[发明专利]汽车电路网络中的开关系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车的开关系统以及一种用于操控这样的开关系统的方法。

背景技术

汽车中的内燃机在停用状态下不提供任何扭矩。出于这一原因至今还不能够通过注入燃料而自主地起动这样的内燃机。这引起了，为了起动而必须对车辆内部的内燃机施加扭矩。这个扭矩通常由起动机或电机来提供。为了起动或驱动内燃机而需要这样的电机。

由汽车的电池来向内燃机的起动机供能。在起动的瞬间，即，在开动起动机时，其电感负荷是低欧的并且很高的电流从电池流经起动机。起动机的电感在起动的瞬间几乎引起了短路。由此引起的高电流导致电池极处的电池电压的跌落。在车辆通常的起动过程中，电池电压在较短时间后跌落到极限值以下。因此这导致了，汽车电路网络中的需要最小电压的其他用电器不再能得到足够的电能供应。

当内燃机借助于起动机来起动时，在起动过程中这种电压跌落在所有具有内燃机的运输工具(Fahrzeug)中都会发生。运输工具例如可以是汽车、轨道车辆或者飞机。此外就此主体的意义而言，船也是运输工具。

为了避免在起动过程中的电压跌落，特别是在现今为了节省燃料而常见的起停工作中的电压跌落，存在多种电压支持方案，例如使用后备电容器，使用额外的电池，还有使用起动电流限制系统。

起动电压或起动电流的限制系统常见为起动电压跌落限制器(SEB)、起动电流限制器(SCL)、起动电流控制器(SCC)、电压跌落限制器(VDL)或者类似的形式。这样的起动电流限制系统通过减少从电池流向起动机的电流来限制起动电压跌落。就此还是承受了电压直到既定的下限值的跌落。此外，造成了起动时间的延迟，因为起动机在起动过程中并没有得到电池所提供的全部可用电能，而是得到了受限的电能。

在利用常规电池的驱动过程中，电池电压在数毫秒后跌落到8伏特以下。这个初始的电压跌落作用在全部与电池连接的用电器。仅短暂地发生的初始的电压跌落能够例如通过上游连接的缓冲电容器来补偿。在常规的驱动过程中，电池的电压在起动后短时间地直接回复到9伏特以上，不过随后由此又重新跌落到9伏特以下。这个第二次的电压跌落不能够通过常规的缓冲电容器来补偿，因为其电容仅足够用于补偿第一次的电压跌落。缓冲电容器通常在第一次电压跌落后放电，并且在起动过程中的第二次电压跌落导致了在汽车电路网络内的问题。特别是电动机控制设备及气囊控制设备以及其他控制设备可能短暂地失灵，因为并不是每个控制设备都设计用于低于9伏特的这样低电压水平。

起动电流限制系统通常设置在电池与起动机之间。常规的汽车电路网络拓扑包含电池、起动机、发电机以及至少一个用电器网络。根据不同的设计，起动机和发电机分别通过分开的电路供电。但是这导致了增高的线路重量，因为尽管通常起动机和发电机在空间上彼此接近地设置，特别是在电动机室中彼此接近地设置，还是需要引导两个从电池到起动机或者到发电机的线路。

发明内容

基于这一理由，本发明的任务在于，提供一种有效的开关系统，该开关系统能够特别简单地安插到汽车电路网络拓扑中并且同时其自身引起了重量的节省。

该目的通过根据本发明所述的开关系统而达到，即开关系统包括第一开关部件，第一开关部件这样设置在汽车电路网络的发电机-电池电路与起动机-电池电路之间，即，使得发电机-电池电路和起动机-电池电路空间上能够在起动机的区域内短路连接，起动机-电池电路能够具有至少两个横截面，其中第一开关部件的连接部件和电池之间的或者与开关网络的输出端之间的电路横截面小于第一开关部件的连接部件与起动机之间的电路横截面。

获知的是，为了能够实现起动合闸电流限制，能够有利地利用在汽车中的关联于发电机-电池电路或起动机-电池电路的电路拓扑。通常，在电动机室内既设置起动机又设置发电机。起动机和发电机在空间上彼此接近。电池或者设置在电动机室内或者设置在行李箱内或汽车底盘下方,并且就此在空间上(与起动机和发电机上下间距离相比)较远地远离起动机或发电机。由于起动机-电池电路和发电机-电池电路都必须从电池引导到起动机或发电机，产生了双重的布线工作。根据本发明能够利用这个双重的布线工作来改变在起动机和电池之间的或者在发电机和电池之间的电路电阻。这由此而实现，即，使起动机-电池电路以及发电机-电池电路能够在空间上在起动机的区域内短路连接。通过短路连接这两个电路增大短路连接点和电池之间的总线横截面，特别是几乎使该横截面双倍化。这对于不同的目的而言能够是有意义的。