DE19952112A1 - Schaltanordnung zur Reduzierung des Ruhestroms von Automobilen - Google Patents
Schaltanordnung zur Reduzierung des Ruhestroms von AutomobilenInfo
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Abstract
Bei einer Schaltanordnung zur Reduzierung des Ruhestroms bei abgestellten Automobilen mit mindestens einer Batterie, einer Vorrichtung zur Erfassung des Ladungszustandes der Batterie, einer Vorrichtung zur Erfassung des Betriebszustandes des Automobiles, einem Bus-System und einer Anzahl von elektrischen Verbrauchern sind den einzelnen Verbrauchern einzelne Steuervorrichtungen zugeordnet, welche mit den Erfassungsvorrichtungen über das Bus-System in Signalverbindung stehen und welche den Verbrauch elektrischer Energie der jeweiligen Verbraucher in Abhängigkeit von dem Ladungszustand einzeln steuern.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung zur Reduzierung des Ruhe
stroms bei abgestellten Automobilen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Automobile sind mit zahlreichen elektrischen Verbrauchern versehen. Zu de
ren Versorgung steht bei laufendem Verbrennungsmotor des Automobils üb
licherweise eine Lichtmaschine zur Verfügung, welche gleichzeitig eine Bat
terie lädt, deren Kapazität dann die Verbraucher mit Spannung versorgt,
wenn der Motor des Automobils abgestellt ist.
Ein zum Betrieb des Automobils besonders wichtiger elektrischer Verbrau
cher ist der Anlasser, der mittels eines Elektromotors, von der Batterie mit
Spannung versorgt, den Verbrennungsmotor startet. Wenn der Ladungszu
stand der Batterie aber so schlecht ist, daß sie für den Anlasser nicht genü
gend Spannung bereitstellen kann, läßt sich der Verbrennungsmotor nicht,
wie vorgesehen, starten, sondern ein aufwendiges und lästiges "Überbrü
cken" mittels eines Starthilfekabels von der Batterie und/oder dem Anlasser
eines anderen Automobils wird erforderlich. Daran ist erkennbar, wie wesent
lich ein genügend guter Ladungszustand der Batterie für den störungsfreien
Betrieb eines Automobils ist.
Der Ladungszustand einer Batterie eines Automobils wird insbesondere da
durch verschlechtert, daß bei abgestelltem Motor elektrische Verbraucher,
welche, absichtlich oder versehentlich, angestellt bleiben, Spannung
verbrauchen und somit die Batterie entladen. So ist es, um nur ein krasses
Beispiel zu nennen, zwar zweckdienlich, daß ein Autoradio auch bei abge
stelltem Motor mit Spannung versorgt ist, um zum Beispiel im Stau noch Ver
kehrsfunk hören zu können, andererseits wird aber oft vergessen, das Autoradio
abzustellen, wenn das Automobil geparkt ist und verlassen wird, so daß
sich die Batterie dann unnötigerweise entlädt.
Im Stand der Technik gibt es zahlreiche Schaltanordnungen zur Reduzierung
des Ruhestroms von abgestellten Kraftfahrzeugen. Dort steuert eine zentrale
Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit vom Ladungszustand der Batterie
den Energieverbrauch der elektrischen Verbraucher und schaltet die
Verbraucher zum Beispiel ab, wenn ein bestimmter Ladungszustand der
Batterie unterschritten wird.
Diese Schaltanordnungen nach dem Stand der Technik benötigen nachteilig
die aufwendige zentrale Steuerungsvorrichtung sowie Signalverbindungen
und Schalteinrichtungen für die Verbraucher. Eine derartige Schaltanordnung
ist daher aufwendig in der Produktion und anfällig für Störungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanord
nung zur Reduzierung des Ruhestroms bei Automobilen zu schaffen, die bei
entsprechender Funktion einen einfacheren Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltanordnung mit den in
Anspruch 1 formulierten Merkmalen gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Schaltanordnung zur Reduzierung des Ruhestroms
bei abgestellten Automobilen weist mindestens eine Batterie, eine Vorrich
tung zur Erfassung des Ladungszustandes der Batterie, eine Vorrichtung zur
Erfassung des Betriebszustandes des Automobils, ein Bus-System und eine
Anzahl von elektrischen Verbrauchern auf sowie eine Anzahl einzelner Steu
ervorrichtungen, die den einzelnen Verbrauchern zugeordnet sind. Durch die
einzelnen Steuervorrichtungen kann die erfindungsgemäße Schaltanordnung
auf eine zentrale Steuerungsvorrichtung verzichten.
Die Verbraucher stehen über das Bus-System, vorzugsweise ein CAN-Bus-
System, welches zur Ansteuerung der Verbraucher im gewöhnlichen Betrieb
des Automobils ohnehin vorhanden ist, mit der Vorrichtung zur Erfassung
des Ladungszustandes der Batterie in Verbindung. Sobald die Vorrichtung
zur Erfassung des Betriebszustandes des Automobils die Information liefert,
daß das Automobil abgestellt ist und daher eine Spannungsversorgung zum
Beispiel aus der Lichtmaschine nicht mehr erfolgt, kann die Vorrichtung zur
Erfassung des Ladungszustandes der Batterie, welche vorzugsweise die
Spannung U, den Strom I, die Temperatur θ und/oder die Betriebsdauer t der
Batterie erfaßt, über das Bus-System Signale an die einzelnen Steuervor
richtungen senden, den Energieverbrauch der zugeordneten Verbraucher zu
senken, um die Batterie mit dem möglicherweise schon schlechten Ladungs
zustand zu schonen und eine Tiefentladung zu vermeiden oder möglichst
lange hinauszuzögern, so daß der Ladezustand der Batterie möglichst lange
für vorzugsweise mindestens einen Start des Motors des Automobils aus
reicht. Die einzelnen Steuervorrichtungen veranlassen dazu mittels geeig
neter Steueralgorithmen die zugeordneten Verbraucher, ihren Verbrauch zu
senken, indem sie diese zum Beispiel in einen Energiesparmodus schalten
oder sogar vollständig abschalten.
Z. B. kann ein Gebläse zur Belüftung der Innenseite der Windschutzscheibe
in den Energiesparmodus geschaltet sein, indem es nur noch "auf niedrigster
Stufe", also in einem Betriebszustand mit niedrigster Drehzahl funktioniert,
und das Radio kann vollständig abgeschaltet sein, wenn ein bestimmter La
dungszustand der Batterie unterschritten ist. Dadurch wird wenigstens eine
Minimalfunktion des Gebläses gewährleistet, die zum Beispiel bei feuchtem
Wetter möglicherweise erforderlich ist, während das Radio mit seinem relativ
hohen Energiebedarf dann eben nicht mehr zur Verfügung steht.
Weitere Verbraucher, deren Ansteuerung mittels der erfindungsgemäßen
Schaltanordnung möglich ist, sind beispielsweise Komfort-Verbraucher wie
Innenbeleuchtung, Standheizung, TV, DSP oder aktive Fahrwerk-
Federungssysteme, z. B. 4-corner-Luftfederungen, die durch hydraulische
oder pneumatische Pumpen aktiv betätigt sind und daher Strom verbrau
chen. Ebenso sind Ruhestrom-Verbraucher wie Standheizungsempfänger
oder Näherungssensoren zur Betätigung einer Schließanlage für die Türen
des Fahrzeugs erfindungsgemäß ansteuerbar.
Vorzugsweise veranlaßt eine der einzelnen Steuervorrichtungen der erfin
dungsgemäßen Schaltanordnung den ihr zugeordneten Verbraucher erst bei
einem schlechteren Ladungszustand der Batterie zu der Reduzierung des
Energieverbrauchs als eine andere einzelne Steuervorrichtung den ihr zuge
ordneten Verbraucher.
So werden im eben beschriebenen Beispiel das Gebläse und das Radio
schon bei einem noch nicht ganz so schlechten Ladungszustand der Batterie
von den ihnen zugeordneten Steuervorrichtungen zum Energie Sparen ve
ranlaßt, während andere Steuervorrichtungen die ihnen zugeordneten
Verbraucher, zum Beispiel eine Alarmanlage oder eine Fernbedienung der
Türöffnungsvorrichtung des Automobils, erst bei einem noch schlechteren
Ladungszustand der Batterie zu der Reduzierung des Verbrauchs veranlas
sen. Dazu liefert die Vorrichtung zur Erfassung des Ladungszustandes vor
zugsweise graduell abgestufte Signale über den Zustand der Batterie, und
die einzelnen Steuervorrichtungen steuern dann die ihnen zugeordneten
Verbraucher dementsprechend in einer bestimmten Reihenfolge an, ihren
Verbrauch zu mindern, wobei die Reihenfolge vorzugsweise von der Erfor
derlichkeit der Verbraucher in Ruhezustand des Automobils abhängig ist. Im
Ruhezustand ist zum Beispiel die Alarmanlage wesentlich erforderlicher als
das Radio, und der eingangs beschriebene Anlasser des Verbrennungsmo
tors ist sicherlich in diesem Sinne einer der erforderlichsten Verbraucher.
Die erfindungsgemäße Schaltanordnung ermöglicht es also, elektrische
Verbraucher zur Reduzierung des Ruhestroms auch unter Berücksichtigung
ihrer Erforderlichkeit im Ruhezustand des Automobils zu veranlassen, ohne
daß eine aufwendige Steuerungsvorrichtung zentral angeordnet ist und über
aufwendige Verzweigungsleitungen und wohl möglich über zusätzliche Betä
tigungseinrichtungen auf die jeweiligen Verbraucher zugreift. Statt dessen
liefert das üblicherweise ohnehin vorhandene Bus-System die erforderlichen
Signale an die einzelnen Steuervorrichtungen, die an den meisten Verbrau
chern bekannterweise ebenfalls vorhanden sind und vorzugsweise nur ihrer
erfindungsgemäßen Steuerungsfunktion angepaßt zu werden brauchen. Die
Steuervorrichtungen sind dann, örtlich bei den ihnen zugeordneten Verbrau
chern angeordnet und auf diese spezialisiert und daher einfacher zu optimie
ren und anzupassen mit dem zusätzlichen Vorteil, daß eine Störung in dem
Steuersystem der erfindungsgemäßen Steueranordnung leichter zu lokali
sieren ist und nicht wie bei einer Störung in der zentralen Steuerungsvor
richtung nach dem Stand der Technik möglicherweise das gesamte System
außer Funktion setzt.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die eine beigefügte Zeichnung
beschrieben.
Die Figur zeigt ein schematisches Blockdiagramm von der erfindungsgemä
ßen Schaltanordnung.
In der dargestellten erfindungsgemäßen Schaltanordnung 2 zur Reduzierung
des Ruhestroms bei einem abgestellten Automobil (nicht dargestellt) mißt
eine Vorrichtung 4 zur Erfassung des Ladungszustandes einer Batterie 6 die
Spannung U, den Strom I, die Temperatur θ und die Betriebsdauer t der
Batterie 6, ordnet dem daraus bestimmten Zustand der Batterie 6 einen Gü
tewert zu und liefert diese Informationen als Batteriezustandssignale an ein
CAN-Bus-System 8, welches von einer Vorrichtung 10 zur Erfassung des
Betriebszustandes des Automobils die Information bekommt, daß sich das
Fahrzeug in Ruhe befindet, sein Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) also
keine elektrische Spannung produziert. In diesem Fall verarbeiten Steuervor
richtungen S1-Sn, die in Verbindung mit dem CAN-Bus 8 stehen, die Batteriezustandssignale
zu Steuersignalen für Verbraucher V1-Vn, denen die
einzelnen Steuervorrichtungen S1-Sn zugeordnet sind. Dabei steuern die
Steuervorrichtungen S1-Sn die Verbraucher V1-Vn so an, daß diese in
einen Energiesparmodus schalten oder sogar abschalten, wenn der La
dungszustand der Batterie einen jeweils bestimmten Zustand unterschreitet.
Diese Grenzwerte der zugehörigen Steueralgorithmen sind unter Berück
sichtigung eines Mindestladezustandes der Batterie 6 für mindestens einen
Start des Verbrennungsrotors des Automobils festgelegt, also mit dem Ziel,
mittels der Schaltanordnung 2 die Batterie 6 möglichst lange in einem Lade
zustand zu halten, der für den mindestens einen Start ausreicht.
Dabei ist es möglich, einzelne Verbraucher (zum Beispiel V1, V2) erst bei
einem schlechteren Ladungszustand der Batterie 6 in den Energiesparmodus
zu schalten oder abzuschalten als andere Verbraucher (z. B. V3-Vn), wenn
letztere Verbraucher in dem Ruhezustand des Fahrzeugs weniger erforder
lich sind.
Claims (9)
1. Schaltanordnung zur Reduzierung des Ruhestroms bei abgestellten Au
tomobilen mit
- - mindestens einer Batterie (6),
- - einer Vorrichtung (4) zur Erfassung des Ladungszustandes der Batte rie (6),
- - einer Vorrichtung (10) zur Erfassung des Betriebszustandes des Au tomobiles,
- - einem Bus-System (8) und
- - einer Anzahl von elektrischen Verbrauchern (V1-Vn),
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß min
destens eine der einzelnen Steuervorrichtungen (S1, S2) den ihr zuge
ordneten Verbraucher (V1, V2) erst bei einem schlechteren Ladungszu
stand der Batterie (6) zu der Reduzierung veranlaßt als eine andere ein
zelne Steuervorrichtung (S3-Sn) den ihr zugeordneten Verbraucher (V3-
Vn).
3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung (4) zur Erfassung des Ladungszustandes graduell abgestufte
Signale über den Zustand der Batterie (6) liefert und die einzelnen Steu
ervorrichtungen (S3-Sn) dementsprechend die ihnen zugeordneten
Verbraucher (V3-Vn) in einer bestimmten Reihenfolge ansteuern, ihren
Verbrauch zu mindern.
4. Schaltanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reihenfolge der Veranlassung von einer bestimmten Reihenfolge der
Erforderlichkeit der Verbraucher (V1-Vn) im Ruhezustand des Automobi
les abhängig ist.
5. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelnen Steuervorrichtungen (S1-Sn) die zu
geordneten Verbraucher (V1-Vn) unter Berücksichtigung eines Mindest
ladezustandes der Batterie (6), der für mindestens einen Start des
Verbrennungsrotors des Automobils ausreicht, ansteuern.
6. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelne Steuervorrichtung (S1-Sn) den zuge
ordneten Verbraucher (V1-Vn) in einen Energiesparmodus schaltet.
7. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelne Steuervorrichtung (S1-Sn) den zuge
ordneten Verbraucher (V1-Vn) abschaltet.
8. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bus-System (8) ein CAN-Bus-System ist.
9. Schaltanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (4) zur Erfassung des Ladungszu
standes die Spannung U, den Strom I, die Temperatur θ und/oder die
Betriebsdauer t der Batterie (6) erfaßt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19952112A DE19952112A1 (de) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | Schaltanordnung zur Reduzierung des Ruhestroms von Automobilen |
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Publications (1)
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ID=7927290
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