EP2553256A1 - Startvorrichtung, schnittstelleneinrichtung und verfahren zum betreiben eines systems einer startvorrichtung - Google Patents

Startvorrichtung, schnittstelleneinrichtung und verfahren zum betreiben eines systems einer startvorrichtung

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Publication number
EP2553256A1
EP2553256A1 EP11708848A EP11708848A EP2553256A1 EP 2553256 A1 EP2553256 A1 EP 2553256A1 EP 11708848 A EP11708848 A EP 11708848A EP 11708848 A EP11708848 A EP 11708848A EP 2553256 A1 EP2553256 A1 EP 2553256A1
Authority
EP
European Patent Office
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real
time
drive
time signal
controller
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11708848A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Schueler
Markus Roessle
Sven Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2553256A1 publication Critical patent/EP2553256A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F02N11/0814—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
    • 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
    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/30—Control related aspects of engine starting characterised by the use of digital means
    • F02N2300/302—Control related aspects of engine starting characterised by the use of digital means using data communication
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/30—Control related aspects of engine starting characterised by the use of digital means
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    • F02N2300/304—Control related aspects of engine starting characterised by the use of digital means using data communication with other systems inside the vehicle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a system, in particular with a starting device for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein in the system via a real-time communication means, a real-time signal for reaching a driving state of a driving device from a controller to the driving device by means of real time Interfaces is transmitted.
  • the invention also relates to an interface device for a controller or a control device, which are each designed in particular for a starting device of a motor vehicle for starting an internal combustion engine, wherein the interface device has a real-time interface for transmitting a real-time signal from the controller the drive device is formed via a real-time communication means for achieving a drive state of the drive device.
  • the invention further relates to a starting device for an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, comprising a system comprising a controller and a drive device, which are each coupled by means of real-time interfaces via a real-time communication means for transmitting a real-time signal the real-time signal can be transmitted from the controller to the drive device in order to achieve a drive state of the drive device.
  • a starting device for an internal combustion engine in particular for a motor vehicle
  • a system comprising a controller and a drive device, which are each coupled by means of real-time interfaces via a real-time communication means for transmitting a real-time signal the real-time signal can be transmitted from the controller to the drive device in order to achieve a drive state of the drive device.
  • the invention also relates to a computer program product.
  • a starting device for an internal combustion engine in a motor vehicle in which a starter motor is coupled to the internal combustion engine for starting the internal combustion engine by a starter pinion by means of a Einspurrelais in a NEN ring gear of the internal combustion engine isakispurt, and the starter motor is energized by means of a switching relay for cranking the engine.
  • DE 10 2009 028 294 describes a starting device for starting an internal combustion engine, in which with a motor control a separate driver unit via a
  • Hardware interface is controlled, which in turn controls a contact relay, a start-up current relay and a main current relay.
  • a drive device and a controller each have a data interface, via which data information is transmitted with a data communication medium. Accordingly, it is also an idea of the invention that an interface device has a data interface for a data communication means with which the controller and the drive device can be coupled. Moreover, it is an idea of the invention that in a starting device, the controller and the drive means each have a data interface, via which they are coupled to a data communication means.
  • the controller and the control device are thus connected via two different interfaces, via the real-time interface and additionally via the data interface.
  • the control device With the real-time signal, the control device can be reliably addressed by the controller within a predetermined period of time and reliably within the process time to achieve a specific activation state.
  • the additional data interface can be flexibly transmitted, in particular also extensive information that fluctuates in its scope of information, without endangering or having to fulfill a time-related transmission characteristic, in particular the real-time character of the real-time signal.
  • diagnostic information can be transmitted from the control device to the controller via the data interfaces, for example in order to query or communicate a current activation state, so that operational reliability of the system is increased.
  • a two-way communication can be realized without jeopardizing a reliable transmission of the real-time signal.
  • the data information is preferably transmitted more slowly than the real-time signal, in particular also more slowly than a work cycle of the drive process, so that the data interfaces and the data communication means can be implemented inexpensively with little component and circuit complexity.
  • the data interfaces and the data communication means can be implemented inexpensively with little component and circuit complexity.
  • Data information also additional information for a higher transmission security are transmitted, and that at the expense of longer maturities.
  • a transit time of the real-time signal at most one operating cycle of the drive process for reaching the drive state, in particular a
  • the power stroke may be determined, for example, by a microcomputer of the drive device and / or the controller, which executes a computer program product explained later and creates a millisecond drive capability.
  • the data communication means and also the data interfaces can be designed cost-effectively and with low component costs for 1-bit hardware signals or also for pulse-width-modulated signals.
  • the data communication means is designed as a bus, in particular as a single-wire 1-bit bus (Sent-Bus), in particular as a bidirectional bus, for example as a LIN bus.
  • Sent-Bus single-wire 1-bit bus
  • Such communication means are common in conventional vehicles and can, in particular with the aid of a body of the motor vehicle as common mass, can be realized inexpensively by a simple wire connection.
  • the real-time signal is transmitted at a rate of at most one millisecond, and / or the data information at approximately 100
  • Milliseconds running time This allows a high-temporal control or a disturbance-insensitive transmission of the data information.
  • command information is transmitted with the real-time signal, which determines the drive state or a change of the drive state.
  • the command information describes a specific activation state by transmitting an intended activation for all consumers as command information.
  • a certain drive state can be achieved independently of a previous drive state.
  • the command information describes a change in the activation state, so that a preceding activation state can be taken into account.
  • the control of the previous drive state may be unknown.
  • a specific electrical load in particular a specific switching device, is controlled in a defined manner independently of a current switching state of further consumers in that the command information contains information about the current state of the device
  • control and the control can be simplified by the real-time signal no extensive command information for the entire drive state, so for example a description of all switching states of the total controllable consumers, but a reduced amount of information is transmitted.
  • a specific activation state can be switched on or off, in particular for a specific activation period. It is also possible to achieve a subsequent activation state in accordance with a specific sequence of activation states or to start the specific sequence itself, in particular wherein the specific sequence also includes a specific time sequence of the activation states.
  • the real-time signal can be transmitted as a mere switch-on, switch-on and / or switch-off signal with little technical outlay, in order to achieve a specific drive control. stood with high temporal accuracy to reach, so on or off.
  • the passage of time comprises at least one activation period.
  • the specific sequence of control states in particular in the control device, be deposited and it can be switched by the real-time signal defined by the sequence, a subsequent drive state, ie be forwarded within the sequence.
  • a specific activation state can be timed precisely by a simple, easily realizable real-time signal with a small amount of information, by means of which in particular only time information, for example a trigger signal, is transmitted.
  • the specific time sequence in particular in the control device, be deposited, in particular as a part of the sequence, for example, as a list of data pairs from a respective drive state and an associated control period. Then only a switch-on signal and no switch-off signal is required as a real-time signal to achieve a certain drive state for a certain drive time, since the drive time of the respective drive state is determined by the time.
  • a sequence of drive states defined by the sequence is timed precisely in accordance with the timeout, with the respective turn-on drive state being automatically timed by the drive automatically and thus independently of time delays by the communication means. Also, such a control effort of the controller can be reduced.
  • a plurality of sequences, in particular with or as subsequences, can be realized, which are specifically addressed by the real-time signal by means of the command information in order to achieve different sequences of activation states.
  • numerous activation states in defined sequences, in particular also subsequences can be achieved with a few different command information.
  • the features mentioned above and below relating to the sequence of activation states apply analogously to corresponding subsequences.
  • a state machine with the specific sequence of drive states can be formed in the drive device, the state machine preferably being controlled by the drive Real-time signal is triggered.
  • the state machine can be converted into a subsequent state with little effort by the real-time signal as a trigger signal.
  • Timers are designed for the specific timing to automatically switch the sequence of drive states, in particular exactly in time according to the timing. It is preferred that the state machine is triggered by the timer and the timer is started by the real-time signal.
  • a data information is transmitted to the drive means.
  • more extensive data such as a parameter, can be exchanged conveniently and with high transmission reliability via the data communication means, preferably at a time that is not critical in terms of time, so that the transmitted data information is available in a timely manner.
  • the data information preferably determines a drive state, a change in the drive state, a drive duration, a sequence of drive states, and / or a timeout for the sequence.
  • the drive duration can be transmitted as data information, so that, for example, the drive state by the
  • Real-time signal is only turned on and off automatically by the control device time exactly after the control period off again.
  • information about the sequence of activation states and / or the time sequence can also be transmitted in order, as explained above, to automatically switch sequences of activation states by the activation device.
  • the control device and the control realized as structurally separate units, in particular where in a motor vehicle and other structural units, such as control units and / or sensors, for further re functions each with data interfaces via the data communication means coupled to each other in any combination to exchange data.
  • a plurality of structural units can be coupled to the data communication means, whereby, however, a data traffic via the data communication medium increases, so also increase delays in the transmission of data packets.
  • the benefit is greater by the two communication paths, namely by means of the real-time signal for timing accuracy in the driving and the data information for transmitting additional or more extensive information.
  • the control system and the control device can be produced independently of one another and / or can also be mounted at different, suitable positions in the motor vehicle.
  • the control device is preferably designed for a separate control of electrical consumers, in particular switching devices.
  • switching devices can be designed as a switching relay for energizing a starter motor and / or as a Einspurrelais for coupling the starter motor with the internal combustion engine by means of a distrspurenden in a ring gear starter pinion, in particular wherein the switching relay, the starter motor, the Einspurrelais and the starter pinion a part of the starting device are.
  • the starting device can be flexible, for example, for various, explained later, use actions, the electrical loads are controlled independently.
  • the controller can be integrated in an engine control unit or designed as such and thus realized in a cost-effective and resource-saving manner as an already existing structural unit of the motor vehicle.
  • command information can be transmitted in a pulse-width-coded manner using the real-time signal.
  • Such signals can be transmitted insensitive to interference, in particular independently of the usual voltage fluctuations in an electrical system of the motor vehicle, wherein, in particular by an edge of a pulse, accurate time information can be transmitted as a real-time signal.
  • different drive states can be length coded with exactly one pulse or coded with a plurality of pulses by a number of the pulses.
  • the command information may also be length-coded with a plurality of pulses by both the number of pulses and simultaneously to increase the amount of information.
  • command information can also be transmitted in a voltage-coded manner, so that, for example, different drive states are coded by different electrical voltages of the real-time signal.
  • voltage coding an additional amount of information can be transmitted without influencing the time of the real-time signal.
  • the pulse interval is measured from a time synchronization pulse so as to transmit the coded information.
  • the time synchronization pulse can be used as "ali" information, that is to say as a notification of the active operational readiness.
  • a command information can be transmitted encoded as a sign of an electrical voltage of the real-time signal, in particular for switching on or off a driving state or a specific consumer.
  • an additional information can be transmitted without additional time delay and realizing the real-time signal with little control and circuit complexity both as a turn-on and as a turn-off.
  • command information is bit-coded by means of the real-time interfaces and a plurality of parallel communication lines of the real-time communication means in parallel.
  • a power of two different drive states corresponding to this number can be coded and, moreover, a range of information without additional time delay can be increased by a parallel transmission of the real-time signal.
  • the controller, the drive device and / or the interface device may also have a corresponding plurality of real-time interfaces, which are each designed in particular for exactly one of the parallel communication lines.
  • the specific plurality it is preferable for the specific plurality to correspond to a number of electrical consumers that can be controlled independently by the drive device. This eliminates the need for complex coding of the real-time signal by using the real-time signal. time signal in parallel via the parallel communication lines in each case a consumer can be controlled separately.
  • the object is also achieved by a computer program product on a computer-readable medium which is loadable into a program memory with program instructions of a microcomputer to perform all steps of a previously or subsequently described method, in particular when the computer program product is executed in the controller and / or the drive means.
  • the computer program product requires few or no additional components and is easy to implement.
  • the computer program product has the further advantage that it is easily adaptable to individual and specific customer needs, and an improvement or optimization of individual process steps with little effort is possible cost.
  • Fig. 1 A a circuit diagram of a starting device with a
  • FIG. 1 B a circuit diagram to FIG. 1 A) alternative
  • FIG. 3 shows a method sequence on the basis of a time-speed characteristic diagram and activation states, another procedure using a
  • Fig. 5, 5 A and Fig. 6 A, B) each have a time-voltage diagram with a
  • FIG. 7 shows a circuit diagram of a preferred system
  • FIG. 8 shows a time-voltage diagram with information coding
  • Fig. 9 A a circuit diagram of a preferred system
  • Fig. 9 B a time-voltage diagram with a time course of driving states
  • Fig. 10, Fig. 1 1, Fig. 12 A) to D) each have a circuit diagram of a preferred system.
  • FIG. 1 A shows a circuit diagram of a starting device 100 for starting an internal combustion engine 2 of a motor vehicle with a system 1 comprising a controller 3 and a control device 4, each having an interface device 5 with a data interface 8, both are coupled to a data communication means 9.
  • the data communication means 9 is, as explained in FIG. 12D), formed as a bidirectional 1-bit bus.
  • the interface devices 5 of the controller 3 and the drive device 4 each have a real-time interface 6 for a real-time communication means 10, to which the controller 3 and the drive device 4 are additionally coupled.
  • the real-time interfaces 6 and the real-time communication means 10 for a transmission of a real-time signal S to achieve a drive state Z of Drive device 4 is formed, wherein the real-time signal S is transmitted from the controller 3 to the drive means 4.
  • controller 3 and the control device 4 are formed as a structurally separate unit in the motor vehicle and also the controller 3 is integrated in an already existing engine control unit of the motor vehicle.
  • the starting device 100 further comprises a starter motor 17 for starting the internal combustion engine 2, wherein for coupling the starter motor 17 with the internal combustion engine 2 by means of a Einspurrelais ES via a lever 14, a starter pinion 15 is meshed with a ring gear 16 of the engine 2.
  • the starter motor 17 can be supplied with current via a pull-in relay KA and a holding relay KH, the current being limited by means of the pull-in relay KA via a starting resistor 18 in order to reduce a voltage dip.
  • the three relays KA, KH, ES are each separately switchable via control lines 7a, 7b, 7c, 7d by the control device 4, wherein the Einspurrelais ES is formed with a double winding with two independently controllable windings, namely a pull-in winding EW and a holding winding HW. Consequently, a total of 16 different drive states Z are possible in this embodiment.
  • the relays KA, KH, ES can thus be switched independently of each other in order, as explained in FIGS. 3 and 4, to allow various actions of the starting device.
  • Fig. 1 B shows an alternative circuit arrangement of the relay KA and KH as a detail of Fig. 1 A).
  • each of the three relays KA, KH, ES is designed with a double winding, that is to say with two windings which can be controlled separately per relay KA, KH, ES, so that accordingly 64 triggering states Z are possible.
  • the controller 3 is formed with a microcomputer 1 1 and a memory 12, in which the method steps mentioned above and below are executed.
  • the controller 3 and the control device 4 with a working cycle of one millisecond are also possible if they allow real-time control of the control device), wherein a data transmission via the data interfaces 8 and the data communication means 9 on the one hand about 100 ms comparatively slow and on the other hand due to varying maturities at different capacity utilization of the data communication means 9 is not exactly predictable.
  • a transit time of the real-time signal S via the real-time interfaces 6 and the real-time communication means 10 is accurately predictable, faster than a given maximum clock of one millisecond.
  • the interface device 5 or else the microcomputer 11 is designed with the interface device 5 as an application-specific integrated circuit, a so-called ASIC, so that the system 1 or the starting device 100 can be produced with little component complexity.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the real-time signal S is transmitted via the real-time interfaces 6 from the controller 3 to the activation device 4 in order to achieve a specific activation state Z in order to correspond to the intended activation state Z according to the relays KA, KH, ES turn.
  • a high temporal accuracy when switching the relays KA, KH, ES is achieved by means of the real-time signal S, since the real-time signal S is transmitted in real time from the controller 3 to the control device 4, ie with a running time that does not noticeably affects the procedure.
  • the starter motor 17 and the starter pinion 15, as explained in Fig. 4 also time-critical actions are performed.
  • diagnostic information is generally transmitted from the drive unit 4 to the controller 3.
  • the real-time signal S is used to transmit a command information SZ which, as shown, for example, in FIG. 2, determines a change in a drive state Z.
  • a command information SZ is transmitted with the real-time signal S, which completely describes a specific activation state Z, in which case the command information SZ describes a respective activation for all controllable consumers.
  • Fig. 2 shows a table with command information SZ, which are transmitted as a real-time signal S for reaching an existing drive state Z, wherein in the first column different, binary coded command information SZ and in the second column, a change of the drive state Z is shown.
  • This command information SZ are thus instructions of the controller 3 to the control device 4 for setting a specific drive state Z, wherein in each case a single consumer to be driven is switched by an instruction.
  • the assignment of the binary coded command information SZ can also be done with any other arbitrary drive state Z.
  • a four-digit, binary-coded command information SZ is transmitted as command information SZ as a real-time signal S, which defines a specific one of the 64 possible drive states Z.
  • the individual bits of the four-digit binary command information SZ are each assigned exactly to a relay KA, KH or a winding EW, HW and respectively indicate whether they are respectively switched on, ie energized, or switched off in the drive state Z to be reached.
  • the triggering state Z to be reached is in each case described completely by the command information SZ, that is to say that it can be set independently of a preceding triggering state Z.
  • the real-time signal S not only command information SZ to achieve certain control states Z are transmitted, but also other states, such as an emergency or for an emergency start, or that transmit security information as a real-time signal S. become.
  • Fig. 3 shows in the upper half of a time-speed characteristic diagram and in the lower half corresponding driving states Z in operating the system 1 for starting the internal combustion engine 2.
  • the internal combustion engine 2 is operated in a start-stop operating mode, wherein Beginning of the time axis t, the internal combustion engine 2 is turned off and stands still after it has been turned off while stopping the motor vehicle according to a start-stop operating strategy and has expired.
  • a speed n 16 of the ring gear 16 which corresponds to a speed of the internal combustion engine 2 plotted.
  • the control device 4 is addressed by the controller 3 via the real-time and / or the data interface 6, 8 for the drive states Z shown.
  • a drive state Z is connected to the drive device 4, in which all relays KA, KH, ES are switched off.
  • the Einspurrelais ES is maximally energized to couple the engine 2 with the starter motor 17, by the starter pinion 15 is meshed with the ring gear 16.
  • another real-time signal S with the command information SZ "101" transmitted from the controller 3 to the drive means 4 to turn on the pull-in relay KA and the starter motor 17th To turn over the starting resistor 18 so with a reduced starting current that an undesirably high voltage dip is prevented.
  • a real-time signal S with the command information SZ "1 1 1" is transmitted at the time t 3 in order to switch on the holding relay KH and to energize the starter motor 17 directly from the battery 21.
  • another real-time signal S with the command information SZ "1 1 1" is transmitted at the time t 3 in order to switch on the holding relay KH and to energize the starter motor 17 directly from the battery 21.
  • Signal S is transmitted with the command information SZ "100" to turn off the pull-in relay KA, whereupon the engine 2 is driven at a full electric power of the starter motor 17 until a further rotational speed n 2 is attained, at which the internal combustion engine 2 automatically running.
  • a real-time signal S with the command information SZ "1 10" is transmitted from the controller 3 to the control device 4 at a time t 4 in order to switch off the holding relay KH, so that the starter motor 17. Then, at a time t 5, a real-time signal S is transmitted with the command information SZ "010" to turn off the hold coil HW of the latching relay ES and to extract the starter pinion 15 from the ring gear 16.
  • FIG. 4 shows a specific procedure of a start-stop operating mode in which a start request to the internal combustion engine 2 occurs during a coasting of the internal combustion engine 2 due to an earlier stop signal.
  • the start request occurs after the internal combustion engine 2 no longer has a self-start speed, so that it must be started by the starting device 100.
  • This process flow is shown in the upper half as a time-speed characteristic diagram, with a speed n plotted against the time axis t.
  • the running internal combustion engine 2 is switched off at a switch-off time t A by interrupting a fuel supply, so that starting from the switch-off time t A, the internal combustion engine 2 expires at an increasingly decreasing speed.
  • This speed curve is represented by the speed n 16 of the ring gear 16.
  • the starter pinion 15 is meshed into the rotating ring gear 16.
  • a defined and well-defined control of the starting motor 17 and the relay KA, KH, ES for a low-wear or wear-free coupling with the internal combustion engine is important.
  • the control device 4 transmits a real-time signal S with the command information SZ "101" at a point in time t- ⁇ in order to switch on the pull-in relay KA and to energize the starter motor 17 via the starting resistor 18.
  • the starter motor 17 thus becomes active reduced electric power is accelerated to a rotational speed n 15 of the starter pinion 15 which is higher than a rotational speed n 15 at an intended later coupling timing, then the starter motor 17 is turned off by means of a real-time signal S with the command information SZ "100" he with sinking
  • the starter pinion 15 and the toothed ring 16 have reached substantially synchronous rotational speeds, the starter pinion 15 is meshed with the ring gear 16 in a manner free of wear or wear, by means of a
  • the starter motor 17 and the engine 2 are coupled, so that at a time t4, a real-time signal S with the command information SZ "000” is transmitted to turn off the pull-in winding EW and immediately a real-time signal S with the command information SZ "101" is transmitted to switch the tightening relay KA.
  • the starter motor 17 is energized reduced to reduce a voltage drop across the starting resistor 18 to turn on the engine 2 coupled to it.
  • a real-time signal S is transmitted with the command information SZ "1 1 1" immediately followed by a real-time signal S with the command information SZ "100" to take the starter motor for full electric power via the pull-in relay KA via the holding relay KH to energize and the internal combustion engine 2 with to turn on maximum power.
  • a real-time signal S is transmitted with the command information SZ "1 10" at a time t 6 in order to end the energization of the starter motor 2 by switching off the holding relay KH 7 also the Einspurrelais ES means of a real-time signal S with the command information SZ "010" turned off to decouple the starter motor 17 and the internal combustion engine 2.
  • command information SZ is pulse-width coded, that is, encoded over a length of the real-time signal S, the length of a pulse being stepped between a minimum value P min for the command information SZ "000" and a maximum value P max for the Command information SZ "1 1 1" is varied.
  • the transmitter and receiver that is to say the real-time interfaces 6 of the controller 3 and the control device 4, preferably have at least twice the operating frequency compared to the real-time signal S. against the real-time signal S on. Therefore, the real-time interfaces 6 operate, for example, in a 25-microsecond clock, wherein the transmission of the real-time signal S, for example, in a 1-millisecond clock, so that a certain length of the pulse is reliably generated or detected.
  • the length of the pulses themselves varies between the minimum value P min of 100 microseconds and the maximum value P max of 900 microseconds.
  • the real-time signal S is thus transmitted within an exactly predictable period of the 1 millisecond clock, so that the command information SZ is transmitted in real time.
  • a delay due to the 1 millisecond clock of the real-time signal S corresponds to the operating cycle of the controller 3 and the control device 4, so that the delay does not affect a working process of the system 1.
  • Real-time signal S faster than the transmission of data information via the data communication means 9, which is explained in Fig. 12 d), which is also not highly accurate predictable.
  • forbidden length ranges V between permitted ranges for the length of the pulses are preferably defined which separate the permissible lengths of the pulses according to the coding of the command information SZ.
  • a check information for example as a check bit ("parity bit").
  • the amount of information to be coded increases and decreases, so that, for example, a signal frequency is increased or decreased.
  • data information is already transmitted before the real-time signal S via the data interfaces 8 and the data communication means 9.
  • information about the switching on or off of the respective relay KA, KH or the windings EW, HW, which are determined by the pulse width coding is transmitted via a sign of the voltage U, that is, via a polarity.
  • a turn-on signal is determined by a positive voltage U and a turn-off signal is determined via a negative voltage U.
  • FIG. 5A shows an alternative method to the time-voltage diagram of FIG. 5, according to which command information about a pulse interval is transmitted with the real-time signal S. That is, the distance between the signals S1 and S2 is measured and, depending thereon, the coded command information is read out. This takes place, for example, in a 1 ms raster, wherein the pulse spacing can be between 100 and 800 s.
  • a time synchronization signal TS is transmitted at the beginning of each cycle.
  • FIG. 6 schematically shows a further information coding in the operation of the system 1, which differs from that shown in FIG. 5 in that as a real-time signal S a plurality of pulses are transmitted per 1 millisecond clock, the command Information SZ also by a number of pulses per 1 - Millisecond clock is encoded.
  • the command information SZ of the real-time signal S is both pulse-width coded and coded by the number of pulses transmitted.
  • different combinations of length and number of pulses are preferred, depending on the scope of information to be coded.
  • the individual pulses are spaced apart in time, preferably by a specific pulse interval W, in order to increase security for correct information transmission and interpretation. Furthermore, an encoding of the real-time signal S by means of length and number of pulses is particularly flexible, in particular with respect to a different number of possible command information SZ adaptable.
  • FIG. 7 shows a circuit diagram of a preferred system 1, which differs from that shown in FIG. 1A) in that a state machine 22 is stored in the drive device 4, wherein the state machine 22 defines Z for a specific sequence of drive states is.
  • the state machine 22 is clocked by means of the real-time signal S, which is transmitted via the real-time interfaces 6 and the real-time communication means 10 from the controller 3 to the driver 4, that is by a sequence of real-time signals S in each case one following the sequence of drive states Z subsequent drive state Z is switched by the state machine 22.
  • instruction information SZ therefore, only one start pulse must be transmitted as information for a transition to the state machine 22, for example as a voltage edge of the real-time signal S, which triggers the state machine 22.
  • a disadvantage of a state machine 22 may be that the controller 3 has no information about an actual drive in the event of an error. Therefore, it is preferred that in the controller 3, a model of the state machine 22 is stored, which is carried along in parallel during the clocking, so that in the controller 3 information about the state of the state machine 22 is available.
  • the state machine 22 as a fixed, predetermined state machine 22 with a low component cost technically simplest.
  • a disadvantage of such a state machine 22 is that the controller 3 has no influence on the sequence of drive states Z has. Therefore, it is alternatively preferred that the state machine, as shown in FIG. 7, is designed to be configurable. In this case, in a preferred method, a specific sequence of activation states Z is transmitted as data information via the data interfaces 8 already before a real-time signal S from the controller 3 to the activation device 4 and stored in the state machine 22. As a result, the state machine 22 can be varied easily and flexibly.
  • a specific follower of the sequence of drive states Z represented by the state machine 22 is predetermined via the data interfaces 8 and then Z for a time-exact switching operation with the real-time signal S as a trigger signal of this follower corresponding Anêtzu is turned on.
  • the sequence of drive states Z can be started at any desired location in order to drive specific sequences or subsequences of the sequence.
  • FIG. 8 shows schematically a time and voltage diagram with an information coding of a real-time signal S of a preferred method for operating the system 1, in which a specific command information SZ is transmitted via a voltage-coded real-time signal S.
  • the real-time signal S is plotted as the course of the voltage U against the time axis t, in which case four command information SZ by means of different voltage levels Ui to U 4 coded as real-time signal S are transmitted in temporal succession.
  • the real-time signal S by means of the voltage U add an additional amount of information, without additional delay in the transmission.
  • the real-time signal S also assumes negative voltages U, for example in order to code additional drive states Z.
  • a control state Z determined by the voltage levels Ui to U 4 is activated at a time of an edge of the real-time signal S, that is to say it is switched on or off. This makes it possible to realize very short switching times, which are essentially determined by the switching times of the components of the real-time interfaces 6.
  • an instruction information SZ which is transmitted as a pulse-width-modulated real-time signal, in particular according to FIG. 5, additionally encoded via voltage levels Ui to U 4 , preferably via signs of the voltage for input and output Turning off a drive state Z or a respective relay according to the table in Fig. 2.
  • Pulse width coding of Fig. 5 at least reduce by one bit of information to achieve shorter transmission times of the real-time signal S.
  • FIG. 9A shows a circuit diagram of a preferred system 1, which differs from that shown in FIG. 7 in that the drive device 4 has a
  • Timer 23 for controlling the state machine 22 includes.
  • a fixed, predetermined sequence of activation states Z is stored in the state machine 22 and preferably a specific time sequence with associated activation periods T is stored in the timer 23.
  • the time sequence that is to say the activation durations T
  • the controller 3 transmits data information via the data interfaces 8 into the timer 23.
  • the timer 23 is started by the real-time signal S, whereupon the latter is triggered in a chronological sequence according to FIG.
  • control device 4 is formed with a to-state machine 22, which is designed for both the specific sequence of drive states Z and preferably the associated drive times T, so that the separate timer 23 is saved.
  • FIG. 9B shows a diagram of an exemplary time profile of drive states Z when driving a system 1 according to FIG. 9A) along the Timeline t.
  • the sequence of drive durations T as data information via the data interfaces 8 in the timer 23 and at time t- ⁇ a real-time signal S to start the timer 23 is transmitted before a time.
  • the drive states Z defined by the sequence are automatically timed precisely in time according to the drive times T by the control device 4, namely: At time t- ⁇ , the pull-in relay KA is switched on, then at t 2 the auxiliary relay KH is additionally switched on, and then At time t 3, the suit relay KA is turned off, and finally at time t 4 , the holding relay KH is turned off.
  • the times t 2 to t 4 result from the stored sequence of the drive times T.
  • a complete sequence is stored as a control sequence or, alternatively, preferably only a suitable subsequence as a subsequence in the control device 4 and a control according to this sequence by the controller 3 by means of a real-time signal S is started.
  • the control device 4, in particular the timer 23 and the state machine 22, is designed so that an already running control according to such a sequence is also terminated by a real-time signal S as off signal in real time.
  • FIG. 10 shows a circuit diagram of a preferred system 1, which differs from that shown in FIG. 1 A) in that the real-time communication means 10 has a plurality, here for example two, parallel communication lines 10a, 10b, one command Information SZ for achieving a certain drive state Z bit-coded via the parallel communication lines 10a, 10b is transmitted in parallel.
  • a total of four different command information SZ can be transmitted in a correspondingly bit-coded manner via the two parallel communication lines 10a, 10b, ie, two control lines 7a, 7b can be controlled independently of one another.
  • the real-time communication means 10 comprises more than two parallel communication lines 10a, 10b, so that a larger number of different command information SZ, ie a higher amount of information, can be transmitted as a real-time signal.
  • the interface device 5, or the controller 3 and / or the drive device 4 with a plurality of individual real-time interfaces 6 corresponding to the number of parallel communication lines 10a, 10b formed.
  • Fig. 1 1 shows a circuit diagram of a preferred system 1, which differs from that shown in Fig. 1 A) characterized in that the Einspurrelais ES is formed with a single coil and for each control line to be controlled 7a, 7b, 7c, including for each relay KA, KH, ES to be controlled, a separate, respectively parallel-connected, communication line 10a, 10b, 10c of the real-time communication means
  • command information is provided via the parallel communication lines 10a, 10b, 10c
  • FIG. 12A shows a circuit diagram of a preferred system 1, which differs from that shown in FIG. 1 A) in that the real-time interface 6 of the controller 3 as an interface to a timer, in particular a GPTA®, connected to ground, for example, with a so-called low-side amplifier, is formed.
  • the GPTA® (General Purpose Timer Array) is a microcontroller peripheral module with special functions for PWM signal generation or for measuring input signals (input capture).
  • the GPTA® includes multiple function cells that can be flexibly interconnected to create complex and fast output pulse patterns. With the function of a GPTA® can be generate fast repeating and changing as well as complex PWM patterns with high resolution or small period times. If a microcontroller is used for the control unit 3, either by using the GPTA® a correspondingly complex and fast real-time signal S can be represented or the microcontroller is very much relieved of the generation of the complex real-time signal S with regard to the computing power requirement.
  • FIG. 12B shows a circuit diagram of a preferred system 1, which differs from that shown in FIG. 1 A) in that the controller 3 and the on-controller 4 are only indirectly coupled to one another by data communication means 9, wherein, for example, a central computer 24 with a switching device 25, a so-called gateway, is interposed.
  • the data communication means 9 is formed as a so-called CAN bus
  • the data communication means 9a is formed as a so-called LIN bus.
  • 12 C) shows a circuit diagram of a preferred system 1, which differs from that shown in FIG. 1 A) in that the controller 3 is formed by a circuit-simplified data interface 8, wherein a LIN bus Interface is emulated by a switched to ground switching device for small e- lectric services as a "LIN transmitter” and a digital input stage as a "LIN receiver".
  • the controller 3 can be produced more cheaply.
  • Fig. 12D shows a circuit diagram of a preferred system 1 according to Fig. 1, wherein the data communication means 9 is formed as a bidirectional 1-bit bus, as a LIN bus.
  • the data communication means 9 is designed as a CAN bus or a bidirectional 1-bit interface according to ISO 9141, also referred to as K-line. Accordingly, then the respective data interfaces 8 are formed appropriately. All figures show only schematic not to scale representations. Incidentally, reference is made in particular to the drawings for the invention as essential.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Systems (1), insbesondere einer Startvorrichtung (100) zum Starten einer Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs, beschrieben, wobei in dem System (1) über ein Echtzeit-Kommunikationsmittel (10) ein Echtzeit-Signal (S) zum Erreichen eines Ansteuerzustands (Z) einer Ansteuereinrichtung (4) von einer Steuerung (3) zu der Ansteuereinrichtung (4) mittels Echtzeit-Schnittstellen (6) übertragen wird. Um eine flexible Steuerung des Systems (1) beispielsweise für einen Start-Stopp-Betrieb eines Fahrzeugs durch einfachen Aufbau zu erhöhen, weisen die Ansteuereinrichtung (4) und die Steuerung (3) jeweils eine Daten-Schnittstelle (8) auf, über die eine Daten-Information mit einem Daten-Kommunikationsmittel (9) übertragen wird.

Description

Beschreibung
Titel
Startvorrichtung, Schnittstelleneinrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Systems einer Startvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Systems, insbesondere mit einer Startvorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei in dem System über ein Echtzeit-Kommunikationsmittel ein Echtzeit- Signal zum Erreichen eines Ansteuerzustands einer Ansteuereinrichtung von einer Steuerung zu der Ansteuereinrichtung mittels Echtzeit-Schnittstellen übertragen wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Schnittstelleneinrichtung für eine Steuerung oder eine Ansteuereinrichtung, die insbesondere jeweils für eine Startvorrichtung eines Kraftfahrzeugs zum Starten einer Brennkraftmaschine ausgebildet sind, wobei die Schnittstelleneinrichtung eine Echtzeit-Schnittstelle aufweist, die zum Übertragen eines Echtzeit-Signals von der Steuerung zu der Ansteuereinrichtung über ein Echtzeit- Kommunikationsmittel zum Erreichen eines Ansteuerzustands der Ansteuereinrichtung ausgebildet ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem System, das eine Steuerung und eine Ansteuereinrichtung umfasst, die jeweils mittels Echtzeit- Schnittstellen über ein Echtzeit-Kommunikationsmittel zum Übertragen eines Echtzeit- Signals gekoppelt sind, wobei das Echtzeit-Signal zum Erreichen eines Ansteuerzustands der Ansteuereinrichtung von der Steuerung zu der Ansteuereinrichtung übertragbar ist. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Computerprogrammprodukt.
Es ist eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine in einen Kraftfahrzeug bekannt, bei der zum Starten der Brennkraftmaschine ein Startermotor mit der Brennkraftmaschine gekoppelt wird, indem ein Starterritzel mittels eines Einspurrelais in ei- nen Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt wird, und der Startermotor mittels eines Schaltrelais zum Andrehen der Brennkraftmaschine bestromt wird.
Die DE 10 2009 028 294 beschreibt eine Startvorrichtung zum Starten einer Brenn- kraftmaschine, bei der mit einer Motorsteuerung eine separate Treibereinheit über eine
Hardwareschnittstelle angesteuert wird, welche ihrerseits ein Einrückrelais, ein Anlaufstromrelais und ein Hauptstromrelais ansteuert.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des Systems, eine Schnitt- Stelleneinrichtung, eine Startvorrichtung und ein Computerprogrammprodukt der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine flexible Steuerung des Systems beispielsweise für einen Start-Stopp-Betrieb eines Fahrzeugs durch einfachen Aufbau erhöht wird. Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 , 8, 9 und 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Es ist ein Gedanke der Erfindung, dass eine Ansteuereinrichtung und eine Steuerung jeweils eine Daten-Schnittstelle aufweisen, über die eine Daten-Information mit einem Daten-Kommunikationsmittel übertragen wird. Dementsprechend ist es auch ein Gedanke der Erfindung, dass eine Schnittstelleneinrichtung eine Daten-Schnittstelle für ein Daten-Kommunikationsmittel aufweist, mit dem die Steuerung und die Ansteuereinrichtung koppelbar sind. Außerdem ist es ein Gedanke der Erfindung, dass bei einer Startvorrichtung die Steuerung und die Ansteuereinrichtung jeweils eine Daten- Schnittstelle aufweisen, über die sie mit einem Daten-Kommunikationsmittel gekoppelt sind.
Die Steuerung und die Ansteuereinrichtung sind also über zwei verschiedene Schnittstellen verbunden, und zwar über die Echtzeit-Schnittstelle und zusätzlich über die Daten-Schnittstelle. Mit dem Echtzeit-Signal lässt sich die Ansteuereinrichtung zum Erreichen eines bestimmten Ansteuerzustands innerhalb vorgegebener Zeitspannen von der Steuerung sicher und innerhalb der Prozesszeit zuverlässig ansprechen. Mit der zusätzlichen Daten-Schnittstelle lassen sich, insbesondere auch umfangreiche und in ihrem Informationsumfang schwankende, Informationen flexibel übertragen, ohne eine zeitliche Übertragungscharakteristik, insbesondere den Echtzeit-Charakter des Echtzeit-Signals, zu gefährden oder diesen Erfüllen zu müssen.
Im Übrigen können über die Daten-Schnittstellen Diagnoseinformationen von der An- steuereinrichtung zur Steuerung übertragen werden, beispielsweise um einen aktuellen Ansteuerzustand abzufragen oder mitzuteilen, sodass eine Betriebssicherheit des Systems erhöht wird. So lässt sich eine zweiseitige Kommunikation realisieren, ohne eine zuverlässige Übertragung des Echtzeit-Signals zu gefährden.
Die Daten-Information wird vorzugsweise langsamer als das Echtzeit-Signal, insbesondere auch langsamer als ein Arbeitstakt des Ansteuerprozesses, übertragen, sodass die Daten-Schnittstellen und das Daten-Kommunikationsmittel mit geringem Bau- teil- und Schaltungsaufwand kostengünstig realisierbar sind. Außerdem können mit der
Daten-Information auch Zusatzinformationen für eine höhere Übertragungssicherheit übertragen werden, und zwar unter Inkaufnahme längerer Laufzeiten.
Es ist bevorzugt, dass eine Laufzeit des Echtzeit-Signals höchstens einem Arbeitstakt des Ansteuerprozesses zum Erreichen des Ansteuerzustands, insbesondere einem
Arbeitstakt der Ansteuereinrichtung und/oder der Steuerung, entspricht. Dadurch wird eine hochgenaue Ansteuermöglichkeit im Ansteuerprozess zum Erreichen eines Ansteuerzustands aufgrund der Übertragung des Echtzeit-Signals erzielt. Der Arbeitstakt kann beispielsweise durch einen Mikrocomputer der Ansteuereinrichtung und/oder der Steuerung bestimmt sein, der ein später erläutertes Computerprogrammprodukt ausführt und eine millisekundengenaue Ansteuermöglichkeit schafft.
Das Daten-Kommunikationsmittel und auch die Daten-Schnittstellen können für 1 -bit- Hardware-Signale oder auch für pulsweitenmodulierte Signale kostengünstig und mit geringem Bauteilaufwand ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Daten- Kommunikationsmittel als ein Bus, insbesondere als eindrahtiger 1 -bit-Bus (Sent-Bus), ausgebildet, und zwar insbesondere als bidirektionaler Bus, beispielsweise als ein LIN- Bus. Solche Kommunikationsmittel sind in herkömmlichen Kraftfahrzeugen verbreitet und können, insbesondere unter Zuhilfenahme einer Karosserie des Kraftfahrzeugs als gemeinsame Masse, durch eine einfache Drahtverbindung kostengünstig realisiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Echtzeitsignal in einem Takt von höchstens einer Millisekunde übertragen und/oder die Daten-Information mit etwa 100
Millisekunden Laufzeit. Dies ermöglicht eine zeitlich hochaufgelöste Ansteuerung beziehungsweise eine störungsunempfindliche Übertragung der Daten-Information.
Vorzugsweise wird mit dem Echtzeit-Signal eine Befehls-Information übertragen, die den Ansteuerzustand oder eine Änderung des Ansteuerzustands bestimmt. Es ist also einerseits bevorzugt, dass die Befehls-Information einen bestimmten Ansteuerzustand beschreibt, indem eine beabsichtigte Ansteuerung für alle Verbraucher als Befehls- Information übertragen wird. So lässt sich ein bestimmter Ansteuerzustand unabhängig von einem vorhergehenden Ansteuerzustand erreichen. Ferner ist bevorzugt, dass al- ternativ oder auch zusätzlich die Befehls-Information eine Änderung des Ansteuerzustands beschreibt, sodass ein vorhergehender Ansteuerzustand berücksichtigbar ist. Dabei kann der Steuerung der vorhergehende Ansteuerzustand unbekannt sein. Vorzugsweise wird dabei ein bestimmter elektrischer Verbraucher, insbesondere eine bestimmte Schaltvorrichtung, unabhängig von einem aktuellen Schaltzustand weiterer Verbraucher definiert angesteuert, indem die Befehls-Information eine Information zum
Erreichen eines bestimmten Schaltzustandes des bestimmten Verbrauchers umfasst und andere Verbraucher durch die Befehls-Information unbeeinflusst unverändert angesteuert werden. So lässt sich die Ansteuerung und auch die Steuerung vereinfachen, indem mit dem Echtzeit-Signal keine umfangreiche Befehls-Information für den gesam- ten Ansteuerzustand, also beispielsweise eine Beschreibung aller Schaltzustände der insgesamt ansteuerbaren Verbraucher, sondern ein reduzierter Informationsumfang übertragen wird.
Mit dem Echtzeit-Signal kann, insbesondere für eine bestimmte Ansteuerdauer, ein be- stimmter Ansteuerzustand ein- oder ausgeschaltet werden. Auch kann ein gemäß einer bestimmten Folge von Ansteuerzuständen nachfolgender Ansteuerzustand erreicht oder die bestimmte Folge selbst gestartet werden, insbesondere wobei die bestimmte Folge auch einen bestimmten Zeitablauf der Ansteuerzustände umfasst. So kann das Echtzeit-Signal als bloßes Einschalt-, Weiterschalt- und/oder Ausschaltsignal mit ge- ringem technischen Aufwand übertragen werden, um einen bestimmten Ansteuerzu- stand mit hoher zeitlicher Genauigkeit zu erreichen, also ein- oder auszuschalten. Dabei umfasst der Zeitablauf zumindest eine Ansteuerdauer.
Im Übrigen kann die bestimmte Folge von Ansteuerzuständen, insbesondere in der Ansteuereinrichtung, hinterlegt sein und es kann jeweils durch das Echtzeit-Signal ein durch die Folge festgelegter, nachfolgender Ansteuerzustand eingeschaltet werden, also innerhalb der Folge weitergeschaltet werden. So lässt sich ein bestimmter Ansteuerzustand durch ein einfaches, leicht zu realisierendes Echtzeit-Signal mit geringem Informationsumfang, durch das insbesondere nur eine Zeitinformation, beispielsweise ein Triggersignal, übertragen wird, zeitlich genau schalten.
Ferner kann auch der bestimmte Zeitablauf, insbesondere in der Ansteuereinrichtung, hinterlegt sein, und zwar insbesondere als ein Bestandteil der Folge, beispielsweise als Liste von Datenpaaren aus jeweils einem Ansteuerzustand und einer zugehörigen Ansteuerdauer. Dann wird zum Erreichen eines bestimmten Ansteuerzustands für eine bestimmte Ansteuerdauer nur ein Einschaltsignal und kein Ausschaltsignal als Echtzeit-Signal benötigt, da die Ansteuerdauer des jeweiligen Ansteuerzustandes durch den Zeitablauf bestimmt ist. Vorzugsweise wird dabei mit dem Einschaltsignal eine Abfolge von durch die Folge festgelegten Ansteuerzuständen gemäß dem Zeitablauf zeitlich genau geschaltet, indem die jeweiligen nachfolgenden Ansteuerzustände von der Ansteuereinrichtung selbsttätig und somit unabhängig von zeitlichen Verzögerungen durch die Kommunikationsmittel zeitlich genau geschaltet werden. Auch lässt sich so ein Steueraufwand der Steuerung reduzieren.
Es können eine Mehrzahl von Folgen, insbesondere mit oder als Teilfolgen, realisiert sein, die durch das Echtzeit-Signal mittels der Befehls-Information gezielt angesprochen werden, um verschiedene Abfolgen von Ansteuerzuständen zu erreichen. Dadurch lassen sich mit wenigen unterschiedlichen Befehls-Informationen zahlreiche Ansteuerzustände in definierten Sequenzen, insbesondere auch Subsequenzen, erreichen. Die zuvor und nachfolgend genannten Merkmale bezüglich der Folge von Ansteuerzuständen trifft analog auch auf entsprechende Teilfolgen zu.
Um eine Folge baulich einfach in der Ansteuereinrichtung zu hinterlegen, kann in der Ansteuereinrichtung eine Zustandsmaschine mit der bestimmten Folge von Ansteuerzuständen ausgebildet sein, wobei die Zustandsmaschine vorzugsweise durch das Echtzeit-Signal getriggert wird. So lässt sich durch das Echtzeit-Signal als Trigger- Signal die Zustandsmaschine mit geringem Aufwand in einen Folgezustand überführen. Ferner kann die Ansteuereinrichtung, insbesondere die Zustandsmaschine, mit einem
Zeitgeber für den bestimmten Zeitablauf ausgebildet sein, um die Folge von Ansteuerzuständen selbsttätig, insbesondere zeitlich genau gemäß dem Zeitablauf, zu schalten. Dabei ist bevorzugt, dass die Zustandsmaschine durch den Zeitgeber getriggert wird und der Zeitgeber durch das Echtzeit-Signal gestartet wird.
Es ist bevorzugt, dass zeitlich vor dem Echtzeit-Signal von der Steuerung über das Daten-Kommunikationsmittel eine Daten-Information zu der Ansteuereinrichtung übertragen wird. So lassen sich umfangreichere Daten, beispielsweise ein Parameter, bequem und mit hoher Übertragungssicherheit über das Daten-Kommunikationsmittel austauschen, und zwar vorzugsweise zu einem Zeitpunkt, der zeitlich unkritisch ist, sodass die übertragenen Daten-Informationen rechtzeitig zur Verfügung stehen.
Vorzugsweise bestimmt dabei die Daten-Information einen Ansteuerzustand, eine Änderung des Ansteuerzustands, eine Ansteuerdauer, eine Folge von Ansteuerzuständen und/oder einen Zeitablauf für die Folge. Es kann also eine Daten-Information übertragen werden, die einen bestimmten Ansteuerzustand vollständig beschreibt oder auch eine Änderung des Ansteuerzustands beschreibt, sodass später ein einfaches Einschalt- oder Ausschaltsignal als Echtzeit-Signal zum Erreichen des Ansteuerzustands übertragbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Ansteuerdauer als Daten- Information übertragen werden, sodass beispielsweise der Ansteuerzustand durch das
Echtzeit-Signal nur eingeschaltet wird und von der Ansteuereinrichtung selbsttätig zeitlich exakt nach der Ansteuerdauer wieder ausgeschaltet wird. In diesem Sinn kann auch eine Information über die Folge von Ansteuerzuständen und/oder den Zeitablauf übertragen werden, um, wie zuvor erläutert, Abfolgen von Ansteuerzuständen durch die Ansteuereinrichtung automatisiert zu schalten.
Vorzugsweise sind bei dem System die Ansteuereinrichtung und die Steuerung als baulich getrennte Einheiten realisiert, insbesondere wobei in einem Kraftfahrzeug auch weitere bauliche Einheiten, beispielsweise Steuergeräte und/oder Sensoren, für weite- re Funktionen jeweils mit Daten-Schnittstellen über das Daten-Kommunikationsmittel miteinander gekoppelt sind, um in beliebigen Kombinationen gegenseitig Daten auszutauschen. So lassen sich eine Vielzahl von baulichen Einheiten mit dem Daten- Kommunikationsmittel koppeln, wodurch allerdings ein Datenverkehr über das Daten- Kommunikationsmittel ansteigt, also auch Verzögerungen beim Übertragen der Datenpakete zunehmen. Umso größer wird jedoch ein Nutzen durch die beiden Kommunikationswege, nämlich mittels des Echtzeit-Signals für die zeitliche Genauigkeit beim Ansteuern und der Daten-Information zum Übertragen zusätzlicher oder umfangreicherer Informationen. Durch die bauliche Trennung lassen sich die Steuerung und die An- steuereinrichtung unabhängig voneinander herstellen und/oder auch an verschiedenen, geeigneten Positionen in dem Kraftfahrzeug montieren.
Die Ansteuereinrichtung ist vorzugsweise für eine separate Ansteuerung elektrischer Verbraucher, insbesondere Schaltvorrichtungen, ausgebildet. Dabei können Schaltvorrichtungen als ein Schaltrelais zum Bestromen eines Startermotors und/oder als ein Einspurrelais zum Koppeln des Startermotors mit der Brennkraftmaschine mittels eines in einen Zahnkranz einzuspurenden Starterritzels ausgebildet sein, insbesondere wobei das Schaltrelais, der Startermotor, das Einspurrelais und das Starterritzel ein Bestandteil der Startvorrichtung sind. So lässt sich die Startvorrichtung flexibel, beispielsweise für verschiedene, später erläuterte, Aktionen, einsetzen, wobei die elektrischen Verbraucher unabhängig voneinander angesteuert werden.
Im Übrigen kann die Steuerung in einer Motorsteuerung integriert oder als eine solche ausgebildet sein und so kostengünstig und ressourcenschonend als eine ohnehin vorhandene bauliche Einheit des Kraftfahrzeugs realisiert sein.
Ferner kann mit dem Echtzeit-Signal eine Befehls-Information pulsweitencodiert übertragen werden. Solche Signale können störungsunempfindlich, insbesondere unabhängig von üblichen Spannungsschwankungen in einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs, übertragen werden, wobei sich, insbesondere durch eine Flanke eines Pulses, eine genaue zeitliche Information als Echtzeit-Signal übertragen lässt. Dabei können verschiedene Ansteuerzustände mit genau einem Puls längencodiert oder mit einer Mehrzahl von Pulsen durch eine Anzahl der Pulse codiert werden. Die Befehls-Information kann auch mit einer Mehrzahl von Pulsen sowohl durch die Anzahl der Pulse als gleichzeitig auch längencodiert werden, um einen Informationsumfang zu erhöhen. Mit dem Echtzeit-Signal kann eine Befehls-Information auch spannungscodiert übertragen werden, sodass beispielsweise verschiedene Ansteuerzustände durch verschiedene elektrische Spannungen des Echtzeit-Signals codiert werden. Durch eine Spannungscodierung lässt sich ein zusätzlicher Informationsumfang ohne zeitliche Beeinflussung des Echtzeit-Signals übertragen.
Gemäß einem bevorzugten alternativen Verfahren wird statt der Pulslänge der Pulsabstand ab einem Zeit-Synchronisationsimpuls gemessen, um derart die codierte Information zu übermitteln. Dabei ist vorteilhaft, dass der Zeit-Synchronisationspuls als„ali- ve"-lnformation, also als Mitteilung der aktiven Betriebsbereitschaft genutzt werden kann. Dieses Verfahren kann auch vorteilhafterweise variiert werden, indem beispielsweise ein Ein oder Aus Zustand, über das Spannungsvorzeichen übermittelt wird.
Im Übrigen kann mit dem Echtzeit-Signal eine Befehls-Information als Vorzeichen einer elektrischen Spannung des Echtzeit-Signals codiert übertragen werden, insbesondere zum Ein- oder Ausschalten eines Ansteuerzustands oder eines bestimmten Verbrauchers. So lässt sich eine zusätzliche Information ohne zusätzliche zeitliche Verzögerung übertragen und das Echtzeit-Signal mit geringem Steuer- und Schaltungsaufwand sowohl als Einschalt- als auch als Ausschaltsignal realisieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist bevorzugt, dass mit dem Echtzeit-Signal eine Befehls-Information Bit-codiert mittels der Echtzeit-Schnittstellen und einer Mehrzahl von parallelen Kommunikationsleitungen des Echtzeit-Kommunikationsmittels parallel übertragen wird. Durch eine bestimmte Anzahl paralleler Kommunikationsleitungen lässt sich eine dieser Anzahl entsprechenden Zweierpotenz unterschiedlicher Ansteuerzustände codieren und außerdem durch eine parallele Übertragung des Echtzeit-Signals ein Informationsumfang ohne zusätzliche zeitliche Verzögerung erhöhen. Im Übrigen können die Steuerung, die Ansteuereinrichtung und/oder die Schnittstelleneinrichtung auch eine entsprechende Mehrzahl von Echtzeit-Schnittstellen aufweisen, die insbesondere jeweils für genau eine der parallelen Kommunikationsleitungen ausgebildet sind.
Dabei ist bevorzugt, dass die bestimmte Mehrzahl einer Anzahl von durch die Ansteuereinrichtung unabhängig ansteuerbaren elektrischen Verbrauchern entspricht. Dadurch entfällt eine aufwendige Codierung des Echtzeit-Signals, indem mit dem Echt- zeit-Signal parallel über die parallelen Kommunikationsleitungen jeweils ein Verbraucher separat ansteuerbar ist.
Die Aufgabe wird auch durch ein Computerprogrammprodukt auf einem computerlesbaren Datenträger gelöst, das in einen Programmspeicher mit Programmbefehlen eines Mikrocomputers ladbar ist, um alle Schritte eines zuvor oder nachfolgend beschriebenen Verfahrens auszuführen, insbesondere wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuerung und/oder der Ansteuereinrichtung ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt erfordert nur wenige oder keine zusätzlichen Bauteile und lässt sich einfach realisieren. Das Computerprogrammprodukt hat den weiteren Vorteil, das es leicht an individuelle und bestimmte Kundenwünsche anpassbar ist, sowie eine Verbesserung oder Optimierung einzelner Verfahrensschritte mit geringem Aufwand kostengünstig möglich ist.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 A) einen Schaltplan einer Startvorrichtung mit einem
System,
Fig. 1 B) einen Schaltplan einer zu Fig. 1 A) alternativen
Relaisschaltung,
Fig. 2 eine Tabelle mit Befehls-Informationen,
Fig. 3 einen Verfahrensablauf anhand eines Zeit- Drehzahl-Kennliniendiagramm und Ansteuerzuständen, einen weiteren Verfahrensablauf anhand eines
Zeit-Drehzahl-Kennliniendiagramm und Ansteuerzuständen,
Fig. 5, 5 A und Fig. 6 A, B) jeweils ein Zeit- Spannungsdiagramm mit einer
Informationscodierung,
Fig. 7 einen Schaltplan eines bevorzugten Systems, Fig. 8 ein Zeit- Spannungsdiagramm mit einer Informationscodierung,
Fig. 9 A) einen Schaltplan eines bevorzugten Systems, Fig. 9 B) ein Zeit- Spannungsdiagramm mit einem zeitlichen Verlauf von Ansteuerzuständen und
Fig. 10, Fig. 1 1 , Fig. 12 A) bis D) jeweils einen Schaltplan eines bevorzugten Systems. Ausführungsformen der Erfindung
Die Fig. 1 A) zeigt einen Schaltplan einer Startvorrichtung 100 zum Starten einer Brennkraftmaschine 2 eines Kraftfahrzeugs mit einem System 1 , das eine Steuerung 3 und eine Ansteuereinrichtung 4 umfasst, die jeweils eine Schnittstelleneinrichtung 5 mit einer Daten-Schnittstelle 8 aufweisen, über die beide mit einem Daten- Kommunikationsmittel 9 gekoppelt sind. Das Daten-Kommunikationsmittel 9 ist, wie in den Fig. 12 D) erläutert, als ein bidirektionaler 1 -Bit-Bus ausgebildet.
Ferner weisen die Schnittstelleneinrichtungen 5 der Steuerung 3 und der Ansteuereinrichtung 4 jeweils eine Echtzeit-Schnittstelle 6 für ein Echtzeit-Kommunikationsmittel 10 auf, mit dem die Steuerung 3 und die Ansteuereinrichtung 4 zusätzlich gekoppelt sind. Dabei sind die Echtzeit-Schnittstellen 6 und das Echtzeit-Kommunikationsmittel 10 für eine Übertragung eines Echtzeit-Signals S zum Erreichen eines Ansteuerzustand Z der Ansteuereinrichtung 4 ausgebildet, wobei das Echtzeit-Signal S von der Steuerung 3 zu der Ansteuereinrichtung 4 übertragen wird.
Im Übrigen sind die Steuerung 3 und die Ansteuereinrichtung 4 als baulich getrennte Einheit in dem Kraftfahrzeug ausgebildet und außerdem ist die Steuerung 3 in einem ohnehin vorhandenen Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs integriert.
Die Startvorrichtung 100 umfasst ferner einen Startermotor 17 zum Starten der Brennkraftmaschine 2, wobei zum Koppeln des Startermotors 17 mit der Brennkraftmaschine 2 mittels eines Einspurrelais ES über einen Hebel 14 ein Starterritzel 15 in einen Zahnkranz 16 der Brennkraftmaschine 2 eingespurt wird. Der Startermotor 17 ist über ein Anzugsrelais KA und ein Halterelais KH bestrombar, wobei die Bestromung mittels des Anzugsrelais KA über einen Anlaufwiderstand 18 begrenzt wird, um einen Spannungseinbruch zu reduzieren. Die Bestromung des Startermotors 17 erfolgt über eine Batterie 21 des Kraftfahrzeugs, über die auch, nicht dargestellt, das System 1 und die Relais KA, KH, ES mit elektrischer Leistung versorgt werden.
Die drei Relais KA, KH, ES sind jeweils separat über Ansteuerleitungen 7a, 7b, 7c, 7d durch die Ansteuereinrichtung 4 schaltbar, wobei das Einspurrelais ES mit einer Doppelwicklung mit zwei unabhängig voneinander ansteuerbaren Wicklungen ausgebildet ist, und zwar einer Einzugswicklung EW und einer Haltewicklung HW. Folglich sind bei diesem Ausführungsbeispiel insgesamt 16 unterschiedliche Ansteuerzustände Z möglich. Die Relais KA, KH, ES können also unabhängig voneinander geschaltet werden, um, wie in den Fig. 3 und 4 erläutert, verschiedene Aktionen der Startvorrichtung zu ermöglichen.
Es ist weiterhin möglich die Anordnung der Relais KA und KH in serieller Reihenfolge vorzunehmen, wie in Fig. 1 B) abgebildet. Die Ansteuerung der Relais KA und KH erfolgt dann nicht mehr unabhängig voneinander. Dabei zeigt die Fig. 1 B) eine alternative Schaltungsanordnung der Relais KA und KH als Ausschnitt der Fig. 1 A).
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist bevorzugt, dass jedes der drei Relais KA, KH, ES mit einer Doppelwicklung, also mit zwei separat ansteuerbaren Wicklungen pro Relais KA, KH, ES, ausgebildet, sodass dann dementsprechend 64 Ansteuerzustände Z möglich sind. Im Übrigen ist die Steuerung 3 mit einem Mikrocomputer 1 1 und einem Speicher 12 ausgebildet, in dem die zuvor und nachfolgend genannten Verfahrensschritte ausgeführt werden. Dabei arbeiten die Steuerung 3 und auch die Ansteuereinrichtung 4 mit einem Arbeitstakt von einer Millisekunde (davon abweichende Arbeitstakte sind ebenfalls möglich, falls sie eine Echtzeitsteuerung der Ansteuereinrichtung ermöglichen), wobei eine Datenübertragung über die Daten-Schnittstellen 8 und das Daten- Kommunikationsmittel 9 einerseits mit etwa 100 ms vergleichsweise langsam und andererseits aufgrund variierender Laufzeiten bei unterschiedlichen Auslastungen des Daten-Kommunikationsmittels 9 nicht genau vorhersagbar ist. Im Gegensatz dazu ist eine Laufzeit des Echtzeit-Signals S über die Echtzeit-Schnittstellen 6 und das Echtzeit-Kommunikationsmittel 10 genau vorhersagbar, und zwar schneller als ein vorgegebener Arbeitstakt von höchstens einer Millisekunde. Somit wird mit dem Echtzeit- Signal S eine für den Verfahrensablauf erforderliche Übertragung in Echtzeit erzielt, die zu einem verschleißfreien bzw. -armen Einspuren eines Starterritzels in den auslaufenden Zahnkranz einer ausgeschalteten Brennkraftmaschine genutzt werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Schnittstelleneinrichtung 5 oder auch der Mikrocomputer 1 1 mit der Schnittstelleneinrichtung 5 als eine anwendungs- spezifische integrierte Schaltung, ein sogenannter ASIC, ausgebildet, sodass das System 1 beziehungsweise die Startvorrichtung 100 mit geringem Bauteilaufwand herstellbar ist.
Gemäß einem Verfahren zum Betreiben des Systems 1 wird über die Echtzeit- Schnittstellen 6 das Echtzeit-Signal S zum Erreichen eines bestimmten Ansteuerzustands Z von der Steuerung 3 zu der Ansteuereinrichtung 4 übertragen, um die Relais KA, KH, ES dem beabsichtigten Ansteuerzustand Z entsprechend zu schalten. Dabei wird mittels des Echtzeit-Signals S eine hohe zeitliche Genauigkeit beim Schalten der Relais KA, KH, ES erzielt, da das Echtzeit-Signal S in Echtzeit von der Steuerung 3 zu der Ansteuereinrichtung 4 übertragen wird, also mit einer Laufzeit, die sich nicht spürbar auf den Verfahrensablauf auswirkt. So können mit dem Startermotor 17 und dem Starterritzel 15, wie in der Fig. 4 erläutert, auch zeitlich kritische Aktionen ausgeführt werden. Über das Daten-Kommunikationsmittel 9 und die Daten-Schnittstellen 8 werden grundsätzlich Diagnoseinformationen von der Ansteuereinheit 4 zu der Steuerung 3 übermittelt. Vorzugsweise werden darüber hinaus auch, wie nachfolgend erläutert, Daten-Informationen über die Daten-Schnittstellen 8 und das Daten- Kommunikationsmittel 9 von der Steuerung 3 zu der Steuereinrichtung 4 übertragen.
Im Übrigen wird bei einem bevorzugten Verfahren mit dem Echtzeit-Signal S eine Be- fehls-lnformation SZ übertragen, die, wie beispielsweise in der Fig. 2 gezeigt, eine Änderung eines Ansteuerzustandes Z bestimmt. Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird mit dem Echtzeit-Signal S eine Befehls-Information SZ übertragen, die einen bestimmten Ansteuerzustandes Z vollständig beschreibt, wobei also die Befehls- Information SZ eine jeweilige Ansteuerung für alle ansteuerbaren Verbraucher beschreibt.
Die Fig. 2 zeigt eine Tabelle mit Befehls-Informationen SZ, die als Echtzeit-Signal S zum Erreichen eines bestehenden Ansteuerzustandes Z übertragen werden, wobei in der ersten Spalte unterschiedliche, binär codierte Befehls-Informationen SZ und in der zweiten Spalte eine Änderung des Ansteuerzustandes Z dargestellt ist. Dabei wird mit einem„+" ein Einschalten und mit einem„-" ein Ausschalten des entsprechenden Relais KA, KH beziehungsweise der entsprechenden Relaiswicklungen EW, HW des Einspurrelais ES gekennzeichnet. Diese Befehls-Informationen SZ sind also Anweisungen der Steuerung 3 an die Ansteuereinrichtung 4 zum Einstellen eines bestimmten Ansteuerzustandes Z, wobei durch eine Anweisung jeweils ein einzelner anzusteuernder Verbraucher geschaltet wird. Die Zuordnung der binär codierten Befehls-Informationen SZ kann auch mit jedem anderen beliebigen Ansteuerzustand Z erfolgen.
Bei einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird, wie zuvor genannt, als Befehls-Information SZ eine vierstellige, binär codierte Befehls-Information SZ als Echtzeit-Signal S übertragen, die einen bestimmten der 64 möglichen Ansteuerzustände Z definiert. Vorzugsweise sind dabei die einzelnen Bits der vierstelligen binären Befehls-Information SZ jeweils genau einem Relais KA, KH beziehungsweise einer Wicklung EW, HW zugeordnet und geben jeweils an, ob diese bei dem zu erreichenden Ansteuerzustand Z jeweils eingeschaltet, also bestromt, oder ausgeschaltet sind. Bei einer solchen Befehls-Information SZ ist vorteilhaft, dass der zu erreichende Ansteuerzustand Z jeweils vollständig durch die Befehls-Information SZ beschrieben wird, also unabhängig von einem vorhergehenden Ansteuerzustand Z definiert einstellbar ist. Außerdem ist bevorzugt, dass mit dem Echtzeit-Signal S nicht nur Befehls- Informationen SZ zum Erreichen bestimmter Ansteuerzustände Z übertragen werden, sondern auch weitere Zustände, beispielsweise für einen Notaus oder für einen Notstart, oder dass Sicherheits-Informationen als Echtzeit-Signal S übertragen werden.
Die Fig. 3 zeigt in der oberen Hälfte ein Zeit-Drehzahl-Kennliniendiagramm und in der unteren Hälfte entsprechende Ansteuerzustände Z beim Betreiben des Systems 1 zum Starten der Brennkraftmaschine 2. Dabei wird die Brennkraftmaschine 2 in einem Start- Stopp-Betriebsmodus betrieben, wobei zu Beginn der Zeitachse t die Brennkraftmaschine 2 ausgeschaltet ist und still steht, nachdem sie beim Halten des Kraftfahrzeugs gemäß einer Start-Stopp-Betriebsstrategie ausgeschaltet wurde und ausgelaufen ist. Dabei ist in der oberen Hälfte eine Drehzahl n16 des Zahnkranzes 16, die einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 entspricht, aufgetragen. Dabei wird, insbesondere wie zuvor oder nachfolgend erläutert, für die gezeigten Ansteuerzustände Z die Ansteuer- einrichtung 4 über die Echtzeit- und/oder die Daten-Schnittstelle 6, 8 von der Steuerung 3 angesprochen.
Entlang der Zeitachse t ist die Brennkraftmaschine 2 vor Beginn des Startvorgangs also im Stillstand, sodass die Drehzahl n16 Null beträgt. Dabei ist mit der Ansteuereinrich- tung 4 ein Ansteuerzustand Z geschaltet, bei dem alle Relais KA, KH, ES ausgeschaltet sind. Zum Starten wird zu einem Zeitpunkt t-ι ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls- Information SZ„001 " und unmittelbar darauf ein weiteres Echtzeit-Signal S mit der Be- fehls-lnformation SZ„01 1 " von der Steuerung 3 zu der Ansteuereinrichtung 4 übertragen, um, gemäß der Fig. 2, die Einzugswicklung EW und die Haltewicklung HW einzuschalten. Dadurch wird das Einspurrelais ES maximal bestromt, um die Brennkraftmaschine 2 mit dem Startermotor 17 zu koppeln, und zwar indem das Starterritzel 15 in den Zahnkranz 16 eingespurt wird.
Anschließend wird zu einem Zeitpunkt t2 ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls- Information SZ„000" übertragen, um die Einzugswicklung EW auszuschalten und das Starterritzel 15 bei einer reduzierten Stromaufnahme des Einspurrelais ES weiterhin in dem Zahnkranz 16 eingespurt zu halten. Unmittelbar darauf wird ein weiteres Echtzeit- Signal S mit der Befehls-Information SZ„101 " von der Steuerung 3 zu der Ansteuereinrichtung 4 übertragen, um das Anzugsrelais KA einzuschalten und den Startermotor 17 über den Anlaufwiderstand 18 so mit einem reduzierten Anlaufstrom anzudrehen, dass ein unerwünscht hoher Spannungseinbruch verhindert wird.
Zu einem Zeitpunkt t3 hat die Drehzahl n16 eine von Null verschiedene Drehzahl n-ι er- reicht, sodass in dem Startermotor 17 durch die Drehbewegung eine Spannung induziert wird, die einem Spannungseinbruch entgegen wirkt, sodass der Startermotor 17 anschließend ohne Nachteil mit einer vollen elektrischen Leistung betrieben werden kann. Dazu wird zum Zeitpunkt t3 ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ „1 1 1 " übertragen, um das Halterelais KH einzuschalten und den Startermotor 17 unmit- telbar aus der Batterie 21 zu bestromen. Unmittelbar darauf wird ein weiteres Echtzeit-
Signal S mit der Befehls-Information SZ„100" übertragen, um das Anzugsrelais KA auszuschalten. Daraufhin wird die Brennkraftmaschine 2 bei einer vollen elektrischen Leistung des Startermotors 17 soweit angetrieben, bis eine weitere Drehzahl n2 erreicht ist, bei der die Brennkraftmaschine 2 selbsttätig läuft.
Nachdem die Brennkraftmaschine 2 also gestartet ist, wird zu einem Zeitpunkt t4 ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„1 10" von der Steuerung 3 zu der An- steuereinrichtung 4 übertragen, um das Halterelais KH auszuschalten, sodass der Startermotor 17 wieder ausgeschaltet wird. Daraufhin wird zu einem Zeitpunkt t5 ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„010" übertragen, um die Haltewicklung HW des Einspurrelais ES auszuschalten und das Starterritzel 15 aus dem Zahnkranz 16 auszuspüren.
Die Fig. 4 zeigt einen speziellen Verfahrensablauf eines Start-Stopp-Betriebsmodus, bei dem eine Startanforderung an die Brennkraftmaschine 2 während eines Auslaufens der Brennkraftmaschine 2 aufgrund eines früheren Stopp-Signals auftritt. Die Startanforderung tritt ein, nachdem die Brennkraftmaschine 2 eine Geschwindigkeit zum Selbststart nicht mehr aufweist, sodass sie durch die Startvorrichtung 100 fremdgestartet werden muss. Dieser Verfahrensablauf ist in der oberen Hälfte als ein Zeit- Drehzahl-Kennliniendiagramm dargestellt, wobei eine Drehzahl n gegenüber der Zeitachse t aufgetragen ist. Wie zuvor genannt, wurde aufgrund des Stopp-Signals die laufende Brennkraftmaschine 2 zu einem Ausschaltzeitpunkt tA durch Unterbrechen einer Kraftstoffzufuhr ausgeschaltet wird, sodass ab dem Ausschaltzeitpunkt tA die Brennkraftmaschine 2 mit zunehmend sinkender Drehzahl ausläuft. Dieser Drehzahlverlauf ist mittels der Drehzahl n16 des Zahnkranzes 16 dargestellt. Um die Verfügbarkeit der Brennkraftmaschine 2 im Start-Stopp-Betriebsmodus zu erhöhen, also die ausgeschaltete, auslaufende Brennkraftmaschine 2 bereits während des Auslaufens wieder starten zu können, wird das Starterritzel 15 in den drehenden Zahnkranz 16 eingespurt. Hierfür ist eine definierte und genau festgelegte Ansteuerung des Startmotors 17 und der Relais KA, KH, ES für eine verschleißarme bzw. verschleißfreie Kopplung mit der Brennkraftmaschine wichtig.
Dazu wird von der Steuereinrichtung 4 zu einem Zeitpunkt t-ι ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„101 " übertragen, um das Anzugsrelais KA einzuschalten und den Startermotor 17 über den Anlaufwiderstand 18 zu bestromen. Dadurch wird der Startermotor 17 mit reduzierter elektrischer Leistung auf eine Drehzahl n15 des Starterritzels 15 beschleunigt, die höher als eine Drehzahl n15 zu einem beabsichtigten späteren Kopplungszeitpunkt ist. Dann wird der Startermotor 17 mittels eines Echtzeit- Signals S mit der Befehls-Information SZ„100" ausgeschaltet, sodass er mit sinkender
Drehzahl n15 ausläuft.
Sobald das Starterritzel 15 und der Zahnkranz 16 im wesentlichen synchrone Umlaufgeschwindigkeiten erreicht haben, wird das Starterritzel 15 in den Zahnkranz 16 ver- schleißarm bzw. verschleißfrei eingespurt, indem zu einem Zeitpunkt t3 mittels eines
Echtzeit-Signals S mit der Befehls-Information SZ„001 " und einem unmittelbar darauf folgenden weiteren Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„01 1 " das Einspurrelais ES, wie zuvor beschrieben, maximal bestromt wird. Dadurch werden der Startermotor 17 und die Brennkraftmaschine 2 gekoppelt, sodass zu einem Zeitpunkt t4 ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„000" zum Ausschalten der Einzugswicklung EW übertragen wird und unmittelbar ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„101 " zum Schalten des Anzugsrelais KA übertragen wird. Der Startermotor 17 wird zur Reduzierung eines Spannungseinbruchs über den Anlaufwiderstand 18 reduziert bestromt, um die mit ihm gekoppelte Brennkraftmaschine 2 an- zudrehen.
Zu einem Zeitpunkt t5 wird ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„1 1 1 " unmittelbar gefolgt von einem Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„100" übertragen, um den Startermotor für eine volle elektrische Leistung statt über das An- zugsrelais KA über das Halterelais KH zu bestromen und die Brennkraftmaschine 2 mit maximaler Leistung anzudrehen. Sobald die Brennkraftmaschine 2 selbsttätig läuft, wird zu einem Zeitpunkt t6 ein Echtzeit-Signal S mit der Befehls-Information SZ„1 10" übertragen, um die Bestromung des Startermotors 2 durch Ausschalten des Halterelais KH zu beenden. Daraufhin wird zu einem Zeitpunkt t7 auch das Einspurrelais ES mit- tels eines Echtzeit-Signals S mit der Befehls-Information SZ„010" ausgeschaltet, um den Startermotor 17 und die Brennkraftmaschine 2 zu entkoppeln.
Die Fig. 5 zeigt schematisch ein Zeit- und Spannungsdiagramm mit einer Informationscodierung beim Betreiben des Systems 1 mit einem pulsweitenmodulierten Echtzeit- Signal S, wobei eine Spannung U des Echtzeit-Signals S gegen die Zeitachse t aufgetragen ist. Bei diesem Verfahren werden Befehls-Informationen SZ pulsweitencodiert, also über eine Länge des Echtzeit-Signals S codiert, wobei die Länge eines Pulses schrittweise zwischen einem minimalen Wert Pmin für die Befehls-Information SZ„000" und einem maximalen Wert Pmax für die Befehls-Information SZ„1 1 1 " variiert wird.
Um eine zuverlässige Übertragung, also zuverlässige Informationsübermittlung und - Interpretation, des Echtzeit-Signals S zu gewährleisten, weisen bevorzugt Sender und Empfänger, also die Echtzeit-Schnittstellen 6 der Steuerung 3 und der Ansteuereinnchtung 4, gegenüber dem Echtzeit-Signal S eine mindestens doppelte Arbeitsfrequenz gegenüber dem Echtzeit-Signal S auf. Deshalb arbeiten die Echtzeit-Schnittstellen 6 beispielsweise in einem 25-Mikrosekunden-Takt, wobei die Übertragung des Echtzeit- Signals S beispielsweise in einem 1 -Millisekunden-Takt erfolgt, sodass eine bestimmte Länge des Pulses zuverlässig erzeugt beziehungsweise erkannt wird. Die Länge der Pulse selbst variiert zwischen dem minimalen Wert Pmin von 100 Mikrosekunden und dem maximalen Wert Pmax von 900 Mikrosekunden. Das Echtzeit-Signal S wird also innerhalb einer genau vorhersagbaren Zeitdauer des 1 -Millisekunden-Takts übertragen, sodass die Befehls-Information SZ in Echtzeit übertragen wird. Dabei entspricht eine Verzögerung aufgrund des 1 -Millisekunden-Takts des Echtzeit-Signals S dem Arbeitstakt der Steuerung 3 und der Ansteuereinrichtung 4, sodass sich die Verzögerung nicht auf einen Arbeitsprozess des Systems 1 auswirkt. Im Übrigen ist die Übertragung des
Echtzeit-Signals S schneller als die Übertragung von Daten-Informationen über das Daten-Kommunikationsmittel 9, die in der Fig. 12 d) erläutert wird, die außerdem auch nicht hochgenau vorhersagbar ist. Zur Erhöhung einer Ubertragungssicherheit des Echtzeit-Signals S sind vorzugsweise verbotene Längenbereiche V zwischen erlaubten Bereichen für die Länge der Pulse definiert, die die zulässigen Längen der Pulse gemäß der Codierung der Befehls- Informationen SZ voneinander trennen. Ferner ist bevorzugt, dass zur Steigerung der Übertragungssicherheit in einem verbotenen Bereich V, insbesondere in einem zeitlichen Bereich zwischen einem Ende des Pulses und dem Beginn eines nachfolgenden 1 -Millisekunden-Takts, eine Prüfinformation, beispielsweise als Prüf-Bit („parity-Bit"), übertragen wird.
Je nach Anzahl der möglichen Ansteuerzustände Z beziehungsweise der verschiedenen vorgesehenen Befehls-Informationen SZ erhöht und erniedrigt sich der zu codierende Informationsumfang, sodass sich beispielsweise eine Signalfrequenz erhöht beziehungsweise erniedrigt. Bei einem alternativen Verfahren wird zur Reduktion des mit dem Echtzeit-Signal S zu übermittelnden Informationsumfangs eine Daten-Information bereits vor dem Echtzeit-Signal S über die Daten-Schnittstellen 8 und das Daten- Kommunikationsmittel 9 übertragen.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird über ein Vorzeichen der Spannung U, also über eine Polarität, eine Information zum Ein- oder Ausschalten des jeweiligen, durch die Pulsweitencodierung bestimmten Relais KA, KH beziehungsweise der Wicklungen EW, HW übertragen. Vorzugsweise wird durch eine positive Spannung U ein Einschaltsignal und über eine negative Spannung U ein Ausschaltsignal bestimmt.
Die Fig. 5A zeigt ein alternatives Verfahren zum Zeit-Spannungsdiagramm der Fig. 5, gemäß dem eine Befehlsinformation über einen Pulsabstand mit dem Echtzeit-Signal S übertragen wird. Das heißt, es wird der Abstand zwischen dem Signal S1 und S2 gemessen und davon abhängig die codierte Befehlsinformation herausgelesen. Dies erfolgt beispielsweise in einem 1 ms-Raster, wobei der Pulsabstand zwischen 100 und 800 s sein kann. Zusätzlich wird am Anfang jeder Taktung ein Zeit- Synchronisationssignal TS übermittelt. Somit ist eine Informationskodierung möglich.
Die Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Informationscodierung beim Betreiben des Systems 1 , die sich von der in der Fig. 5 gezeigten dadurch unterscheidet, dass als Echtzeit-Signal S eine Mehrzahl von Pulsen pro 1 -Millisekunden-Takt übertragen werden, wobei die Befehls-Information SZ auch durch eine Anzahl der Pulse pro 1 - Millisekunden-Takt codiert wird. Vorzugsweise wird die Befehls-Information SZ des Echtzeit-Signal S sowohl pulsweitencodiert als auch durch die Anzahl der Pulse codiert übertragen. Dabei sind, wie in der Fig. 6 A) und in der Fig. 6 B) exemplarisch dargestellt, je nach zu codierendem Informationsumfang verschiedene Kombinationen von Länge und Anzahl der Pulse bevorzugt. Ferner sind die einzelnen Pulse, vorzugsweise durch einen bestimmten Pulsabstand W, zeitlich voneinander beabstandet, um eine Sicherheit für eine korrekte Informationsübermittlung und -Interpretation zu erhöhen. Ferner ist eine Codierung des Echtzeit-Signals S mittels Länge und Anzahl von Pulsen besonders flexibel, insbesondere bezüglich einer unterschiedlichen Anzahl von möglichen Befehls-Information SZ, anpassbar.
Die Fig. 7 zeigt einen Schaltplan eines bevorzugten Systems 1 , das sich von dem in der Fig. 1 A) gezeigten dadurch unterscheidet, dass in der Ansteuereinrichtung 4 eine Zustandsmaschine 22 hinterlegt ist, wobei die Zustandsmaschine 22 für eine bestimmte Folge von Ansteuerzuständen Z definiert ist.
Bei einem bevorzugten Verfahren zum Betreiben dieses Systems 1 wird die Zustandsmaschine 22 mittels des Echtzeit-Signals S, das über die Echtzeit-Schnittstellen 6 und das Echtzeit-Kommunikationsmittel 10 von der Steuerung 3 zu der Ansteuereinrichtung 4 übertragen wird, durchgetaktet, das heißt, dass durch eine Folge von Echtzeit-Signalen S jeweils ein gemäß der Folge von Ansteuerzuständen Z nachfolgender Ansteuerzustand Z durch die Zustandsmaschine 22 geschaltet wird. Als Befehls- Information SZ muss also nur ein Startimpuls als Information für einen Übergang an die Zustandsmaschine 22 übertragen werden, beispielsweise als eine Spannungsflanke des Echtzeit-Signals S, welches die Zustandsmaschine 22 triggert.
Ein Nachteil einer Zustandsmaschine 22 ist möglicherweise, dass die Steuerung 3 im Fehlerfall keine Information über eine tatsächliche Ansteuerung hat. Deshalb ist bevorzugt, dass in der Steuerung 3 ein Modell der Zustandsmaschine 22 hinterlegt ist, das beim Durchtakten entsprechend parallel mitgeführt wird, sodass in der Steuerung 3 eine Information über den jeweiligen Zustand der Zustandsmaschine 22 verfügbar ist.
Im Übrigen ist bei einem bevorzugten System 1 die Zustandsmaschine 22 als feste, vorbestimmte Zustandsmaschine 22 mit geringem Bauteilaufwand technisch einfachst ausgebildet. Ein Nachteil einer solchen Zustandsmaschine 22 ist, dass die Steuerung 3 keine Einflussmöglichkeit auf die Abfolge der Ansteuerzustände Z hat. Deshalb ist alternativ bevorzugt, dass die Zustandsmaschine, wie in der Fig. 7 dargestellt, konfigurierbar ausgebildet ist. Dabei wird bei einem bevorzugten Verfahren eine bestimmte Folge von Ansteuerzustände Z als Daten-Information über die Daten-Schnittstellen 8 bereits vor einem Echtzeit-Signal S von der Steuerung 3 zu der Ansteuereinrichtung 4 übertragen und in der Zustandsmaschine 22 hinterlegt. Dadurch ist die Zustandsmaschine 22 einfach und flexibel variierbar.
Ferner ist bevorzugt, dass eine bestimmtes Folgeglied der von der Zustandsmaschine 22 repräsentierten Folge von Ansteuerzuständen Z über die Daten-Schnittstellen 8 vorbestimmt wird und anschließend für einen zeitlich exakten Schaltvorgang mit dem Echtzeit-Signal S als Trigger-Signal der diesem Folgeglied entsprechende Ansteuerzu stand Z eingeschaltet wird. So lässt sich die Folge von Ansteuerzuständen Z an beliebiger Stelle starten, um bestimmte Sequenzen oder Subsequenzen der Folge anzusteuern.
Die Fig. 8 zeigt schematisch ein Zeit- und Spannungsdiagramm mit einer Informations Codierung eines Echtzeit-Signals S eines bevorzugten Verfahrens zum Betreiben des Systems 1 , bei dem eine bestimmte Befehls-Informationen SZ über ein spannungsco- diertes Echtzeit-Signal S übertragen wird. In der Fig. 8 ist das Echtzeit-Signal S als Verlauf der Spannung U gegen die Zeitachse t aufgetragen, wobei hier in zeitlicher Ab folge vier Befehls-Informationen SZ mittels unterschiedlicher Spannungshöhen Ui bis U4 codiert als Echtzeit-Signal S übertragen werden. So lässt sich dem Echtzeit-Signal S mittels der Spannung U ein zusätzlicher Informationsumfang hinzufügen, und zwar ohne zusätzliche zeitliche Verzögerung bei der Übertragung. Bei einem alternativen Verfahren nimmt das Echtzeit-Signal S auch negative Spannungen U an, beispielswei se um zusätzliche Ansteuerzustände Z zu codieren.
Es ist bevorzugt, dass ein durch die Spannungshöhen Ui bis U4 bestimmter Ansteuerzustand Z zu einem Zeitpunkt einer Flanke des Echtzeit-Signals S angesteuert, also ein- bzw. ausgeschaltet, wird. So lassen sich sehr kurze Schaltzeiten, die im Wesentlichen durch die Schaltzeiten der Bauteile der Echtzeit-Schnittstellen 6 bestimmt sind, realisieren. Bei einem alternativen Verfahren ist bevorzugt, dass eine Befehls-Information SZ, die als ein pulsweitenmoduliertes Echtzeitsignal, insbesondere nach Fig.5, übertragen wird, zusätzlich über Spannungshöhen Ui bis U4 codiert ist, und zwar vorzugsweise über Vorzeichen der Spannung zum Ein- und Ausschalten eines Ansteuerzustands Z beziehungsweise eines jeweiligen Relais gemäß der Tabelle in Fig. 2. So lässt sich die
Pulsweitencodierung nach Fig. 5 zumindest um ein Bit an Informationsumfang reduzieren, um kürzere Übertragungszeiten des Echtzeit-Signals S zu erzielen.
Die Fig. 9 A) zeigt einen Schaltplan eines bevorzugten Systems 1 , das sich von dem in der Fig. 7 dargestellten dadurch unterscheidet, dass die Ansteuereinrichtung 4 einen
Zeitgeber 23 zur Ansteuerung der Zustandsmaschine 22 umfasst. Dabei ist eine feste, vorbestimmte Folge von Ansteuerzuständen Z in der Zustandsmaschine 22 hinterlegt und es ist vorzugsweise ein bestimmter Zeitablauf mit zugehörigen Ansteuerdauern T in dem Zeitgeber 23 hinterlegt.
Bei einem Verfahren zum Betreiben dieses Systems 1 wird in einem ersten Schritt der Zeitablauf, also die Ansteuerdauern T, von der Steuerung 3 als Daten-Information über die Daten-Schnittstellen 8 in den Zeitgeber 23 übertragen. Für ein möglichst genaues zeitliches Schalten der jeweiligen Ansteuerzustände Z wird der Zeitgeber 23 durch das Echtzeit-Signal S gestartet, woraufhin dieser in einer zeitlichen Abfolge gemäß dem
Zeitablauf jeweils nach den jeweiligen Ansteuerdauern T die Zustandsmaschine 22 zeitlich exakt triggert, und zwar insbesondere ohne jegliche Verzögerung aufgrund der Kopplung zwischen Steuerung 3 und Ansteuereinrichtung 4. So wird mit einem Echtzeit-Signal S als Startsignal die in der Zustandsmaschine 22 hinterlegte Abfolge von Ansteuerzuständen Z entsprechend den in dem Zeitgeber 23 hinterlegten Ansteuerdauern T mit hoher zeitlicher Genauigkeit automatisiert durch die Ansteuereinrichtung 4 angesteuert.
Bei einem alternativen, bevorzugten System 1 ist die Steuereinrichtung 4 mit einer Zu- Standsmaschine 22 ausgebildet, die sowohl für die bestimmte Folge von Ansteuerzuständen Z als auch vorzugsweise die zugehörigen Ansteuerdauern T ausgebildet ist, sodass der separate Zeitgeber 23 eingespart ist.
Die Fig. 9 B) zeigt ein Diagramm eines exemplarischen zeitlichen Verlaufs von Ansteu- erzuständen Z bei einer Ansteuerung eines Systems 1 gemäß der Fig. 9 A) entlang der Zeitachse t. Dabei wird vor einem Zeitpunkt die Folge von Ansteuerdauern T als Daten-Information über die Daten-Schnittstellen 8 in den Zeitgeber 23 und zum Zeitpunkt t-ι ein Echtzeit-Signal S zum Starten des Zeitgebers 23 übertragen. Daraufhin werden die durch die Folge festgelegten Ansteuerzustände Z entsprechend den Ansteuerdauern T von der Ansteuereinrichtung 4 selbsttätig zeitlich genau angesteuert, und zwar: Zum Zeitpunkt t-ι wird das Anzugsrelais KA eingeschaltet, anschließend wird zum Zeitpunkt t2 zusätzlich das Halterelais KH eingeschaltet, daraufhin wird zum Zeitpunkt t3 das Anzugsrelais KA ausgeschaltet und schließlich wird zum Zeitpunkt t4 auch das Halterelais KH ausgeschaltet. Dabei ergeben sich die Zeitpunkte t2 bis t4 aus der hinterlegten Folge der Ansteuerdauern T.
Vorzugsweise wird eine vollständige Folge als Ansteuersequenz oder, alternativ, vorzugsweise auch nur eine geeignete Teilfolge als Subsequenz in der Steuereinrichtung 4 hinterlegt und eine Ansteuerung gemäß dieser Sequenz von der Steuerung 3 mittels eines Echtzeit-Signals S gestartet. Vorzugsweise ist die Ansteuereinrichtung 4, insbesondere der Zeitgeber 23 und die Zustandsmaschine 22, so ausgebildet, dass eine bereits ablaufende Ansteuerung gemäß einer solchen Sequenz auch durch ein Echtzeit- Signal S als Ausschaltsignal in Echtzeit beendet wird.
Die Fig. 10 zeigt einen Schaltplan eines bevorzugten Systems 1 , das sich von dem in der Fig. 1 A) gezeigten dadurch unterscheidet, dass das Echtzeit- Kommunikationsmittel 10 eine Mehrzahl, hier beispielsweise zwei, parallele Kommunikationsleitungen 10a, 10b aufweist, wobei eine Befehls-Information SZ zum Erreichen eines bestimmten Ansteuerzustand Z Bit-codiert über die parallelen Kommunikationsleitungen 10a, 10b parallel übermittelt wird. In diesem Ausführungsbeispiel lassen sich über die beiden parallelen Kommunikationsleitungen 10a, 10b, also insgesamt vier unterschiedliche Befehls-Informationen SZ entsprechend Bit-codiert übertragen, sich also zwei Ansteuerleitungen 7a, 7b unabhängig voneinander ansteuern.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst das Echtzeit-Kommunikationsmittel 10 mehr als zwei parallele Kommunikationsleitungen 10a, 10b, sodass eine größere Anzahl unterschiedlicher Befehls-Information SZ, also ein höherer Informationsumfang, als Echtzeit-Signal entsprechend übertragbar ist. Im Übrigen ist bei einem alternativen Beispiel die Schnittstelleneinrichtung 5, beziehungsweise die Steuerung 3 und/oder die Ansteuereinrichtung 4, mit einer Mehrzahl von einzelnen Echtzeit-Schnittstellen 6 entsprechend der Anzahl der parallelen Kommunikationsleitungen 10a, 10b ausgebildet.
Die Fig. 1 1 zeigt einen Schaltplan eines bevorzugten Systems 1 , das sich von dem in der Fig. 1 A) dargestellten dadurch unterscheidet, dass das Einspurrelais ES mit einer Einfachspule ausgebildet ist und für jede anzusteuernde Ansteuerleitung 7a, 7b, 7c, also auch für jedes anzusteuernde Relais KA, KH, ES, eine separate, jeweils parallel ge- schaltete, Kommunikationsleitung 10a, 10b, 10c des Echtzeit-Kommunikationsmittels
10 ausgebildet ist, wobei jeweils mit einem separaten Echtzeit-Signal S über eine bestimmte Kommunikationsleitung 10a, 10b, 10c jeweils unabhängig nur die zugehörige Ansteuerleitung 7a, 7b, 7c an- oder ausgeschaltet wird. Dadurch wird ein zusätzlicher Aufwand für die Codierung einer bestimmten Befehls-Information SZ vermieden und außerdem eine für die Codierung oder die Übertragung der codierten Befehls-
Information SZ benötigte Zeit eingespart, sodass eine höhere Genauigkeit bei der An- steuerung erzielt wird. Ferner wird so eine hohe Ansteuersicherheit erzielt.
Diese Vorteile ergeben sich auch, wenn bei einem alternativen Ausführungsbeispiel über die parallelen Kommunikationsleitungen 10a, 10b, 10c eine Befehls-Information
SZ als ein einzelnes Echtzeit-Signal S übertragen wird, wobei jedes anzusteuernde Relais KA, KH, ES separat durch eine einzelne Kommunikationsleitung 10a, 10b, 10c angesteuert wird. Die Fig. 12 A) zeigt einen Schaltplan eines bevorzugten Systems 1 , das sich von dem in der Fig. 1 A) dargestellten dadurch unterscheidet, dass die Echtzeit-Schnittstelle 6 der Steuerung 3 als ein Interface zu einem Zeitgeber, insbesondere einem GPTA®, gegen Masse geschaltet, beispielsweise mit einer sogenannten LowSide-Endstufe, ausgebildet ist.
Das GPTA® (General Purpose Timer Array) ist ein Mikrocontroller-Peripheriebaustein mit speziellen Funktionen zur PWM-Signal-Generierung beziehungsweise zur Messung von Eingangssignalen (Input Capture). Das GPTA® umfasst mehrere Funktionszellen, die flexibel miteinander verschaltet werden können und so komplexe und schnelle Ausgangspulsmuster erzeugen können. Mit der Funktion eines GPTA® lassen sich schnelle sich wiederholende und sich verändernde sowie komplexe PWM-Muster mit hoher Auflösung bzw. kleinen Periodenzeiten erzeugen. Wird für die Steuereinheit 3 ein Mikrocontroller verwendet, so wird entweder erst durch die Verwendung des GPTA® ein entsprechend komplexes und schnelles Echtzeit-Signal S darstellbar oder der Mikrocontroller wird für die Erzeugung des komplexen Echtzeit-Signals S bezüglich der Rechenleistungsanforderung sehr stark entlastet.
Die Fig. 12 B) zeigt einen Schaltplan eines bevorzugten Systems 1 , das sich von dem in der Fig. 1 A) dargestellten dadurch unterscheidet, dass die Steuerung 3 und die An- Steuereinrichtung 4 nur mittelbar durch Daten-Kommunikationsmittel 9 miteinander gekoppelt sind, wobei beispielsweise ein Zentralcomputer 24 mit einer Vermittlungseinrichtung 25, einem sogenannten Gateway, zwischengeschaltet ist. So lassen sich eine Steuerung 3 und eine Ansteuereinrichtung 4 mit unterschiedlichen Daten-Schnittstellen 8, die insbesondere für unterschiedliche Daten-Kommunikationsmittel 9, 9a ausgebildet sind, miteinander verbinden, indem die Vermittlungseinrichtung 25 eine entsprechende
Schnittstellenkonvertierung vornimmt. So ist vorzugsweise das Daten-Kommunikationsmittel 9 als ein sogenannter CAN-Bus und das Daten-Kommunikationsmittel 9a als ein sogenannter LIN-Bus ausgebildet. Die Fig. 12 C) zeigt einen Schaltplan eines bevorzugten Systems 1 , das sich von dem in der Fig. 1 A) dargestellten dadurch unterscheidet, dass die Steuerung 3 durch eine schaltungstechnisch vereinfachte Daten-Schnittstelle 8 ausgebildet ist, wobei eine LIN- Bus-Schnittstelle durch eine gegen Masse geschaltete Schaltvorrichtung für kleine e- lektrische Leistungen als„LIN-Sender" und eine digitale Eingangsstufe als„LIN- Empfänger" emuliert wird. So lässt sich die Steuerung 3 kostengünstiger herstellen.
Die Fig. 12 D) zeigt einen Schaltplan eines bevorzugten Systems 1 gemäß der Fig. 1 , wobei das Daten-Kommunikationsmittel 9 als ein bidirektionaler 1 -bit-Bus ausgebildet ist, und zwar als LIN-Bus. Bei einem alternativen bevorzugten System 1 ist das Daten- Kommunikationsmittel 9 als CAN-Bus oder eine bidirektionale 1 -Bit-Schnittstelle gemäß ISO 9141 , auch als K-Line bezeichnet, ausgebildet. Dementsprechend sind dann auch die jeweiligen Daten-Schnittstellen 8 passend ausgebildet. Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerische Darstellungen für die Erfindung als Wesentlich verwie- sen.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Systems (1 ), insbesondere einer Startvorrichtung (100) zum Starten einer Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei in dem System (1 ) über ein Echtzeit-Kommunikationsmittel (10) ein Echtzeit-Signal (S) zum Erreichen eines Ansteuerzustands (Z) einer Ansteuereinrichtung (4) von einer Steuerung (3) zu der Ansteuereinrichtung (4) mittels Echtzeit-Schnittstellen (6) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinrichtung (4) und die Steuerung (3) jeweils eine Daten-Schnittstelle (8) aufweisen, über die eine Daten-Information mit einem Daten-Kommunikationsmittel (9) übertragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Echtzeit-Signal (S) eine Befehls-Information übertragen wird, die den Ansteuerzustand (Z) oder eine Änderung des Ansteuerzustands (Z) bestimmt, vorzugsweise wobei ein bestimmter Ansteuerzustand (Z), insbesondere für eine bestimmte Ansteuerdauer (T), ein- oder ausgeschaltet wird und/oder ein gemäß einer bestimmten Folge von Ansteuerzuständen (Z) nachfolgender Ansteuerzustand (Z) gestartet wird und/oder die bestimmten Folge selbst gestartet wird, insbesondere wobei die bestimmte Folge einen bestimmten Zeitablauf der Ansteuerzustände (Z) umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich vor dem Echtzeit-Signal (S) von der Steuerung (3), insbesondere von einer Motorsteuerung, über das Daten-Kommunikationsmittel (9), das insbesondere als ein bidirektionaler 1 -bit-Bus ausgebildet ist, eine Daten-Information zu der Ansteuereinrichtung (4) übertragen wird, die vorzugsweise einen Ansteuerzustand (Z), eine Änderung des Ansteuerzustands (Z), eine Ansteuerdauer (T), eine Folge von Ansteuerzuständen (Z) und/oder einen Zeitablauf für die Folge bestimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem
Echtzeit-Signal (S) eine Befehls-Information pulsweitencodiert übertragen wird, und zwar insbesondere mit genau einem Puls oder mit einer Mehrzahl von Pulsen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Echtzeit-Signal (S) eine Befehls-Information über einen Pulsabstand eines oder mehrerer Pulse codiert übertragen wird und insbesondere ein Zeit-Synchronisationsimpuls am Anfang eines besonders bevorzugt 1 ms- Rasters übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Echtzeit-Signal (S) eine Befehls-Information spannungsco- diert, besonders bevorzugt mit einem Vorzeichen einer elektrischen Spannung (U) des Echtzeit-Signals (S) codiert übertragen wird, insbesondere zum Ein- oder Ausschalten eines Ansteuerzustand (Z).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Echtzeit-Signal (S) eine Befehls-Information Bit-codiert mittels der Echtzeit-Schnittstellen (6) und einer Mehrzahl von parallelen Kommunikationsleitungen (10a, 10b, 10c) des Echtzeit-Kommunikationsmittels (10) parallel übertragen wird und vorzugsweise die bestimmte Mehrzahl einer Anzahl von durch die Ansteuereinrichtung (4) unabhängig ansteuerbaren e- lektrischen Verbrauchern, insbesondere Schaltvorrichtungen (KA, KH, ES), entspricht.
Schnittstelleneinrichtung (5) für eine Steuerung (3) oder eine Ansteuereinrichtung (4), die insbesondere jeweils für eine Startvorrichtung (100) eines Kraftfahrzeugs zum Starten einer Brennkraftmaschine (2) ausgebildet sind, wobei die Schnittstelleneinrichtung (5) eine Echtzeit-Schnittstelle (6) aufweist, die zum Übertragen eines Echtzeit-Signals (S), insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, von der Steuerung (3) zu der Ansteuereinrichtung (4) über ein Echtzeit-Kommunikationsmittel (10) zum Erreichen eines Ansteuerzustands (Z) der Ansteuereinrichtung (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelleneinrichtung (5) eine Daten-Schnittstelle (8) für ein Daten-Kommunikationsmittel (9) aufweist, mit dem die Steuerung (3) und die Ansteuereinrichtung (4) koppelbar sind.
Startvorrichtung (100) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem System (1 ), das eine Steuerung (3) und eine An- Steuereinrichtung (4) umfasst, die jeweils mittels Echtzeit-Schnittstellen (6) über ein Echtzeit-Kommunikationsmittel (10) zum Übertragen eines Echtzeit- Signals (S) gekoppelt sind, wobei das Echtzeit-Signal (S) zum Erreichen eines Ansteuerzustands (Z) der Ansteuereinrichtung (4) von der Steuerung (3) zu der Ansteuereinrichtung (4) übertragbar ist, und zwar insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (3) und die Ansteuereinrichtung (4) jeweils eine Daten-Schnittstelle (8) aufweisen, über die sie mit einem Daten- Kommunikationsmittel (9) gekoppelt sind.
10. Computerprogrammprodukt, das in einen Programmspeicher (12) mit Programmbefehlen eines Mikrocomputers (1 1 ) ladbar ist, um alle Schritte eines Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, insbesondere wenn das Computerprogrammprodukt in der Steuerung (3) und/oder der Ansteuereinrichtung (4) ausgeführt wird.
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