SCHALTUNGSANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR STARTWIEDERHOLUNG VON BRENNKRAFTMASCHINEN

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung und einem Verfahren zum Starten von Brennkraftmaschinen mit einer Startwiederholung bei einer Einspurblockierung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] 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, erfolgt trotz eingeschaltetem Einrückrelais keine Hauptstromkontaktgabe. Damit beim zu langen Betätigen des Startschalters die Einzugswicklung des Einrückrelais nicht überlastet wird und verbrennt, unterbricht das Startwiederholrelais den Startvorgang automatisch und leitet ihn erneut ein. Das geschieht bei den bekannten Schaltungen 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 Startertypen verwendet werden, deren Hauptstromwicklung eine zusätzliche Ausgangsklemme (Klemme 48) für eine Verbindungsleitung zu einem Zeitkreiskondensator im Startwiederholrelais aufweist. Eine Nachrüstung des bekannten Startwiederholrelais bei Startern ohne diese Ausgangsklemme ist nicht möglich.

[0003] Aus der JP-A-61-101 671 ist ferner eine Schaltungsanordnung zum Schutz des Starters einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der während des Startvorganges der vom Anlaßstrom abhängige Spannungsabfall auf dem Anlasserkabel zwischen Batterie und Anschlußklemme des Starterrelais abgefühlt wird. Dabei ist die Schutzschaltung so ausgelegt, daß durch den bei normalem Startvorgang auftretenden Spannungsabfall der Starter nach mehr als 15 Sekunden automatisch für 5 Sekunden abgeschaltet wird, falls der Anlasserschalter über diesen Zeitraum hinaus betätigt wird. Eine Startwiederholung bei einer Einspurblockierung ist dort jedoch nicht vorgesehen. Außerdem sind dort zur Messung des Spannungsabfalls am Anlasserkabel zusätzliche, zum Spannungsdetektor führende Steuerleitungen von der Batterie einerseits und vom Starterrelais andererseits erforderlich.

[0004] Da jede zusätzliche Anschlußklemme und Anschlußleitung die Startanlage verteuert und die Applikation erschwert, wird mit der vorliegenden Lösung angestrebt, Blindschaltungen von Schubtriebstartern ohne zusätzliche Anschlußklemme zum Zweck einer Startwiederholung durch eine neue Schaltungsanordnung und ein neues Verfahren zu erfassen.

Vorteile der Erfindung

[0005] Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat gegenüber dem Bekannten den Vorteil, daß die Steuerung der Startwiederholfunktion bei Schubtriebstartern 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 Bordnetz darstellt, kann das Einschalten des Hauptstromkontaktes dieses Verbrauchers durch den von ihm erzeugten Spannungseinbruch detektiert werden.

[0006] Dadurch ist es möglich, am Starter auf die zusätzliche Anschlußklemme für das Startwiederholrelais zu verzichten, was zu einer Kostenersparnis sowohl bei der Fertigung als auch bei der Lagerhaltung führt. Außerdem können Starter ohne diese Zusatzklemme nunmehr mit einer Startwiederholfunktion nachgerüstet werden. Ein weiterer Vorteil 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 elektromechanischen Ausführung mit Zeitkreiskondensator und Relais, und ein robusterer Aufbau mit kleineren Abmessungen sowie eine Kostenersparnis. 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 Austausch bzw. eine Nachrüstung bei Schubtriebstartern möglich. Diese Vorteile gelten auch für das Verfahren zur Startwiederholung von Brennkraftmaschinen nach Patentanspruch 11.

[0007] 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 Startwiederholeinrichtung aus einem Relais gebildet ist, dessen Schaltkontakt 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 Startwiederholbegrenzer 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.

[0008] 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 Referenzspannung 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 zeitlich begrenzten Abschalten des Starters einwirkt. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Startwiederholeinrichtung läßt sich dadurch erreichen, daß ein Startwiederholbegrenzer über das Schaltelement der Startwiederholeinrichtung das Einrückrelais nach einer vorgegebenen Anzahl von Startversuchen ohne nachfolgender Spannungsabsenkung endgültig abschaltet, wobei der Startwiederholbegrenzer erst durch Öffnen des handbetätigten Startschalters zurücksetzbar ist.

Zeichnung

[0009] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

[0010] Es zeigen Figur 1 eine Schaltungsanordnung zum Starten von Brennkraftmaschinen mit einer Startwiederholeinrichtung, die einen Mikroprozessor enthält, Figur 2 zeigt ein Flußdiagramm über den Verfahrensablauf der Schaltungsanordnung mit der Startwiederholeinrichtung nach Figur 1 und Figur 3 zeigt eine Startwiederholeinrichtung zur Durchführung des Verfahrensablauf nach Figur 2 in einer Hardwareschaltung mit elektronischen Bausteinen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0011] In Figur 1 ist eine Schaltungsanordnung zum Starten von Brennkraftmaschinen dargestellt, die einen Schubtriebstarter 10 mit einem zweistufigen Einspurprinzip (Einrücken, Starten) aufweist. Die schematische 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 Anlaßritzels 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 Erregerspule 17, die eine Einzugswicklung und eine Haltewicklung aufweist. Die Erregerspule 17 ist einerseits ebenso wie der Startermotor 11 über Klemme 31 auf Massepotential gelegt. Über Klemme 50 erfolgt ihr Anschluß an eine Klemme 50h einer Startwiederholeinrichtung 18. Die Startwiederholeinrichtung 18 ist außerdem über ihre Klemme 15/30 und über einen Zündschloßkontakt 19a mit dem Pluspotential 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 geschaltet.

[0012] 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 schaltet. Dieses als Schaltelement der Startwiederholeinrichtung verwendete 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 Startwiederholeinrichtung 18 ist ein Mikroprozessor 22, der über eine Spannungsversorgungsstufe 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 Ausgangssignal 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 Einrückrelais 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 angesteuert wird und dessen Schaltkontakt eine Verbindung zwischen den Starterklemmen 30 und 50 herstellt.

[0013] Mit Hilfe des Flußdiagramms aus Figur 2 soll im folgenden der Verfahrensablauf zur Startwiederholung einer Brennkraftmaschine mit einer Startwiederholeinrichtung nach Figur 1 näher erläutert werden.

[0014] 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 Startschalter 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 erscheint. 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 Klemme 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 Transistors 21 wird gleichzeitig im Schritt 38 eine Zeitspanne tl von 800 ms im Mikroprozessor 22 abgearbeitet und während dieser Zeitspanne 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 tl von 800 ms über den Port 29 eine Spannungsabsenkung von Δ U=6± 0,5 V detektiert wurde. Die Spannungsabsenkung Δ U 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 Δ U ermittelt werden. Dieser Spannungsabfall tritt dann auf, wenn nach dem Einschalten des Einrückrelais 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 tl erfolgt, so wird im Programmschritt 40 überwacht, daß der Schubtriebstarter 10 nunmehr solange eingeschaltet 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 Brennkraftmaschine und erneutem Einschalten der Zündung wird der Programmdurchlauf mit dem Start 35 erneut initiiert.

[0015] Die vorgegebene Spannungsabsenkung ΔU wird mit einem Schwellwertschalter abgefühlt, der im Mikroprozessor 22 durch ein entsprechendes Flag realisiert ist. Ist nach Ablauf der vorgegebenen Zeit tl im Programmschritt 39 dieses Flag nicht auf 1 gesetzt, d.h., daß die Spannungsabsenkung ΔU und somit das Einspuren des Schubtriebstarters 10 nicht erfolgt ist, so wird im Programmschritt 43 das Einrückrelais 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 Transistor 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 Figur 2 gestrichelt dargestellten Programmerweiterung kann stattdessen im Programmschritt 46 der Zustand eines Startwiederholbegrenzers in Form eines Flags im Mikroprozessor 22 abgefragt werden, der im Beispielsfall auf drei automatische Startwiederholungen eingestellt ist. Ist im Schritt 46 der dort eingestellte Wert x=3 nicht erreicht, so wird im Schritt 47 der Zähler des Startwiederholbegrenzers 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 Eingang 28 des µP22, d.h. erst mit dem Einschalten des Startschalters 19 erfolgt.

[0016] 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 (entsprechend der Bordspannung im Schritt 35) abhängt. Diese variable Spannungsgrenze ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 bereits realisiert.

[0017] Figur 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Startwiederholeinrichtung 18 mit diskret aufgebauter Schaltung aus elektronischen Schaltungselementen als Hardwareschaltung, wobei die bereits aus Figur 1 bekannten Schaltelemente und Klemmen mit gleichen Bezugszahlen versehen sind. Das Pluspotential der Klemme 15/30 wird zunächst 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 Spannungsteiler 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 einem 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 Akkumulatorbatterie 15 gekoppelt. Der Ausgang des Spannungsdetektors 51 steuert eine Kippstufe 62, welche als Informationsspeicher für einen Spannungseinbruch 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 Einschalten 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 Verzögerungsschaltung 67 mit einem Widerstand 68, einen gegen Masse geschalteten Kondensator 69, einer zum Widerstand 67 parallel geschalteten Endladediode 70 und einen weiteren gegen Masse geschalteten Widerstand 71 wird ferner sichergestellt, daß die Versorgungsspannung 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 Zeitschaltung 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 Zeitkreiskondensators 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 Widerstand 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 Startwiederholbegrenzers 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 Figur 1 erläutert, über den Schaltkontakt 20a den Schubtriebstarter 10 in der nach dem Flußdiagramm gemäß Figur 2 vorgesehenen Weise ein- und ausschaltet.

[0018] Im folgenden soll die Wirkungsweise dieser Startwiederholeinrichtung 18 näher erläutert werden.

[0019] 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 Startschalter 19 (Figur 1) noch keine Versorgungsspannung von U_stab = 5 V erhalten, ist am Ausgang 87 des Startwiederholbegrenzers ein undefiniertes Signal. Durch die fehlende Spannung an Klemme 50g bleibt jedoch die Relaisendstufe 52 ausgeschaltet.

[0020] Erst mit dem Schließen des Startschalters 19 aus Figur 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 Figur 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 Spannungsteiler 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 Potential über das Netzwerk der Widerstände 79, 78, 72 auf den Plus-Eingang des Komparators 74 der Zeitschaltung 73 gekoppelt und damit dessen Ausgang auf H-Signal geschaltet. Der Minus-Eingang des Komparators 74 wird dabei zunächst von dem Kondensator 75 auf Massepotential gehalten. Das H-Signal am Ausgang 80 des Komparators 74 gelangt nunmehr auf den einen Eingang des UND-Gatters 82 des Startwiederholbegrenzers 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).

[0021] Der Zeitkreiskondensator 75 der Zeitschaltung 73 ist so bemessen, daß er über den Widerstand 76 geladen wird und nach einer Zeitspanne tl 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 Potentialanhebung erfolgt jedoch nur dann, wenn innerhalb dieser Zeitspanne tl ein Spannungseinbruch Δ U 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 eingeschaltet bleibt, bis der Startschalter 19 von Hand geöffnet wird (Schritt 40). Über Klemme 50g wird dann sowohl die Versorgungsspannung als auch die Erregerwicklung 20b des Relais 20 abgeschaltet und der Anlaßvorgang damit beendet (Schritt 41).

[0022] Tritt jedoch innerhalb der Zeitspanne tl 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 umgesteuert, 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 beendet. Gleichzeitig damit wird jetzt der Ladekondensator 84 des Startwiederholbegrenzers 81 von der Versorgungsspannung der Versorgungsstufe 23 über die Diode 85 und den Widerstand 86 allmählich aufgeladen und das Potential am Eingang des UND-Gatters 82 fällt allmählich ab. Außerdem wird gleichzeitig in der Zeitschaltung 73 der Zeitkreiskondensator 75 über den Widerstand 76 wieder entladen. Aufgrund einer durch die Beschaltung des Komparators 74 vorgegebenen Hysterese wird nun dieser Komparator 74 erst nach Ablauf einer weiteren 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).

[0023] Die Zeitschaltung 73 mit ihrem Komparator 74 und dem Zeitkreiskondensator 75 arbeitet als astabiler Multivibrator mit einer Taktzeit von t1 = t2 = 800 ms, welcher erst durch einen erfolgreichen Anlaßvorgang durch einen Spannungsprung 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 Multivibrators der Zeitschaltung 73 der Starter über den Startwiederholbegrenzer 81 und die Relaisendstufe 52 mit entsprechenden Zeitabständen von tl 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 entsprechende Dimensionierung des Ladekondensators 84 und des Widerstandes 86 wird die Ladung so dosiert, daß sie beim dritten Startwiederholvorgang am Eingang des UND-Gatters 82 einen Potentialabfall erreicht, welcher den Ausgang 87 des Komparatos 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 Startschalters 19 wird der Startwiederholbegrenzer 81 zurückgesetzt, indem der Ladekondensator 84 wieder entladen wird, so daß erst danach ein erneuter Anlaßversuch möglich ist.

[0024] Sowohl die in Figur 1 als auch in Figur 3 dargestellte Startwiederholeinrichtung arbeiten gemäß dem Flußdiagramm nach Figur 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 Halbleiterendstufe, unterbricht und ihn nach Ablauf einer weiteren Zeitspannne t2 wiederholt.

[0025] Durch den Schaltungsablauf bzw. Programmablauf gemäß dem Flußdiagramm nach Figur 2 wird somit ein Verfahren zur Startwiederholung einer Brennkraftmaschine realisiert, bei dem in erfindungswesentlicher 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 Spannungsabsenkung Δ U bis auf den vorgegebenen Schwellwert der Starter 10 durch die Startwiederholeinrichtung 18 abgeschaltet und nach Ablauf einer weiteren vorgegebenen Zeitspanne t2 erneut eingeschaltet wird.

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung zur Startwiederholung einer Brennkraftmaschinen durch einen Schubtriebstarter (10), dessen Ritzels mittels eines Einrückrelais (13) in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine einrückbar ist, dessen elektrischer Startermotor (11) über das Einrückrelais von einer Akkumulatorbatterie (15) zu versorgen ist, indem die Erregerspule (17) des Einrückrelais mittels eines Startschalters (19) einzuschalten ist, wobei die Schaltungsanordnung eine Startwiederholeinrichtung (18) enthält, welche bei einer Einspurblockierung des Starterritzels nach einer ersten vorgegebenen Zeitspanne (tl) den Startvorgang durch ein Schaltelement (20) unterbricht und ihn nach Ablauf einer weiteren vorgegebenen Zeitspanne (t2) wiederholt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsdetektor (51) mit einem Schwellwertschalter (57) eine vom Einschaltstrom des Startermotors (11) verursachte Spannungsabsenkung (Δ U) 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 (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 (tl) bis auf den Schwellwert des Schwellwertschalters (57) das Schaltelement (20) der Startwiederholeinrichtung (18) durch Öffnen des handbetätigten Startschalters (19) den Starter (10) abschaltet.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (20) der Startwiederholeinrichtung (18) ein Relais enthält, dessen Schaltkontakt (20a) das eine Potential (+) der Akkumulatorbatterie (15) auf die Erregerspule (17) des Einrückrelais (13) schaltet und dessen Relaiswicklung (20b) von einem elektronischen Schalter (21) an Spannung gelegt ist, der vom Spannungsdetektor (51) über die Zeitschaltung (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 (81) über den elektronischen Schalter (21) das Einrückrelais (13) nach einer vorgegebenen Anzahl von Startversuchen ohne nachfolgender Spannungsabsenkung (ΔU) endgültig abschaltet, wobei der Startwiederholbegrenzer (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 stabilisierten 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 Zeitschaltung (73) einwirkt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung (73) als astabiler Multivibrator (74 bis 79) aufgebaut ist, der durch das Ausgangssignal des Spannungsdetektors (51) bei erfolgtem Spannungseinbruch (Δ U) 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, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des zweiten Komparators (74) verbunden 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 Ladewiderstand (86) mit seinem Ausgang (87) verbunden ist, wobei der Ausgang (87) mit einer Relaisendstufe (52) verbunden ist, welche das Einrückrelais des Schubtriebstarters (10) steuert.

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

Claims

1. Circuit for repeat-starting an internal combustion engine by means of a sliding-gear starter (10) whose pinion can be engaged in a crown gear of the internal combustion engine by means of an engagement relay (13), and whose electrical starter motor (11) can be supplied via the engagement relay from an accumulator battery (15) in that the exciter coil (17) of the engagement relay can be switched on by means of a start switch (19), the circuit containing a repeat-start device (18) which, in the event of an engagement blockage of the starter pinion, interrupts the starting procedure after a first prescribed time period (t1) by means of a switching element (20) and repeats the starting procedure after a further prescribed time period (t2) has expired, characterized in that a voltage detector (51) with a threshold value switch (57) senses a voltage reduction (ΔU), caused by the switch-on current of the starter motor (11), at the terminal (30) of the accumulator battery (15) and, if there is no voltage reduction (Δ U) to a prescribed threshold value by the time the first prescribable time period (t1) has expired, switches off the switching element (20) of the repeat-start device (18) via a timing circuit (73) for the prescribed further time period (t2).

2. Circuit according to Claim 1, characterized in that, if a detected voltage dip (Δ U) as far as the threshold value of the threshold value switch (57) takes place during the first time period (t1), the switching element (20) of the repeat-start device (18) switches off the starter (10) by opening the manually activated starter switch (19).

3. Circuit according to Claim 1 or 2, characterized in that the switching element (20) of the repeat-start device (18) contains a relay whose switching contact (20a) switches one potential (+) of the accumulator battery (15) to the exciter coil (17) of the engagement relay (13) and whose relay winding (20b) is connected to voltage by an electronic switch (21) which can be actuated by the voltage detector (51) via the timing circuit (73) and a repeat-start limiter (22, 81).

4. Circuit according to Claim 3, characterized in that the voltage detector, the threshold value switch and the timing circuit are realized by means of a microprocessor (22), via whose output (32) a transistor (21) can be actuated as an electronic switch.

5. Circuit according to Claim 4, characterized in that an A/D converter (26), to which the battery voltage (U_b) which is to be detected is to be fed, is connected to the input of the microprocessor (22).

6. Circuit according to Claim 3, characterized in that the repeat-start limiter (81) finally switches off the engagement relay (13) via the electronic switch (21) after a prescribed number of start attempts without subsequent voltage reduction (Δ U), it being possible to reset the repeat-start limiter (81) only by opening the manually activated switch (19).

7. Circuit according to Claim 1, characterized in that the voltage detector (51) contains a comparator (57) which operates as a threshold value switch and one input (-) of which is connected to a stabilized reference voltage and the other input of which is connected to a potential which is coupled to the battery voltage (U_b) and the output of which actuates a flip-flop (62), the output of which acts on the timing circuit (73).

8. Circuit according to Claim 7, characterized in that the timing circuit (73) is constructed as an astable multivibrator (74 to 79) which is blocked by the output signal of the voltage detector (51) when a voltage dip (Δ U) has taken place.

9. Circuit according to Claim 8, characterized in that the astable multivibrator of the timing circuit (73) is provided with a further comparator (74), one input (-) of which is connected to a charging and discharging circuit (76, 77) of a timing circuit capacitor (57) and the other input (+) of which is coupled to the output of the flip-flop (62) and to the supply voltage (U_stab) and the output (80) of which controls the relay output stage (52) via the repeat-start limiter (81) in order to switch the starter (10) on and off.

10. Circuit according to Claim 9, characterized in that the repeat-start limiter (81) contains an AND gate (82) one input of which is connected to the output of the second comparator (74) and the second input of which is connected via a charging capacitor (84) to a charge voltage (U_stab) and is connected via a discharging diode (83) to earth and via a further diode (85) and a charging resistor (86) to its output (87), the output (87) being connected to a relay output stage (52) which controls the engagement relay of the sliding-gear starter (10).

11. Method for repeat-starting an internal combustion engine by means of a circuit having a start-repeat device according to Claim 1, characterized in that, during a first prescribable time period (tl) after the starter switch (19) has been switched on, the voltage profile of the accumulator battery (15) which is connected to the sliding-gear starter (10) is detected and is compared with a prescribed threshold value, in that, if there is no voltage reduction (Δ U) to the prescribed threshold value by the time this first time period has expired, the starter is switched off by the repeat-start device (18) and is switched on anew after a further prescribable time period (t2) has expired.

Revendications

1. Circuit de répétition de démarrage d'un moteur à combustion interne à poussée (10) dont le pignon est engagé par un relais d'engagement (13) dans la couronne dentée du moteur à combustion interne, dont le moteur électrique (11) est alimenté à partir de la batterie (15) par un relais d'engagement tandis que la bobine excitatrice (17) du relais d'engagement est branchée par l'interrupteur de démarrage (19), le circuit comportant une installation de répétition de démarrage (18) qui interrompt l'opération de démarrage par un élément de commutation (20) pour un blocage d'engrènement du pignon de démarrage après une première période de temps (t1), et répète cette opération à la fin d'une autre période de temps (t2) prédéterminée,
caractérisé en ce qu'
un détecteur de tension (51) détecte, par un interrupteur à seuil (57), un affaissement de tension (Δ U) sur la borne (30) de l'accumulateur (15), affaissement provoqué par le courant de branchement du moteur (11) du démarreur, et en cas d'absence d'affaissement de tension (Δ U) à un seuil prédéterminé, jusqu'à la fin de la première période de temps prédéterminée (t1), l'élément de commutation (20) de l'installation de répétition de démarrage (18) est coupé par un circuit de temporisation (73) pour une autre période de temps (t2) prédéterminée.

2. Circuit selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
en cas de détection d'effondrement de tension (Δ U) pendant la première période de temps (t1), jusqu'au seuil de l'interrupteur à seuil (57), l'élément de commutation (20) de l'installation de répétition de démarrage (18) coupe le démarreur (10) par l'ouverture de l'interrupteur de démarreur à commande manuelle (19).

3. Circuit selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
l'élément de commutation (20) de l'installation de répétition de démarrage (18) comporte un relais dont le contact de commutation (20a) relie un potentiel (+) de l'accumulateur (15) à la bobine excitatrice (17) du relais d'engagement (13), et son enroulement de relais (20b) reçoit une tension par un commutateur électronique (21) commandé par le détecteur de tension (51) par le circuit de temps (73) et un limiteur de répétition de démarrage (22, 81).

4. Circuit selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
le détecteur de tension de l'interrupteur à seuil et le circuit de temporisation sont réalisés par un microprocesseur (22) dont la sortie 32 commande un transistor (21) constituant un interrupteur électronique.

5. Circuit selon la revendication 4,
caractérisé en ce que
l'entrée du microprocesseur (22) est reliée à un convertisseur A/N (26) recevant la tension de batterie (U_b) à détecter.

6. Circuit selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
le limiteur de répétition de démarrage (81) coupe définitivement, par un interrupteur électronique (21), le relais d'engagement (13) après un nombre prédéterminé de tentatives de démarrage non suivies d'un effondrement de tension (Δ U), le limiteur de répétition de démarrage (80) n'étant remis à l'état initial que par l'ouverture de l'interrupteur de démarrage à commande manuelle (19).

7. Circuit selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le détecteur de tension (51) comporte un comparateur (57) fonctionnant comme interrupteur à seuil dont une entrée (-) reçoit une tension de référence stabilisée et dont l'autre entrée reçoit un potentiel couplé à la tension de batterie (U_b), tandis que sa sortie commande une bascule (62) et la sortie de celle-ci agit sur un circuit de temporisation (73).

8. Circuit selon la revendication 7,
caractérisé en ce que
le circuit de temporisation (73) est un multivibrateur astable (74-79) qui se bloque par le signal de sortie du détecteur de tension (51) lorsqu'il y a eu un effondrement de tension (Δ U).

9. Circuit selon la revendication 8,
caractérisé en ce que
le multivibrateur astable du circuit de temporisation (73) est relié à un autre comparateur (74) dont une entrée (-) est reliée à un circuit de charge et de décharge (76, 77) d'un condensateur de circuit de temporisation (57), dont l'autre entrée (+) est reliée à la sortie de la bascule (62) et est couplée à la tension d'alimentation (U_stab), et dont la sortie (80) commande, par le limiteur de répétition de démarrage (81), l'étage de sortie de relais (52) pour brancher et couper le démarreur (10).

10. Circuit selon la revendication 9,
caractérisé en ce que
le limiteur de répétition de démarrage (81) comporte une porte ET (82) dont une entrée est reliée à la sortie du second comparateur (74), et dont la seconde entrée est reliée par un condensateur de charge (84) à une tension de charge (U_stab) et par une diode de décharge (83) à la masse ainsi que par une autre diode (85) et une résistance de charge (86) à sa sortie (87), cette dernière étant reliée à un étage de sortie de relais (52) commandant le relais d'engagement du démarreur (10).

11. Procédé de répétition de démarrage d'un moteur à combustion interne à l'aide d'un circuit comprenant une installation de répétition de démarrage selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
pendant une première période (t1) prédéterminée, après la fermeture de l'interrupteur de démarreur (19), on détecte l'évolution de la tension de la batterie (15) reliée au démarreur (10) et l'on compare à un seuil prédéterminé, et en ce qu'en cas d'absence d'effondrement de tension (Δ U) avant la fin de cette première période, jusqu'à un seuil de tension prédéterminé, le démarreur est coupé par l'installation de répétition de démarrage (18), et il est de nouveau branché à la fin d'une autre période de temps prédéterminée (t2).

Zeichnung