EP3722591A1 - Parallelstartanlage zum starten eines verbrennungsmotors - Google Patents

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EP3722591A1
EP3722591A1 EP20167701.0A EP20167701A EP3722591A1 EP 3722591 A1 EP3722591 A1 EP 3722591A1 EP 20167701 A EP20167701 A EP 20167701A EP 3722591 A1 EP3722591 A1 EP 3722591A1
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EP
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starters
logic unit
pinion
spin
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EP20167701.0A
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Kevin Kubelka
Henning Stöcklein
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SEG Automotive Germany GmbH
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SEG Automotive Germany GmbH
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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

Definitions

  • the present invention relates to a parallel start system for starting an internal combustion engine.
  • the starters can be synchronized by connecting switching contacts in series.
  • the engaging relays of all starters are activated simultaneously and these begin with the meshing process of the pinions in the ring gear.
  • the main power for all starters is switched on only after the last single starter has meshed.
  • a parallel start system with little wiring is known.
  • This comprises several starters connected in parallel, each of which has a starter motor and an engagement relay.
  • This parallel start system can be implemented particularly simply and inexpensively if at least one of the switches includes a power relay that switches the main current path to the associated starter motor, and the engagement relay, the power relay and the starter motor are implemented as a structural unit.
  • each of the at least two starters of the parallel start system has a logic unit with a data interface, via which the logic units are connected to one another for data transmission.
  • a first of the starters then acts as a master, the logic unit of which is set up to respond to the receipt of a start request, in particular from a higher-level processing unit such as e.g.
  • the engine control unit to output a single-track request and a spin request to the logic unit of at least one further starter that functions as a slave, the logic unit of the at least one further starter being set up to switch the mechanical actuator, in particular a single-track relay, to the receipt of the track-in request Bringing the pinion into the meshing position and actuating the starter motor to turn the pinion upon receipt of the spin request.
  • the mechanical actuator in particular a single-track relay
  • the availability of the starting system can even be increased beyond that of a single starter by means of limited redundancy, provided that a corresponding "emergency running concept" is implemented. For example, a restricted “emergency operation” with e.g. 2 out of 3 starters are still allowed.
  • the individual starters of a parallel start system are thus each equipped with a logic unit (intelligent control electronics) (in particular instead of an electromechanical control relay), which can both trigger the engagement process (toe-in movement) and operate the main power switch to energize the starter motor.
  • a logic unit intelligent control electronics
  • electromechanical control relay an electromechanical control relay
  • the determination of which the starter is the first starter or master within the meaning of the invention can, for example, already after manufacture or only at the installation site, for example by appropriate cabling (the master is the starter who (e.g. as the only or first) with the higher-level processing unit is connected) or connector coding or corresponding configuration, both hardware (e.g. jumpers, DIP switches) and software (so-called end-of-line programming) can be specified.
  • the master is the starter who (e.g. as the only or first) with the higher-level processing unit is connected
  • connector coding or corresponding configuration both hardware (e.g. jumpers, DIP switches) and software (so-called end-of-line programming) can be specified.
  • the logic unit of the first of the at least two starters is expediently set up to control the mechanical actuator for bringing the pinion into the meshing position upon receipt of the start request.
  • the master also sprints into action after receiving the start request.
  • the logic unit of the at least one further starter is preferably set up to output an engagement message after the pinion has been successfully brought into the engagement position. In this way, the master can easily check when the meshing process of the slave or slaves is completed and whether or which meshing processes were successful.
  • the logic unit of the first starter is expediently set up to output the spin request upon receipt of a lean-in message from the logic unit of the at least one further starter and / or to control its own starter motor to spin the pinion.
  • the master sends the command to switch the main current (current for starter motor) to all starters involved (and preferably also switches its own main current) so that the cranking process of the internal combustion engine is synchronized can begin.
  • the logic unit of the first starter is set up to output the spin request and / or to control the starter motor to spin the pinion after a predetermined period of time has elapsed after the input request has been issued.
  • this allows the internal combustion engine to be started even if not all of the meshing processes have been successfully completed, e.g. because of a so-called tooth-on-tooth position between pinion and ring gear or the like.
  • the master sends the command to switch the main current (current for starter motor) to all or only to the engaged starters (and preferably also switches its own main current) so that the cranking process of the internal combustion engine can begin in a synchronized manner.
  • This second alternative comprises that the logic unit of the first starter is set up to only output the spin request to the logic unit of the further starter from which it has received a lane-in message after the predetermined time period has elapsed after the input request has been issued.
  • the logic unit of the first starter advantageously has a single data interface for receiving the start request, for outputting the engagement request, for outputting the spin request and for receiving the lane message.
  • This data interface is thus bidirectional. Such an embodiment manages with a few additional components.
  • the logic unit of the first starter has a first data interface for receiving the start request and a second data interface for outputting the engagement request and the spin request and for receiving the engagement message.
  • the first data interface is used for communication with the superordinate computing unit and the second data interface is used for communication between the starters.
  • the first data interface must be at least unidirectional in order to be able to transmit the start request to the first starter.
  • the second data interface must be bidirectional in order to be able to transmit the engagement request, spin request and engagement message.
  • At least one of the single, first or second data interfaces is preferably a bus interface, in particular CAN, FlexRay or LIN. This means that proven interfaces can be used.
  • FIG. 1 a parallel launch system according to a preferred embodiment of the invention is shown schematically and designated as a whole by 100.
  • the parallel starting system 100 is connected to a network 20, for example an on-board network of a vehicle, and is used to start an internal combustion engine 10.
  • the internal combustion engine 10 has a crankshaft 12 and a ring gear 11 connected to it in a rotationally fixed manner. To start the internal combustion engine, the ring gear 11 and thus the crankshaft 12 must be set in rotation until a rotational speed sufficient for ignition is reached.
  • the network 20 is supplied, for example, by a battery 21, which in the present case supplies a computer unit 23 for controlling the parallel start system 100, for example an engine control unit, the parallel start system 100 and other electrical loads or consumers 24 via a fuse box 22.
  • a computer unit 23 for controlling the parallel start system 100 for example an engine control unit, the parallel start system 100 and other electrical loads or consumers 24 via a fuse box 22.
  • the parallel starting system 100 has a first starter 110 (master) and two further starters 120, 130 (slaves), each of which has a logic unit 111, 121, 131, a switching / meshing unit 112, 122, 132, a starter motor M and a pinion 113, 123, 133.
  • the logic unit 111 of the first starter 110 has a first data interface 111a for communication with the computing unit 23 and a second data interface 111b for communication with the further starters 120, 130.
  • the logic units 121, 131 of the further starters in turn each have a data interface 121b or 131b for communication with the logic unit 111 of the first starter.
  • Communication between the starters takes place via a bidirectional interface, in particular a CAN interface.
  • the communication between the computing unit 23 and the logic unit 111 of the first starter also takes place via a bi-directional interface.
  • the respective shift / meshing units 112, 122 and 132 of the starters have, on the one hand, an actuator for moving the respective pinion 113, 123, 133 into the meshing position shown in the figure, in which the respective pinion is in engagement with the ring gear 11 of the internal combustion engine 10 stands up.
  • the respective pinion in the figure can move horizontally along the double arrow to the right and moved to the left. In the starting position, the respective pinion is out of engagement with the ring gear 11 and must first be brought into engagement with the ring gear 11 in order to start the internal combustion engine.
  • the respective switching / meshing unit 112, 122, 132 has a switch, in particular a relay, for energizing the starter motor M.
  • the respective switching / meshing unit is controlled by the associated logic unit.
  • the method begins in a step 201 when a start request occurs in the network 20.
  • a step 202 the start request is transmitted from the computing unit 23 to the first starter 110.
  • a step 203 the start request is checked for plausibility by the logic unit 111 of the first starter 110, an error message being able to be transmitted back to the processing unit 23, connection 204, in particular in the event that the start request is viewed as inadmissible.
  • the plausibility check can include at least one check selected from whether an immobilizer is active, whether the drive train is in a startable state, e.g. because the transmission and / or clutch are torque decoupled and the internal combustion engine is at a standstill, whether the temperature of the starter is in a permissible range and whether the on-board electrical system voltage is in a permissible range
  • the logic unit 111 of the first starter 110 outputs a single-lane request to the logic units 121, 131 of the further starters in step 205.
  • step 206 the logic units 111, 121, 131 control their respective shifting / meshing units 112, 122, 132 in order to move the respective pinion 113, 123, 133 into the position shown in FIG Figure 1 Spend shown lane position. Furthermore, the logic units 121, 131 of the further starters are set up to output a gear-in message, which is transmitted to the logic unit 111 of the first starter 110, after the associated pinion 123, 131 has been successfully brought into the engaging position.
  • step 207 the logic unit 111 of the first starter 110 monitors the respective engagement processes. If the logic unit 111 receives the tracking message from all further starters, the process continues with step 208.
  • step 209 it is checked whether a predetermined waiting time, for example since the issuing of the lane command or since the receipt of the start request, has already expired. If this is not the case, a return is made to step 207. If this is the case, however, the process continues with step 210.
  • a predetermined waiting time for example since the issuing of the lane command or since the receipt of the start request.
  • the logic unit 111 of the first starter 110 outputs a cranking request to the further starters at its interface 111b and controls its own shifting / meshing unit 112 so that the starter motor M is supplied with the main current, to spin the associated pinion.
  • the logic units 121, 131 control the associated switching / meshing units 122, 132 in order to supply the respective starter motor M with main current in order to spin the associated pinion.
  • the internal combustion engine is therefore started regularly in step 211, whereas the internal combustion engine is started in an emergency in step 212.
  • the logic unit 111 of the first starter 110 in step 210 at its interface 111b only outputs a spin request to those further starters from which a tracking report has been received, for example in the form of addressed data.
  • the starters are operated with engagement notification under increased specific load with a reduced permissible duty cycle, in order to enable a start attempt even in the event of a fault. If a bidirectional interface to the on-board network 20 or to the computing unit 23 is used, this error state can be reported back to this in order to initiate a service process as soon as possible.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Parallelstartanlage (100) zum Starten eines Verbrennungsmotors (10), aufweisend wenigstens zwei Starter (110, 120, 130), wobei jeder der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) ein Ritzel (113, 123, 133) zum Eingreifen in einen Zahnkranz des zu startenden Verbrennungsmotors, einen Startermotor (M) zum Durchdrehen des Ritzels (113, 123, 133), einen mechanischen Aktor (112, 122, 132) zum Verbringen des Ritzels (113, 123, 133) in eine Einspurposition und eine Logikeinheit (111, 121, 131) mit einer Datenschnittstelle (111a, 111b, 121b, 131b) aufweist, wobei die Logikeinheit (111, 121, 131) dazu eingerichtet ist, den mechanischen Aktor (112, 122, 132) zum Verbringen des Ritzels (113, 123, 133) in die Einspurposition anzusteuern und den Startermotor (M) zum Durchdrehen des Ritzels (113, 123, 133) anzusteuern, wobei die Logikeinheit (111) eines ersten der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, auf den Empfang einer Startanforderung hin eine Einspuranforderung und eine Durchdrehanforderung auszugeben, wobei die Logikeinheit (121, 131) wenigstens eines weiteren der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, auf den Empfang der Einspuranforderung hin den mechanischen Aktor (112, 122, 132) zum Verbringen des Ritzels (113, 123, 133) in die Einspurposition anzusteuern und auf den Empfang der Durchdrehanforderung hin den Startermotor (M) zum Durchdrehen des Ritzels (113, 123, 133) anzusteuern.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Parallelstartanlage zum Starten eines Verbrennungsmotors.
    • Stand der Technik
  • Zum Starten von Verbrennungsmotoren werden üblicherweise elektrisch betätigte Starter verwendet. Bei größeren Motoren mit mehreren Zehn oder Hundert Litern Hubraum, wie z.B. bei Baumaschinen, großen Traktoren, Stationärmotoren und auch Schiffsmotoren, ist es bekannt, mehrere Starter parallel zu schalten, um die hohe Starterleistung bereitstellen zu können. Bei diesen sog. Parallelstartanlagen wirken gleichzeitig mehrere Elektrostarter auf den Zahnkranz des Verbrennungsmotors und können somit gemeinsam die erforderliche Startleistung aufbringen.
  • Um eine Überlastung der verwendeten Starter zu Beginn der Startphase zu vermeiden, können die Starter durch eine Reihenschaltung von Schaltkontakten synchronisiert werden. Zu Beginn des Startvorgangs werden die Einrückrelais aller Starter gleichzeitig angesteuert und diese beginnen mit dem Einspurvorgang der Ritzel in den Zahnkranz. Der Hauptstrom für alle Starter wird gleichzeitig erst nach dem Einspuren des letzten Einzelstarters geschaltet.
  • Bei einer festen Reihenschaltung der Einzelkontakte führt eine Störung an einem einzelnen Starter oder an der Verkabelung zwischen den Startern jedoch zum Komplettausfall der Startanlage. Die Ausfallwahrscheinlichkeit des Gesamtsystems wird somit entsprechend der Anzahl der eingesetzten Starter erhöht. Werden die Erregerspulen der (Motorstrom-)Schaltrelais aller Einzelstarter gleichzeitig angesteuert, wird die Stromaufnahme im Ansteuerpfad und in dessen Schaltelement (z.B. im Motorsteuergerät) vervielfacht.
  • Aus der DE 10 2005 006 248 A1 ist eine Parallelstartanlage mit geringem Verdrahtungsaufwand bekannt. Diese umfasst mehrere parallel geschaltete Starter, die jeweils einen Startermotor und ein Einrückrelais aufweisen. Diese Parallelstartanlage kann besonders einfach und kostengünstig realisiert werden, wenn mindestens einer der Schalter ein Leistungsrelais umfasst, das den Hauptstrompfad zum zugehörigen Startermotor schaltet, und das Einrückrelais, das Leistungsrelais und der Startermotor als bauliche Einheit realisiert sind.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden eine Parallelstartanlage zum Starten eines Verbrennungsmotors und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Erfindung bedient sich der Maßnahme, das parallele Betreiben mehrerer Starter nicht mehr schaltungstechnisch, sondern informationstechnisch zu steuern. Dazu weist jeder der wenigstens zwei Starter der Parallelstartanlage eine Logikeinheit mit einer Datenschnittstelle auf, über welche die Logikeinheiten datenübertragend miteinander verbunden sind. Ein erster der Starter fungiert dann als Master, dessen Logikeinheit dazu eingerichtet ist, auf den Empfang einer Startanforderung hin, insbesondere von einer übergeordneten Recheneinheit wie z.B. dem Motorsteuergerät, eine Einspuranforderung und eine Durchdrehanforderung an die Logikeinheit mindestens eines weiteren Starters, der als Slave fungiert, auszugeben, wobei die Logikeinheit des mindestens einen weiteren Starters dazu eingerichtet ist, auf den Empfang der Einspuranforderung hin den mechanischen Aktor, insbesondere ein Einspurrelais, zum Verbringen des Ritzels in die Einspurposition anzusteuern und auf den Empfang der Durchdrehanforderung hin den Startermotor zum Durchdrehen des Ritzels anzusteuern. Wenngleich im Folgenden meist von einem bzw. dem weiteren Starter die Rede ist, gelten die beschriebenen Maßnahmen und Merkmale vorzugsweise für alle weiteren Starter bzw. Slaves der Parallelstartanlage.
  • Aufgrund der informationstechnischen Parallelschaltung führt eine Störung an einem einzelnen Starter oder an der Verkabelung zwischen den Startern nicht zu einem Komplettausfall der Startanlage. Vielmehr ist eine flexible Ansteuerung der Mehrfachstartanlage auch bei Funktionsstörung eines Einzelstarters möglich. Das Bordnetz wird ansteuerseitig nicht mehr mit parallelgeschalteten Relais belastet, denn die informationstechnische Parallelschaltung belastet die übergeordnete Recheneinheit bzw. das Bordnetz mit einem Relaisspulenstrom, so dass die Stromaufnahme im Ansteuerpfad reduziert ist.. Somit kann dies entsprechend einer geringeren Ausgangsleistung dimensioniert werden.
  • Darüber hinaus kann (je nach implementierter Betriebsstrategie) die Verfügbarkeit der Startanlage mittels begrenzter Redundanz sogar über diejenige eines Einzelstarters hinaus gesteigert werden, sofern ein entsprechendes "Notlaufkonzept" realisiert wird. Beispielsweise kann ein eingeschränkter "Notbetrieb" mit z.B. 2 von 3 Startern noch ermöglicht werden.
  • Im Rahmen der Erfindung werden somit die einzelnen Starter einer Parallelstartanlage jeweils mit einer Logikeinheit (intelligenten Ansteuerelektronik) (insbesondere anstelle eines elektromechanischen Ansteuerrelais) ausgestattet, die sowohl den Einspurvorgang (Vorspurbewegung) auslösen als auch den Hauptstromschalter zum Bestromen des Startermotors betätigen kann.
  • Die Bestimmung, welcher der Starter der erste Starter bzw. Master im Sinne der Erfindung ist, kann beispielsweise bereits nach der Herstellung oder erst am Einbauort beispielsweise durch entsprechende Verkabelung (der Master ist derjenige Starter, der (z.B. als einziger oder als erster) mit der übergeordneten Recheneinheit verbunden ist) oder Steckerkodierung oder entsprechende Konfiguration, sowohl hardware- (z.B. Jumper, DIP-Schalter) als auch softwaremäßig (sog. End-of-line-Programmierung) festgelegt werden.
  • Zweckmäßigerweise ist die Logikeinheit des ersten der wenigstens zwei Starter dazu eingerichtet ist, auf den Empfang der Startanforderung hin den mechanischen Aktor zum Verbringen des Ritzels in die Einspurposition anzusteuern. Mit anderen Worten spurt also der Master nach Empfang der Startanforderung ebenfalls ein.
  • Vorzugsweise ist die Logikeinheit des wenigstens einen weiteren Starters dazu eingerichtet, nach dem erfolgreichen Verbringen des Ritzels in die Einspurposition eine Einspurmeldung auszugeben. Auf diese Weise kann vom Master leicht überprüft werden, wann der Einspurvorgang des bzw. der Slaves abgeschlossen ist und ob bzw. welche Einspurvorgänge erfolgreich waren.
  • Zweckmäßigerweise ist die Logikeinheit des ersten Starters dazu eingerichtet, auf den Empfang einer Einspurmeldung von der Logikeinheit des wenigstens einen weiteren Starters hin die Durchdrehanforderung auszugeben und/oder den eigenen Startermotor zum Durchdrehen des Ritzels anzusteuern. Mit anderen Worten sendet der Master nach erfolgreichem Einspuren aller Slaves (und vorzugsweise auch eigenem erfolgreichen Einspuren) den Befehl zum Schalten des Hauptstroms (Strom für Startermotor) an alle beteiligten Starter (und schaltet vorzugsweise auch den eigenen Hauptstrom), sodass der Durchdrehvorgang des Verbrennungsmotors synchronisiert beginnen kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Logikeinheit des ersten Starters dazu eingerichtet, nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Ausgeben der Einspuranforderung die Durchdrehanforderung auszugeben und/oder den Startermotor zum Durchdrehen des Ritzels anzusteuern. Dies erlaubt insbesondere das Starten des Verbrennungsmotors auch dann, wenn nicht alle Einspurvorgänge erfolgreich abgeschlossen werden konnten, z.B. wegen einer sog. Zahn-auf-Zahn-Stellung zwischen Ritzel und Zahnkranz o.ä. Mit anderen Worten sendet der Master auch nach Zeitablauf den Befehl zum Schalten des Hauptstroms (Strom für Startermotor) an alle oder nur an die eingespurten Starter (und schaltet vorzugsweise auch den eigenen Hauptstrom), sodass der Durchdrehvorgang des Verbrennungsmotors synchronisiert beginnen kann. Diese zweite Alternative umfasst, dass die Logikeinheit des ersten Starters dazu eingerichtet ist, nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne nach dem Ausgeben der Einspuranforderung die Durchdrehanforderung nur an die Logikeinheit der weiteren Starter auszugeben, von der sie eine Einspurmeldung erhalten hat.
  • Vorteilhafterweise weist die Logikeinheit des ersten Starters eine einzige Datenschnittstelle zum Empfangen der Startanforderung, zum Ausgeben der Einspuranforderung, zum Ausgeben der Durchdrehanforderung und zum Empfangen der Einspurmeldung auf. Diese Datenschnittstelle ist somit bidirektional. Eine solche Ausführungsform kommt mit wenigen zusätzlichen Bauteilen aus.
  • Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, dass die Logikeinheit des ersten Starters eine erste Datenschnittstelle zum Empfangen der Startanforderung und eine zweite Datenschnittstelle zum Ausgeben der Einspuranforderung und der Durchdrehanforderung und zum Empfangen der Einspurmeldung aufweist. Mit anderen Worten dient die erste Datenschnittstelle zur Kommunikation mit der übergeordneten Recheneinheit und die zweite Datenschnittstelle zur Kommunikation unter den Startern. Die erste Datenschnittstelle muss zumindest unidirektional sein, um die Startanforderung an den ersten Starter übertragen zu können. Die zweite Datenschnittstelle muss bidirektional sein, um die Einspuranforderung, Durchdrehanforderung und Einspurmeldung übertragen zu können.
  • Vorzugsweise ist wenigstens eine der einzigen, ersten oder zweiten Datenschnittstelle eine Bus-Schnittstelle, insbesondere CAN, FlexRay oder LIN. Damit können erprobte Schnittstellen Verwendung finden.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Figur 1
    zeigt schematisch eine Parallelstartanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    Figur 2
    zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines Startverfahrens unter Einsatz einer Parallelstartanlage gemäß Figur 1.
    Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In Figur 1 ist eine Parallelstartanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet.
  • Die Parallelstartanlage 100 ist mit einem Netz 20, beispielsweise einem Bordnetz eines Fahrzeugs, verbunden und dient zum Starten eines Verbrennungsmotors 10. Der Verbrennungsmotor 10 weist eine Kurbelwelle 12 und einen mit dieser drehdrehfest verbundenen Zahnkranz 11 auf. Zum Starten des Verbrennungsmotors müssen der Zahnkranz 11 und damit die Kurbelwelle 12 in Rotation versetzt werden, bis eine für das Zünden ausreichende Drehgeschwindigkeit erreicht ist.
  • Das Netz 20 wird beispielsweise von einer Batterie 21 versorgt, welche vorliegend über einen Sicherungskasten 22 eine Recheneinheit 23 zur Ansteuerung der Parallelstartanlage 100, beispielsweise ein Motorsteuergerät, die Parallelstartanlage 100 und sonstige elektrische Lasten bzw. Verbraucher 24 versorgt.
  • Die Parallelstartanlage 100 weist einen ersten Starter 110 (Master) und zwei weitere Starter 120, 130 (Slaves) auf, die jeweils eine Logikeinheit 111, 121, 131, eine Schalt-/Einspureinheit 112, 122, 132, einen Startermotor M und ein Ritzel 113, 123, 133 aufweisen.
  • Die Logikeinheit 111 des ersten Starters 110 weist eine erste Datenschnittstelle 111a zur Kommunikation mit der Recheneinheit 23 und eine zweite Datenschnittstelle 111b zur Kommunikation mit den weiteren Startern 120, 130 auf. Die Logikeinheiten 121, 131 der weiteren Starter wiederum weisen jeweils eine Datenschnittstelle 121b bzw. 131b zur Kommunikation mit der Logikeinheit 111 des ersten Starters auf. Die Kommunikation unter den Startern erfolgt über eine bidirektionale Schnittstelle, insbesondere eine CAN-Schnittstelle. Beispielhaft erfolgt auch die Kommunikation zwischen der Recheneinheit 23 und der Logikeinheit 111 des ersten Starters über eine bi-direktionale Schnittstelle.
  • Die jeweiligen Schalt-/Einspureinheiten 112, 122 und 132 der Starter weisen zum einen einen Aktor zum Verbringen des jeweiligen Ritzels 113, 123, 133 in die in der Figur gezeigte Einspurposition, in welcher das jeweilige Ritzel in Eingriff mit dem Zahnkranz 11 des Verbrennungsmotors 10 steht, auf. Dazu kann das jeweilige Ritzel in der Figur waagerecht entlang des Doppelpfeils nach rechts und nach links verschoben werden. In der Ausgangsposition befindet sich das jeweilige Ritzel außer Eingriff mit dem Zahnkranz 11 und muss zum Starten des Verbrennungsmotors zunächst in Eingriff mit dem Zahnkranz 11 gebracht werden.
  • Weiterhin weist die jeweilige Schalt-/Einspureinheit 112, 122, 132 einen Schalter, insbesondere ein Relais, zum Bestromen des Startermotors M auf. Die jeweilige Schalt-/Einspureinheit wird von der zugehörigen Logikeinheit angesteuert.
  • Ein beispielhaftes Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll im Folgenden unter Bezugnahme auf Figur 2 erläutert werden.
  • Das Verfahren beginnt in einem Schritt 201, wenn eine Startanforderung im Netz 20 auftritt.
  • In einem Schritt 202 wird die Startanforderung von der Recheneinheit 23 an den ersten Starter 110 übermittelt.
  • In einem Schritt 203 wird die Startanforderung von der Logikeinheit 111 des ersten Starters 110 plausibilisiert, wobei insbesondere für den Fall, dass die Startanforderung als unzulässig angesehen wird, eine Fehlernachricht an die Recheneinheit 23 zurück übertragen werden kann, Verbindung 204.
  • Beispielsweise kann die Plausibilisierung wenigstens eine Prüfung umfassen ausgewählt aus ob eine Wegfahrsperre aktiv ist, ob sich der Triebstrang in einem startfähigen Zustand befindet, z.B. weil Getriebe und/oder Kupplung drehmomententkoppelt sind und der Verbrennungsmotor stillsteht, ob sich die Temperatur des Starters in einem zulässigen Bereich befindet, und ob sich die Bordnetzspannung in einem zulässigen Bereich befindet.
  • Wird die Startanforderung in Schritt 203 jedoch als zulässig erkannt, gibt die Logikeinheit 111 des ersten Starters 110 in Schritt 205 eine Einspuranforderung an die Logikeinheiten 121, 131 der weiteren Starter aus.
  • In Schritt 206 steuern die Logikeinheiten 111, 121, 131 ihre jeweilige Schalt-/Einspureinheit 112, 122, 132 an, um das jeweilige Ritzel 113, 123, 133 in die in Figur 1 gezeigte Einspurposition zu verbringen. Weiterhin sind die Logikeinheiten 121, 131 der weiteren Starter dazu eingerichtet, nach dem erfolgreichen Verbringen des zugehörigen Ritzels 123, 131 in die Einspurposition eine Einspurmeldung auszugeben, welche an die Logikeinheit 111 des ersten Starters 110 übertragen werden.
  • In einem Schritt 207 überwacht die Logikeinheit 111 des ersten Starters 110 die jeweiligen Einspurvorgänge. Erhält die Logikeinheit 111 von allen weiteren Startern die Einspurmeldung, wird mit Schritt 208 fortgefahren.
  • Wenn die Logikeinheit 111 noch nicht alle Einspurmeldungen erhalten hat, wird mit Schritt 209 fortgefahren.
  • In Schritt 209 wird überprüft, ob eine vorgegebene Wartezeit, beispielsweise seit dem Ausgeben des Einspurbefehls oder seit dem Empfangen der Startanforderung, bereits abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall, wird zu Schritt 207 zurückgekehrt. Ist dies jedoch der Fall, wird mit Schritt 210 fortgefahren.
  • Sowohl in Schritt 208 als auch in Schritt 210 gibt die Logikeinheit 111 des ersten Starters 110 an ihrer Schnittstelle 111b eine Durchdrehanforderung an die weiteren Starter aus und steuert ihre eigene Schalt-/Einspureinheit 112 so an, dass der Startermotor M mit dem Hauptstrom versorgt wird, um das zugehörige Ritzel durchzudrehen. Nach Empfang der Durchdrehanforderung steuern die Logikeinheiten 121, 131 die zugehörigen Schalt-/Einspureinheiten 122, 132 an, um den jeweiligen Startermotor M mit Hauptstrom zu versorgen, um das zugehörige Ritzel durchzudrehen.
  • Somit erfolgt in Schritt 211 ein regulärer Start des Verbrennungsmotors, wohingegen in Schritt 212 ein Notstart des Verbrennungsmotors erfolgt. Es kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Logikeinheit 111 des ersten Starters 110 in Schritt 210 an ihrer Schnittstelle 111b eine Durchdrehanforderung nur an diejenigen weiteren Starter ausgibt, von denen eine Einspurmeldung empfangen wurde, beispielsweise in Form von adressierten Daten.
  • Bei einem solchen Notstart ist dann vorzugsweise vorgesehen, dass die Starter mit Einspurmeldung unter erhöhter spezifischer Belastung mit reduzierter zulässiger Einschaltdauer betrieben werden, um auch im Fehlerfall einen Startversuch zu ermöglichen. Sofern eine bidirektionale Schnittstelle zum Bordnetz 20 bzw. zur Recheneinheit 23 eingesetzt wird, kann dieser Fehlerzustand dorthin zurückgemeldet werden, um baldmöglich einen Servicevorgang zu veranlassen.

Claims (12)

  1. Parallelstartanlage (100) zum Starten eines Verbrennungsmotors (10), aufweisend wenigstens zwei Starter (110, 120, 130),
    wobei jeder der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130)
    ein Ritzel (113, 123, 133) zum Eingreifen in einen Zahnkranz (11) des zu startenden Verbrennungsmotors (10),
    einen Startermotor (M) zum Durchdrehen des Ritzels (113, 123, 133),
    einen mechanischen Aktor (112, 122, 132) zum Verbringen des Ritzels (113, 123, 133) in eine Einspurposition und
    eine Logikeinheit (111, 121, 131) mit einer Datenschnittstelle (111a, 111b, 121b, 131b) aufweist,
    wobei die Logikeinheit (111, 121, 131) dazu eingerichtet ist,
    den mechanischen Aktor (112, 122, 132) zum Verbringen des Ritzels (113, 123, 133) in die Einspurposition anzusteuern und
    den Startermotor (M) zum Durchdrehen des Ritzels (113, 123, 133) anzusteuern,
    wobei die Logikeinheit (111) eines ersten der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, auf den Empfang einer Startanforderung hin eine Einspuranforderung und eine Durchdrehanforderung auszugeben,
    wobei die Logikeinheit (121, 131) wenigstens eines weiteren der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, auf den Empfang der Einspuranforderung hin den mechanischen Aktor (112, 122, 132) zum Verbringen des Ritzels (113, 123, 133) in die Einspurposition anzusteuern und auf den Empfang der Durchdrehanforderung hin den Startermotor (M) zum Durchdrehen des Ritzels (113, 123, 133) anzusteuern.
  2. Parallelstartanlage (100) nach Anspruch 1, wobei die Logikeinheit (121, 131) des wenigstens einen weiteren der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, nach dem erfolgreichen Verbringen des Ritzels (113, 123, 133) in die Einspurposition eine Einspurmeldung auszugeben.
  3. Parallelstartanlage (100) nach Anspruch 2, wobei die Logikeinheit (111) des ersten der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, auf den Empfang einer Einspurmeldung von der Logikeinheit (121, 131) des wenigstens einen weiteren der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) hin die Durchdrehanforderung auszugeben und/oder den Startermotor (M) zum Durchdrehen des Ritzels (113) anzusteuern.
  4. Parallelstartanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (111) des ersten der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Ausgeben der Einspuranforderung die Durchdrehanforderung auszugeben und/oder den Startermotor (M) zum Durchdrehen des Ritzels (113) anzusteuern.
  5. Parallelstartanlage (100) nach Anspruch 3 und 4, wobei die Logikeinheit (111) des ersten der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, nach Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne nach dem Ausgeben der Einspuranforderung die Durchdrehanforderung an die Logikeinheit (121, 131) des wenigstens einen weiteren der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) auszugeben, von der sie eine Einspurmeldung erhalten hat.
  6. Parallelstartanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (111) des ersten der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) dazu eingerichtet ist, auf den Empfang der Startanforderung hin den mechanischen Aktor zum Verbringen des Ritzels (113) in die Einspurposition anzusteuern.
  7. Parallelstartanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (111) des ersten der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) eine einzige Datenschnittstelle zum Empfangen der Startanforderung, zum Ausgeben der Einspuranforderung, zum Ausgeben der Durchdrehanforderung und zum Empfangen der Einspurmeldung aufweist.
  8. Parallelstartanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Logikeinheit (111) des ersten der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) eine erste Datenschnittstelle (111a) zum Empfangen der Startanforderung und eine zweite Datenschnittstelle (111b) zum Ausgeben der Einspuranforderung und der Durchdrehanforderung und zum Empfangen der Einspurmeldung aufweist.
  9. Parallelstartanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (121, 131) des wenigstens einen weiteren der wenigstens zwei Starter (110, 120, 130) eine Datenschnittstelle zum Empfangen der Einspuranforderung und der Durchdrehanforderung und zum Ausgeben der Einspurmeldung aufweist.
  10. Parallelstartanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Datenschnittstelle (111a, 111b, 121b, 131b) eine Bus-Schnittstelle ist.
  11. Anordnung aus einem Verbrennungsmotor (10) und einer Parallelstartanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  12. Anordnung aus einer Recheneinheit (23), die dazu eingerichtet ist, eine Startanforderung auszugeben, und einer Parallelstartanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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