Startspannungsimpuls
Den Startspannungsimpuls gibt es in zwei völlig verschiedenen Bedeutungen nebeneinander:
- Zum Einen ist er eine modellmäßige Nachbildung des Zusammenbrechens der Bordspannung im Automobil, wenn der Anlasser betätigt wird.
- Zum Anderen ist er eine Bezeichnung für den Hochspannungs-Zündimpuls für das Xenonlicht im Automobil oder für andere Gasentladungslampen.
Bordspannung beim Anlassen des Automotors
Der Spannungsverlauf zeigt typischerweise am Anfang einen extremen Spannungseinbruch wegen des Anlasseranlaufs, dann eine Phase gemäßigten Einbruchs während des Anlassermotorlaufs und dann die Rückkehr auf Normalniveau, wenn der Verbrennungsmotor angesprungen und der Anlasser wieder ausgekuppelt ist. Die (relativen) Spannungslevel und das Timing werden vom Autohersteller definiert (und ab und zu oder von Modell zu Modell geändert). Die ganze Kurve erstreckt sich über eine Zeit von mehr als einer Sekunde.
Für Extremfälle kann dieser Spannungsverlauf auch mit vorgegebenen Zeitabständen mehrfach durchfahren werden.
Die Spannungskurven gehen von einer voll funktionsfähigen und geladenen Starterbatterie aus. Ein weiterer Extremfall wäre eine verbrauchte oder weit entladene Batterie, was die Situation weiter verschärfen würde. Dieser Fall wird allerdings unter dem Thema „Unterspannungsverhalten“ eingeordnet, für das wiederum eigene Vorgaben existieren.
Im Auto müssen die Steuergeräte diesen Spannungsversorgungskurven standhalten, ohne durcheinander zu kommen. Um dies in der Entwicklungsphase zu testen, dienen genau die gezeigten Kurvenverläufe, wie sie von den Autoherstellern vorgegeben werden. Es werden programmierbare Spannungsquellen eingesetzt, die auf solche Kurvenverläufe konfiguriert werden. Mit einem Fahrzeugdiagnosesystem werden anschließend die Reaktionen des Steuergeräts darauf untersucht und überprüft.
Die Funktion des Steuergerätes
In den Steuergeräten werden verschiedene Ansätze angewendet, um diese Situation zu beherrschen:
- In manchen wird die eigene Spannungsstabilisierung hardwaremäßig daraufhin ausgerüstet. Typischerweise werden die 12 V der Bordspannung auf 5 V für die Elektronik des Steuergeräts herabgesetzt. Dabei wird die Spannung gleichzeitig stabilisiert. Wenn die Ladekapazitäten so groß dimensioniert werden, dass sie auch Spannungseinbrüche von ganzen Sekunden überbrücken können, ist das schon eine Lösung. Allerdings sind solche großen Kondensatoren sehr voluminös und für die Massenfertigung ggf. ein nicht zu vernachlässigender Kostenfaktor, so dass dieser einfache Ansatz nicht immer optimal ist.
- Die Alternative ist, die Spannungsstabilisierung des Steuergeräts nur für eine kürzere Zeitspanne auszulegen, aber zusätzlich durch die Programmierung des Steuergeräts dafür zu sorgen, dass es trotzdem zu keinen Datenverlusten kommt. Das Steuergerät erkennt dazu den Sonderfall der Unterspannung und reagiert auf ihn mit ggf. mehrstufigen Maßnahmen, um vor allem seinen Stromverbrauch temporär zu erniedrigen, so dass die Reserve im Ladekondensator länger vorhält. Dazu wird Last abgeworfen, indem beispielsweise Anzeigeleuchtdioden abgeschaltet werden und/oder andere Verbraucher. Das Steuergerät kann sich im Extremfall in eine Art Winterschlaf mit herabgesetztem Takt und stark vermindertem Verbrauch versetzen, nur um direkt nach Erkennung der wieder erreichten vollen Spannung umgehend wieder zu erwachen.
Zündung des Xenonlichts oder einer anderen Gasentladungslampe
Das Xenonlicht basiert auf der Gasentladung von Xenon-Gas, das unter sehr hohem Druck steht.
Für die komplexen Abläufe vor allem beim Einschalten existiert in Autos ein eigenes Steuergerät. Bei anderen Gasentladungslampen spricht man von Vorschalt- oder Betriebsgeräten.
Beim Einschalten ist vor allem ein Impuls mit sehr hoher Spannung notwendig, um die Gasentladung in Gang zu bringen, eben der Zünd- oder Startspannungsimpuls. Anschließend, wenn die Gasentladung stabil brennt, kann das Steuergerät auf normale Betriebsspannung herunterregeln. Weitere Details siehe unter Gasentladungslampe und im genannten Hauptartikel.