DE19951597C1

DE19951597C1 - Starting device for automobile IC engine has electrical threshold value control for operation of two starters with different drive ratios dependent on external parameters

Info

Publication number: DE19951597C1
Application number: DE1999151597
Authority: DE
Inventors: Herbert Braun
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2019-10-28

Abstract

The starting device has at least 2 starters (10,11) with different drive ratios, either or both of which are operated via an electrical threshold value control (21), in dependence on external parameters, e.g. the engine temperature and engine revs. Both the starters are independently coupled to the engine (15) via a common drive stage (14). An Independent claim for an operating method for a starting device is also included.

Description

Die Erfindung betrifft eine Startvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit mindestens zwei Startern, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen sowie ein Verfahren zu deren Betätigung.The invention relates to a starting device for Internal combustion engines, especially of motor vehicles, with at least two starters, with those in the preamble of Features mentioned claim 1 and a method their operation.

State of the art

Üblicherweise werden Startvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, durch einen darauf abgestimmten Starter gestartet, welcher von der Akkumulatorbatterie des Kraftfahrzeugbordnetzes versorgt wird. Die Auslegung des Starters ist so gewählt, daß im sogenannten Kaltstart bei Öltemperaturen des Verbrennungsmotors von unter -20°C Drehzahlen beim Durchdrehen der Maschine von 80 bis 130 Umdrehungen pro Minute erreicht werden. Hierzu werden meistens Starter mit einem sogenannten Vorgelege verwendet, dessen Untersetzungsverhältnis normalerweise größer als i = 3,0 ist. Für den Start bei Temperaturen oberhalb von 0°C erreicht der Starter dann maximal 300 bis 350 Umdrehungen pro Minute. Sobald er von der Brennkraftmaschine überholt wird, öffnet sich sein Freilauf. Usually starting devices for Internal combustion engines, in particular for motor vehicles, by a coordinated starter started by the Accumulator battery of the vehicle electrical system is supplied becomes. The design of the starter is chosen so that in so-called cold start at oil temperatures of Internal combustion engine at speeds below -20 ° C Spinning the machine from 80 to 130 revolutions per Minute. For this purpose, mostly starters are with a so-called countershaft used Reduction ratio normally greater than i = 3.0 is. For starting at temperatures above 0 ° C The starter then reaches a maximum of 300 to 350 revolutions per minute. As soon as it overtakes the engine its freewheel opens.

Für größere Fahrzeuge wie Omnibusse ist es bekannt, zum Starten der Brennkraftmaschine zwei gleichgroße Starter parallel zu schalten und miteinander derart zu verriegeln, daß sie nur gemeinsam aktiviert werden können und auch gemeinsam abgeschaltet werden.For larger vehicles such as buses, it is known to Starting the internal combustion engine two starters of the same size to connect in parallel and to lock each other in such a way that they can only be activated together and also be switched off together.

Aus der DE 197 05 610 A1 ist ferner eine Starteinheit für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges bekannt, die einen konventionellen Starter in Kombination mit einem Starter/Generator aufweist, welche abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine durch eine elektrische Steuerung je nach Vorgabe entweder den konventionellen Starter oder den Starter/Generator oder beide gemeinsam aktiviert. Bei tiefen Temperaturen wird dort der konventionelle Starter mit einer relativ großen Untersetzung zum Starten aktiviert, gegebenenfalls zusammen mit dem Starter/Generator, wodurch der Hochlauf unterstützt wird. Bei Temperaturen oberhalb einer vorgegebenen Schwellwerttemperatur wird lediglich der Starter/Generator zum Starten der Brennkraftmaschine eingeschaltet, der mit kleinerer Untersetzung bzw. im Direktantrieb beim Warmstart die Starterfunktion allein übernimmt.DE 197 05 610 A1 also describes a starting unit for an internal combustion engine of a motor vehicle known, the a conventional starter in combination with a Starter / generator, which depends on the Temperature of the internal combustion engine by an electrical Control either conventional depending on the specification Starter or the starter / generator or both together activated. At low temperatures the conventional starters with a relatively large reduction activated to start, if necessary together with the Starter / generator, which supports the start-up. At temperatures above a predetermined Only the starter / generator becomes the threshold temperature turned on to start the engine, the with lower reduction or in direct drive during warm start the starter function alone takes over.

Nachteilig bei den bekannten Ausführungen ist, daß der Starter/Generator entweder mit der Brennkraftmaschine oder mit dem Schaltgetriebe des Fahrzeugs ständig gekoppelt ist und somit während des Betriebs der Brennkraftmaschine ständig mitangetrieben wird, was den Wirkungsgrad verschlechtert. Ferner ist nachteilig, daß der Starter/Generator eine Doppelfunktion hat und im Starterbetrieb nur zum Warmstart der Brennkraftmaschine im oberen Temperaturbereich allein verwendet wird.A disadvantage of the known designs is that the Starter / generator either with the internal combustion engine or is constantly coupled to the manual transmission of the vehicle and thus during the operation of the internal combustion engine is constantly driven what efficiency worsened. It is also disadvantageous that the Starter / generator has a double function and in Starter operation only for warm start of the engine in upper temperature range is used alone.

Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, den Startvorgang von Brennkraftmaschinen über einen möglichst großen Temperaturbereich sowohl beim Kaltstart zu ermöglichen, als auch beim Warmstart auf Drehzahlwerte nahe der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungsmaschine vor deren Einspritzung/Zündung anzuheben. The present invention strives to Starting process of internal combustion engines via one if possible wide temperature range both when cold starting too enable, as well as at warm start to speed values close the idle speed of the internal combustion engine before it Raise injection / ignition.

Aus der DE 198 52 085 C1 ist weiterhin eine Starteinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt, die zwei konventionelle Starter aufweist, die an einen gemeinsamen Zahnkranz koppelbar sind. In einem ersten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, zunächst beide Starter mit dem Zahnkranz zu koppeln, wobei zunächst der stärkere beider Starter die Brennkraftmaschine losreißt, während der zweite und schwächere und für eine höhere Drehzahl ausgelegte Starter geschleppt wird. Mit dem Abschalten des stärkeren Starters wird der schwächere Starter eingeschaltet, um mit diesem schwächeren Starter die Brennkraftmaschine in höhere Drehzahlbereiche zu schleppen. In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass bei einem Warmstart der Brennkraftmaschine und damit verringertem Schleppmoment die Brennkraftmaschine nur mit dem leistungsmäßig schwächeren Starter angedreht wird. Das erste Ausführungsbeispiel hat den Nachteil, dass der Startvorgang immer mit dem stärkeren Starter eingeleitet wird. Bei Warmstarts ist dies nicht bedarfsgerecht, so daß dann das Bordnetz unnötig belastet wird. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist zwar eine Verbesserung möglich, es ist jedoch nicht vorgesehen, alternativ ausschließlich den stärkeren Starter zum Andrehen zu verwenden.DE 198 52 085 C1 is also a starting device known for an internal combustion engine of a motor vehicle, which has two conventional starters connected to one common ring gear can be coupled. In a first Embodiment is provided, initially both starters to couple with the ring gear, initially the stronger both starters detach the internal combustion engine during the second and weaker and for a higher speed designed starter is towed. By switching off the stronger starters become weaker starters turned on the with this weaker starter To drag the internal combustion engine into higher speed ranges. In a second exemplary embodiment it is provided that with a warm start of the internal combustion engine and thus reduced drag torque only with the internal combustion engine the weaker starter is turned on. The The first embodiment has the disadvantage that the Starting process always initiated with the stronger starter becomes. For warm starts, this is not appropriate, so that then the electrical system is unnecessarily loaded. In the second Although an embodiment is an improvement, it is not provided, alternatively only the use stronger starter for starting.

Aus der FR 2 526 087 A ist eine einzelne Startvorrichtung bekannt, die ein einzelnes Andrehritzel aufweist, welches durch zwei parallel geschaltete und immer nur gleichzeitig einschaltbare Startermotoren antreibbar ist. Beide Startermotoren können immer nur gleichzeitig betrieben werden. Diese bekannte Startvorrichtung ist als Ersatz zweier einzelner Starter zum Andrehen von Dieselmotoren vorgesehen. Im Gegensatz zur Verwendung zweier einzelner Starter ist zwar u. a. der Verkabelungsaufwand geringer, es kann jedoch entsprechend einem bespielsweise temperaturabhängigen und daher sich verändernden Andrehmomentenbedarf das Drehmomentangebot seitens der Startanlage nicht angepasst werden. Bei geringen Andrehmomentenbedarf ist die Startvorrichtung stark überdimensioniert, der Strombedarf ist unnötig hoch, das Bordnetz wird unnötig stark belastet. FR 2 526 087 A is a single starting device known, which has a single pinion, which through two parallel and always only at the same time switchable starter motors can be driven. Both Starter motors can only be operated at the same time become. This known starting device is a replacement two individual starters for starting diesel engines intended. In contrast to using two single ones Starter is u. a. the wiring effort is lower, it can, however, according to an example temperature-dependent and therefore changing Torque requirement the torque offer on the part of Starting system can not be adjusted. At low Torque requirement is the starter device strong oversized, the electricity requirement is unnecessarily high Vehicle electrical system is unnecessarily heavily loaded.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Startvorrichtung mit den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen hat den Vorteil, daß durch ein vollständiges, unabhängiges An- bzw. Abkoppeln der beiden Starter vom Triebstrang der Brennkraftmaschine die Startdrehzahl der Brennkraftmaschine für die Kraftstoffeinspritzung soweit angehoben werden kann, daß der Startvorgang bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungsmaschine deutlich schneller erfolgen kann, was insbesondere in Start- Stop-Betrieb besonders bedeutsam ist. Bei guter Abstimmung der Kraftstoffeinspritzung kann damit bereits beim ersten Einspritz- und Zündvorgang die Brennkraftmaschine ihre Leerlaufdrehzahl erreichen. Ferner können die Gemischaufbereitung durch die hohe Startdrehzahl im Warmstart optimiert und dadurch die Abgaswerte verbessert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei neueren Kraftfahrzeugen üblicherweise bereits ein elektronisches Steuergerät für die Brennkraftmaschine vorhanden ist, dem sowohl die Motor-Öltemperatur als auch die Kurbelwellendrehzahl als Meßsignale zur Verfügung stehen und daß ohne größeren Aufwand zur Steuerung der beiden Starter heranzuziehen ist.The starting device according to the invention with the Labeling part of claim 1 Features has the advantage that a complete, independent connection and disconnection of the two starters from the Drivetrain of the engine the starting speed of the Internal combustion engine for fuel injection so far can be raised that the starting process by Reaching the idle speed of the internal combustion engine can be done much faster, which is especially Stop operation is particularly significant. With good coordination the fuel injection can therefore be started at the first Injection and ignition process the internal combustion engine Reach idle speed. Furthermore, the Mixture preparation due to the high starting speed in Warm start optimized and thereby the exhaust gas values improved become. Another advantage is that with newer ones Motor vehicles usually already have an electronic one Control unit for the internal combustion engine is present, the both the engine oil temperature and the Crankshaft speed are available as measurement signals and that without much effort to control the two starters is to be used.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Advantageous refinements and improvements to Invention result from the rest, in the Characteristics mentioned subclaims.

Dabei wird in vorteilhafter Weise ein in den meisten Fällen vorhandener Zahnkranz einer Schwungscheibe an der Kurbelwelle als gemeinsame Getriebestufe für die beiden Starter verwendet, die mit Abstand voneinander mit je einem Einspurritzel ein- und ausrückbar am Umfang des Zahnkranzes angeordnet sind. Die Realisierbarkeit der Erfindung wird auch dadurch vereinfacht, daß hierfür konventionelle Starter mit relativ geringem Aufwand auf- bzw. umgerüstet werden können.This is an advantage in most cases existing ring gear of a flywheel on the Crankshaft as a common gear stage for the two Starter used, spaced from each other with one Single track pinion can be engaged and disengaged on the circumference of the ring gear are arranged. The feasibility of the invention will also simplified by the fact that conventional starters can be upgraded or upgraded with relatively little effort can.

Für den Erststart ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die Steuerung bei tieferen Temperaturen der Brennkraftmaschine den Starter mit der größeren Untersetzung aktiviert. Das Untersetzungsverhältnis i ist dabei vorzugsweise größer 3. Des weiteren ist vorgesehen, daß die Steuerung bei Wiederholstarts bzw. bei höheren Temperaturen den Starter mit der kleineren Untersetzung aktiviert. Das Untersetzungsverhältnis i ist hier vorzugsweise kleiner 3. Im Idealfall bei i = 1 ist ein Direktstarter verwendbar, beim dem das Startergetriebe ganz wegfällt. Bei sehr tiefen Motortemperaturen wird in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, daß die Steuerung zum Starten der Brennkraftmaschine beide Starter aktiviert. Für diesen Fall aber auch für jeden weiteren Startvorgang, insbesondere für jeden Kaltstart wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Steuerung zunächst beide Starter aktiviert und beim Erreichen einer vorgebbaren Drehzahl der Brennkraftmaschine den Starter mit der höheren Untersetzung abschaltet und abkoppelt. Zweckmäßiger Weise wird ein solches Abschalten des Starters mit der höheren Untersetzung jedoch nur dann durchgeführt, wenn die Motortemperatur oberhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt, da sonst das sogenannte Schleppmoment der Brennkraftmaschine zu groß wäre und das Erreichen der Startdrehzahl verzögern würde. For the first start, it is advantageously provided that control at lower temperatures Internal combustion engine the starter with the larger reduction activated. The reduction ratio i is here preferably greater than 3. Furthermore, it is provided that the Control during repeat starts or at higher temperatures activated the starter with the smaller reduction. The Reduction ratio i is preferably less than 3 here. Ideally, if i = 1, a direct starter can be used, where the starter gear is completely eliminated. At very deep Engine temperatures are advantageously proposed that the controller for starting the engine both Starter activated. In this case, but also for everyone further starting process, especially for each cold start proposed in an advantageous development of the invention, that the control first activates both starters and at Reaching a predeterminable speed of the internal combustion engine switches off the starter with the higher gear ratio and decouples. Such a shutdown is expedient of the starter with the higher gear ratio only then performed when the engine temperature is above a predetermined threshold, otherwise the so-called Drag torque of the internal combustion engine would be too large and that Would delay reaching the starting speed.

In vorteilhafter Weise wird der Starter mit der kleineren Untersetzung so ausgelegt, daß er oberhalb der vorgegebenen Motortemperatur die Brennkraftmaschine zum Starten auf eine möglichst hohe Kurbelwellendrehzahl (n_KW ca. 500. . .600 Umdrehungen pro Minute) hochdreht.In an advantageous manner, the starter with the smaller reduction is designed in such a way that it turns the internal combustion engine up to the highest possible crankshaft speed (n _KW approx. 500... 600 revolutions per minute) above the specified engine temperature.

drawing

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Blockschema der erfindungsgemäßen Startvorrichtung und Fig. 2-4 zeigen verschiedene Ablaufprogramme zur Steuerung der Startvorrichtung.The invention is explained in more detail in an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing. Fig. 1 shows a block diagram of the starting device according to the invention and Fig. 2-4 show various sequence programs for controlling the starter device.

Description of the embodiment

In der Fig. 1 ist ein erster konventioneller Starter mit 10 und ein zweiter konventioneller Starter mit 11 bezeichnet. Beide Starter haben unterschiedliche Untersetzungen und sind jeweils über ein Einspurritzel 12 bzw. 13 in einen Zahnkranz 14 einer Brennkraftmaschine 15 zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs einrückbar. Der Zahnkranz 14 befindet sich, wie üblich, am Umfang einer Schwungscheibe, die auf einer Seite einer Kurbelwelle 16 der Brennkraftmaschine drehfest angebracht ist. Beide Starter sind ferner in üblicher Weise über jeweils ein Einrückrelais 17 bzw. 18 an den Pluspol einer Akkumulatorbatterie im Bordnetz des Kraftfahrzeugs angeschlossen. Durch das Einrückrelais 17 bzw. 18 wird der jeweilige Starter 10 bzw. 11 jeweils durch Vorrücken des Einspurritzels 12 bzw. 13 mit dem Zahnkranz 14 zum Eingriff gebracht und sodann eingeschaltet. Die Einrückrelais 17 bzw. 18 sind jeweils über eine Steuerleitung 19 bzw. 20 mit einem elektronischen Steuergerät 21 verbunden, mit dem u. a. in bekannter Weise die Zündung und Einspritzung der Brennkraftmaschine gesteuert wird und mit der zusätzlich über eine elektronische Schwellwertsteuerung die beiden Starter 10 und 11 mittels der Steuerleitungen 19 und 20 aktivierbar sind. Über einen Signaleingang 22 erhält das Steuergerät 21 ein Startsignal zum Starten der Brennkraftmaschine 15 als ein Ein-Signal sowie ein Aus- Signal zum Beenden des Startvorgangs. Das Startsignal kommt dabei entweder von einem handbetätigbaren Startschalter oder im Falle eines Start-Stop-Betriebs von einem Gaspedal- Schalter. Über einen weiteren Signaleingang 23 erhält das Steuergerät 21 das elektrische Signal eines Temperatursensors, der die Öltemperatur der Brennkraftmaschine 15 und somit die jeweilige Motortemperatur mißt. Über einen dritten Signaleingang 24 wird das elektrische Signal eines Drehzahlsensors auf das Steuergerät 21 gegeben, mit dem die Kurbelwellendrehzahl n_KW der Brennkraftmaschine 15 gemessen wird. Abhängig von diesen äußeren Parametern wird mittels vorgegebener Schwellwerte im Steuergerät 21 festgelegt, welcher Starter 10 bzw. 11 beim Auftreten eines Startsignals am Signaleingang 22 zum Andrehen der Brennkraftmaschine 15 aktiviert wird.In Fig. 1, a first conventional starter 10 and a second conventional starter 11 is designated. Both starters have different reduction ratios and can each be engaged via a single-pinion gear 12 or 13 in a ring gear 14 of an internal combustion engine 15 for driving a motor vehicle. The ring gear 14 is, as usual, on the circumference of a flywheel, which is attached in a rotationally fixed manner on one side of a crankshaft 16 of the internal combustion engine. Both starters are also connected in the usual way via a respective engagement relay 17 or 18 to the positive pole of an accumulator battery in the vehicle electrical system. The respective starter 10 or 11 is brought into engagement by the engagement relay 17 or 18 by advancing the engagement pinion 12 or 13 with the ring gear 14 and then switched on. The engagement relays 17 and 18 are each connected via a control line 19 or 20 to an electronic control unit 21 , with which the ignition and injection of the internal combustion engine is controlled in a known manner, and with which the two starters 10 and 11 are additionally controlled via an electronic threshold value control can be activated by means of the control lines 19 and 20 . Via a signal input 22 , the control unit 21 receives a start signal for starting the internal combustion engine 15 as an on signal and an off signal for ending the start process. The start signal either comes from a manually operated start switch or, in the case of start-stop operation, from an accelerator switch. Via a further signal input 23 , the control unit 21 receives the electrical signal of a temperature sensor, which measures the oil temperature of the internal combustion engine 15 and thus the respective engine temperature. Via a third signal input 24 , the electrical signal of a speed sensor is sent to the control unit 21 , with which the crankshaft speed n _{KW of} the internal combustion engine 15 is measured. Depending on these external parameters, predetermined threshold values are used in the control unit 21 to determine which starter 10 or 11 is activated to start the internal combustion engine 15 when a start signal occurs at the signal input 22 .

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für eine Brennkraftmaschine 15 von etwa 120 kW-Antriebsleistung ein erster Starter 10 mit 1,7 kW-Leistung und ein zweiter Starter 11 mit 2,0 kW-Leistung vorgesehen. Der erste Starter 10 hat ein Vorgelege mit einer Untersetzung von i = 4,36 und überträgt damit über Ritzel und Zahnkranz auf die Kurbelwelle 16 ein maximales Drehmoment M_KW = 165 Nm (Newtonmeter). Der zweite Starter 11 ist dagegen als Direktstarter ohne Vorgelege ausgebildet, so daß dort die Untersetzung i = 1 beträgt. Er überträgt auf die Kurbelwelle über Ritzel und Zahnkranz der Brennkraftmaschine ein maximales Drehmoment von M_KW = 45 Nm. Beide Starter sind mit einem Freilauf versehen, welcher dann öffnet, sobald die am Ritzel jeweils wirksame Drehzahl der Brennkraftmaschine die Leerlaufdrehzahl des jeweiligen Starters überholt. Für den ersten Starter 10 öffnet der Freilauf ab einer Kurbelwellendrehzahl von n_KW = 300/min und beim zweiten Starter 11 ab einer Kurbelwellendrehzahl von n_KW = 500/min.In the present exemplary embodiment, a first starter 10 with 1.7 kW power and a second starter 11 with 2.0 kW power is provided for an internal combustion engine 15 of approximately 120 kW drive power. The first starter 10 has a reduction gear with a reduction ratio of i = 4.36 and thus transmits a maximum torque M _KW = 165 Nm (Newton meter) to the crankshaft 16 via pinion and ring gear. The second starter 11 , on the other hand, is designed as a direct starter without additional gear, so that the reduction ratio i = 1 there. It transfers a maximum torque of M _KW = 45 Nm to the crankshaft via the pinion and gear ring of the internal combustion engine. Both starters are provided with a freewheel, which then opens as soon as the speed of the internal combustion engine acting on the pinion overtakes the idling speed of the respective starter. For the first starter 10 , the freewheel opens from a crankshaft speed of n _KW = 300 / min and for the second starter 11 from a crankshaft speed of n _KW = 500 / min.

Im folgenden werden anhand der Fig. 2 bis 4 verschiedene im Steuergerät 21 programmierbare Steuerungen der Startvorrichtung beschrieben.Various controls of the starting device that can be programmed in the control unit 21 are described below with reference to FIGS. 2 to 4.

Nach einem ersten Programmablauf gemäß Fig. 2 wird zur Auslösung eines Startvorgangs nach einem Startsignal im Schritt 100 abhängig von der Öltemperatur der Brennkraftmaschine 15 über die Schwellwertsteuerung des Steuergeräts 21 im Programmschritt 101 entweder der erste Starter 10 oder der zweite Starter 11 über die gemeinsame Getriebestufe des Zahnkranzes 14 an die als Abtriebswelle vorgesehene Kurbelwelle 16 der Brennkraftmaschine angekoppelt bzw. von ihr abgekoppelt. Die Schwellwertsteuerung (Schwelle ist frei wählbar!) ist dabei auf einen Temperaturwert von 30°C eingestellt. Bei tieferen Temperaturen der Brennkraftmaschine 15 wird im Schritt 102 nur der erste Starter 10 mit dem größeren Untersetzungsverhältnis aktiviert. Bei höheren Temperaturen der Brennkraftmaschine ab 30°C wird dagegen im Schritt 103 nur der zweite Starter 11 aktiviert, da dieser Starter als Direktstarter mit i = 1 gegenüber dem ersten Starter 10 eine kleinere Untersetzung aufweist, kann mit ihm die Brennkraftmaschine 15 auf eine höhere Drehzahl als bisher üblich gebracht werden, wodurch insbesondere im Start-Stop- Betrieb der Andrehvorgang abgekürzt werden kann, indem zunächst die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine hochgedreht und erst beim Erreichen einer vorgebbaren Mindestdrehzahl die Kraftstoffeinspritzung und Zündung erfolgt. Dadurch kann die Leerlaufdrehzahl der Maschine bereits mit der ersten Kraftstoffeinspritzung erreicht und der Startvorgang beendet werden. Dies ist insbesondere in städtischen Bereichen bei Ampelstops oder bei einem Verkehrsstau ein beachtlicher Beitrag zur Luft- und Klimaverbesserung. Die üblichen Andrehwerte von etwa 300 Kurbelwellen-Umdrehungen pro Minute können mit der erfindungsgemäßen Startvorrichtung bis dicht unter die übliche Leerlaufdrehzahl von n_KW = 600/min angehoben werden. Sobald diese Drehzahl erreicht wird, wird dies im Schritt 104 erkannt und mit Schritt 105 wird die Startvorrichtung abgeschaltet.After a first program run according to FIG. 2, in order to trigger a start process after a start signal in step 100, depending on the oil temperature of the internal combustion engine 15 via the threshold value control of the control device 21 in program step 101, either the first starter 10 or the second starter 11 is used via the common gear stage of the Gear ring 14 is coupled to or decoupled from the crankshaft 16 of the internal combustion engine provided as the output shaft. The threshold value control (threshold is freely selectable!) Is set to a temperature value of 30 ° C. At lower temperatures of the internal combustion engine 15 , only the first starter 10 with the larger reduction ratio is activated in step 102 . At higher temperatures of the internal combustion engine from 30 ° C, however, only the second starter 11 is activated in step 103 , since this starter, as a direct starter with i = 1, has a lower gear ratio than the first starter 10 , the internal combustion engine 15 can use it to increase the speed than previously customary, whereby the starting process can be shortened, particularly in start-stop operation, by first cranking up the crankshaft of the internal combustion engine and fuel injection and ignition only taking place when a predeterminable minimum speed is reached. As a result, the idling speed of the engine can be reached with the first fuel injection and the starting process can be ended. This is a significant contribution to improving the air and climate, especially in urban areas at traffic light stops or when there is a traffic jam. The usual starting values of about 300 crankshaft revolutions per minute can be raised with the starting device according to the invention to just below the usual idling speed of n _KW = 600 / min. As soon as this speed is reached, this is recognized in step 104 and the starting device is switched off in step 105 .

In einer weiteren Programmablauf-Variante gemäß Fig. 3 kann im Steuergerät 21 ein weiterer Temperatur-Schwellwert von beispielsweise von 0°C vorgesehen sein, so daß unterhalb dieses Schwellwerts beide Starter 10 und 11 vom Steuergerät 21 zum Starten der Brennkraftmaschine 15 gleichzeitig aktiviert werden. Damit wird auch bei sehr tiefen Temperaturen ein Starten der Brennkraftmaschine in einer möglichst kurzen Zeit sichergestellt. Die Programmschritte 200 bis 205 entsprechen dabei den Schritten 100 bis 105 aus Fig. 2. Der weitere Temperatur-Schwellwert wird dabei im Schritt 206 abgefragt, um ggf. im Schritt 207 beide Starter 10 und 11 einzuschalten.In a further program sequence variant according to FIG. 3, a further temperature threshold value of, for example, 0 ° C. can be provided in the control device 21 , so that below this threshold value both starters 10 and 11 are activated by the control device 21 to start the internal combustion engine 15 simultaneously. This ensures that the internal combustion engine is started in the shortest possible time, even at very low temperatures. The program steps 200 to 205 correspond to steps 100 to 105 from FIG. 2. The further temperature threshold value is queried in step 206 in order to switch on both starters 10 and 11 in step 207 if necessary.

Bei einer weiteren, im Steuergerät 21 programmierbare Alternative der Ansteuerung der erfindungsgemäßen Startvorrichtung für eine möglichst kurzzeitige Andrehphase der Brennkraftmaschine ist gemäß Fig. 4 vorgesehen, daß bei einem Startsignal am Eingang 22 gemäß Schritt 300 zunächst beide Starter 10 und 11 vom Steuergerät 21 über die Steuerleitungen 19 und 20 im Schritt 301 aktiviert werden und daß beim Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl der Brennkraftmaschine von n_KW < 300/min. mittels einer Schwellwertschaltung des Steuergeräts 21 über Schritt 302 im Schritt 305 der erste Starter 10 mit der größeren Untersetzung abgeschaltet und ausgespurt wird. Zur Erhöhung der Startsicherheit ist hierbei außerdem auch noch gemäß Schritt 305 die Öltemperatur mit heranzuziehen, so daß der erste Starter mit der größeren Untersetzung nur dann drehzahlabhängig abgeschaltet wird, wenn die Motortemperatur/Öltemperatur oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts von z. B. 30°C liegt. Das Abschalten des ersten Starters 10 beim Startvorgang der Brennkraftmaschine 15 ist somit lediglich für sogenannte Warmstarts vorgesehen. Das Kaltstartvermögen der Startvorrichtung wird dadurch nicht beeinträchtigt. Das Abschalten der Startvorrichtung im Schritt 307 erfolgt wie in Fig. 2 und 3 über eine Leerlaufabfrage im Schritt 304.In a further alternative, programmable in the control unit 21, of controlling the starting device according to the invention for a briefly starting phase of the internal combustion engine, according to FIG. 4 it is provided that, with a start signal at the input 22 in accordance with step 300 , both starters 10 and 11 from the control unit 21 via the control lines 19 and 20 are activated in step 301 and that when a predetermined speed of the internal combustion engine of n _KW <300 / min. the first starter 10 with the larger reduction ratio is switched off and disengaged by means of a threshold switching of the control device 21 via step 302 in step 305 . To increase the starting safety, the oil temperature must also be used in accordance with step 305 , so that the first starter with the larger reduction ratio is only switched off depending on the speed when the engine temperature / oil temperature is above a predetermined threshold value of, for. B. 30 ° C. Switching off the first starter 10 during the starting process of the internal combustion engine 15 is therefore only intended for so-called warm starts. The cold starting ability of the starting device is not impaired by this. The starting device is switched off in step 307 as in FIGS. 2 and 3 via an idle query in step 304 .

Claims

1. Starting device for internal combustion engines, in particular of motor vehicles with at least two starters ( 10 , 11 ) with different ratios, which can be controlled via an electrical threshold value control ( 21 ) depending on external parameters such as the engine temperature in such a way that either one starter ( 10 ) or the other starter ( 11 ) or both can be activated together, characterized in that both starters ( 10 , 11 ) independently of one another via a common gear stage ( 14 ) on the output shaft ( 16 ) of the internal combustion engine ( 15 ) mechanically on or can be disconnected from it.

2. Starting device according to claim 1, characterized in that the common gear stage is a ring gear ( 14 ) of a flywheel on the output shaft of the internal combustion engine ( 15 ) designed as a crankshaft ( 16 ), on the circumference of which the two starters ( 10 , 11 ) are at a distance from each other with a single sprocket ( 12 , 13 ) are arranged to be engaged and disengaged.

3. Starting device according to claim 1 or 2, characterized in that the control ( 21 ) the starter ( 10 ) with the larger reduction, preferably with i <3, at lower temperatures of the internal combustion engine ( 15 ), preferably T <30 ° C for Start processes activated.

4. Starting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control ( 21 ) the starter ( 11 ) with the smaller reduction, preferably with i ≦ 3, at higher temperatures of the internal combustion engine ( 15 ), preferably at T ≧ 30 ° C. enabled for starts.

5. Starting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the controller ( 21 ) for starting the internal combustion engine ( 15 ) first activates both starters ( 10 , 11 ) and upon reaching a predeterminable speed of the internal combustion engine ( 15 ) the starter ( 10 ) switches off and decouples with the larger reduction.

6. Starting device according to claim 5, characterized in that the controller ( 21 ) performs the speed-dependent shutdown only above a predetermined engine temperature.

7. Starting device according to claim 6, characterized in that the starter ( 11 ) with the smaller reduction the internal combustion engine ( 15 ) to start up to a crankshaft speed of preferably n _KW <600 / min.

8. Starting device according to one of the preceding claims, characterized in that the starter ( 11 ) with the smaller reduction as a direct starter (i = 1) is formed.

9. Starting device according to one of the preceding claims, characterized in that the control is carried out with a control unit ( 21 ) to which the speed and the oil temperature of the internal combustion engine ( 15 ) are supplied as electrical signals.

10. The method for actuating the starting device according to claim 1, characterized in that the two starters ( 10 , 11 ) are activated independently of one another by control signals of the electrical threshold value control ( 21 ) ( Fig. 2).

11. The method according to claim 10, characterized in that at a cold start at least the starter ( 10 ) with the larger reduction and at a warm start only the starter ( 11 ) with the smaller reduction is activated ( Fig. 1 and 2).

12. The method for actuating the starting device according to claim 1, characterized in that both starters ( 10 , 11 ) are activated in a starting process and that when a predetermined speed and temperature of the internal combustion engine ( 15 ) of the starter ( 10 ) with the larger Reduction is deactivated ( Fig. 3).