-
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gerät zum Einbau in einem Kraftfahrzeug (KFZ), mit einer Hauptfunktion, wobei das Gerät über das KFZ mit Spannung versorgt ist und/oder eine eigene Spannungsversorgung aufweist.
-
Solche elektrische Geräte, die insbesondere vom Anwender selbst, einbaubar oder nachrüstbar sind, können beispielsweise ein Gerät zur Marderabwehr, ein Tagfahrlicht, eine Wegfahrsperre, ein Radio, ein Funkgerät, ein DVD-Abspieler, ein Computer oder ein beliebig anderes elektrisches Gerät sein. Diesen Geräten ist gemeinsam, dass sie nicht dauerhaft in Betrieb sind, sondern nur bei eingeschalteter oder ausgeschalteter Zündung mit Spannung versorgt werden.
-
Kraftfahrzeuge haben speziell für solche Verbraucher einen Anschluss, das Zündungsplus oder die sogenannte Klemme 15, die eine über das Zündschloss geschaltete Verbindung zum Batterieplus (Dauerplus, Klemme 30) bereitstellt.
-
Das heißt, ein an die Klemme 15 angeschlossenes elektrisches Gerät wird nur mit einer Betriebsspannung versorgt, wenn die Zündung des KFZ eingeschaltet ist. Dies ist insbesondere sinnvoll für elektrische Geräte, die nur während der Fahrt verwendet werden. Bei elektrischen Geräten mit eigener Spannungsversorgung, beispielsweise über eine eigene Batterie, wird die Spannung an Klemme 15 vorzugsweise als Schaltsignal zum Schalten der eigenen Spannungsversorgung verwendet.
-
Ein Marderabwehrgerät beispielsweise ist in der Regel nur bei ausgeschaltetem Fahrzeug in Betrieb. Das Marderabwehrgerät ist daher direkt über die Fahrzeugbatterie oder eine eigene Batterie versorgt. Die Spannung an Klemme 15 wird dabei als Schaltsignal verwendet, um diese direkte Spannungsversorgung zu unterbrechen, sobald die Zündung des KFZ eingeschaltet wird.
-
Ein Problem dabei stellt jedoch die zunehmende Komplexität moderner Fahrzeuge dar, bei denen die fahrzeuginterne Verdrahtung mittlerweile vermehrt über digitale Bussysteme erfolgt. Somit wird auch das Schalten einzelner Verbraucher über den Bus erledigt, weshalb in modernen PKW oftmals keine Klemme 15 mehr vorhanden ist.
-
In diesen PKW ist ein Nachrüsten von geschalteten elektrischen Geräten nicht mehr oder nur unter erheblichem Aufwand möglich. Die Geräte können dazu beispielsweise für eine Kommunikation über den Fahrzeugbus ausgerüstet sein. Die einzelnen PKW-Hersteller haben jedoch jeweils andere Bussysteme und/oder Protokolle, so dass ein Gerät für jedes PKW-Fabrikat speziell angepasst werden müsste. Dies bedeutet jedoch einen enorm hohen Aufwand, der bei den meist niedrigpreisigen Geräten nicht möglich oder vertretbar ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein solches elektrisches Gerät zu schaffen, das auch in modernen PKW unabhängig vom Vorhandensein einer Klemme 15 oder dergleichen geschaltetem Anschluss betrieben werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das elektrische Gerät eine Hauptfunktion und eine Steuerschaltung aufweist, dass die Hauptfunktion des elektrischen Gerätes durch die Steuerschaltung in Abhängigkeit eines Umgebungsparameters ein- oder ausschaltbar ist, dass die Steuerschaltung dauerhaft mit Spannung versorgt ist und wenigstens einen Sensor zur Überwachung des Umgebungsparameters aufweist.
-
Das elektrische Gerät benötigt nur noch eine Spannungsversorgung über die Fahrzeugbatterie oder das Bordnetz. Das Schalten der Hauptfunktion erfolgt nun nicht mehr über die Klemme 15, sondern erfindungsgemäß in Abhängigkeit eines Umgebungsparameters. Dieser Umgebungsparameter wird über den Sensor fortlaufend überwacht. In der Steuerschaltung ist als Schaltpunkt ein Schwellwert einstellbar oder fest hinterlegt, wobei die Hauptfunktion ein- oder ausgeschaltet wird sobald der Sensorwert diesen Schwellwert erreicht oder über- oder unterschreitet. Dabei kann auch eine Hysterese vorgesehen sein, so dass die Ein- und Ausschaltsensorwerte unterschiedlich sind. Dadurch kann ein Schwingen bei Sensorwerten um den Schaltpunkt verhindert werden.
-
Zusätzlich oder alternativ zur Sensorwert-Hysterese kann die Hauptfunktion auch zeitverzögert nach Erreichen des Schwellwertes geschaltet werden.
-
Prinzipiell ist die Erfindung für jeden elektrischen Verbraucher in einem KFZ anwendbar, der in Abhängigkeit eines Umgebungsparameters geschaltet werden soll. Dabei ist die Anwendung nur durch die Verfügbarkeit eines entsprechenden Sensors eingeschränkt.
-
Um die bekannte Funktion des Zündungsplus zu erhalten, kann der Sensor zur Bestimmung einer Spannung ausgebildet sein, so dass der Schaltzustand der Zündung des KFZ überwachbar ist. Dazu kann beispielsweise eine Spannungsmessung an der Zündleitung erfolgen. Diese Messung kann direkt oder indirekt über induktive Sensoren erfolgen. Darüber hinaus existieren zahlreiche andere Messverfahren, mit denen feststellbar ist, ob in dem KFZ die Zündung eingeschaltet ist.
-
Ein weiteres wichtiges Schaltkriterium ist, ob der Motor läuft. Dazu kann der Sensor zur Überwachung von Bewegungen oder Schwingungen ausgebildet sein, so dass der Betriebszustand des Motors des KFZ überwachbar ist. Jeder Motor; Diesel-, Benzin-, oder Elektromotor; erzeugt eine charakteristische Schwingung. Diese Schwingung kann beispielsweise mit einem Beschleunigungssensor registriert werden. Daneben existieren auch hier zahlreiche andere Möglichkeiten einen eingeschalteten Motor zu detektieren, von denen ein Fachmann eine geeignete Auswählen wird.
-
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ist ein elektrisches Gerät zur Marderabwehr. Marder halten sich gerne im Motorraum von Kraftfahrzeugen, insbesondere PKW, auf. Durch Marderbiss an Leitungen entstehen zum Einen direkte Schäden und zum Anderen können durch Funktionsausfälle aufgrund der defekten Leitungen schwere Unfälle entstehen. Ein Ziel ist es daher Marder aus dem PKW fern zuhalten. Dazu gibt es viele bekannte Marderabwehrgeräte.
-
Das erfindungsgemäße Marderabwehrgerät benötigt nun gegenüber dem Stand der Technik kein über die Klemme 15 bereitgestelltes Zündungsplus mehr. Das Marderabwehrgerät hat nun einen Sensor, mit dem der Zündungsstatus berührungslos ermittelt wird. Dazu wird vorzugsweise die Spannung an der Zündungsleitung überwacht. Liegt hier eine Spannung an, wird um die Leitung ein Magnetfeld erzeugt. Dieses kann beispielsweise durch einen induktiven Abnehmer gemessen werden, in dem beim Einschalten der Zündung ein Induktionsspannungsimpuls erzeugt wird.
-
Oder als Sensor wird ein Hall-Sensor verwendet, der das Vorhandensein eines Magnetfeldes an der Zündungsleitung auch quantitativ ermitteln kann.
-
Der Vorteil der Erfindung besteht also darin, dass die Montage des Marderabwehrgerätes denkbar einfach ist. Es benötigt lediglich eine feste Spannungsversorgung, die über das Dauerplus (Klemme 30) erfolgen kann. Der Sensor erkennt zuverlässig und schnell, ob die Zündung des PKW eingeschaltet ist und schaltet dementsprechend die Hauptfunktion, in diesem Fall die Marderabwehr, aus. Ebenso wird die Hauptfunktion bei ausgeschalteter Zündung wieder eingeschaltet.
-
Eine vorzugsweise Ausführung des erfindungsgemäßen Marderabwehrgeräts weist als Hauptfunktion wenigstens einen Ultraschall-Sender auf, der Ultraschall-Impulse abgibt, die für die Tiere abschreckend wirken. Durch die Anordnung des Senders gibt es jedoch Bereiche, die im sogenannten Schallschatten liegen, in denen keine oder nur eine eingeschränkte Wirkung besteht.
-
Eine andere bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht daher einen Hochspannungsgenerator vor, so dass bei eingeschalteter Hauptfunktion des Marderabwehrgeräts, Teile des Kraftfahrzeugs mit einer Hochspannung beaufschlagt sind. In der Regel werden dazu im Motorraum mehrere Elektroden, sogenannte Kontaktplatten, platziert, die über ein Kabel mit dem Hochspannungsgenerator verbunden sind. Ein Marder wird beim Herumklettern im Motorraum bei Berührung einer solchen Elektrode einem empfindlichen Stromstoß ausgesetzt.
-
Selbstverständlich sollten die Elektroden beim Starten des Motors hochspannungsfrei sein, damit der normale Betrieb des Motors nicht beeinflusst wird. Die Ermittlung des Zündstatus durch den Sensor erfolgt dabei sehr zuverlässig und schnell, wobei das erfindungsgemäße System auch bekannte mechanisch geschaltete Systeme übertrifft.
-
Das Marderabwehrgerät weist dazu zweckmäßigerweise eine Vorrichtung auf, die die Elektroden aktiv entlädt. Das heißt es wird nicht nur die Hauptfunktion ausgeschaltet, sondern zusätzlich dafür gesorgt, dass die Elektroden praktisch sofort hochspannungsfrei ist. Dazu können die Elektroden beispielsweise mit dem Minuspol der Batterie kurzgeschlossen werden.
-
Bei einem PKW fallen gelegentlich Wartungsarbeiten an, die bei geöffneter Motorhaube im Motorraum auszuführen sind. Dazu gehört beispielsweise die Kontrolle des Ölstandes, das Austauschen von Glühbirnen, das Nachfüllen von Flüssigkeiten und andere. Bei diesen Arbeiten ist die Zündung in der Regel ausgeschaltet, so dass die Marderabwehr normalerweise aktiviert ist. Das bedeutet, dass die Elektroden unter Hochspannung stehen und somit auch der Benutzer der Gefahr eines Stromstoßes ausgesetzt ist. Es ist also zweckmäßig, wenn das Marderabwehrgerät erkennt, ob die Motorhaube geöffnet ist und in diesem Fall die Hauptfunktion ausschaltet.
-
Bisher musste dazu ein mechanischer Schalter an der Motorhaube oder im Gerät direkt oder als Kabelzwischenschalter angebracht werden, was jedoch sehr umständlich und mit nicht unerheblichem Montageaufwand verbunden war. Darüber hinaus ist dieser Schalter sehr stark beanspruch und daher, je nach Einbauweise nicht 100% zuverlässig.
-
Erfindungsgemäß wird nun auch dieser Schalter durch einen Sensor im Marderabwehrgerät ersetzt. Dabei kann der Sensor einen geeigneten Umgebungsparameter überwachen, durch den zuverlässig ein öffnen der Motorhaube erkannt werden kann.
-
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht daher vor, dass der Umgebungssensor zur Überwachung der Umgebungshelligkeit im Motorraum ausgebildet ist. In der Regel ändert sich durch das öffnen der Motorhaube die Helligkeit im Motorraum, so dass dadurch zuverlässig und einfach eine geöffnete Motorhaube erkannt werden kann. Dabei spielt die Position des Marderabwehgerätes innerhalb des Motorraumes praktisch keine Rolle, so dass die Montage rein nach praktischen Gesichtspunkten erfolgen kann. Die Steuerschaltung ist auch in diesem Fall vorzugsweise so ausgelegt, dass beim öffnen der Motorhaube die Elektroden sofort aktiv hochspannungsfrei geschaltet werden, damit ohne Verzögerung mit den Wartungsarbeiten begonnen werden kann.
-
Insgesamt ist das erfindungsgemäße Marderabwehrgerät wesentlich einfacher und kostengünstiger herstellbar, als ein vergleichbares Gerät im Stand der Technik. Zudem ist die Schaltung über die Sensoren zuverlässiger und flexibler.
-
Das beschriebene Marderabwehrgerät ist dabei nur ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes elektrisches Gerät. Ein anderes Ausführungsbeispiel ist ein Tagfahrlicht mit Leuchtdioden. Tagfahrlicht an PKW wird zunehmend akzeptiert und ist in einigen Ländern bereits Pflicht. Tagfahrleuchten mit LED zum Nachrüsten älterer PKW sind günstig erhältlich. Diese benötigen jedoch auch das Zündungsplus zur Spannungsversorgung. Auch hier bietet sich eine erfindungsgemäße Sensorlösung zum Schalten des Tagfahrlichtes an, wobei auch hier ein Sensor zum Erkennen des Zündstatuses vorteilhaft sein kann. Zusätzlich könnte ein Umgebungshelligkeitssensor das Tagfahrlicht bei Dunkelheit ausschalten.
-
Daneben sind zahlreiche andere Anwendungen der Erfindung denkbar. Alle Geräte können dabei wahlweise über das KFZ (Dauerplus) mit Spannung versorgt werden oder eine eigene, im Gerät angeordnete separate Spannungsversorgung, beispielsweise eine Batterie oder einen Akku, aufweisen. Es ist auch denkbar, dass ein erfindungsgemäßes Gerät beides aufweist, das heißt eine interne, eigene Spannungsversorgung und einen Anschluss für die KFZ-Spannungsversorgung. Die Schaltfunktion über den Sensor ist in allen Fällen die gleiche und von der Art der Spannungsversorgung völlig unabhängig.