WO2010105902A1 - Steuerung für parallel anordenbare starter, schaltungsanordnunq, verfahren und computerprogrammprodukt - Google Patents

Steuerung für parallel anordenbare starter, schaltungsanordnunq, verfahren und computerprogrammprodukt Download PDF

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WO2010105902A1
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WO
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control
starters
controller
relay
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PCT/EP2010/052610
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Hartmut Wanner
Uwe Daurer
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • 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
    • F02N11/006—Starting of engines by means of electric motors using a plurality of electric motors
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    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches

Definitions

  • the invention relates to a controller for parallel mountable starter on an internal combustion engine with a control connection point for a control line for switching a control relay with at least one starter.
  • the invention also relates to a circuit arrangement of starters which can be arranged in parallel on an internal combustion engine, wherein the starters are connected to a controller via a line in each case by a respective control relay of the starter.
  • the invention relates to a method of, in particular control described above, wherein for starting the starter, a control relay is energized by the controller.
  • the invention also relates to a computer program product.
  • Connection point is to be understood as an electrical connection point for electrical lines according to the prior art.
  • starters arranged in parallel as a device for starting large internal combustion engines with very large displacements, for example for marine engines and commercial vehicles known.
  • the parallel starters are built the same and interconnected and not interconnected, but receive all the same signal pulses for switching on and off of each starter.
  • Parallel starters need different times for meshing. Thus, it may happen that individual starters have to apply the entire required mechanical starting torque for a short time in order to start the internal combustion engine. In order to avoid this, it is known, by means of a special relay group, to switch on the main current for the electric starter motors after the starter pinion meshing process.
  • Einspurvorgang a starter is made possible.
  • the relay functions "Einspuren” and “switch power" of the main current are formed separately.
  • a required communication cable between the individual switches is serial, that is looped through, switched from starter to starter.
  • the start request is taken over by a control unit which outputs an ignition signal simultaneously to all starters.
  • One idea of the invention is to provide, between a controller and respective controllable starters, a further line by means of a connection to the controller, which provides information about the state of the respective starter and, depending thereon, the starter or controller predetermined starters or all starters based on these individual ones To control information with their starter motors.
  • the object is thus achieved in that the controller has at least one connection for communication for each controllable starter. This communication port is connected to each starter with a special communication line. This has the advantage that the control of each individual starter can gain information and the starters are controlled individually or all at the same time exactly by an information flow in the opposite direction, that is, to the starters.
  • each connection is designed for communication with a test connection. This gives the communication port another function that is executed by the controller.
  • each connection for communication comprises two connection points for two connection lines.
  • the cable and wiring costs are minimized.
  • the two connection points are formed with a connection point for receiving signals and a connection point for emitting signals. Characterized signal transmissions are unique and very stable because there is no likelihood of confusion of the transmitting or receiving device.
  • connection of the receiving signals is a connection through which it can be checked whether a switched-on by the control relay Einspurrelais is completely Solutionsspurt and / or the Einspurrelais still working properly, or if so-called contact welder occurred, so that the Einspurrelais not spit out completely.
  • the control in each case has a connection point for controlling a switching relay.
  • electromechanically defined procedures which can lead to premature wear, such as pinion speller when leaving the starter pinion, are avoided by defined settings.
  • the object is also achieved by a circuit arrangement in that the starters are connected in a star-shaped manner to an internal combustion engine with the controller. - A -
  • the circuit arrangement between switch and control in each case three lines. This has the advantage that the wiring and wiring costs are minimized and each line has a special function.
  • Transmitting and receiving electronics which would be required for transmission, for example, in two-wire lines omitted.
  • the three lines can be operated with different voltages as switching signals.
  • each starter for switching the main current additionally comprises a motor relay, which is switched by the switching relay.
  • the motor relay so a large main current for the starter motor is switchable. The control of the starter motor thus takes place in two switching stages of two relays.
  • the object is achieved by a method in that after the controller is energized a control relay in the starter for starting, then checked only by the controller, if the starter is working properly and depending on the starter motor via a switching relay via a communication line with a communication port in and out of the control is switched.
  • starters can be controlled more accurately, since starters are only activated if they work properly, or only when it has been checked by a sensor, such as a switch, that the Einspurrelais have effectively meshed the starter pinion in the ring gear of an internal combustion engine.
  • the starters are thus protected against overload.
  • the controller can react accordingly and, if appropriate, control only a part of the starters with which a starting procedure can still be carried out.
  • the controller can determine this by checking and, if appropriate, also forwarding error messages to higher-level control devices which transmit corresponding information to the operator of the internal combustion engine, so that wear phenomena or defects on the machine can be detected early on and can be remedied in good time to make the internal combustion engine available over long periods of time as much as possible.
  • method is checked in the process, whether enough active starters are present to start the engine. Thus, for example, starting at a redundant number of
  • the object is also solved by a computer program product in that the computer program product is loadable into a program memory with a control with program instructions to carry out the steps of the method described above when the program is executed in the controller.
  • This has the advantage that no additional components for modifying or modifying the method are required, but the computer program product can be designed as a module in the form of a physical medium, for example a semiconductor memory.
  • the computer pro Gramm is easily adaptable to empirically determined values or type-specific specifications.
  • 1 is a schematic circuit diagram of a circuit arrangement
  • Fig. 2 is a schematic circuit diagram of a circuit arrangement with a
  • Fig. 3 is a time-voltage circuit diagram of a controller with three terminals for two starters.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a circuit arrangement 1 with a controller 2.
  • the controller 2 is provided with communication terminals 22 3 ,
  • FIG. 1 shows uniformly shaped starters 3, 4, 5, which are connected to the controller 2. This connection is star-shaped.
  • the starters 3, 4, 5 are not interlinked by cable lines in contrast to the prior art.
  • each individual starter 3, 4, 5 is controlled and checked separately from the controller 2.
  • a failure of a starter 3, 4, 5 does not lead to complete failure of the system, since possibly redundant arranged in parallel starters, with which the internal combustion engine can be started via a sprocket.
  • the electronic controller 2 assumes the function of a communication to the starters 3, 4, 5 of the circuit arrangement. 1
  • the starter 5 is shown in dashed lines and represents an option, for example as a redundant starter 5 in the parallel starter device.
  • connection points 221, 223 and 224 are provided for each communication line 21, 23, 24 between the controller 2 and the starters 3, 4, 5 each three connection points 221, 223 and 224 are provided.
  • a first connection point 221 for driving a control relay 6, as described for FIG. 2, is already known from the prior art.
  • the invention provides at least one further connection 22 for communication, wherein this connection comprises two connection points 223, 224 for two further connection lines 23, 24.
  • a connection point 223 is provided for receiving signals from the starter 3, 4, 5 and an outgoing signal connection point 224.
  • the received signal connection point 223 may also be referred to as a test connection point for a line 23 from the controller 2 to the starter 3.
  • the controller 2 is formed with a second connection point, a switching connection point 224, for controlling a switching relay in each starter 3, 4, 5.
  • each starter 3, 4, 5 is connected by three lines 21, 23, 24 to the controller 2.
  • the line 21, the control line transmits a start request to each starter and also closes this.
  • Line 23, the test line is a communication line between two individual starters in prior art parallel star devices. According to the invention, this communication line is now connected to the controller 2.
  • the switching line 24 provides for switching on the starter motor 10 shown in Figure 2.
  • the switching line 24 releases a switching current only when the controller 2 all signals for a successful meshing of all Einspurrelais 7 on all parallel starters 3, 4, 5 have been received.
  • a simultaneous switching of a switching relay 8 for the main current of the starter motor 10 is ensured.
  • Fig. 2 shows a circuit diagram with a detailed wiring of the starter
  • the tax- line 21 is connected directly to the control relay 6, which passes, for example, an ignition pulse from the controller 2. Also, the control relay 6 turns off the starter 2. According to the illustration shown in FIG. 2, the control relay 6 only switches off a downstream single-tracking relay 7 with a feed winding and a holding winding.
  • the Einspurrelais 7 spurts a starter pinion in the sprocket of an internal combustion engine, not shown, and at the same time includes a contact switch 17 which is connected to the test line 23 and thus the controller 2 transmits the information that the Einspurrelais 7 hasDevelopedspurt the starter pinion effectively. Furthermore, it can be detected with the contact switch 17 as a sensor, if so-called contact welders occur. Depending on such error messages, the controller 2 will automatically decide according to certain methods, whether the starter 3 is ever used to start the internal combustion engine.
  • the switching line 24 is connected to a switching relay 8 and a starter 3.
  • the switching relay 8 and the motor relay 9 for the starter motor 9 are arranged in a stepped manner. With the switching relay 8, the motor relay 9 is controlled. Thus, the motor relay 9 can switch a large main current for the starter motor 10.
  • the controller 2 comprises a microcomputer 25, which is connected via certain interfaces, not shown, with other controllers or switches or sensors. On the basis of these information determined by other sensors, the controller 2 controls the starters 3, 4, 5.
  • FIG. 3 shows a time-voltage switching diagram of the control for the two starters 3, 4 arranged in parallel.
  • the voltages U at the connection points, at the control connection point 221, at the test connection point 223 and at the switching connection point 224 are respectively for the first Starter 3 and the second starter 4 with superscripts and the names of the leads with subscripts 21, 23, 24 added.
  • the controller 2 by means of a computer program product loaded in a program memory 26 with program instructions, which leads to FIGS.
  • the controller 2 thus checks procedurally, whether each starter 3, 4, 5 switches properly, or properly einspurt and switches depending on the starter motor 10 a. Further, in an alternative method, it can be checked if enough working, i. active starters are present to start the engine. Thus, it is ensured that a single starter is not overloaded due to a too large initial starting torque. Furthermore, by flexible programming of the controller 2, further system information, such as battery level or temperatures can be taken into account as a model in the process flow. In addition, when the starter motor 10 is switched off, the starter motor 10 can be switched off individually and independently of the disconnection of the single track relay so that a possibly occurring reverse current due to a too long closed switch 18 of the motor relay 9 is avoided. The risk that the starter pinion moves back in the direction of the sprocket, so-called sprocket spreader, can thus be much better ruled out.
  • the risk that the starter pinion moves back in the direction of the sprocket, so-called sprocket spreader can thus be much
  • Switching times of the control relay 6 and of the switching relay 8 can be set completely flexibly and individually on the basis of empirically determined values by the controller 2, so that the service life of the starters 3, 4, 5 is maximum.
  • the control 2 it is possible to monitor at least one function on the starter, so that the starters arranged in parallel can operate and work more accurately and at least partially independently of one another.

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Abstract

Es wird eine Steuerung (2) für parallel anordenbare Starter (3, 4, 5) an einer Brennkraftmaschine mit einem Steueranschlusspunkt (221) für eine Steuerleitung (21) zur Schaltung eines Steuerrelais (6) von mindestens einem Starter (3, 4, 5) beschrieben. Damit parallel geschaltete Starter (3, 4, 5) zum Starten einer Brennkraftmaschine exakt arbeiten und somit eine höhere Lebensdauer erzielen, weist die Steuerung (2) für jeden ansteuerbaren Starter (3, 4, 5) mindestens einen Anschluss (22) zur Kommunikation mit den Startern (3, 4, 5) auf.

Description

Beschreibung
Titel
Steuerung für parallel anordenbare Starter, Schaltunqsanordnunq, Verfahren und
Computerproqrammprodukt
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für parallel anordenbare Starter an einer Brennkraftmaschine mit einem Steueranschlusspunkt für eine Steuerleitung zur Schaltung eines Steuerrelais mit mindestens einem Starter. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Schaltungsanordnung von parallel anordenbaren Startern an einer Brennkraftmaschine, wobei die Starter mit einer Steuerung über jeweils eine Leitung von jeweils einem Steuerrelais der Starter verbunden sind.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren einer, insbesondere oben beschriebenen, Steuerung, wobei zum Starten der Starter ein Steuerrelais von der Steuerung bestromt wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogrammprodukt.
Unter Anschlusspunkt ist ein elektrischer Verbindungspunkt für elektrische Leitungen gemäß dem stand der Technik zu verstehen. Es sind parallel angeordnete Starter als Vorrichtung zum Starten großer Brennkraftmaschinen mit sehr großen Hubräumen, beispielsweise für Schiffsmotoren und Nutzfahrzeugen bekannt. In einem einfachen Fall sind die parallel angeordneten Starter gleich gebaut und verschaltet und nicht untereinander verschaltet, sondern erhalten alle gleichzeitig Signalimpulse zum Ein- und Ausschalten jedes einzelnen Starters. Parallele Starter benötigen unterschiedliche Zeiten zum Einspuren. Somit kann es auftreten, dass einzelne Starter kurzzeitig das gesamte benötigte mechanische Startmo- ment aufbringen müssen, um die Brennkraftmaschine zu starten. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt mittels einer speziellen Relaisgruppe den gemeinsa- men Hauptstrom für die elektrischen Startermotoren nach dem Einspurvorgang von Starterritzeln gleichzeitig einzuschalten.
Aus der DE 10 2005 006 248 A1 ist eine Startanlage mit parallelen Startern be- kannt, bei der das Einschalten eines Hauptstroms erst nach abgeschlossenem
Einspurvorgang eines Starters möglich gemacht wird. Hierfür sind die Relaisfunktionen „Einspuren" und „Strom schalten" des Hauptstroms getrennt ausgebildet. Ein erforderliches Kommunikationskabel zwischen den einzelnen Schaltern ist seriell, das heißt durchgeschleift, von Starter zu Starter geschaltet.
Die Startanforderung wird von einem Steuergerät übernommen, das ein Zündschaltsignal gleichzeitig an alle Starter ausgibt.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Steuerung, eine Schaltungsanordnung, ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, sodass parallel geschaltete Starter zum Starten einer Brennkraftmaschine exakter angesteuert werden und somit eine höhere Lebensdauer erzielen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 , 6, 9 und 1 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein Gedanke der Erfindung ist zwischen einer Steuerung und jeweils ansteuerbaren Startern eine weitere Leitung mit Hilfe einem Anschluss an der Steuerung vorzusehen, der Informationen über den Zustand des jeweiligen Starters liefert und abhängig davon den Starter oder von der Steuerung vorbestimmte Starter oder alle Starter aufgrund dieser einzelnen Informationen mit deren Startermotoren anzusteuern. Die Aufgabe wird also dadurch gelöst, dass die Steuerung für jeden ansteuerbaren Starter mindestens einen Anschluss zur Kommunikation aufweist. Dieser Kommunikationsanschluss wird mit einer speziellen Kommunikationsleitung mit jedem Starter verbunden. Dies hat den Vorteil, dass die Steue- rung von jedem einzelnen Starter Informationen gewinnen kann und davon ab- hängig die Starter einzeln oder alle gleichzeitig exakt durch einen Informations- fluss in umgekehrter Richtung, das heißt zu den Startern hin ansteuert.
Um spezielle Funktionen zu überwachen, ist gemäß einer die Erfindung weiter- bildenden Ausführungsform jeder Anschluss zur Kommunikation mit einem Prüf- anschluss ausgebildet. Damit kommt dem Kommunikationsanschluss eine weitere Funktion zu, die von der Steuerung ausgeführt wird.
Gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform umfasst jeder Anschluss zur Kommunikation zwei Anschlusspunkte für zwei Anschlussleitungen. Somit wird der Kabel- und Verdrahtungsaufwand minimiert.
Gemäß einer bevorzugten sehr einfach aufgebauten Steuerung sind die zwei Anschlusspunkte mit einem Anschlusspunkt für empfangende Signale und einem Anschlusspunkt für abgebende Signale ausgebildet. Dadurch sind Signalübertragungen eindeutig und sehr stabil, weil keine Verwechslungsgefahr der Sende- beziehungsweise Empfangsvorrichtung besteht.
Vorzugsweise ist der Anschluss der empfangenden Signale ein Anschluss durch den überprüft werden kann, ob ein vom Steuerrelais eingeschaltetes Einspurrelais vollständig eingespurt ist und/oder das Einspurrelais noch ordnungsgemäß arbeitet, oder ob sogenannte Kontaktschweißer aufgetreten sind, so dass das Einspurrelais nicht mehr vollständig ausspurt.
Gemäß einer die Erfindung weiterbildenden Ausführungsform weist die Steuerung jeweils einen Anschlusspunkt zur Ansteuerung eines Schaltrelais auf. Dies hat den Vorteil, dass der Startermotor, der vom Schaltrelais angesteuert wird, individuell nach vorbestimmten Vorgaben, beziehungsweise Verfahrensabläufen, die beispielsweise als Computerprogrammprodukt in der Steuerung niedergelegt sind, angesteuert werden kann. Somit können beispielsweise elektromechanisch definierte Verfahrensabläufe, die zu einem vorzeitigen Verschleiß führen können, wie zum Beispiel Ritzelpreller beim Ausspuren des Starterritzels, durch definierte Einstellungen vermieden werden.
Die Aufgabe wird auch durch eine Schaltungsanordnung dadurch gelöst, dass die Starter an einer Brennkraftmaschine mit der Steuerung sternförmig verschal- - A -
tet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Starter jeweils für sich gleich aufgebaut sind und parallel zur Steuerung verschaltet werden können, ohne dass auf eine besondere Verkettung, insbesondere zwischen den Startern geachtet werden muss. Vorteil davon ist, dass der Zusammenbau erleichtert ist. Eine wie eingangs beschriebene, kettenförmige Vernetzung von parallel angeordneten Startern bezüglich der Schaltrelais mit den Einspurrelais hat den Nachteil, dass bei Ausfall eines Relais gleich die gesamte parallele Startanlage ausfällt. Dagegen kann eine sternförmig verschaltete, parallele Starteranlage auch bei Ausfall von beispielsweise einem Starter immer noch in gewissen Rahmenbedingungen einge- setzt werden. Herkömmliche parallele Startanlagen sind ringförmig vernetzt, da die Steuerrelais in den einzelnen Startern zentral von der Steuerung angesteuert werden und die Starter untereinander zur gleichzeitigen Ansteuerung der jeweiligen Startermotoren seriell von Einspurrelais zu Einspurrelais miteinander verkettet sind, so dass Schaltrelais zum Schalten der Startermotoren nur betätigbar sind, wenn alle Einspurrelais geschlossen sind.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung zwischen Schalter und Steuerung jeweils drei Leitungen auf. Dies hat den Vorteil, dass der Verschaltungs- und Verdrahtungsaufwand minimiert wird und jeder Leitung eine spezielle Funktion zukommt. Somit wird auf eine aufwändige
Sende- und Empfangselektronik, die zur Übermittlung beispielsweise bei zweiadrigen Leitungen erforderlich wäre, verzichtet. Außerdem können die drei Leitungen mit unterschiedlichen Spannungen als Schaltsignale betrieben werden.
Um das Schaltrelais zur Ansteuerung des Startermotors im jeweiligen Starter von der Steuerung mit einem kleinen Strom anzusteuern, umfasst bevorzugt jeder Starter zur Schaltung des Hauptstroms zusätzlich ein Motorrelais, das vom Schaltrelais geschaltet wird. Mit dem Motorrelais ist also ein großer Hauptstrom für den Startermotor schaltbar. Die Ansteuerung des Startermotors erfolgt somit in zwei Schaltstufen von zwei Relais.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren dadurch gelöst, dass nachdem von der Steuerung ein Steuerrelais im Starter zum Starten bestromt wird, anschließend erst von der Steuerung geprüft wird, ob der Starter ordnungsgemäß arbeitet und abhängig davon der Startermotor über ein Schaltrelais über eine Kommunikationsleitung mit einem Kommunikationsanschluss in der Steuerung ein- und aus- geschaltet wird. Somit können Starter exakter angesteuert werden, da Starter nur angesteuert werden, wenn sie ordnungsgemäß funktionieren, beziehungsweise erst wenn durch einen Sensor, beispielsweise einen Schalter, überprüft worden ist, dass die Einspurrelais die Starterritzel wirksam in den Zahnkranz einer Brennkraftmaschine eingespurt haben. Die Starter werden somit vor einer Überlast geschützt. Bei Fehlermeldungen kann die Steuerung entsprechend reagieren und gegebenenfalls nur einen Teil der Starter ansteuern, mit denen ein Startvorgang noch durchführbar ist. Es kann also überprüft werden, ob die Starter nicht mehr ordnungsgemäß arbeiten, weil beispielsweise verschweißte Kontakte bei zumindest einem der Starter vorliegen. Ist dies der Fall, so kann die Steuerung dies durch Überprüfen ermitteln und gegebenenfalls auch Fehlermeldungen an übergeordnete Steuervorrichtungen weiterleiten, die entsprechende Informationen an den Betreiber der Brennkraftmaschine übermitteln, so dass frühzeitig Verschleißerscheinungen beziehungsweise Defekte an der Maschine erfasst werden und rechtzeitig behoben werden können, um die Brennkraftmaschine möglichst über lange Zeiträume verfügbar zu machen.
Gemäß einem die Erfindung weiterbildenden Verfahren wird im Verfahrensablauf geprüft, ob genügend aktive Starter vorhanden sind, um die Brennkraftmaschine zu starten. Somit ist beispielsweise ein Starten bei einer redundanten Anzahl von
Startern immer noch möglich, im Gegensatz zu der eingangs beschriebenen seriellen Schaltung von parallelen Startervorrichtungen gemäß dem Stand der Technik. Es ist auch möglich, dass in der Steuerung bestimmte Temperaturmodelle mit Thermoschaltern integriert sind, beziehungsweise Batteriemodelle, nach denen die Starter nur und insoweit angesteuert werden, als die Batteriekapazität ein Starten zulässt, damit die Batterie möglichst effizient ausgenützt wird.
Die Aufgabe wird auch durch ein Computerprogrammprodukt dadurch gelöst, dass das Computerprogrammprodukt in einen Programmspeicher mit einer Steuerung mit Programmbefehlen ladbar ist, um die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Steuerung ausgeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile zur Abänderung beziehungsweise Modifizierung des Verfahrens erforderlich sind, sondern das Computerprogrammprodukt als Modul in Form eines körperlichen Mediums, bei- spielsweise eines Halbleiterspeichers, ausgebildet sein kann. Das Computerpro- grammprodukt ist leicht an empirisch ermittelte Werte oder typspezifische Vorgaben anpassbar.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu er- läuternden 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 Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schaltplan einer Schaltungsanordnung,
Fig. 2 einen schematischen Schaltplan einer Schaltungsanordnung mit einem
Schaltplan eines Starters und
Fig. 3 ein Zeit-Spannungs-Schaltdiagramm von einer Steuerung mit jeweils drei Anschlüssen für zwei Starter.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Schaltplan einer Schaltungsanordnung 1 mit einer Steuerung 2. Die Steuerung 2 ist mit Kommunikationsanschlüssen 223,
224 und 225 ausgebildet. Von den Kommunikationsanschlüssen 22 führen drei Leitungen 21 , 23, 24, zu einem ersten Starter 3. Die Fig. 1 zeigt gleichförmig ausgebildete Starter 3, 4, 5, die mit der Steuerung 2 verschaltet sind. Diese Ver- schaltung ist sternförmig. Die Starter 3, 4, 5 sind durch Kabelleitungen im Ge- gensatz zum Stand der Technik nicht untereinander verkettet. Somit wird jeder einzelne Starter 3, 4, 5 getrennt von der Steuerung 2 angesteuert und überprüft. Ein Ausfall von einem Starter 3, 4, 5 führt nicht zum vollständigen Ausfall des Systems, da gegebenenfalls redundante parallel angeordnete Starter ausreichen, mit denen die Brennkraftmaschine über einen Zahnkranz gestartet werden kann. Die elektronische Steuerung 2 übernimmt die Funktion einer Kommunikation zu den Startern 3, 4, 5 der Schaltungsanordnung 1 .
Der Starter 5 ist in gestrichelten Linien dargestellt und stellt eine Option dar, bei- spielsweise als redundanten Starter 5 in der parallelen Startervorrichtung.
Für jede Kommunikationsleitung 21 , 23, 24 zwischen der Steuerung 2 und den Startern 3, 4, 5 sind jeweils drei Anschlusspunkte 221 , 223 und 224 vorgesehen. Ein erste Anschlusspunkt 221 zur Ansteuerung eines Steuerrelais 6, wie es zur Fig. 2 beschrieben wird, ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Die Erfindung sieht mindestens einen weiteren Anschluss 22 zur Kommunikation vor, wobei dieser Anschluss zwei Anschlusspunkte 223, 224 für zwei weitere Anschlussleitungen 23, 24 umfasst. Ein Anschlusspunkt 223 ist für empfangende Signale vom Starter 3, 4, 5 vorgesehen und ein Anschlusspunkt 224 für abgehende Signale. Der Anschlusspunkt 223 für empfangene Signale kann auch als Prüfanschlusspunkt für eine Leitung 23 von der Steuerung 2 zum Starter 3 bezeichnet werden. Die Steuerung 2 ist mit einem zweiten Anschlusspunkt, einem Schaltanschlusspunkt 224, zur Ansteuerung eines Schaltrelais in jedem Starter 3, 4, 5 ausgebildet. Hierfür ist eine Schaltleitung 24 von der Steuerung 2 zum
Starter 3 gelegt.
Somit ist jeder Starter 3, 4, 5 durch drei Leitungen 21 , 23, 24 mit der Steuerung 2 verbunden. Die Leitung 21 , die Steuerleitung, übermittelt einen Startwunsch an jeden Starter und schließt auch diesen. Die Leitung 23 die Prüfleitung, ist bei parallelen Starvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik eine Kommunikationsleitung zwischen zwei einzelnen Startern. Erfindungsgemäß ist diese Kommunikationsleitung nun mit der Steuerung 2 verbunden. Die Schaltleitung 24 sorgt für das Einschalten des in Fig.2 gezeigten Startermotors 10. Die Schaltleitung 24 gibt einen Schaltstrom erst frei, wenn bei der Steuerung 2 alle Signale für ein erfolgreiches Einspuren von allen Einspurrelais 7 an allen parallel angeordneten Startern 3, 4, 5 eingegangen sind. Somit ist ein gleichzeitiges Schalten eines Schaltrelais 8 für den Hauptstrom des Startermotors 10 sichergestellt.
Die Fig. 2 zeigt einen Schaltplan mit einer detaillierten Verdrahtung des Starters
3 und der Steuerung 2 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Die Steuer- leitung 21 ist direkt mit dem Steuerrelais 6 verbunden, das beispielsweise einen Zündimpuls von der Steuerung 2 weitergibt. Ebenfalls schaltet das Steuerrelais 6 den Starter 2 aus. Gemäß der in der Fig. 2 gezeigten Darstellung schaltet das Steuerrelais 6 lediglich ein nachgeschaltetes Einspurrelais 7 mit einer Einzugs- wicklung und einer Haltewicklung aus. Das Einspurrelais 7 spurt ein Starterritzel in den Zahnkranz einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine ein und schließt gleichzeitig einen Kontaktschalter 17 der mit der Prüfleitung 23 verbunden ist und somit der Steuerung 2 die Information übermittelt, dass das Einspurrelais 7 das Starterritzel wirksam eingespurt hat. Ferner kann mit dem Kontaktschalter 17 als Sensor detektiert werden, ob sogenannte Kontaktschweißer auftreten. Abhängig davon, von solchen Fehlermeldungen, wird die Steuerung 2 selbstständig gemäß vor bestimmten Verfahren entscheiden, ob der Starter 3 überhaupt zum Starten der Brennkraftmaschine eingesetzt wird.
Die Schaltleitung 24 ist mit einem Schaltrelais 8 und einem Starter 3 verbunden.
Um in Stufen einen kleinen, von der Steuerung 2 geschalteten Strom auf einen großen Hauptstrom für den Startermotor 10 zu erhöhen, sind das Schaltrelais 8 und das Motorrelais 9 für den Startermotor 9 gestuft angeordnet. Mit dem Schaltrelais 8 wird das Motorrelais 9 gesteuert. Somit kann das Motorrelais 9 einen großen Hauptstrom für den Startermotor 10 schalten.
Die Steuerung 2 umfasst einen Mikrocomputer 25, der über bestimmte nicht gezeigte Schnittstellen mit anderen Steuerungen oder Schaltern bzw. Sensoren, verbunden ist. Aufgrund dieser, von anderen Sensoren ermittelten Informationen steuert die Steuerung 2 die Starter 3, 4, 5 an.
Die Fig. 3 zeigt ein Zeit-Spannungs-Schalt-Diagramm von der Steuerung für die zwei parallel angeordneten Starter 3, 4. Dabei sind die Spannungen U an den Anschlusspunkten, am Steueranschlusspunkt 221 , am Prüfanschlusspunkt 223 und am Schaltanschlusspunkt 224 jeweils für den ersten Starter 3 und den zweiten Starter 4 mit hochgestellten Indizes und die Bezeichnungen der Anschlussleitungen mit tiefgestellten Indizes 21 , 23, 24 aufgenommen.
In dem Diagramm ist zu sehen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt ti von der Steuerung 2 gleichzeitig an die Starter 3 und 4 Einschaltsignale durch Erhöhung der Spannung U gehen. Zum Zeitpunkt t2 übermittelt der erste Starter 3 am Prüf- anschlusspunkt 223 durch eine Erhöhung der Spannung U3 23, dass das Starterritzel eingespurt ist. Somit ist der Starter 3 zum Starten der Brennkraftmaschine bereit. Zum Zeitpunkt t3 ist auch das zweite Starterritzel vom Einspurrelais 7 des zweiten Starters 4 eingespurt, so dass zum Zeitpunkt t4 an dem Schaltan- Schlusspunkt 224 über die Schaltleitung 24 der Hauptstrom für den Startermotor
10 durch Bestromung zuerst vom Schaltrelais 8 und anschließend durch Bestro- mung des Motorrelais 9 geschaltet wird.
Die Steuerung 2 führt mittels eines Computerprogrammprodukts, das in einem Programmspeicher 26 mit Programmbefehlen geladen ist, das zu den Figuren 1 -
3 beschriebene Verfahren durch. Die Steuerung 2 prüft also verfahrensmäßig, ob jeder Starter 3, 4, 5 ordnungsgemäß schaltet, bzw. richtig einspurt und schaltet davon abhängig den Startermotor 10 ein. Ferner kann in einem alternativen Verfahren geprüft werden, ob genügend arbeitende, d.h. aktive Starter vorhanden sind, um die Brennkraftmaschine zu Starten. Somit wird sicher gestellt, dass ein einzelner Starter aufgrund eines zu großen anfänglichen Startdrehmoments nicht überlastet wird. Ferner kann durch eine flexible Programmierung der Steuerung 2 auch weitere Systeminformationen, wie beispielsweise Batteriestand oder Temperaturen als Modell im Verfahrensablauf berücksichtigt werden. Außerdem kann beim Abschalten des Starters der Startermotor 10 individuell und unabhängig von der Abschaltung des Einspurrelais ausgeschaltet werden, sodass eine möglicherweise auftretende Rückwärtsbestromung aufgrund eines zu lang geschlossenen Schalters 18 des Motorrelais 9 vermieden wird. Die Gefahr, dass das Starterritzel nach dem Ausspuren sich wieder Richtung Zahnkranz bewegt, soge- nannter Ritzelpreller, kann somit deutlich besser ausgeschlossen werden. Die
Schaltzeiten des Steuerrelais 6 und des Schaltrelais 8 können durch die Steuerung 2 völlig flexibel und individuell aufgrund empirisch ermittelter Werte eingestellt werden, sodass die Lebensdauer der Starter 3, 4, 5 maximal ist. Somit ist aufgrund der Steuerung 2 eine Überwachung von zumindest einer Funktion am Starter möglich, sodass die Starter parallel angeordnet deutlich exakter und zumindest zum Teil auch unabhängig voneinander funktionieren und arbeiten können. Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerischen Darstellungen für die Erfindung als Wesentlich verwiesen.

Claims

Ansprüche
1 . Steuerung (2) für parallel anordenbare Starter (3, 4, 5) an einer Brennkraft- maschine mit einem Steueranschlusspunkt für eine Steuerleitung (21 ) zur
Schaltung eines Steuerrelais (6) von mindestens einem Starter (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (2) für jeden ansteuerbaren Starter (3, 4, 5) mindestens einen Anschluss (22) zur Kommunikation mit dem Starter (3, 4, 5) aufweist.
2. Steuerung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anschluss (22) zur Kommunikation mit einem Prüfanschluss ausgebildet ist.
3. Steuerung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass je- der Anschluss (22) zur Kommunikation zwei Anschlusspunkte (223, 224) für zwei Anschlussleitungen (23, 24) umfasst.
4. Steuerung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Anschlusspunkte (223, 224) mit einem Anschlusspunkt (223) für empfan- gende Signale und einem Anschlusspunkt (224) für abgebende Signale ausgebildet sind.
5. Steuerung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (2) jeweils einen Anschlusspunkt (224) zur Ansteuerung eines Schaltrelais (8) von jedem Starter (3, 4, 5) aufweist.
6. Schaltungsanordnung (1 ) von parallel anordenbaren Startern (3, 4, 5) an einer Brennkraftmaschine, wobei die Starter (3, 4, 5) mit einer Steuerung (2), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, über jeweils eine Leitung von jeweils einem Steuerrelais (6) der Starter (3, 4, 5) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Starter (3, 4, 5) an einer Brennkraftmaschine mit der Steuerung (2) sternförmig verschaltet sind.
7. Schaltungsanordnung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (1 ) zwischen Starter (3, 4, 5) und Steuerung
(2) jeweils drei Leitungen (21 , 23, 24) aufweist.
8. Schaltungsanordnung (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Starter (3, 4, 5) zur Ansteuerung eines Startermotors (10) ein von der Steuerung (2) schaltbares Schaltrelais (8) und ein Motorrelais (9) umfassen, wobei das Schaltrelais (8) das Motorrelais (9) ansteuert.
9. Verfahren einer Steuerung (2), insbesondere einer nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei zum Starten der Starter (3, 4, 5) ein Steuerrelais (6) von der Steuerung (2) bestromt wird, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend geprüft wird, ob der Starter (3, 4, 5) ordnungsgemäß arbeitet und abhängig davon der Startermotor (10) über ein Schaltrelais (8) über eine Kommunikationsleitung mit einem Kommunikationsanschluss in der Steuerung (2) über eine Kommunikationsleitung mit einem Kommunikationsanschluss ein- oder ausgeschaltet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren prüft wird, ob genügend aktive Starter vorhanden sind, um die Brennkraftmaschine zu starten.
1 1 . Computerprogrammprodukt, das in einen Programmspeicher mit einer Steuerung (2) mit Programmbefehlen ladbar ist, um alle Schritte eines Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 9 oder 10 auszuführen, wenn das Programm in der Steuerung (2) ausgeführt wird.
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