本發(fā)明涉及用于對機動車的能量存儲器放電，尤其是用于對用于電能量的能量存儲器（其設(shè)置用于供應(yīng)機動車的電氣機械）放電的開關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

在適度混合，混合和電動車輛中除了常規(guī)12V-或24V-鉛酸電池以外或取代常規(guī)12V-或24V-鉛酸電池地附加地使用電能量存儲器，其設(shè)置用于供應(yīng)在傳動系中的電氣機械。這種附加的能量存儲器經(jīng)常構(gòu)造為鋰離子蓄電池或高電容能量存儲器。基于雙層電容器的高電容能量存儲器在每質(zhì)量電容方面特別有利的。在此使用優(yōu)選所謂的超級電容器(還簡稱為超級電容或超級電容-存儲器)。

在使用具有較高功率能力和較低能量含量的在傳動系中的能量存儲器的情況下（如例如超級電容器），它通常在停止車輛之前在最后的剎車過程中充電直至接近最大有效電壓。尤其是超級電容器在較高電壓的狀態(tài)下最快地老化，使得具有高充電電壓的這種能量存儲器安置尤其是在完全充電狀態(tài)中，對于能量存儲器的壽命耐久度是有害的。

另一方面超級電容器的自動完全放電在停止機動車的情況下或在開始停止運行的停止階段中從能量角度來看是沒有意義的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的任務(wù)在于提供用于對能量存儲器（設(shè)置用于供應(yīng)在傳動系中的電氣機械）放電的可能性，以此能量存儲器的充電狀態(tài)可以如此配置以避免在較長的停止過程中大大損害能量存儲器的壽命持久性以及同時可以減小能量存儲器的能量含量的能量浪費。本發(fā)明基于尤其是這種放電可能性的簡單并且節(jié)約成本的設(shè)計的任務(wù)。

該任務(wù)通過具有獨立權(quán)利要求的特征的開關(guān)裝置解決。本發(fā)明的有利實施方式和應(yīng)用是從屬權(quán)利要求的主題并且在下列描述中部分參照附圖更詳細(xì)地解釋。

本發(fā)明一方面基于該技術(shù)認(rèn)知，即，在機動車的較長停止階段中能量存儲器的放電到平均電壓水平從能量角度和從壽命觀點提出了良好地妥協(xié)。此時可設(shè)想，當(dāng)停止車輛通過打開點火開關(guān)–夾鉗15–識別時，能量存儲器則總是放電到平均電壓水平。但是在本發(fā)明的范圍中確定，根據(jù)夾鉗15的信號點火開關(guān)的打開非必要地表示機動車，尤其是商用車的較長停止階段。相反確定，夾鉗15的“點火開關(guān)關(guān)”-信號在車輛（尤其是商用車）的情況下，經(jīng)常明天出現(xiàn)10到15次，使得放電過程的開始緊接在識別表示停止車輛的夾鉗15-信號之后從能量角度是不利的。相反地有利的是，在識別機動車的停止過程之后在發(fā)起到平均電壓水平的能量存儲器的放電過程之前等待等待期。

因此根據(jù)本發(fā)明的一般觀點提供用于對機動車的能量存儲器放電的開關(guān)裝置。開關(guān)裝置包括用于電能量的能量存儲器，其設(shè)置用于供應(yīng)機動車的電氣機械，其優(yōu)選地構(gòu)造為牽引機或曲軸起動發(fā)電機，以及放電電路。放電電路通過能量存儲器供應(yīng)以電壓并且具有放電電阻，電壓比較元件和激活開關(guān)設(shè)備（優(yōu)選地以由放電電阻，電壓比較元件和激活開關(guān)設(shè)備組成的串聯(lián)電路的形式）。

對此借助于激活開關(guān)設(shè)備自停止機動車起在經(jīng)過等待期(延遲期)之后開始通過放電電阻的能量存儲器的放電過程。對此激活開關(guān)設(shè)備可設(shè)立成，自停止機動車起在經(jīng)過等待期之后(延遲期)開始通過放電電阻的能量存儲器的放電過程。激活開關(guān)設(shè)備可以例如自停止機動車起在經(jīng)過等待期之后(延遲期)例如由車輛控制設(shè)備來外部觸發(fā)，開始通過放電電阻的能量存儲器的放電過程。等待期可以例如固定在值上，該值在5分鐘到1小時的范圍中，進(jìn)一步優(yōu)選地在10分鐘到30分鐘的范圍中或進(jìn)一步優(yōu)選地在10分鐘到20分鐘的范圍中。

此外電壓比較元件設(shè)立成，進(jìn)行在當(dāng)前能量存儲器電壓和電壓閾值之間的電壓比較并且當(dāng)在電壓比較時當(dāng)前能量存儲器電壓小于等于電壓閾值時結(jié)束能量存儲器的放電過程。

因此根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)裝置實現(xiàn)能量存儲器到預(yù)定電壓閾值的放電，其優(yōu)選對應(yīng)于能量存儲器的平均電壓水平，使得能量存儲器不完全放電。由此一方面可避免能量效率低的充分放電另一方面避免在較長停止過程的情況下的大大損害能量存儲器壽命持久性。本發(fā)明的特別優(yōu)點還在于，部分放電過程不立即在停止車輛時，而是延遲地，也就是僅在經(jīng)過等待期之后進(jìn)行，使得避免在停止過程機動車的情況下能量效率低的放電過程，其中行駛運行在短的停止時間之后重新開始。

為了實現(xiàn)放電電路的成本特別低的實現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的另外實施方式優(yōu)點在于，電壓比較元件實施為無源的電壓比較開關(guān)。在此電壓比較開關(guān)當(dāng)當(dāng)前能量存儲器電壓大于電壓閾值時關(guān)閉，并且當(dāng)當(dāng)前能量存儲器電壓小于等于電壓閾值時打開。

此外有利的是，電壓比較元件具有開關(guān)滯后以便避免由于能量存儲器的回復(fù)效應(yīng)的開關(guān)運行關(guān)于電壓閾值的未限定的“搖擺”。

根據(jù)本發(fā)明的實施例激活開關(guān)設(shè)備可以包括定時開關(guān)，其在停止車輛后，優(yōu)選地在關(guān)掉點火開關(guān)后在預(yù)定等待時間后關(guān)閉。僅在定時開關(guān)的關(guān)閉狀態(tài)中可實現(xiàn)通過放電電阻能量存儲器的放電。僅示例性地等待時間可以在10到30分鐘的范圍中。這種定時開關(guān)可成本有利地實現(xiàn)并且提供該優(yōu)點，觸發(fā)放電過程的等待時間可簡單地調(diào)節(jié)并且還需要時可根據(jù)車輛類型和/或車輛使用類型預(yù)調(diào)節(jié)到不同的值。

在該實施例的有利變型中激活開關(guān)設(shè)備包括與定時開關(guān)串聯(lián)布置的開關(guān)，其與車輛的夾鉗15耦合使得開關(guān)當(dāng)在夾鉗15存在“點火開關(guān)關(guān)”-信號時關(guān)閉。開關(guān)當(dāng)在不存在“點火開關(guān)關(guān)”-信號時，即在接通點火開關(guān)的情況下打開。通過夾鉗15對機動車的點火裝置和燃料供應(yīng)供應(yīng)電流。在停止內(nèi)燃機的情況下利用打開點火開關(guān)在夾鉗15上電壓到0V，這對應(yīng)于信號“點火開關(guān)關(guān)”。如果該信號出現(xiàn)，則連接到夾鉗15的用電器分離。因此根據(jù)該變型放電過程僅當(dāng)不但與車輛的夾鉗15耦合的開關(guān)關(guān)閉而且定時開關(guān)關(guān)閉時可能。

根據(jù)本發(fā)明的備選實施例激活開關(guān)設(shè)備可以包括溫度開關(guān)，其當(dāng)溫度信號低于預(yù)定溫度閾值時關(guān)閉，其中溫度信號說明部件的溫度變化，其在停止車輛之后冷卻。僅在溫度開關(guān)的關(guān)閉狀態(tài)中實現(xiàn)通過放電電阻能量存儲器的放電。優(yōu)選地如此選擇預(yù)定溫度閾值，使得在停止車輛后從運行溫度到溫度閾值部件的冷卻持續(xù)時間在到放電過程的開始的期望的等待時間的范圍中。檢測其溫度用于確定放電過程的觸發(fā)條件的部件可以是內(nèi)燃機。備選地還可以使用每個其他部件（其在行駛運行中加熱到運行溫度并且在停止?fàn)顟B(tài)中再次冷卻），用于獲取溫度閾值，該溫度閾值說明，車輛長于預(yù)定延遲期沒有重新進(jìn)入運行中。

在該實施例的有利變型中激活開關(guān)設(shè)備類似于具有定時開關(guān)的實施例包括與溫度開關(guān)串聯(lián)布置的開關(guān)，其與車輛的夾鉗15耦合使得開關(guān)當(dāng)在夾鉗15存在“點火開關(guān)關(guān)”信號時關(guān)閉。

特別優(yōu)選實施方式規(guī)定，能量存儲器是電容能量存儲器，優(yōu)選地超級電容-存儲器。

本發(fā)明的另一方面涉及車輛，尤其是商用車，其具有如在該文檔中公開的開關(guān)裝置。

附圖說明

本發(fā)明的上述優(yōu)選實施方式和特征可任意彼此組合。本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和優(yōu)點在下面參照所附附圖1描述，其示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的開關(guān)裝置的示意性框圖。

具體實施方式

開關(guān)裝置包括超級電容器(超級電容-存儲器)2，其通過接頭8與電氣機械（例如機動車的曲軸起動發(fā)電機(KSG)(未示出)的形式）或者車輛的汽車電器網(wǎng)絡(luò)，部分汽車電器網(wǎng)絡(luò)或高壓網(wǎng)絡(luò)相連接，以便于對在電氣機械的電驅(qū)動運行中的電氣機械供應(yīng)以電能量并且存儲在電氣機械的發(fā)電運行中產(chǎn)生的電能量。

開關(guān)裝置還包括用于超級電容器2的自主的放電電路1，其自己從超級電容器2供應(yīng)。放電電路1由串聯(lián)電路（其由放電電阻3，電壓比較元件4和激活開關(guān)設(shè)備5組成）構(gòu)造。激活開關(guān)設(shè)備5設(shè)立成，自停止機動車起在經(jīng)過等待期后開始通過放電電阻3的能量存儲器的放電過程2。

對此激活開關(guān)設(shè)備5實施為串聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路包括定時開關(guān)6和開關(guān)7，其與車輛的夾鉗15耦合(未示出)。開關(guān)7當(dāng)在夾鉗15存在“點火開關(guān)關(guān)”信號，即，開關(guān)7在關(guān)掉點火（這說明停止過程）時關(guān)閉。定時開關(guān)6在這時還打開并且在停止車輛后（優(yōu)選地在關(guān)掉點火開關(guān)后并且因此在關(guān)閉開關(guān)7之后）僅在預(yù)定等待時間后關(guān)閉。等待時間可以例如具有值，該值位于在10到30分鐘的范圍中。

先前已經(jīng)提及，還可以使用溫度開關(guān)取代定時開關(guān)6，溫度開關(guān)根據(jù)溫度信號（其例如衡量內(nèi)燃機(未示出)的溫度）開關(guān)。根據(jù)該變體溫度開關(guān)在內(nèi)燃機在關(guān)閉之后冷卻到預(yù)定溫度水平時關(guān)閉。

電壓比較元件4實施為無源的電壓比較開關(guān)4，其當(dāng)當(dāng)前能量存儲器電壓大于預(yù)定電壓閾值時關(guān)閉，并且當(dāng)當(dāng)前能量存儲器電壓小于等于預(yù)定電壓閾值時打開。預(yù)定電壓閾值確定到超級電容器2的平均電壓水平。

因此在未停止的車輛，也就是在正常行駛運行的情況下，開關(guān)6和7打開。如果車輛的駕駛員停止，也就是點火開關(guān)打開，使得在夾鉗15的電壓下降到零，也就是在夾鉗存在“點火開關(guān)關(guān)”信號，則開關(guān)7關(guān)閉。開關(guān)6目前還打開。在經(jīng)過等待時間之后才關(guān)閉開關(guān)6。如果在此時超級電容器2的充電電壓位于預(yù)定電壓閾值之上，則超級電容器2通過放電電阻3放電。如果超級電容器2的當(dāng)前充電電壓下降到預(yù)定電壓閾值（這是因為電壓比較開關(guān)4打開），則放電過程結(jié)束。

盡管本發(fā)明參照某些實施例描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以實施不同的改變并且可以使用等同體作為替代，而不脫離本發(fā)明的范圍。附加地可以實施許多修改，而不脫離所屬的范圍。因此本發(fā)明不應(yīng)限制在公開的實施例上，而是應(yīng)包括落入所附的權(quán)利要求的范圍中所有實施例。尤其是本發(fā)明還要求對獨立于被引用的權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求的對象和特征的保護(hù)。

附圖標(biāo)記列表

1 放電電路

2 超級電容-存儲器

3 電阻

4 電壓比較開關(guān)

5 激活開關(guān)設(shè)備

6 定時開關(guān)

7 開關(guān)，其耦合到夾鉗15

8 到汽車電器網(wǎng)絡(luò)的連接