DE102009047050A1 - Method for operating system, particularly starting system for internal combustion engine of motor vehicle, involves controlling actuator in retaining phase with holding current - Google Patents

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Abstract

The method involves controlling the actuator in a retaining phase (31) with a holding current (35), and controlling the actuator corresponding to the operating condition of the system. The actuator in the pull-in phase (30) is controlled with a pull-in current (34). The standard operating condition of the actuator in the retaining phase is controlled with a holding current. Independent claims are also included for the following: (1) a controller for a system, particularly a starting system for an internal-combustion engine of a motor vehicle; and (2) a computer program product for operating a system.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Systems, insbesondere eines Startsystems für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrischen Energiequelle und einem Aktuator, insbesondere einem Relais, mit einer Spule und einem bewegbaren Element, insbesondere einem Anker, bei dem der Aktuator in einer Anzugsphase mit einem Anzugsstrom angesteuert wird, um das bewegbare Element zu einer Zielposition zu bewegen, und der Aktuator in einer Haltephase mit einem Haltestrom angesteuert wird, um das bewegbare Element mit zumindest einer bestimmten Haltekraft im Wesentlichen an der Zielposition zu halten. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein solches System, auf eine Steuerung für ein solches System und auf ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for operating a system, in particular a starting system for an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising an electrical energy source and an actuator, in particular a relay, with a coil and a movable element, in particular an armature, wherein the actuator in a pull-in phase is driven with a pull-in current to move the movable member to a target position, and the actuator is driven in a holding phase with a holding current to hold the movable member with at least a certain holding force substantially at the target position. The invention further relates to such a system, to a controller for such a system and to a computer program product.

Es ist bekannt, einen Aktuator mit einer Spule, nämlich einer Magnetspule mit einer elektrischen Wicklung, und einem bewegbaren Element, insbesondere einem Anker, auszubilden und den Aktuator über eine Ansteuerung der Spule zu betätigen. Zur Betätigung wird die Spule mit einem Strom aus einer elektrischen Energiequelle beaufschlagt, um eine magnetische Kraft in der Spule zu erzeugen, aus der eine mechanische Bewegung des bewegbaren Elements resultiert. Mit der mechanischen Bewegung des bewegbaren Elements wird dann eine gewünschte Reaktion erzielt, beispielsweise eine Zug- oder Schubbewegung oder ein Schaltvorgang, insbesondere ein Schließen oder Öffnen eines Kontakts, realisiert.It is known to form an actuator with a coil, namely a magnetic coil with an electrical winding, and a movable element, in particular an armature, and to actuate the actuator via a control of the coil. For actuation, the coil is supplied with a current from an electrical energy source to generate a magnetic force in the coil, resulting in a mechanical movement of the movable member. With the mechanical movement of the movable element, a desired reaction is then achieved, for example a pulling or pushing movement or a switching operation, in particular a closing or opening of a contact realized.

Ferner ist bekannt, eine Anzugs- und eine Haltephase bei der Betätigung des Aktuators zu unterscheiden, wobei während der Anzugsphase das bewegbare Element von einer Anfangsposition zu einer Zielposition bewegt wird und während der Haltephase das bewegbare Element mit zumindest einer bestimmten Haltekraft im Wesentlichen an der Zielposition gehalten wird. Zum Bewegen des bewegbaren Elements wird die Spule mit einem Anzugsstrom bestromt und zum Halten des bewegbaren Elements an der Zielposition wird die Spule mit einem Haltestrom bestromt, und zwar insbesondere um das bewegbare Element gegen eine rücktreibende Kraft an der Zielposition zu halten.Further, it is known to distinguish a tightening and a holding phase in the operation of the actuator, wherein during the tightening phase, the movable member is moved from an initial position to a target position and during the holding phase, the movable member having at least a certain holding force substantially at the target position is held. To energize the movable member, the coil is energized with a pull-in current, and for holding the movable member at the target position, the coil is energized with a holding current, in particular to hold the movable member against a restoring force at the target position.

Die DE 10 2005 021 227 A1 beschreibt ein Startsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einer Steuerung und einem Starterrelais, wobei das Starterrelais mit der Steuerung in zwei Stufen mit jeweils einer Anzugsphase und einer Haltephase angesteuert wird. In einer ersten Stufe wird ein Anker während einer ersten Anzugsphase zu einer ersten Position vorgerückt und dort in einer ersten Haltephase gehalten. Anschließend wird in einer zweiten Stufe der Anker während einer zweiten Anzugsphase zu einer zweiten Position zum Schließen eines Kontakts weiter vorgerückt und in einer zweiten Haltephase dort gehalten.The DE 10 2005 021 227 A1 describes a starting system for an internal combustion engine of a motor vehicle with a controller and a starter relay, wherein the starter relay is controlled with the controller in two stages, each with a suit phase and a holding phase. In a first stage, an anchor is advanced to a first position during a first tightening phase and held there in a first holding phase. Subsequently, in a second stage, the armature is advanced further during a second tightening phase to a second position for closing a contact and held there in a second holding phase.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein System, eine Steuerung für das System, ein Verfahren zum Betreiben des Systems und ein Computerprogrammprodukt der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Auslegung und Dimensionierung des Systems verbessert wird.It is an object of the invention, a system, a control system for the system, a method for operating the system and a computer program product of the type mentioned in such a way that a design and dimensioning of the system is improved.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1, 7, 8 und 9 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, 8 and 9. The dependent claims define preferred embodiments of the invention.

Es ist ein Gedanke der Erfindung, dass eine Ansteuerung eines Aktuators abhängig von einem Betriebszustand des Systems variiert wird.It is an idea of the invention that a drive of an actuator is varied depending on an operating state of the system.

Es ist ein weiterer Gedanke der Erfindung, dass eine Steuerung mit einer Einrichtung zur Bestimmung eines Betriebszustandes und mit einer Ansteuervorrichtung für den Aktuator ausgebildet ist, wobei die Ansteuerung des Aktuators in Abhängigkeit von dem Betriebszustand variierbar ist, und zwar insbesondere nach einem zuvor oder nachfolgend beschriebenen Verfahren.It is a further concept of the invention that a controller is designed with a device for determining an operating state and with a drive device for the actuator, wherein the drive of the actuator is variable depending on the operating state, in particular after a previously or subsequently described Method.

Die Aufgabe wird auch durch ein System gelöst, das für ein Betreiben nach einem zuvor oder nachfolgend beschriebenen Verfahren, insbesondere mit der Steuerung, ausgebildet ist.The object is also achieved by a system that is designed for operation according to a method described above or below, in particular with the controller.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Ansteuerung des Aktuators an den Betriebszustand des Systems anpassbar ist. Herkömmlich ist eine Dimensionierung und Auslegung des Aktuators, insbesondere der Spule und/oder des Ankers, erforderlich, die für vorgegebene Betriebszustände geeignet sind. Dabei muss das System, insbesondere der Aktuator, so dimensioniert und ausgelegt sein, dass in diesen Betriebszuständen die gewünschte Bewegung des bewegbaren Elements in der Anzugsphase sichergestellt ist und die Haltekraft in der Haltephase zumindest ausreichend ist, um das bewegbare Element, insbesondere gegen die rücktreibende Kraft, an der Zielposition zu halten. Demgegenüber bietet die Erfindung den Vorteil, das durch das Variieren der Ansteuerung die gewünschte Bewegung des bewegbaren Elements in der Anzugsphase und das Halten in der Haltephase auch für einen vergrößerten Betriebsbereich sichergestellt werden kann. Im Übrigen ist der Aktuator, insbesondere die Spule und/oder das bewegbare Element, in seiner Auslegung und Dimensionierung über den bisherigen Stand der Technik hinaus optimierbar. Ferner ist auch das System, die Steuerung und/oder die Ansteuervorrichtung bezüglich Auslegung und Dimensionierung, insbesondere ein Schaltungsaufwand derselben, über den bisherigen Stand der Technik hinaus optimierbar.One advantage of the invention is that the activation of the actuator can be adapted to the operating state of the system. Conventionally, a dimensioning and design of the actuator, in particular the coil and / or the armature required, which are suitable for predetermined operating conditions. In this case, the system, in particular the actuator, must be dimensioned and designed so that the desired movement of the movable element is ensured in the operating phase in the operating phase and the holding force in the holding phase is at least sufficient to the movable element, in particular against the restoring force to hold at the target position. In contrast, the invention offers the advantage that by varying the drive the desired movement of the movable element in the tightening phase and the holding in the holding phase can be ensured even for an enlarged operating range. Incidentally, the actuator, in particular the coil and / or the movable element, in its design and dimensioning over the prior art also optimized. Furthermore, the system, the controller and / or the control device with respect to design and dimensioning, in particular a circuit complexity of the same, over the prior art also be optimized.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Ansteuerung für die Haltephase variiert, sodass der Aktuator in der Haltephase unterschiedlich ansteuerbar ist. In der Haltephase soll das bewegbare Element an der Zielposition gehalten werden, um mit dem Aktuator eine gewünschte mechanische Betätigung, beispielsweise einen Schaltvorgang, zu gewährleisten. Die Haltephase kann von deutlich längerer Zeitdauer als die Anzugsphase sein, sodass in der Haltephase mehr oder auch verstärkt Einflüsse auf das System wirken können, die insbesondere den Betriebszustand beeinflussen. Ferner ist bevorzugt, dass die Ansteuerung nur in der Haltephase, also vorzugsweise nicht in der Anzugsphase, variiert wird, sodass sich das Variieren der Ansteuerung vereinfacht realisieren lässt.In a preferred embodiment, the drive for the holding phase is varied, so that the actuator is controlled differently in the holding phase. In the holding phase, the movable element is to be held at the target position in order to ensure a desired mechanical actuation, for example a switching operation, with the actuator. The holding phase can be of a significantly longer period of time than the tightening phase, so that in the holding phase more or even stronger influences can affect the system, which in particular influence the operating state. Furthermore, it is preferred that the activation is varied only in the holding phase, that is to say preferably not in the starting phase, so that varying the activation can be realized in a simplified manner.

Der Betriebszustand kann anhand zumindest eines Betriebsparameters, insbesondere einer Temperatur, einer elektrischen Spannung, einem elektrischem Strom und/oder eines elektrischen Widerstandes, des Systems, insbesondere der Spule, der elektrischen Energiequelle und/oder einer Versorgungsleitung, bestimmt werden, und zwar insbesondere durch Messen und Auswerten. So lässt sich der Betriebszustand einfach, kostengünstig und effizient bestimmen. Ferner können durch einen Betriebsparameter auch unvorhergesehene und/oder erweiterte Betriebszustände genau erfasst werden, insbesondere falls diese durch äußere und/oder nur schwer oder ungenau beschreibbare Einflüsse auf das System, beispielsweise eine Umgebungstemperatur, bedingt sind.The operating state can be determined on the basis of at least one operating parameter, in particular a temperature, an electrical voltage, an electrical current and / or an electrical resistance of the system, in particular the coil, the electrical energy source and / or a supply line, in particular by measuring and evaluate. This allows the operating status to be determined simply, cost-effectively and efficiently. Furthermore, unforeseen and / or extended operating states can be accurately detected by an operating parameter, in particular if they are due to external and / or difficult or inaccurately describable influences on the system, for example an ambient temperature.

Der Betriebsparameter kann beispielsweise eine elektrische Spannung, die an der Spule anliegt, ein elektrischer Strom, der durch die die Spule fließt, ein elektrischer Widerstand der Spule, ein elektrischer Widerstand der Energiequelle und/oder ein elektrischer Widerstand der Versorgungsleitung zwischen der Energiequelle und der Spule sein. Der Betriebsparameter „elektrischer Spannung” kann durch eine, insbesondere veränderbare, Ausgangsspannung der Energiequelle definiert sein. Die Ausgangsspannung kann beispielsweise in Abhängigkeit von einer Belastung, einer Temperatur, einer Alterung und/oder einem Innenwiderstand der Energiequelle veränderbar sein. Ferner kann der Betriebsparameter „elektrischer Widerstand der Spule” beispielsweise in Abhängigkeit von einer Temperatur der Spule veränderbar sein, wobei die Temperatur der Spule durch die Umgebungstemperatur oder durch eine elektrische Belastung beziehungsweise eine elektrische Verlustleistung in der Spule beeinflusst ist. Der Betriebsparameter „elektrischer Widerstand der Zuleitung” kann, wie auch der elektrische Widerstand der Spule, beispielsweise durch eine Temperatur veränderbar sein. Diese Betriebsparameter sind vorteilhaft zum Bestimmen des Betriebszustands, da sie einfach, beispielsweise mit handelsüblichen Sensoren, messbar sind. Im Übrigen ist von diesen Betriebsparametern jeweils auch der Strom durch die Spule des Aktuators unmittelbar abhängig, wobei der Strom maßgeblich die magnetische Kraft, also auch die Haltekraft, beeinflusst.The operating parameter may include, for example, an electrical voltage applied to the coil, an electrical current through which the coil flows, an electrical resistance of the coil, an electrical resistance of the power source, and / or an electrical resistance of the supply line between the power source and the coil be. The operating parameter "electrical voltage" can be defined by a, in particular changeable, output voltage of the energy source. The output voltage may be variable, for example, as a function of a load, a temperature, an aging and / or an internal resistance of the energy source. Furthermore, the operating parameter "electrical resistance of the coil" can be variable, for example, as a function of a temperature of the coil, wherein the temperature of the coil is influenced by the ambient temperature or by an electrical load or an electrical power loss in the coil. The operating parameter "electrical resistance of the supply line", as well as the electrical resistance of the coil, for example, be variable by a temperature. These operating parameters are advantageous for determining the operating state, since they can be measured easily, for example using commercially available sensors. Incidentally, the current through the coil of the actuator is directly dependent on these operating parameters in each case, wherein the current significantly affects the magnetic force, including the holding force.

Es kann zumindest ein Standard-Betriebszustand und ein Grenzbereich-Betriebszustand unterschieden werden, wobei der Grenzbereich-Betriebszustand einen Betriebszustand bezeichnet, bei dem zumindest ein Betriebsparameter einen bestimmten Grenzwert über- oder unterschreitet, sodass der Grenzbereichs-Betriebszustand also betriebsparameterabhängig definiert ist. Vorzugsweise bezeichnet der Grenzbereichs-Betriebszustand einen Betriebszustand bei dem der grenzwertüberschreitende Betriebsparameter in einem Wirkzusammenhang mit der magnetischen Kraft der Spule, insbesondere der Haltekraft steht. Insbesondere können sich die elektrische Spannung, der elektrische Widerstand der Spule und/oder der elektrische Widerstand der Zuleitung ändern, also auch ein solcher grenzwertüberschreitender Betriebsparameter sein.At least one standard operating state and one border region operating state can be distinguished, wherein the border region operating state designates an operating state in which at least one operating parameter exceeds or falls below a specific limit value, so that the limit operating state is defined as a function of the operating parameter. The limit range operating state preferably designates an operating state in which the limit-value operating parameter is in an operative relationship with the magnetic force of the coil, in particular the holding force. In particular, the electrical voltage, the electrical resistance of the coil and / or the electrical resistance of the supply line can change, that is also be such an operating value exceeding the limit value.

Es ist bevorzugt, dass der Aktuator in der Haltephase bei dem Standard-Betriebszustand reduziert als Standardansteuerung und bei dem Grenzbereich Betriebszustand verstärkt gegenüber der Standardansteuerung als Grenzbereichsansteuerung angesteuert wird. So lässt sich ein unerwünschter Einfluss, der beim Grenzbereichs-Betriebszustands die Haltekraft mindert, ausgleichen, und zwar ohne dass der Aktuator im Standard-Betriebszustand überdimensioniert angesteuert wird oder überdimensioniert ausgebildet ist. Verstärkt beziehungsweise reduziert ansteuern bedeutet also, dass die Ansteuerung so variiert wird, dass einem Einfluss, der die magnetische Kraft der Spule bei unveränderter Ansteuerung nicht unwesentlich verringern beziehungsweise erhöhen würde, entgegengewirkt wird. Insbesondere ist die Verstärkung beziehungsweise Reduzierung der Ansteuerung so ausgebildet, dass die Haltekraft im Grenzbereichs-Betriebszustand zwar durch die Grenzbereichsansteuerung jedoch nicht durch die Standardansteuerung aufgebracht wird. Dadurch kann das System, insbesondere der Aktuator, gegenüber dem Stand der Technik in Auslegung und Dimensionierung weiter optimiert werden.It is preferred that the actuator in the hold phase is reduced in the standard operating state as a standard drive, and in the limit operating state is amplified in relation to the standard drive as limit drive. Thus, an undesirable influence, which reduces the holding force in the boundary-region operating state, can be compensated for, without the actuator being actuated oversized in the standard operating state or being oversized. Controlling increased or reduced means that the activation is varied in such a way that an influence which would not insignificantly reduce or increase the magnetic force of the coil with unchanged activation is counteracted. In particular, the gain or reduction of the drive is designed such that the holding force in the limit range operating state is indeed not applied by the limit control but not by the standard control. As a result, the system, in particular the actuator, can be further optimized with respect to the state of the art in terms of design and dimensioning.

Nach dem Stand der Technik ist eine Dimensionierung und Auslegung des Aktuators, insbesondere der Spule, für einen gesamten Bereich von Betriebszuständen erforderlich. Da die magnetische Kraft, insbesondere die Haltekraft zum Halten des bewegbaren Elements an der Zielposition, gewährleistet sein soll, ist herkömmlich eine Überdimensionierung für den Standard-Betriebszustand realisiert oder es wird herkömmlich der Grenzbereichs-Betriebszustand vermieden. Durch das genannte Variieren der Ansteuerung kann das System, die Ansteuerung, also insbesondere die Steuerung und/oder eine Ansteuerschaltung, und/oder der Aktuator ohne diese Überdimensionierung ausgebildet sein, also, insbesondere bezüglich der magnetischen Kraft, in Auslegung und Dimensionierung über den bisherigen Stand der Technik hinaus optimiert werden. Zusätzlich oder alternativ lässt sich das System, insbesondere der Aktuator, in einem vergrößerten Betriebsbereich, insbesondere auch in dem Grenzbereichs-Betriebszustand, betreiben, wobei außerdem eine ausreichende magnetische Kraft sichergestellt ist.According to the prior art, a dimensioning and design of the actuator, in particular the coil, for a whole range of operating conditions is required. Since the magnetic force, in particular the holding force for holding the movable member at the target position to be ensured, conventionally, over-dimensioning for the standard operating condition is realized, or conventionally, the boundary-band operating condition is avoided. As a result of said varying of the control, the system, the control, that is to say in particular the control and / or a drive circuit, and / or the actuator can be designed without this overdimensioning, that is, in particular with respect to the magnetic force, in design and dimensioning over the previous state technology. In addition or as an alternative, the system, in particular the actuator, can be operated in an enlarged operating range, in particular also in the limit operating mode, while also ensuring a sufficient magnetic force.

Im Übrigen kann die Ansteuerung variiert werden, indem beispielsweise eine Spannung, ein Innenwiderstand der Zuleitung oder der Spannungsquelle und/oder eine Anzahl von Wicklungen, also insbesondere auch von Windungen, der Spule verändert werden. So lässt sich der Strom durch die Spule und somit deren magnetische Kraft geeignet beeinflussen. Verstärkt beziehungsweise reduziert angesteuert bedeutet nicht notwendigerweise, dass die Spule mit einer stärkeren oder schwächeren elektrischen Leistung, insbesondere einem höheren oder niedrigeren Strom, betrieben wird. So lässt sich die Spule beispielsweise verstärkt ansteuern, indem die Spule für einen im Wesentlichen gleich bleibenden Strom mit einer höheren Spannung beaufschlagt wird, um den Einfluss eines höheren Innenwiderstands der Spule aufgrund einer Temperaturzunahme beim Grenzbereichs-Betriebszustand gegenüber dem Standard-Betriebszustand zu kompensieren, also die Haltekraft im Wesentlichen unverändert beizubehalten.Incidentally, the control can be varied by, for example, a voltage, an internal resistance of the supply line or the voltage source and / or a number of windings, ie in particular also of turns, the coil can be changed. This makes it possible to influence the current through the coil and thus its magnetic force. Increased or reduced driven does not necessarily mean that the coil is operated with a stronger or weaker electrical power, in particular a higher or lower current. For example, the coil can be energized to a greater extent by applying a higher voltage to the coil for a substantially constant current in order to compensate for the influence of a higher internal resistance of the coil due to a temperature increase in the boundary-region operating state compared to the standard operating state to maintain the holding force substantially unchanged.

Allerdings ist bevorzugt, dass bei dem Standard-Betriebszustand der Aktuator in der Haltephase mit einem Haltestrom angesteuert wird, der geringer als der Anzugsstrom ist. So lässt sich beim Betätigen des Aktuators eine elektrische Verlustleitung, insbesondere der Spule und/oder der Ansteuervorrichtung, verringern und insbesondere eine Erwärmung des Aktuators reduzieren. Dadurch lassen sich die Auslegung und Dimensionierung des Aktuators und/oder der Ansteuervorrichtung weiter optimieren. Im Übrigen kann durch den gegenüber dem Haltestrom erhöhten Anzugsstrom die magnetische Kraft der Spule erhöht werden, um eine Masse, zumindest die des bewegbaren Elements, zuverlässiger an die Zielposition zu bewegen, und zwar gegen die rücktreibende Kraft. An der Zielposition muss nur noch die Haltekraft aufgebracht werden und nicht mehr die Kraft zum Bewegen der Masse, sodass dort die magnetische Kraft, also der Haltestrom, reduziert werden kann.However, it is preferred that in the standard operating state, the actuator is driven in the holding phase with a holding current which is lower than the starting current. Thus, when the actuator is actuated, an electrical leakage line, in particular of the coil and / or the control device, can be reduced and, in particular, a heating of the actuator can be reduced. As a result, the design and dimensioning of the actuator and / or the drive device can be further optimized. Incidentally, by increasing the starting current against the holding current, the magnetic force of the coil can be increased to more reliably move a mass, at least that of the movable element, to the target position against the restoring force. At the target position, only the holding force must be applied and no longer the force to move the mass, so that there the magnetic force, so the holding current can be reduced.

Im Übrigen ist bevorzugt, dass der Aktuator im Grenzbereichs-Betriebszustand mit einem höheren Haltestrom als im Standard-Betriebszustand angesteuert wird. Im Grenzbereichs-Betriebszustand wäre bei unveränderter Ansteuerung die magnetische Kraft der Spule, wie zuvor erläutert, aufgrund eines Betriebsparameters verringert. Durch den höheren Haltestrom kann die Haltekraft für eine sicheren Betrieb des Aktuators zusätzlich erhöht werden und außerdem kann so vorsorglich eine Leistungsreserve gegen eine weiter zunehmende Verringerung der Haltekraft im Grenzbereichs-Betriebszustand erzielt werden.Incidentally, it is preferable that the actuator is driven in the boundary-region operating state with a higher holding current than in the standard operating state. In the limit range operating state, the magnetic force of the coil, as explained above, would be reduced due to an operating parameter with unchanged activation. Due to the higher holding current, the holding force for safe operation of the actuator can be additionally increased and also, as a precaution, a power reserve can be achieved against a further increasing reduction of the holding force in the boundary-region operating state.

Ferner ist bevorzugt, dass im Grenzbereichs-Betriebszustand der Aktuator in der Haltephase mit einem Haltestrom angesteuert wird, der im Wesentlichen dem Anzugsstrom entspricht. Mit dem Anzugsstrom wird sowohl die rücktreibende Kraft überwunden als auch zumindest die Masse des bewegbaren Elements beschleunigt. In der Haltephase muss das bewegbare Element im Wesentlichen nicht mehr beschleunigt werden, sodass sich durch den dem Anzugsstrom entsprechenden Haltestrom die Haltekraft erhöhen lässt. So wird die Betriebssicherheit des Aktuators verbessert.Furthermore, it is preferred that in the limit operating state of the actuator in the holding phase is controlled with a holding current, which substantially corresponds to the starting current. The pull-in current both overcomes the restoring force and at least accelerates the mass of the movable element. In the holding phase, the movable element essentially does not have to be accelerated any more, so that the retaining current can be increased by the holding current corresponding to the starting current. This improves the operational safety of the actuator.

Für einen geringen Schaltungsaufwand und/oder um die Steuerung einfach zu realisieren kann die Spule mit einem konstanten Strom zur Erzeugung einer im Wesentlichen konstanten magnetischen Kraft beaufschlagt werden. Ferner kann die Spule mit einer definierten Stromform, also mit einem bestimmten zeitlichen Verlauf der Stromstärke, beaufschlagt werden, insbesondere um die Bewegung des bewegbaren Elements und/oder die Haltekraft gezielt zu steuern. Im Übrigen können der Anzugsstrom und/oder der Haltestrom, insbesondere unabhängig voneinander, jeweils als konstanter Strom und/oder mit einer definierten Stromform realisiert werden.For a low circuit complexity and / or to easily realize the control, the coil can be subjected to a constant current for generating a substantially constant magnetic force. Furthermore, the coil can be subjected to a defined current shape, that is to say with a specific time profile of the current intensity, in particular in order to control the movement of the movable element and / or the holding force in a targeted manner. Incidentally, the starting current and / or the holding current, in particular independently of one another, can each be realized as a constant current and / or with a defined current form.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spule als Doppelspule, und zwar insbesondere mit einer Anzugswicklung und mit einer Haltewicklung ausgebildet. So lässt sich die Ansteuerung des Aktuators besonders einfach variieren, indem beispielsweise nur die Anzugswicklung, nur die Haltewicklung oder die Anzugs- und die Haltewicklung gleichzeitig angesteuert werden. Im Übrigen lässt sich so besonders ein fach die Anzahl der Wicklungen, insbesondere auch eine Anzahl von Windungen, und/oder ein Innenwiderstand der Spule variieren, um die Ansteuerung zu variieren.According to a preferred embodiment, the coil is designed as a double coil, in particular with a pull-in winding and with a holding winding. Thus, the control of the actuator can be particularly easily varied, for example, only the attraction winding, only the holding winding or the tightening and the holding winding are driven simultaneously. Incidentally, the number of windings, in particular a number of turns, and / or an internal resistance of the coil can be varied so as to vary the control.

Dabei ist bevorzugt, dass während der Haltephase in dem Standard-Betriebszustand nur die Haltewicklung und in dem Grenzbereichs-Betriebszustand die Haltewicklung und die Anzugswicklung mit dem Haltestrom bestromt werden. Dadurch wird im Standard-Betriebzustand der Aktuator reduziert angesteuert, nämlich nur die Haltewicklung, und im Grenzbereichs-Betriebszustand verstärkt angesteuert, nämlich die Halte- und Anzugswicklung. So lässt sich im Grenzbereichs-Betriebszustand die magnetische Kraft, insbesondere die Haltekraft, mit geringem Aufwand erhöhen, und zwar durch Bestromung der beiden genannten Wicklungen. Ferner lässt sich die Ansteuerung des Aktuators besonders einfach variieren, nämlich durch bloßes Schalten der zu bestromenden Wicklungen. Im Übrigen kann die Ansteuervorrichtung dann mit geringem Bauteilaufwand ausgebildet sein, und zwar muss insbesondere keine Stromformung realisiert werden. Die Vorteile einer optimierten Auslegung und Dimensionierung des Systems, des Aktuators und/oder der Steuerung, insbesondere der Ansteuervorrichtung, werden also ebenfalls erzielt.It is preferred that during the holding phase in the standard operating state, only the holding winding and in the boundary-region operating state, the holding winding and the attraction winding are energized with the holding current. This will reduced in the standard operating state of the actuator controlled, namely only the holding winding, and increasingly driven in the limit operating mode, namely the holding and attraction winding. Thus, in the limit operating state, the magnetic force, in particular the holding force, can be increased with little effort, by energizing the two windings mentioned. Furthermore, the actuation of the actuator can be varied particularly easily, namely merely by switching the windings to be energized. Incidentally, the drive device can then be designed with low component expenditure, and in particular no current shaping must be realized. The advantages of an optimized design and dimensioning of the system, the actuator and / or the controller, in particular the drive device, are therefore also achieved.

Die Aufgabe wird auch durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, das in einem Programmspeicher mit Programmbefehlen eines 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 Mirkocomputer vorzugsweise Bestandteil der Steuerung, wobei die Steuerung, insbesondere bei einer Mehrzahl von Steuergeräten der Steuerung oder des Systems, auch eine Mehrzahl Mikrocomputer und auch Speicher, so wie eine Mehrzahl Computerprogrammprodukte oder auch ein auf die Mehrzahl Steuergeräte 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, dass es leichter und individueller an bestimmte Kundenwünsche anpassbar ist, sowie eine Verbesserung oder Optimierung einzelner Verfahrensschritte mit geringem Aufwand kostengünstig möglich sind.The object is also achieved by a computer program product loadable in a program memory with program instructions of a 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 controller or the system, also a plurality of microcomputers and memory, such as a plurality of computer program products or 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 easier and more customizable to specific customer needs, and an improvement or optimization of individual process steps with little effort are 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 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 ein Startsystem, 1 a start system,

2 ein Verfahren zum Betreiben des Startsystems und 2 a method for operating the starting system and

3a, 3b, 3c schematisch unterschiedliche Ansteuerungen. 3a . 3b . 3c schematically different controls.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt ein Startsystem 1 für eine Brennkraftmaschine 2 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, wobei das Startsystem 1 eine Batterie 5, ein Starterrelais 3, einen Startermotor 4 und eine Steuerung 6 umfasst. Das Startsystem 1 ist dabei als Start-Stopp-System ausgebildet, um die Brennkraftmaschine 2 insbesondere bei einem kurzen Halt des Kraftfahrzeugs, beispielsweise an einer roten Ampel, auszuschalten und für eine Weiterfahrt des Kraftfahrzeugs wieder einzuschalten, beispielsweise um einen Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.The 1 shows a start system 1 for an internal combustion engine 2 a motor vehicle, not shown, wherein the starting system 1 a battery 5 , a starter relay 3 , a starter motor 4 and a controller 6 includes. The start system 1 is designed as a start-stop system to the internal combustion engine 2 in particular, in the case of a short stop of the motor vehicle, for example at a red traffic light, switch off and turn it on again for further travel of the motor vehicle, for example to reduce fuel consumption.

Das Starterrelais 3 ist als ein Aktuator mit einer Spule 17, die eine Haltewicklung 14 und eine Anzugswicklung 15 umfasst, und mit einem Anker 16 als bewegbares Element ausgebildet. Der Anker 16 kann in einer in den 3a, 3b, 3c gezeigten Anzugsphase 30 von einer Ruheposition 32 in nicht bestromten Zustand der Spule 17 mit einem Anzugsstrom 34 zu einer Zielposition 33 bewegt werden, wobei der Anker 16 mechanisch auf eine Kopplungsvorrichtung 10 mit einem Ritzel 13 des Startermotors 4 und einem Zahnkranz 12 der Brennkraftmaschine 2 wirkt. So lässt sich durch die Bewegung des Ankers 16 das Ritzel 13 in den Zahnkranz 12 einspuren und spätestens bei Erreichen der Zielposition 33 des Ankers 16 eine sichere Kopplung herstellen. Außerdem ist das Starterrelais 3 mit einer weiteren Aktuatorfunktion, nämlich als ein Schaltrelais mit einem elektrischen Kontakt 18, ausgebildet, um den Startermotor 4 aus der Batterie 5 zu bestromen. Dabei wird der elektrische Kontakt 18 ebenfalls durch den Anker 16 betätigt, und zwar an der Zielposition 33 geschlossen.The starter relay 3 is considered an actuator with a coil 17 holding a holding winding 14 and a suit winding 15 includes, and with an anchor 16 designed as a movable element. The anchor 16 can in one in the 3a . 3b . 3c shown suit phase 30 from a resting position 32 in non-energized state of the coil 17 with a starting current 34 to a target position 33 be moved, the anchor 16 mechanically on a coupling device 10 with a pinion 13 the starter motor 4 and a sprocket 12 the internal combustion engine 2 acts. This is due to the movement of the anchor 16 the pinion 13 in the sprocket 12 and at the latest when reaching the target position 33 of the anchor 16 create a secure coupling. In addition, the starter relay 3 with a further actuator function, namely as a switching relay with an electrical contact 18 , designed to be the starter motor 4 from the battery 5 to energize. This is the electrical contact 18 also through the anchor 16 operated, at the target position 33 closed.

Die Steuerung 6 ist mit einem Mikrocomputer 7 und einem Speicher 8 ausgebildet, in den ein Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen für den Mirkocomputer 7 geladen ist, um die zuvor und nachfolgend genannten Schritte auszuführen. Ferner ist die Steuerung 6 zur Ansteuerung des Starterrelais 3 ausgebildet, und zwar so, dass das Starterrelais 3 in der Anzugsphase 30 mit dem Anzugsstrom 34 angesteuert wird, um den Anker 16 zu der Zielposition 33 zu bewegen, und dass das Starterrelais 3 in einer in den 3a, 3b, 3c gezeigten Haltephase 31 mit einem Haltestrom 35 angesteuert wird, um den Anker 16 mit zumindest einer bestimmten Haltekraft im Wesentlichen an der Zielposition 33 zu halten, sodass während der Haltephase 31 insbesondere der elektrische Kontakt 18 geschlossen und die mechanische Kopplung des Startermotors 4 und der Brennkraftmaschine 2 mittels der Kopplungseinrichtung 10 sichergestellt ist.The control 6 is with a microcomputer 7 and a memory 8th in which a computer program product with program instructions for the microcomputer 7 is loaded to perform the above and following steps. Further, the controller 6 for controlling the starter relay 3 trained, in such a way that the starter relay 3 in the suit phase 30 with the starting current 34 is driven to the anchor 16 to the target position 33 to move, and that the starter relay 3 in one in the 3a . 3b . 3c shown holding phase 31 with a holding current 35 is driven to the anchor 16 with at least a certain holding force substantially at the target position 33 to hold so during the holding phase 31 in particular the electrical contact 18 closed and the mechanical coupling of the starter motor 4 and the internal combustion engine 2 by means of the coupling device 10 is ensured.

Ferner umfasst die Steuerung 6 eine Messeinrichtung 9 zum Erfassen zweier Betriebsparameter des Startsystems 1, und zwar einer Temperatur des Starterrelais 3, insbesondere einer Temperatur der Spule 17, und eines Zustands der Batterie 5, insbesondere einer Batteriespannung. Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Messeinrichtung 9 auch zum Erfassen eines Stroms durch die Haltewicklung 14 und/oder die Anzugswicklung 15 ausgebildet.... Also wird durch den Mikrocomputer 7, den Speicher 8 und die Messeinrichtung 9 eine Einrichtung zur Bestimmung des Betriebszustandes des Startsystems 1 realisiert, um das Starterrelais 3 mit einer Ansteuervorrichtung 11, beispielsweise mit Halbleiterschaltern, in Abhängigkeit von dem Betriebszustand variierbar anzusteuern, und zwar mittels eines Computerprogrammprodukts. Furthermore, the controller includes 6 a measuring device 9 for detecting two operating parameters of the starting system 1 , namely a temperature of the starter relay 3 , in particular a temperature of the coil 17 , and a condition of the battery 5 , in particular a battery voltage. Alternatively or additionally, according to a preferred embodiment, the measuring device 9 also for detecting a current through the holding winding 14 and / or the suit winding 15 trained .... So it's through the microcomputer 7 , the memory 8th and the measuring device 9 a device for determining the operating state of the starting system 1 realized to the starter relay 3 with a drive device 11 , For example, with semiconductor switches, depending on the operating state variably to control, by means of a computer program product.

Außerdem ist die Steuerung 6 mit einer Schnittstelle 19 ausgebildet, über die weitere Betriebsparameter, insbesondere von weiteren Steuergeräten des Kraftfahrzeugs, erfasst werden. Ferner werden über die Schnittstelle 19 Signale oder Befehle zum Starten oder Stoppen der Brennkraftmaschine 2 übertragen, und zwar beispielsweise beim Betätigen eines Zündschalters oder eines Start-Stopp-Bedienelements des Kraftfahrzeugs.Besides, the controller is 6 with an interface 19 formed over the further operating parameters, in particular of other control devices of the motor vehicle, are detected. Further, over the interface 19 Signals or commands for starting or stopping the internal combustion engine 2 transferred, for example, when operating an ignition switch or a start-stop control of the motor vehicle.

Die 2 zeigt ein Verfahren zum Betreiben des Startsystems 1 gemäß der 1, wobei ein Schritt S1 alternativ auch nach einem Schritt S2 und/oder zeitlich überlappend mit dem Schritt S2 und/oder einem Schritt S3 ausgeführt werden kann.The 2 shows a method for operating the starting system 1 according to the 1 Alternatively, a step S1 can also be executed after a step S2 and / or overlapping in time with the step S2 and / or a step S3.

In dem Schritt S1 wird der Betriebszustand des Startsystems 1 durch Messen und Auswerten der Temperatur des Starterrelais 3 und der Batteriespannung der Batterie 5 bestimmt, wobei alternativ auch nur einer oder mehrere, insbesondere auch andere Betriebsparameter, beispielsweise ein elektrischer Widerstand der Batterie 5 oder einer Zuleitung oder ein Strom durch die Haltewicklung 14 und/oder die Anzugswicklung 15, gemessen und ausgewertet werden. Alternativ kann der Betriebsparameter Temperatur des Starterrelais und/oder Temperatur der Spule 17 anstatt einer direkten Messung aus anderen Systemparameter berechnet oder ermittelt werden. Bei der Auswertung wird ein Standard-Betriebszustand bestimmt, falls sich alle Betriebsparameter in einem bestimmten Wertebereich befinden, andernfalls, nämlich falls zumindest ein Betriebsparameter einen bestimmten Grenzwert unter- oder überschreitet, wird ein Grenzbereichs-Betriebszustand bestimmt.In step S1, the operating state of the starting system 1 by measuring and evaluating the temperature of the starter relay 3 and the battery voltage of the battery 5 determined, wherein alternatively also only one or more, in particular other operating parameters, such as an electrical resistance of the battery 5 or a supply line or a current through the holding winding 14 and / or the suit winding 15 , measured and evaluated. Alternatively, the operating parameter temperature of the starter relay and / or temperature of the coil 17 instead of a direct measurement from other system parameters can be calculated or determined. In the evaluation, a standard operating state is determined if all operating parameters are in a certain range of values, otherwise, if at least one operating parameter exceeds or falls below a certain threshold, a limit operating state is determined.

In dem Schritt S2 wird das Starterrelais 3 mit einem Anzugsstrom 34 bestromt, der im Wesentlichen durch die Batteriespannung, einen Innenwiderstand der Batterie 5, Leitungswiderstände und einen Innenwiderstand der Spule bestimmt ist. Die Bestromung der Anzugswicklung 15 und/oder der Haltewicklung 14 kann in Abhängigkeit von der Spulendimensionierung erfolgen, sodass die Anzugswicklung 15 allein oder die Anzugswicklung 15 und die Haltewicklung 14 zusammen mit dem Anzugsstrom 34 bestrombar sind. Der Schritt S2 entspricht also der Anzugsphase 30 des Starterrelais 3, in der der Anker 16 aufgrund des Anzugsstroms 34 mit einer magnetischen Kraft der Spule 17 zu der Zielposition 33 bewegt wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Steuerung 6 für eine möglichst große magnetische Kraft der Spule 17 sowohl die Anzugswicklung 15 als auch die Haltewicklung 14 mit dem Anzugsstrom 34 bestromt, um den Anker 16 sicher zur Zielposition 33 zu bewegen, also das Starterrelais 3 zu schalten und den Startermotor 4 mit der Brennkraftmaschine 2 zu koppeln.In step S2, the starter relay 3 with a starting current 34 energized, essentially by the battery voltage, an internal resistance of the battery 5 , Line resistance and an internal resistance of the coil is determined. The energization of the suit winding 15 and / or the holding winding 14 can be done depending on the coil sizing, so that the pull winding 15 alone or the suit winding 15 and the holding winding 14 along with the pull-in current 34 are energized. The step S2 thus corresponds to the suit phase 30 of the starter relay 3 in which the anchor 16 due to the pull-in current 34 with a magnetic force of the coil 17 to the target position 33 is moved. In this embodiment, the controller 6 for the largest possible magnetic force of the coil 17 both the suit winding 15 as well as the holding winding 14 with the starting current 34 energized to the anchor 16 safely to the target position 33 to move, so the starter relay 3 to switch and the starter motor 4 with the internal combustion engine 2 to pair.

In dem Schritt S3 wird das Starterrelais 3 von der Steuerung 6 mit einem Haltestrom 35 angesteuert, und zwar in der Haltephase 31, die nach einer definierten Zeit, nämlich wenn der Anker 16 sicher die Zielposition 33 erreicht hat, der Anzugsphase 34 folgt. Im Übrigen ist die Ansteuerung in Abhängigkeit von dem in dem Schritt S1 bestimmten Betriebszustand variierbar, wobei in dem Standard-Betriebszustand nur die Haltewicklung 14 und in dem Grenzbereichs-Betriebszustand sowohl die Haltewicklung 14 als auch die Anzugswicklung 15 mit dem Haltestrom 35 bestromt werden. So lässt sich in dem Standard-Betriebszustand eine elektrische Leistungsaufnahme der Spule 17 und somit deren Verlustwärme durch eine reduzierte Ansteuerung verringern, wobei jedoch sichergestellt wird, dass die Haltekraft nicht unterschritten wird.In step S3, the starter relay 3 from the controller 6 with a holding current 35 driven, in the holding phase 31 that after a defined time, namely when the anchor 16 sure the target position 33 has reached the suit phase 34 follows. Otherwise, the drive can be varied as a function of the operating state determined in step S1, with only the holding winding in the standard operating state 14 and in the boundary region operating state, both the holding winding 14 as well as the suit winding 15 with the holding current 35 be energized. Thus, in the standard operating state, an electrical power consumption of the coil 17 and thus reduce their heat loss by a reduced drive, but it is ensured that the holding force is not exceeded.

In dem Grenzbereichs-Betriebszustand würde sich der Haltestrom 35, also auch die magnetische Kraft für die Haltekraft, reduzieren, beispielsweise indem durch eine Temperaturerhöhung ein Leitungswiderstand oder ein Innenwiderstand der Spule 17 vergrößert wird oder indem die Batteriespannung aufgrund einer niedrigen Temperatur, eines Ladezustands oder eines Alterungsprozesses der Batterie 5 verringert wird. Als Folge könnte die magnetische Kraft nicht mehr ausreichen, um den Anker 16 an der Zielposition 33 zu halten, sodass dieser wieder in die Ruheposition 32 zurückfallen würde. Um dem entgegenzuwirken wird das Starterrelais 3 im Grenzbereichs-Betriebszustand verstärkt angesteuert, indem beide Wicklungen, nämlich die Anzugs- 15 und die Haltewicklung 14, mit dem Haltestrom 35 bestromt werden, sodass sich die magnetische Kraft erhöht, indem eine größere Anzahl von Wicklungen, also auch von Windungen, mit dem Haltestrom 35 bestromt werden und die gesamte Bestromung 5 der Spule 17 zunimmt. Wie zuvor genannt, wird auch ein Strom der Haltewicklung 14 und/oder der Anzugswicklung 15 gemessen und in Abhängigkeit von dem Strom entsprechend verstärkt oder schwächer angesteuert werden. So lässt sich im Grenzbereichs-Betriebszustand auf einen störenden Einfluss auf die magnetische Kraft durch das Variieren der Ansteuerung entgegenwirken. Damit wird im Grenzbereichs-Betriebszustand trotz eines grenzwertüberschreitenden Betriebsparameters eine ausreichend magnetische Kraft erreicht, die den Anker 16, wie gefordert, an der Zielposition 33 sicher hält. Im Übrigen könnte alternativ oder ergänzend auch die Spannung bei der Bestromung, beispielsweise mit einem DC/DC-Wandler, erhöht werden.In the limit operating mode, the holding current would 35 , So also reduce the magnetic force for the holding force, for example by a line resistance or internal resistance of the coil by a temperature increase 17 or by the battery voltage due to a low temperature, a state of charge or an aging process of the battery 5 is reduced. As a result, the magnetic force could no longer be enough to anchor 16 at the target position 33 to hold, so that this again in the rest position 32 would fall behind. To counteract this will be the starter relay 3 increasingly activated in the limit operating mode, in that both windings, namely the tightening 15 and the holding winding 14 , with the holding current 35 be energized so that the magnetic force increases by a larger number of windings, including turns, with the holding current 35 be energized and the entire energization 5 the coil 17 increases. As mentioned above, also becomes a current of the holding winding 14 and / or the suit winding 15 measured and depending on the Electricity be amplified accordingly or weaker controlled. In the limit operating state, for example, it is possible to counteract a disturbing influence on the magnetic force by varying the activation. In this way, in the limit operating state, despite a limit-exceeding operating parameter, a sufficient magnetic force is achieved, which is the armature 16 , as required, at the target position 33 holds securely. Incidentally, alternatively or additionally, the voltage during the current supply, for example with a DC / DC converter, could be increased.

Die 3a, 3b, 3c zeigen schematisch unterschiedliche Ansteuerungen, wobei jeweils über einer Zeitachse t eine Bewegungsposition s des Ankers 16 und eine Bestromung I der Spule 17, nämlich der Anzugsstrom 34 in der Anzugsphase 30 und der Haltestrom 35 die Haltephase 31, aufgetragen sind. Der Anzugsphase 30 folgt jeweils die Haltephase 31, wobei das Starterrelais 3 außerhalb dieser Phasen 30, 31 ausgeschaltet ist.The 3a . 3b . 3c schematically show different controls, wherein in each case over a time axis t a movement position s of the armature 16 and an energization I of the coil 17 namely, the pull-in current 34 in the suit phase 30 and the holding current 35 the holding phase 31 , are applied. The suit phase 30 follows in each case the holding phase 31 , where the starter relay 3 outside of these phases 30 . 31 is off.

Die 3a zeigt eine Standardansteuerung im Standard-Betriebszustand. In der Anzugsphase 30 werden die Haltewicklung 14 und die Anzugswicklung 15 bestromt, und zwar indem das Starterrelais 3 mit der Batteriespannung der Batterie 5 durch die Steuerung 6 beaufschlagt wird. Daraufhin stellt sich ein im Wesentlichen konstanter Anzugsstrom 34 ein, der durch Betriebsparameter, insbesondere durch die Batteriespannung und Innenwiderstände der Spule 17, der Zuleitung und der Batterie 5, bestimmt ist. Der tatsächliche Stromverlauf nimmt, insbesondere aufgrund einer Induktivität der Spule 17, einen bestimmten zeitlichen Verlauf an, der in den 3a, 3b, 3c jeweils durch Schrägen vereinfacht dargestellt ist. In der Haltephase 31 wird die Anzugswicklung 15 abgeschaltet, also das Starterrelais 3 reduziert angesteuert, und nur die Haltewicklung 14 der Spule 17 mit dem Haltestrom 35 bestromt, und zwar indem das Starterrelais 3, wie auch in der Anzugsphase 30, mit der Batteriespannung der Batterie 5 durch die Steuerung 6 mit einem im Wesentlichen konstanten Haltestrom 35 angesteuert wird. Da in der Haltephase 31 nur die Haltewicklung 14 und nicht die Anzugswicklung 15 bestromt wird, reduziert sich die gesamte Bestromung I der Spule 17, wobei jedoch sichergestellt ist, dass die Haltekraft nicht unterschritten wird. Dementsprechend wird der Anker 16 in der Anzugsphase 30 von der Ruheposition 32 zu der Zielposition 33 bewegt und während der Haltephase 31 mit der Haltekraft dort gehalten. Nach der Haltephase 31 wird der Haltestrom 35 ausgeschaltet, sodass die Bestromung I der Spule 17, wie zuvor erläutert, mit einem zeitlichen Verlauf auf 0 A abfällt. Durch die sinkende Bestromung I wird die Haltekraft des Ankers 16 unterschritten, sodass er aufgrund einer rücktreibenden Federkraft, insbesondere aufgrund einer Feder in dem Starterrelais 3, in die Ruheposition 32 bewegt wird.The 3a shows a standard control in the standard operating state. In the suit phase 30 become the holding winding 14 and the suit winding 15 energized, namely by the starter relay 3 with the battery voltage of the battery 5 through the controller 6 is charged. This results in a substantially constant starting current 34 a, by operating parameters, in particular by the battery voltage and internal resistance of the coil 17 , the supply line and the battery 5 , is determined. The actual current flow decreases, especially due to an inductance of the coil 17 , a certain time course, in the 3a . 3b . 3c is shown simplified in each case by sloping. In the holding phase 31 becomes the suit winding 15 switched off, so the starter relay 3 reduced driven, and only the holding winding 14 the coil 17 with the holding current 35 energized, namely by the starter relay 3 , as well as in the suit phase 30 , with the battery voltage of the battery 5 through the controller 6 with a substantially constant holding current 35 is controlled. Because in the hold phase 31 only the holding winding 14 and not the suit winding 15 is energized, reduces the total current I of the coil 17 , but it is ensured that the holding force is not exceeded. Accordingly, the anchor becomes 16 in the suit phase 30 from the resting position 32 to the target position 33 moved and during the holding phase 31 held there with the holding force. After the holding phase 31 becomes the holding current 35 switched off so that the current I of the coil 17 , as explained above, with a time course drops to 0 A. Due to the sinking current I, the holding force of the armature 16 falls below, so that he due to a restoring spring force, in particular due to a spring in the starter relay 3 , in the resting position 32 is moved.

Die 3b zeigt die Standardansteuerung gemäß der 3a, jedoch im Grenzbereichs-Betriebszustand, sowie eine resultierende Bewegung des Ankers 16. Im Grenzbereichs-Betriebszustand hat ein Betriebsparameter des Startsystems 1, beispielsweise die Batteriespannung, der Widerstand der Spule 17 und/oder der Leitungswiderstand einer Zuleitung, einen bestimmten Grenzwert unter- oder überschritten, sodass der Haltestrom 35, also auch die magnetische Kraft der Spule 17, wesentlich geschwächt wird. Folglich kann die Haltekraft nicht mehr aufgebracht werden, sodass der Anker 16 bereits in der Haltephase 31 zu einem Zeitpunkt t1 in die Zielposition 33 in die Ruheposition 32 hin abfällt. Diese unerwünschte Bewegung des Ankers 16 kann durch eine nachfolgend beschriebene Grenzbereichsansteuerung wirksam verhindert werden, um das Starterrelais 3 in einem erweiterten Betriebszustandsbereich, insbesondere in dem Grenzbereichs-Betriebszustand, zuverlässig zu betreiben.The 3b shows the standard control according to the 3a but in the limit operating condition, as well as a resulting movement of the armature 16 , In the limit operating condition has an operating parameter of the starting system 1 For example, the battery voltage, the resistance of the coil 17 and / or the line resistance of a supply line, a certain limit below or exceeded, so that the holding current 35 So also the magnetic force of the coil 17 , is significantly weakened. Consequently, the holding force can not be applied, so that the anchor 16 already in the holding phase 31 at a time t 1 in the target position 33 in the resting position 32 falls off. This unwanted movement of the anchor 16 can be effectively prevented by a Grenzbereichsansteuerung described below to the starter relay 3 in an extended operating state range, in particular in the limit operating state, to operate reliably.

Gemäß der 3c wird das Starterrelais 3 mit der Grenzbereichsansteuerung im Grenzbereichs-Betriebszustand betrieben, wobei in der Haltephase 31 jeweils die Anzugswicklung 15 und die Haltewicklung 14 mit dem Haltestrom 35 bestromt werden, also die Spule 17 verstärkt angesteuert wird. Dadurch wird die gesamte Bestromung I der Spule 17 so erhöht, dass der Haltestrom 35 im Wesentlichen gleich dem Anzugsstrom 34 ist und aufgrund der resultierenden erhöhten magnetischen Kraft der Anker 16, insbesondere während der gesamten Haltephase 31, zuverlässig an der Zielposition 33 gehalten wird.According to the 3c becomes the starter relay 3 operated with the Grenzbereichsansteuerung in the limit range operating state, wherein in the holding phase 31 each the suit winding 15 and the holding winding 14 with the holding current 35 be energized, so the coil 17 is increasingly controlled. As a result, the entire current I of the coil 17 so that increases the holding current 35 essentially equal to the starting current 34 is and because of the resulting increased magnetic force of the armature 16 especially during the entire holding phase 31 , reliable at the target position 33 is held.

Ein weiteres, nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor genannten dadurch, dass die Spule 17 als Einfach-Spule, also mit nur einer Wicklung, ausgebildet ist. Dabei kann die Spule 17 beispielsweise mittels Widerstände, insbesondere schaltbare Vorwiderstände, und/oder durch eine veränderbare Spannung variabel angesteuert werden. Insbesondere lässt sich auch die Einfach-Spule mit einer Bestromung I gemäß der 3 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand ansteuern.Another, not shown embodiment differs from the aforementioned in that the coil 17 is designed as a single coil, ie with only one winding. The coil can do this 17 For example, by means of resistors, in particular switchable series resistors, and / or are variably controlled by a variable voltage. In particular, the single coil with a current I according to the 3 depending on an operating state.

Weitere, nicht dargestellte Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den zuvor genannten dadurch, dass das Startsystem 1 nicht für einen Start-Stopp-Betrieb ausgebildet ist.Further, not shown embodiments differ from the aforementioned by the fact that the starting system 1 is not designed for a start-stop operation.

Weitere, nicht dargestellte Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den zuvor genannten dadurch, dass der Aktuator nicht Bestandteil des Schaltrelais 3, insbesondere auch nicht Bestandteil des Startsystems 1 ist, sondern beispielsweise als ein handelsübliches Schaltrelais ausgebildet ist. Solche Aktuatoren und/oder Schaltrelais können beispielsweise in einer Motorsteuerung, einer Bremsensteuerung oder einer Getriebesteuerung realisiert sein, und zwar insbesondere auch nur zum Schalten eines elektrischen Kontaktes oder nur zum mechanischen Betätigen einer weiteren Vorrichtung.Further, not shown embodiments differ from the aforementioned by the fact that the actuator is not part of the switching relay 3 , in particular not part of the starting system 1 is, but for example, designed as a commercially available switching relay. Such Actuators and / or switching relays can be implemented, for example, in a motor control, a brake control or a transmission control, in particular also only for switching an electrical contact or only for the mechanical actuation of a further device.

Im Übrigen unterscheiden sich weitere, nicht dargestellte Ausführungsbeispiele von den zuvor gezeigten dadurch, dass die Bestromung I der Spule, insbesondere der Anzugsstrom 34 und/oder der Haltestrom 35, mit einer elektrischen Regelung für eine definierte Stromform realisiert ist, wobei die Bestromung I mit einem bestimmten zeitlichen Verlauf angesteuert wird. So lässt sich die magnetische Kraft gezielt und unmittelbar steuern. Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerische Darstellungen für die Erfindung als Wesentlich verwiesen.Incidentally, other embodiments, not shown, differ from those shown above in that the energization I of the coil, in particular the attraction current 34 and / or the holding current 35 , is realized with an electrical control for a defined current shape, wherein the current I is driven with a certain time profile. This allows you to control the magnetic force in a targeted and direct manner. 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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Claims (9)

Verfahren zum Betreiben eines Systems (1), insbesondere eines Startsystems (1) für eine Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrischen Energiequelle (5) und einem Aktuator (3), insbesondere einem Relais (3), mit einer Spule (17) und einem bewegbaren Element (16), insbesondere einem Anker (16), bei dem der Aktuator (3) in einer Anzugsphase (30) mit einem Anzugsstrom (34) angesteuert wird, um das bewegbare Element (16) zu einer Zielposition (33) zu bewegen, und der Aktuator (3) in einer Haltephase (31) mit einem Haltestrom (35) angesteuert wird, um das bewegbare Element (16) mit zumindest einer bestimmten Haltekraft im Wesentlichen an der Zielposition (33) zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Aktuators (3) abhängig von einem Betriebszustand des Systems (1) variiert wird.Method for operating a system ( 1 ), in particular a starting system ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) of a motor vehicle, with an electrical energy source ( 5 ) and an actuator ( 3 ), in particular a relay ( 3 ), with a coil ( 17 ) and a movable element ( 16 ), in particular an anchor ( 16 ), in which the actuator ( 3 ) in a suit phase ( 30 ) with a starting current ( 34 ) is moved to the movable element ( 16 ) to a target position ( 33 ), and the actuator ( 3 ) in a holding phase ( 31 ) with a holding current ( 35 ) is moved to the movable element ( 16 ) having at least a certain holding force substantially at the target position ( 33 ), characterized in that the activation of the actuator ( 3 ) depending on an operating state of the system ( 1 ) is varied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand anhand zumindest eines Betriebsparameters, insbesondere einer Temperatur, einer elektrischen Spannung, eines elektrischen Stromes und/oder eines elektrischen Widerstandes, des Systems (1), insbesondere der Spule (17) und/oder der elektrischen Energiequelle (5), bestimmt wird, und zwar insbesondere durch Messen und Auswerten.A method according to claim 1, characterized in that the operating state based on at least one operating parameter, in particular a temperature, an electrical voltage, an electrical current and / or an electrical resistance of the system ( 1 ), in particular the coil ( 17 ) and / or the electrical energy source ( 5 ), in particular by measuring and evaluating. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung, insbesondere nur, in der Haltephase (31) variiert wird, insbesondere indem der Aktuator (3) in der Haltephase (31) bei dem Standard-Betriebszustand reduziert als Standardansteuerung und bei dem Grenzbereich-Betriebszustand verstärkt gegenüber der Standardansteuerung als Grenzbereichsansteuerung angesteuert wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the control, in particular only, in the holding phase ( 31 ), in particular by the actuator ( 3 ) in the holding phase ( 31 ) is reduced in the standard operating state as a standard control and in the boundary-region operating state is amplified compared to the standard control is driven as Grenzbereichsansteuerung. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Standard-Betriebszustand der Aktuator (3) in der Haltephase (31) mit einem Haltestrom (35) angesteuert wird, der geringer als der Anzugsstrom (34) ist.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the standard operating state of the actuator ( 3 ) in the holding phase ( 31 ) with a holding current ( 35 ), which is lower than the starting current ( 34 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Grenzbereichs-Betriebszustand der Aktuator (3) in der Haltephase (31) mit einem Haltestrom (35) angesteuert wird, der im Wesentlichen dem Anzugsstrom (34) entspricht.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the boundary-region operating state of the actuator ( 3 ) in the holding phase ( 31 ) with a holding current ( 35 ), which essentially corresponds to the starting current ( 34 ) corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (17) mit einer Anzugswicklung (15) und mit einer Haltewicklung (14) ausgebildet ist und dass während der Haltephase (31) bei dem Standard-Betriebszustand nur die Haltewicklung (14) und bei dem Grenzbereichs-Betriebszustand die Haltewicklung (14) und die Anzugswicklung (15) bestromt werden.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coil ( 17 ) with a suit winding ( 15 ) and with a holding winding ( 14 ) and that during the holding phase ( 31 ) in the standard operating state, only the holding winding ( 14 ) and in the limit operating state, the holding winding ( 14 ) and the suit winding ( 15 ) are energized. Steuerung (6) für ein System (1), insbesondere ein Startsystem (1) für eine Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrischen Energiequelle (5) und einem Aktuator (3), insbesondere einem Relais (3), mit einer Spule (17) und einem bewegbaren Element (16), insbesondere einem Anker (16), wobei bei dem System (1) der Aktuator (3) in einer Anzugsphase (30) mit einem Anzugsstrom (34) ansteuerbar ist, um das bewegbare Element (16) zu einer Zielposition (33) zu bewegen, und der Aktuator (3) in einer Haltephase (31) mit einem Haltestrom (35) ansteuerbar ist, um das bewegbare Element (16) mit zumindest einer bestimmten Haltekraft im Wesentlichen an der Zielposition (33) zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (6) mit einer Einrichtung zur Bestimmung eines Betriebszustandes und mit einer Ansteuervorrichtung (11) für den Aktuator (3) ausgebildet ist, wobei die Ansteuerung des Aktuators (3) in Abhängigkeit von dem Betriebszustand, insbesondere nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 7, variierbar ist.Control ( 6 ) for a system ( 1 ), in particular a starting system ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) of a motor vehicle, with an electrical energy source ( 5 ) and an actuator ( 3 ), in particular a relay ( 3 ), with a coil ( 17 ) and a movable element ( 16 ), in particular an anchor ( 16 ), whereas in the system ( 1 ) the actuator ( 3 ) in a suit phase ( 30 ) with a starting current ( 34 ) is controllable to the movable element ( 16 ) to a target position ( 33 ), and the actuator ( 3 ) in a holding phase ( 31 ) with a holding current ( 35 ) is controllable to the movable element ( 16 ) having at least a certain holding force substantially at the target position ( 33 ), characterized in that the controller ( 6 ) with a device for determining an operating state and with a drive device ( 11 ) for the actuator ( 3 ), wherein the activation of the actuator ( 3 ) is variable as a function of the operating state, in particular according to a method of claims 1 to 7. System (1), insbesondere ein Startsystem (1) für eine Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrischen Energiequelle (5) und einem Aktuator (3), insbesondere einem Relais (3), mit einer Spule (17) und einem bewegbaren Element (16), insbesondere einem Anker (16), bei dem der Aktuator (3) in einer Anzugsphase (30) mit einem Anzugsstrom (34) ansteuerbar ist, um das bewegbare Element (16) zu einer Zielposition (33) zu bewegen, und der Aktuator (3) in einer Haltephase (31) mit einem Haltestrom (35) ansteuerbar ist, um das bewegbare Element (16) mit zumindest einer bestimmten Haltekraft im Wesentlichen an der Zielposition (33) zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) zum Betreiben nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere mit einer Steuerung (6) nach Anspruch 7, ausgebildet ist.System ( 1 ), in particular a starting system ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) of a motor vehicle, with an electrical energy source ( 5 ) and an actuator ( 3 ), in particular a relay ( 3 ), with a coil ( 17 ) and a movable element ( 16 ), in particular an anchor ( 16 ), in which the actuator ( 3 ) in a suit phase ( 30 ) with a starting current ( 34 ) is controllable to the movable element ( 16 ) to a target position ( 33 ), and the actuator ( 3 ) in a holding phase ( 31 ) with a holding current ( 35 ) is controllable to the movable element ( 16 ) having at least a certain holding force substantially at the target position ( 33 ), characterized in that the system ( 1 ) for operating according to a method according to one of claims 1 to 6, in particular with a controller ( 6 ) according to claim 7, is formed. Computerprogrammprodukt, das in einen Programmspeicher mit Programmbefehlen eines Mikrocomputers (7) ladbar ist, um alle Schritte eines Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen, insbesondere wenn das Computerprogrammprodukt in einer Steuerung (6) nach Anspruch 7 und/oder einem System (1) nach Anspruch 8 ausgeführt wird.Computer program product stored in a program memory with program instructions of a microcomputer ( 7 ) in order to carry out all the steps of a method according to at least one of claims 1 to 6, in particular if the computer program product is used in a controller ( 6 ) according to claim 7 and / or a system ( 1 ) is carried out according to claim 8.
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