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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem elektrischen
Verbraucher und einer Schalteinrichtung zum Anschalten des elektrischen Verbrauchers.
Darüber
hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren
zum Aktivieren des elektrischen Verbrauchers.
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Zum
erfolgreichen Startvorgang eines Kraftfahrzeugs ist eine minimale
Energiereserve in der Fahrzeugbatterie erforderlich. Diese Energiereserve wird
durch Verbraucher, welche bei abgeschaltetem Motor aktiviert sind,
geschmälert.
Unter bestimmten Umständen
ist dieses Verbraucherverhalten erwünscht und ein Verlust der Startfähigkeit
wird vom Fahrer billigend in Kauf genommen. In seltenen Fällen sind
solche Verbraucher jedoch nicht erwünscht und ihr Aktivzustand
auch bei abgeschalteter Zündung
ist dem Fahrer nicht bewusst. Derartige Verbraucher sind beispielsweise
Außenbeleuchtungen, Warnleuchten,
Beleuchtungen des Innenraums, des Handschuhfachs, des Kofferraums
usw., ein Radio und andere Infotainmenteinrichtungen, sowie weitere Verbraucher
mit thermischen, elektrischen und mechanischen Hilfsfunktionen.
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Eine
ungewollte Aktivierung bestimmter Verbraucher kann durch spezielle
Maßnahmen
jedoch auch verhindert oder minimiert werden. So werden beispielsweise
durch das Abziehen des Zündschlüssels oder ähnlicher
Autorisierungsmittel Verbraucher von der Bordversorgung sofort oder
nach einer bestimmten Wartezeit getrennt. Diese (verzögerte) Deaktivierung
kennt man beispielsweise bei dem Gebläse, der Sitzheizung und der
Innenraumbeleuchtung.
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Eine
andere Möglichkeit,
zu vermeiden, dass die Fahrzeugbatterie ungewollt entleert wird,
besteht darin, den Fahrer entsprechend zu warnen. So wird beispielsweise
der Fahrer bei dem Öffnen
der Fahrertür
akustisch gewarnt, wenn ein Außenlicht
brennt. Der Fahrer kann aber auch durch die Aktivierung der Funktion
selbst ausreichend informiert werden, wie beispielsweise durch das
Aktivieren der Warnblinkanlage.
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Darüber hinaus
existieren Funktionen, welche zwar normalerweise dem Fahrer bewusst
sind, unter bestimmten Umständen
jedoch nicht wahrgenommen werden. Ein Beispiel hierfür sind Infotainmenteinrichtungen
(z. B. Radio), welche nicht mit dem Ziehen des Zündschlüssels abgeschaltet werden,
aber weiterlaufen, wenn deren Lautstärke reduziert ist. Ein ähnliches
Problem stellen beispielsweise Innenraumbeleuchtungen (z. B. Leselampe)
dar, welche nicht mit dem Ziehen des Zündschlüssels abgeschaltet werden und
deren Helligkeit durch andere Beleuchtungen (z. B. Außen- oder
Innenraumbeleuchtung bei Türöffnung)
nicht auffällt.
Problematisch sind ebenfalls Innenraumsteckdosen (z. B. Zigarettenanzünder), welche
nicht mit Ziehen des Zündschlüssels abgeschaltet
werden.
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Aus
der Druckschrift
DE
42 14 603 A1 ist eine Schalteinrichtung zum gesteuerten
Inbetriebsetzen von elektrischen Einrichtungen bekannt. Insbesondere
soll eine Heckscheibenheizung eines Kraftfahrzeugs zeitlich begrenzt
in Betrieb gesetzt werden. Bei Bedarf kann der Benutzer des Kraftfahrzeugs
durch Druck auf das als Taster ausgebildete Betätigungsorgan die Beheizung
der Heckscheibe des Kraftfahrzeugs in Gang setzen. Die Heizeinrichtung
der Heckscheibe wird in der Regel dann eine vorbestimmte Zeit lang
in Betrieb gesetzt, wobei diese Zeit wenigstens derart bemessen
ist, dass sicher gestellt ist, dass durch die kraftfahrzeugeigene
Heizung der Innenraum des Kraftfahrzeugs derart erwärmt worden
ist, dass ein weiteres Inbetriebhalten der Heckscheibenheizung nicht
nötig ist.
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Darüber hinaus
offenbart die Druckschrift
DE 10 2004 030 953 A1 eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug
mit einer zeitgesteuerten Abschaltvorrichtung von elektrischen Verbrauchern.
Dabei steht eine Aufweckschaltung mit mindestens einem Schalter
in Wirkkontakt, um durch diesen Schalter mindestens einen elektrischen
Verbraucher zu aktivieren. Um beispielsweise die Insassen auf eine
bevorstehende Abschaltung der elektrischen Verbraucher aufmerksam
zu machen, ist eine Intervallautomatik für die Innenraumleuchte in der
Abschaltvorrichtung integriert. Die Innenraumleuchte blinkt kurz
vor der Abschaltung der elektrischen Verbraucher. Dadurch weiß der Insasse,
dass er nun den Schalter betätigen
muss, um die eingeschalteten elektrischen Verbraucher aktiv zu lassen
und den Timer der Abschaltvorrichtung neu zu setzen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die unbewusste
Entladung einer Fahrzeugbatterie so weit wie möglich zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe entsprechend Patentanspruch 1 gelöst durch ein Fahrzeug mit einem
elektrischen Verbraucher und einer Schalteinrichtung zum Ein- und
Ausschalten des elektrischen Verbrauchers, wobei die Schalteinrichtung
einen monostabilen Schalter umfasst, mit dem der elektrische Verbraucher
wiederholt jeweils durch manuelle Betätigung für eine vorgebbare Zeitdauer anschaltbar
ist. Der elektrische Verbraucher wird nach der vorgebbaren Zeitdauer
in einen sogenannten Sleep-Zustand geschaltet bzw. abgeschaltet.
Dadurch reduziert sich sein Energieverbrauch, aber er ist dennoch
ansprechbar. Dann wird der elektrische Verbraucher nach einer weiteren
vorgebbaren Zeitdauer, die er im Sleep-Zustand verbracht hat, automatisch
vollständig
deaktiviert, wenn er nicht vorher durch den Tippschalter wieder
aktiviert wird. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch systematisch weiter
gesenkt werden.
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Ferner
ist erfindungsgemäß vorgesehen
ein entsprechendes Verfahren gemäß Patentanspruch
7 zum Aktivieren eines elektrischen Verbrauchers in einem Fahrzeug.
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Unter
einem "monostabilen
Schalter" wird hier
z. B. ein Tippschalter bzw. Taster, ein Drehschalter (z. B. Lautstärkesteller
am Radio) oder auch ein optischer Sensor verstanden, d. h. jeder
Schalter, der nach Betätigung
wieder in seinen Ausgangszustand zurückfällt oder einen Impuls abgeben
kann.
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In
vorteilhafter Weise ist der Nutzer eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs
somit gezwungen, den elektrischen Verbraucher zumindest bewusst
anzuschalten. Außerdem
wird der Verbraucher dann durch interne Steuerung automatisch nach
einer gewissen Zeit abgeschaltet.
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Vorzugsweise
ist der monostabile Schalter so verschaltet, dass er auch nach Abschalten
der Zündung
des Fahrzeuges zum Anschalten des elektrischen Verbrauchers betätigbar ist.
Dies bedeutet, dass der elektrische Verbraucher unabhängig von dem
Aktivierungszustand der Zündung
des Fahrzeugs zeitweise einschaltbar ist.
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Die
vorgebbare Zeitdauer, während
der der elektrische Verbraucher angeschaltet ist, kann vom Stromverbrauch
des elektrischen Verbrauchers, vom Zustand des Energiespeichers
oder von der Historie vorhergehender Betätigungen des monostabilen Schalters
abhängig
gemacht werden. Damit kann beispielsweise die Ladung oder die Temperatur
der Batterie berücksichtigt
werden, um sicher eine gewisse Energiereserve beispielsweise für das Starten
des Fahrzeugs bereithalten zu können.
Auch kann beispielsweise die Zeitdauer reduziert werden, wenn der Tippschalter öfters nur
ein Mal betätigt
wird, wohingegen die Zeitdauer unter Umständen verlängert wird, wenn der Tippschalter
mehrfach hintereinander betätigt
wird.
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Entsprechend
einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbrauchersteuerung kann der
elektrische Verbraucher nach Ablauf der vorgebbaren Zeitdauer kontinuierlich
oder stufenweise abgeschaltet werden. Damit hat der Nutzer die Möglichkeit,
vor dem kompletten Abschalten des Verbrauchers z. B. den Tippschalter
erneut zu betätigen,
damit der elektrische Verbraucher angeschaltet bleibt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in
denen zeigen:
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1 einen
Schaltplan eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs,
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2 ein
Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Aktivierungsverfahrens.
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Die
nachfolgend näher
geschilderten Ausführungsbeispiele
stellen bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dar.
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Gemäß 1 ist
ein Fahrzeug üblicherweise mit
einer Batterie 1 ausgestattet. Über ein Relais 2 sind
mehrere Verbraucher symbolhaft über
die Leitungen 3 und 4 mit Spannung versorgbar.
Das Relais 2 wird mit Hilfe des Zündschlosses 5 gesteuert.
Einige Verbraucher, wie beispielsweise das Radio 6 werden
typischerweise oder wünschenswerterweise nicht über das
Zündschloss
gesteuert und können
so auch bei abgeschalteter Zündung
betrieben werden. Für
diesen Betrieb ist die Leitung 7 vorgesehen. Die erfindungsgemäße Beschaltung
derartiger für
das Entladen der Batterie 1 kritischen Komponenten wird in
Beispiel von 1 anhand des Radios 6 dargestellt.
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Das
Radio 6 wird über
die Leitung 7 und die in Reihe vorgeschalteten Schalter 8 und 9 mit
Strom versorgt. Der Schalter 9 sei zunächst geschlossen. Anstelle
eines üblichen
Schalters mit 2 Positionen soll das Radio 6 nun
mit einem Taster bzw. Tippschalter 10 angeschaltet werden
können.
Das Betätigen des
Tippschalters 10 veranlasst eine Steuerung 11, den
Schalter 8 zu schließen.
Das Radio 6 wird hierdurch aktiviert. Nach einer vorgegebenen
ersten Wartezeit, die je nach Strombedarf und Batteriezustand beispielsweise
im Bereich von 10 Minuten bis 2 Stunden liegen und von der Häufigkeit
vorhergehender Aktivierungen abhängig
sein kann, wird das Radio 6 schlagartig oder kontinuierlich
(beispielsweise durch die Reduzierung der Lautstärke) abgeschaltet. Andere Verbraucher
können
beispielsweise langsam dunkler oder in einen Sleep-Betrieb umgeschaltet
werden. Dabei kann auch dem Verbraucher beispielsweise die Anzeige „Stromsparbetrieb" angezeigt werden.
Die genannte erste Wartezeit kann nach dem Betätigen des Tippschalters 10 beginnen. Sie
kann aber auch mit dem Abschalten der Zündung gestartet werden.
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Nach
Ablauf der ersten Wartezeit wird der Schalter 8 geöffnet, so
dass das Radio bzw. der entsprechende Verbraucher abgeschaltet wird.
Durch erneutes Betätigen
des Tippschalters 10 wird das Radio bzw. die gewünschte Funktion
erneut für
eine bestimmte Dauer aktiviert. Diese erneute Aktivierung kann der
ersten Wartezeit entsprechen, oder aber – wie bereits erwähnt – aufgrund
des Ladezustands der Batterie oder anderer Umstände etwas länger oder kürzer sein.
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Erfolgt
nach einer ausreichenden zweiten Wartezeit, die von der Steuerung 11 überwacht
wird, keine erneute Betätigung,
so wird das Radio 6 bzw. die entsprechende Funktion komplett
deaktiviert. Dies veranlasst die Steuerung 11 durch Öffnen des Schalters 9.
Die zweite Wartezeit kann beispielsweise 10 Prozent der
ersten Wartezeit betragen. Der Schalter 9 lässt sich
gegebenenfalls durch einen Impuls des Zündschlosses 5 erneut
schließen.
In dem komplett deaktivierten Zustand, d. h. bei offenem Schalter 9,
würde aber
ein Betätigen
des Tippschalters 10 alleine nicht genügen um das Radio 6 zu
aktivieren.
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Der
batterieseitige Schalter 9 kann ein Relais sein, das die
Stromzufuhr mechanisch trennt. Der verbraucherseitige Schalter 8 ist
typischerweise ein elektronischer Schalter, welcher auch im deaktiven Zustand
Strom verbraucht. Der Schalter 9 würde dann auch die Bestromung
des Schalters 8 deaktivieren.
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Die
Aktivierungsprozedur kann mit anderen Worten auch anhand des Flussdiagramms
von 2 erläutert
werden. Demnach wird der Verbraucher, z. B. das Radio 6,
gemäß Schritt 1 von
einem Benutzer durch Betätigen
eines Tippschalters aktiviert. Im Anschluss daran ist der Verbraucher
gemäß Schritt
S2 für
eine feste Zeit aktiv. Nach dieser festen Wartezeit wird der Verbraucher
deaktiviert und verbleibt entsprechend Schritt S3 für eine weitere
bestimmte Wartezeit in diesem deaktiven Zustand. Wird der Verbraucher
während
dieser Wartezeit im deaktiven Zustand nicht reaktiviert, so wird
er entsprechend Schritt S4 komplett deaktiviert.
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Wird
der Verbraucher hingegen während
der deaktiven Wartezeit in Schritt S3 gemäß Schritt S1 erneut aktiviert,
so bleibt er wieder für
die in Schritt S2 festgelegte Zeit aktiv. Der Verbraucher kann aber auch
bereits während
seiner aktiven Zeit, d. h. im Schritt S2 erneut durch Betätigen des
Tippschalters aktiviert werden, so dass die Wartezeit von Schritt
S2 erneut zu laufen beginnt.
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Wünscht der
Fahrer, dass der Verbraucher vorzeitig deaktiviert wird, kann er
dies gemäß Schritt S5
aus dem aktiven Zustand des Verbrauchers, d. h. während Schritt
S2, veranlassen.
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In
vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäß gesteuerte Aktivierung und
Deaktivierung ein unbeabsichtigtes Entladen der Batterie größtenteils
vermieden. Der Fahrer wird lediglich in vertretbaren Abständen darauf
hingewiesen, die Funktion zu bestätigen. Der Komfort wird durch
eine ausreichend lange erste Wartezeit sichergestellt. Optional
wird das Entladen der Batterie durch die vollständige Verbraucherdeaktivierung
nach einer zweiten Wartezeit weiter eingeschränkt.
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- 1
- Batterie
- 2
- Relais
- 3,
4, 7
- Leitungen
- 5
- Zündschloss
- 6
- Radio
- 8,
9
- Schalter
- 10
- Tippschalter
- 11
- Steuerung
- S1
bis S5
- Ablaufschritte