DE102017217889A1 - Method for operating a motor vehicle starter arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeugstarteranordnung, mit einer elektrischen Maschine, Einspurmitteln, die dazu eingerichtet sind, ein durch die elektrische Maschine drehbares Ritzel in einen Zahnkranz einer Brennkraftmaschine einzuspuren, und Startmitteln, die dazu eingerichtet sind, die elektrische Maschine zu starten, weiterhin mit einer Schnittstelle, an die mittels einer Recheneinheit zum Ansteuern der Kraftfahrzeugstarteranordnung wenigstens drei verschiedene Signalpegel, umfassend einen Neutral-Pegel (P), einen ersten Betätigungs-Pegel (P) und einen zweiten Betätigungs-Pegel (P), an die Kraftfahrzeugstarteranordnung anlegbar sind, wobei mittels der Kraftfahrzeugstarteranordnung bei Anliegen eines ersten Signalmusters (M) umfassend den ersten Betätigungs-Pegel (P) an der Schnittstelle ein erster Startvorgang und bei Anliegen eines zweiten Signalmusters (M) umfassend den zweiten Betätigungs-Pegel (P) an der Schnittstelle ein zweiter Startvorgang durchgeführt wird, wobei der erste Startvorgang und der zweite Startvorgang voneinander verschiedene Ansteuerungsmuster der Einspurmittel und der Startmittel umfassen, sowie eine solche Kraftfahrzeugstarteranordnung, eine solche Recheneinheit und eine Anordnung mit einer Kraftfahrzeugstarteranordnung und einer Recheneinheit.The invention relates to a method for operating a motor vehicle starter arrangement, comprising an electric machine, Einspurmitteln which are adapted to einzuluren a rotatable by the electric machine pinion in a ring gear of an internal combustion engine, and starting means which are adapted to start the electric machine, furthermore with an interface to which at least three different signal levels, comprising a neutral level (P), a first actuation level (P) and a second actuation level (P), can be applied to the motor vehicle starter arrangement by means of a computing unit for controlling the motor vehicle starter arrangement in which, by means of the motor vehicle starter arrangement, when a first signal pattern (M) is present, the first actuation level (P) at the interface is a first start process and when a second signal pattern (M) is present, the second actuation level (P) at the interface a second Startvorga ng is carried out, wherein the first starting operation and the second starting operation from each other different driving patterns of the Einspurmittel and the starting means include, and such a motor vehicle starter arrangement, such a computing unit and an arrangement with a motor vehicle starter arrangement and a computing unit.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeugstarteranordnung, eine Kraftfahrzeugstarteranordnung sowie eine Recheneinheit zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugstarteranordnung, ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens und eine Anordnung mit einer Kraftfahrzeugstarteranordnung und einer Recheneinheit.The present invention relates to a method for operating a motor vehicle starter arrangement, a motor vehicle starter arrangement and a computer unit for controlling a motor vehicle starter arrangement, a computer program for carrying out the method and an arrangement with a motor vehicle starter arrangement and a computing unit.
Stand der TechnikState of the art
Bei Startern (Anlassern) für Brennkraftmaschinen kann es sich im Wesentlichen um eine elektrische Maschine mit vorgeschaltetem Planeten- oder Stirnradgetriebe und einer Ausrückvorrichtung, die ein durch die elektrische Maschine angetriebenes Starterritzel in einen Zahnkranz an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine einspuren lässt, handeln. Die zum Einspuren erforderliche Kraft kann durch ein Einspur- bzw. Einrückrelais (sog. Magnetschalter) erzeugt werden, dessen Anker über einen Hebel mit einer Einspureinheit (Starterritzel mit Freilauf) verbunden ist.Starters (starters) for internal combustion engines can essentially be an electric machine with an upstream planetary or helical gearbox and a disengaging device that can engage a starter pinion driven by the electric machine into a ring gear on the crankshaft of the internal combustion engine. The force required for meshing can be generated by a meshing or engaging relay (so-called magnetic switch) whose armature is connected via a lever with a Einspureinheit (starter pinion with freewheel).
Wird ein Starterstromkreis, z.B. über das Zündschloss, geschlossen, wird der Relaisanker über eine Einzugswicklung eingezogen und schiebt über die Ausrückvorrichtung das Ritzel in den Zahnkranz. Befindet sich das Ritzel hinreichend weit im Zahnkranz, schaltet der Relaisanker des Einspurrelais zusätzlich eine Kontaktbrücke durch und schließt damit den Stromkreis der elektrischen Maschine. Deren Anker beginnt sich hierdurch zu drehen und das Ritzel spurt über ein Steilgewinde in seine Endposition. Damit kann die Brennkraftmaschine durchgedreht werden und läuft schließlich an. Der Freilauf sorgt für die Entkopplung der elektrischen Maschine, sobald die Brennkraftmaschine anläuft, sich das Ritzel aber noch im Zahnkranz befindet. Wird der Zündschlossstromkreis unterbrochen, unterbricht die Kontaktbrücke den Motorstromkreis und die elektrische Maschine läuft aus. Gleichzeitig bewegt sich der Relaisanker durch eine sich entspannende Relaisankerrückstellfeder in seine Ruhelage und schiebt das Ritzel aus dem Zahnkranz in seine Ausgangsposition zurück.If a starter circuit, e.g. via the ignition lock, closed, the relay armature is pulled in via a pull-in winding and pushes the pinion into the ring gear via the release mechanism. If the pinion is sufficiently far in the ring gear, the relay armature of the single track relay additionally switches through a contact bridge and thus closes the circuit of the electrical machine. Its anchor begins to rotate thereby and the pinion spurts over a coarse thread in its final position. Thus, the internal combustion engine can be turned off and finally starts. The freewheel ensures the decoupling of the electric machine, as soon as the internal combustion engine starts, but the pinion is still in the sprocket. If the ignition circuit is interrupted, the contact bridge interrupts the motor circuit and the electrical machine stops running. At the same time the relay armature moves by a relaxing Relaisankerrückstellfeder in its rest position and pushes the pinion from the sprocket back to its original position.
Bei herkömmlichen Fahrzeugen sind das Einspuren und der anschließende Start der Brennkraftmaschine in der Regel unproblematisch. Insbesondere bei den sogenannten Start-Stopp-Systemen sind jedoch herkömmliche Starter ungeeignet.In conventional vehicles, the meshing and the subsequent start of the internal combustion engine are usually unproblematic. However, in the case of so-called start-stop systems, conventional starters are unsuitable.
Aufgrund der häufigen Startvorgänge ist der Verschleiß entsprechender Vorrichtungen in Start-Stopp-Systemen deutlich erhöht. Der mit dem Startvorgang verbundene Lärm wird zudem als störend empfunden. Unter anderem kann es in derartigen Systemen zu einem Startwunsch kommen, während die Brennkraftmaschine noch ausläuft (sogenannter „Change-Of-Mind“). In diesem Fall muss das Starterritzel so schnell wie möglich wieder in den sich noch drehenden Zahnkranz eingespurt werden, um einen schnellen Wiederstart zu ermöglichen. Dies verursacht zusätzlichen mechanischen Verschleiß und Lärm. Herkömmliche Anlasser sind für einen Change-Of-Mind-Start ungeeignet.Due to the frequent starting operations, the wear of corresponding devices in start-stop systems is significantly increased. The noise associated with the starting process is also perceived as disturbing. Among other things, it may come in such systems to a start, while the internal combustion engine is still expiring (so-called "change-of-mind"). In this case, the starter pinion must be meshed back into the sprocket still rotating as fast as possible to allow a quick re-start. This causes additional mechanical wear and noise. Traditional starters are unsuitable for a change-of-mind launch.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeugstarteranordnung, eine Kraftfahrzeugstarteranordnung sowie eine Recheneinheit zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugstarteranordnung, ein Computerprogramm und eine Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for operating a motor vehicle starter arrangement, a motor vehicle starter arrangement and a computer unit for controlling a motor vehicle starter arrangement, a computer program and an arrangement with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer Kraftfahrzeugstarteranordnung, mit einer elektrischen Maschine, Einspurmitteln, die dazu eingerichtet sind, ein durch die elektrische Maschine drehbares Ritzel in einen Zahnkranz einer Brennkraftmaschine einzuspuren, und Startmitteln, die dazu eingerichtet sind, die elektrische Maschine zu starten. Die Startmittel können hierzu beispielsweise ein geeignetes Schaltelement aufweisen, womit die elektrische Maschine bestromt werden kann.An inventive method is used to operate a motor vehicle starter arrangement, with an electric machine, Einspurmitteln that are adapted to einzuspuren a rotatable by the electric machine pinion in a ring gear of an internal combustion engine, and starting means, which are adapted to start the electric machine. For this purpose, the starting means may, for example, have a suitable switching element, with which the electrical machine can be energized.
Weiterhin weist die Kraftfahrzeugstarteranordnung eine Schnittstelle auf, an die mittels einer Recheneinheit zum Ansteuern der Kraftfahrzeugstarteranordnung (beispielsweise in Form eines Steuergeräts) wenigstens drei verschiedene Signalpegel, umfassend einen Neutral-Pegel, einen ersten Betätigungs-Pegel und einen zweiten Betätigungs-Pegel, an die Kraftfahrzeugstarteranordnung (bzw. die Schnittstelle) anlegbar sind. Dementsprechend ist die Kraftfahrzeugstarteranordnung dazu eingerichtet, wenigstens die drei Signalpegel an der Schnittstelle unterscheiden zu können. Bei der Schnittstelle kann es sich vorzugsweise um einen Pin handeln, an den eine Signalleitung anschließbar ist. Die unterschiedlichen Pegel können dabei so gewählt werden, dass sie hinreichend genau unterscheidbar sind. Üblich ist beispielsweise, dass eine maximale Spannungsdifferenz von 5 V zur Verfügung steht. Dann kann der erste Betätigungs-Pegel beispielsweise zwischen 4 V und 5 V liegen, der erste Betätigungs-Pegel zwischen 1 V und 2 V und der Neutral-Pegel bei 2,5 V. Es versteht sich, dass hier auch andere geeignete Werte gewählt werden können.Furthermore, the motor vehicle starter arrangement has an interface to which by means of a computing unit for controlling the motor vehicle starter arrangement (for example in the form of a control device) at least three different signal levels, comprising a neutral level, a first actuation level and a second actuation level to the motor vehicle starter (or the interface) can be applied. Accordingly, the motor vehicle starter arrangement is adapted to be able to distinguish at least the three signal levels at the interface. The interface may preferably be a pin to which a signal line can be connected. The different levels can be chosen so that they are sufficiently accurately distinguishable. It is common, for example, that a maximum voltage difference of 5 V is available. For example, the first actuation level may be between 4V and 5V, the first actuation level between 1V and 2V, and the neutral level at 2.5V. It should be understood that other suitable values will be used herein can.
Es wird nun mittels der Kraftfahrzeugstarteranordnung bei Anliegen eines ersten Signalmusters umfassend den ersten Betätigungs-Pegel an der Schnittstelle ein erster Startvorgang und bei Anliegen eines zweiten Signalmusters umfassend den zweiten Betätigungs-Pegel an der Schnittstelle ein zweiter Startvorgang durchgeführt. Ein solcher Startvorgang umfasst dabei jeweils eine geeignete Ansteuerung der Einspur- bzw. Startmittel, um die Brennkraftmaschine zu starten. Dabei umfassen der erste Startvorgang und der zweite Startvorgang voneinander verschiedene Ansteuerungsmuster der Einspurmittel und der Startmittel, d.h. der konkrete Ablauf der Ansteuerung der Einspur- bzw. Startmittel unterscheidet sich zwischen den beiden Startvorgängen.It is now by means of the motor vehicle starter arrangement upon application of a first signal pattern comprising the first actuation level at the Interface a first startup operation and when a second signal pattern comprising the second actuation level at the interface, a second start operation is carried out. In each case, such a starting process comprises a suitable control of the meshing or starting means in order to start the internal combustion engine. In this case, the first start operation and the second start operation comprise mutually different activation patterns of the Einspurmittel and the starting means, ie the specific sequence of the control of the Einspur- or start means differs between the two starting operations.
Bevorzugt handelt es sich bei diesen beiden Startvorgängen um die eingangs erwähnte Start-Stopp-Funktion und die Change-Of-Mind-Funktion. So kann der erste Startvorgang bevorzugt umfassen, dass zunächst eine Ansteuerung der Einspurmittel und anschließend eine Ansteuerung der Startmittel erfolgt. Durch diese getrennte bzw. zeitversetzte Ansteuerung kann das Ritzel zunächst eingespurt und dann bei Bedarf die Brennkraftmaschine sehr schnell gestartet werden, wie dies für die erwähnte Start-Stopp-Funktion in der Regel gewünscht ist.These two start processes are preferably the start-stop function mentioned at the outset and the change-of-mind function. Thus, the first starting process may preferably comprise firstly actuating the single-track means and then triggering the starting means. By this separate or time-offset control, the pinion can first be meshed and then, if necessary, the internal combustion engine can be started very quickly, as is usually desired for the mentioned start-stop function.
Der zweite Startvorgang kann bevorzugt umfassen, dass zunächst eine Ansteuerung der Startmittel und anschließend eine Ansteuerung der Einspurmittel erfolgt. So kann das Ritzel zunächst auf eine gewisse Drehzahl, beispielsweise etwa 200/min, gebracht werden, um dann in den Zahnkranz der noch laufenden bzw. auslaufenden Brennkraftmaschine eingespurt zu werden, wie dies für die erwähnte Change-Of-Mind-Funktion in der Regel gewünscht ist (bei einer Drehzahl über 200/min kann die Brennkraftmaschine in der Regel noch von sich aus gestartet werden).The second starting process may preferably comprise firstly actuating the starting means and then triggering the single-tracking means. Thus, the pinion can first be brought to a certain speed, for example about 200 / min, in order then to be meshed into the ring gear of the still running or expiring internal combustion engine, as is the case for the aforementioned change-of-mind function as a rule is desired (at a speed above 200 / min, the engine can usually be started by itself).
Denkbar ist dabei auch, dass die Startvorgänge nur dann durchgeführt werden, wenn keine Funktion einen Start der Brennkraftmaschine, beispielsweise aus Sicherheitsgründen, verhindert (sog. „Startverhinderer“), wie später noch näher erläutert wird. Zweckmäßig wäre es hierzu dann, die entsprechenden Signalmuster gar nicht erst an die Kraftfahrzeugstarteranordnung bzw. deren Schnittstelle anzulegen.It is also conceivable that the starting operations are only performed when no function prevents a start of the internal combustion engine, for example for safety reasons (so-called "start preventer"), as will be explained in more detail later. For this purpose, it would be expedient not to first apply the corresponding signal pattern to the motor vehicle starter arrangement or its interface.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es nunmehr möglich, verschiedene Startvorgänge, wie sie in modernen Fahrzeugen stattfinden können sollen, mit einer Kraftfahrzeugstarteranordnung durchzuführen, die über nur eine Signalleitung an eine geeignete Recheneinheit, beispielsweise ein Steuergerät, angeschlossen ist. Dies wird durch die unterschiedliche Signalpegel erreicht, die durch eine geeignet ausgebildete Kraftfahrzeugstarteranordnung (hier sind dann beispielsweise ein Prozessor und Transistoren nötig) entsprechend verarbeitet werden können. Ebenso können diverse Vorsteuerrelais entfallen und es ist kein zwischengeschaltetes System mehrt nötig.With the proposed method, it is now possible to perform different starting operations, as they should be able to take place in modern vehicles, with a motor vehicle starter arrangement, which is connected via a single signal line to a suitable computing unit, such as a control unit. This is achieved by the different signal levels which can be correspondingly processed by a suitably designed motor vehicle starter arrangement (here, for example, a processor and transistors are necessary). Likewise, various pilot control relays can be dispensed with and no interposed system is required more.
Vorzugsweise umfasst das erste Signalmuster zu einem ersten Zeitpunkt einen Wechsel von einem ersten zu einem zweiten Zustand, wobei basierend auf dem ersten Signalmuster zum ersten Zeitpunkt die Ansteuerung der Einspurmittel erfolgt. Solche Zustände können zweckmäßigerweise durch zwei verschiedene Signalpegel (in der Regel Spannungspegel), beispielsweise den ersten Betätigungs-Pegel und den Neutral-Pegel, erzeugt werden. Diese Zustände können dann auch als logische Zustände (beispielsweise „0“ und „1“) angesehen werden. Weiterhin ist es dann bevorzugt, wenn das erste Signalmuster zu einem späteren, zweiten Zeitpunkt (also später als zum ersten Zeitpunkt) den zweiten Zustand umfasst, wobei basierend auf dem ersten Signalmuster zum zweiten Zeitpunkt die Ansteuerung der Startmittel erfolgt. Der zweite Zustand kann hier dann vorzugsweise seit dem ersten Zeitpunkt noch immer vorhanden sein. Um die entsprechenden Zustände zu erfahren, kann beispielsweise eine Abfrage des aktuellen Signalpegels zu den genannten Zeitpunkten erfolgen. Für den ersten Zeitpunkt kann diese Abfrage auch kurz danach erfolgen, sodass der Wechsel der Zustände durch einen Vergleich mit einer vorausgegangen Abfrage ermittelt werden kann. Durch die Verwendung solcher Signalmuster mit verschiedenen Zuständen kann also eine gewünschte Art der Ansteuerung von Einspur- und Startmittel über nur eine Signalleitung und direkt über eine Recheneinheit bzw. ein Steuergerät erfolgen.The first signal pattern preferably comprises a change from a first to a second state at a first time, the control of the single-track means taking place based on the first signal pattern at the first time. Such states may conveniently be generated by two different signal levels (typically voltage levels), such as the first actuation level and the neutral level. These states can then also be regarded as logical states (for example "0" and "1"). Furthermore, it is preferred if the first signal pattern comprises the second state at a later, second point in time (ie later than at the first point in time), the triggering of the starting means taking place based on the first signal pattern at the second point in time. The second state may then preferably still be present here since the first time. In order to find out the corresponding states, it is possible, for example, to query the current signal level at the stated times. For the first time, this query can also be made shortly thereafter, so that the change of states can be determined by a comparison with a previous query. By using such signal patterns with different states, therefore, a desired type of control of single track and start means via only one signal line and directly via a computing unit or a controller can be done.
Denkbar ist in diesem Zusammenhang auch, dass beispielsweise zwischen dem ersten und zweiten Zeitpunkt wieder der erste Zustand vorliegt, d.h. dass in der Zwischenzeit der Zustand wieder gewechselt wurde. In diesem Fall kann das Ritzel eingespurt bleiben, ein Starten durch die elektrische Maschine erfolgt jedoch (noch) nicht. Sobald dann jedoch wieder der zweite Zustand anliegt, kann die Ansteuerung der Startmittel erfolgen.It is also conceivable in this context that, for example, between the first and second time again the first state is present, i. that in the meantime the state was changed again. In this case, the pinion can remain meshed, but a start by the electric machine is not (yet). However, as soon as the second state is applied again, the triggering of the starting means can take place.
In Fällen, bei denen zunächst eine Ansteuerung der Einspurmittel und anschließend eine Ansteuerung der Startmittel erfolgt (also der Start-Stopp-Funktion), ist es bevorzugt, wenn die Ansteuerung der Einspurmittel eine Bestromung einer Haltewicklung ab Beginn der Ansteuerung der Einspurmittel durchgehend bis zum Ende der Ansteuerung der Startmittel, und eine Bestromung einer Einzugswicklung ab Beginn der Ansteuerung der Einspurmittel, dann ein Aussetzen der Bestromung der Einzugswicklung und eine erneute Bestromung der Einzugswicklung ab Beginn der Ansteuerung der Startmittel umfasst. Die Einspurmittel können hier also eine Haltewicklung und eine Einzugswicklung umfassen, die beispielsweise beide zusammen einen Elektromagneten bilden, der dann unterschiedlich stark magnetisiert werden kann. Eine Einzugswicklung hat dabei in aller Regel einen niedrigeren ohmschen Widerstand als die Haltewicklung. So kann mittels der Einzugswicklung schnell eine hohe magnetische Kraft erzeugt werden, mittels welcher das Ritzel schnell in den Zahnkranz bewegt werden kann. Sobald das Ritzel im Zahnkranz ist, kann es mittels geringerer magnetischer Kraft der Haltewicklung dort eine gewünschte Zeitdauer gehalten werden. Sobald die elektrische Maschine gestartet wird, kann mittels der erneut bestromten Einzugswicklung dann sichergestellt werden, dass das Ritzel sicher im Zahnkranz verbleibt. Auf diese Weise wird das Einspurgeräusch verringert und der mechanische Verschleiß von Ritzel und Zahnkranz wird reduziert.In cases where first an activation of the Einspurmittel and then a control of the starting means takes place (ie the start-stop function), it is preferred if the control of the Einspurmittel energizing a holding winding from the beginning of the control of the Einspurmittel continuously to the end the activation of the starting means, and an energization of a pull-in winding from the beginning of the control of the Einspurmittel, then suspending the energization of the pull-in winding and a renewed energization of the pull-in winding from the beginning of the control of the starting means. The Einspurmittel can therefore here include a holding winding and a pull-in winding, for example, together form an electromagnet, which then varies in strength can be magnetized. A pull-in winding usually has a lower ohmic resistance than the holding winding. Thus, by means of the pull-in winding quickly a high magnetic force can be generated by means of which the pinion can be moved quickly into the ring gear. Once the pinion is in the ring gear, it can be held there by means of lower magnetic force of the holding coil there for a desired period of time. Once the electric machine is started, it can then be ensured by means of the re-energized pull-in winding that the pinion remains securely in the ring gear. In this way, the Ein¬ noise is reduced and the mechanical wear of pinion and ring gear is reduced.
Vorteilhafterweise erfolgt das Aussetzen der Bestromung der Einzugswicklung bei Erreichen eines Umkehrpunktes eines von der Einzugswicklung betätigten Ankers. Bei einem solchen Umkehrpunkt ist bei einem üblichen Anker mit Gabelhebel und Paddel (im Sinne eines Einrückhebels) die sog. mechanische Lose aufgebraucht. Der Umkehrpunkt kann beispielsweise über einen internen Steuerstrom bestimmt werden, ggf. unter Berücksichtigung von Reibungs- und Temperaturabhängigkeiten. Durch ein solch gezieltes Aussetzen der Bestromung der Einzugswicklung kann die gesamte Kraftfahrzeugstarteranordnung noch effizienter und geräuschärmer betrieben werden.Advantageously, the energization of the pull-in winding is stopped when a reversal point of an armature actuated by the pull-in winding is reached. In such a reversal point in a conventional anchor with fork lever and paddle (in the sense of a Einrückhebels) the so-called mechanical lots are used up. The reversal point can be determined for example via an internal control current, possibly taking into account friction and temperature dependencies. By such a targeted exposure of the energization of the pull-in winding, the entire motor vehicle starter arrangement can be operated even more efficiently and quieter.
Vorteilhafterweise erfolgt eine Ansteuerung der Kraftfahrzeugstarteranordnung (d.h. insbesondere das Anlegen eines Signalmusters) mittels der Recheneinheit erst, wenn mittels der Kraftfahrzeugstarteranordnung an die Schnittstelle der Kraftfahrzeugstarteranordnung ein Freigabe-Pegel als ein weiter Signalpegel angelegt wurde. Ein solcher Freigabe-Pegel kann - im Lichte oben erwähnter Signalpegel, beispielsweise bei 3 V oder zwischen 3 V und 3,5 V liegen. Der Freigabe-Pegel kann vorzugsweise dann angelegt werden, wenn kein Startverhinderer aktiv ist, also beispielsweise alle relevanten Temperaturen in Ordnung sind und keine ungewöhnlichen Bordnetzeinflüsse vorhanden sind. So kann gewährleistet werden, dass der gewünschte Startvorgang reibungslos durchgeführt werden kann.Advantageously, activation of the motor vehicle starter arrangement (that is to say in particular the application of a signal pattern) by means of the arithmetic unit takes place only when an enable level has been applied to the interface of the motor vehicle starter arrangement as a further signal level by means of the motor vehicle starter arrangement. Such an enable level may be - in the light of the above-mentioned signal level, for example at 3 V or between 3 V and 3.5 V. The release level can preferably be applied when no start inhibitor is active, that is, for example, all relevant temperatures are in order and no unusual vehicle electrical system influences are present. This ensures that the desired starting process can be carried out smoothly.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Kraftfahrzeugstarteranordnung mit einer elektrischen Maschine, Einspurmitteln, die dazu eingerichtet sind, ein durch die elektrische Maschine drehbares Ritzel in einen Zahnkranz einer Brennkraftmaschine einzuspuren, und Startmitteln, die dazu eingerichtet sind, die elektrische Maschine zu starten, weiterhin mit einer Schnittstelle, an der wenigstens drei verschiedene Signalpegel, umfassend einen Neutral-Pegel, einen ersten Betätigungs-Pegel und einen zweiten Betätigungs-Pegel, unterscheidbar sind. Diese Kraftfahrzeugstarteranordnung ist dann dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.The invention further relates to a motor vehicle starter arrangement with an electric machine, Einspurmitteln that are adapted to einzuspuren a rotatable by the electric machine pinion in a ring gear of an internal combustion engine, and starting means, which are adapted to start the electric machine, further with a Interface at which at least three different signal levels, including a neutral level, a first actuation level and a second actuation level, are distinguishable. This motor vehicle starter arrangement is then configured to carry out a method according to the invention.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Recheneinheit, beispielsweise in Form eines Steuergeräts, zum Ansteuern einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugstarteranordnung mit einer Recheneinheits-Schnittstelle, mittels der wenigstens drei verschiedene Signalpegel, umfassend einen Neutral-Pegel, einen ersten Betätigungs-Pegel und einen zweiten Betätigungs-Pegel, an die Kraftfahrzeugstarteranordnung anlegbar sind. Dabei ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, für einen ersten Startvorgang der Kraftfahrzeugstarteranordnung ein erstes Signalmuster umfassend den ersten Betätigungs-Pegel an der Recheneinheits-Schnittstelle auszugeben, und für einen zweiten Startvorgang der Kraftfahrzeugstarteranordnung ein zweites Signalmuster umfassend den zweiten Betätigungs-Pegel an der Recheneinheits-Schnittstelle auszugeben, wobei der erste Startvorgang und der zweite Startvorgang voneinander verschiedene Ansteuerungsarten der Einspurmittel und der Startmittel umfassen.The invention further provides an arithmetic unit, for example in the form of a control unit, for controlling a motor vehicle starter arrangement according to the invention having a processor unit interface, by means of which at least three different signal levels, comprising a neutral level, a first actuation level and a second actuation level, can be applied to the motor vehicle starter arrangement. In this case, the arithmetic unit is set up to output a first signal pattern comprising the first actuation level at the arithmetic unit interface for a first starting operation of the motor vehicle starter arrangement, and for a second starting operation of the motor vehicle starter arrangement a second signal pattern comprising the second actuation level at the arithmetic unit interface output, wherein the first starting operation and the second starting operation from each other different types of driving the Einspurmittel and the starting means include.
Vorzugsweise ist die Recheneinheit weiterhin dazu eingerichtet, eine Ansteuerung der Kraftfahrzeugstarteranordnung erst dann vorzunehmen, wenn an der Recheneinheits-Schnittstelle ein Freigabe-Pegel als ein weiter Signalpegel anliegt. Damit kann die Recheneinheit über nur eine Signalleitung bzw. die Recheneinheits-Schnittstelle sowohl Ansteuerbefehle geben als auch Freigabebefehle erhalten.Preferably, the arithmetic unit is further configured to carry out a control of the motor vehicle starter arrangement only when an enable level is applied to the arithmetic unit interface as a further signal level. Thus, the arithmetic unit via both a signal line and the arithmetic unit interface both give drive commands and receive enable commands.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugstarteranordnung und einer erfindungsgemäßen Recheneinheit, wobei die Schnittstelle der Kraftfahrzeugstarteranordnung mit einer Signalleitung, insbesondere nur einer Signalleitung, mit der Recheneinheits-Schnittstelle verbunden ist.The invention further relates to an arrangement with a motor vehicle starter arrangement according to the invention and a computing unit according to the invention, wherein the interface of the motor vehicle starter arrangement with a signal line, in particular only one signal line, is connected to the arithmetic unit interface.
Auch die Implementierung des Verfahrens bzw. der relevanten Schritte, die in der Recheneinheit durchzuführen sind, in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the method or the relevant steps to be performed in the arithmetic unit, in the form of a computer program is advantageous because this causes very low costs, especially if an executing control unit is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described below with reference to the drawing.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung in einer bevorzugten Ausführungsform.1 shows an inventive arrangement in a preferred embodiment. -
2 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugstarteranordnung in einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Brennkraftmaschine.2 shows a part of a motor vehicle starter arrangement according to the invention in a preferred embodiment with an internal combustion engine. -
3 zeigt verschiedene Signalpegel bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform.3 shows different signal levels in a method according to the invention in a preferred embodiment. -
4 zeigt verschiedene Signalmuster bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.4 shows different signal patterns in a method according to the invention in a further preferred embodiment. -
5 zeigt einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.5 shows a sequence of a method according to the invention in a further preferred embodiment. -
6 zeigt einen Umkehrpunkt bei einem erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.6 shows a reversal point in a method according to the invention in a further preferred embodiment.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In
Die Kraftfahrzeugstarteranordnung wiederum weist einen ersten Teil
Die Einspurmittel
Die Startmittel umfassen beispielhaft zwei Schaltelemente
Die Recheneinheit weist nun eine Recheneinheits-Schnittstelle
In der Recheneinheit
Der Prozessor
Zudem ist eine Kombination
In
Weiterhin ist nun mit den beiden Wicklungen
Bei Betätigung dieses Hebels durch die beiden Wicklungen
In
Ein erster Betätigungs-Pegel P1 liegt hier zwischen 4 V und 5V, ein zweiter Betätigungs-Pegel P2 bei 1 V bis 2 V, ein Neutral-Pegel bei 2,5 V und ein Freigabe-Pegel bei 3 V bis 3,5 V. Während die Recheneinheit und die Kraftfahrzeugstarteranordnung beispielsweise derart ausgebildet sein können, dass der Neutral-Pegel ohne besondere Betätigung anliegt, können die anderen Spannungspegel, wie bereits erläutert, gezielt erzeugt bzw. angelegt werden. Es versteht sich, dass für die Erzeugung dieser Spannungspegel ein Referenzpotential nötig ist, bei dem es sich in der Regel um Masse handelt.A first actuation level P 1 is here between 4 V and 5 V, a second actuation level P 2 at 1 V to 2 V, a neutral level at 2.5 V and a release level at 3 V to 3.5 V. While the arithmetic unit and the motor vehicle starter arrangement can be designed, for example, such that the neutral level is applied without special operation, the other voltage levels, as already explained, can be generated or created specifically. It is understood that generation of these voltage levels requires a reference potential, which is usually ground.
In
Das Signalmuster M1 - hier ein erstes Signalmuster im Sinne des vorgeschlagenen Verfahrens - gibt dabei einen Verlauf des aktuell an den erwähnten Schnittstellen anliegenden Spannungspegels an. Zunächst liegt der Neutral-Pegel P3 an, d.h. es findet keine Aktion statt.The signal pattern M 1 - here a first signal pattern in the sense of the proposed method - indicates a profile of the voltage level currently applied to the mentioned interfaces. First, the neutral level P 3 is on, ie there is no action.
Anschließend liegt der Freigabe-Pegel P4 an. Dieser Freigabe-Pegel wird von der Kraftfahrzeugstarteranordnung angelegt, um der Recheneinheit zu signalisieren, dass ein Startvorgang durchgeführt werden kann, wenn gewünscht.Subsequently, the release level P 4 is present . This release level is applied by the motor vehicle starter assembly to signal the arithmetic unit that a starting operation may be performed, if desired.
Zum Zeitpunkt t1 - einem ersten Zeitpunkt im Sinne des vorgeschlagenen Verfahrens - wechselt der Signalpegel auf den ersten Betätigungs-Pegel P1. Dieser Wechsel kann von der Kraftfahrzeugstarteranordnung bzw. dessen Prozessor als Wechsel eines (logischen) Zustands - hier von einem ersten Zustand (kein erster Betätigungs-Pegel anliegend) zu einem zweiten Zustand (erster Betätigungs-Pegel anliegend) - verstanden werden.At time t 1 - a first time in the sense of the proposed method - the signal level changes to the first actuation level P 1 . This change can be understood by the motor vehicle starter arrangement or its processor as a change of a (logical) state - here from a first state (no first actuation level adjacent) to a second state (first actuation level adjacent) - understood.
Basierend auf der Erkennung dieses Wechsels erfolgt nun eine Ansteuerung der Einspurmittel, um das Ritzel in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine einzuspuren.Based on the detection of this change is now a control of the Einspurmittel to einzuspuren the pinion in the ring gear of the internal combustion engine.
Zum Zeitpunkt t3 - einem zweiten Zeitpunkt im Sinne des vorgeschlagenen Verfahrens - liegt der erste Betätigungs-Pegel P1 weiterhin an, d.h. der Zustand wurde nicht gewechselt (bzw. ist zum Zeitpunkt der Abfrage wieder vorhanden).At time t 3 - a second point in time in the sense of the proposed method - the first actuation level P 1 continues to be present, ie the state has not been changed (or is present again at the time of interrogation).
Basierend auf der Erkennung dieses Zustands erfolgt nun eine Ansteuerung der Startmittel, um die elektrische Maschine - bei eingespurtem Ritzel - zu starten, sodass damit die Brennkraftmaschine gestartet wird.Based on the detection of this condition, the starting means are now activated in order to start the electric machine-with the pinion meshed-so that the internal combustion engine is thus started.
Bei dem hier beschriebenen Startvorgang - einem ersten Startvorgang im Sinne des vorgeschlagenen Verfahrens - handelt es sich um die erwähnte Start-Stopp-Funktion.The starting procedure described here-a first starting operation in the sense of the proposed method-is the mentioned start-stop function.
Weiterhin ist ein zweites Signalmuster M2 gezeigt, bei dem der Signalpegel vom Freigabe-Pegel P4 zum zweiten Betätigungs-Pegel P2 wechselt. Auch dies kann als ein Wechsel eines Zustands angesehen werden, basierend worauf im Sinne eines zweiten Startvorgangs zunächst die Startmittel angesteuert werden, um die elektrische Maschine und damit das Ritzel auf eine gewisse Drehzahl, beispielsweise ca. 200/min zu beschleunigen.Furthermore, a second signal pattern M 2 is shown, in which the signal level changes from the release level P 4 to the second actuation level P 2 . This, too, can be regarded as a change of a state based on what, in the sense of a second start operation, the starting means are initially controlled in order to accelerate the electric machine and thus the pinion to a certain speed, for example about 200 rpm.
Daraufhin kann - beispielsweise automatisch - eine Ansteuerung der Einspurmittel erfolgen, um das Ritzel in den Zahnkranz einzuspuren und so die Brennkraftmaschine zu starten. Bei dem hier beschriebenen Startvorgang handelt es sich um die erwähnte Change-Of-Mind -Funktion.Then - for example, automatically - a control of Einspurmittel done to einzuspuren the pinion in the sprocket and so to start the engine. The boot process described here is the mentioned change-of-mind function.
In
Ab dem Zeitpunkt t1 - wie er auch in
Zum Zeitpunkt t3 - wie er auch in
Durch diese geteilte Ansteuerung von Einzugswicklung und Haltewicklung kann - wie bereits erwähnt - erreicht werden, dass das Ritzel zwar für die nötige Dauer eingespurt bleibt, die Einzugswicklung jedoch nur dann verwendet wird, wenn eine größere Kraft auf das Ritzel ausgeübt werden soll, nämlich zum initialen Bewegen des Ritzels und bei Drehung durch die elektrische Maschine, um zu verhindern, dass das Ritzel mit dem Zahnkranz außer Eingriff gebracht wird.Through this split control of pull-in winding and holding winding can - as already mentioned - be achieved that the pinion is indeed eingespurt for the necessary duration, the pull-in winding, however, is only used when a greater force to be exerted on the pinion, namely the initial Moving the pinion and rotating it through the electric machine to prevent the pinion from being disengaged from the ring gear.
In
Der zwischenzeitliche Abfall des Steuerstroms zum Zeitpunkt t2 deutet auf den sog. Umkehrpunkt hin, bei dem bei einem üblichen Aktor mit Gabelhebel und Paddel die sog. mechanische Lose aufgebraucht ist. Die Bestromung der Einzugswicklung kann dann zu diesem Zeitpunkt t2 - wie auch in Bezug auf
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2017
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