DE102009007545A1

DE102009007545A1 - Boot Helper

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Publication number: DE102009007545A1
Application number: DE102009007545A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. rer.nat Wenzl; André Dipl.-Ing. Haubrock; H.-P. Prof. Dr.-Ing. Beck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-08-05
Also published as: EP2394050A1; WO2010089113A1

Abstract

Bei einem Starthilfesystem (10) für ein Fahrzeug, umfasssend zumindest einen Leistungsschalter, insbesondere Halbleiterschalter (7, 13), ist zumindest ein interner Starthilfespeicher (2) mit einer vorgebbaren Nennspannung vorgesehen, wobei der interne Starthilfespeicher (2) zum Unterstützen bei der Leistungsanforderung während des Startvorgangs zur Starterbatterie (12) des Fahrzeugs parallel schaltbar oder geschaltet ist. Bei einem Verfahren zur Starthilfe bei einem Fahrzeug wird beim Anklemmen eines oder des Starthilfesystems an das Bordnetz eines Fahrzeugs die Bordnetzspannung gemessen, wird eine Steuerlogik (1) des Starthilfesystems mit Strom versorgt, der Zeitpunkt des Zuschaltens der Spannung des Starthilfespeichers (2) aus der beim Anklemmen gemessenen Bordnetzspannung verringert, um einen Spannungssprung von n Volt berechnet, und wird die Spannungszufuhr unterbrochen, sobald die Bordnetzspannung über eine vorgebbare Spannung (U2) steigt.In a starting assistance system (10) for a vehicle, comprising at least one circuit breaker, in particular semiconductor switch (7, 13), at least one internal starting assistance memory (2) is provided with a predetermined nominal voltage, wherein the internal starting assistance memory (2) for assisting in the power demand during the starting process to the starter battery (12) of the vehicle is connected in parallel or switched. In a method for jump starting in a vehicle, the vehicle electrical system voltage is measured when connecting one or the jump start system to the electrical system of a vehicle, a control logic (1) of the start assist system is supplied with power, the time of switching on the voltage of the start help memory (2) from the Clamping measured vehicle supply voltage is reduced, calculated by a voltage jump of n volts, and the voltage supply is interrupted when the vehicle electrical system voltage rises above a predetermined voltage (U2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Starthilfesystem für ein Fahrzeug, umfassend zumindest einen Leistungsschalter, insbesondere Halbleiterschalter, sowie ein Verfahren zur Starthilfe bei einem Fahrzeug.The The invention relates to a start-up assistance system for a vehicle, comprising at least one power switch, in particular semiconductor switch, and a method for jump starting in a vehicle.

In der Pannenstatistik des ADAC finden sich startunwillige Batterien all-winterlich auf dem vordersten Platz. Fast 850.000 Mal mussten die ADAC-Straßenwachtfahrer im letzten Jahr Starthilfe wegen entladener oder defekter Batterien geben – und das keineswegs nur bei älteren Autos. Zum Einsatz kommen in der Regel relativ große und schwere Starthilfegeräte, die mit einer Bleibatterie ausgerüstet sind. Für einen mobilen Einsatz sind diese Geräte somit nur begrenzt geeignet. Zudem können diese Art von Starthilfegeräten in der Regel nicht schnell über das Bordnetz eines Fahrzeugs nachgeladen werden.In the breakdown statistics of the ADAC are batteries that are unwilling to start all-winter in the first place. Almost 850,000 times had the ADAC road watch driver jump-start last year because of discharged or defective batteries - and that not only in older cars. To be used in usually relatively large and heavy starting aids, which are equipped with a lead acid battery. For a mobile application, these devices are therefore limited suitable. Also, these types of jumpers can usually not fast over the electrical system of a vehicle be reloaded.

Im Stand der Technik ist beispielsweise ein tragbares Mehrzweckstartergerät aus der DE 20 2007 004 272 U1 bekannt. Dieses weist ein Gehäuse zur Aufnahme einer aufladbaren Batterie auf, wobei im Gehäuse elektrische Anschlusselemente zur Verbindung der Batterie mit im Gehäuse vorgesehenen elektrischen Komponenten vorgesehen sind.In the prior art, for example, a portable multi-purpose starter from the DE 20 2007 004 272 U1 known. This has a housing for receiving a rechargeable battery, wherein in the housing electrical connection elements for connecting the battery are provided with provided in the housing electrical components.

Aus der DE 299 09 348 U1 ist ein tragbarer Batterie-Energiespeicher mit einem integrierten Wechselrichter und einer netzunabhängigen Wiederaufladeeinrichtung, die mittels Solar- und/oder Windgeneratoren wieder aufgeladen werden kann, bekannt.From the DE 299 09 348 U1 is a portable battery energy storage with an integrated inverter and a grid-independent recharging, which can be recharged by means of solar and / or wind generators known.

Die DE 199 51 094 C2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherung eines eine Batterie enthaltenden Netzes gegen Verpolung, Kurzschluss und/oder Überspannung, wobei ein reduzierter Stromfluss von einem Fremdstartstützpunkt zur Batterie erfasst und lediglich im Falle der Einhaltung vorgegebener Grenzwerte eine direkte Anschaltung des Fremdstartstützpunktes zur Batterie und zum Bordnetz vorgenommen wird.The DE 199 51 094 C2 discloses a method and a device for securing a network containing a battery against reverse polarity, short circuit and / or overvoltage, wherein a reduced current flow detected by a Fremdstartstützpunkt to the battery and only in the case of compliance with predetermined limits, a direct connection of the Fremdstartstützpunktes to the battery and the electrical system is made.

Die DE 100 49 321 A1 offenbart eine Vorrichtung zur externen Stromeinspeisung in ein Kraftfahrzeug zur Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern, die intern an einen Stromspeicher eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes angeschlossen sind, wobei eine induktive Empfangseinrichtung im Fahrzeug und eine von außen induktiv elektrischen Strom einkoppelnde Einrichtung vorgesehen sind.The DE 100 49 321 A1 discloses a device for external power supply to a motor vehicle for powering electrical consumers that are connected internally to a power storage of a motor vehicle electrical system, wherein an inductive receiving device in the vehicle and an inductively from the outside inductively current coupling device are provided.

Ein weiteres System zur Starthilfe ist aus der US 6,212,054 B1 bekannt. Dieses System kann ein falsches Anschließen detektieren und dadurch die Gefahr insbesondere des Explodierens einer Batterie aufgrund eines Vertauschens der Pole vermeiden. Das System umfasst einen Schalter, der die Spannung ein- und ausschaltet. Das System erkennt über seine Klemmen selbständig eine falsche Polarität der angeschlossenen Kabel und schaltet diese spannungsfrei, sofern eine falsche Polarität festgestellt wird. Ferner werden die Klemmen auch spannungsfrei geschaltet, sobald die Kabel von diesen getrennt werden.Another system to jump start is from the US 6,212,054 B1 known. This system can detect a wrong connection and thereby avoid the danger of battery exploding due to pole reversal. The system includes a switch that turns the power on and off. The system automatically detects a wrong polarity of the connected cables via its terminals and disconnects them from the power supply, if a wrong polarity is detected. Furthermore, the terminals are also de-energized when the cables are disconnected from them.

Beim Startvorgang eines Fahrzeugs sind Ströme von mehreren hundert Ampere erforderlich, beispielsweise von über 1.000 A bei großen Diesel-Pkw- und über 2.000 A bei Lkw-Motoren und anderen großen Motoren. Unmittelbar zu Beginn des Startvorgangs bei stehendem Anlassermotor wird die Starterbatterie nahezu im Kurzschluss betrieben und der Batteriestrom wird im wesentlichen durch den ohmschen Wicklungswiderstand begrenzt, bis sich durch die Drehung des Anlassers eine Gegenspannung aufbaut. Der sich dabei einstellende Strom beträgt ca. 30–50% des Spitzenstroms. Durch die Kompressionsvorgänge im Verbrennungsmotor ergeben sich große Leistungsschwankungen. In der Regel dauert ein Startvorgang nicht länger als drei Sekunden. Die benötigte Ladungsmenge liegt oft bei ca. 1.000 As und die Energiemenge je nach Spannungslage unter 10.000 Ws. Der in den ersten 0,5 Sekunden, also zu Beginn des Anlassvorgangs benötigte Spitzenstrom kann häufig auch von einer gealterten Batterie oder einer Batterie mit sehr geringer Kapazität geliefert werden. Der danach für ca. 1 bis 2 Sekunden fließende Strom kann dagegen von einer gealterten oder stark entladenen Batterie nicht mehr geliefert werden, insbesondere dann nicht, wenn die Temperatur der Batterie und/oder des Motors sehr niedrig ist.At the Starting process of a vehicle are currents of several hundred Amperes required, for example, of over 1,000 A at large diesel car and over 2,000 A in truck engines and other big engines. Immediately at the start of the boot process when the starter motor is stationary, the starter battery is almost in short circuit operated and the battery current is essentially through the ohmic Winding resistance is limited until the rotation of the starter build up a counter tension. The thereby adjusting current amounts about 30-50% of the peak current. Through the compression processes In the internal combustion engine, large power fluctuations result. Typically, a boot does not take more than three Seconds. The required amount of charge is often around 1,000 As and the amount of energy depending on the voltage under 10,000 Ws. The in the first 0.5 seconds, so at the beginning of the starting process required peak current Often also from an aged battery or a Battery to be delivered with very low capacity. The then flowing for about 1 to 2 seconds On the other hand, electricity can come from an aged or heavily discharged battery no longer be delivered, especially not when the temperature the battery and / or the engine is very low.

Die angeforderte elektrische Leistung des Anlassers ist zum einen von der Bauart des Verbrennungsmotors, also Hubraum, Otto-/Dieselmotor, etc., und zum anderen von den Umgebungsbedingungen, wie der Temperatur, dem Öl, der vorangegangenen Ruhephase, etc., abhängig. Des Weiteren müssen die elektrischen Widerstände zwischen Batterie- und Anlasserklemmen berücksichtigt werden.The requested electric power of the starter is on the one hand of the type of internal combustion engine, ie displacement, petrol / diesel engine, etc., and on the other hand, the environmental conditions, such as the temperature, the oil, the previous resting phase, etc., depending. Furthermore, the electrical resistances be taken into account between battery and starter terminals.

Diese Ausführungen machen deutlich, dass bei der Auslegung eines Starthilfegeräts oder Starthilfesystems somit nicht der Energieinhalt des Speichers entscheidend ist, sondern seine Leistungsfähigkeit bzw. sein Hochstromverhalten. Aus diesem Grunde ist auch bereits vorgeschlagen worden, anstelle von Batterien als Energiespeicher Doppelschichtkondensatoren zu nutzen, deren Leistung für wenige Sekunden sehr hoch ist, und deren Energieinhalt gering, aber noch ausreichend ist. Eine hohe Leistungsfähigkeit bietet zudem die Möglichkeit, den Speicher innerhalb weniger Sekunden direkt nach der erfolgten Starthilfe zurück auf einen hohen Ladezustand zu bringen, um für nachfolgende Startvorgänge eine ausreichende Energiemenge zur Verfügung zu haben.These explanations make it clear that when designing a starting aid or starting aid system it is not the energy content of the memory which is decisive, but its performance or its high-current behavior. For this reason, it has also been proposed to use instead of batteries as energy storage double-layer capacitors whose performance is very high for a few seconds, and their energy content is low, but still sufficient. A high performance also offers the possibility of bringing the memory back to a high state of charge within a few seconds, directly after the startup aid has been completed, in order to provide sufficient energy for subsequent starting processes To have available.

Bei modernen Fahrzeugen darf eine untere Grenzspannung während des Startvorgangs nicht unterschritten werden, damit die Motorsteuerung noch funktionsfähig bleibt. Die Bordnetzspannung muss also auch während des Startvorgangs ständig oberhalb dieses Grenzwertes liegen. Zudem wird der Batterie bei einigen Fahrzeugen bereits vor dem Startvorgang für wenige Sekunden ein hoher Strom für einige für den Start erforderliche Funktionen entnommen, wie z. B. über 100 A für das Vorglühen eines Dieselmotors oder ca. 50 A für das Motorsteuergerät und andere Steuergeräte.at modern vehicles may have a lower limit voltage during the starting process is not fallen below, so that the engine control yet remains functional. The electrical system voltage must therefore also during startup constantly above this Limit value are. In addition, the battery is on some vehicles already before starting for a few seconds a high Power for some functions required for startup taken, such. B. over 100 A for preheating a diesel engine or about 50 A for the engine control unit and other controllers.

Es ist bekannt, dass grundsätzlich die maximale Leistung, die von Batterien und Doppelschichtkondensatoren abgegeben werden kann, dann erreicht ist, wenn der Innenwiderstand und der Lastwiderstand gleich groß sind. Hier ist jedoch zu beachten, dass insbesondere bei Batterien der Innenwiderstand vom Strom abhängig ist. Dies bedeutet, dass je höher der Strom ist, desto geringer der Innenwiderstand sein wird. Ferner ändert sich der Innenwiderstand während des Startvorgangs. Die Unterschiede des Innenwiderstands sind vom Alter der Batterie und der Bedeutung von Diffusions- und Transportvorgängen abhängig. Diese können innerhalb von einer Sekunde den Innenwiderstand deutlich erhöhen. Zudem wird der Widerstand des Anlassers (Lastwiderstand) maßgeblich von der durch Induktion verursachten Gegenspannung des Anlassermotors beeinflusst, die wiederum drehzahlabhängig ist. Des Weiteren wird dieser von der schwankenden Drehmomentanforderung des Verbrennungsmotors in der Kompressions- und der Expansionsphase beeinflusst. Es ist somit nicht möglich, die Batterie während des Startvorgangs immer im Punkt der maximalen Leistungsabgabe zu betreiben. Dabei ist auch zwischen dem Punkt der maximalen Leistungsabgabe bei Beginn des Startvorgangs und der während des Startvorgangs zu unterscheiden.It is known that basically the maximum power, which are discharged by batteries and double-layer capacitors can, then is reached when the internal resistance and the load resistance are the same size. Here, however, it should be noted that in particular For batteries, the internal resistance depends on the current. This means that the higher the current, the lower will be the internal resistance. Furthermore, the internal resistance changes during the boot process. The differences of internal resistance are of the age of the battery and the meaning of diffusion and diffusion Transport processes dependent. these can significantly increase the internal resistance within one second. In addition, the resistance of the starter (load resistance) is decisive from the induced by induction counter tension of the starter motor influenced, which in turn is speed-dependent. Furthermore this is due to the fluctuating torque requirement of the internal combustion engine influenced in the compression and expansion phases. It is thus not possible, the battery during the Starting operation always operate at the point of maximum power output. It is also between the point of maximum power output at the start of the boot process and during the boot process to distinguish.

Bei Beginn des Startvorgangs ist der Lastwiderstand des Anlassers im Stillstand durch den ohmschen Widerstand der Wicklungen gegeben und sehr gering (im Bereich von ca. 2 Milliohm bis 5 Milliohm). Die Batterie wird somit bei Beginn des Startvorgangs nahezu im Kurzschluss betrieben und die Klemmenspannung liegt deutlich unterhalb der Nenn- bzw. Betriebsspannung.at Start of the starting process is the load resistance of the starter in Standstill given by the ohmic resistance of the windings and very low (in the range of about 2 milliohms to 5 milliohms). The Battery is thus almost in short circuit at the start of the boot process operated and the terminal voltage is well below the rated or operating voltage.

Während des Startvorgangs beträgt bei der für den Motorstart erforderlichen Drehzahl des Anlassers die durch Induktion erzeugte Gegenspannung umgerechnet in einen stromabhängigen bzw. drehzahlabhängigen Lastwiderstand ca. 10 bis 50 Milliohm (mΩ) und ist somit viel höher als zu Beginn des Startvorgangs. Die maximale Leistung der verwendeten Batterie könnte dann entnommen werden, wenn der Innenwiderstand der Batterie bei den jeweils fließenden Strömen dem Lastwiderstand, also dem Widerstand des Anlassers während des Startvorgangs, entspricht. Der Innenwiderstand einer konventionellen Bleistarterbatterie mit 12 V Nennspannung ist konstruktions- und technologiebedingt bei den während des Startvorgangs fließenden Strömen aber deutlich niedriger, so dass die Batterie nicht ihre maximale Leistung abgibt und für den Startvorgang deutlich überdimensioniert und zu schwer ist. Die Nutzung einer kleineren Batterie mit höherem Innenwiderstand führt dazu, dass diese im Bereich ihrer maximalen Leistungsabgabe betrieben würde. Es sänke dann aber die Spannung zu Beginn des Startvorgangs wegen des kurzschlussähnlichen Betriebs fast auf Null ab und die für den Motorstart erforderliche Mindestspannung würde nicht eingehalten. Außerdem läge während des Startvorgangs die Spannung bei ca. 50% der Ausgangsspannung. Die Spannungsuntergrenze für den Motorstart würde dann, wenn überhaupt, nur knapp überschritten. Unter diesen Bedingungen ist somit eine bzgl. der maximal möglichen Leistungsabgabe überdimensionierte Batterie die einzige Lösung für die genannte Problematik.While the starting process is at the for the engine start required speed of the starter produced by induction Counter voltage converted into a current-dependent or speed-dependent load resistance approx. 10 to 50 milliohms (mΩ) and is thus much higher than at the beginning of the boot process. The maximum power of the battery used could then be removed when the internal resistance of the battery in the each flowing currents the load resistance, So the resistance of the starter during the startup corresponds. The internal resistance of a conventional lead acid battery with 12 V nominal voltage is due to design and technology the currents flowing during the starting process but significantly lower, so the battery does not reach its maximum Output power and significantly oversized for the boot process and too heavy. The use of a smaller battery with higher Internal resistance causes these to be in the range of their maximum Power would be operated. It would sink then but the voltage at the beginning of the starting process almost because of the short-circuit-like operation to zero and the minimum voltage required for starting the engine would not be respected. Besides that would be during startup, the voltage at about 50% of Output voltage. The lower voltage limit for the engine start would then, if at all, only just exceeded. Under these conditions is thus a respect. The maximum possible Power output oversized battery the only one Solution for the mentioned problem.

Es wäre jedoch wünschenswert, ein leichtes portables Starthilfegerät vorzusehen, welches einen hohen Startstrom für wenige Sekunden zur Verfügung stellen kann, wobei der innerhalb der ersten 0,5 Sekunden notwendige Spitzenstrom bei einem Starthilfesystem nicht vollständig bereitgestellt werden muss, da eine vorhandene Batterie auch im gealterten Zustand und bei tiefer Entladung kurzzeitig ebenfalls einen hohen Strom liefern kann. Die Möglichkeit eines direkten Nachladens des Starthilfespeichers nach der erfolgten Starthilfe über das Bordnetz des Kraftfahrzeugs wäre ebenfalls wünschenswert, wobei die Ladezeit gering sein sollte. Ebenso wären die Abgabe einer maximalen Leistung der Batterie und eine optimale Nutzung der abgegebenen Leistung wünschenswert.It however, it would be desirable to have a lightweight portable Provide start aid, which has a high starting current for a few seconds, the peak current required within the first 0.5 seconds not fully deployed on a startup help system must be, as an existing battery even in the aged state and at low discharge briefly also a high current can deliver. The possibility of direct reloading the jump start memory after the jump start over the electrical system of the motor vehicle would also be desirable, the charging time should be low. Likewise, the levy would be Maximum battery performance and optimal use the output power desired.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und ein Starthilfesystem zu schaffen, das eine maximale Leistungsabgabe der Batterie oder eines anderen Energiespeichers ermöglicht, wobei diese Leistung optimal genutzt werden kann, und das sowohl über das Bordnetz als auch über das Versorgungsnetz wieder aufladbar ist.Of the The present invention is therefore based on the object, the above solve problems and a start-up system create a maximum power output of the battery or one other energy storage allows this performance can be used optimally, both via the electrical system as well as being rechargeable via the supply network.

Die Aufgabe wird für ein Starthilfesystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein interner Starthilfespeicher mit einer vorgebbaren Nennspannung vorgesehen ist, wobei der interne Starthilfespeicher zum Unterstützen bei der Leistungsanforderung während des Startvorgangs zur Starterbatterie parallel schaltbar oder geschaltet ist. Für ein Verfahren zur Starthilfe bei einem Fahrzeug wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass beim Anklemmen eines oder des Starthilfesystems an das Bordnetz eines Fahrzeugs die Bordnetzspannung gemessen wird, eine Steuerlogik des Starthilfesystems mit Strom versorgt wird, der Zeitpunkt zum Zuschalten der Spannung des Starthilfespeichers aus der beim Anklemmen gemessenen Bordnetzspannung verringert um einen Spannungssprung von n Volt berechnet und die Spannungszufuhr unterbrochen wird, sobald die Bordnetzspannung über eine vorgebbare Spannung steigt. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The problem is solved for a starting aid system according to the preamble of claim 1, characterized in that at least one internal starting assistance memory is provided with a predetermined nominal voltage, wherein the internal starting assistance memory for supporting in the power demand during the starting process to the starter battery is connected in parallel or connected. For a jump start procedure in a vehicle, the object is achieved in that when connecting one or the jump start system to the electrical system of a vehicle, the vehicle electrical system voltage is measured, a control logic of the starting assistance system is powered, the time is reduced to switch on the voltage of the auxiliary starting memory from the voltage measured during clamping vehicle electrical system voltage calculated by a voltage jump of n volts and the voltage supply is interrupted as soon as the vehicle electrical system voltage rises above a predetermined voltage. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Dadurch wird ein Starthilfesystem geschaffen, bei dem durch das Vorsehen des Starthilfespeichers parallel zur Starterbatterie diese bei der Leistungsanforderung während eines Startvorgangs oder während der betriebsnotwendigen Funktionen unterstützt wird. Ein Entladen der Starthilfebatterie und Laden der Starterbatterie vor Beginn des Startvorgangs wird somit verhindert.Thereby a start-up system is created in which by providing the Starthilfespeichers parallel to the starter battery this at the Performance request during a startup or during the operationally necessary functions is supported. One Discharge the booster battery and charging the starter battery Start of the startup process is thus prevented.

Fällt die Bordnetzspannung während des Startvorgangs mehrmals unter einen vorgebbaren oder vorgegebenen Schwellwert, schaltet das Starthilfesystem auch mehrmals ein und aus; so dass immer dann, wenn der untere bzw. obere Schwellwert erreicht wird, die Leistungszufuhr bzw. die Startunterstützung eingeschaltet bzw. unterbrochen wird. Eine Unterbrechung der Leistungs- bzw. Spannungszufuhr kann alternativ auch nach einer vorgebbaren Zeitspanne erfolgen.falls the vehicle electrical system voltage several times during the starting process below a predetermined or predetermined threshold, switches the startup help system also several times on and off; so that always, when the lower or upper threshold is reached, the power supply or the startup support switched on or interrupted becomes. An interruption of the power or voltage supply can alternatively also be done after a predetermined period of time.

Die Nennspannung und/oder Betriebsspannung des Starthilfespeichers kann der Nennspannung und/oder Betriebsspannung der Bordnetzbatterie entsprechen. Alternativ können die Spannung des Starthilfespeichers und die Bordnetzspannung des Fahrzeugs unterschiedlich hoch sein. Bei Batterien kann z. B. eine Nennspannung von zumindest etwa 10 V sinnvoll sein, bei Doppelschichtkondensatoren können beispielsweise drei Doppelschichtkondensatoren mit einer Nennspannung von je etwa 2,5 bis 2,7 V vorgesehen sein. Vorteilhaft ist die Spannung des Starthilfespeichers mit Batterien so groß zu wählen, dass die optimale Ladespannung der Starthilfebatterie etwa doppelt so hoch ist wie die Bordnetzspannung bei laufender Lichtmaschine. Zu Berücksichtigen ist dabei, dass der Speicher aus einer Reihenschaltung von Einzelzellen mit einem definierten Innenwiderstand aufgebaut ist. Ziel sollte es sein, die Anzahl der Zellen so zu wählen, dass die Innenwiderstände und der Lastwiderstand einen gleich großen Wert aufweisen, so dass eine Leistungsanpassung mit maximaler Ausgangsleistung und minimalen Verlusten erreicht wird.The Rated voltage and / or operating voltage of the auxiliary starting memory can the rated voltage and / or operating voltage of the onboard power supply battery correspond. Alternatively, the voltage of the auxiliary starting memory and the vehicle electrical system voltage of the vehicle be different levels. For batteries z. B. a rated voltage of at least about 10th V may be useful in double-layer capacitors for example, three double-layer capacitors with a nominal voltage be provided by about 2.5 to 2.7 V each. The advantage is the tension to choose the boot-up memory with batteries so big that the optimal charging voltage of the booster battery about twice as high is like the vehicle electrical system voltage with the alternator running. To Take into account that the memory is from a Series connection of single cells with a defined internal resistance is constructed. The goal should be to increase the number of cells so choose that the internal resistances and the load resistance have an equal value, so that a power adjustment with maximum output power and minimum losses is achieved.

Vorteilhaft wird eine Starthilfebatterie bzw. ein Starthilfespeicher mit höherer Nennspannung als jetzt üblich verwendet, so dass die geforderte Leistung mit einer kleinstmöglichen Batterie bereitgestellt werden kann. Die Spannungsgrenzen beim Startvorgang können dabei dennoch eingehalten werden. Wenn z. B. eine Batterie mit 18 V Betriebsspannung und einem Innenwiderstand, der dem Lastwiderstand des Anlassers während des Startvorgangs entspricht, verwendet wird, beträgt die Ausgangsspannung der Batterie bzw. des Starthilfespeichers während des Startvorgangs etwa 9 V und der Startvorgang kann problemlos durchgeführt werden.Advantageous is a booster battery or a starting aid memory with higher Rated voltage as now commonly used, so the required Power to be provided with the smallest possible battery can. The voltage limits during the boot process can thereby nevertheless be respected. If z. B. a battery with 18 V operating voltage and an internal resistance, which is the load resistance of the starter during is equal to the startup used Output voltage of the battery or the auxiliary starting memory during booting about 9V and the boot process can be done easily be performed.

Beim Starthilfevorgang wird somit ein Starthilfespeicher mit unüblicher Nenn- bzw. Betriebsspannung verwendet, insbesondere eine Batterie oder ein Doppelschichtkondensator, mit einer Nennspannung von zumindest ca. 10 V. Die Kapazität der Starthilfebatterie kann zumindest etwa 2 Ah betragen, insbesondere 2 bis 10 Ah, insbesondere 6 bis 7 Ah. Auch eine Kapazität von etwas unter 2 Ah ist grundsätzlich möglich, jedoch werden üblicherweise Kapazitätswerte von über 2 Ah verwendet werden. Wird eine Nickelmetallhydrid-Batterie verwendet, kann diese beispielsweise eine Kapazität von etwa 6,5 Ah und dabei einen Innenwiderstand von etwa 1,3 bis 1,6 mΩ pro Zelle nach einer Millisekunde Entladung im Bereich von etwa 300 A aufweisen.At the Jump start process is thus a jump start memory with unusual Rated or operating voltage used, in particular a battery or a double-layer capacitor, with a rated voltage of at least about 10 V. The capacity of the booster battery can at least be about 2 Ah, in particular 2 to 10 Ah, in particular 6 to 7 Ah. Also, a capacity of just under 2 Ah is basically possible, but usually become capacity values to be used by over 2 Ah. Will be a nickel metal hydride battery For example, this may have a capacity of about 6.5 Ah, while an internal resistance of about 1.3 to 1.6 mΩ per cell after a millisecond discharge in the range of about 300 amps.

Vorteilhaft ist der Innenwiderstand des Starthilfespeichers so gewählt oder wählbar, dass der Innenwiderstand des Starthilfespeichers etwa dem Innenwiderstand des Anlassers im Betriebszustand eines Starts entspricht. Die Gesamtspannung kann dabei vorteilhaft etwa doppelt so hoch wie eine beim Startvorgang auftretende optimale Spannung sein. Unabhängig von der Nennspannung weist somit der Starthilfespeicher einen für einen Startvorgang erforderlichen Innenwiderstandsbereich auf und das Bordnetz des Fahrzeugs, dem Starthilfe gegeben wird, kann vor einer Nennspannung außerhalb des zulässigen Bereichs geschützt werden.Advantageous the internal resistance of the auxiliary starting memory is selected or selectable that the internal resistance of the auxiliary starting memory about the internal resistance of the starter in the operating state of a Starts corresponds. The total voltage can be advantageous about twice as high as a boot-up optimal Be tension. Regardless of the rated voltage thus indicates the startup memory one for a boot process required Internal resistance area on and the electrical system of the vehicle, the Jumpstart can be given before a rated voltage outside of the permitted range.

Da die existierende Starter- und Bordnetzbatterie im Auto verbleibt, werden somit zwei Batterien mit unterschiedlicher Spannung parallel geschaltet. Daher ist vorteilhaft eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die das Zuschalten des internen Starthilfespeichers des Starthilfesystems auf das Bordnetz kontrolliert, so dass beide Batterien bzw. Speicher, die Bordnetzbatterie und der Starthilfespeicher, nur zur Belastungszeit parallel betrieben werden. Probleme aufgrund der Auslegung der Batterien bzw. Speicher mit unterschiedlicher Spannung können dadurch vermieden werden.There the existing starter and vehicle power supply battery remains in the car, Thus, two batteries with different voltage in parallel connected. Therefore, a control device is advantageously provided, the connection of the internal start-up memory of the jump start system controlled on the electrical system, so that both batteries or memory, the on-board battery and the starting aid memory, only at load time operated in parallel. Problems due to the design of the batteries or memory with different voltage can thereby be avoided.

Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann die Aufgabe auch durch ein Verfahren gelöst werden, bei dem bei günstiger Wahl der Nennspannung des Starthilfespeichers die Steuerlogik und der von ihr betätigte Schalter durch ein passives Bauelement, z. B. eine Diode, ersetzt werden. Alternativ kann somit die Funktion der Steuerlogik und des von ihr betätigten Schalters durch einen passiven Halbleiterschalter, z. B. eine Diode, ersetzt werden, die nur dann leitend wird, wenn die Spannung des Starthilfespeichers über der beim Startvorgang stark reduzierten Spannung der Starterbatterie liegt. Wird anstelle der Steuerlogik und des von dieser betätigten Schalters ein passives Bauelement vorgesehen, ermöglicht dieses den Stromfluss vom Starthilfespeicher zum Anlasser, nachdem die Bordnetzspannung die Spannung des Starthilfespeichers unterschritten hat, und unterbricht den Stromfluss wieder, sobald die Bordnetzspannung höher ist.As an alternative to the method described above, the object can also be achieved by a method in which, with a favorable choice of the nominal voltage of the starting assistance memory, the control logic and the switch operated by it by a pas sive component, eg. As a diode to be replaced. Alternatively, thus, the function of the control logic and the switch operated by it by a passive semiconductor switch, for. As a diode to be replaced, which only becomes conductive when the voltage of the auxiliary starting memory is above the greatly reduced during startup voltage of the starter battery. If a passive component is provided instead of the control logic and of the switch actuated by this, this allows the flow of current from the starting aid memory to the starter after the vehicle electrical system voltage has fallen below the voltage of the auxiliary starting memory, and interrupts the current flow again, as soon as the vehicle electrical system voltage is higher.

Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn zwischen einen Starthilfespeicher mit einer Betriebsspannung unter der üblichen Bordnetzspannung im Ruhezustand und dem Bordnetz eine Diode geschaltet wird, die dann einen Stromfluss aus dem Starthilfespeicher zulässt, wenn die Bordnetzspannung aufgrund des Spannungseinbruchs beim Starten unter die Spannung des Starthilfespeichers sinkt.When furthermore, it proves to be advantageous, if between a starting aid memory with an operating voltage below the usual vehicle electrical system voltage in the idle state and the electrical system a diode is switched, the then allows a flow of current from the starting aid memory, if the vehicle electrical system voltage due to the voltage drop at start falls below the voltage of the auxiliary starting memory.

Ein Startvorgang über das externe Starthilfesystem ohne eine eingebaute Bordnetzbatterie ist üblicherweise nicht vorgesehen, da das Fahrzeug nach Ende des Startvorgangs und bei dann laufendem Motor auch nach Abklemmen des Starthilfesystems funktionsfähig bleiben sollte. Dies wäre ohne eine Batterie im Fahrzeug nicht möglich. Weitere Anforderung an die Leistung und Spannung der eingebauten Bordnetzbatterie werden hier jedoch nicht aufgestellt.One Boot process via the external startup help system without one built-in vehicle battery is usually not provided because the vehicle after the end of the boot process and then running Engine functional even after disconnecting the jump start system should stay. This would be without a battery in the vehicle not possible. Another requirement for performance and However, voltage of the built-in system battery is not set up here.

Um im Falle eines Versagens der Steuerlogik und/oder eines Leistungsschalters zwischen Starthilfesystem und Bordnetz dieses vor einer zu hohen Spannung des Starthilfespeichers zu schützen, ist vorteilhaft eine Schutzbeschaltung vorgesehen. Vorteilhaft umfasst die Schutzbeschaltung zumindest einen Widerstand oder eine Diode, über den bzw. die der Starthilfespeicher ab einer vorgebbaren Spannung, die über der im Betrieb zu erwartenden Bordnetzspannung und unter der Verbraucher des Bordnetzes schädigenden Spannung liegt, entladbar ist oder entladen wird. Die Schutzbeschaltung besteht vorteilhaft aus einer Diode, so dass bei einer Spannungsüberschreitung der unzulässige Strom über dieses Bauelement kurzgeschlossen wird. Die Schutzbeschaltung ist vorteilhaft hart mit den Ausgangsklemmen des Starthilfesystems verbunden, wird also in jedem Falle aktiv. Vorteilhaft ist sie beim Laden des Starthilfespeichers nicht im Eingriff. Wenn eine Dauerbelastung dieser als Bypass wirkenden Schutzbeschaltung nicht möglich ist, kann vorteilhaft eine akustische Warnmeldung abgegeben werden, die zum Abklemmen des Starthilfesystems auffordert.Around in the event of a failure of the control logic and / or a circuit breaker between starting aid system and electrical system this against too high a voltage Protecting the boot memory is an advantage Protective circuit provided. Advantageously, the protective circuit comprises at least one resistor or diode across or the starting aid memory from a predetermined voltage, the over the expected during operation vehicle electrical system voltage and the consumer of the on-board network is damaging voltage, is dischargeable or unloaded. The protective circuit advantageously consists of a Diode, so that when a voltage exceeded the impermissible Current is shorted through this device. The protective circuit is advantageously hard with the output terminals of the jump start system connected, so is in any case active. It is advantageous when loading Startup memory not engaged. If a permanent load This protective circuit acting as a bypass is not possible is advantageous, an acoustic warning message can be issued, the to disconnect the jump start system prompts.

Vorteilhaft ist zumindest eine Einrichtung zur Glättung der Spannung bei häufigen Schaltvorgängen durch die Steuerlogik vorgesehen, insbesondere bei manuellem Zuschalten des Starthilfespeichers. Eine solche Glättungseinrichtung kann z. B. ein Glättungskondensator sein.Advantageous is at least one device for smoothing the voltage with frequent switching operations by the control logic provided, in particular with manual connection of the Starthilfespeichers. A Such smoothing device can, for. B. a smoothing capacitor be.

Eine Aktivierung des Starthilfesystems kann bei Detektieren eines Lastsprungs durch einen Spannungssprung erfolgen. Daher ist vorteilhaft eine Einrichtung zum Erkennen eines Lastsprungs vorgesehen, die vorteilhaft von der Steuerlogik umfasst ist und die von der vor Beginn des Startvorgangs gemessenen Bordnetzspannung ausgeht, und dem Einschalten oder Leitendmachen eines Leistungsschalters. Hierdurch wird die Starthilfebatterie automatisch über den Leistungsschalter hinzugeschaltet und getrennt, so dass ein Startvorgang über den Starthilfespeicher und ein Nachladen von diesem durch die Bordnetzbatterie automatisch erfolgen kann. Die Starthilfebatterie kann jedoch auch manuell zuschaltbar ausgebildet sein, wenn ein Lastsprung nicht detektiert werden kann oder wird und/oder wenn die Bordnetzspannung so niedrig ist, dass der Startvorgang des Fahrzeugs durch dessen Steuergeräte nicht mehr einleitbar ist. Der Starthilfespeicher kann insbesondere von der Batterie des Fahrzeugs getrennt werden, wenn die Bordnetzspannung über einen vorgebbaren Grenzwert bei laufendem Fahrzeugmotor ansteigt. Weil zu diesem Zeitpunkt die Klemmen des Starthilfegeräts die gleiche Spannung haben wie die Bordnetzbatterie, gibt es beim Abklemmen keine Funkenbildung. Im Übrigen tritt auch beim Verbinden des Starthilfegeräts mit dem Bordnetz keine Funkenbildung auf, da die Klemmen des Starthilfegeräts spannungslos sind. Ein Schutz vor einem Verpolen ist durch das Steuergerät automatisch sichergestellt und die Reihenfolge beim An- und Abklemmen ist nicht relevant.A Activation of the start-up assist system may occur upon detecting a load jump done by a voltage jump. Therefore, one advantage Device provided for detecting a load jump, which is advantageous is included by the control logic and that of the before starting the boot process measured on-board voltage, and switching on or Leitendmachen a circuit breaker. This will make the booster battery automatically connected via the circuit breaker and disconnected, allowing a boot process through the boot memory and a recharge of this by the on-board battery automatically can be done. However, the booster battery can also be switched manually be formed when a load jump can not be detected or is and / or when the vehicle electrical system voltage is so low that the starting process of the vehicle by its control units is no longer useable. The jump start memory can in particular be disconnected from the battery of the vehicle when the vehicle electrical system voltage over rises a predefinable limit with the vehicle engine running. Because at this time the terminals of the jump aid have the same voltage as the electrical system battery, there at Disconnect no sparking. Incidentally, also occurs at Connecting the booster with the electrical system no sparking on, because the terminals of the booster are de-energized. Protection against reverse polarity is automatic by the control unit ensured and the sequence when connecting and disconnecting is not relevant.

Vorteilhaft ist eine Schaltungsanordnung zum direkten Laden des Starthilfespeichers, insbesondere zweier Hälften des Starthilfespeichers bzw. der Starthilfebatterie, über das Bordnetz vorgesehen. Das Starthilfesystem kann zum Nachladen vorteilhaft direkt an die Starterbatterie des Fahrzeugs angeschlossen werden, so dass ein Nachladen über diese erfolgt. Vorteilhaft ist zu diesem Zeitpunkt keine Entladung des internen Starthilfespeichers des Starthilfesystems vorgesehen. Dadurch können Ausgleichsströme vermieden werden. Der Starthilfespeicher kann vorteilhaft über eine externe Spannungsquelle, die eine Spannung unterhalb (z. B. 6 V) und/oder oberhalb (40 V) der Nennspannung zur Verfügung stellt, nachgeladen werden. Die Ladeleistung ist vorteilhaft so ausgelegt, dass in kurzer Zeit, z. B. etwa einer Minute, die bei der Starthilfe entnommene Ladung wieder in den Starthilfespeicher geladen wird, d. h. der Ladestrom beträgt z. B. einige 10 Ampere. Insbesondere zwei Hälften des Starthilfespeichers können untereinander über zumindest einen Schalter und mit der Bordnetzbatterie über weitere Schalter verbunden sein. Der eine Schalter kann hierbei identisch sein mit dem Leistungsschalter des Starthilfesystems, über den die Steuerlogik einschaltbar ist.Advantageously, a circuit arrangement for directly charging the start-up memory, in particular two halves of the start-up auxiliary memory or the starting aid battery, provided via the electrical system. The Starthilfesystem can advantageously be connected directly to the starter battery of the vehicle for recharging, so that a recharge takes place via this. Advantageously, no discharge of the internal start-up memory of the start-up assistance system is provided at this time. This compensating currents can be avoided. The starting aid memory can advantageously be recharged via an external voltage source, which provides a voltage below (eg 6 V) and / or above (40 V) the nominal voltage. The charging power is advantageously designed so that in a short time, z. B. about a minute, the charge taken in the jump-start charge is loaded back into the starting aid memory, ie the charging current is z. B. a few 10 amps. In particular, two halves of Starthilfespeichers can be connected to each other via at least one switch and with the electrical system battery via additional switches. The one switch can be identical to the circuit breaker of the start assist system, via which the control logic can be switched on.

Es kann vorteilhaft zumindest eine Einrichtung zum Auswerten der Daten des Starthilfesystems zur Beurteilung der Bordnetzbatterie vorgesehen sein. Über eine solche Auswerteeinrichtung kann auf schnelle und einfache Weise auch festgestellt werden, ob ggf. die Bordnetzbatterie geschädigt ist und ggf. ausgetauscht werden muss. Ein solcher Datenlogger ist vorteilhaft als eigenständige Einheit des Starthilfesystems ausgebildet, um Daten bewerten zu können und auch nach dem Startvorgang und Abklemmen des Starthilfesystems weitere Daten aufnehmen zu können. Mit einem angeschlossenen Starthilfesystem kann ggf. eine Motorhaube eines Fahrzeugs nicht mehr geschlossen werden, weswegen zum Fahren des Fahrzeugs in eine Werkstatt oder an einen sonstigen Platz das Starthilfesystem entfernt werden sollte. Der Datenlogger misst die Spannung des Bordnetzes und speichert diese mit einer hohen zeitlichen Auflösung, wie z. B. 1 kHz. Er kann manuell eingeschaltet werden und beginnt entweder durch einen weiteren manuellen Eingriff die Daten zu speichern oder er beginnt die Speicherung, sobald sich die Spannung um mehr als einen vorgebbaren Wert ändert, wie z. B. 0.5 V bei Einschalten von Steuergeräten. Hierzu ist eine entsprechende Abfrage und Auswertung der Spannungswerte vorgesehen.It can advantageously at least one device for evaluating the data be provided the start-up assistance system for assessing the electrical system battery. about Such an evaluation device can be fast and easy also be determined whether possibly damaged the electrical system battery is and needs to be replaced if necessary. Such a data logger is advantageous as an independent unit of the jump start system trained to be able to evaluate data and also after the startup process and disconnecting the Starthilfesystems more data to be able to record. With a connected jump start system If necessary, a bonnet of a vehicle can no longer be closed why, to drive the vehicle into a workshop or should be removed to another place the startup help system. The datalogger measures the voltage of the electrical system and saves these with a high temporal resolution, such. B. 1 kHz. It can be switched on manually and starts either by another manual intervention to save the data or he Storage starts as soon as the voltage increases by more than one predefinable value changes, such. B. 0.5 V at power of control units. For this is a corresponding query and evaluation of the voltage values provided.

Als weiter vorteilhaft erweist es sich, dass das Starthilfesystem modular aufgebaut ist. Dadurch kann der integrierte Starthilfespeicher je nach Fahrzeugtyp individuell angepasst werden. Die übrigen Komponenten des Starthilfesystems können hingegen unabhängig von dem Starthilfespeicher bei allen Ausführungsformen von Starthilfesystemen verwendet werden.When furthermore, it proves to be advantageous that the starting aid system is modular is constructed. This allows the integrated start help memory ever be customized according to vehicle type. The remaining components the start-up system, however, can be independent from the jump start memory in all embodiments used by start-up assistance systems.

Bezüglich des Aufbaus des Starthilfesystems erweist es sich als vorteilhaft, dessen Gehäuse so zu gestalten, dass es nach Art einer Abdeckung, die insbesondere formangepasst ist, über die schwache Bordnetzbatterie gelegt werden kann. Im Falle einer Explosion gäbe es dann einen Schutz gegen Splitter.In terms of the construction of the jump start system, it proves to be advantageous its housing so that it looks like a Cover, which is in particular form-adapted, over the weak on-board battery can be placed. In case of an explosion then there would be a protection against splinters.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:to closer explanation of the invention will be hereinafter an embodiment of this with reference to the drawings described in more detail. These show in:

1 ein Diagramm mit Innenwiderständen verschiedener NiMH-Module mit 6 Zellen bei verschiedenen Stromamplituden, 1 a diagram with internal resistances of different NiMH modules with 6 cells at different current amplitudes,

2 eine schematische Darstellung des Aufbaus und der Kopplung eines erfindungsgemäßen Starthilfegeräts an ein Fahrzeugbordnetz, 2 a schematic representation of the structure and the coupling of a starting aid according to the invention to a vehicle electrical system,

3 ein Diagramm mit Darstellung des Spannungsverlaufs während eines Startvorgangs (schwache Batterie) mit eingezeichneten Schaltschwellen (U1, U2) des Starthilfesystems, 3 a diagram showing the voltage curve during a start operation (low battery) with indicated switching thresholds (U1, U2) of the start assist system,

4a, 4b eine schematische Darstellung einer Direktladeschaltung zur Wiederaufladung der Starthilfebatterie, wobei der Zustand der Leistungsschalter zwischen der Bordnetzbatterie und den beiden Hälften der Starthilfebatterie während des Startvorgangs (4a) und während der Nachladung (4b) gezeigt sind. 4a . 4b a schematic representation of a direct charge circuit for recharging the booster battery, wherein the state of the circuit breaker between the on-board battery and the two halves of the booster battery during the starting process ( 4a ) and during recharging ( 4b ) are shown.

1 zeigt ein Diagramm mit der Darstellung von Innenwiderständen verschiedener Nickel-Metallhydridmodule mit sechs Zellen bei verschiedenen Stromamplituden. Werte bis ca. 200 A stellen den üblichen Einsatzbereich von Modulen von Hybridfahrzeuganwendungen dar. Die sechs Zellen der Nickel-Metallhydridmodule weisen in dem gezeigten Beispiel eine Nennspannung von 7,2 V auf. 1 shows a diagram showing the internal resistances of various nickel-metal hydride modules with six cells at different current amplitudes. Values up to approx. 200 A represent the usual field of application for modules of hybrid vehicle applications. The six cells of the nickel-metal hydride modules have a nominal voltage of 7.2 V in the example shown.

Der 1 kann weiter entnommen werden, dass Nickel-Metallhydridmodule bzw. -batterien mit einer Kapazität von etwa 6,5 Ah im Bereich von ca. 300 A einen Innenwiderstand von ca. 1,3–1,6 mΩ pro Zelle nach einer Millisekunde Entladung aufweisen. Nach einer Sekunde steigt der Wert auf ca. 2 bis 2,3 mΩ pro Zelle an.Of the 1 It can further be seen that nickel-metal hydride modules or batteries with a capacity of about 6.5 Ah in the range of about 300 A have an internal resistance of about 1.3-1.6 mΩ per cell after a millisecond discharge. After one second, the value increases to approx. 2 to 2.3 mΩ per cell.

Bei fünfzehn in Reihe geschalteten Zellen mit einer Nennspannung von 18 V und einer Betriebsspannung von ca. 20 V im vollständig geladenen Zustand haben diese dann in etwa einen Innenwiderstand, der dem Lastwiderstand des Anlassers, Anschlussklemmen, Verkabelung etc. während des Startvorgangs entspricht. Die Batterien werden unter diesen Bedingungen im Startvorgang mit ihrer maximalen Leistung betrieben. Im Stillstand des Anlassers ist der Widerstand des Ankers hingegen viel geringer als der Innenwiderstand der Batterie. Die Batterie wird deshalb beim Einschalten fast im Kurzschluss betrieben. Der Strom ist hierbei viel höher als in anderen Betriebszuständen. Dabei sackt die Spannung ein, sollte aber weiterhin über der unteren Grenzspannung für den Startvorgang bleiben. Dies wird durch das Schalten vieler Zellen der Batterie in Reihe sowie die Starterbatterie des Bordnetzes ermöglicht. Diese kann zwar nicht mehr die erforderliche Leistung liefern, trägt aber weiterhin dazu bei, dass die Bordnetzspannung nicht zusammenbricht.at fifteen series-connected cells with a nominal voltage of 18 V and an operating voltage of approx. 20 V in the complete charged state, these then have approximately an internal resistance, the load resistance of the starter, terminals, wiring etc. during startup. The batteries be under these conditions in the starting process with their maximum Power operated. At rest of the starter is the resistance the armature, however, much lower than the internal resistance of the battery. The battery is therefore almost always operated in short-circuit when switched on. The current is much higher than in other operating states. The tension sinks, but should continue over remain at the lower limit voltage for the starting process. This is done by switching many cells of the battery in series as well as the starter battery of the electrical system allows. These Although it can not deliver the required performance anymore but also to ensure that the vehicle electrical system voltage does not collapse.

2 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Starthilfesystems 10, das an ein Bordnetz 11 eines Kraftfahrzeugs, enthaltend u. a. einen Anlasser, und eine Starterbatterie 12 angeschlossen ist. Das Starthilfesystem 10 umfasst eine Steuerlogik 1 und einen internen Starthilfespeicher 2 z. B. mit einer Nennspannung über 12 V, der zur Starterbatterie parallel geschaltet ist, um diese bei der Leistungsanforderung während des Startvorgangs zu unterstützen. Die Ein- und Ausschaltschwellen bzw. -kriterien für den internen Starthilfespeicher können der Steuerlogik exakt vorgegeben werden, so dass die Schaltschwellen für die eingesetzte Speichertechnologie entsprechend angepasst werden können. Die Schaltschwellen sind von der Logikeinheit bzw. Steuerlogik je nach Klemmenspannung des Bordnetzes dynamisch veränderbar. Eine schematische Darstellung des Spannungsverlaufs während eines Startvorgangs einer schwachen Batterie ist zusammen mit den Schaltschwellen U1 und U2 des Starthilfesystems in 3 zu sehen. 2 shows schematically the structure of a starting aid system according to the invention 10 connected to an electrical system 11 a motor vehicle, including, inter alia, a starter, and a starter battery 12 is is closed. The startup help system 10 includes a control logic 1 and an internal start help memory 2 z. B. with a rated voltage above 12 V, which is connected in parallel to the starter battery to assist in the power request during the boot process. The switch-on and switch-off thresholds or criteria for the internal start help memory can be specified exactly to the control logic, so that the switching thresholds for the memory technology used can be adjusted accordingly. The switching thresholds are dynamically changeable by the logic unit or control logic depending on the terminal voltage of the electrical system. A schematic representation of the voltage curve during a start process of a weak battery is together with the thresholds U1 and U2 of the start assist system in 3 to see.

Wie 2 weiter entnommen werden kann, wird die Steuerlogik 1 vom Starthilfespeicher 2 mit Strom versorgt. Daher ist die Steuerlogik 1 mit einem Schalter bzw. Leistungsschalter 7 zum manuellen Trennen der Steuerlogik von dem Starthilfespeicher 2 versehen, damit der Starthilfespeicher in Form einer Batterie im Stillstand nicht entladen wird.As 2 can be taken further, the control logic 1 from the start help memory 2 powered. Therefore, the control logic 1 with a switch or circuit breaker 7 to manually disconnect the control logic from the startup help memory 2 so that the starting aid memory in the form of a battery is not discharged at a standstill.

Zum Laden des Starthilfespeichers ist ein externes oder internes Ladegerät 3 vorgesehen und mit dem Starthilfespeicher 2 verbunden. Ferner umfasst das Starthilfesystem einen Datenlogger 4, der zwischen die Starterbatterie und die Steuerlogik eingebunden ist. Dieser Datenlogger kann als selbständige Einheit ausgebildet sein, die von den übrigen Komponenten des Starthilfesystems getrennt werden kann. Über diesen Datenlogger 4 können Strom-, Spannungs- und ggf. Temperaturwerte erfasst und mit hoher zeitlicher Auflösung gespeichert werden, z. B. mit einer Auflösung von 1 kHz.To charge the startup memory is an external or internal charger 3 provided and with the jump start memory 2 connected. Furthermore, the start-up assistance system includes a data logger 4 which is integrated between the starter battery and the control logic. This data logger can be designed as a separate unit that can be separated from the other components of the startup assistance system. About this datalogger 4 Current, voltage and possibly temperature values can be recorded and stored with high temporal resolution, eg. B. with a resolution of 1 kHz.

Die in dem Datenlogger 4 gespeicherten Daten können beispielsweise über einen USB-Anschluss ausgelesen werden. Eine Auswertung kann über einen normalen PC erfolgen, der jedoch in 2 nicht gezeigt ist.The in the datalogger 4 stored data can be read, for example via a USB port. An evaluation can take place via a normal PC, which however in 2 not shown.

Das Starthilfesystem weist entsprechend 2 ferner eine 12 V-Bordnetzersatzeinrichtung 6 auf. Diese ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Jedoch kann die 12 V-Bordnetzersatzeinrichtung dann, wenn die Bordnetzbatterie eine so geringe Spannung aufweist, dass nicht einmal die Steuergeräte für den Motorstart eingeschaltet werden können, anstelle des Starthilfespeichers oder zusätzlich zu diesem eine erforderliche Bordnetzspannung im zulässigen Bereich erzeugen. Die Bordnetzersatzeinrichtung 6 kann über einen Schalter 8 mit dem Bordnetz 11 verbunden werden.The jump start system points accordingly 2 Furthermore, a 12 V Bordnetzersätzeinrichtung 6 on. However, this is not essential. However, if the onboard power supply battery has such a low voltage that not even the engine startup control units can be switched on, the 12 V onboard power supply unit can generate a required vehicle electrical system voltage in the permissible range instead of or in addition to the starting aid memory. The onboard power supply unit 6 can via a switch 8th with the electrical system 11 get connected.

Der interne Starthilfespeicher 2 weist eine andere Klemmenspannung als die Starterbatterie 12 auf. Bei Batterien als Starthilfespeicher wird die Spannung über der Bordnetzspannung liegen, damit sie im Bereich ihrer maximalen Leistung betrieben werden können. Bei Doppelschichtkondensatoren (DSK) als Starthilfespeicher kann eine geringere Spannung verwendet werden, um die Kosten für die Doppelschichtkondensatoren zu minimieren. Bei Doppelschichtkondensatoren ist eine Spannung, die deutlich über der maximal zulässigen Bordnetzspannung liegt, üblicherweise nicht möglich, da Doppelschichtkondensatoren auch im Kurzschluss anfänglich nur einen kleinen Spannungseinbruch zeigen. Beispielsweise werden sechs Doppelschichtkondensatoren mit einer Ladespannung von 2,7 V pro Zelle realisiert, da ihre maximale Spannung von 16,2 V bei Beginn des Startvorgangs gleich unter 16 V sinken wird, vorausgesetzt, eine derartige Spannung ist überhaupt für den jeweiligen Anwendungsfall zulässig. Darüber hinausgehende Nennspannungen von Doppelschichtkondensatoren sind bei einem 12 V-Bordnetz normalerweise nicht möglich.The internal start help memory 2 indicates a different terminal voltage than the starter battery 12 on. For batteries as starting aid storage, the voltage will be above the vehicle electrical system voltage, so that they can be operated in the range of their maximum power. For double-layer capacitors (DSC) as start-up memory, a lower voltage can be used to minimize the cost of the double-layer capacitors. In the case of double-layer capacitors, a voltage which is significantly above the maximum permissible vehicle electrical system voltage is usually not possible, since double-layer capacitors initially show only a small voltage dip in the short circuit. For example, six double-layer capacitors are realized with a charging voltage of 2.7 V per cell, since their maximum voltage of 16.2 V at the start of the starting process will drop below 16 V, provided that such a voltage is permissible for the particular application. Additional rated voltages of double-layer capacitors are normally not possible with a 12 V electrical system.

Der Starthilfespeicher 2 weist im Normalfall eine deutlich höhere Nennspannung auf als das Bordnetz. Bei einem 12 V-Bordnetz wird die Spannung des Starthilfespeichers 2 im Bereich von etwa 20 V bis etwa 26 V liegen. 20 V werden vorgesehen durch z. B. 15 Zellen mit einer Ruhespannung von etwa 1,32 V/Zelle, wohingegen 26 V durch z. B. 18 Zellen mit einer Spannung von etwa 1,45 V/Zelle realisiert werden, gemessen kurze Zeit nach Abklemmen von der Ladeerhaltungsspannung. Bei 24 V-Bordnetzen sind die Werte doppelt so hoch, liegen also bei etwa 40 V bis etwa 52 V.The jump start memory 2 normally has a significantly higher rated voltage than the vehicle electrical system. With a 12 V electrical system, the voltage of the auxiliary starting memory becomes 2 in the range of about 20V to about 26V. 20 V are provided by z. B. 15 cells with a rest voltage of about 1.32 V / cell, whereas 26 V by z. B. 18 cells can be realized with a voltage of about 1.45 V / cell, measured a short time after disconnecting from the Ladeerhaltungsspannung. For 24 V on-board systems, the values are twice as high, that is, at about 40 V to about 52 V.

Um im Falle eines Versagens der Steuerlogik 1 das Bordnetz 11 vor zu hohen Spannungen zu schützen, ist eine Schutzbeschaltung vorgesehen (in 2 nicht zu sehen), die ab einer vorgebbaren Spannung, die über der im Betrieb zu erwartenden Bordnetzspannung und unter der Verbraucher des Bordnetzes schädigenden Spannung liegt, z. B. einer Spannung von etwa 15 V, den Starthilfespeicher, z. B. eine Batterie, über einen Widerstand entlädt. Hier kann z. B. eine Zenerdiode vorgesehen sein, die ab einer bestimmten Spannung leitend wird.In case of failure of the control logic 1 the electrical system 11 To protect against excessive voltages, a protective circuit is provided (in 2 not to be seen), which is from a predetermined voltage, which is above the expected during operation vehicle electrical system voltage and under the load of the electrical system voltage, z. B. a voltage of about 15 V, the start-up memory, z. As a battery, discharges through a resistor. Here can z. B. a zener diode may be provided, which becomes conductive from a certain voltage.

Wie bereits vorstehend erwähnt, ist das Vorsehen einer Einrichtung zum Nachladen des Starthilfespeichers sinnvoll. Eine solche Einrichtung kann ein DC/DC-Wandler sein, der die Spannung des Bordnetzes nutzt, sobald das Bordnetz eine Spannung über ca. 13 V aufweist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, als Einrichtung den Zigarettenanzünder eines Fahrzeugs und einen DC/DC-Wandler vorzusehen oder eine 240 V-Steckdose, wobei ein Steckernetzgerät bzw. ein konventionelles Ladegerät verwendet werden können. Die Steuerlogik überwacht dabei den Ladevorgang und gibt den DC/DC-Wandler frei. Eine Überladung des Speichers wird ebenfalls durch die Steuerlogik verhindert.As already mentioned above, the provision of a device for reloading the Starthilfespeichers makes sense. Such a device may be a DC / DC converter, which uses the voltage of the electrical system, as soon as the electrical system has a voltage above about 13V. Another possibility is to provide as a device the cigarette lighter of a vehicle and a DC / DC converter or a 240 V socket, a plug-in power supply or a conventional charger can be used. The control logic monitors the charging process and releases the DC / DC converter. An overload of memory is also prevented by the control logic.

Alternativ oder zusätzlich kann bei entsprechender Wahl der Nennspannung des Starthilfespeichers 2 das Laden auch direkt durch die Bordnetzbatterie 16 erfolgen, wie in 4a und 4b skizziert. Hierbei ist zwischen die beiden Hälften des Starthilfespeichers ein Leistungsschalter 13 eingefügt. Dieser ist beim Startvorgang zum Verbinden der beiden Hälften 20, 21 der Starthilfebatterie bzw. des -speichers geschlossen (4a) und wird für den Nachladevorgang geöffnet (4b). Von der Funktion her entspricht der Schalter 13 dem Schalter 7. Über zwei weitere Leistungsschalter 14, 15 sind die beiden Hälften 20, 21 des Starthilfespeichers 2 mit der Bordnetzbatterie an deren beiden Enden bzw. Polen verbunden. Die beiden Leistungsschalter 14, 15 sind beim Startvorgang geöffnet und werden für den Nachladevorgang geschlossen. Unmittelbar nach Ende des Startvorgangs steigt die Bordnetzspannung sehr schnell auf über 13 V an, so dass dann die Starthilfebatterie geladen werden kann.Alternatively or additionally, with an appropriate choice of the nominal voltage of the auxiliary starting memory 2 the store also directly through the electrical system battery 16 done as in 4a and 4b outlined. Here is a circuit breaker between the two halves of Starthilfespeichers 13 inserted. This is at startup to connect the two halves 20 . 21 the booster battery or the memory is closed ( 4a ) and will be opened for reloading ( 4b ). The function corresponds to the switch 13 the switch 7 , About two more circuit breakers 14 . 15 are the two halves 20 . 21 the jump start memory 2 connected to the electrical system battery at both ends or poles. The two circuit breakers 14 . 15 are opened at startup and closed for reloading. Immediately after the end of the starting process, the vehicle electrical system voltage rises very quickly to over 13 V, so that then the booster battery can be charged.

Die Ladespannung einer NiMH Batterie liegt z. B. im Bereich von 1,4 bis 1,6 V, d. h. bei einer neunzelligen Teilbatterie mit einer Nennspannung von 10,8 V bei einer Bordnetzspannung zwischen 12,6 und 14,4 V. Der Vorteil der in 4 skizzierten Ladeschaltung ist, dass diese ohne einen DC/DC-Wandler auskommt und damit leichter und preiswerter ist. Die Wiederaufladung des Starthilfespeichers erfolgt sofort nach Ende des Startvorgangs bis zum Abklemmen des Starthilfesystems. Die Ladeschaltung hat auch den Vorteil, dass Standardladegeräte für 12 V Bordnetze verwendet werden können.The charging voltage of a NiMH battery is z. B. in the range of 1.4 to 1.6 V, ie in a nine-cell battery part with a rated voltage of 10.8 V at a vehicle electrical system voltage between 12.6 and 14.4 V. The advantage of 4 sketched charging circuit is that this does not require a DC / DC converter and thus is easier and cheaper. The recharging of the auxiliary starting memory takes place immediately after the end of the starting process until the starting aid system is disconnected. The charging circuit also has the advantage that standard chargers can be used for 12 V vehicle electrical systems.

Vorteilhaft ist ferner das Messen des Stroms des Starthilfespeichers durch den Spannungsabfall an den Leistungsschaltern 7 oder 13 möglich, so dass ohne Zusatzkomponenten der Datenlogger den Strom des Starthilfegeräts erfassen kann, und/oder des Batteriestroms durch eine Strommesszange. Vorteilhaft ist hier die Bestimmung des Lade- und Entladestroms möglich, um eine Überwachung des Ladezustands zu ermöglichen, der über das Stromintegral berechnet wird.It is also advantageous to measure the current of the auxiliary starting memory by the voltage drop across the circuit breakers 7 or 13 possible, so that without additional components of the datalogger can detect the power of the booster, and / or the battery current through a clamp meter. Advantageously, the determination of the charging and discharging current is possible here in order to enable a monitoring of the state of charge, which is calculated via the current integral.

Um die für das Einleiten des Startvorgangs zumindest erforderliche Bordnetzspannung zu erzeugen, kann der Starthilfespeicher genutzt werden. Bei entsprechend hoher Schaltfrequenz, mit der die Spannung des Starthilfespeichers auf einen Glättungskondensator zu- und abgeschaltet wird, kann der Glättungskondensator auf eine für die Einleitung des Startvorgangs notwendige Spannung, z. B. 10 V aufgeladen werden. Die Spannung wird bei kleinen und preiswerten Kondensatoren relativ stark schwanken. Es kann deshalb auch eine kleine Ersatzbatterie, nämlich die Bordnetzersatzeinrichtung 6, verwendet werden, wenn die Motorsteuergeräte bei derartig hohen und großen Spannungsschwankungen, selbst wenn diese im zulässigen Spannungsbereich liegen, nicht ordnungsgemäß arbeiten. Diese Ersatzbatterie ist in der Lage, für kurze Zeit, z. B. 10 Sekunden, einen ausreichend hohen Strom zu liefern, z. B. einen Strom von etwa 50 Ampere, ohne dass die Bordnetzspannung unter den Spannungswert absinkt, bei dem das Steuergerät ausschaltet. 10 in Reihe geschaltete 2,5 Ah high rate NiCd- oder NiMH-Zellen oder eine 12 V Bleibatterie im Kapazitätsbereich von ca. 2–6 Ah bzw. eine kleine Lithiumbatterie (3 Zellen) reichen dafür bereits aus.In order to generate the at least required on-board network voltage for initiating the starting process, the starting aid memory can be used. With a correspondingly high switching frequency with which the voltage of the auxiliary starting memory is switched on and off on a smoothing capacitor, the smoothing capacitor can be applied to a voltage required for the initiation of the starting process, for. B. 10 V charged. The voltage will fluctuate relatively high for small and inexpensive capacitors. It can therefore also a small spare battery, namely the onboard power supply 6 , are used when the engine control units are not operating properly with such high and large voltage fluctuations, even if they are within the allowable voltage range. This replacement battery is able for a short time, z. B. 10 seconds to deliver a sufficiently high current, for. B. a current of about 50 amps, without the vehicle electrical system voltage drops below the voltage at which the controller turns off. 10 2.5 Ah high-rate NiCd or NiMH cells connected in series or a 12 V lead-acid battery in the capacity range of approx. 2-6 Ah or a small lithium battery (3 cells) are already sufficient for this purpose.

Aus dem Spannungsverlauf des Bordnetzes während des und nach dem Startvorgang kann bereits ohne Strommessung, besser aber mit Strommessung, auf den Zustand der Bordnetzbatterie geschlossen werden. Wenn die Spannung der Lichtmaschine auf den eingestellten Spannungswert des Bordnetzes steigt, dann ist davon auszugehen, dass die Ladefähigkeit der Batterie gering ist und sie sulphatiert ist. Sie ist dann in einem schlechteren Zustand als eine Batterie, die einen hohen Ladestrom bei geringerer Spannung zieht. Aus dem Spannungsrauschen der Batterie, verursacht durch Lastfluktuationen des Fahrzeugs, kann darüber hinaus auch der Innenwiderstand abgeschätzt werden. Eine geschädigte Batterie hat einen deutlich höheren Innenwiderstand als eine nur sehr tief entladene Batterie. Bei Verwendung einer Strommesszange, wie sie vorstehend bereits erwähnt ist, werden die entsprechenden Auswertungen genauer.Out the voltage curve of the electrical system during and after The boot process can already without current measurement, but better with Current measurement, to be closed on the condition of the electrical system battery. When the voltage of the alternator to the set voltage value of the electrical system increases, then it is assumed that the cargo capacity the battery is low and it is sulphated. She is then in a worse condition than a battery that contributes a high charge current draws less tension. From the voltage noise of the battery, caused by load fluctuations of the vehicle, can over it In addition, the internal resistance can be estimated. A Damaged battery has a much higher Internal resistance as a very deep discharged battery. Using a clamp meter, as already mentioned above is, the corresponding evaluations are more accurate.

Nachfolgend wird nun das Vorgehen beim Startvorgang sowie beim Nachladen des Starthilfespeichers beschrieben. Für den Starthilfevorgang wird beim Anklemmen des Starthilfesystems an das Bordnetz eines Fahrzeugs zunächst die Steuerlogik 1 mit Strom aus der schwachen Starterbatterie versorgt und die Bordnetzspannung gemessen. Wenn die Bordnetzbatterie eine zu geringe Spannung bzw. Belastbarkeit hat, dann erfolgt die Stromversorgung über die Bordnetzersatzbatterie bzw. den über den Starthilfespeicher geladenen Glättungskondensator. Hier ist ein manuelles Einschalten vorgesehen. Die Steuerlogik berechnet die zuzuführende Spannung aus der beim Anklemmen gemessenen Bordnetzspannung verringert um einen Spannungssprung von n Volt, z. B. 2 Volt. Ein derartiger Spannungssprung bzw. -einbruch ist mit einer Hochstrombelastung der Bordnetzbatterie, so wie sie beim Startvorgang vorliegt, verbunden. Die Spannungszufuhr wird unterbrochen, also das Starthilfesystem ausgeschaltet, sobald die Spannung über einer Spannung U2 liegt z. B. von ca. 13 V, spätestens jedoch nach einer vorgebbaren Zeit, wie z. B. 5 Sekunden. Die jeweiligen Schaltschwellen können vor allem herstellerseitig vorgegeben werden, ebenso die Zeitwerte. Vorteilhaft können die Spannungs- und Zeitwerte seitens des Anwenders nicht mehr verändert werden, damit keine Schäden am Bordnetz des Fahrzeugs durch eine falsche Einstellung der Werte auftreten. Grundsätzlich kann allerdings auch eine anwenderseitige Einstellbarkeit der Spannungs- und Zeitwerte vorgesehen werden. Möglich ist hier z. B. eine dynamische Vorgabe der Schwell- und Zeitwerte je nach Höhe der Bordnetzspannung. Bei einer hohen Klemmenspannung kann von einer funktionsfähigen Batterie mit hohem Ladezustand ausgegangen werden, so dass eine intensive Unterstützung, verbunden mit einer langen Einschaltdauer, nicht erforderlich ist. Bei geringer Bordnetzspannung kann von einer nicht startfähigen Starterbatterie ausgegangen werden, so dass die Einschaltdauer zu verlängern ist.The procedure for starting and reloading startup memory will now be described below. When starting the jump start system, the control logic is initially applied to the on-board network of a vehicle for the jump start procedure 1 supplied with power from the weak starter battery and measured the vehicle electrical system voltage. If the vehicle electrical system battery has too low a voltage or load capacity, then the power is supplied via the on-board power supply battery or the smoothing capacitor charged via the starting auxiliary storage. Here, a manual switch is provided. The control logic calculates the voltage to be supplied from the electrical system voltage measured during clamping reduced by a voltage jump of n volts, z. B. 2 volts. Such a voltage jump or break is associated with a high current load of the electrical system battery, as it exists during the starting process. The voltage supply is interrupted, so the start assist system off as soon as the voltage is above a voltage U2 z. B. of about 13 V, but at the latest after a predetermined time, such. For example 5 seconds. The respective switching thresholds can be specified by the manufacturer, as well as the time values. Advantageously, the voltage and time values can not be changed by the user, thus no damage to the on-board network of the vehicle due to an incorrect setting of the values occur. Basically, however, a user-side adjustability of the voltage and time values can be provided. Possible here is z. B. a dynamic specification of the threshold and time values depending on the height of the vehicle electrical system voltage. With a high terminal voltage can be assumed that a functional battery with a high state of charge, so that an intensive support, combined with a long duty cycle, is not required. With low vehicle electrical system voltage can be assumed that a non-bootable starter battery, so that the duty cycle is to extend.

Bei sehr niedriger Spannung, die beispielsweise bei ca. 0–6 Volt liegt, kann u. U. kein Lastsprung mehr erkannt werden bzw. die Motorsteuergeräte leiten den Startvorgang nicht mehr ein. Dann kann der Schalter 7 manuell betätigt werden, so dass der Starthilfespeicher 2 auf das Bordnetz aufgeschaltet wird. Die Bordnetzspannung steigt sodann sofort steil an und der Schalter 7 wird über die Steuerlogik 1 so betätigt, dass die Bordnetzspannung in einem ebenfalls vorgebbaren Spannungsbereich bleibt, beispielsweise einem Bereich zwischen ca. 8 V und ca. 12 V. Ferner kann es sich als sinnvoll erweisen, einen kleinen Kondensator über die Klemmen des Starthilfespeichers 2 zu verbinden, damit die Spannung nicht so schnell zwischen den beiden Grenzwerten hin- und herschaltet.At very low voltage, which is for example at about 0-6 volts, u. U. no load jump will be detected more or the engine control units will not start the boot process. Then the switch 7 be manually operated, so that the starting aid memory 2 is switched to the electrical system. The vehicle electrical system voltage then rises immediately and the switch 7 is about the control logic 1 operated so that the vehicle electrical system voltage remains in a likewise predeterminable voltage range, for example, a range between about 8 V and about 12 V. It may also prove useful to use a small capacitor via the terminals of the auxiliary starting memory 2 so that the voltage does not switch between the two limits so quickly.

Der Leistungsschalter 7 sollte hohe Ströme verlustarm leiten, weswegen sich die Verwendung z. B. eines MOSFETs als geeignet erweist. Verluste beim Ein- und Ausschalten können dabei zumeist vernachlässigt werden. Wegen der maximalen geringen Einschaltdauer von z. B. 5 Sekunden wird keine besondere Kühlung benötigt. Vorteilhaft ist die Montage der Schaltelemente direkt am Gehäuse, um die Verlustleistung in Form von Wärme direkt nach außen ableiten zu können. Grundsätzlich kann selbstverständlich eine Kühlung vorgesehen sein, wenn dies anwendungsspezifisch gewünscht wird oder sich als vorteilhaft erweisen sollte. Ein besonders günstiger Aufbau ergibt sich beim Vorsehen einer Parallelschaltung von MOSFETs, da dann auch Module mit einem maximalen Strom von deutlich über 1.000 A durch einfache Parallelschaltung mehrerer MOSFETs unter Verwendung eines Treibers aufgebaut werden können.The circuit breaker 7 should conduct high currents loss, which is why the use z. B. a MOSFET proves to be suitable. Losses when switching on and off can usually be neglected. Because of the maximum low duty cycle of z. B. 5 seconds no special cooling is needed. Advantageously, the mounting of the switching elements directly on the housing in order to derive the power loss in the form of heat directly to the outside. In principle, of course, a cooling can be provided, if this is application-specific desired or should prove to be advantageous. A particularly favorable structure results in the provision of a parallel connection of MOSFETs, since then modules can be constructed with a maximum current of well over 1000 A by simply connecting several MOSFETs in parallel using a driver.

Für Starthilfe bei 24 V-Bordnetzen wären die als Beispiele für ein 12 V-Bordnetz genannten Spannungswerte zu verdoppeln. Die genannten beispielhaften Zeitwerte können dabei jedoch gleich den vorstehend genannten bleiben.For Jump start with 24 V electrical systems would be the examples for a 12 V electrical system voltage levels to double. However, the mentioned exemplary time values can be used stay the same as above.

Wird das Starthilfesystem auf die zu startende Batterie gelegt, z. B. mit einem formangepassten Gehäuse, ist es möglich, die verwendeten Kabel 5 für den Anschluss des Starthilfesystems an das Bordnetz und die Starterbatterie bzw. Bordnetzbatterie sehr kurz auszulegen, z. B. mit einer Länge von etwa 30 cm zu versehen. Hierdurch kann vorteilhaft Kabel gespart und können induktive Überspannungen, die sich negativ auf das Bordnetz auswirken können, vermieden werden. Aufgrund der geringen Länge können die Kabel dabei verhältnismäßig dünn sein.If the start assist system is placed on the battery to be started, z. B. with a shape-matched housing, it is possible the cables used 5 for the connection of the jump start system to the electrical system and the starter battery or electrical system battery very short interpreted, z. B. to be provided with a length of about 30 cm. As a result, cables can advantageously be saved and inductive overvoltages, which can have a negative effect on the electrical system, be avoided. Due to the small length, the cables can be relatively thin.

Neben den im Vorstehenden genannten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen von Starthilfesystemen und Verfahren zur Starthilfe können noch zahlreiche weitere gebildet werden, bei denen jeweils zumindest ein Leistungsschalter, insbesondere Halbleiterschalter und zumindest ein interner Starthilfespeicher vorgesehen sind, wobei der Starthilfespeicher parallel zur Starterbatterie des Fahrzeugs geschaltet wird bzw. geschaltet werden kann. Insbesondere ist dabei die Nennspannung bzw. Betriebsspannung des Starthilfespeichers höher als bislang üblich und unterscheidet sich insbesondere von der Bordnetzspannung. Darüber hinaus sind auch Anwendungen möglich, bei denen das hier beschriebene Starthilfesystem eine Starterbatterie völlig ersetzen kann, z. B. bei Fahrzeugen, bei denen neben einer Bordnetzbatterie zusätzlich eine, nur für den Startvorgang verwendete Starterbatterie verwendet wird, oder bei Netzersatzanlagen. Insbesondere bei Hybrid-Fahrzeugen, bei denen eine Traktionsbatterie und eine Starterbatterie vorgesehen sind, kann auf die zweitgenannte verzichtet werden. Ein DC/DC-Wandler sorgt in diesem Falle für die Stabilisierung des Niederspannungsbordnetzes und der Startvorgang des Verbrennungsmotors wird unter Verwendung einer modifizierten Version des hier vorgestellten Starthilfesystems durchgeführt.Next the embodiments mentioned above and shown in the figures start-up systems and jump-start procedures still numerous further are formed, with which in each case at least a circuit breaker, in particular semiconductor switch and at least an internal start help memory are provided, the start help memory is switched parallel to the starter battery of the vehicle or can be switched. In particular, the nominal voltage or Operating voltage of the auxiliary starting memory higher than usual and differs in particular from the vehicle electrical system voltage. About that In addition, applications are possible in which the one described here Jump Start System can completely replace a starter battery, z. B. in vehicles, where in addition to a board battery in addition a starter battery used only for starting used, or in emergency power systems. Especially for hybrid vehicles, where a traction battery and a starter battery provided can be waived on the second. A DC / DC converter ensures in this case for the stabilization of the low-voltage electrical system and the starting process of the internal combustion engine is used a modified version of the start assist system presented here carried out.

11: Steuerlogikcontrol logic
22: StarthilfespeicherJumpstart memory
33: externes oder internes Ladegerätexternal or internal charger
44: Datenloggerdata logger
55: Kabel zum Anschluss an Batterienelectric wire for connection to batteries
66: BordnetzersatzeinrichtungEmergency mooring facility
77: Leistungsschalterbreakers
88th: Schalterswitch
1010: StarthilfesystemBoot Helper
1111: Bordnetzboard network
1212: Starterbatteriestarter battery
1313: Leistungsschalterbreakers
1414: Leistungsschalterbreakers
1515: Leistungsschalterbreakers
1616: BordnetzbatterieSystem battery
2020: Hälfte Starthilfebatteriehalf Booster battery
2121: Hälfte Starthilfebatteriehalf Booster battery

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 202007004272 U1 [0003]
- DE 29909348 U1 [0004]
- DE 19951094 C2 [0005]
- DE 10049321 A1 [0006]
- US 6212054 B1 [0007]

Claims

Startup assistance system ( 10 ) for a vehicle, comprising at least one circuit breaker ( 7 . 13 ), in particular semiconductor switch, characterized in that at least one internal starting aid memory ( 2 ) is provided with a predetermined nominal voltage, wherein the internal starting aid memory ( 2 ) for assisting in the power demand during the startup process to the starter battery ( 12 ) of the vehicle is switched or connected in parallel.

Startup assistance system ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the rated voltage and / or operating voltage of the auxiliary starting memory ( 2 ) corresponds to the rated voltage and / or operating voltage of the electrical system battery.

Startup assistance system ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the voltage of the auxiliary starting memory ( 2 ) and the vehicle electrical system voltage of the vehicle are different.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that the starting aid memory a rated voltage of at least about 10V.

Jump start system according to one of the claims 1 to 4, characterized in that when using double-layer capacitors at least three double-layer capacitors with a nominal voltage of about 2.5 to 2.7V are provided.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the capacity of the booster battery at least about 2 Ah, in particular 2 to 10 Ah, especially 6 to 7 Ah.

Startup assistance system ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal resistance of the starting aid memory ( 2 ) is selected or selectable so that the internal resistance of the auxiliary starting memory ( 2 ) corresponds approximately to the internal resistance of the starter of the vehicle in the operating state of a start, and the total voltage is about twice as high as an optimum voltage occurring during the starting process.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that a protective circuit is provided for the protection of the electrical system ( 11 ) against too high a voltage of the auxiliary starting memory ( 2 ) in case of failure of the control logic ( 1 ) and / or a circuit breaker ( 7 . 13 ) between start-up assistance system ( 10 ) and electrical system ( 11 ).

Starting aid system according to claim 8, characterized in that the protective circuit comprises at least one resistor or a diode, via which or the starting aid memory ( 2 ) from a predefinable voltage which exceeds the expected during operation vehicle electrical system voltage and the consumer of the electrical system ( 11 ) harmful voltage is discharged or discharged.

Start-up aid system according to one of the preceding claims, characterized in that a device ( 1 ) is provided for detecting a load jump, starting from the measured before the start of the vehicle electrical system voltage, and switching on or Leitendmachen a circuit breaker.

Start-up aid system according to claim 10, characterized in that the starting aid memory ( 2 ) is manually switched on when the load jump is not detectable or when the vehicle electrical system voltage is so low that the starting process of the vehicle by its control units is no longer einleitbar.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that the starting aid memory of the battery of the vehicle is disconnected when the vehicle electrical system voltage over rises a predefinable limit with the vehicle engine running.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one means for smoothing the voltage during frequent switching operations the control logic is provided, in particular with manual connection the jump start memory.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that the means for smoothing is a smoothing capacitor.

Start-up assistance system according to one of the preceding claims, characterized in that a circuit arrangement for directly charging the start-up auxiliary memory ( 2 ), via the electrical system is provided.

Starting aid system according to claim 15, characterized in that two halves of the auxiliary starting memory are interconnected via at least one switch ( 13 ) and with the vehicle electrical system battery ( 16 ) via further switches ( 14 . 15 ) are connected.

Starter system according to claim 16, characterized in that the one switch ( 13 ) is identical to the circuit breaker ( 7 ).

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that an external charger for charging the starting aid memory ( 2 ) is provided.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that an internal charger for charging the starting aid memory ( 2 ) is provided.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one means for evaluating the data of the starting aid system for the evaluation of the on-board power supply battery is provided.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that the start assist system is modular is.

Starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that a housing of the starting aid system designed in the manner of a cover that is shaped over a weak battery of the vehicle is laid.

Method for jump starting in a vehicle, in particular using the starting aid system according to one of the preceding claims, characterized in that when connecting one or the start assist system to the electrical system of a vehicle, the vehicle electrical system voltage is measured, a control logic ( 1 ) of the starting aid system is supplied with power, the time of switching on the voltage of the auxiliary starting memory ( 2 ) from the vehicle electrical system voltage measured during clamping is calculated by a voltage jump of n volts and the voltage supply is interrupted as soon as the vehicle electrical system voltage rises above a predefinable voltage (U2).

Method according to claim 23, characterized that the startup assistance system upon detecting a load jump through a voltage jump is activated.

Method according to claim 23 or 24, characterized in that instead of the control logic ( 1 ) and a switch actuated by this, a passive component, in particular a passive semiconductor switch is provided.

Method according to claim 25, characterized in that the passive component is a diode.

Method according to one of claims 23 to 26, characterized in that between a starting aid memory ( 2 ) is switched with an operating voltage below the usual vehicle electrical system voltage in the idle state and the electrical system, a diode, which then a current flow from the starting auxiliary memory ( 2 ), if the vehicle electrical system voltage drops below the voltage of the auxiliary starting memory due to the voltage drop during start-up ( 2 ) sinks.