charakteristischen zeitlichen Verlauf auf, der im Wesentlichen durch eine konkrete Bauform der elektrischen Maschine, insbesondere der Startvorrichtung, und auch der Schaltungsanordnung bestimmt ist. Deshalb kann die Schaltvorrichtung einfach und kostengünstig mit einer Zeitsteuerung angesteuert werden, und zwar vorzugsweise in Abhängigkeit von der Dauer der Andrehphase.It is preferred that the switching device is driven in a time-dependent manner. The turning of the electric machine has a characteristic time course, which is essentially determined by a specific design of the electric machine, in particular the starting device, and also the circuit arrangement. Therefore, the switching device can be easily and inexpensively controlled with a timing, preferably depending on the duration of the Andrehphase.

Es ist ferner bevorzugt, dass die Schaltvorrichtung in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der elektrischen Maschine angesteuert wird. Der Betriebszustand, insbesondere die Andrehphase, lässt sich genau bestimmen, und zwar beispielsweise indem eine Drehzahl oder die induzierte Spannung der elektrischen Maschine erfasst wird. So lassen sich äußere Einflüsse berücksichtigen oder auch mit geringem Aufwand kompensieren. Solche Einflüsse, die insbesondere auch die Dauer der Andrehphase beeinflussen, sind beispielsweise eine Temperatur der elektrischen Maschine, da insbesondere eine magnetische Durchflutung temperaturabhängig ist, eine Reibung, insbesondere der Einspureinheit, die auch alterungsbedingt sein kann, eine gegenseitige Drehstellung oder ein gegenseitiger Abstand zwischen Ritzel und Zahnkranz, ein Verschleiß der Einspureinheit, insbesondere von Ritzel und Zahnkranz, ein Ladezustand des Energiespeichers, insbesondere der Batterie, und ein Widerstand in einem Ansteuerkreis, insbesondere Innen- beziehungsweise Leitungswiderstände des Energiespeichers, der Zuleitungen, der Strombegrenzungsvorrichtung, der Schaltvorrichtung oder weiterer Schaltkontakte.It is further preferred that the switching device is controlled in dependence on an operating state of the electric machine. The operating state, in particular the cranking phase, can be determined precisely, for example by detecting a rotational speed or the induced voltage of the electrical machine. In this way, external influences can be taken into account or even compensated with little effort. Such influences, which in particular also influence the duration of the staring phase, are, for example, a temperature of the electric machine, since in particular a magnetic flux is temperature-dependent, a friction, in particular the pick-up unit, which can also be due to aging, a mutual rotational position or a mutual distance between the pinion and sprocket, wear of Einspureinheit, in particular pinion and sprocket, a state of charge of the energy storage device, in particular the battery, and a resistor in a Ansteuerkreis, in particular internal or line resistances of the energy storage, the leads, the current limiting device, the switching device or other switching contacts.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schaltvorrichtung zwangsgesteuert ausgebildet, und zwar insbesondere mittels einer Thyristorschaltung, vorzugsweise in Kombination mit einem Kondensator. Durch die Zwangssteuerung kann die Schaltungsanordnung mit geringem Schaltungsaufwand und kostengünstig realisiert werden, auch ohne eine zusätzliche Steuerung oder Regelung, also insbesondere ohne Steuergerät. Dabei kann die Schaltvorrichtung zeitabhängig zwangsgesteuert sein, beispielsweise indem eine Schaltzeit oder einen Schaltverzögerung der Schaltvorrichtung im Wesentlichen der Dauer der Andrehphase entspricht. Dann kann die Schaltvorrichtung mit geringem Schaltungsaufwand zeitgleich mit dem Beginn der Andrehphase angesteuert werden, schaltet jedoch erst am Ende der Andrehphase. Die Schaltvorrichtung lässt sich über den Kondensator, insbesondere in Verbindung mit einem Widerstand, kostengünstig und mit geringem Schaltungsaufwand zeitabhängig zwangsgesteuert realisieren, beispielsweise indem der Kondensator zeitlich mit dem Beginn der Andrehphase bestromt wird, insbesondere über den Widerstand definiert aufgeladen wird, und die Schaltvorrichtung durch eine über dem Kondensator abfallende Spannung geschaltet wird. Die Schaltvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Thyristor, der durch eine Spannung, insbesondere die an dem Kondensator abfallende Spannung, zum Schalten der Schaltvorrichtung gezündet wird. Dabei ist vorteilhaft, dass der Thyristor so lange geschaltet bleibt, bis die Bestromung, insbesondere der elektrischen Maschine, unterbrochen wird, sodass sich die Schaltvorrichtung nach dem Starten der Brennkraftmaschine selbsttätig für einen weiteren Startvorgang rücksetzt oder auch eine Spannungsschwankung nicht unbeabsichtigt den Thyristor als Schalter öffnet.According to one embodiment, the switching device is positively controlled, in particular by means of a thyristor, preferably in combination with a capacitor. Due to the positive control, the circuit arrangement can be realized with little circuit complexity and cost, even without an additional control or regulation, ie in particular without a control unit. In this case, the switching device can be force-controlled in terms of time, for example by a switching time or a switching delay of the switching device substantially corresponding to the duration of the starting phase. Then, the switching device can be controlled with little circuit complexity at the same time with the beginning of Andrehphase, but only switches at the end of Andrehphase. The switching device can be realized on the capacitor, in particular in conjunction with a resistor, cost-effectively and with little circuit complexity dependent on time, for example by the capacitor is energized in time with the beginning of Andrehphase, in particular defined by the resistor is charged, and the switching device by a is switched across the capacitor falling voltage. The switching device preferably comprises a thyristor, which is ignited by a voltage, in particular the voltage drop across the capacitor, for switching the switching device. It is advantageous that the thyristor remains switched until the energization, in particular the electric machine, is interrupted, so that the switching device automatically resets after starting the engine for another boot process or a voltage fluctuation does not unintentionally open the thyristor as a switch ,

Die Schaltvorrichtung kann auch über eine Spannung, die insbesondere über der elektrischen Maschine abfällt, zwangsgesteuert ausgebildet sein. Da die über der elektrischen Maschine abfallende Spannung auch durch die induzierte Spannung bedingt ist, ist eine einfache Zwangssteuerung in Abhängigkeit von der Drehzahl der elektrischen Maschine realisierbar. The switching device can also be designed positively controlled by means of a voltage which drops in particular across the electric machine. Since the voltage drop across the electric machine is also due to the induced voltage, a simple positive control depending on the speed of the electric machine can be realized.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schaltungsanordnung eine Steuerung, die insbesondere dazu ausgebildet ist, einen Betriebszustand der elektrischen Maschine zu erfassen, und zwar insbesondere mittels einer Messleitung. So lassen sich in vorteilhafter Weise, wie zuvor erläutert, die äußeren Einflüsse berücksichtigen. Über die Messleitung lässt sich eine tatsächliche Information über den Betriebzustand der Maschine, insbesondere über die Bestromung oder die Drehzahl, erfassen, sodass keine aufwendigen oder fehlerbehafteten Modelle oder Kennfelder berücksichtigt werden müssen. Vorzugsweise ist die Steuerung mit einem Mikrocomputer und einem Speicher ausgebildet, sodass das später erläuterte Computerprogrammprodukt in der Steuerung ausführbar ist. Ferner kann die Steuerung ressourcenschonend als ein ohnehin in einem Kraftfahrzeug vorhandenes Steuergerät realisiert sein.According to a preferred embodiment, the circuit arrangement comprises a controller, which is in particular designed to detect an operating state of the electrical machine, in particular by means of a measuring line. Thus, the external influences can be considered in an advantageous manner, as explained above. Actual information about the operating state of the machine, in particular about the current supply or the rotational speed, can be recorded via the measuring line so that no elaborate or faulty models or characteristic maps have to be taken into account. Preferably, the controller is formed with a microcomputer and a memory, so that the later-explained computer program product is executable in the controller. Furthermore, the controller can be realized resource-saving as an existing anyway in a motor vehicle control unit.

Im Übrigen lässt sich eine zu erwartende Lebensdauer der elektrischen Maschine, insbesondere ein Kohleverschleiß, bestimmen, indem mit der Messleitung ein Spannungssignal erfasst und ausgewertet wird, wobei insbesondere bei der auslaufenden elektrischen Maschine ein Frequenzanteil des Spannungssignals aufgrund der Kommutierung, nämlich ein Effekt eines so genannten Bürstenfeuers, ausgewertet wird. Ferner lässt sich ein Kohleverschleiß durch eine zunehmende Auslaufdauer der elektrischen Maschine bestimmen, da ein Anpressdruck der Kohle auf einen Kommutator mit zunehmenden Verschleiß abnimmt, also eine Bremswirkung reduziert wird.Incidentally, an expected service life of the electric machine, in particular a coal wear, can be determined by detecting and evaluating a voltage signal with the measuring line, wherein a frequency component of the voltage signal due to the commutation, namely an effect of a so-called Brush fire, is evaluated. Furthermore, a coal wear can be determined by an increasing flow time of the electric machine, since a contact pressure of the coal on a commutator decreases with increasing wear, so a braking effect is reduced.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Starterrelais mit einer Haltewicklung und einer Einzugswicklung ausgebildet, wobei insbesondere die Einzugswicklung elektrisch in Reihe zu der elektrischen Maschine geschaltet ist. Ferner weist das Starterrelais eine bestimmte Schaltzeit, beispielsweise 20 ms bis 30 ms, auf, wobei die Schaltzeit beispielsweise durch eine Änderung der Geometrie eines Eisenskerns stark beeinflussbar ist. Zum Starten der Brennkraftmaschine wird das Starterrelais bestromt und folglich die Kontaktbrücke zum direkten Bestromen der elektrischen Maschine aus der Batterie erst nach der Schaltzeit geschlossen. Während der Zeitspanne zwischen dem Beginn der Bestromung des Starterrelais und dem Schließen der Kontaktbrücke wird die elektrische Maschine über die Einzugswicklung mit einem begrenzten Einschaltstrom bestromt, wobei ein Innenwiderstand der Einzugswicklung ein strombegrenzendes Element der Strombegrenzungsvorrichtung darstellt. Nach Ablauf der Schaltzeit wird diese Strombegrenzung durch das Starterrelais als Schaltvorrichtung so variiert, dass die elektrische Maschine dann über die Kontaktbrücke direkt aus der Batterie für eine maximale Leistung verstärkt bestromt wird. Also wird bei dieser Ausführungsform die elektrische Maschine über die Einzugswicklung bereits in der Andrehphase, also mit Beginn der Bestromung des Starterrelais, bestromt, sodass sie schon während der Schaltzeit mit dem reduzierten Einschaltstrom andreht. Dadurch trifft das Ritzel drehend auf den Zahnkranz, sodass eine ungeeignete gegenseitige Drehstellung, beispielsweise eine Zahn-auf-Zahn-Stellung, sofort aufgelöst wird und auch die Brennkraftmaschine mit dem begrenzten Einschaltstrom bereits vor dem Schließen der Kontaktbrücke angedreht werden kann. Dabei wird der definierte, begrenzte Einschaltstrom vorzugsweise so stark dimensioniert, dass die elektrische Maschine beim Einspuren und/oder auch nach dem Einspuren beim Andrehen der Brennkraftmaschine, insbesondere zu einem Zeitpunkt des Losbrechmoments, nicht zum Stehen kommt, da sonst die gewünschte Reduzierung des Spannungseinbruchs nicht erzielt werden würde.According to a further embodiment, the starter relay is formed with a holding winding and a pull-in winding, wherein in particular the pull-in winding is electrically connected in series with the electric machine. Furthermore, the starter relay on a certain switching time, for example 20 ms to 30 ms, on, wherein the switching time is strongly influenced, for example, by changing the geometry of an iron core. To start the internal combustion engine, the starter relay is energized and consequently closed the contact bridge for direct current supply of the electric machine from the battery only after the switching time. During the period between the beginning of the energization of the starter relay and the closing of the contact bridge, the electrical machine is energized via the pull-in winding with a limited inrush current, wherein an internal resistance of the pull-in winding constitutes a current-limiting element of the current-limiting device. After the switching time, this current limit is varied by the starter relay as a switching device so that the electrical machine is then energized amplified via the contact bridge directly from the battery for maximum performance. So in this embodiment, the electric machine via the pull-in winding already in the cranking phase, ie at the beginning of the energization of the starter relay, energized so that it already turns during the switching time with the reduced inrush current. As a result, the pinion rotationally hits the sprocket, so that an unsuitable mutual rotational position, for example, a tooth-on-tooth position, immediately dissolved and the internal combustion engine with the limited inrush current can be turned on even before closing the contact bridge. In this case, the defined, limited inrush current is preferably dimensioned so strongly that the electric machine does not come to a standstill during meshing and / or after meshing when starting the internal combustion engine, in particular at a time of the breakaway torque, otherwise the desired reduction of the voltage drop does not occur would be achieved.

Die Aufgabe wird auch durch das Computerprogrammprodukt gelöst, das in einen Programmspeicher mit Programmbefehlen des Mikrocomputers ladbar ist, um alle Schritte eines zuvor oder nachfolgend beschriebenen Verfahrens auszuführen, insbesondere wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuerung ausgeführt wird. Dabei ist der Mikrocomputer vorzugsweise Bestandteil der Steuerung, wobei die Steuerung, insbesondere bei einer Mehrzahl von Steuergeräten des Systems, auch eine Mehrzahl Mikrocomputer und auch Speicher, sowie eine Mehrzahl Computerprogrammprodukte oder auch ein auf die Mehrzahl von Steuergeräten verteilt realisiertes Computerprogrammprodukt aufweisen kann. Das Computerprogrammprodukt erfordert nur wenige oder keine zusätzlichen Bauteile in der Steuerung und lässt sich vorzugsweise als ein Modul in einer bereits vorhandenen Steuerung implementieren. Das Computerprogrammprodukt hat den weiteren Vorteil, das es leicht an individuelle und bestimmte Kundenwünsche anpassbar ist, sowie eine Verbesserung oder Optimierung einzelner Verfahrensschritte mit geringem Aufwand kostengünstig möglich ist.The object is also achieved by the computer program product which is loadable into a program memory with program instructions of the microcomputer to perform all the steps of a previously or subsequently described method, in particular when the computer program product is executed in the controller. In this case, the microcomputer is preferably part of the controller, wherein the controller, in particular in a plurality of control devices of the system, a plurality of microcomputers and memory, and a plurality of computer program products or even distributed to the plurality of control devices realized computer program product may have. The computer program product requires little or no additional components in the controller and may preferably be implemented as a module in an already existing controller. The computer program product has the further advantage that it is easily adaptable to individual and specific customer needs, and an improvement or optimization of individual process steps with little effort is possible cost.

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 Zeichnungen Brief 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 eine Schaltungsanordnung für eine Startvorrichtung, 1 a circuit arrangement for a starting device,

2 ein Verfahren zum Betreiben der Schaltungsanordnung, 2 a method for operating the circuit arrangement,

3 schematisch ein Starterrelais und einen Startermotor, 3 schematically a starter relay and a starter motor,

4a bis 4d Schaltpläne unterschiedlicher Ausführungsbeispiele einer Strombegrenzungsvorrichtung, 4a to 4d Circuit diagrams of different embodiments of a current limiting device,

5 einen Schaltungsanordnung mit zwei Batterien, 5 a circuit arrangement with two batteries,

6 eine Schaltungsanordnung mit zwei parallel geschalteten Strompfaden, 6 a circuit arrangement with two parallel-connected current paths,

7 und 8 jeweils eine Schaltungsanordnung gemäß 5 bzw. 6 mit einer Steuerung und 7 and 8th in each case a circuit arrangement according to 5 respectively. 6 with a control and

9a bis 9c eine weitere Schaltungsanordnung. 9a to 9c another circuit arrangement.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt eine Schaltungsanordnung 1 für eine Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine 4 eines Kraftfahrzeugs mit einem Startermotor 2, einer Strombegrenzungsvorrichtung 5 für eine Strombegrenzung des Startermotors 2 durch Spannungsteilung und einer Schaltvorrichtung 6 zum Variieren der Strombegrenzung für einen definierten, begrenzten Einschaltstrom, die später erläutert werden. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst ferner eine Batterie 8 mit einem Innenwiderstand 11, um den Startermotor 2 über einen Strompfad 7, der einen Innenwiderstand 10 aufweist, zu bestromen. Die Batterie 8 ist über Batteriekabel mit Leitungswiderständen 13 an ihrem Pluspol mit dem Strompfad 7 und an ihrem Minuspol mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs, die einen Leitungswiderstand 14 aufweist, verbunden. Die Startvorrichtung, die im Wesentlichen ein Starterrelais 3 und den Startermotor 2 umfasst, ist über ein Masseband mit einem Leitungswiderstand 15 mit der Karosserie verbunden. Außerdem ist die Startvorrichtung über den Strompfad 7 mit der Batterie 8 verbunden, wobei eine Kontaktierung einen Kontaktwiderstand 16 aufweist. Der Startermotor 2, der in der 3 näher erläutert wird, weist außerdem einen Innenwiderstand 12 auf. Im Übrigen ist das Kraftfahrzeug für einen Start-Stopp-Betrieb ausgebildet, bei dem die Brennkraftmaschine bei einem kurzen Halt des Kraftfahrzeugs, beispielsweise an einer roten Ampel, ausgeschaltet wird und für eine Weiterfahrt mit der Startvorrichtung wiedergestartet wird.The 1 shows a circuit arrangement 1 for a starting device for starting an internal combustion engine 4 a motor vehicle with a starter motor 2 , a current limiting device 5 for a current limitation of the starter motor 2 by voltage division and a switching device 6 for varying the current limit for a defined, limited inrush current, which will be explained later. The circuit arrangement 1 further includes a battery 8th with an internal resistance 11 to the starter motor 2 over a current path 7 that has an internal resistance 10 has to energize. The battery 8th is via battery cable with line resistance 13 at its positive pole with the current path 7 and at its negative pole with a bodywork of the motor vehicle, which has a line resistance fourteen has connected. The starting device, which is essentially a starter relay 3 and the starter motor 2 includes is via a ground strap with a line resistance 15 connected to the body. In addition, the starter is over the current path 7 with the battery 8th connected, wherein a contact a contact resistance 16 having. The starter motor 2 , the Indian 3 is explained in more detail, also has an internal resistance 12 on. Incidentally, the motor vehicle is designed for a start-stop operation in which the internal combustion engine is switched off at a short stop of the motor vehicle, for example at a red traffic light, and is restarted for further travel with the starting device.

Die 2 zeigt ein Verfahren zum Betreiben der Schaltungsanordnung 1, bei dem in einem Schritt S1 der Startermotor 2 mit einem definierten, begrenzten Einschaltstrom während einer Andrehphase bestromt wird, wobei der Einschaltstrom, wie später erläutert, mittels der Strombegrenzungsvorrichtung 5 begrenzt wird, um einen Spannungseinbruch in dem Strompfad 7 und auch in einem nicht dargstellten weiteren Bordnetz mit Bordnetzverbrauchern des Kraftfahrzeugs, das ebenfalls mit dem Pluspol der Batterie 8 verbunden ist, zu reduzieren, sodass ein störungsfreier Betrieb der Bordnetzverbraucher möglich ist. Der Spannungseinbruch ist im Wesentlichen durch die Widerstände 11, 10, 12, 13, 14, 15, 16 und dem Einschaltstrom bestimmt.The 2 shows a method of operating the circuit arrangement 1 in which, in a step S1, the starter motor 2 is energized with a defined, limited inrush current during a starting phase, wherein the inrush current, as explained later, by means of the current limiting device 5 is limited to a voltage dip in the current path 7 and also in a non-dargstellten further electrical system with electrical system consumers of the motor vehicle, which also with the positive pole of the battery 8th is connected to reduce, so that a trouble-free operation of the electrical system consumers is possible. The voltage dip is essentially due to the resistors 11 . 10 . 12 . 13 . fourteen . 15 . 16 and the inrush current.

In einem Schritt S2 wird die Strombegrenzung mit der Schaltvorrichtung 6 für einen maximalen Betriebsstrom variiert, und zwar am Ende der Anlaufphase. Dazu wird die Strombegrenzung gegenüber der Andrehphase mit der Schaltvorrichtung 6 reduziert, also für eine geringere strombegrenzende Wirkung gesorgt. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel die Anlaufphase durch den Beginn der Bestromung des Startermotors 2 mit dem Einschaltstrom und durch einen darauf folgenden Zeitpunkt, ab dem eine Drehbewegung des Startermotors 2 einsetzt, definiert. Während der Andrehphase wird in diesem Ausführungsbeispiel also in dem Startermotor 2 keine Spannung durch eine Drehbewegung induziert.In a step S2, the current limit with the switching device 6 varies for a maximum operating current, at the end of the start-up phase. For this purpose, the current limit with respect to the Andrehphase with the switching device 6 reduced, so provided for a lower current-limiting effect. Here, in this embodiment, the start-up phase by the beginning of the energization of the starter motor 2 with the inrush current and by a subsequent time from which a rotary motion of the starter motor 2 used, defined. During the cranking phase, in this embodiment, in the starter motor 2 no tension induced by a rotational movement.

In einem Schritt S3 wird der Startermotor 2 mit dem maximalen Betriebsstrom für eine maximale Leistung bestromt, um die Brennkraftmaschine 4 zu starten. Dabei wir in dem Startermotor 2 eine Spannung durch die Drehbewegung induziert, die den Spannungseinbruch reduziert, sodass die Bordnetzverbraucher trotz der reduzierten Strombegrenzung nach der Andrehphase störungsfrei betreibbar sind.In a step S3, the starter motor 2 energized with the maximum operating current for maximum power to the internal combustion engine 4 to start. Here we are in the starter motor 2 induces a voltage through the rotational movement, which reduces the voltage drop, so that the electrical system consumers are operated trouble-free despite the reduced current limit after the Andrehphase.

Die 3 zeigt schematisch das Starterrelais 3 und den Startermotor 2, wobei die Strombegrenzungsvorrichtung 5 in dem Startermotor 2 angeordnet ist, und zwar benachbart zu einer Kommutierung mit einem Kommutator 32 und mit Kohlebürsten 33. Alternativ könnte die Strombegrenzungsvorrichtung 5 auch in dem Starterrelais 3 in einer elektrischen Reihenschaltung zu dem Startermotor 2 angeordnet sein.The 3 schematically shows the starter relay 3 and the starter motor 2 , wherein the current limiting device 5 in the starter motor 2 is arranged, adjacent to a commutation with a commutator 32 and with carbon brushes 33 , Alternatively, the current limiting device could 5 also in the starter relay 3 in an electrical series connection to the starter motor 2 be arranged.

Der Startermotor 2 ist dabei als herkömmliche elektrische Maschine mit einem Rotor 34 und einem Stator 35 realisiert. Das Starterrelais 3 umfasst einen Relaisanker 30 und eine Relaisspule 31, wobei mit dem beweglichen Relaisanker 30 sowohl eine Kontaktbrücke 38 zum Bestromen des Startermotors 2 über den Strompfad 7 schaltbar ist als auch ein Hebel 39 zum Bewegen einer Einspureinheit betätigbar ist, die einen Freilauf 36 und ein Ritzel 40 zum Einspuren in einen nicht dargestellten Zahnkranz der Brennkraftmaschine 4 umfasst.The starter motor 2 is doing as a conventional electric machine with a rotor 34 and a stator 35 realized. The starter relay 3 includes a relay anchor 30 and a relay coil 31 , where with the movable relay anchor 30 either a contact bridge 38 for energizing the starter motor 2 over the current path 7 is switchable as well as a lever 39 for moving a Einspureinheit is operable, the one freewheel 36 and a pinion 40 for meshing in a ring gear, not shown, of the internal combustion engine 4 includes.

Die 4a)–d) zeigen Schaltpläne unterschiedlicher Ausführungsbeispiele der Strombegrenzungsvorrichtung 5, die jeweils in Reihe zu dem Startermotor 2 schaltbar sind. Alle gezeigten Strombegrenzungsvorrichtungen 5 umfassen einen Vorwiderstand 41 als strombegrenzendes, spannungsteilendes Element für den Startermotor 2 sowie eine Schaltvorrichtung 6 zum schaltbaren Überbrücken des Vorwiderstands 41, wie nachfolgend erläutert wird.The 4a) -D) show circuit diagrams of different embodiments of the current limiting device 5 , each in series with the starter motor 2 are switchable. All shown current limiting devices 5 include a series resistor 41 as a current-limiting, voltage-dividing element for the starter motor 2 and a switching device 6 for switchable bridging of the series resistor 41 as explained below.

Die 4a) zeigt eine Schaltvorrichtung mit einem Thyristor 42 zum Überbrücken des Vorwiderstands 41 in einer Schaltungsanordnung mit einem Widerstand 46 und einem Kondensator 45, in der der Thyristor 42 zeitabhängig zwangsgesteuert wird. Mit Beginn der Bestromung, also dem Beginn der Andrehphase, wird der Kondensator 45 über den Widerstand 46 zunehmend geladen. Gleichzeitig wird die Bestromung des Startermotors 2 über den Vorwiderstand 41 begrenzt, da der Thyristor noch sperrt. Am Ende der Andrehphase, nämlich wenn eine hinreichend große Spannung am Kondensator 45 anliegt, um dem Thyristor 42 zu zünden, wird der Vorwiderstand 41 durch den Thyristor 42 überbrückt, also die Strombegrenzung der Strombegrenzungsvorrichtung 5 variiert, so dass eine Bestromung des Startermotors 2 mit einem maximalen Betriebsstrom unmittelbar über den Thyristor 42 erfolgt.The 4a) shows a switching device with a thyristor 42 for bridging the Vorwiderstands 41 in a circuit arrangement with a resistor 46 and a capacitor 45 in which the thyristor 42 time-dependent forcibly controlled. With the beginning of the energization, so the beginning of Andrehphase, the capacitor 45 about the resistance 46 increasingly charged. At the same time the energization of the starter motor 2 over the series resistor 41 limited because the thyristor is still blocking. At the end of the cranking phase, namely when a sufficiently high voltage across the capacitor 45 abuts the thyristor 42 to ignite, the series resistor 41 through the thyristor 42 bridged, so the current limit of the current limiting device 5 varies, so that energization of the starter motor 2 with a maximum operating current directly across the thyristor 42 he follows.

Die 4b) zeigt eine Schaltvorrichtung 6, die mit einem Schaltrelais 43 zum Überbrücken des Vorwiderstands 41 ausgebildet ist, wobei das Schaltrelais 43 mittels eines Halbleiterschalters 44 mit dem Kondensator 45 und dem Widerstand 46 analog zu der 4a zeitabhängig zwangsgesteuert wird.The 4b) shows a switching device 6 that with a switching relay 43 for bridging the Vorwiderstands 41 is formed, wherein the switching relay 43 by means of a semiconductor switch 44 with the capacitor 45 and the resistance 46 analogous to the 4a time-dependent forcibly controlled.

Die 4c) zeigt eine Schaltvorrichtung 6 mit einem Halbleiterschalter 44 zum Überbrücken des Vorwiderstands 41, wobei der Halbleiterschalter 44 durch eine Steuerung 70, die später erläutert wird, angesteuert wird, und zwar zum Ende der Andrehphase. Der Halbleiterschalter 44 ist dabei als elektronischer Leistungsschalter für einen maximalen Betriebsstrom des Startermotors 2 ausgebildet.The 4c) shows a switching device 6 with a semiconductor switch 44 for bridging the Vorwiderstands 41 , wherein the semiconductor switch 44 through a controller 70 , which will be explained later, is driven, at the end of the Andrehphase. The semiconductor switch 44 is used as an electronic circuit breaker for a maximum operating current of the starter motor 2 educated.

Die 4d) zeigt eine Strombegrenzungsvorrichtung 5, bei der der Vorwiderstand 41 mit einem herkömmlichen Schaltrelais 43 überbrückbar ist, wobei das Schaltrelais 43 durch die über dem Startermotor 2 abfallende Spannung zwangsgesteuert ist. Da diese Spannung von einer beim Drehen des Rotors 34 induzierten Spannung abhängig ist, ist das Schaltrelais 43 also auch drehzahlgesteuert. Somit zeigt 4d ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Schaltvorrichtung 6, also das Schaltrelais 43, in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Startermotors 2, nämlich der Drehzahl, angesteuert wird.The 4d) shows a current limiting device 5 in which the series resistor 41 with a conventional switching relay 43 can be bridged, with the switching relay 43 through the over the starter motor 2 falling voltage is forcibly controlled. Because this voltage is one of turning the rotor 34 induced voltage is dependent on the switching relay 43 So also speed controlled. Thus shows 4d an embodiment in which the switching device 6 So the switching relay 43 , in response to an operating condition of the starter motor 2 , namely the speed is controlled.

Die 5 zeigt eine Schaltungsanordnung 1 mit zwei Batterien 8, 8a, die jeweils einen Innenwiderstand 11, 11a aufweisen und über separate, parallel geschaltete Strompfade 7, 7a mit der Startvorrichtung, also insbesondere dem Starterrelais 3 und dem Startermotor 2, verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schaltvorrichtung 6 als ein Steuerrelais ausgebildet, und zwar zum schaltbaren Unterbrechen des Strompfads 7a, wobei die Schaltvorrichtung 6 über eine Versorgungsleitung 52, wie zu der 4d beschrieben, zwangsgesteuert wird.The 5 shows a circuit arrangement 1 with two batteries 8th . 8a , each having an internal resistance 11 . 11a and via separate, parallel-connected current paths 7 . 7a with the starting device, so in particular the starter relay 3 and the starter motor 2 , are connected. In this embodiment, the switching device 6 designed as a control relay, namely for switchable interrupting the current path 7a , wherein the switching device 6 via a supply line 52 how to the 4d described, is forcibly controlled.

Die Strombegrenzungsvorrichtung 5 umfasst hier im Wesentlichen die Schaltvorrichtung 6 sowie Leitungswiderstände 50, 50a der Strompfade 7, 7a als strombegrenzende Elemente. Durch Schalten der Schaltvorrichtung 6 lässt sich die Strombegrenzung einfach variieren, wobei in der Anlaufphase, also wenn der Startermotor 2 nur über den Strompfad 7 von der Batterie 8 gespeist wird, der Startermotor 2 mit einem durch den Leitungswiderstand 50 begrenzten, definierten Einschaltstrom nur aus der Batterie 8 bestromt wird. Mit Ablauf der Andrehphase, also sobald in dem Startermotor 2 eine hinreichende Spannung induziert wird, um die Schaltvorrichtung 6 über die Versorgungsleitung 52 zu schalten, wird auch die Batterie 8a als zusätzlicher, zweiter Energiespeicher mit dem Startermotor 2 über den Strompfad 7a verbunden. Dadurch wird der Startermotor 2 mit maximaler Leistung betrieben.The current limiting device 5 here essentially comprises the switching device 6 as well as line resistance 50 . 50a the current paths 7 . 7a as current-limiting elements. By switching the switching device 6 the current limit can be easily varied, being in the start-up phase, so if the starter motor 2 only over the current path 7 from the battery 8th is fed, the starter motor 2 with a through the line resistance 50 limited, defined inrush current only from the battery 8th is energized. At the end of the cranking phase, ie as soon as in the starter motor 2 a sufficient voltage is induced to the switching device 6 over the supply line 52 The battery will also switch 8a as additional, second energy storage with the starter motor 2 over the current path 7a connected. This will be the starter motor 2 operated at maximum power.

Die 6 zeigt eine Schaltungsanordnung 1, die sich von dem Ausführungsbeispiel der 5 dadurch unterscheidet, dass nur eine einzige Batterie 8 über die parallel geschalteten Strompfade 7, 7a mit der Startvorrichtung verbunden ist. Dabei ist durch Schalten der Schaltvorrichtung 6 der Gesamtwiderstand des Stromkreises, insbesondere der parallel geschalteten Strompfade 7, 7a, variierbar, also auch die Strombegrenzung für den definierten, begrenzten Einschaltstrom. Um die Brennkraftmaschine 4 zu starten, wird in der Andrehphase der Startermotor 2 nur über den Strompfad 7 mit dem Leitungswiderstand 50 für den begrenzten Einschaltstrom bestromt, wobei der parallel geschaltete Strompfad 7a durch die Schaltvorrichtung 6 unterbrochen ist. Nach Ablauf der Andrehphase wird, wie zuvor erläutert, der Strompfad 7a mit der Schaltvorrichtung 6 geschlossen, sodass sich der Gesamtwiderstand der Strompfade 7, 7a gegenüber dem den Einschaltstrom begrenzenden Leitungswiderstand 50, 50a reduziert, um den Startermotor 2 für eine maximale Betriebsleistung zu bestromen.The 6 shows a circuit arrangement 1 that differs from the embodiment of 5 this distinguishes that only a single battery 8th via the parallel-connected current paths 7 . 7a connected to the starting device. It is by switching the switching device 6 the total resistance of the circuit, in particular the parallel-connected current paths 7 . 7a , variable, including the current limit for the defined, limited inrush current. To the internal combustion engine 4 To start, is in the cranking phase of the starter motor 2 only over the current path 7 with the line resistance 50 energized for the limited inrush current, wherein the parallel-connected current path 7a through the switching device 6 is interrupted. After expiration of the start-up phase, as explained above, the current path 7a with the switching device 6 closed, so that the total resistance of the current paths 7 . 7a opposite to the inrush current limiting line resistance 50 . 50a reduced to the starter motor 2 to power for maximum operating performance.

Die 7 und die 8 zeigen je eine Schaltungsanordnung 1 entsprechend der 5 und der 6, wobei jeweils die Schaltvorrichtung 5 durch einen elektronischen Leistungsschalter ersetzt ist, der jeweils von einer elektronischen Steuerung 70 mit einem Mikrocomputer 71 und einem Speicher 72 angesteuert wird. Die Steuerung 70 ist jeweils über eine Steuerleitung 74 mit dem Starterrelais 3 verbunden, um diese anzusteuern. Außerdem umfassen die Schaltungsanordnungen 1 jeweils eine Messleitung 73, die einen Schaltzustand des Starterrelais 3 erfasst. Über die Messleitung 73 wird also eine Schaltzeit des Starterrelais 3 von der Steuerung 70 bestimmt und auch berücksichtigt, und zwar um äußere Einflüsse, beispielsweise eine Temperatur oder einen Verschleiß, zu kompensieren. Außerdem wird mittels der Messleitung 73 die über den Startermotor 2 abfallende Spannung insbesondere beim Auslaufen des Startermotors 2 analysiert, um aus einer Auslaufdauer des Startermotors 2 und/oder aus einem Frequenzanteil, der durch das Bürstenfeuer der Kommutierung bedingt ist, einen Verschleiß beziehungsweise eine zu erwartende Lebensdauer der Kohlebürsten 33 zu bestimmen. The 7 and the 8th each show a circuit arrangement 1 according to the 5 and the 6 , wherein in each case the switching device 5 is replaced by an electronic circuit breaker, each by an electronic control 70 with a microcomputer 71 and a memory 72 is controlled. The control 70 is each via a control line 74 with the starter relay 3 connected to this control. In addition, the circuit arrangements include 1 one measuring line each 73 , which is a switching state of the starter relay 3 detected. Over the measuring line 73 So is a switching time of the starter relay 3 from the controller 70 determined and also taken into account, in order to compensate for external influences, such as a temperature or wear. In addition, by means of the measuring line 73 the over the starter motor 2 decreasing voltage especially when the starter motor is coasting 2 analyzed to get out of a run-out period of the starter motor 2 and / or from a frequency component which is caused by the brush fire of the commutation, wear or an expected service life of the carbon brushes 33 to determine.

Die 9a)–c) zeigen jeweils eine Schaltungsanordnung 1 für eine Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine 4 mit einem Starterrelais 3 und einem Startermotor 2. Das Starterrelais 3 umfasst eine Doppelspule mit einer Einzugswicklung 91, die in Reihe zu dem Startermotor 2 geschaltet ist, und mit einer Haltewicklung 92.The 9a) -C) each show a circuit arrangement 1 for a starting device for starting an internal combustion engine 4 with a starter relay 3 and a starter motor 2 , The starter relay 3 includes a double coil with a pull-in winding 91 in series with the starter motor 2 is switched, and with a holding winding 92 ,

Die 9a) zeigt die Schaltungsanordnung 1 zeitlich vor dem Starten der Brennkraftmaschine 4, wobei ein Leistungsschalter 90, der über ein Zündschloss angesteuert wird, geöffnet ist, sodass weder das Starterrelais 3 noch der Startermotor 2 bestromt werden.The 9a) shows the circuit arrangement 1 in time before starting the internal combustion engine 4 where a circuit breaker 90 , which is controlled via an ignition, is open, so that neither the starter relay 3 nor the starter motor 2 be energized.

Die 9b) zeigt einen Zustand der Schaltungsanordnung 1 auf eine Startanforderung zum Starten der Brennkraftmaschine 4 hin, die durch eine Betätigung des Zündschlosses ausgelöst ist. Über den daraufhin geschlossenen Leistungsschalter 90 wird das Starterrelais 3 bestromt. Dabei wird die Einzugswicklung 91 über den Startermotor 2 bestromt, sodass dieser ebenfalls bestromt wird, und zwar mit einem durch einen Innenwiderstand der Einzugswicklung 91 definierten, begrenzten Einschaltstrom. Gleichzeitig wird, wie zu der 3 erläutert, der Relaisanker 30 zum Einspuren und Schließen der Kontaktbrücke 38 bewegt.The 9b) shows a state of the circuit arrangement 1 to a start request for starting the internal combustion engine 4 towards, which is triggered by an operation of the ignition. About the then closed circuit breaker 90 becomes the starter relay 3 energized. This is the pull-in winding 91 over the starter motor 2 energized so that it is also energized, with a through an internal resistance of the pull-in winding 91 defined, limited inrush current. At the same time, how to the 3 explained, the relay anchor 30 for engaging and closing the contact bridge 38 emotional.

Die 9c) zeigt einen Folgezustand der 9b, bei dem durch die Bewegung des Relaisankers 30 die Kontaktbrücke 38 nach der Schaltzeit von circa 30 ms geschlossen ist und der Startermotor 2 mit einem maximalen Betriebsstrom unmittelbar über die Kontaktbrücke 38 bestromt wird.The 9c) shows a sequential state of 9b in which by the movement of the relay anchor 30 the contact bridge 38 is closed after the switching time of about 30 ms and the starter motor 2 with a maximum operating current directly across the contact bridge 38 is energized.

Bei dem in der 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird also der Startermotor 2, wie durch einen Pfeil angedeutet, bereits in der Andrehphase durch den Einschaltstrom angedreht, sodass das Ritzel 40 drehend auf den Zahnkranz der Brennkraftmaschine trifft, um den Einspurvorgang zu erleichtern. Im Übrigen wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Schaltvorrichtung 6, hier also das Starterrelais 3, in Abhängigkeit von der Schaltzeit zwangsgesteuert. Wie in der 9c gezeigt, wird jedoch erst in einer Betriebsphase, bei der die Einzugswicklung 91 als strombegrenzendes Element durch die Kontaktbrücke 38 überbrückt ist, der Startermotor 2 mit einer maximalen Leistung für maximale Drehzahlen, wie durch zwei Pfeile verdeutlicht, betrieben.In the in the 9 embodiment shown so the starter motor 2 , as indicated by an arrow, already turned on in the Andrehphase by the inrush current, so that the pinion 40 rotating on the ring gear of the internal combustion engine meets to facilitate the Einspurvorgang. Incidentally, in this embodiment, the switching device 6 , so here the starter relay 3 , forcibly controlled in dependence on the switching time. Like in the 9c However, it is only shown in an operating phase when the intake winding 91 as a current-limiting element through the contact bridge 38 is bridged, the starter motor 2 with maximum power for maximum speeds, as illustrated by two arrows.

Dabei ist der Einschaltstrom so stark gewählt, dass zum Zeitpunkt eines Einspurens der Startermotor 2 nicht aufgrund eines Losbrechmoments der Brennkraftmaschine 4 zum Stehen kommt, da sonst die induzierte Spannung zusammenbrechen würde und der Spannungseinbruch nicht begrenzt werden würde.In this case, the inrush current is chosen so strong that at the time of a single track the starter motor 2 not due to a breakaway torque of the internal combustion engine 4 comes to a standstill, otherwise the induced voltage would collapse and the voltage drop would not be limited.

Im Übrigen weisen die Einzugswicklung 91 und die Haltewicklung 92 jeweils eine gleiche Windungszahl auf, um die Funktionsweise des Starterrelais 3 bei allen Betriebszuständen sicherzustellen. Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerische Darstellungen für die Erfindung als Wesentlich verwiesen.Incidentally, the intake winding 91 and the holding winding 92 in each case an equal number of turns on the operation of the starter relay 3 in all operating conditions. All figures show only schematic not to scale representations. Moreover, 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 10317466 A1 [0009]

Claims

Circuit arrangement ( 1 ) for a starting device for starting an internal combustion engine ( 4 ), in particular of a motor vehicle, with an electric machine, in particular a starter motor ( 2 ), and with a current limiting device ( 5 ) for a current limiting of the electrical machine, characterized in that the circuit arrangement ( 1 ) a switching device ( 6 ) for varying the current limit for a defined, limited inrush current.

Circuit arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the current limiting device ( 5 ) a current-limiting element ( 41 . 50 . 50a . 91 ), in particular a resistance element ( 41 . 50 . 50a ) and the switching device ( 6 ) for switchable bridging of the current-limiting element ( 41 . 50 . 50a . 91 ) is trained.

Circuit arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the current limiting device ( 5 ) at least two parallel current paths ( 7 . 7a ) for energizing the electric machine ( 2 ) and the switching device ( 6 ) for switchably interrupting at least one of the current paths ( 7 . 7a ) is trained.

Circuit arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circuit arrangement ( 1 ) at least two energy stores ( 8th . 8a ) and the switching device ( 6 ) for disconnecting and reconnecting at least one energy store ( 8th . 8a ) with the electric machine ( 2 ) is trained.

Circuit arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the switching device ( 6 ) is designed positively controlled, in particular by means of a thyristor, preferably in combination with a capacitor ( 45 ).

Circuit arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the circuit arrangement ( 1 ) a controller ( 70 ), which is in particular adapted to an operating state of the electric machine ( 2 ), in particular by means of a measuring line ( 73 ).

Starting device for starting an internal combustion engine ( 4 ), in particular of a motor vehicle, with a circuit arrangement ( 1 ), in particular according to one of claims 1 to 6, wherein the circuit arrangement ( 1 ) an electric machine ( 2 ), in particular a starter motor ( 2 ), and a current limiting device ( 5 ) for a current limit of the electrical machine ( 2 ), characterized in that the circuit arrangement ( 1 ) a switching device ( 6 ) for varying the current limit for a defined, limited inrush current.

Method for operating a circuit arrangement ( 1 ), in particular according to one of claims 1 to 5, for a starting device for starting an internal combustion engine ( 4 ), in particular of a motor vehicle, with an electric machine ( 2 ), in particular a starter motor ( 2 ), wherein with a current limiting device ( 5 ) a stream of electrical machine ( 2 ) is limited, characterized in that a limitation of the current with a switching device ( 6 ) is varied for a defined, limited inrush current.

Method according to claim 8, characterized in that the switching device ( 6 ) is time-dependent.

Method according to claim 7 or 8, characterized in that the switching device ( 6 ) in dependence on an operating state of the electrical machine ( 2 ) is driven.