DE4341279A1 - Schaltungsanordnung und Verfahren zur Startwiederholung von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung und einem Ver­ fahren zum Starten von Brennkraftmaschinen mit einer Startwiederho­ lung bei einer Einspurblockierung, nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Bei Antriebsaggregaten in Fahrzeugen oder bei stationären Anlagen und dgl., bei denen Startvorgänge nicht einwandfrei wahrzunehmen sind, ist es bekannt, Anlaßschaltungen vorzusehen, die mit einem sogenannten Startsperrelais und/oder einem Startwiederholrelais versehen sind (Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, Bosch, 18. Auflage, Seite 373). Das Startsperrelais schützt den Starter, das Ritzel und den Motorzahnkranz vor Überlastung. Es schaltet die Startanlage automatisch ab, wenn der Motor zum Selbstlauf gekommen ist. Während der Motor läuft, verhindert es zuverlässig die Betätigung der Startanlage. Das Startwiederholrelais schützt das Einrückrelais des Starters vor Überlastung in Fahrzeugen, in denen das Anlaufen des Motors nicht wahrzunehmen ist, z. B. bei Heck- und Unterflurmotoren, bei stationären Anlagen mit Fernbedienung oder bei Motoren, die indirekt, z. B. beim Erreichen eines bestimmten Öldrucks oder einer bestimmten Temperatur gestartet werden. Bei normalem Einspuren des Starterritzels in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine spricht das Startwiederholrelais nicht an. Findet das Ritzel bei sogenannten Blindschaltungen jedoch nicht in die Zahnlücke des Zahnkranzes, er­ folgt trotz eingeschaltetem Einrückrelais keine Hauptstromkontakt­ gabe. Damit beim zu langen Betätigen des Startschalters die Einzugs­ wicklung des Einrückrelais nicht überlastet wird und verbrennt, unterbricht das Startwiederholrelais den Startvorgang automatisch und leitet ihn erneut ein. Das geschieht bei den bekannten Schaltun­ gen mit Hilfe eines verzögerten Öffnerrelais so oft, bis das Ritzel im Zahnkranz eingespurt und die Hauptstromkontaktgabe erfolgt ist. Ein solches bekanntes Startwiederholrelais kann jedoch nur für Star­ tertypen verwendet werden, deren Hauptstromwicklung eine zusätzliche Ausgangsklemme (Klemme 48) für eine Verbindungsleitung zu einem Zeitkreiskondensator im Startwiederholrelais aufweist. Eine Nach­ rüstung des bekannten Startwiederholrelais bei Startern ohne diese Ausgangsklemme ist nicht möglich.

Da diese zusätzliche Anschlußklemme die Startanlage verteuert und die Applikation erschwert, wird mit der vorliegenden Lösung ange­ strebt, Blindschaltungen von Schubtriebstartern ohne zusätzliche Anschlußklemme zum Zweck einer Startwiederholung durch eine neue Schaltungsanordnung und ein neues Verfahren zu erfassen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat gegenüber dem Bekannten den Vorteil, daß die Steuerung der Startwiederholfunktion bei Schub­ triebstartern mit Hilfe eines Spannungsdetektors erfolgt, der nach dem Einschalten des Startes den Spannungsverlauf der Bordspannung, an welche der Starter angeschlossen ist, überwacht. Da der Starter in nahezu allen Fällen den mit Abstand größten Verbraucher im Bord­ netz darstellt, kann das Einschalten des Hauptstromkontaktes dieses Verbrauchers durch den von ihm erzeugten Spannungseinbruch detek­ tiert werden.

Dadurch ist es möglich, am Starter auf die zusätzliche Anschlußklem­ me für das Startwiederholrelais zu verzichten, was zu einer Kosten­ ersparnis sowohl bei der Fertigung als auch bei der Lagerhaltung führt. Außerdem können Starter ohne diese Zusatzklemme nunmehr mit einer Startwiederholfunktion nachgerüstet werden. Ein weiterer Vor­ teil besteht in einer vereinfachten Verkabelung am Fahrzeug, da die bisher von der Zusatzklemme zum Startwiederholrelais erforderliche Leitung ersatzlos entfällt. Schließlich ergeben sich dadurch auch noch als weitere Vorteile ein vereinfachter Schaltungsaufbau durch elektronische Schaltungselemente anstelle der bisherigen elektro­ mechanischen Ausführung mit Zeitkreiskondensator und Relais, und ein robusterer Aufbau mit kleineren Abmessungen sowie eine Kostener­ sparnis. Schließlich ist es auch möglich, eine solche elektronische Startwiederholschaltung mit einer Startsperrschaltung in einem Gerät zusammenzufassen. Durch Anpassung von Maßen und Anschlußklemmen eines solchen kombinierten Gerätes ist dann sogar ein direkter Aus­ tausch bzw. eine Nachrüstung bei Schubtriebstartern möglich. Diese Vorteile gelten auch für das Verfahren zur Startwiederholung von Brennkraftmaschinen nach Patentanspruch 11.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch 1 angegebenen Merkmale. So wird in einfacher Weise ein erfolgreiches Anlassen einer Brennkraftmaschine sichergestellt, indem im Falle eines während der ersten Zeitspanne detektierten Spannungseinbruchs bis auf den Schwellwert des Schwellwertschalters das Schaltelement der Startwiederholeinrichtung erst durch Öffnen des handbetätigten Startschalters der Starter abschaltet. Eine besonders zweckmäßige Schaltungsausführung besteht darin, daß das Schaltelement der Start­ wiederholeinrichtung aus einem Relais gebildet ist, dessen Schalt­ kontakt das eine Potential (plus) der Akkumulatorbatterie auf die Erregerwicklung des Einrückrelais schaltet und dessen Relaiswicklung von einem elektronischen Schalter an Spannung gelegt wird, der vom Spannungsdetektor über die Zeitschaltung und über einen Startwieder­ holbegrenzer ansteuerbar ist. Eine besonders anpassungsfähige und variable Ausführung der Startwiederholeinrichtung läßt sich dadurch realisieren, daß der Spannungsdetektor der Schwellwertschalter und die Zeitschaltung durch einen Mikroprozessor realisiert sind, über dessen Ausgang ein Transistor als elektronischer Schalter bzw. als Schaltelement der Startwiederholeinrichtung ansteuerbar ist.

Der Verfahrensablauf zur Startwiederholung bzw. zum erfolgreichen Starten der Brennkraftmaschine, der im Falle der Verwendung eines Mikroprozessors in einer entsprechenden Software realisiert wird, kann jedoch auch durch marktübliche Bauelemente der Elektronik in Hardwareausführung realisiert werden. Hierbei ist in vorteilhafter Weise der Spannungsdetektor ein als Schwellwertschalter arbeitender Komparator, dessen einer Eingang auf einer stabilisierten Referenz­ spannung liegt, dessen anderer Eingang an einem mit der Spannung der Akkumulatorbatterie gekoppelten Potential verbunden ist und dessen Ausgang ein Flipflop ansteuert, das auf die Zeitschaltung zum zeit­ lich begrenzten Abschalten des Starters einwirkt. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Startwiederholeinrichtung läßt sich dadurch erreichen, daß ein Startwiederholbegrenzer über das Schalt­ element der Startwiederholeinrichtung das Einrückrelais nach einer vorgegebenen Anzahl von Startversuchen ohne nachfolgende Spannungs­ absenkung endgültig abschaltet, wobei der Startwiederholbegrenzer erst durch Öffnen des handbetätigten Startschalters zurücksetzbar ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zum Starten von Brenn­ kraftmaschinen mit einer Startwiederholeinrichtung, die einen Mikro­ prozessor enthält, Fig. 2 ein Flußdiagramm über den Verfah­ rensablauf der Schaltungsanordnung mit der Startwiederholeinrichtung nach Fig. 1 und Fig. 3 eine Startwiederholeinrichtung zur Durchführung des Verfahrensablauf nach Fig. 2 in einer Hardware­ schaltung mit elektronischen Bausteinen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung zum Starten von Brennkraft­ maschinen dargestellt, die einen Schubtriebstarter 10 mit einem zweistufigen Einspurprinzip (Einrücken, Starten) aufweist. Die sche­ matische Darstellung des Schubtriebstarters 10 läßt den Startermotor 11 mit seiner Hauptfeldwicklung 12 erkennen. Er umfaßt ferner ein Einrückrelais 13 für das Einspuren des nicht dargestellten Anlaß­ ritzels in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine. Das Einrückrelais 13 schaltet außerdem mit seinem Relaiskontakt 14 den Startermotor 11 über Klemme 30 auf die an Pluspotential einer Akkumulatorbatterie 15 liegende Anlaßleitung 16. Das Einrückrelais 13 hat ferner eine Er­ regerspule 17, die eine Einzugswicklung und eine Haltewicklung auf­ weist. Die Erregerspule 17 ist einerseits ebenso wie der Starter­ motor 11 über Klemme 31 auf Massepotential gelegt. Über Klemme 50 erfolgt ihr Anschluß an eine Klemme 50h einer Startwiederholeinrich­ tung 18. Die Startwiederholeinrichtung 18 ist außerdem über ihre Klemme 15/30 und über einen Zündschloßkontakt 19a mit dem Pluspoten­ tial der Akkumulatorbatterie 15 verbunden und mit einer Klemme 50g an einen handbetätigten Zünd-Startschalter 19 angeschlossen, dessen Eingang ebenfalls am Pluspotential der Akkumulatorbatterie 15 liegt. Das Minuspotential der Akkumulatorbatterie 15 ist auf Masse ge­ schaltet.

Die Startwiederholeinrichtung 18 enthält ein elektromechanisches Relais 20, dessen Schaltkontakt 20a das Pluspotential von Klemme 30 über Klemme 50h auf die Erregerspule 17 des Einrückrelais 13 schal­ tet. Dieses als Schaltelement der Startwiederholeinrichtung verwen­ dete Relais 20 ist mit seiner Relaiswicklung 20b einerseits über Klemme 50g an den Startschalter 19 angeschlossen und andererseits über einen elektronischen Schalter in Form eines Transistors 21 gegen Masse geschaltet. Das Hauptbauelement der Startwiederholein­ richtung 18 ist ein Mikroprozessor 22, der über eine Spannungsver­ sorgungsstufe 23 mit einer stabilisierten Gleichspannung U_stab = 5 V versorgt wird. Über einen Widerstand 24 und eine dazu in Reihe gegen Masse geschaltete Z-Diode 25 wird mit dem Einschalten des Startschalters 19 ein Eingang 28 des Mikroprozessors 22 über Klemme 50g und den Widerstand 24 auf eine Signalspannung H gelegt. Das Pluspotential der Batteriespannung U_b = 24 V wird über Klemme 30 an einen A/D-Wandler 26 geschaltet, dessen digitales Ausgangs­ signal auf einen Eingangsport 29 des Mikroprozessors 22 geschaltet ist. Ein Ausgang 32 des Mikroprozessors liegt über einen Widerstand 27 an der Basis des Transistors 21. Um den Schaltkontakt 20a der Startwiederholeinrichtung 18 durch die Stromaufnahme des Einrück­ relais 13 an der Klemme 50 nicht zu überlasten, kann in bekannter Weise ein Leistungsrelais in die Leitung von Klemme 50h zu Klemme 50 geschaltet werden, dessen Erregerspule von der Klemme 50h ange­ steuert wird und dessen Schaltkontakt eine Verbindung zwischen den Starterklemmen 30 und 50 herstellt.

Mit Hilfe des Flußdiagramms aus Fig. 2 soll im folgenden der Ver­ fahrensablauf zur Startwiederholung einer Brennkraftmaschine mit einer Startwiederholeinrichtung nach Fig. 1 näher erläutert werden.

Mit dem Einschalten der Zündung (Schalter 19a schließt) der Brennkraftmaschine bzw. der Bordspannung des Fahrzeugs wird zunächst im Schritt 35 das Programm des Mikroprozessors 22 gestartet, indem Klemme 30 Pluspotential erhält. Anschließend wird im Schritt 36 an der Eingangsklemme 28 des Mikroprozessors geprüft, ob der Start­ schalter 19 geschlossen wurde. Solange dies nicht der Fall ist, steht ein L-Signal am Eingang 28 und das Programm bleibt im Schritt 36 solange stehen, bis der Startschalter 19 geschlossen wird und demzufolge H-Potential am Eingang 28 des Mikroprozessors 22 er­ scheint. Mit diesem Signal wird nunmehr auf den Ausgang 32 des Mikroprozessors ein H-Signal gelegt und der Transistor 21 wird leitend. Damit zieht nunmehr auch die Erregerwicklung 20b Strom und das Relais 20 schaltet im Schritt 37 den Relaiskontakt 20 ein, so daß Pluspotential von Klemme 30 über den Relaiskontakt 20a und Klem­ me 50h auf das Einrückrelais 13 gelangt, wobei der Strom zunächst über Klemme 50 zur Einzugswicklung der Erregerspule 17 und von dort zur Masse gelangt. Das Einrückrelais 13 des Schubtriebstarters 10 schiebt nun bei gleichzeitiger Verdrehung sein Starterritzel zum Zahnkranz der Brennkraftmaschine vor. Mit dem Einschalten des Tran­ sistors 21 wird gleichzeitig im Schritt 38 eine Zeitspanne t1 von 800 ms im Mikroprozessor 22 abgearbeitet und während dieser Zeit­ spanne wird über den A/D-Wandler 26 das Spannungspotential an Klemme 30 über den Port 29 detektiert. Im Schritt 39 des Programmablaufs wird nun festgestellt, ob innerhalb dieser Zeit t1 von 800 ms über den Port 29 eine Spannungsabsenkung von ΔU = 6 ± 0,5 V detektiert wurde. Die Spannungsabsenkung ΔU kann fest vorgegeben sein oder es kann in einem vorherigen Programmschritt die Leerlaufspannung der Batterie abgefühlt und abhängig vom gemessenen Wert über eine im µP22 abgelegte Kennlinie der Wert für ΔU ermittelt werden. Dieser Spannungsabfall tritt dann auf, wenn nach dem Einschalten des Ein­ rückrelais 13 das Ritzel des Schubtriebstarters 10 in den Zahnkranz der Brennkraftmaschine einspurt, wodurch der Startermotor 11 über den Schaltkontakt 14 des Einrückrelais 13 eingeschaltet wird. Ist dies innerhalb der Zeit t1 erfolgt, so wird im Programmschritt 40 überwacht, daß der Schubtriebstarter 10 nunmehr solange eingeschal­ tet bleibt, bis der Startschalter 19 geöffnet wird. Erst jetzt wird im Programmschritt 41 über den Ausgang 32 ein L-Signal ausgegeben und damit der Startvorgang durch Abschalten des Transistors 21, des Relais 20 und des Einrückrelais 13 beendet. Der Programmdurchlauf wird im Schritt 42 beendet und erst mit dem Abschalten der Brenn­ kraftmaschine und erneutem Einschalten der Zündung wird der Pro­ grammdurchlauf mit dem Start 35 erneut initiiert.

Die vorgegebene Spannungsabsenkung ΔU wird mit einem Schwellwert­ schalter abgefühlt, der im Mikroprozessor 22 durch ein entsprechen­ des Flag realisiert ist. Ist nach Ablauf der vorgegebenen Zeit t1 im Programmschritt 39 dieses Flag nicht auf 1 gesetzt, d. h., daß die Spannungsabsenkung ΔU und somit das Einspuren des Schubtriebstar­ ters 10 nicht erfolgt ist, so wird im Programmschritt 43 das Ein­ rückrelais 13 über das Relais 20 der Startwiederholeinrichtung 18 abgeschaltet, indem mit einem L-Signal am Ausgang 32 der Transistor 21 gesperrt wird. Anschließend wird im Programmschritt 44 über eine weitere, vorgegebene Zeitspanne t2 = 800 ms das Relais 20 vom Tran­ sistor 21 über den Ausgang 32 des Mikroprozessors 22 abgeschaltet gelassen. Danach springt das Programm über die Verzweigung 45 wieder auf den Programmschritt 37 zurück und schaltet den Starter 10 für einen erneuten Startversuch wieder ein. Nach einer vorteilhaften, in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Programmerweiterung kann statt dessen im Programmschritt 46 der Zustand eines Startwiederholbe­ grenzers in Form eines Flags im Mikroprozessor 22 abgefragt werden, der im Beispielsfall auf drei automatische Startwiederholungen ein­ gestellt ist. Ist im Schritt 46 der dort eingestellte Wert x = 3 nicht erreicht, so wird im Schritt 47 der Zähler des Startwiederholbe­ grenzers um eins erhöht (x+1) und danach springt das Programm auf den Schritt 37 zur Startwiederholung zurück. Wird im Schritt 46 schließlich festgestellt, daß bereits drei Startwiederholungen durchgeführt wurden, so wird die Startwiederholung mit dem Schritt 42 endgültig abgeschaltet. Ein weiterer Startversuch kann erst durch vorheriges Abschalten und erneutes Einschalten der Zündung erfolgen. Alternativ hierzu kann das Programm des Mikroprozessors 22 auch so ausgebildet sein, daß der Start 35 erst durch ein H-Signal am Ein­ gang 28 des µP22, d. h. erst mit dem Einschalten des Startschal­ ters 19 erfolgt.

Anstelle der hier beschriebenen festen Spannungsabsenkung von 6 ± 0,5 V läßt sich vorteilhaft auch eine variable Spannungsgrenze verwenden, deren Größe von der Leerlaufspannung der Batterie (ent­ sprechend der Bordspannung im Schritt 35) abhängt. Diese variable Spannungsgrenze ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bereits rea­ lisiert.

Fig. 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Startwiederhol­ einrichtung 18 mit diskret aufgebauter Schaltung aus elektronischen Schaltungselementen als Hardwareschaltung, wobei die bereits aus Fig. 1 bekannten Schaltelemente und Klemmen mit gleichen Bezugs­ zahlen versehen sind. Das Pluspotential der Klemme 15/30 wird zu­ nächst durch einen Spannungsdetektor 51 geschleift und gelangt von dort zu einer Relaisendstufe 52 mit dem die Ausgangsklemme 50h schaltenden Relais 20 und den das Relais schaltenden Transistor 21. Der Spannungsdetektor 51 hat an seinem Eingang zunächst einen Span­ nungsteiler aus einem Widerstand 53 und einer Z-Diode 54, dessen Z-Potential von 5,6 V über einen Widerstand 55 am Pluseingang eines als Schwellwertschalter arbeitenden Komparators 57 gelangt. Das Potential der Klemme 15/30 liegt außerdem über einen Kondensator 58 und einen Widerstand 56 am Plus-Eingang des Komparators 57. Der Minus-Eingang des Komparators liegt über einen fest eingestellten Spannungsteiler aus den Widerständen 59 und 60 am Pluspotential der Klemme 15/30, wobei der gegen Masse geschaltete Widerstand 60 zur Potentialstabilisierung mit einem Kondensator 61 parallel geschaltet ist. Der Minus-Eingang des Komparators 57 liegt damit auf einer stabilisierten Referenzspannung, die von der Leerlaufspannung der jeweils angeschlossenen Batterie abhängt und der Plus-Eingang ist über dem Kondensator 58 mit dem Pluspotential der Akkumulatorbat­ terie 15 gekoppelt. Der Ausgang des Spannungsdetektors 51 steuert eine Kippstufe 62, welche als Informationsspeicher für einen Span­ nungseinbruch im wesentlichen ein Flipflop 63 enthält. Der Ausgang des Komparators 57 liegt über einen Widerstand 64 am Steuereingang des Flipflops 63, wobei dieses durch einen Kondensator 65 beim Ein­ schalten der Startwiederholeinrichtung 18 über Klemme 50g und der Stufe 23 ein definiertes L-Signal an seinem Inversausgang 66 bewirkt. Über eine am Eingang des Flipflops 63 angeschlossene Ver­ zögerungsschaltung 67 mit einem Widerstand 68, einen gegen Masse geschalteten Kondensator 69, einer zum Widerstand 67 parallel ge­ schalteten Endladediode 70 und einen weiteren gegen Masse geschal­ teten Widerstand 71 wird ferner sichergestellt, daß die Versorgungs­ spannung der Spannungsversorgungsstufe 23 eher vorhanden ist als die von Klemme 50g über die Verzögerungsschaltung 67 am Eingang des Flipflops 63 gelangende Spannung. Der Inversausgang 66 des Flipflops 63 ist über einen Widerstand 72 mit einem Eingang einer Zeitschal­ tung 73 verbunden, die als astabiler Multivibrator aufgebaut ist, der durch das Ausgangssignal des Spannungsdetektors 51 bei einem Spannungseinbruch an Klemme 30 über das Flipflop 63 stillgesetzt wird. Der astabile Multivibrator der Zeitschaltung 73 besteht aus einem weiteren Komparator 74, dessen Minus-Eingang mit einem Lade- und Entladestromkreis eines gegen Masse geschalteten Zeit­ kreiskondensators 75 verbunden ist. Als Lade- und Entladestromkreis dient ein Widerstand 76, der den Minus-Eingang des Komparators 74 mit dessen Ausgang verbindet sowie eine Diode 77, welche den Minus-Eingang in Durchlaßrichtung mit der Klemme 50g verbindet. Der Plus-Eingang des Komparators 74 ist über den Widerstand 72 mit dem Ausgang des Flipflops 63 verbunden sowie über einen weiteren Wider­ stand 78 an die Versorgungsspannung der Stufe 23 und über einen weiteren Widerstand 79 am Komparatorausgang 80 angeschlossen. Der Komparatorausgang 80 ist auf den Eingang eines Startwiederholbe­ grenzers 81 geschaltet und liegt dort auf einem Eingang eines UND-Gatters 82, welches ein Schmitt-Trigger-Verhalten aufweist. Der andere Eingang des UND-Gatters 82 ist über eine in Sperrichtung geschaltete Diode 83 gegen Masse geschaltet und liegt über einen Ladekondensator 84 an die Versorgungsspannung der Stufe 23. Er ist ferner über eine Diode 85 und einen nachgeschalteten Widerstand 86 mit dem Gatterausgang 87 gekoppelt. Dieser Gatterausgang 87 steuert schließlich über den Widerstand 27 den Transistor 21 der Relaisendstufe 52, dessen Relais 20 wie zu Fig. 1 erläutert, über den Schaltkontakt 20a den Schubtriebstarter 10 in der nach dem Flußdiagramm gemäß Fig. 2 vorgesehenen Weise ein- und ausschaltet.

Im folgenden soll die Wirkungsweise dieser Startwiederholeinrichtung 18 näher erläutert werden.

Bei angeschlossener Akkumulatorbatterie 15 liegt eine Gleichspannung Ub von 24 V an Klemme 15/30 der Startwiederholeinrichtung 18. Da die Komparatoren von der Versorgungsstufe 23 bei geöffnetem Startschal­ ter 19 (Fig. 1) noch keine Versorgungsspannung von U_stab = 5 V erhalten, ist am Ausgang 87 des Startwiederholbegrenzers ein unde­ finiertes Signal. Durch die fehlende Spannung an Klemme 50g bleibt jedoch die Relaisendstufe 52 ausgeschaltet.

Erst mit dem Schließen des Startschalters 19 aus Fig. 1 tritt an Klemme 50g die Bordnetzspannung von 24 V auf und über den Ausgang der daran angeschlossenen Versorgungsstufe 23 wird nun die Schaltung mit Spannung versorgt (Schritt 36 in Fig. 2). Am Spannungsdetektor 51 bildet sich über den Spannungsteiler 59, 60 am Minus-Eingang des Komparators 58 ein bestimmtes Potential von 3,0 V. Über dem Span­ nungsteiler 53, 54 liegt außerdem die Z-Spannung von 5,6 V über den Widerstand 55 am Plus-Eingang des Komparators 57. Dadurch tritt an dessen Ausgang ein H-Signal auf, welches den Inversausgang 66 des Flipflops 63 mit einem L-Signal versieht. Zu 90% wird dieses Poten­ tial über das Netzwerk der Widerstände 79, 78, 72 auf den Plus-Ein­ gang des Komparators 74 der Zeitschaltung 73 gekoppelt und damit dessen Ausgang auf H-Signal geschaltet. Der Minus-Eingang des Kom­ parators 74 wird dabei zunächst von dem Kondensator 75 auf Masse­ potential gehalten. Das H-Signal am Ausgang 80 des Komparators 74 gelangt nunmehr auf den einen Eingang des UND-Gatters 82 des Start­ wiederholbegrenzers 81. Dessen anderer Eingang liegt über den noch entladenen Kondensator 84 ebenfalls auf H-Potential, so daß dessen Ausgang ebenfalls ein H-Signal führt, das zunächst ein Aufladen des Ladekondensators 84 über die Diode 85 und den Widerstand 86 verhindert. Das H-Signal gelangt nun über den Widerstand 27 auf die Basis des Transistors 21, so daß dieser in den leitenden Zustand geschaltet wird und das Relais 20 einschaltet. Über Klemme 50h wird nun der Schubtriebstarter 10 eingeschaltet (Schritt 37).

Der Zeitkreiskondensator 75 der Zeitschaltung 73 ist so bemessen, daß er über den Widerstand 76 geladen wird und nach einer Zeitspanne t1 von 800 ms (Schritt 38) den Komparator 74 umsteuert, sofern nicht an dessen Plus-Eingang das Potential vom Ausgang 66 der Kippstufe 62 auf 100% (H-Potential) angehoben wird. Eine solche Potentialan­ hebung erfolgt jedoch nur dann, wenn innerhalb dieser Zeitspanne t1 ein Spannungseinbruch ΔU 5 V an Klemme 30 (Schritt 39) auftritt. Ein solcher, durch das Einspuren des Starters im Zahnkranz der Brennkraftmaschine verursachter Spannungseinbruch wird über den Kondensator 58 und den Spannungsteiler 55, 56 des Spannungsdetektors 51 auf den Plus-Eingang des Komparators 57 gekoppelt, so daß dessen Ausgang auf L-Signal umsteuert. Dieses L-Signal steuert seinerseits über den Widerstand 64 die Kippstufe 62 an ihrem Inverseingang 66 auf ein H-Signal um, welches über den Widerstand 72 auf den Plus-Eingang des Komparators 74 gekoppelt wird. Dessen Ausgang 80 behält nunmehr sein H-Signal bei, so daß über das UND-Gatter 82 des Startwiederholbegrenzers 52 die Relaisendstufe 88 solange einge­ schaltet bleibt, bis der Startschalter 19 von Hand geöffnet wird (Schritt 40). Über Klemme 50g wird dann sowohl die Versorgungsspan­ nung als auch die Erregerwicklung 20b des Relais 20 abgeschaltet und der Anlaßvorgang damit beendet (Schritt 41).

Tritt jedoch innerhalb der Zeitspanne t1 kein Spannungseinbruch an Klemme 15/30 auf, so bleibt damit am Plus-Eingang des Komparators 74 der Zeitschaltung 73 das niedrige Potential stehen und durch die Ladung des Zeitkreiskondensators 75 ist dann das Potential am Minus-Eingang des Komparators 74 nach 800 ms soweit angestiegen, daß nunmehr am Ausgang 80 ein L-Signal erscheint. Mit diesem L-Signal wird auch das UND-Gatter 82 des Startwiederholbegrenzers 81 umge­ steuert, so daß auch an dessen Ausgang 87 ein L-Signal erscheint, durch das der Transistor 21 gesperrt und damit die Relaisendstufe 52 abgeschaltet wird (Schritt 43). Der Startvorgang wird dadurch been­ det. Gleichzeitig damit wird jetzt der Ladekondensator 84 des Start­ wiederholbegrenzers 81 von der Versorgungsspannung der Versorgungs­ stufe 23 über die Diode 85 und den Widerstand 86 allmählich aufge­ laden und das Potential am Eingang des UND-Gatters 82 fällt all­ mählich ab. Außerdem wird gleichzeitig in der Zeitschaltung 73 der Zeitkreiskondensator 75 über den Widerstand 76 wieder entladen. Auf­ grund einer durch die Beschaltung des Komparators 74 vorgegebenen Hysterese wird nun dieser Komparator 74 erst nach Ablauf einer wei­ teren Zeitspanne von t2 = 800 ms (Schritt 44) erneut umgeschaltet, so daß an seinem Ausgang 80 nunmehr wieder ein H-Signal auftritt. Mit diesem Signal wird die Relaisendstufe 88 und damit über Klemme 50h der Starter erneut eingeschaltet (Schritt 37).

Die Zeitschaltung 73 mit ihrem Komparator 74 und dem Zeitkreiskon­ densator 75 arbeitet als astabiler Multivibrator mit einer Taktzeit von t1 = t2 = 800 ms, welcher erst durch einen erfolgreichen Anlaß­ vorgang durch einen Spannungssprung ΔU an Klemme 30 während der Zeitspanne t1 angehalten werden kann, indem dann über das Flipflop 63 das Potential am Plus-Eingang des Komparators 74 angehoben wird. Solange dies nicht der Fall ist, wird im Takt dieses astabilen Mul­ tivibrators der Zeitschaltung 73 der Starter über den Startwieder­ holbegrenzer 81 und die Relaisendstufe 52 mit entsprechenden Zeit­ abständen von t1 und t2 abgeschaltet und wieder eingeschaltet. In jeder Abschaltphase t2 lädt sich dabei der Ladekondensator 84 des Startwiederholbegrenzers 81 mehr und mehr auf. Durch die entspre­ chende Dimensionierung des Ladekondensators 84 und des Widerstandes 86 wird die Ladung so dosiert, daß sie beim dritten Startwiederhol­ vorgang am Eingang des UND-Gatters 82 einen Potentialabfall er­ reicht, welcher den Ausgang 87 des Komparators 82 endgültig auf L schaltet. Mit diesem L-Signal wird nun die Relaisendstufe 52 und damit auch der Schubtriebstarter 10 endgültig abgeschaltet. Erst durch Abschalten der Versorgungsspannung durch Öffnen des Start­ schalters 19 wird der Startwiederholbegrenzer 81 zurückgesetzt, indem der Ladekondensator 84 wieder entladen wird, so daß erst danach ein erneuter Anlaßversuch möglich ist.

Sowohl die in Fig. 1 als auch in Fig. 3 dargestellte Startwieder­ holeinrichtung arbeiten gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 2, welche bei einer Einspurblockierung des Starterritzels nach einer ersten vorgegebenen Zeitspanne t1 den Startvorgang durch ein Schaltelement, sei es die Relaisendstufe 52 oder eine leistungsstarke Halbleiter­ endstufe, unterbricht und ihn nach Ablauf einer weiteren Zeitspanne t2 wiederholt.

Durch den Schaltungsablauf bzw. Programmablauf gemäß dem Flußdia­ gramm nach Fig. 2 wird somit ein Verfahren zur Startwiederholung einer Brennkraftmaschine realisiert, bei dem in erfindungswesent­ licher Weise während einer ersten vorgebbaren Zeitspanne t1 nach dem Einschalten des Startschalters der Spannungsverlauf der mit dem Schubtriebstarter 10 verbundenen Akkumulatorbatterie 15 detektiert und mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird, wobei im Falle einer bis zum Ablauf dieser ersten Zeitspanne fehlenden Span­ nungsabsenkung ΔU bis auf den vorgegebenen Schwellwert der Starter 10 durch die Startwiederholeinrichtung 18 abgeschaltet und nach Ab­ lauf einer weiteren vorgegebenen Zeitspanne t2 erneut eingeschaltet wird.

Claims (11)

1. Schaltungsanordnung zum Starten von Brennkraftmaschinen durch einen Schubtriebstarter (10), dessen Ritzels mittels eines Einrück­ relais (13) in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine einrückbar ist, dessen elektrischer Startermotor (11) über das Einrückrelais von einer Akkumulatorbatterie (15) zu versorgen ist, indem die Er­ regerspule (17) des Einrückrelais mittels eines Startschalters (19) einzuschalten ist, wobei die Schaltungsanordnung eine Startwieder­ holeinrichtung (18) enthält, welche bei einer Einspurblockierung des Starterritzels nach einer ersten vorgegebenen Zeitspanne (t1) den Startvorgang durch ein Schaltelement (20) unterbricht und ihn nach Ablauf einer weiteren vorgegebenen Zeitspanne (t2) wiederholt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsdetektor (22, 51) mit einem Schwellwertschalter (22, 57) eine vom Einschaltstrom des Starter­ motors (11) verursachte Spannungsabsenkung (ΔU) am Anschluß (30) der Akkumulatorbatterie (15) abfühlt und im Falle einer fehlenden Spannungsabsenkung (ΔU) auf einen vorgegebenen Schwellwert bis Ablauf der ersten vorgebbaren Zeitspanne (t1) das Schaltelement (20) der Startwiederholeinrichtung (18) über eine Zeitschaltung (22, 73) für die vorgegebene weitere Zeitspanne (t2) abschaltet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines detektierten Spannungseinbruchs (ΔU) während der ersten Zeitspanne (t1) bis auf den Schwellwert des Schwellwert­ schalters (22, 57) das Schaltelement (20) der Startwiederholein­ richtung (18) durch Öffnen des handbetätigten Startschalters (19) den Starter (10) abschaltet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schaltelement (20) der Startwiederholeinrichtung (18) ein Relais enthält, dessen Schaltkontakt (20a) das eine Potential (+) der Akkumulatorbatterie (15) auf die Erregerspule (17) des Ein­ rückrelais (13) schaltet und dessen Relaiswicklung (20b) von einem elektronischen Schalter (21) an Spannung gelegt ist, der vom Span­ nungsdetektor (22, 51) über die Zeitschaltung (22, 73) und einen Startwiederholbegrenzer (22, 81) ansteuerbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsdetektor der Schwellwertschalter und die Zeitschaltung durch einen Mikroprozessor (22) realisiert sind, über dessen Ausgang (32) ein Transistor (21) als elektronischer Schalter ansteuerbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Mikroprozessors (22) ein A/D-Wandler (26) liegt, dem die zu detektierende Batteriespannung (U_b) zuzuführen ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Startwiederholbegrenzer (22, 81) über den elektronischen Schal­ ter (21) das Einrückrelais (13) nach einer vorgegebenen Anzahl von Startversuchen ohne nachfolgender Spannungsabsenkung (ΔU) endgültig abschaltet, wobei der Startwiederholbegrenzer (22, 81) erst durch Öffnen des handbetätigten Schalters (19) zurücksetzbar ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsdetektor (51) einen als Schwellwertschalter arbeitenden Komparator (57) enthält, dessen einer Eingang (-) auf einer stabili­ sierten Referenzspannung liegt, dessen anderer Eingang an einem mit der Batteriespannung (U_b) gekoppelten Potential liegt und dessen Ausgang eine Kippstufe (62) ansteuert, deren Ausgang auf die Zeit­ schaltung (73) einwirkt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung (73) als astabiler Multivibrator (74 bis 79) auf­ gebaut ist, der durch das Ausgangssignal des Spannungsdetektors (51) bei erfolgtem Spannungseinbruch (ΔU) sperrt.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der astabile Multivibrator der Zeitschaltung (73) mit einem weiteren Komparator (74) versehen ist, dessen einer Eingang (-) mit einem Lade- und Entladestromkreis (76, 77) eines Zeitkreiskondensators (57) verbunden ist, dessen anderer Eingang (+) mit dem Ausgang der Kippstufe (62) sowie mit der Versorgungsspannung (U_stab) gekoppelt ist und dessen Ausgang (80) über den Startwiederholbegrenzer (81) die Relaisendstufe (52) zum Ein- und Ausschalten des Starters (10) steuert.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Startwiederholbegrenzer (81) ein UND-Gatter (82) enthält, des­ sen einer Eingang mit dem Ausgang des zweiten Koinparators (74) ver­ bunden ist, dessen zweiter Eingang über einen Ladekondensator (84) an eine Ladespannung (U_stab) liegt sowie über eine Entladediode (83) mit Masse und über eine weitere Diode (85) und einen Ladewi­ derstand (86) mit seinem Ausgang (87) verbunden ist, wobei der Aus­ gang (87) mit einer Relaisendstufe (52) verbunden ist, welche das Einrückrelais des Schubtriebstarters (10) steuert.

11. Verfahren zur Startwiederholung einer Brennkraftmaschine mit einer Schaltungsanordnung und einer Startwiederholeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während einer ersten vorgeb­ baren Zeitspanne (t1) nach dem Einschalten des Startschalters (19) der Spannungsverlauf der mit dem Schubtriebstarter (10) verbundenen Akkumulatorbatterie (15) detektiert und mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird, daß im Falle einer bis zum Ablauf die­ ser ersten Zeitspanne fehlenden Spannungsabsenkung (ΔU) bis auf den vorgegebenen Schwellwert der Starter durch die Startwiederholein­ richtung (18) abgeschaltet und nach Ablauf einer weiteren vorgeb­ baren Zeitspanne (t2) erneut eingeschaltet wird.