EP1446576A2 - Startvorrichtung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Startvorrichtung für eine brennkraftmaschine

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EP1446576A2
EP1446576A2 EP02796497A EP02796497A EP1446576A2 EP 1446576 A2 EP1446576 A2 EP 1446576A2 EP 02796497 A EP02796497 A EP 02796497A EP 02796497 A EP02796497 A EP 02796497A EP 1446576 A2 EP1446576 A2 EP 1446576A2
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EP
European Patent Office
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control electronics
starting device
module
control
internal combustion
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EP02796497A
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Stephan Rosenberg
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02N2300/302—Control related aspects of engine starting characterised by the use of digital means using data communication

Definitions

  • the invention relates to a starting device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a starting device is known from EP 0 808 420 B1.
  • the power switching module be made redundant by providing two power switches connected in series.
  • the starting device can then tolerate certain operating faults, for example: B. the "hang" of one of the circuit breakers in a closed switching state. Even the faulty activation of one of the circuit breakers, which is not based on activation of the control electronics, does not lead to an unwanted initiation if the circuit breakers described in EP 0 808 420 B1 are suitably designed the start process.
  • the failure of the control electronics during the starting process is due to a voltage undersupply. Due to the high power consumption of the starter motor, especially at the start of the starting process, the voltage in the supply network of the internal combustion engine, from which the control electronics are usually supplied, drops to such an extent that the., Especially in unfavorable operating conditions, such as long battery life or low outside temperature Control electronics no longer works in a defined manner. Falling below a certain voltage limit usually leads to a spontaneous initialization of the control electronics, during which it is not ready for operation, so that the starting process cannot be continued in a defined manner. According to the control electronics is designed so that it can tolerate such undersupply. This can be done in alternative ways: B.
  • control electronics can be used to build the control electronics modules that manage with a low, despite a drop in voltage when starting supply voltage still present.
  • control electronics can be supplied with a voltage that is independent of the supply network, the independent voltage supply only having to have a low performance. Despite the required independence of the two voltage sources, they do not necessarily have to be completely separate from one another.
  • the additionally available voltage supply can be designed, for example, as an accumulator that is charged by the other voltage supply during operation of the internal combustion engine. In both variants of the design of the starting device shown above, the control electronics tolerate a voltage waste in the course of the starting process, so that a safe start of the Brerinkrafrmaschine is guaranteed.
  • Control electronics offers the possibility of integrating additional safety functions. So the monitoring processor z. B. monitor the temperature, fuel pressure, level of lubricant or other operating parameters on which the processor makes the initiation of a start process by the control electronics dependent.
  • a control electronics can retrieve operating parameter data from a previous operating cycle of the fuel force machine independently of the power supply machine control, whereby the safety of the starting process is further increased.
  • Control electronics according to spoke 5 even in cases in which the control electronics are part of the internal combustion engine control system, it is ensured that during the starting process, even during the short period in which the internal combustion engine control system may not work properly due to a voltage undersupply, there is a safe starting behavior.
  • Control electronics according to claim 6 can be designed to be economically tolerable in a known manner.
  • Electronic circuit breakers according to spoke 7 are particularly suitable in connection with control electronics designed as a logic module. Examples of such power switching modules can be found in EP 0 808 420 B1 and in DE 198 11 176 AI.
  • a resettable timer ensures that the corresponding output of the control electronics is always in a defined state. In this way it can also be ensured that the power switching module is always controlled in a defined manner.
  • An independent voltage source for supplying the control electronics leads, as already explained above, to a supply of the control electronics which is secured against voltage fluctuations during the starting process.
  • the independent power supply can be designed so that it is only switched on when needed, d. H. then when the supply voltage of the supply network falls below a predetermined value.
  • An enable signal channel according to claim 10 leads to the possibility of preventing the starting process when processor parameters are presented for unsafe operating parameters of the internal combustion engine.
  • a monitoring signal line leads to an increase in the sensitivity of the monitoring, so that error sources in the power switching module can be precisely recognized.
  • a plurality of monitoring information items can be transmitted on a single signal line by means of a pulse-width-modulated signal.
  • a starting device creates an emergency running property of the internal combustion engine. Despite the presence of a circuit breaker malfunction, the circuit breaker can continue to start due to the redundancy given, albeit with reduced safety. A monitoring information associated with the malfunction of a circuit breaker is forwarded or displayed so that it can be remedied promptly.
  • a signal extension module according to spoke 15 ensures a minimum control period for the power switching module, so that the starting process can be completed safely.
  • a delay module according to spoke 16 can be used to ensure that a predetermined fuel pressure prevails at the beginning of the activation of the starter motor, in which it is ensured that the fuel pump has a predetermined period of time for making available the fuel dirt before the actual starting process begins.
  • a release signal channel connected to an external signal transmitter according to claim 17 ensures that the starting process only when fulfilled. conditions.
  • the external conditions can include in particular: the position of a clutch actuating device (claim 18) and the position of a selector lever or selector switch for an automatic transmission (claim 19). In this way, incorrect operation during the starting process of the internal combustion engine is prevented.
  • control electronics By connecting the control electronics with a speed sensor according to claim 20 it can be ensured that the starting process takes place when the internal combustion engine is stopped, so that damage to the starting device or the braking force machine is prevented by initiating a starting process while the braking force machine is running.
  • Figure 1 shows schematically a brake force machine with a starting device according to the invention
  • FIG. 3 schematically shows an alternative to the starting device of FIG. 2.
  • a fuel metering device designated overall by 100 in FIG. 1, which can be started with the starting devices to be described below, is metered by a fuel metering device 105.
  • An electric fuel pump (EKP) 110 conveys the fuel from a reservoir 115 and makes it available to the fuel metering device 105.
  • the fuel metering device 105 and the Fuel pump 110 are controlled by an engine control system 120.
  • the internal combustion engine control unit 120 is supplied with a supply voltage by a battery 130.
  • the battery 130 is connected to a starter 140 via a starter switch 135 and the engine control unit 120.
  • a speed sensor 145 arranged on the internal combustion engine 100 is scanned by a speed sensor 150, which supplies a corresponding speed signal to the internal combustion engine controller 120.
  • FIG. 2 schematically shows the assemblies in more detail, from which a first embodiment of a starting device, designated overall by 160, for the internal combustion engine 100 is built.
  • the components for controlling starter 140 are integrated in internal combustion engine control 120.
  • the starter 140 for the internal combustion engine 100 is controlled via two starter relays 165, 170 connected in series, which connect the starter to the battery 130 in the closed state.
  • the starter relays 165, 170 are controlled via two power amplifiers of the brake force control 120, of which two starter end call transistors 175, 180 are shown schematically in FIG. 2.
  • the latter are controlled via control lines 185, 190 by a control electronics module 195, which is integrated in a monitoring processor 200 for operating parameters of the internal combustion engine 100.
  • the monitoring processor is in turn an integral part of the engine control 120.
  • Via a control line 205 and an EKP Power amplifier transistor 210 drives control electronics module 195 EKP 110 (not shown in FIG. 2).
  • the monitoring processor 200 and in particular the control electronics module 195 are designed so that they can be operated with a supply voltage which is less than 5 V, for. B. with 3.5 V.
  • a further component of the monitoring processor 200 is, in addition to the control electronics module 195, an electronic monitoring module 215. This is via a monitoring signal line 220 with a line section between the starter 140 and the starter relay 170 which is closer to it along the electrical connection to the battery 130 and via a monitoring signal line 222 to a line section between the starter relay 170 and the starter relay 165 further away from the starter 140 along the electrical connection to the battery 130. Furthermore, the monitoring module 215 is connected via a monitoring signal line 225 with a line section between the starter output transistor 175 and the starter relay 165 associated therewith and with a monitoring signal line 230 with a line section between the starter end call transistor 180 and the starter relay 170 associated therewith in connection. Finally, the monitoring module 215 is connected to a line section between the EKP output stage transistor 210 and the EKP 110 by means of a monitoring signal line 235.
  • Analog-digital (A / D) converters (not shown) assigned to the monitoring signal lines 220, 222, 225, 230, 235 are integrated in the monitoring module 215.
  • the latter is connected to a voltage selection module 245 via a supply module 240 of the monitoring processor 200.
  • This is connected via a first supply line 250 to a supply network (not shown) of the internal combustion engine fed by the battery 130 and via a second supply line 255 to an internal voltage source 260 of the internal combustion engine control unit 120, which is independent of the supply voltage of the battery 130, e.g. B. a single cell, in connection.
  • the control electronics module 195 for activating the output stage transistors 175, 180, 210 is activated via an activation line 265, in which the starter switch 135 is arranged as an actuating device for initiating the start of the internal combustion engine 100 by the user.
  • the control electronics module 195 is connected to an external signal transmitter in the form of a monitoring sensor 275 via an enable line 270.
  • the monitoring sensor 275 can e.g. B. in an automatic transmission, a position sensor for the position of a selector lever or selector switch of the transmission of the internal combustion engine 100. In a manual transmission, the monitoring sensor 275 can be a position sensor for the position of the clutch of the internal combustion engine 100.
  • the control electronics module 195 is connected via an interface unit 280 to a main processor 285 of the burner control unit 120.
  • the interface unit 280 ensures, in particular, a bidirectional data exchange of operating parameter data for the operation of the braking force machine 100.
  • the control electronics module 195 has a rewritable memory module 325.
  • the control electronics module 195 is connected to a speed data processing unit 295 of the internal combustion engine controller 120 via a signal line 290.
  • the speed data processing unit 295 is connected to the speed sensor 150 (not shown in FIG. 2) via a signal line 300 ,
  • the speed data conditioning unit 295 is connected to the main processor 285 via a signal line 305.
  • the main processor 285 is connected to the first supply line 250 via a supply line section 310.
  • the main processor 285 is connected to a crash signal generator (not shown) via a signal line 315.
  • the main processor 285 has a rewritable memory module 320 for storing operating parameter data of the internal combustion engine 100.
  • the starting device 160 acc. Fig. 2 works as follows:
  • the voltage selection module 245 ensures that the monitoring processor 200 is supplied by the supply network via the first supply line 250. In cases where the supply voltage on the first supply line 250 is below a critical value of e.g. B. 3.5 V drops, the voltage selection module 245 switches from the first supply line 250 to the second supply line 255 and ensures an uninterrupted continuation of the voltage supply of the monitoring processor 200 via the internal voltage source 260.
  • the starter switch 135 is actuated with the supply network activated at the start of the brake-trap machine 100.
  • the control electronics module 195 thereby receives an activation signal via the activation line 265.
  • the control electronics module 195 then checks whether the output stage transistors 175, 180, 210 can be activated to control the EKP 110 and the starter 140.
  • the control electronics module 195 checks whether a release signal is present on the enable line 270. This is the FaU if the selector lever or selector switch is positioned in the "P" or "N" position on an automatic transmission or if the clutch is depressed on a manual transmission.
  • the control electronics module 195 also checks by querying the signal line 290 whether the internal combustion engine 100 is at a standstill. Only in this case are the output stage transistors 175, 180, 210 driven.
  • the starter power stage transistors 175, 180 can be driven a predetermined time after the EKP power stage transistor 210, so that it is ensured that the EKP 110 has already built up a predetermined fuel pressure when the starter 140 is activated.
  • the starter output transistors 175, 180 are activated, the starter relays 165, 170 are closed, so that the starter 140 meshes and the internal combustion engine 100 starts.
  • the supply voltage may drop in the supply network. If the supply voltage on the first supply line 250 falls below 3.5 V, the voltage selection module 245 switches to the second supply supply line 255 um, so that an uninterruptible power supply to the control electronics module 195 is given;
  • the main processor 285 transmits to the control electronics module 195 whether there is a crash signal on the crash signal line 315 and sets a corresponding crash identification symbol in the memory module 325.
  • a crash signal is generated, for example, by an accident in a vehicle having internal combustion engine 100. If the crash identification symbol is present in the memory module 325, the output stage transistors 175, 180, 210 are not activated by the control electronics module 195.
  • the main processor 285 can also set an enable / stop identifier in the memory module 325 via the melting point unit 280, which, in the presence of certain operating situations of the internal combustion engine 10.0, is main processor-controlled with the starter switch 135 closed and enables or disables the activation of the control electronics module 195 (enable). Stop) can.
  • Such an operating state can be given, for example, by an increased temperature of the internal combustion engine 100, which is transmitted to the main processor 285 via a corresponding sensor (not shown).
  • a corresponding error identifier is stored in the memory chip 325.
  • Appropriate diagnostic information is then forwarded via interface unit 280 to main processor 285, which transmits this diagnostic information to an auxiliary device in the cockpit of the vehicle (not shown). If one of the two starter relays 165, 170 can no longer be opened, starter 140 can still be actuated via the other starter relay 165, 170, but the safety of the starting process is due to the lack of redundancy that is normally provided by the two Starter relay 165, 170 is provided impaired.
  • crash identifier in the memory module 325 means that the activation of the control electronics module 195 can no longer take place until the crash identifier is reset. Such a reset can only be carried out by specialist personnel, e.g. B. be carried out in a workshop.
  • the control electronics module of the starting device is designed as a logic module 340 which is implemented separately from the engine control 120.
  • the logic modules 340 is designed as a low-voltage logic module, which with an operating voltage of z. B. 3.5 V can work. It has two integrated electronic circuit breakers 345, 350 which are connected in series.
  • the electronic circuit breaker 345 acc. 3 has the combined function of the starter output transistor 175 and the starter relay 165 according to FIG. Fig. 2.
  • FIG. 3 has the combined function of the starter output transistor 180 and the starter relay 170 according to FIG. Fig. 2. Only one magnetic switch 355 actuating the starter 140 is shown in Fig. 3.
  • the electronic circuit breakers 345, 350 are supplied via a supply line 360 via the supply network of the internal combustion engine 100.
  • the logic control of the electronic circuit breakers 345, 350 proceeds in the same way for each of the circuit breakers 345, 350, so that only the sound of the logic control of the electronic circuit breaker 345 is explained in the course of this description:
  • a control input 'of the electronic circuit breaker 345 is connected via a control line 365 to the output of a logic AND gate 370.
  • a first input of the AND gate 370 is connected to the output of a logic OR gate 375 via a signal line 380.
  • a first input of the OR gate 375 is connected to the activation line 265, the activation line 265 being set up in a known manner to generate a logic signal level.
  • On The second input of the OR gate 375 is connected via a signal line 385 to the output of a logic signal extension module 390.
  • the input of the logic signal extension module 390 is connected to the input side of the magnetic switch 355 via a signal line 395, the latter being set up in a known manner to form a logic signal level.
  • a second input of the AND gate 370 is connected to the output of an RS flip-flop 400 via a signal line 405.
  • the set input of the RS flip-flop 400 is connected to the main processor 285 of the internal combustion engine control system 120 via a processor enable line 408.
  • the reset input of the RS flip-flop 400 is connected to the main processor 285 via a processor switch-off line 410.
  • a third input of the AND gate 370 is connected via a signal line 415 to the output of a logic converter 420, the input of which is connected to the enable line 270.
  • the latter is set up in a known manner to form a logical signal level.
  • the electronic circuit breakers 345, 350 are connected to the inputs of a logical AND gate 435 via monitoring signal lines 425, 430, the output of which is connected to the main processor 285 via a diagnostic line 440.
  • the starting device 160 functions as follows:
  • the logic module 340 for controlling the magnet switch 355 is activated via the series-connected electronic circuit breakers 345, 350, as is the case in connection with the circuit breakers of the starting device . 160 of FIG. 2 has been described.
  • a logic H (high) level must be present at each input of the AND gates 370 respectively assigned to the power switches 345, 350.
  • a logic H level is present at the first input of the AND gates 370.
  • the second input of the AND gate 370 has a logic H level when the RS flip-flop 400 is set via the processor enable line 408.
  • the third inputs of the AND gates 370 are at an H level when the enable line 270 is at an L (low) level, i. that is, when the selector lever or selector switch is located in the "P" or “N” position in an automatic transmission, or when the clutch is depressed in a manual transmission. If there is an H level on all three inputs of the AND gates 370, the electronic circuit breakers 345, 350 are controlled and, via this, the magnetic switch 355, so that the starter 140 engages and the internal combustion engine 100 starts.
  • the electronic power switches 345, 350 are not activated. This is e.g. .B. this is the case when the signal line 405 is reset to an L level via the processor switch-off line 410 and the RS flip-flop 400 and there is therefore an L level at the second inputs of the AND gates 370. Alternatively or additionally, this is the case if the third inputs of the AND gates 370 have an L level due to an H level on the enable line 270 due to the logic effect of the inverter 420. In this way, the processor Enable line 408 or processor switch-off line 410 achieves the same effect as by means of the identification characters “Enable” or “Stop” in the starting device 160 in FIG. 2.
  • the operation of the main processor 285 is required for the function of the starting device 160, so that it must also be designed to be low-voltage.
  • the embodiment according to FIG. 3 can be modified by connecting the processor enable line 408 to the activation line 265 and the processor switch-off line 410 to the enable line 270.
  • the logic module 340 then functions separately from the main processor 285.
  • the logical signal extension module 390 is provided for this FaU. If an H level is present at its input via the signal line 395, this generates an H level on the signal line 385 for a predetermined period of time. Regardless of whether an H level is still present on the activation line 265 In this case, the first inputs of the AND gates 370 via the OR gate 375 at an H level, so that the electronic power switches 345, 350 can control the magnetic switch 355 during the time period specified by the logic signal extension module 390. The internal combustion engine 100 can start safely in this way.
  • control outputs 185, 190, 205 in the embodiment according to FIG. 2 and 365 in the embodiment according to FIG. 3 can be reset with timers (Watchdog timers) that ensure that these outputs always have a defined operating status.
  • the monitoring signal on the monitoring signal lines 425, 430 is pulse-width modulated, so that the main processor 285 can decide by evaluating the diagnostic line 440 which electronic circuit breaker 345, 350 which monitoring state is to be assigned.

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Description

Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Startvorrichtung ist aus der EP 0 808 420 B 1 bekannt. Dort wird zur Erhöhung der Sicherheit des Startvorgangs vorgeschlagen, den Leistungsschaltbaustein durch Vorsehen zweier in Reihe geschalteter Leistungsschalter redundant auszuführen. Die Startvorrichtung kann dann be- stimmte Betriebsstörungen tolerieren, so z. B. das „Hängenbleiben" eines der Leisrungsschalter in einem geschlossenen Schaltzustand. Auch das fehlerhafte, nicht auf einer Aktivierung der Steuerelektronik beruhende Ansteuern eines der Leistungsschalter führt bei einer geeigneten Auslegung der in der EP 0 808 420 B 1 ausgeführten Leistungsschalter nicht zu einer ungewollten Einleitung des Startvorgangs.
Nicht gelöst sind mit der Startvorrichtung der EP 0 808 420 Bl Probleme, die mit einem Ausfall der Steuereiektronik im Zuge des Startvorgangs zusammenhängen. Derartige Ausfälle werden insbesondere dann beobachtet, wenn die Leistungsfähigkeit der Spannungsquelle z. B. durch ihre Betriebsdauer oder durch externe Faktoren, wie z. B. niedrige Außentemperatur, beeinträchtigt ist. Bei derartigen Störungsfällen kommt es vor, daß die Steuereiektronik während des Startvorgangs komplett ausfällt, so daß keine definierte Ansteuerung des Leistungsschaltbausteins erfolgen kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Startvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein Ausfall der Steuereiektronik im Zuge eines Startvorgangs sicher verhindert ist. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Startvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß der Ausfall der Steuereiektronik beim Startvorgang auf eine Spannungsunterversorgung zurückzuführen ist. Durch die hohe Leistungsaufnahme des Startermotors gerade zu Beginn des Startvorgangs fällt insbesondere bei ungünstigen Betriebsumständen, wie hoher Betriebsdauer der Batterie bzw. niedriger Außentemperatur, die Spannung im Versorgungsnetz der Brennkraftmaschine, aus dem in der Regel auch die Steuereiektronik versorgt ist, soweit ab, daß die Steuereiektronik nicht mehr definiert arbeitet. Das Unterschreiten einer bestimmten Spannungsgrenze führt in der Regel zu einer spontanen Initialisierung der Steuereiektronik, während der sie nicht betriebsbereit ist, so daß der Startvorgang nicht definiert fortgesetzt werden kann. Erfindungsgemäß wird die Steuereiektronik so ausgelegt, daß sie auch eine derartige Unterversorgung tolerieren kann. Dies kann auf alternativen Wegen geschehen: Es können z. B. zum Aufbau der Steuereiektronik Bausteine eingesetzt werden, die mit einer geringen, trotz eines Abfalls der Spannung beim Starten noch vorhandenen Versorgungsspannung auskommen. Alternativ oder zusätzlich kann eine vom Versorgungsnetz unabhängige Spannungsversorgung der Steuereiektronik erfolgen, wobei die unabhängige Spannungsversorgung nur eine geringe Leistungsfähigkeit aufweisen muß. Trotz der erforderlichen Unabhängigkeit der beiden Spannungsquellen müssen diese nicht zwingend vollkommen voneinander getrennt vorhegen. Die zusätzlich vor- liegende Spannungsversorgung kann z.B. als Akkumulator ausgelegt sein, der während des Betriebs der Brennkraftmaschine von der anderen Spannungsversorgung geladen wird. In beiden oben dargestellten Varianten der Auslegung der Startvomchtung toleriert die Steuereiektronik einen Span- nungsabfall im Zuge des Startvorgangs, so daß ein sicherer Start der Brerinkrafrmaschine gewährleistet ist.
Eine Steuereiektronik gemäß Anspruch 2 bietet die Möglichkeit, zusätzli- ehe Sicherheitsfunktionen zu integrieren. So kann der Überwachungsprozessor z. B. die Temperatur, den Kraftstoffdruck, den Schrniermittelstand oder andere Betriebsparameter überwachen, von denen der Prozessor die Einleitung eines Startvorgangs durch die Steuereiektronik abhängig macht.
Der Einsatz eines separaten Steuerbausteins gemäß Anspruch 3 führt zu einer größtmöglichen Unabhängigkeit der Steuereiektronik von sonstigen Brermkraftmaschinensteuerungskomponenten, die durch einen Spannungsabfall beeinflußt werden könnten. Da die Versorgungsspannung sich nach den Startvorgang schnell wieder auf einem Wert einpendelt, der zur Ver- sorgung der Brermlσaftmaschinensteuerung ausreicht, ist nach erfolgtem Startvorgang die Brennkraftmaschmensteuerung im Regelfall betriebsbereit.
Eine Steuereiektronik gemäß Anspruch 4 kann Betriebsparameterdaten aus einem vorangegangenen Betriebszyklus der Breniikraftmascliine unabhängig von der Brermkrafrmascrrinensteuerung abrufen, wodurch die Sicherheit des Startvorgangs nochmals erhöht wird.
Bei einer Steuereiektronik gemäß Ansprach 5 ist auch in Fällen, in denen die Steuereiektronik Bestandteil der Brermkraftmaschinensteuerung ist, gewährleistet, daß beim Startvorgang auch während der kurzen Zeitspanne, in der möglicherweise die Brennkraftmaschinensteuerung aufgrund einer Spannungsunterversorgung nicht korrekt arbeitet, ein sicheres Startverhalten gegeben ist. Eine Steuereiektronik gemäß Anspruch 6 läßt sich in bekannter Weise nie- dersparmungstolerabel ausführen.
Elektronische Leistungsschalter gemäß Ansprach 7 eignen sich insbesondere in Verbindung mit einer als Logikbaustein ausgeführten Steuereiektronik. Beispiele für derartige Leistungsschaltbausteine finden sich in der EP 0 808 420 Bl und in der DE 198 11 176 AI.
Ein rücksetzbarer Zeitgeber gemäß Anspruch 8 gewährleistet, daß der entsprechende Ausgang der Steuereiektronik immer in einem definierten Zustand ist. Auf diese Weise kann zusätzlich sichergestellt werden, daß der Leistungsschaltbaustein immer definiert angesteuert ist.
Eine unabhängige Spannungsquelle zur Versorgung der Steuereiektronik gemäß Anspruch 9 führt, wie oben schon ausgeführt, zu einer gegen Span- nungsschwankungen während des Startvorgangs gesicherten Versorgung der Steuereiektronik. Die unabhängige Spannungsversorgung kann dabei so ausgeführt sein, daß sie erst bei Bedarf zugeschaltet wird, d. h. dann, wenn die Versorgungsspannung des Versorgungsnetzes einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
Ein Freigabe-Signalkanal gemäß Anspruch 10 fuhrt zur Möglichkeit, den Startvorgang bei Vorlegen nicht sicherer Betriebsparameter der Brenn- kraftmaschine prozessorgesteuert zu unterbinden.
Durch eine Überwachung des Leistungsschaltbausteins gemäß Anspruch 11 lassen sich Störungen des Leistungsschaltbausteins, die zu einer Beeinträchtigung des Startverhaltens führen könnten, erkennen. Eine Üb erwachungs- Signalleitung gemäß Anspruch 12 führt zu einer Erhöhung der Empfindlichkeit der Überwachung, so daß Fehlerquellen im Leistungsschaltbaustein präzise erkannt werden können.
Mittels eines pulsbreitenmodulierten Signals gemäß Anspruch 13 läßt sich eine Mehrzahl von Überwachungsinformationen auf einer einzigen Signalleitung übertragen.
Eine Startvorrichtung gemäß Ansprach 14 schafft eine Notlauf-Eigenschaft der Brennkrafrmaschrne. Trotz des Vorliegens einer Betriebsstörung eines Leistungsschalters kann aufgrund der gegebenen Redundanz der Leistungsschalter weiterhin ein Startvorgang erfolgen, wenn auch mit reduzierter Sicherheit. Eine der Betriebsstörung des einen Leistungsschalters zugeord- nete Üherwachungsinformation wird weitergeleitet bzw. angezeigt, so daß sie zeitnah beseitigt werden kann.
Ein Signalverlängerungsbaustein gemäß Ansprach 15 stellt eine Mindest- Ansteuerzeitspanne für den Leistungsschaltbaustein sicher, so daß der Startvorgang sicher abgeschlossen werden kann.
Ein Verzögerungsbaustein gemäß Ansprach 16 kann eingesetzt werden, um sicherzustellen, daß zu Beginn der Ansteuerung des Startermotors ein vorgegebener Kraftstoffdruck herrscht, in dem gewährleistet wird, daß die Kraftstoffpumpe eine vorgegebene Zeitspanne zur Bereitstellung des Kraft- stoffdracks vor Beginn des eigentlichen Startvorgangs zur Verfügung hat.
Ein mit einem externen Signalgeber verbundener Freigabe-Signalkanal gemäß Anspruch 17 stellt sicher, daß der Startvorgang nur bei Erfüllen ex- terner Bedingungen erfolgen kann. Zu den externen Bedingungen können insbesondere gehören: Die Stellung einer Kupplungsbetätigungseinrichtung (Anspruch 18) sowie die Stellung eines Wählhebels bzw. Wählschalters für ein automatisches Getriebe (Anspruch 19). Eine Fehlbedienung im Zuge des Startvorgangs der Brennkraftmaschine wird auf diese Weise verhindert.
Durch eine Verbindung der Steuereiektronik mit einem Drehzahlsensor gemäß Anspruch 20 kann sichergestellt werden, daß der Startvorgang mir dann erfolgt, wenn die Brennkraftmaschine steht, so daß eine Beschädi- gung der Startvorrichtung oder der Brermkrafrmaschine durch Einleiten eines Startvorgangs bei laufender Brermkrafrmaschine verhindert ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Brermkrafrmaschine mit einer erfindungsgemäßen Startvorrichtung;
Fig. 2 schematisch nähere Details der Startvorrichtung; und
Fig. 3 schematisch eine zur Startvorrichtung von Fig. 2 alternative Startvorrichtung.
Einer in Fig. 1 insgesamt mit 100 bezeichneten Brerrnkraftmaschine, die mit den nachfolgend noch zu beschreibenden Startvorrichtungen gestartet werden kann, wird über eine Kraftstoffzumeßeiririchtung 105 Kraftstoff zugemessen. Eine elektrische Kraftstoffpumpe (EKP) 110 fördert aus einem Vorratsbehälter 115 den Kraftstoff und stellt diesen der Kraftstoffzumeßeiririchtung 105 bereit. Die Kraftstoffzumeßeiririchtung 105 und die Kraftstoffpumpe 110 werden von einer Brerrnkraftmaschinensteuerung 120 angesteuert.
Die Brennl aftmaschinensteuerang 120 wird von einer Batterie 130 zu- schaltbar mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt. Über einen Anlasserschalter 135 und die Brerrnkraftmaschinensteuerung 120 steht die Batterie 130 mit einem Anlasser 140 in Verbindung. Ein an der Brennkraft a- schine 100 angeordneter Drehzahlgeber 145 wird von einem Drehzahlsensor 150 abgetastet, der ein entsprechendes Drehzahlsignal der Brennkraft- maschinensteuerung 120 zuführt.
Fig. 2 zeigt schematisch die Baugruppen näher im Detail, aus denen sich eine erste Ausführung einer insgesamt mit 160 bezeichneten Startvorrichtung für die Brerrnkraftmaschine 100 aufbaut. Bei dieser ersten Ausführung sind die Komponenten zur Ansteuerung des Anlassers 140 in όie Brennkraftmaschinensteuerung 120 integriert. Der Anlasser 140 für die Brenn- kraftoaschine 100 wird über zwei in Reihe geschaltete Anlasserrelais 165, 170 angesteuert, die im geschlossenen Zustand den Anlasser mit der Batterie 130 verbinden.
Die Ansteuerung der Anlasserrelais 165, 170 erfolgt über zwei Leistungs- verstärker der Brerrnkrafrmaschmensteuerung 120, von denen in Fig. 2 schematisch zwei Anlasser-Endsrufentransistoren 175, 180 dargestellt sind. Letztere werden über Steuerleitungen 185, 190 von einem Steuerelektro- nik-Baustein 195 angesteuert, der in einen Überwachungsprozessor 200 für Betriebsparameter der Brerrnkraftmaschine 100 integriert ist. Der Überwachungsprozessor ist seinerseits ein integraler Bestandteil der Brennkraftmaschinensteuerung 120. Über eine Steuerleitung 205 und einen EKP- Endstufentransistor 210 steuert der Steuerelektronik-Baustein 195 die EKP 110 (in Fig. 2 nicht dargestellt) an.
Der Überwachungsprozessor 200 und insbesondere der Steuerelektronik- Baustein 195 sind so ausgelegt, daß sie mit einer Versorgungsspannung betrieben werden können, die geringer ist als 5 V, z. B. mit 3,5 V.
Ein weiterer Bestandteil des Überwachungsprozessors 200 ist neben dem Steuerelektronik-Baustein 195 ein elektronischer Überwachungs-Baustein 215. Dieser steht über eine Uberwachungs-Signalleitung 220 mit einem Leitungsabschnitt zwischen dem Anlasser 140 und dem diesem längs der elektrischen Verbindung mit der Batterie 130 näher benachbarten Anlasserrelais 170 und über eine Uberwachungs-Signalleitung 222 mit einem Leitungsabschnitt zwischen dem Anlasserrelais 170 und dem dem Anlasser 140 längs der elektrischen Verbindung mit der Batterie 130 entfernteren Anlassenelais 165 in Verbindung. Weiterhin steht der Überwachungs- Baustein 215 über eine Uberwachungs-Signalleitung 225 mit einem Leitungsabschnitt zwischen dem Anlasser-Endstufentransistor 175 und dem diesem zugeordneten Anlasserrelais 165 und mit einer Überwachungs- Signalleitung 230 mit einem Leirtmgsabschnitt zwischen dem Anlasser- Endsrufentransistor 180 und dem diesem zugeordneten Anlasserrelais 170 in Verbindung. Mit einer Uberwachungs-Signalleitung 235 schließlich ist der Überwachungs-Baustein 215 mit einem Leitungsabschnitt zwischen dem EKP -Endstufentransistor 210 und der EKP 110 verbunden.
In den Überwachungsbaustein 215 sind den Überwachungs- Signalleitungen 220, 222, 225, 230, 235 zugeordnete Analog-Digital-(A/D) Wandler (nicht dargestellt) integriert. Über einen Versorgungs-Baustein 240 des Überwachungsprozessors 200 steht letzterer mit einem Spannungs-Auswahlbaustein 245 in Verbindung. Dieser steht über eine erste Versorgungsleitung 250 mit einem von der Batterie 130 gespeisten Versorgungsnetz (nicht dargestellt) der Brennkraftma- schine und über eine zweite Versorgungsleitung 255 mit einer internen, von der Versorgungsspannung der Batterie 130 unabhängigen Spannungsquelle 260 der Brennkrafrmaschinensteuerung 120, z. B. einer Monozelle, in Verbindung.
Über eine Aktivierungsleitung 265, in welcher der Anlasserschalter 135 als Betätigungseinrichtung zur Einleitung des Starts der Brerrnkraftmaschine 100 durch den Benutzer angeordnet ist, wird der Steuerelektronik-Baustein 195 zur Ansteuerung der Endstufentransistoren 175, 180, 210 aktiviert. Über eine Freigabeleitung 270 ist der Steuerelektronik-Baustein 195 mit einem externen Signalgeber in Form eines Überwachungssensors 275 verbunden. Der Überwachungssensor 275 kann z. B. bei einem automatischen Getriebe ein Stellungssensor für die Stellung eines Wählhebels bzw. Wählschalters des Getriebes der Brennkraftmaschine 100 sein. Bei einem Schaltgetriebe kann der Überwachungssensor 275 ein Stellungssensor für die Stellung der Kupplung der Brerrnkraftmaschine 100 sein.
Der Steuerelekfronik-Baustein 195 ist über eine Schnittstelleneinheit 280 mit einem Hauptprozessor 285 der Brer lα'afrmaschmensteuerung 120 verbunden. Die Schnittstelleneinheit 280 sorgt insbesondere für einen bidi- rektionalen Datenaustausch von Betriebsparameterdaten zum Betrieb der Brermkrafrmaschine 100. Der Steuerelektronik-Baustein 195 weist einen wiederbeschreibbaren Speicherbaustein 325 auf. Über eine Signalleirung 290 steht der Steuerelektronik-Baustein 195 mit einer Drehzahldaten- Aufbereitungseinheit 295 der Brerrnkraftmaschinensteuerung 120 in Verbindung, Die Drehz;a daten-Aufoereitungseinheit 295 ist über eine Signalleitung 300 mit dem Drehzahlsensor 150 (nicht darge- stellt in Fig. 2) verbunden. Über eine Signalleitung 305 steht die Drehzahl- daten-Aufhereitungseinheit 295 mit dem Hauptprozessor 285 in Verbindung.
Der Hauptprozessor 285 ist über einen Versorgungsleitungsabschnitt 310 mit der ersten Versorgungsleitung 250 verbunden. Über eine Signalleitung 315 steht der Hauptprozessor 285 mit einem Crash-Signalgeber (nicht dargestellt) in Verbindung. Der Hauptprozessor 285 weist einen wiederbe- schreibbaren Speicherbaustein 320 zur Speicherung von Betriebsparameterdaten der Brennkrafmiaschine 100 auf.
Die Startvorrichtung 160 gem. Fig. 2 funktioniert folgendermaßen:
Im Normalbetrieb der Startvorrichtung 160 stellt der Spannungs- Auswahlbaustein 245 die Versorgung des Überwachungsprozessors 200 durch das Versorgungsnetz über die erste Versorgungsleitung 250 sicher. In Fällen, in denen die Versorgungsspannung auf der ersten Versorgungsleitung 250 unter einen kritischen Wert von z. B. 3,5 V abfällt, schaltet der Spannungs- Auswahlbaustein 245 von der ersten Versorgungsleitung 250 auf die zweite Versorgungsleitung 255 um und gewährleistet eine unterbre- chungsfreie Fortsetzung der Spannungsversorgung des Überwachungsprozessors 200 über die interne Spannungsquelle 260.
Zum Start der Brerrnkraxrmaschine 100 wird bei aktiviertem Versorgungsnetz der Anlasserschalter 135 betätigt. Der Steuerelektronik-Baustein 195 erhält dadurch über die Aktivierungsleitung 265 ein Aktivierungssignal. Daraufhin prüft der Steuerelektronik-Baustein 195, ob die Ansteuerung der Endstufentransistoren 175, 180, 210 zur Ansteuerung der EKP 110 sowie des Anlassers 140 erfolgen kann.
Bei einem Urstart, d. h. bei einem erstmaligen Startvorgang der Startvorrichtung 160, bei der noch keine Betriebsparameterdaten im Speicherbau- stein 325 des Steuerelektronik-Bausteins 195 abgelegt sind, prüft der Steuerelektronik-Baustein 195 hierzu, ob auf der Freigabeleitung 270 ein Frei- gabesignal vorhegt. Dies ist der FaU, wenn bei einem automatischen Getriebe der Wählhebel bzw. Wählschalter in den Stellungen „P" bzw. „N" positioniert ist oder wenn bei einem Schaltgetriebe die Kupplung getreten ist. Femer prüft der Steuerelektronik-Baustein 195 durch Abfragen der Signalleitung 290, ob die Brennkraftmaschine 100 steht. Nur in diesem Fall werden die Endstufentransistoren 175, 180, 210 angesteuert.
Ggf. können die Anlasser-Endstufentransistoren 175, 180 eine vorgegebene Zeitspanne nach dem EKP-Endstufentransistor 210 angesteuert werden, so daß sichergestellt ist, daß die EKP 110 schon einen vorgegebenen Kraft- stoffdruck aufgebaut hat, wenn der Anlasser 140 aktiviert wird. Beim Aktivieren der Anlasser-Endstufentransistoren 175, 180 werden die Anlasserrelais 165, 170 geschlossen, so daß der Anlasser 140 einspurt und die Brennkraftmasehine 100 startet.
Wenn durch das Durchschalten der Anlasserrelais 165, 170 kurzzeitig eine hohe Leistungsaufnahme aus der Batterie 130 erfolgt, kann es im Versorgungsnetz zu einem Abfall der Versorgungsspannung kommen. Wenn die Versorgungsspannung auf der ersten Versorgungsleitung 250 unter 3,5 V fällt, schaltet der Spannungs-Auswahlbaustein 245 auf die zweite Versor- gungsleitung 255 um, so daß eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung des Steuerelektronik-Bausteins 195 gegeben ist;
Bei einem dem Urstart nachfolgenden Startvorgang liegen Betriebsparame- terdaten im Speicherbaustein 325 des Steuerelektronik-Bausteins 195 vor, da zwischenzeitlich der Hauptprozessor 285 initialisiert wurde und ein Datenaustausch zwischen dem Hauptprozessor 285 und dem Steuerelektronik- Baustein 195 über die Schnittstelleneinheit 280 erfolgt ist. Der Hauptprozessor 285 übermittelt dem Steuerelektronik-Baustein 195 hierbei, ob auf der Crash-Signalleitung 315 ein Crash-Signal vorliegt und setzt im Spei- cherbaustein 325 ein entsprechendes Crash-Identifizierungszeichen. Ein derartiges Crash-Signal wird beispielsweise durch einen Unfall eines die Brennkraftmaschme 100 aufweisenden Fahrzeugs erzeugt. Bei Vorliegen des Crash-Identifizierangszeichens im Speicherbaustein 325 erfolgt keine Ansteuerung der Endstufentransistoren 175, 180, 210 durch den Steuer- elekhonik-Baustein 195.
Femer kann der Hauptprozessor 285 über die Schmttstelleneinheit 280 ein Enable/Stop-Identifizierungszeichen im Speicherbaustein 325 setzen, wel- ches bei Vorliegen bestimmter Betriebssituationen der Brerrnkraftmaschine 10.0 hauptprozessorgesteuert bei geschlossenem Anlasserschalter 135 die Aktivierung des Steuerelektronik-Bausteins 195 freigeben (Enable) bzw. unterbinden (Stop) kann. Ein derartiger Betriebszustand kann beispielsweise durch eine erhöhte Temperatur der Brennkraftmaschme 100 gegeben sein, die dem Hauptprozessor 285 über einen entsprechenden Sensor übermittelt wird (nicht dargestellt).
Über die Überwachungs-Signalleitungen 220 bis 235 und den Überwachungsbaustein 215 werden im Speicherbaustein 325 des Steuereiektronik- Bausteins 195 Identifizierungszeichen gesetzt, die Rückschlüsse über den Betriebszustand der Endstufentransistoren 175, 180, 210 sowie der Anlasserrelais 165, 170 zulassen. Hierbei kann beispielsweise detektiert werden, ob eines der Anlasserrelais 165, 170 sich nicht mehr öffnen läßt.
In einem derartigen Fall wird ein entsprechendes Fehler- Identifizierungszeichen im Speicherbaustein 325 abgelegt. Über die Schnittstelleneinheit 280 wird dann eine entsprechende Diagnoseinforma- tion an den Hauptprozessor 285 weitergeleitet, der diese Diagnoseinforma- tion an eine Aiizeigeeinrichrung im Cockpit des Fahrzeugs (nicht dargestellt) übermittelt. Der Anlasser 140 läßt sich, wenn sich eines der beiden Anlasserrelais 165, 170 nicht mehr öffnen läßt, zwar über das jeweils andere Anlasserrelais 165, 170 noch betätigen, die Sicherheit des Startvorgangs ist jedoch durch das Fehlen der Redundanz, die normalerweise durch die beiden betriebsbereiten Anlasserrelais 165, 170 bereitgestellt wird, beeinträchtigt.
Das Vorliegen eines Crash-Identifizierangszeichens im Speicherbaustein 325 führt dazu, daß die Aktivierung des Steuerelektronik-Bausteins 195 bis zum Rücksetzen des Crash-Identifizierangszeichens nicht mehr erfolgen kann. Eine derartige Rücksetzung kann nur von Fachpersonal, z. B. in einer Werkstatt, durchgeführt werden.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführung einer Startvorrichtung 160. Bautei- le, die denjenigen entsprechen, die schon unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben worden sind, erhalten die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im einzelnen erläutert. Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist der Steuerelektronik-Baustein der Startvorrichtung als von der Brennkraftmaschinensteuerung 120 getrennt ausgeführter Logikbaustein 340 ausgeführt. Der Logikbaustern 340 ist als Niedervolt-Logikbaustein ausgeführt, der mit einer Betriebsspannung von z. B. 3,5 V arbeiten kann. Er weist zwei integrierte elektronische Leistungsschalter 345, 350 auf, die in Reihe geschaltet sind. Der elektronische Leistungsschalter 345 gem. Fig. 3 hat dabei die kombinierte Funktion des Anlasser-Endstufentransistors 175 und des Anlasserrelais 165 gem. Fig. 2. Der elektronische Leitungsschalter 350 gem. Fig. 3 hat die kombinierte Funktion des Anlasser-Endstufentransistors 180 und des Anlasserrelais 170 gem. Fig. 2. Vom Anlasser 140 ist in der Fig. 3 nur ein diesen betätigender Magnetschalter 355 dargestellt. Die elektronischen Leistungsschalter 345, 350 werden über eine Versorgungsleitung 360 über das Versorgungsnetz der Brennkraftmaschme 100 versorgt.
Die logische Ansteuerung der elektronischen Leistungsschalter 345, 350 verläuft für jeden der Leistungsschalter 345, 350 in gleicher Weise, so daß im Zuge dieser Beschreibung lediglich die Beschallung der logischen Ansteuerung des elektronischen Leistungsschalters 345 erläutert wird:
Ein Steuereingang' des elektronischen Leistungsschalters 345 steht über eine Steuerleitung 365 mit dem Ausgang eines logischen UND-Glieds 370 in Verbindung. Ein erster Eingang des UND-Glieds 370 ist mit dem Ausgang eines logischen ODER-Glieds 375 über eine Signalleitung 380 ver- bunden.
Ein erster Eingang des ODER-Gliedes 375 steht mit der Aktivierungsleitung 265 in Verbindung, wobei die Aktivierungsleitung 265 in bekannter Weise zur Erzeugung eines logischen Signalpegels eingerichtet ist. Ein zweiter Eingang des ODER-Glieds 375 steht über eine Signalleitung 385 mit dem Ausgang eines logischen Signal Verlängerungsbausteins 390 in Verbindung. Der Eingang des logischen Signalverlängerungsbausteins 390 ist mit der Eingangsseite des Magnetschalters 355 über eine Signalleitung 395 verbunden, wobei letztere in bekannter Weise zur Ausbildung eines logischen Signalpegels eingerichtet ist.
Ein zweiter Eingang des UND-Glieds 370 ist mit dem Ausgang eines RS- Flip-Flops 400 über eine Signalleitung 405 verbunden. Der Setz-Eingang des RS-Flip-Flops 400 ist über eine Prozessor-Freigabeleitung 408 mit dem Hauptprozessor 285 der Brennkrafrmaschinensteuerung 120 verbunden.
Der Rücksetz-Eingang des RS-Flip-Flops 400 ist über eine Prozessor- Abschaltleitung 410 mit dem Hauptprozessor 285 verbunden.
Ein dritter Eingang des UND-Glieds 370 steht über eine Signalleitung 415 mit dem Ausgang eines logischen hrverters 420 in Verbindung, dessen Eingang mit der Freigabeleitung 270 verbunden ist. Letztere ist in bekannter Weise zur Ausbildung eines logischen Signalpegels eingerichtet.
Über Überwachungs-Signalleitungen 425, 430 stehen die elektronischen Leistungsschaiter 345, 350 mit den Eingängen eines logischen UND-Glieds 435 in Verbindung, dessen Ausgang über eine Diagnoseleitung 440 mit dem Hauptprozessor 285 in Verbindung steht.
Die Startvorrichtung 160 gemäß Fig. 3 funktioniert folgendermaßen:
Über den in Fig. 3 nicht dargestellten Anlasserschalter und die Aktivierungsleitung 265 wird der Logikbaustein 340 zur Ansteuerung des Magnet- schalters 355 über die in Reihe zueinander geschalteten elektronischen Leistungsschalter 345, 350 aktiviert, wie dies analog im Zusammenhang mit den Leistungsschaltern der Startvorrichtung.160 der Fig. 2 beschrieben wurde. Beim Logikbaustein 340 muß hierzu an jedem Eingang der den Leistungsschaltem 345, 350 jeweils zugeordneten UND-Glieder 370 ein logischer H-(High-)Pegel anliegen.
Bei der Aktivierung über die AMvierungsleitung 265 liegt am ersten Eingang der UND-Glieder 370 ein logischer H-Pegel an. Der zweite Eingang der UND-GUeder 370 weist dann einen logischen H-Pegel auf, wenn das RS-Flip-Flop 400 über die Prozessor-Freigabeleitung 408 gesetzt ist. Die dritten Eingänge der UND-Glieder 370 sind dann auf einem H-Pegel, wenn die Freigabeleitung 270 auf einem L-(Low-)Pegel ist, d. h., wenn bei einem automatischen Getriebe der Wähϊhebel bzw. Wählschalter in der Stellung „P" bzw. „N" angeordnet ist bzw. wenn bei einem Schaltgetriebe die Kupplung getreten ist. Wenn auf allen drei Eingängen der UND-Glieder 370 ein H-Pegel vorhegt, werden die elektronischen Leistungsschalter 345, 350 angesteuert und über diese der Magnetschalter 355, so daß der Anlasser 140 einrückt und die Brennkrafmiasch ne 100 startet.
Liegt an einem der drei Eingänge der UND-Glieder 370 kein H-Pegel vor, werden die elektronischen Leistungsschalter 345, 350 nicht angesteuert. Dies ist z. .B. dann der Fall, wenn die Signalleitung 405 über die Prozessor-Abschaltleitung 410 und das RS-Flip-Flop 400 auf einen L-Pegel rück- gesetzt ist und damit auf den zweiten Eingängen der UND-Glieder 370 ein L-Pegel vorliegt. Alternativ oder zusätzlich ist dies dann der Fall, wenn die dritten Eingänge der UND-Glieder 370 aufgrund eines H-Pegels auf der Freigabeleitung 270 aufgrund der logischen Wirkung des Inverters 420 einen L-Pegel aufweisen. Auf diese Weise wird über die Prozessor- Freigabeleitung 408 bzw. die Prozessor-Abschaltungleitung 410 die gleiche Wirkung erzielt, wie durch die Identifizierungszeichen „Enable" bzw. „Stop" bei der Startvorrichtung 160 der Fig. 2.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung ist zur Funktion der Startvorrichtung 160 der Betrieb des Hauptprozessors 285 erforderhch, so daß dieser ebenfalls niederspannungsfähig ausgeführt sein muß. Bei einem nicht niederspannungsfähigen Hauptprozessor 285 kann die Ausführung gemäß Fig. 3 modifiziert werden, indem die Prozessor-Freigabeleitung 408 mit der Aktivierungsleitung 265 und die Prozessor- Abschaltleitung 410 mit der Freigabeleitung 270 verbunden wird. Der Logikbaustein 340 funktioniert dann vom Hauptprozessor 285 getrennt.
Wenn nur eine I urzzeitige Aktivierung der Aktivierungsleitung 265 er- folgt, kann dies möghcherweise zum sicheren Starten der Brennkraftma- schine 100 nicht ausreichen. Für diesen FaU ist der logische Signalverlängerungsbaustein 390 vorgesehen. Dieser erzeugt dann, wenn an seinem Eingang über die Signalleitung 395 ein H-Pegel anliegt, für eine vorgegebene Zeitspanne einen H-Pegel auf der SignaUeitung 385. Unabhängig da- von, ob auf der Aktivierungsleitung 265 noch ein H-Pegel vorliegt, bleiben in diesem Fall die ersten Eingänge der UND-Glieder 370 über das ODER- Glied 375 auf einem H-Pegel, so daß die elektronischen Leistungsschalter 345, 350 den Magnetschalter 355 während der durch den logischen Signal- verlängerangsbaustein 390 vorgegebenen Zeitspanne ansteuern können. Die Brennkraftmaschine 100 kann auf diese Weise sicher starten.
Die Steuerausgänge 185, 190, 205 bei der Ausführung gemäß Fig. 2 bzw. 365 bei der Ausführung gemäß Fig. 3 können mit rücksetzbaren Zeitgebern (Watchdog-Timern) ausgerüstet sein, die sicherstellen, daß diese Ausgänge immer einen definierten Betriebszustand aufweisen.
Das Überwachungssignal auf den Uberwachungs-Signalleitungen 425, 430 liegt pulsbreitenmoduliert vor, so daß vom Hauptprozessor 285 durch Auswertung der Diagnoseleitung 440 entschieden werden kann, welchem elektronischen Leistungsschalter 345, 350 welcher Überwachungszustand zuzuordnen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Startvorrichtung (160) für eine Brer lσaftmaschine (100) mit einem Startermotor (140) und mit einer Schaltsteuereinrichtung zum Ansteuern des Startermotors, umfassend einen den Startermotor (140) mit einer Spannungsquelle (130) verbindenden Leistungsschaltbaustein (165, 170, 175, 180; 345, 350), eine Steuereiektronik (195; 340) zur Ansteuerung des Leistungsschaltbausteins (165, 170, 175, 180; 345, 350) sowie eine Betätigungseinrichtung (135) zur Aktivierung der Steuereiektronik (195; 340),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereiektronik (195; 340) derart ausgelegt ist, daß sie mit einer Versorgungsspannung betrieben werden kann, die geringer ist als 5 V.
2. Startvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195) in einen Prozessor (200) zur Überwachung von Betriebsparametern der Brerrnkraftmaschine (100) integriert ist.
- 3. Startvomchtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (340) als von einer den Betrieb der Brerrnkraftmaschine (100) überwachenden Breimlσaftmasch ensteuerung (120) separater Steuerbaustein ausgeführt ist.
4. Startvoirichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195) einen wiederbeschreibba- ren Speicherbaustein (325) aufweist, und mit einem Hauptprozessor (285) der Brennkraftmaschinensteuerung (120) über mindestens eine Datenleitung bzw. eine Schnittstelle (280) kommuniziert.
5. Startvorrichtung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195) so ausgeführt ist, daß sie die Ansteuerung des Leistungsschaltbausteins (165, 170, 175, 180) zumindest zeitweilig unabhän- gig vom Hauptprozessor (285) der Brennkraftmaschinensteuerung (120) durchführt.
6. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195; 340) als Logikbaustein ausgeführt ist.
7. Startvomchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschaltbaustein als elektronischer Leistungsschalter (345, 350) ausgeführt ist.
8. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen rücksetzbaren Zeitgeber, der den logischen Zustand mindestens eines Ausgangs (185, 190, 205) der Steuereiektronik (195) vorgibt.
9. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195) in Verbindung (240, 245). mit einer Spannungsquelle (260) steht, die vom elektrischen Versorgungsnetz (130, 250) der sonstigen Komponenten der Brermkraftmaschine (100) unabhängig ist.
10. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195; 340) mit einem Prozessor (285) einer Brennkraftmaschinensteuerung (120) über mindestens einen Signalkanal (270, 280; 270, 405, 410) verbunden ist, der die Freigabe der Ansteuerung des Leistungsschaltbausteins (165, 170, 175, 180; 345, 350) steuert.
11. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195; 340) mit einer Diagnoseeinrichtung (215; 285) bzw. einer Anzeigeeinrichtung über mindestens eine Uberwachungs-Signalleitung (220, 222, 225, 230, 235; 425, 430, 440) verbunden ist, mittels der eine Überwachung des Leistungsschaltbausteins (165, 170, 175, 180; 345, 350) möglich ist.
12. Startvorrichtung nach Ansprach 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Uberwachungs-Signalleitung (220, 222, 225, 230, 235) ein A/D- Wandler angeordnet ist.
13. Startvorrichtung nach Ansprach 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überwachungsinformationen vermittelndes Signal auf der Uberwachungs-Signalleitung (425, 430, 440) als pulsbreitenmoduUertes Signal ausgeführt ist.
14. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsschaltbaustein (165, 170, 175, 180; 345, 350) zwei in Reihe geschaltete Leistungsschalter (165, 170; 345, 350) umfaßt, wobei der Leistungsschaltbaustein (165, 170, 175, 180; 345, 350) mit einer Diagnoseeinrichtung (215; 285) verbunden ist, die mit jedem Leistungsschalter (165, 170; 345, 350) über eine Uberwachungs-Signalleitung (220, 222; 425, 430) verbunden und so ausgeführt ist, daß sie dann, wenn ein Leistungsschaltbaustein (165, 170, 175, 180; 345, 350) in einem Schaltzustand, in dem er den Startermotor (140) mit der Spannungsquelle (130) verbindet, nicht mehr ansteuerbar ist, eine entsprechende Überwachungsinformation an eine Brennkraftmaschinensteuerung (120) bzw. eine Anzeigeeinrichtung weitergibt.
15. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195; 340) einen Signalverlängerungsbaustein (390) aufweist, der sicherstellt, daß der Leistungsschaltbaustein (165, 170, 175 180; 345, 350) den Startermotor (140) während einer vorgegebene Zeitspanne ansteuert.
16. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195) einen Verzögerungsbaustein aufweist, der sicherstellt, daß der Leistungsschaltbaustein (165, 170, 175, 180) den Startermotor (140) nach einer vorgegebenen Zeitspanne an- steuert.
17. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195; 340) mit einem externen Signalgeber (275) über mindestens einen Signalkanal (270) verbunden ist, der die Freigabe der Ansteuerung des Leistungsschaltbausteins (165, 170, 175, 180; 345, 350) steuert.
18. Startvorrichtung nach Ansprach 17, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Signalgeber (275) die SteUung einer Betätigungseinrichtung für eine Kupplung der Brerrnkraftmaschine (100) erfaßt.
19. Startvorrichtung nach Ansprach 19, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Signalgeber (275) die Stellung des Wählhebels bzw. Wählschalters für ein automatisches Getriebe der Brerrnkraftmaschine (100) erfaßt.
20. Startvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereiektronik (195) mit einem Drehzahlsensor (145, 150) für die Drehzahl der Brermlαafτmaschine (100) über mindestens einen Signaleingang (290, 295, 300) verbunden ist.
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