EP2748458A1 - Fahrzeugstarthilfeeinheit, fahrzeug und verfahren zum betrieb einer fahrzeugstarthilfeeinheit - Google Patents

Fahrzeugstarthilfeeinheit, fahrzeug und verfahren zum betrieb einer fahrzeugstarthilfeeinheit

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EP2748458A1
EP2748458A1 EP12759353.1A EP12759353A EP2748458A1 EP 2748458 A1 EP2748458 A1 EP 2748458A1 EP 12759353 A EP12759353 A EP 12759353A EP 2748458 A1 EP2748458 A1 EP 2748458A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
electrical system
connection
external electrical
external
Prior art date
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Application number
EP12759353.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2748458B1 (de
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Hans Schabl
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KNDS Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2748458A1 publication Critical patent/EP2748458A1/de
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Publication of EP2748458B1 publication Critical patent/EP2748458B1/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/12—Starting of engines by means of mobile, e.g. portable, starting sets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/14—Starting of engines by means of electric starters with external current supply

Definitions

  • Vehicle start assist unit vehicle and method for operating a vehicle jump starting unit
  • the invention relates to a vehicle start assist unit for connecting an external electrical system to an electrical system of a vehicle. Further objects of the invention are a method for operating such a vehicle starter aid unit and a vehicle with an electrical system.
  • Vehicles usually have an electrical system on which electrical consumers of the vehicle can be connected. Since internal combustion engines can not start up by themselves, it is necessary for vehicles equipped with an internal combustion engine, to provide a starter for starting the engine. Usually this electrical starters are used, which are connected to the electrical system of the vehicle. To supply the starter is often connected to the electrical system on-board energy storage, eg. B. an electrical system battery provided.
  • the electrical system on-board energy storage eg. B. an electrical system battery provided.
  • the on-board power storage unit can not provide the necessary electrical power for starting the engine, it is necessary to connect the electrical system of the vehicle with an external electrical system, such as an external battery or a vehicle electrical system of a second vehicle to start the vehicle anyway ,
  • an external electrical system such as an external battery or a vehicle electrical system of a second vehicle
  • a vehicle start assistance unit for connecting the external electrical system is often provided on such vehicles, which is designed in the manner of a jump start connection.
  • Such vehicle starter assistance units have proven themselves in practice quite well, but it is disadvantageous in this case that the residual energy present in the on-board energy storage can not be used and that it is necessary to switch on an external electrical system which is compatible with the electrical system. For example, an external electrical system with a voltage deviating from the vehicle electrical system voltage can not be used to start the vehicle.
  • Jump-starting is particularly important for vehicles that require high availability, an increased importance.
  • military vehicles require start-up assistance to be provided even when the vehicle is in field use.
  • vehicle start-up assistance units are common, being a standardized one
  • a u f g a b e of the invention to enable the connection of an external electrical system even if the external electrical system is not adapted to the electrical system and / or the circumstances of the vehicle start-up assistance unit.
  • a supplementary module which can be interposed between the vehicle electrical system and the external electrical system for adapted connection of the external electrical system, which can be exchanged in a module receptacle.
  • a connection module can be introduced into the module receptacle, which is adapted both to the vehicle jump starting unit and to the external electrical system.
  • About the Zuschaltmodul can be made an electrical adjustment of the external electrical system to the electrical system and / or a mechanical adjustment to the conditions of the vehicle jump starting unit.
  • the connection module is designed to be interchangeable, so that, depending on requirements, a connection module adapted to the respective external electrical system can be interposed between the vehicle start assistance unit and the external electrical system.
  • Vehicle electrical system is provided when introduced into the module receptacle.
  • an automatic connection of the Zuschaltmoduls be enabled with the vehicle jump starting unit when introducing it into the module holder.
  • the module receptacle can be designed in the manner of an insertion opening be, in which the Zuschaltmodul can be inserted.
  • an electrical connector can be made.
  • an electrical connector can be made.
  • an auxiliary power source z.
  • an external battery or an external power grid are switched on, so that energy can be introduced to start the vehicle from the auxiliary power source in the electrical system of the vehicle.
  • an electrical load can be connected to the vehicle electrical system via the vehicle jump starting unit, which is supplied with energy from the vehicle electrical system.
  • the vehicle jump starting unit which is supplied with energy from the vehicle electrical system.
  • connection modules can each be adapted to an external electrical system so that an external electrical system can be adapted to the on-board network or the vehicle start-up assistance unit via a connection module.
  • the vehicle jump starting unit may also have multiple module shots.
  • Various connection modules can be introduced into the module receptacles so that several different external electrical systems can be connected to the vehicle electrical system at the same time.
  • a Zuschaltmodul is designed as an adapter for form-adapted connection of the external electrical system. Differences in the form and / or the design of the interface between the vehicle start-up assistance unit and the external electrical system can be compensated for via the connection module.
  • the connection module can see as an adapter between an interface of the vehicle jump starting unit and a
  • a connection module has an electrical receptacle for receiving an exchangeable external electrical system, in particular a battery, a rechargeable battery or a capacitor.
  • the electrical receptacle can be designed in the manner of a battery compartment, in which the external electrical system can be at least partially introduced, so that a connection of the external electrical system is made possible in a few steps.
  • About the electrical recording can from an electrical device, eg. B. from a flashlight, removed batteries used to start the vehicle.
  • connection module is preferably designed as a voltage converter for voltage adjustment between the external electrical system and the vehicle electrical system. det. By means of a voltage transformer divergent voltages can be equalized. By a voltage converter, the supply of the electrical system can be done with energy from an external electrical system with a deviating from a vehicle electrical system voltage of the electrical system voltage.
  • a connection module is designed as a rectifier for rectifying an AC voltage of the external electrical system.
  • an external electrical system which has an alternating voltage, can be used to supply the vehicle electrical system.
  • an AC voltage network can be connected via the connection module to the vehicle jump starting unit.
  • Such an AC voltage network may be a public power grid, which is connected to the electrical system to start the vehicle or to compensate for the discharge of an on-board battery of the electrical system during standstill of the vehicle.
  • a Zuschaltmodul is designed as an inverter for alternating direction of a DC voltage of the electrical system.
  • an inverter such consumers who have an AC voltage connection to be connected to the electrical system.
  • additional equipment such. B. searchlight, are supplied via the electrical system.
  • a Zuschaltmodul is designed as a DC-DC converter.
  • the DC-DC converter causes an adjustment of the voltage.
  • the energy flow between the vehicle electrical system and the external electrical system may differ.
  • a control device which can be connected to the connection module can preferably be provided.
  • the connection of the external electrical system can be controlled.
  • the vehicle jump starting unit may have a jump start connection via which a vehicle electrical system of another vehicle can be connected to the vehicle electrical system.
  • a vehicle electrical system of another vehicle Via the starting aid connection, another external electrical system can be connected in parallel to the external electrical system connected via the connection module.
  • a Zuschaltmodul be designed such that it can be connected via the starting aid connection to the electrical system.
  • Another subject of the invention is a vehicle with an electrical system.
  • the object mentioned at the outset is achieved by providing a vehicle start assist unit as described above.
  • An adaptation of the external electrical system to the on-board network of the vehicle can be achieved via such a vehicle start-up assistance unit.
  • a possibly existing battery of the electrical system can be charged from the external electrical system.
  • An embodiment of the vehicle is advantageous in which the vehicle electrical system has an intermediate store, in particular a capacitor, for
  • the buffer has temporary storage of the energy provided by the vehicle jump-starting unit.
  • the buffer can be loaded from the external electrical system via the vehicle jump-starting unit to a level sufficient to start the vehicle.
  • Double-layer capacitors which are also referred to as “ultra-caps", are particularly suitable for use as temporary storage devices
  • a generator connected to the vehicle electrical system Infeed of energy into the on-board network, which is controllable by a control device of the vehicle starter assistance unit, can be provided with a generator for the purpose of starting the vehicle.
  • the vehicle in addition to a battery connected to the electrical system, the vehicle preferably has a temperature control unit for controlling the temperature of the battery, which can be controlled by a control device of the vehicle jump starting unit.
  • a temperature control unit for controlling the temperature of the battery, which can be controlled by a control device of the vehicle jump starting unit.
  • the tempering unit By means of the tempering unit, the battery can be put into a state in which the absorption or storage of energy in the battery is improved.
  • the control device of the jump-start unit the temperature control of the battery can be synchronized with the energy transfer between the external electrical system and the electrical system.
  • connection module adapted to the respective external electrical system can be interposed between the vehicle start-up assistance unit and the external electrical system, thus making it possible to adapt the external electrical system to the vehicle electrical system or the vehicle starter assistance unit.
  • the external electrical system is designed as an energy source and a battery of the electrical system is provided as a further energy source, wherein a power source for starting the vehicle is selected by a control device of the vehicle jump starting unit.
  • the control device can be supplied with data about the energy available in the external electrical system and / or in the battery of the electrical system. If the performance of the battery of the electrical system falls below a predetermined threshold value, the external electrical system can be selected as the energy source for starting the vehicle. If the performance of the battery of the electrical system is above the predetermined threshold, the starting of the vehicle can be done from the battery of the electrical system.
  • a generator and / or an energy source connected via a starting assistance connection of the vehicle start assist unit is provided as additional energy source, an energy source being selected by the control unit.
  • the control unit may select from a plurality of energy sources an energy source for starting the vehicle.
  • Figure 1 shows a schematic representation of the structure of a vehicle.
  • FIG. 2a is a schematic illustration of a vehicle jump-start unit
  • FIG. Fig. 2b in a schematic representation of the vehicle jump starting unit
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a vehicle jump starting unit in a schematic frontal view.
  • FIG. 1 shows a military vehicle with an internal combustion engine 1.
  • an electric starter 14 which is mechanically coupled to the engine 1, is provided, which is connected to a vehicle electrical system 10 of the vehicle designed as a direct electrical voltage network.
  • the electrical system 10 has an onboard power supply battery 12 as an energy source, which emits the energy required to start the engine 1 to the starter 14, if necessary.
  • Further components of the vehicle electrical system 10 are a buffer store 1 1 designed as a double-layer capacitor and an auxiliary power generator 16, which are connected via a switching unit 25 to one of the following. written vehicle jump starting unit 20 are selectively switched on. On the components 1 1, 16 will be discussed in more detail below.
  • the vehicle can be started via a vehicle start assistance unit 20 according to the invention connected to the vehicle electrical system 10.
  • the vehicle-starting-assistance unit 20 is mounted in the military vehicle in the manner of a retrofit part.
  • the vehicle-start assistance unit 20 is permanently carried in the vehicle in order to be able to provide start-up assistance for starting the engine 1 in the event of failure of the vehicle electrical system 10 or of the vehicle electrical system battery 12.
  • the state of charge of the electrical system battery 12 of the military vehicle z. B. during a longer transport on another land, sea or aircraft or storage by means of the vehicle jump starting unit 20 are obtained.
  • an external electrical system 30 designed as an energy source can be connected to the vehicle electrical system 10.
  • a plurality of connection modules 21 are provided, which can be interposed between the vehicle electrical system 10 and the external electrical system 30.
  • the mutually different connection modules 21 can be interposed as needed between the electrical system 10 and the external electrical system 30.
  • the Zuschaltmodule 21 external electrical systems 30 with different from those of the electrical system 10 electrical parameters, eg. B. one of a vehicle electrical system voltage of the electrical system 10 different voltage, adapted to the electrical system 10 are turned on.
  • the respective connection module 21 is received in a module receptacle 23 of the vehicle jump starting unit 20.
  • the module receptacle 23 of the vehicle jump starting unit 20 forms a vehicle-fixed interface between the vehicle electrical system 10 and the respective As can be seen from the illustration in FIGS.
  • the module receptacle 23 of the vehicle jump-start unit 20 is designed in the manner of a modular shaft in which a connection module 21 has a connection to the inner contour of the module receptacle 23 adapted outer contour can be added. In the region of the module receptacle 23 is also not shown in the figures
  • the interface is arranged on the inner contour of the module receptacle 23 in such a way that the additional module 21 is automatically connected to the vehicle jump starting unit 20 via a plug connection when introduced into the module receptacle 23.
  • connection module 21 shown in FIG. 2b is designed as an adapter, via which a shape-adapted connection of the external electrical system 30 is made possible. It is therefore not necessary for the external electrical system 30 itself to have a form or interface suitable for connection to the vehicle jump-starting unit 20. In particular, the vehicle start assistance unit 20 and the respective external electrical system 30 may have different interfaces, which are adapted via the connection module 21 in the manner of an adapter.
  • connection modules 21 are to be described which are suitable for connecting different external electrical systems 30.
  • This connection modules 21 are suitable for the intermediate circuit between the electrical system 10 and a predetermined external electrical system 30th
  • a connection module 21 of the vehicle jump starting unit 20 has an electrical receptacle for receiving a replaceable external electrical system 30, which is designed as a battery.
  • the electrical receptacle is like a battery designed in which multiple batteries can be accommodated.
  • the Zuschaltmodul 21 may also be designed for receiving accumulators and / or capacitors.
  • the recorded in the Zuschaltmodul external electrical system 30 can be charged from the electrical system 10.
  • energy for starting the engine from the external electrical system 30 can be fed into the vehicle electrical system 10.
  • a battery taken from a flashlight entrained in the vehicle can be inserted into the electrical receptacle of the connection module 21 in order to feed the energy contained in the battery into the vehicle electrical system.
  • connection modules 21 are designed as voltage transformers, so that a voltage adjustment between the external electrical system 30 and the vehicle electrical system 10 can take place.
  • the vehicle start assistance unit 20 has a connection module 21, which is designed as a rectifier. With the rectifier, an AC voltage of an external electrical system 30, for example, a public AC voltage network with an AC voltage between 1 10 V and 400 V, be converted into a voltage adapted to the voltage of the electrical system 10 DC voltage, so that it is possible to start the engine To feed energy from the AC voltage network in the electrical system 10 of the vehicle. This can be z. B. be required to start the engine 1 of the vehicle to the starter 14 or to obtain the charge of the electrical system battery 12 during the stoppage of the vehicle.
  • connection module 21 is provided, which is designed as an inverter.
  • an inverter By an inverter, the DC voltage of the electrical system 10 can be converted into an AC voltage.
  • a connection module 21 designed as an inverter one can be used as an AC voltage converter. consumer trained external electrical 30, z. As an AC motor to be connected to the electrical system 10.
  • the vehicle-starting assistance unit 20 has a connection module 21, which is designed as a DC-DC converter.
  • the electrical system 10 can be connected to an external electrical system 30, which is suitable for connection to a DC voltage network.
  • the DC-DC converter any differences in the DC voltage of the electrical system 10 and the external electrical system 30 can be adapted to each other, so that energy can be transferred from the electrical system 10 to the external electrical system 30 or from the external electrical system 30 in the electrical system.
  • About trained as a DC-DC converter Zuschaltmodul 21 can be an energy storage, eg. B. a battery, with a different from the electrical system voltage operating voltage to the electrical system 10 are switched on.
  • external electrical systems which, for. B. have a voltage of 12 V or 24 V to connect to the electrical system of the vehicle.
  • connection modules 21 described above each have different functionalities. It is therefore not necessary to integrate all the functionalities of all these connection modules 21 in the vehicle start-up assistance unit 20, which reduces the space requirement of the vehicle jump-starting unit. Rather, if necessary, a connection module 21 with the respective required function can be plugged into the module receptacle 23.
  • an external electrical system 30 can be connected via a jump start connection 24 of the vehicle jump starting unit 20 to the electrical system.
  • FIG. 1 further shows that the vehicle-starting assistance unit 20 has a control device 22 that can be connected to the connection module 21, by means of which the energy transmission between the external electrical system 30 and the vehicle electrical system 10 is controlled via the connection module 21 of the vehicle-starting assistance unit 20.
  • Zuschaltmoduls 21 22 different processes can be controlled by the controller: If a Zuschaltmodul 21 is connected to the connection of a power source 30, then the provision of energy from the power source 30 can be regulated for the electrical system 10 and / or controlled. In the case of a connection module 21 which is designed to connect an electrical load 30, the provision of energy from the on-board network 10 for the load 30 connected via the connection module 21 can be regulated and / or controlled via the control device 22.
  • the control unit can record both the processes during charging of the energy store 30 from the vehicle electrical system 10 and the processes during the delivery of energy from the energy store 30 into the vehicle electrical system 10 Taxes.
  • the control device 22 is further connected to a tempering unit 13 for tempering the vehicle electrical system battery 12.
  • the temperature control unit 13 By means of the temperature control unit 13, the cooling and / or heating of the electrical system battery 12 can be carried out, so that the electrical system battery 12 can be kept in a predetermined operating condition regardless of the prevailing ambient temperature.
  • sensors not shown in the figures for detecting the temperature, voltage and other parameters are arranged, which are also connected to the control device 22 of the vehicle jump starting unit 20. The values acquired via the sensors serve as input values for the controller and / or regulation of the temperature control of the vehicle electrical system battery 12 by the control device 22.
  • the control device 22 is connected to the auxiliary power generator 16.
  • the auxiliary power generator 16 comprises an auxiliary motor 17 designed as an internal combustion engine and an electric machine 18 which is mechanically coupled to the auxiliary motor 17 and which can be operated as a generator or as a motor.
  • the electric machine 18 is operated by a motor, wherein it starts the auxiliary motor 17 in the manner of an auxiliary engine starter.
  • the electric machine 18 is operated as a generator, which is connected to the vehicle electrical system 10.
  • the starting of the auxiliary motor 17 by the electric machine 18 and the supply of energy by the electric machine 18 in the electrical system 10 is controlled by the control device 22.
  • auxiliary power generator 16 may be provided in each case mechanically coupled to the auxiliary motor 17 generator and an electric starter in addition to the auxiliary motor 17.
  • an exchangeable connection module 21 suitable for connecting the external electrical system 30 is inserted into the module receptacle 23 of the vehicle starter unit 20 by insertion.
  • the Zuschaltmodul 21 connects automatically when inserted into the module holder with the arranged within the module receptacle 23 connector and thus provides an electrical connection to the electrical system 10 ago.
  • the connection dul 21 connected via a further arranged within the module receptacle 23 plug connection with the control device 22 of the vehicle jump starting unit 20.
  • the control device 22 recognizes the inserted connection module 21 and is set in a mode of operation which is matched to the type of the connection module 21.
  • a control unit 22 can select a suitable energy source 12, 18, 30 for starting the vehicle.
  • the control device determines via suitable sensors a voltage dip of the energy sources 12, 18, 30 when switching on a load and selects the energy source 12, 18, 30, which has the lowest voltage dip.
  • the intermediate memory 11 of the vehicle electrical system 10 which is designed as a double-layer capacitor, is first charged from the external energy source 30.
  • the starter 1 can then start the motor 1, in that the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in a short time.
  • the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in a short time.
  • the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in a short time.
  • the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in a short time.
  • the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in a short time.
  • the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in a short time.
  • the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in a short time.
  • the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in a short time.
  • the starter 14 takes the energy required for starting from the double-layer capacitor 11 in
  • the vehicle start assistance unit 20 has a control panel 25 for manual operation of the vehicle jump starting unit 20 and two jump start connections 24.
  • the jumper connections are designed as standardized plug connections according to the standard equipment standard 96917.
  • About the starting aid connections 24 such external electrical systems 30, which with a corresponding
  • Plug connection are connected to the vehicle jump starting unit 20 are connected. Furthermore, it is possible to make a connection to a connection module 21 via the starting aid connections 24, which has a corresponding plug connection. In this way, it is also possible for such connection modules 21, which can indeed be accommodated in the module receptacle 23, to be arranged above those in the module receptacle
  • the vehicle start assistance units 20 described above have a module receptacle 23 in which switchable connection modules 21 which can be interposed between the vehicle electrical system 10 and the external electrical system 30 can be exchanged.
  • An electrical adaptation of the external electrical system 30 to the vehicle electrical system 10 and / or a mechanical adaptation to the conditions of the vehicle jump-starting unit 20 can take place via the respective connection module 21 accommodated in the module receptacle 23.

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Description

Fahrzeugstarthilfeeinheit, Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugstarthilfeeinheit
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugstarthilfeeinheit zur Zuschaltung einer Ex- tern-Elektrik an ein elektrisches Bordnetz eines Fahrzeugs. Weitere Gegenstände der Erfindung sind ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Fahr- zeugstarthilfeeinheit sowie ein Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz.
Fahrzeuge weisen in der Regel ein elektrisches Bordnetz auf, an welchem elektrische Verbraucher des Fahrzeugs anschließbar sind. Da Verbrennungsmotoren aus dem Stand nicht von alleine anlaufen können, ist es bei solchen Fahrzeugen, die mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet sind, erforderlich, einen Starter zum Starten des Motors vorzusehen. Üblicherweise werden hierzu elektrische Starter verwendet, welche mit dem Bordnetz des Fahrzeugs verbunden sind. Zur Versorgung des Starters ist oftmals ein mit dem Bordnetz verbundener Bordnetzenergiespeicher, z. B. eine Bordnetzbatterie, vorgesehen. Falls der Bordnetzenergiespeicher nicht die nötige elektrische Leistung zum Starten des Motors liefern kann, ist es erforderlich, das Bordnetz des Fahrzeugs mit einer Extern-Elektrik, beispielsweise einer externen Batterie oder einem Bordnetz eines zweiten Fahrzeugs, zu verbinden, um das Fahrzeug dennoch starten zu können. Hierzu ist an derartigen Fahrzeugen oftmals eine Fahrzeugstarthilfeeinheit zur Zuschaltung der Extern-Elektrik vorgesehen, welche nach Art eines Starthilfeanschlusses ausgebildet ist. Solche Fahrzeugstarthilfeeinheiten haben sich in der Praxis durchaus bewährt, allerdings ist es hierbei nachteilig, dass die im Bordnetzenergiespeicher vorhandene Restenergie nicht genutzt werden kann und dass es erforderlich ist, eine Extern-Elektrik zuzuschalten, welche mit dem Bordnetz kompatibel ist. Eine Extern-Elektrik mit einer von der Bordnetzspannung abweichenden Span- nung kann beispielsweise nicht zum Starten des Fahrzeugs verwendet werden.
Der Starthilfe kommt insbesondere bei solchen Fahrzeugen, die eine hohe Verfügbarkeit erfordern, eine erhöhte Bedeutung zu. Beispielsweise ist es bei militärischen Fahrzeugen erforderlich, dass Starthilfe auch dann geleistet werden kann, wenn sich das Fahrzeug im Feldeinsatz befindet. Bei militärischen Fahrzeugen sind Fahrzeugstarthilfeeinheiten üblich, die eine genormte
Steckerverbindung aufweisen, über welche die Extern-Elektrik zuschaltbar ist. An derartige Fahrzeugstarthilfeeinheiten können nur solche Extern-Elektriken zugeschaltet werden, welche eine zur Verbindung geeignete Steckerverbindung aufweisen. Das Starten des Fahrzeugs ist mit einer Extern- Elektrik ohne die entsprechende Steckerverbindung nicht möglich.
Es ist daher A u f g a b e der Erfindung, die Zuschaltung einer Extern-Elektrik auch dann zu ermöglichen, wenn die Extern-Elektrik nicht an das Bordnetz und/oder die Gegebenheiten der Fahrzeugstarthilfeeinheit angepasst ist.
Bei einer eingangs genannten Fahrzeugstarthilfeeinheit wird die Aufgabe durch ein zwischen das Bordnetz und die Extern-Elektrik zwischenschaltbares Zus- chaltmodul zur angepassten Zuschaltung der Extern-Elektrik g e l ö s t , das auswechselbar in einer Modulaufnahme aufnehmbar ist.
Zur Zuschaltung einer Extern-Elektrik an die Fahrzeugstarthilfeeinheit, kann ein Zuschaltmodul in die Modulaufnahme eingebracht werden, welches sowohl an die Fahrzeugstarthilfeeinheit als auch an die Extern-Elektrik angepasst ist. Über das Zuschaltmodul kann eine elektrische Anpassung der Extern-Elektrik an das Bordnetz und /oder eine mechanische Anpassung an die Gegebenheiten der Fahrzeugstarthilfeeinheit erfolgen. Das Zuschaltmodul ist auswechselbar ausgebildet, so dass je nach Bedarf ein an die jeweilige Extern-Elektrik ange- passtes Zuschaltmodul zwischen die Fahrzeugstarthilfeeinheit und die Extern- Elektrik zwischengeschaltet werden kann.
Im Hinblick auf die Anbindung des Zuschaltmoduls hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn eine im Bereich der Modulaufnahme angeordnete Schnittstelle zur elektrischen Verbindung des Zuschaltmoduls mit dem
Bordnetz beim Einbringen in die Modulaufnahme vorgesehen ist. Über die Schnittstelle kann ein selbsttätiges Verbinden des Zuschaltmoduls mit der Fahrzeugstarthilfeeinheit beim Einbringen in die Modulaufnahme ermöglicht werden. Die Modulaufnahme kann nach Art einer Einstecköffnung ausgebildet sein, in welche das Zuschaltmodul einsteckbar ist. Beim Einstecken des Zuschaltmoduls in die Modulaufnahme kann eine elektrische Steckverbindung hergestellt werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist als Extern-Elektrik wahlweise eine Energiequelle zur Bereitstellung von Energie zum Starten des Fahrzeugs, und /oder ein Verbraucher, welcher mit Energie aus dem Bordnetz versorgbar ist, und /oder ein Energiespeicher zuschaltbar. Über die Fahrzeugstarthilfeeinheit kann zum Starten des Fahrzeugs eine Hilfsenergiequelle z. B. eine externe Batterie oder ein externes Energieversorgungsnetz, zugeschaltet werden, so dass Energie zum Starten des Fahrzeugs aus der Hilfsenergiequelle in das Bordnetz des Fahrzeugs eingebracht werden kann. Ferner kann über die Fahrzeugstarthilfeeinheit ein elektrischer Verbraucher mit dem Bordnetz verbunden werden, der mit Energie aus dem Bordnetz gespeist wird. Auf diese Weise können solche Verbraucher, die nicht ständig mit dem Fahrzeug verbunden sind, kurzzeitig mit Energie versorgt werden. Darüber hinaus ist es möglich, über die Fahrzeugstarthilfeeinheit einen Energiespeicher zuzuschalten, welchem Energie aus dem Bordnetz zugeführt wird und /oder welcher Energie in das Bordnetz abgibt.
Um je nach Bedarf eine der vorstehend genannten, unterschiedlichen Extern- Elektriken an das Bordnetz des Fahrzeugs anzuschalten, können vorzugsweise mehrere, wahlweise aufnehmbare Zuschaltmodule zur Anpassung jeweils einer Extern-Elektrik an das Bordnetz vorgesehen sein. Die Zuschaltmodule können an jeweils eine Extern-Elektrik angepasst sein, so dass über ein Zuschaltmodul jeweils eine Extern-Elektrik an das Bordnetz bzw. die Fahrzeugstarthilfeeinheit angepasst werden kann. Um gleichzeitig mehrere Zuschaltmodule mit dem Bordnetz verbinden zu können, kann die Fahrzeugstarthilfeeinheit auch mehrere Modulaufnahmen aufweisen. In die Modulaufnahmen können verschiedene Zuschaltmodule eingebracht werden, so dass mehrere unterschiedliche Extern- Elektriken zur glei- chen Zeit an das Bordnetz angeschaltet werden können.
Nachfolgend sollen vorteilhafte Ausgestaltungen eines oder mehrerer Zuschaltmodule dargestellt werden: Vorteilhaft ist es beispielsweise, wenn ein Zuschaltmodul als Adapter zur formangepassten Zuschaltung der Extern-Elektrik ausgebildet ist. Über das Zuschaltmodul können Unterschiede in der Form und/oder der Gestaltung der Schnittstelle zwischen der Fahrzeugstarthilfeeinheit und der Extern-Elektrik ausgeglichen werden. Beispielsweise kann das Zuschaltmodul als Adapter zwi- sehen einer Schnittstelle der Fahrzeugstarthilfeeinheit und einem
Elektrikanschluss zur Verbindung mit der Extern-Elektrik ausgebildet sein.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn ein Zuschaltmodul eine Elektrik-Aufnahme zur Aufnahme einer austauschbaren Extern-Elektrik, insbesondere einer Batterie, eines Akkumulators oder eines Kondensators, aufweist. Die Elektrik-Aufnahme kann nach Art eines Batteriefachs ausgebildet sein, in welches die Extern-Elektrik zumindest teilweise eingebracht werden kann, so dass eine Zuschaltung der Extern-Elektrik mit wenigen Handgriffen ermöglicht wird. Über die Elektrik-Aufnahme können aus einem elektrischen Gerät, z. B. aus einer Taschenlampe, entnommene Batterien zum Starten des Fahrzeugs verwendet werden.
Darüber hinaus ist ein Zuschaltmodul bevorzugt als Spannungswandler zur Spannungsanpassung zwischen der Extern-Elektrik und dem Bordnetz ausgebil- det. Durch einen Spannungswandler können voneinander abweichende Spannungen aufeinander angeglichen werden. Durch einen Spannungswandler kann die Versorgung des Bordnetzes mit Energie aus einer Extern-Elektrik mit einer von einer Bordnetzspannung des Bordnetzes abweichenden Spannung erfolgen.
Bei einem als Gleichspannungsnetz ausgebildeten Bordspannungsnetz ist es vorteilhaft, wenn ein Zuschaltmodul als Gleichrichter zur Gleichrichtung einer Wechselspannung der Extern-Elektrik ausgebildet ist. Über einen Gleichrichter kann eine Extern-Elektrik, welche eine Wechselspannung aufweist, zur Spei- sung des Bordnetzes verwendet werden. Beispielsweise kann ein Wechselspannungsnetz über das Zuschaltmodul an die Fahrzeugstarthilfeeinheit angeschlossen werden. Ein solches Wechselspannungsnetz kann ein öffentliches Stromnetz sein, welches an das Bordnetz angeschaltet wird, um das Fahrzeug zu Starten oder um die Entladung einer Bordnetzbatterie des Bordnetzes wäh- rend des Stillstands des Fahrzeugs auszugleichen.
Da externe Geräte, wie beispielsweise ein Funkgerät, eine Pumpe oder elektrische Werkzeuge typischerweise als Wechselspannungsverbraucher ausgebildet sind, hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Zuschaltmodul als Wechselrichter zur Wechselrichtung einer Gleichspannung des Bordnetzes ausgebildet ist. Über einen Wechselrichter können solche Verbraucher, welche über einen Wechselspannungsanschluss verfügen, an das Bordnetz angeschlossen werden. Bei militärischen Fahrzeugen können zusätzliche Ausrüstungsgegenstände, wie z. B. Suchscheinwerfer, über das Bordnetz versorgt werden.
Ferner kann es erforderlich sein, Gleichspannungsverbraucher mit einer von der Spannung des Bordnetzes abweichenden Spannung mit dem Bordnetz zu verbinden. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Zuschaltmodul als Gleichspannungswandler ausgebildet ist. Über einen Gleichspannungswandler können Gleichspannungsverbraucher und/oder Gleichspannungsquellen und/oder Gleichspannungsspeicher mit dem Bordnetz verbunden werden. Der Gleichspannungswandler bewirkt hierbei eine Anpassung der Spannung.
Je nach Art der mit dem Bordnetz verbundenen Extern-Elektrik und /oder je nach Art des in der Modulaufnahme aufgenommenen Zuschaltmoduls kann sich der Energiefluss zwischen dem Bordnetz und der Extern-Elektrik unterscheiden. Zur Steuerung der Energieübertragung zwischen dem Bordnetz und der externen Elektrik kann daher bevorzugt eine mit dem Zuschaltmodul verbindbare Steuervorrichtung vorgesehen sein. Über die Steuervorrichtung kann die Zuschaltung der Extern-Elektrik gesteuert werden.
Ferner kann die Fahrzeugstarthilfeeinheit einen Starthilfeanschluss aufweisen, über welchen ein Bordnetz eines weiteren Fahrzeugs an das Bordnetz zuschaltbar ist. Über den Starthilfeanschluss kann parallel zu der über das Zuschaltmodul zugeschalteten Extern-Elektrik eine weitere Extern-Elektrik zugeschaltet werden. Alternativ kann ein Zuschaltmodul derart ausgebildet sein, dass es über den Starthilfeanschluss mit dem Bordnetz verbindbar ist.
Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist ein Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz. Bei einem derartigen Fahrzeug wird die eingangs genannte Aufgabe dadurch g e l ö s t , dass eine vorstehend beschriebene Fahrzeugstarthilfeeinheit vorgesehen ist. Über eine derartige Fahrzeugstarthilfeeinheit kann eine Anpassung der Extern-Elektrik an das Bordnetz des Fahrzeugs erreicht werden. Eine ggf. vorhandene Batterie des Bordnetzes kann aus der Extern-Elektrik geladen werden. Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Fahrzeugs, bei welcher das Bordnetz einen Zwischenspeicher, insbesondere einen Kondensator, zur
verübergehenden Speicherung der von der Fahrzeugstarthilfeeinheit bereitgestellten Energie aufweist. Der Zwischenspeicher kann aus der Extern-Elektrik über die Fahrzeugstarthilfeeinheit auf ein Niveau geladen werden, welches ausreicht, um das Fahrzeug zu starten. Besonders geeignet für die Verwendung als Zwischenspeicher sind Doppelschichtkondensatoren, welche auch als„Ult- ra-Caps" bezeichnet werden. Im Hinblick auf die Versorgung des Bordnetzes mit Energie hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn das Fahrzeug einen mit dem Bordnetz verbundenen Generator zur Einspeisung von Energie in das Bordnetz aufweist, welcher durch eine Steuervorrichtung der Fahrzeugstarhilfeeinheit steuerbar ist. Mit einem Generator kann eine weitere Hilfsenergiequelle zum Starten des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
Das Starten eines Fahrzeugs kann insbesondere bei extremen Umgebungstemperaturen, wie sie in der militärischen Anwendung oftmals vorkommen, Schwierigkeiten bereiten. Daher weist das Fahrzeug bevorzugt neben einer mit dem Bordnetz verbundene Batterie eine Temperierungseinheit zum Temperieren der Batterie auf, welche durch eine Steuervorrichtung der Fahrzeugstarthilfeeinheit steuerbar ist. Über die Temperierungseinheit kann die Batterie in einen Zustand versetzt werden, in welchem die Aufnahme bzw. Speicherung von Energie in der Batterie verbessert ist. Durch die Steuervorrichtung der Starthilfeeinheit kann das Temperieren der Batterie mit der Energieübertragung zwischen der Extern-Elektrik und dem Bordnetz synchronisiert werden.
Im Hinblick auf das eingangs erwähnte Verfahren wird die oben genannte Aufgabe dadurch g e l ö s t , dass ein zwischen das Bordnetz und die Extern- Elektrik zwischenschaltbares, auswechselbares Zuschaltmodul zur angepassten Zuschaltung der Extern-Elektrik in eine Modulaufnahme der Fahrzeugstarthilfeeinheit eingebracht wird. Je nach Bedarf kann ein an die jeweilige Extern- Elektrik angepasstes Zuschaltmodul zwischen die Fahrzeugstarthilfeeinheit und die Extern-Elektrik zwischengeschaltet werden und somit eine Anpassung der Extern-Elektrik an das Bordnetz bzw. die Fahrzeugstarthilfeeinheit ermöglicht werden.
Im Hinblick auf das Starten des Motors hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Extern-Elektrik als Energiequelle ausgebildet ist und als weitere Energiequelle eine Batterie des Bordnetzes vorgesehen ist, wobei durch eine Steuervorrichtung der Fahrzeugstarthilfeeinheit eine Energiequelle zum Starten des Fahrzeugs ausgewählt wird. Der Steuervorrichtung können Daten über die in der Extern-Elektrik und/oder in der Batterie des Bordnetzes zur Verfü- gung stehende Energie zugeführt werden. Falls die Leistungsfähigkeit der Batterie des Bordnetzes unter einen vorgegebenen Schwellenwert sinkt, kann zum Starten des Fahrzeugs die Extern-Elektrik als Energiequelle ausgewählt werden. Falls sich die Leistungsfähigkeit der Batterie des Bordnetzes oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts befindet, kann das Starten des Fahrzeugs aus der Batterie des Bordnetzes erfolgen.
In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, wenn als zusätzliche Energiequelle ein Generator und/oder ein über einen Starthilfeanschluss der Fahrzeugstarthilfeeinheit verbundene Energiequelle vorgesehen ist, wobei durch die Steuereinheit eine Energiequelle ausgewählt wird. Die Steuereinheit kann aus mehreren Energiequellen eine Energiequelle zum Starten des Fahrzeugs auswählen. Neben den vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die im Zusammenhang mit der Fahrzeugstarthilfeeinheit und dem Fahrzeug beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen zur Anwendung kommen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Fahrzeugstarthilfeeinheit, des Fahrzeugs sowie des Verfahrens werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen mittels mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben. Hierin zeigen:
Fig.1 in schematischer Darstellung den Aufbau eines Fahrzeugs;
Fig. 2a in schematischer Darstellung eine Fahrzeugstarthilfeeinheit; Fig. 2b in schematischer Darstellung die Fahrzeugstarthilfeeinheit aus
Fig. 2a mit einem Zuschaltmodul und
Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung einer Fahrzeugstarthilfeeinheit in einer schematischen Frontalansicht.
In der Fig. 1 ist ein militärisches Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor 1 dargestellt. Zum Starten des Motors 1 ist ein mechanisch mit dem Motor 1 gekoppelter elektrischer Starter 14 vorgesehen, welcher mit einem als elektrisches Gleichspannungsnetz ausgebildeten Bordnetz 10 des Fahrzeugs verbun- den ist. Das Bordnetz 10 weist als Energiequelle eine Bordnetzbatterie 12 auf, welche im Bedarfsfall die zum Starten des Motors 1 erforderliche Energie an den Starter 14 abgibt. Weitere Bestandteile des Bordnetzes 10 sind ein als Doppelschichtkondensator ausgebildeter Zwischenspeicher 1 1 und ein Hilfsstromerzeuger 16, welche über eine Schalteinheit 25 einer im Folgenden be- schriebenen Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 wahlweise zuschaltbar sind. Auf die Komponenten 1 1 , 16 soll weiter unten näher eingegangen werden.
Sollte die in der Bordnetzbatterie 12 gespeicherte Energie zum Starten des Motors 1 nicht ausreichen, so kann das Fahrzeug über eine erfindungsgemäße, mit dem Bordnetz 10 verbundene Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 gestartet werden. Die Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 ist in dem militärischen Fahrzeug nach Art eines Nachrüstteils montiert. Die Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 wird in dem Fahrzeug dauerhaft mitgeführt, um bei Versagen des Bordnetzes 10 bzw. der Bordnetzbatterie 12 Starthilfe zum Starten des Motors 1 leisten zu können. Ferner kann der Ladezustand der Bordnetzbatterie 12 des militärischen Fahrzeugs z. B. während eines längeren Transports auf einem anderen Land-, See oder Luftfahrzeug oder bei Lagerung mittels der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 erhalten werden. Mittels der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 kann eine als Ener- giequelle ausgebildete Extern-Elektrik 30 an das Bordnetz 10 zugeschaltet werden. Um die Anpassung der Extern-Elektrik 30 an das Bordnetz 10 bzw. die Gegebenheiten der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 zu ermöglichen, sind mehrere Zuschaltmodule 21 vorgesehen, die zwischen das Bordnetz 10 und die Extern- Elektrik 30 zwischengeschaltet werden können. Die voneinander verschieden ausgebildeten Zuschaltmodule 21 können je nach Bedarf zwischen das Bordnetz 10 und die Extern-Elektrik 30 zwischengeschaltet werden.
Über die Zuschaltmodule 21 können Extern-Elektriken 30 mit von denen des Bordnetzes 10 abweichenden elektrischen Parametern, z. B. einer von einer Bordnetzspannung des Bordnetzes 10 verschiedenen Spannung, angepasst an das Bordnetz 10 angeschaltet werden. Hierzu wird das jeweilige Zuschaltmodul 21 in einer Modulaufnahme 23 der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 aufgenommen. Die Modulaufnahme 23 der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 bildet insofern eine fahrzeugfeste Schnittstelle zwischen dem Bordnetz 10 und dem jeweili- gen in der Modulaufnahme 23 aufgenommenem Zuschaltmodul 21. Wie der Darstellung in den Fig. 2a und 2b zu entnehmen, ist die Modulaufnahme 23 der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 nach Art eines Modulschachtes ausgebildet, in welchem ein Zuschaltmodul 21 mit einer an die Innenkontur der Modulauf - nähme 23 angepassten Außenkontur aufgenommen werden kann. Im Bereich der Modulaufnahme 23 ist ferner eine in den Figuren nicht dargestellte
Schnittstelle zur elektrischen Verbindung des Zuschaltmoduls 21 mit dem Bordnetz 10 vorgesehen. Die Schnittstelle ist derart an der Innenkontur der Modulaufnahme 23 angeordnet, dass das Zusatzmodul 21 bei Einbringen in die Modulaufnahme 23 über eine Steckerverbindung selbsttätig mit der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 verbunden wird.
Das in der Fig. 2b dargestellte Zuschaltmodul 21 ist als Adapter ausgebildet, über welchen eine formangepasste Zuschaltung der Extern-Elektrik 30 ermög- licht wird. Es ist daher nicht erforderlich, dass die Extern-Elektrik 30 selbst eine für die Verbindung mit der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 geeignete Form bzw. Schnittstelle aufweist. Insbesondere können die Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 und die jeweilige Extern-Elektrik 30 unterschiedliche Schnittstellen aufweisen, welche über das Zuschaltmodul 21 nach Art eines Adapters angepasst werden.
Nachfolgend sollen verschiedene Zuschaltmodule 21 beschrieben werden, welche zur Zuschaltung unterschiedlicher Extern-Elektriken 30 geeignet sind. Diese Zuschaltmodule 21 eignen sich für die Zwischenschaltung zwischen das Bordnetz 10 und eine vorgegebene Extern-Elektrik 30.
Ein Zuschaltmodul 21 der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 weist eine Elektrik- Aufnahme zur Aufnahme einer austauschbaren Extern-Elektrik 30 auf, welche als Batterie ausgebildet ist. Die Elektrikaufnahme ist nach Art eines Batterie- faches ausgestaltet, in welchem mehrere Batterien aufgenommen werden können. Alternativ kann das Zuschaltmodul 21 auch zur Aufnahme von Akkumulatoren und/oder Kondensatoren ausgebildet sein. Die in dem Zuschaltmodul aufgenommene Extern-Elektrik 30 kann aus dem Bordnetz 10 aufgeladen werden. Ferner kann über das Zuschaltmodul 21 Energie zum Starten des Motors aus der Extern-Elektrik 30 in das Bordnetz 10 eingespeist werden. Beispielsweise kann in die Elektrik-Aufnahme des Zuschaltmoduls 21 eine aus einer im Fahrzeug mitgeführten Taschenlampe entnommene Batterie eingelegt werden, um die in der Batterie enthaltene Energie in das Bordnetz einzuspei- sen.
Weitere Zuschaltmodule 21 sind als Spannungswandler ausgebildet, so dass eine Spannungsanpassung zwischen der Extern-Elektrik 30 und dem Bordnetz 10 erfolgen kann. So weist die Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 ein Zuschaltmodul 21 auf, welches als Gleichrichter ausgebildet ist. Mit dem Gleichrichter kann eine Wechselspannung einer Extern-Elektrik 30, beispielsweise eines öffentlichen Wechselspannungsnetzes mit einer Wechselspannung zwischen 1 10 V und 400 V, in eine an die Spannung des Bordnetzes 10 angepasste Gleichspannung gewandelt werden, so dass es möglich ist, zum Starten des Motors Energie aus dem Wechselspannungsnetz in das Bordnetz 10 des Fahrzeugs einzuspeisen. Dies kann z. B. erforderlich sein, um den Motor 1 des Fahrzeugs zu mittels des Starters 14 zu starten oder die Ladung der Bordnetzbatterie 12 während des Stillstands des Fahrzeugs zu erhalten. Ferner ist ein Zuschaltmodul 21 vorgesehen, welches als Wechselrichter ausgebildet ist. Durch einen Wechselrichter kann die Gleichspannung des Bordnetzes 10 in eine Wechselspannung gewandelt werden. Über ein als Wechselrichter ausgebildetes Zuschaltmodul 21 kann eine als Wechselspannungsver- braucher ausgebildete Extern-Elektrik 30, z. B. ein Wechselstrommotor, an das Bordnetz 10 zugeschaltet werden.
Als weiteres Modul weist die Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 ein Zuschaltmodul 21 auf, welches als Gleichspannungswandler ausgebildet ist. Anhand eines Gleichspannungswandlers kann das Bordnetz 10 mit einer Extern-Elektrik 30 verbunden werden, welche zur Anschaltung an ein Gleichspannungsnetz geeignet ist. Über den Gleichspannungswandler können etwaige Unterschiede in der Gleichspannung des Bordnetzes 10 und der Extern-Elektrik 30 aneinander angepasst werden, so dass Energie von dem Bordnetz 10 zu der Extern-Elektrik 30 oder von der Extern-Elektrik 30 in das Bordnetz übertragen werden kann. Über das als Gleichspannungswandler ausgebildete Zuschaltmodul 21 kann ein Energiespeicher, z. B. eine Batterie, mit einer von der Bordnetzspannung abweichenden Betriebsspannung an das Bordnetz 10 zugeschaltet werden. Ferner ist es über dieses Zuschaltmodul möglich, externe Bordnetze, welche z. B. eine Spannung von 12 V oder 24 V aufweisen, mit dem Bordnetz des Fahrzeugs zu verbinden.
Die vorstehend beschriebenen Zuschaltmodule 21 haben jeweils voneinander abweichende Funktionalitäten. Es ist daher nicht erforderlich in der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 sämtliche Funktionalitäten aller dieser Zuschaltmodule 21 zu integrieren, wodurch der Platzbedarf der Fahrzeugstarthilfeeinheit verringert wird. Vielmehr kann bei Bedarf ein Zuschaltmodul 21 mit der jeweiligen benötigten Funktion in die Modulaufnahme 23 eingesteckt werden.
Darüber hinaus kann eine Extern-Elektrik 30 über einen Starthilfeanschluss 24 der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 mit dem Bordnetz verbunden werden. Die Fig. 1 zeigt ferner, dass die Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 eine mit dem Zuschaltmodul 21 verbindbare Steuervorrichtung 22 aufweist, mittels welcher die Energieübertragung zwischen der Extern- Elektrik 30 und dem Bordnetz 10 über das Zuschaltmodul 21 der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 gesteuert wird.
Je nach Art des in die Modulaufnahme 23 eingebrachten Zuschaltmoduls 21 können durch die Steuervorrichtung 22 verschiedene Prozesse gesteuert werden: Falls ein Zuschaltmodul 21 zur Zuschaltung einer Energiequelle 30 verbunden ist, so kann die Bereitstellung von Energie aus der Energiequelle 30 für das Bordnetz 10 geregelt und/oder gesteuert werden. Bei einem Zuschaltmodul 21 , welches zur Zuschaltung eines elektrischen Verbrauchers 30 ausgebildet ist, kann die Bereitstellung von Energie aus dem Bordnetz 10 für den über das Zuschaltmodul 21 verbundenen Verbraucher 30 über die Steuervorrichtung 22 geregelt und/oder gesteuert werden. Ist ein Zuschaltmodul 21 zur Zuschal- tung eines Energiespeichers 30 in der Modulaufnahme 23 aufgenommen, so kann die Steuereinheit sowohl die Vorgänge beim Laden des Energiespeichers 30 aus dem Bordnetz 10 als auch die Vorgänge bei der Abgabe von Energie aus dem Energiespeicher 30 in das Bordnetz 10 steuern. Die Steuervorrichtung 22 ist ferner mit einer Temperierungseinheit 13 zum Temperieren der Bordnetzbatterie 12 verbunden. Mittels der Temperierungseinheit 13 kann die Kühlung und/oder Erwärmung der Bordnetzbatterie 12 erfolgen, so dass die Bordnetzbatterie 12 unabhängig von der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur in einem vorgegebenen Betriebszustand gehalten werden kann. An der Bordnetzbatterie 12 bzw. der Temperierungseinheit 13 sind in den Figuren nicht dargestellte Sensoren zur Erfassung der Temperatur, Spannung und weiterer Parameter angeordnet, welche ebenfalls mit der Steuervorrichtung 22 der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 verbunden sind. Die über die Sensoren erfassten Werte dienen als Eingangswerte für die Steuerung und/oder Regelung der Temperierung der Bordnetzbatterie 12 durch die Steuervorrichtung 22.
Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung 22 mit dem Hilfsstromerzeuger 16 verbunden. Der Hilfsstromerzeuger 16 umfasst einen als Verbrennungsmotor ausgebildeten Hilfsmotor 17 sowie eine mechanisch mit dem Hilfsmotor 17 gekoppelte Elektromaschine 18, welche generatorisch oder motorisch betrieben werden kann. Zum Starten des Hilfsmotors 17 wird die Elektromaschine 18 motorisch betrieben, wobei sie den Hilfsmotor 17 nach Art eines Hilfsmotor- Starters startet. Bei laufenden Hilfsmotor 17 wird die Elektromaschine 18 als Generator betrieben, welcher mit dem Bordnetz 10 verbunden ist. Über die Elektromaschine 18 des Hilfsstromerzeugers 16 kann zusätzliche Energie in das Bordnetz 10 eingespeist werden. Das Starten des Hilfsmotors 17 durch die Elektromaschine 18 sowie die Einspeisung von Energie durch die Elektroma- schine 18 in das Bordnetz 10 ist mittels der Steuervorrichtung 22 steuerbar. In alternativer Ausgestaltung des Hilfsstromerzeugers 16 kann neben dem Hilfsmotor 17 ein jeweils mechanisch mit dem Hilfsmotor 17 gekoppelter Generator und ein elektrischer Starter vorgesehen sein. Anhand des vorstehend beschriebenen Fahrzeugs sollen im Folgenden die Vorgänge bei der Zuschaltung einer Extern-Elektrik 30 an das elektrische Bordnetz 10 des Fahrzeugs näher erläutert werden.
Zunächst wird ein für die Zuschaltung der Extern-Elektrik 30 geeignetes aus- wechselbares Zuschaltmodul 21 in die Modulaufnahme 23 der Fahrzeugstarthil- feeinheit 20 durch Einstecken eingebracht. Das Zuschaltmodul 21 verbindet sich beim Einbringen in die Modulaufnahme selbsttätig mit der innerhalb der Modulaufnahme 23 angeordneten Steckerverbindung und stellt somit eine elektrische Verbindung zu dem Bordnetz 10 her. Zudem wird das Zuschaltmo- dul 21 über eine weitere innerhalb der Modulaufnahme 23 angeordnete Steckerverbindung mit der Steuervorrichtung 22 der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 verbunden. Die Steuervorrichtung 22 erkennt das eingesteckte Zuschaltmodul 21 und wird in einen auf die Art des Zuschaltmoduls 21 abgestimmten Be- triebsmodus versetzt.
Wird zusätzlich zu dem Generator 18 und der Bordnetzbatterie 12 eine als externe Energiequelle ausgebildete Extern-Elektrik 30 über das Zuschaltmodul 21 an das Bordnetz 10 angeschaltet, so kann durch die Steuervorrichtung 22 eine zum Starten des Fahrzeugs geeignete Energiequelle 12, 18, 30 ausgewählt werden. Hierzu ermittelt die Steuervorrichtung über geeignete Sensoren einen Spannungseinbruch der Energiequellen 12, 18, 30 bei Zuschaltung einer Last und wählt die Energiequelle 12, 18, 30 aus, welche den geringsten Spannungseinbruch aufweist.
Wird beispielsweise die externe Energiequelle 30 ausgewählt, so wird zunächst der Zwischenspeicher 1 1 des Bordnetzes 10, welcher als Doppelschichtkondensator ausgebildet ist, aus der externen Energiequelle 30 geladen. Nach dem Laden des Doppelschichtkondensators 1 1 kann dann der Starter 1 den Motor 1 starten, indem der Starter 14 die zum Starten erforderliche Energie in kurzer Zeit aus dem Doppelschichtkondensator 1 1 entnimmt. Beim Starten des Motors 1 fließt im Bordnetz 10 ein im Verhältnis zu dem vorausgehenden Ladevorgang relativ hoher Strom. Sollte die externe Energiequelle 30 sowie das zwischen der externen Energiequelle 30 und dem Bordnetz 10 zwischengeschaltete Zus- chaltmodul 21 geeignet sein, den zum Starten des Motors 1 erforderlichen, hohen Strom zu liefern, kann das Starten auch ohne das Laden des Zwischenspeichers 1 1 direkt aus der externen Energiequelle 30 erfolgen. Die Fig. 3 zeigt eine Frontalansicht einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugstarthilfeeinheit 20. Neben der Modulaufnahme 23 weist die Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 ein Bedienfeld 25 zur manuellen Bedienung der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 sowie zwei Starthilfeanschlüsse 24 auf. Die Starthilfeanschlüsse sind als genormte Steckerverbindungen gemäß der Verteidigungsgerätenorm 96917 ausgebildet. Über die Starthilfeanschlüsse 24 können solche Extern-Elektriken 30, welche mit einer entsprechenden
Steckerverbindung ausgerüstet sind, mit der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 verbunden werden. Ferner ist es möglich, über die Starthilfeanschlüsse 24 eine Verbindung zu einem Zuschaltmodul 21 herzustellen, welches eine entsprechende Steckerverbindung aufweist. Auf diese Weise können auch solche Zuschaltmodule 21 , die zwar in der Modulaufnahme 23 aufgenommen werden könne, zu denen über die in der Modulaufnahme angeordnete
Steckerverbindung jedoch keine Verbindung hergestellt werden kann, trotz- dem elektrisch mit der Fahrzeugstarthilfeeinheit 20 verbunden werden.
Die vorstehend beschriebenen Fahrzeugstarthilfeeinheiten 20, weisen eine Modulaufnahme 23 auf, in welcher zwischen das Bordnetz 10 und die Extern- Elektrik 30 zwischenschaltbare Zuschaltmodule 21 auswechselbar aufnehmbar sind. Über das jeweilige in der Modulaufnahme 23 aufgenommene Zuschaltmodul 21 kann eine elektrische Anpassung der Extern-Elektrik 30 an das Bordnetz 10 und/oder eine mechanische Anpassung an die Gegebenheiten der Fahrzeug- starthilfeeinheit 20 erfolgen. Bezugszeichen:
1 Motor
10 Bordnetz
1 1 Zwischenspeicher
12 Bordnetzbatterie
13 Temperierungseinheit 14 Starter
15 Massepotential
16 Hilfsstromerzeuger
17 Hilfsmotor
18 Elektromaschine
20 Fahrzeugstarthilfeeinheit
21 Zuschaltmodul
22 Steuervorrichtung
23 Modulaufnahme
24 Starthilfeanschluss
25 Schalteinheit
30 Extern- Elektrik

Claims

Patentansprüche:
1 . Fahrzeugstarthilfeeinheit zur Zuschaltung einer Extern-Elektrik (30) an ein elektrisches Bordnetz (10) eines Fahrzeugs,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
ein zwischen das Bordnetz (10) und die Extern-Elektrik (30) zwischen- schaltbares Zuschaltmodul (21 ) zur angepassten Zuschaltung der Extern- Elektrik (30), das auswechselbar in einer Modulaufnahme (23) aufnehmbar ist.
2. Fahrzeugstarthilfeeinheit nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine im Bereich der Modulaufnahme (23) angeordnete Schnittstelle zur elektrischen Verbindung des Zuschaltmoduls (21 ) mit dem Bordnetz (10) beim Einbringen in die Modulaufnahme (23).
3. Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Extern-Elektrik (30) wahlweise
- eine Energiequelle zur Bereitstellung von Energie zum Starten des Fahrzeugs, und/oder
- ein Verbraucher, welcher mit Energie aus dem Bordnetz (10)
versorgbar ist, und/oder
- ein Energiespeicher
zuschaltbar ist. 4. Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere, wahlweise aufnehmbare Zuschaltmodule (21 ) zur Anpassung jeweils einer Extern-Elektrik (30) an das Bordnetz (10). Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschaltmodul (21 ) als Adapter zur formangepassten Zuschaltung der Extern-Elektrik (30) ausgebildet ist.
Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschaltmodul (21 ) eine Elektrik- Aufnahme zur Aufnahme einer austauschbaren Extern-Elektrik (30), insbesondere einer Batterie, eines Akkumulators oder eines Kondensators, aufweist.
Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschaltmodul (21 ) als Spannungswandler zur Spannungsanpassung zwischen der Extern-Elektrik (30) und dem Bordnetz (10) ausgebildet ist.
Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschaltmodul (21 ) als Gleichrichter zur Gleichrichtung einer Wechselspannung der Extern-Elektrik (30) ausgebildet ist.
Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschaltmodul (21 ) als Wechselrichter zur Wechselrichtung einer Gleichspannung des Bordnetzes (10) ausgebildet ist.
10. Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschaltmodul (21 ) als Gleichspannungswandler ausgebildet ist. 1 1 . Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit einem Zuschaltmodul (21 ) verbindbare Steuervorrichtung (22) zur Steuerung der Energieübertragung zwischen dem Bordnetz (10) und der Extern- Elektrik (30). 12. Fahrzeugstarthilfeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Starthilfeanschluss (24) , über welchen ein Bordnetz eines weiteren Fahrzeugs an das Bordnetz (10) zuschaltbar ist.
13. Fahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz (10),
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
eine Fahrzeugstarthilfeeinheit (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bordnetz (10) einen Zwischenspeicher (1 1 ), insbesondere einen Kondensator, zur vorübergehenden Speicherung der von der Fahrzeugstarthilfeeinheit (20) bereitgestellten Energie aufweist.
15. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 oder 14, gekennzeichnet durch einen mit dem Bordnetz (10) verbundenen Generator (18) zur Einspei- sung von Energie in das Bordnetz (10), welcher durch eine Steuervorrichtung (22) der Fahrzeugstarthilfeeinheit (20) steuerbar ist.
16. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine mit dem Bordnetz (10) verbundene Batterie (12) und eine Temperierungseinheit (13) zum Temperieren der Batterie, welche durch eine Steuervorrichtung (22) der Fahrzeugstarthilfeeinheit (20) steuerbar ist.
17. Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugstarthilfeeinheit (20) zur Zuschal- tung einer Extern-Elektrik (30) an eine elektrisches Bordnetz (10) eines Fahrzeugs,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass ein zwischen das Bordnetz (10) und die Extern-Elektrik (30) zwi- schenschaltbares, auswechselbares Zuschaltmodul (21 ) zur angepassten Zuschaltung der Extern-Elektrik (30) in eine Modulaufnahme (23) der Fahrzeugstarthilfeeinheit (20) eingebracht wird. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Extern- Elektrik (30) als Energiequelle ausgebildet ist und dass als weitere Energiequelle eine Batterie (12) des Bordnetzes vorgesehen ist, wobei durch eine Steuervorrichtung (22) der Fahrzeugstarthilfeeinheit (20) eine Energiequelle (12, 30) zum Starten des Fahrzeugs ausgewählt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliche Energiequelle ein Generator (18) und/oder eine über einen Starthil- feanschluss (24) der Fahrzeugstarthilfeeinheit (20) verbundene Energiequelle vorgesehen ist, wobei durch die Steuereinheit eine Energiequelle (12, 30, 18) ausgewählt wird.
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