EP0848159B1 - Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0848159B1
EP0848159B1 EP19970116210 EP97116210A EP0848159B1 EP 0848159 B1 EP0848159 B1 EP 0848159B1 EP 19970116210 EP19970116210 EP 19970116210 EP 97116210 A EP97116210 A EP 97116210A EP 0848159 B1 EP0848159 B1 EP 0848159B1
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EP
European Patent Office
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starter
starting device
internal combustion
combustion engine
control unit
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19970116210
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English (en)
French (fr)
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EP0848159A1 (de
Inventor
Gerhard Koelle
Albert Geiger
Bernhard Steffan
Manfred Ackermann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Priority claimed from DE19721386A external-priority patent/DE19721386A1/de
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0848159A1 publication Critical patent/EP0848159A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • F02N11/0855—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear during engine shutdown or after engine stop before start command, e.g. pre-engagement of pinion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches

Definitions

  • the invention relates to a starting device for Starting an internal combustion engine, especially one Motor vehicle, with in the preamble of the claim 1 mentioned features.
  • the automatic start-stop system offers the advantage of one Fuel savings or a reduction environmental pollution during the stop state.
  • the disadvantage is that with each new Starting the internal combustion engine via the starter motor must be turned on again. This happens every time engaging the pinion of the starter motor in the ring gear of the flywheel of the internal combustion engine. This is a major mechanical burden connected to both the pinion and the ring gear, on the one hand through the tracking and on the other hand by those acting during the start Accelerating forces (spin) caused become. It also occurs with every restart a time delay because the sprocket reappears must track into the ring gear.
  • the starting device has the advantage that the single-track process is time-independent of the start process is.
  • a control of the starter relay and / or the starter motor via an electronic Control unit takes place that the starter relay and / or the semiconductor power output stages assigned to the starter motor so controlled that at least during a start-stop operation of the internal combustion engine, the starter relay in the stop state with the Internal combustion engine has its single-track position, it is advantageously possible to engage during the Stop process so that with the start time the pinion in the starting state is in its engaged state.
  • This can Tracking for a clean, wear-free tracking be optimized since a subsequent start-up process not imminent, so that next to the Time saving wear of the meshing Parts is minimized.
  • the startup process becomes regular only started when a clean one Tracking of the starter relay (pinion) on the internal combustion engine (Gear rim) has already taken place.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a starting device 10 for starting an internal combustion engine, not shown.
  • the starting device 10 comprises a starter motor 12 and a starter relay (engagement relay) 14.
  • the structure and mode of operation of a starter motor and a starter relay are generally known, so that this will not be discussed in more detail in the following description.
  • the starter relay 14 is energized by actuating a start switch which is connected to a terminal 16 according to FIG. 1, so that on the one hand a contact K B is closed which connects the starter motor 12 to a supply voltage U and on the other hand independently of it not shown pinion of the starter motor 12 in a not shown, arranged on a crankshaft of an internal combustion engine sprocket.
  • the control of the starter relay 14 and the starter motor 12 takes place via a control device 18, which between the terminal 16 and the starter relay 14 respectively the starter motor 12 is switched.
  • Semiconductor power amplifiers are used by means of the control device 20 and 22 controlled.
  • the semiconductor power amplifier 22 connects the starter relay 14 with a supply voltage applied to a terminal 24 U.
  • the supply voltage U for that Starter relay 14 and for the starter motor 12 is in motor vehicles from the electrical system, so a motor vehicle battery or one Generator provided.
  • the semiconductor power amplifiers 20 and 22 are only then with terminal 24 and thus with the supply voltage U connected when connected to the terminal 16 switched on start switch, for example the Ignition switch of a motor vehicle, a corresponding one Contact unit 26 was triggered.
  • the contact unit 26 is preferably designed to be self-locking, so that even after releasing the start switch the supply voltage U at the semiconductor power output stages 20 and 22 is present.
  • an emergency stop switch 28 arranged over which a separation of the Starting device 10 from the supply voltage U can be done.
  • the semiconductor power amplifiers 20 respectively 22 free-wheeling diodes 30 and 32 are assigned, which at Switch off the starter relay 14 or the Starter motor 12 (inductive loads) occurring freewheeling currents take.
  • the control unit 18 is via a connecting line 34 with control connections of the semiconductor power output stages 20 or 22 connected.
  • Control unit 18 includes a microprocessor 36 as well as circuit components shown only schematically here, like reverse polarity protection 38, one Step-up converter 40, a voltage regulator 42, a Buffering 44, a voltage limitation 46, one Control driver 48 and a charge pump 50. Furthermore is a switch-off detection connected to the contact unit 26 52 and one with a bus system 56 of the motor vehicle connected transceiver 56 (hereinafter referred to as bus system 56) intended. Furthermore, a temperature detection 58 intended. Individual of the circuit components of the Control unit 18, for example polarity reversal protection 38, only serve the internal operation of the control unit 18 and are for the actual control function the starting device 10 is not necessary.
  • the starting device 10 shown in FIG. 1 shows following function:
  • this is the Starting device 10 having a motor vehicle in a so-called start-stop operation.
  • The is the internal combustion engine of the motor vehicle already started and switches automatically when the motor vehicle stops. This can a delay time may be specified initially is waited before the engine shuts down.
  • the control unit 18 Via a sensor element that receives its signals can feed into the bus system 56, for example, the control unit 18 recognizes a standstill of the crankshaft the internal combustion engine during the stop state.
  • the control unit 18 is then acted upon the semiconductor power output stage which drives the starter relay 14 22 with a signal so that this closes and the starter relay 14 via the contact unit 26 connects to the supply voltage U.
  • the contact unit is connected via a terminal 60 26 signals that the motor vehicle as a whole is in start-stop mode.
  • the semiconductor power output stage 22 controls the starter relay 14 in such a way that it engages the pinion of the starter motor 12 in the ring gear of the internal combustion engine, while the contact K B is not closed, so that the starter motor 12 remains inactive. There is thus an engagement in the stop state - without it initially being clear when the stop state changes to the start state -. As a result, the engagement process is not time-critical, since the engagement process should not be immediately followed by the start process.
  • the engagement can thus be optimized for an optimal, that is, in particular for a clean and wear-free, engagement of the pinion in the ring gear.
  • the starter relay 14 remains engaged throughout the entire stop state, so that when the start state is triggered, the starting process of the internal combustion engine can be initiated immediately, ie without the loss of time associated with the engagement.
  • the starter motor 12 is activated in such a way that the control device 18 drives the semiconductor power output stage 20 and thus influences the main current of the starter motor 12.
  • the control unit 18 can very advantageously influence the starting behavior of the starter motor 12.
  • a so-called soft start of the starter motor 12 can be implemented, that is, it increases its speed with an increasing characteristic curve at the beginning of the start state. This ensures that any remaining play between the pinion of the starter motor 12 and the ring gear of the internal combustion engine is first slowly compensated for before the starter motor 12 reaches its full torque.
  • the full torque is achieved in that the semiconductor power output stage 22 is fully controlled, and thus the contact K B is closed.
  • the control of the semiconductor power output stage 20 can then be switched off.
  • a current detection element 62 is provided, so that feedback from the Current detection element 62 provided information regulation of the starting process via the control unit 18 becomes possible.
  • Self-running of the internal combustion engine can be recognized by the control unit 18 itself by evaluating, for example, the voltage and current signals, or can be supplied from the outside, for example via the bus system 56. This then drives the semiconductor power amplifier 22 so that it opens. The starter relay 14 then drops, so that the contact K B opens and the pinion of the starter motor 12 disengages from the ring gear. The starting process of the internal combustion engine is thus automatically interrupted.
  • the control unit 18 implements the spur of the pinion from the sprocket in an optimally time. This eliminates the need for an additional mechanical freewheel on the pinion.
  • control unit 18 By equipping the control unit 18 with the Microprocessor 36 can control unit 18 intelligently react. That is, by means of the microprocessor 36 can time profiles during the start of the internal combustion engine, especially during engagement and / or tracking of the starter motor 14 is registered and be evaluated. This is an automatic Adjustment of control for the individual Components of the starter 10 over a lifetime the starting device 10 possible.
  • control signals can occur with which the semiconductor power stages 20 and 22 can be controlled. So the control behavior can change over the entire service life the starting device 10 change, for example an increasing wear of certain Components can be taken into account in the start regime.
  • the filing of the control of the components of the The starting device 10 can determine parameters a non-volatile, programmable in operation Memory, for example an EEPROM, take place.
  • a non-volatile, programmable in operation Memory for example an EEPROM
  • By connecting the control unit 18 to the bus system 56 of the motor vehicle can be very advantageous an exchange of information and / or signals with others Components of the motor vehicle take place. For example, the stop or Signaling the start state of the internal combustion engine Data is received. Furthermore, the information about the self-running of the internal combustion engine that the Disengagement of the starter motor 12 causes, in a simpler manner Way will be obtained. Finally, about that Bus system 56 an internal and / or external diagnosis the entire starting device 10, to a possible Error monitoring or error detection respectively.
  • FIG. 2 shows a further block diagram of a Starting device 10 shown. Same parts as in Figure 1 are provided with the same reference numerals and not explained again. With regard to their function In this respect, reference is made to the description of FIG. 1.
  • the starter relay 14 as bistable Relay executed.
  • This means the anchor the starter relay 14 is in two defined end positions positionable. The end positions are on the one hand from the single track position and on the other hand from given the track position.
  • the armature of the starter relay 14 can be activated Change position accordingly.
  • a bridge circuit can be used for this purpose be provided, the corresponding switchover the starter relay 14 to activate the armature movement realized in one direction or the other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Stand der Technik
Es ist bekannt, daß Brennkraftmaschinen mittels einer Startvorrichtung gestartet werden müssen, da diese nicht von alleine anlaufen. Hierzu werden üblicherweise Startermotoren eingesetzt, die über ein als sogenanntes Einrückrelais ausgebildetes Starterrelais mit einer Spannungsquelle verbunden werden, und gleichzeitig ein Ritzel des Startermotors mit einem Zahnkranz eines Schwungrades der Brennkraftmaschine zum Andrehen in Eingriff gebracht wird. Zum Einschalten des Starterrelais ist es bekannt, dieses über einen externen Schalter, beispielsweise einem Zündschalter oder Startschalter des Kraftfahrzeugs anzusteuern. Durch das Starterrelais wird erreicht, daß ein verhältnismäßig hoher Starterstrom, der für das Andrehen einer Brennkraftmaschine erforderlich ist, mittels einem verhältnismäßig niedrigen Steuerstrom geschaltet werden kann. Eine solche startvorrichtung ist aus der EP-A-0 246 140 bekannt.
Bekannt ist ferner, Kraftfahrzeuge mit einer sogenannten Start-Stop-Automatik auszurüsten. Hierdurch wird erreicht, daß bei einem längeren Halt, beispielsweise bei roter Ampelphase, die Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet wird. Bei Weiterfahrt des Kraftfahrzeuges erfolgt ein automatisches Wiederstarten der Brennkraftmaschine, so daß die Fahrt fortgesetzt werden kann. Das Erkennen des Stop-Zustandes beziehungsweise des Start-Zustandes kann über geeignete Sensoren, die beispielsweise eine Drehzahl der Antriebsräder (für Stop-Zustand) beziehungsweise eine Betätigung eines Gaspedales (für Start-Zustand), erfolgen.
Die Start-Stop-Automatik bietet den Vorteil einer Kraftstoffeinsparung beziehungsweise einer Verringerung einer Umweltbelastung während des Stop-Zustandes. Nachteilig ist jedoch, daß mit jedem neuen Startvorgang die Brennkraftmaschine über den Startermotor neu angedreht werden muß. Hierbei erfolgt jedesmal ein Einspuren des Ritzels des Startermotors in den Zahnkranz des Schwungrades der Brennkraftmaschine. Hiermit ist eine große mechanische Belastung sowohl des Ritzels als auch des Zahnkranzes verbunden, die einerseits durch das Einspuren und andererseits durch die während des Startens einwirkenden Beschleunigungskräfte (Drehbeschleunigung) hervorgerufen werden. Darüber hinaus tritt mit jedem Wieder-start eine Zeitverzögerung auf, da das Ritzel erneut in den Zahnkranz einspuren muß.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Startvorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, daß der Einspurvorgang zeitunabhängig vom Startvorgang ist. Dadurch, daß eine Ansteuerung des Starterrelais und/oder des Startermotors über ein elektronisches Steuergerät erfolgt, das dem Starterrelais und/oder dem Startermotor zugeordnete Halbleiter-Leistungsendstufen derart ansteuert, daß zumindestens während eines Start-Stop-Betriebes der Brennkraftmaschine, das Starterrelais im Stop-Zustand mit der Brennkraftmaschine seine Einspurstellung aufweist, ist es vorteilhaft möglich, das Einspuren während des Stopvorganges durchzuführen, so daß mit dem Startzeitpunkt des Start-Zustandes bereits das Ritzel in seinem eingespurten Zustand ist. Hierdurch kann das Einspuren auf ein sauberes, verschleißfreies Einspuren optimiert werden, da ein nachfolgender Startvorgang nicht unmittelbar bevorsteht, so daß neben der Zeiteinsparung ein Verschleiß der in Eingriff stehenden Teile minimiert wird. Der Startvorgang wird regelmäßig erst dann in Gang gesetzt, wenn ein sauberes Einspuren des Starterrelais (Ritzel) an der Brennkraftmaschine (Zahnkranz) bereits erfolgt ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
ein Blockschaltbild einer Startvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel und
Figur 2
ein Blockschaltbild einer Startvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild eine Startvorrichtung 10 zum Starten einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Die Startvorrichtung 10 umfaßt einen Startermotor 12 sowie ein Starterrelais (Einrückrelais) 14. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines Startermotors und eines Starterrelais sind allgemein bekannt, so daß im Rahmen der folgenden Beschreibung hierauf nicht näher eingegangen werden soll. Entscheidend ist, daß das Starterrelais 14 durch Betätigen eines Startschalters, der gemäß Figur 1 an eine Klemme 16 angeschlossen ist, bestromt wird, so daß einerseits ein Kontakt KB geschlossen wird, der den Startermotor 12 mit einer Versorgungsspannung U verbindet und andererseits unabhängig davon ein nicht dargestelltes Ritzel des Startermotors 12 in einen ebenfalls nicht dargestellten, auf einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angeordneten Zahnkranz einspurt.
Die Ansteuerung des Starterrelais 14 und des Startermotors 12 erfolgt über ein Steuergerät 18, welches zwischen die Klemme 16 und das Starterrelais 14 beziehungsweise den Startermotor 12 geschaltet ist.
Mittels des Steuergerätes werden Halbleiter-Leistungsendstufen 20 und 22 angesteuert. Die Halbleiter-Leistungsendstufe 22 verbindet das Starterrelais 14 mit einer, an einer Klemme 24 anliegenden Versorgungsspannung U. Die Versorgungsspannung U für das Starterrelais 14 als auch für den Startermotor 12 wird in Kraftfahrzeugen vom Bordspannungsnetz, also einer Kraftfahrzeugbatterie beziehungsweise einem Generator bereitgestellt.
Die Halbleiter-Leistungsendstufen 20 und 22 sind nur dann mit der Klemme 24 und somit mit der Versorgungsspannung U verbunden, wenn über einen an die Klemme 16 angeschalteten Startschalter, beispielsweise der Zündschalter eines Kraftfahrzeuges, eine entsprechende Kontakteinheit 26 ausgelöst wurde. Die Kontakteinheit 26 ist vorzugsweise selbsthaltend ausgeführt, so daß auch nach Loslassen des Startschalters die Versorgungsspannung U an den Halbleiter-Leistungsendstufen 20 und 22 anliegt. In den Verbindungsweg zwischen der Kontakteinheit 26 und den Halbleiter-Leistungsendstufen 20 und 22 ist ein Notausschalter 28 angeordnet, über den eine Trennung der Startvorrichtung 10 von der Versorgungsspannung U erfolgen kann.
Die Halbleiter-Leistungsendstufen 20 beziehungsweise 22 sind Freilaufdioden 30 und 32 zugeordnet, die beim Abschalten des Starterrelais 14 beziehungsweise des Startermotors 12 (inkuktive Lasten) auftretende Freilaufströme übernehmen.
Das Steuergerät 18 ist über eine Verbindungsleitung 34 mit Steueranschlüssen der Halbleiter-Leistungsendstufen 20 beziehungsweise 22 verbunden.
Das Steuergerät 18 umfaßt einen Mikroprozessor 36 sowie hier lediglich schematisch dargestellte Schaltungsbestandteile, wie einen Verpolschutz 38, einen Hochsetzsteller 40, einen Spannungsregler 42, eine Pufferung 44, eine Spannungsbegrenzung 46, einen Ansteuertreiber 48 sowie eine Ladungspumpe 50. Ferner ist eine mit der Kontakteinheit 26 verbundene Ausschalterkennung 52 sowie ein mit einem Bus-System 56 des Kraftfahrzeuges verbundener Transceiver 56 (nachfolgend insgesamt als Bus-System 56 bezeichnet) vorgesehen. Ferner ist eine Temperaturerfassung 58 vorgesehen. Einzelne der Schaltungsbestandteile des Steuergerätes 18, beispielsweise der Verpolschutz 38, dienen lediglich dem internen Betrieb des Steuergerätes 18 und sind für die eigentliche Ansteuerfunktion der Startvorrichtung 10 nicht notwendig.
Die in Figur 1 gezeigte Startvorrichtung 10 zeigt folgende Funktion:
Zunächst wird davon ausgegangen, daß sich das die Startvorrichtung 10 aufweisende Kraftfahrzeug in einem sogenannten Start-Stop-Betrieb befindet. Das heißt, die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges ist an sich bereits gestartet und schaltet selbsttätig bei einem Halt des Kraftfahrzeuges ab. Hierzu kann eine Verzögerungszeit vorgegeben sein, die zunächst abgewartet wird, bevor die Brennkraftmaschine abschaltet. Über ein Sensorelement, das seine Signale beispielsweise in das Bus-System 56 einspeisen kann, erkennt das Steuergerät 18 einen Stillstand der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine während des Stop-Zustandes. Hierauf beaufschlagt des Steuergerät 18 die, das Starterrelais 14 ansteuernde Halbleiter-Leistungsendstufe 22 mit einem Signal, so daß diese schließt und das Starterrelais 14 über die Kontakteinheit 26 mit der Versorgungsspannung U verbindet. Über eine Anschlußklemme 60 wird der Kontakteinheit 26 signalisiert, daß sich das Kraftfahrzeug insgesamt im Start-Stop-Modus befindet. Andererseits, das heißt, bei Stillstand der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei einem geparkten Kraftfahrzeug, ist die Kontakteinheit 26 geöffnet, so daß eine Verbindung mit der Versorgungsspannung U nicht möglich ist.
Die Halbleiter-Leistungsendstufe 22 steuert das Starterrelais 14 derart an, daß dieses den Ritzel des Startermotors 12 in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine einspurt, während ein Schließen des Kontaktes KB nicht erfolgt, so daß der Startermotor 12 inaktiv bleibt. Es erfolgt somit ein Einspuren in dem Stop-Zustand - ohne daß zunächst klar ist, wann der Stop-Zustand in den Start-Zustand übergeht -. Hierdurch ist der Einspurvorgang nicht zeitkritisch, da dem Einspuren nicht unmittelbar der Startvorgang folgen soll. Das Einspuren kann somit auf ein optimales, das heißt insbesondere auf ein sauberes und verschleißfreies, Einspuren des Ritzels in den Zahnkranz optimiert werden. Das Starterrelais 14 bleibt während des gesamten Stop-Zustandes eingespurt, so daß bei Auslösung des Start-Zustandes sofort, das heißt ohne den mit dem Einspuren verbundenen Zeitverlust, der Startvorgang der Brennkraftmaschine eingeleitet werden kann. Hierzu erfolgt eine Ansteuerung des Startermotors 12 derart, daß das Steuergerät 18 die Halbleiter-Leistungsendstufe 20 aufsteuert, und hiermit den Hauptstrom des Startermotors 12 beeinflußt.
Durch die Ansteuerung des Startermotors 12 über die Halbleiter-Leistungsendstufe 20 kann sehr vorteilhaft auf das Anlaufverhalten des Startermotors 12 durch das Steuergerät 18 Einfluß genommen werden. So kann beispielsweise ein sogenannter Sanftanlauf des Startermotors 12 realisiert werden, das heißt, dieser erhöht mit Beginn des Start-Zustandes seine Drehzahl mit einer steigenden Kennlinie. Hierdurch wird erreicht, daß ein verbleibendes Spiel zwischen dem Ritzel des Startermotors 12 und dem Zahnkranz der Brennkraftmaschine zunächst langsam ausgeglichen wird, bevor der Startermotor 12 sein volles Drehmoment erreicht. Das volle Drehmoment wird erreicht, indem die Halbleiter-Leistungsendstufe 22 voll durchgesteuert wird, und damit der Kontakt KB geschlossen wird. Die Ansteuerung von der Halbleiter-Leistungsendstufe 20 kann dann abgeschaltet werden. Hierdurch wird eine erhebliche Verschleißminderung an den mechanischen Teilen der Startvorrichtung 10 erreicht, da eine Schlagbelastung zwischen Ritzel und Zahnkranz durch plötzlichen Start mit vollem Drehmoment vermieden wird. Darüber hinaus kann ein Anlaufkurzschlußstrom des Startermotors 12 begrenzt werden, so daß eine Belastung der Bordspannungsversorgung des Kraftfahrzeuges minimiert wird. Gleichzeitig ergibt sich durch den Sanftanlauf des Startermotors 12 eine Begrenzung der Ankerdrehbeschleunigung, so daß die Belastung des Startermotors 12 insgesamt ebenfalls minimiert ist. Insgesamt lassen sich somit höhere Standzeiten der Startvorrichtung 10 erreichen.
Um das Steuergerät 18 über den aktuellen Zustand des Starterrelais 14 und/oder des Startermotors 12 zu informieren, ist ein Stromerfassungsglied 62 vorgesehen, so daß über eine Rückkoppelung der von dem Stromerfassungsglied 62 gelieferten Informationen eine Regelung des Startvorganges über das Steuergerät 18 möglich wird.
Ein Selbstlauf der Brennkraftmaschine, das heißt, das Andrehen der Brennkraftmaschine ist erfolgreich abgeschlossen, kann durch das Steuergerät 18 selbst durch Auswertung zum Beispiel der Spannungs- und Stromsignale erkannt werden, oder kann von außen zum Beispiel über das Bus-System 56 zugeführt werden. Dieses steuert daraufhin die Halbleiter-Leistungsendstufe 22 an, so daß diese öffnet. Das Starterrelais 14 fällt hierauf ab, so daß der Kontakt KB öffnet und das Ritzel des Startermotors 12 aus dem Zahnkranz ausspurt. Somit wird der Startvorgang der Brennkraftmaschine automatisch abgebrochen. Das Ausspuren des Ritzels aus dem Zahnkranz wird durch das Steuergerät 18 zeitoptimal umgesetzt. Hierdurch kann auf die Anordnung eines zusätzlichen mechanischen Freilaufes am Ritzel verzichtet werden. Durch Wegfall dieses zusätzlichen mechanischen Freilaufes erfolgt einerseits eine Gewichtseinsparung, andererseits wird die vom Starterrelais 14 während des Einspurens zu beschleunigende Masse geringer, so daß die elektrische Auslegung des Starterrelais 14 für eine entsprechend kleinere Einzugskraft erfolgen kann, da während des Einspur- beziehungsweise Ausspurvorgangs kein mechanischer Freilauf mit dem Ritzel gemeinsam bewegt werden muß.
Durch die Ausstattung des Steuergerätes 18 mit dem Mikroprozessor 36 kann das Steuergerät 18 intelligent reagieren. Das heißt, mittels des Mikroprozessors 36 können Zeitverläufe während des Startens der Brennkraftmaschine, insbesondere während des Einspurens und/oder Ausspurens des Startermotors 14 registriert und ausgewertet werden. Hierdurch ist eine automatische Anpassung der Ansteuerung für die einzelnen Komponenten der Startvorrichtung 10 über eine Lebensdauer der Startvorrichtung 10 möglich. Insbesondere kann beispielsweise eine Parametrisierung der Steuersignale erfolgen, mit denen die Halbleiter-Leistungsendstufen 20 und 22 angesteuert werden. So kann sich das Ansteuerverhalten über die Gesamtlebensdauer der Startvorrichtung 10 ändern, indem beispielsweise ein zunehmender Verschleiß bestimmter Komponenten beim Startregime berücksichtigbar ist. Das Ablegen der die Ansteuerung der Komponenten der Startvorrichtung 10 bestimmenden Parameter kann in einem nicht flüchtigen, im Betrieb programmierbaren Speicher, beispielsweise einem EEPROM, erfolgen. Durch die Anbindung des Steuergerätes 18 an das Bus-System 56 des Kraftfahrzeuges kann sehr vorteilhaft ein Informations- und/oder Signalaustausch mit weiteren Bauelementen des Kraftfahrzeuges erfolgen. Beispielsweise können die den Stop- beziehungsweise Start-Zustand der Brennkraftmaschine signalisierenden Daten empfangen werden. Ferner kann die Information über den Selbstlauf der Brennkraftmaschine, die das Ausspuren des Startermotors 12 bewirkt, so in einfacher Weise erhalten werden. Schließlich kann über das Bus-System 56 eine interne und/oder externe Diagnose der gesamten Startvorrichtung 10, zu einer eventuellen Fehlerüberwachung beziehungsweise Fehlererkennung erfolgen.
In der Figur 2 ist ein weiteres Blockschaltbild einer Startvorrichtung 10 gezeigt. Gleiche Teile wie in Figur 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Hinsichtlich deren Funktion wird insofern auf der Beschreibung zu Figur 1 verwiesen.
Im Unterschied zu den in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist hier das Starterrelais 14 als bistabiles Relais ausgeführt. Dies bedeutet, der Anker des Starterrelais 14 ist in zwei definierten Endstellungen positionierbar. Die Endstellungen werden einerseits von der Einspurstellung und andererseits von der Ausspurstellung vorgegeben. Durch entsprechende Ansteuerung kann der Anker des Starterrelais 14 seine Position entsprechend ändern. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß - im Gegensatz zu dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem das Starterrelais 14 während des gesamten Stop-Zustandes der Brennkraftmaschine bestromt werden muß - lediglich ein Steuerimpuls an das Starterrelais 14 gegeben zu werden braucht, so daß dieses seine Position ändert. Hierzu kann beispielsweise eine Brückenschaltung vorgesehen sein, die eine entsprechende Umschaltung des Starterrelais 14, zur Aktivierung der Ankerbewegung in die eine oder die andere Richtung realisiert.

Claims (9)

  1. Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem über ein Starterrelais mit einer Spannungsquelle verbindbaren und der Brennkraftmaschine zum Andrehen in Eingriff bringbaren Startermotor, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerung des Starterrelais (14) und/oder des Startermotors (12) über ein elektronisches Steuergerät (18) erfolgt, das dem Starterrelais (14) und/oder dem Startermotor (12) zugeordnete Halbleiter-Leistungsendstufen (20, 22) derart ansteuert, daß zumindestens in einem Start-Stop-Betrieb der Brennkraftmaschine, das Starterrelais (14) im Stop-Zustand der Brennkraftmaschine seine Einspurstellung aufweist.
  2. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Starterrelais (14) während des Stop-Zustandes bestromt ist, so daß das Starterrelais (14) in seiner Einspurstellung verbleibt.
  3. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Starterrelais (14) bistabil ist, wobei die beiden Schaltstellungen von der Einspurstellung und einer Ausspurstellung bestimmt werden.
  4. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Startermotor (12) über das Steuergerät (18) derart angesteuert wird, das ein Sanftanlauf mit steigender Drehzahlkennlinie erfolgt.
  5. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über das Steuergerät (18) ein Anlaufkurzschlußstrom des Startermotors (12) begrenzbar ist.
  6. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über das Steuergerät (18) bei Selbstlauf der Brennkraftmaschine das Starterrelais (14) elektrisch in seine Ausspurstellung überführt wird.
  7. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (18) einen Mikroprozessor (36) umfaßt, der sämtliche Start- und Stopvorgänge überwacht und erfaßt, so daß eine intelligente Ansteuerung der Startervorrichtung (10) realisierbar ist.
  8. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (36) ein nicht flüchtiger, im Betrieb programmierbarer Speicher, zur Parametrisierung der Komponenten der Startervorrichtung (10) über deren Betriebsdauer, zugeordnet ist.
  9. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (18) über ein Bus-System (56) mit weiteren Einrichtungen des Kraftfahrzeuges zum Informationsund/oder Signalaustausch verbunden ist.
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