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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Wohnaufbau.
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Gattungsgemäße Fahrzeuge
wie Wohnwagen, Wohnmobile, aber auch Schiffe und dergleichen können mit
einem Wohnaufbau versehen sein, der es ermöglicht, eine wohnungsähnliche
Unterkunft bereitzustellen. Moderne Fahrzeuge lassen kaum noch Komfort-Wünsche offen,
obwohl aufgrund ihrer Mobilität
besondere Anforderungen und Bedingungen zu berücksichtigen sind, die eine Übertragung
von Installationen von stationären
Wohneinrichtungen verhindern. Trotzdem weisen sie Installationen
für Wasser,
Gas, elektrischen Strom, Abwasser und dergleichen auf, wie sie aus
stationären
Wohneinrichtungen bekannt und gebräuchlich sind.
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Bei
den im vorliegenden Fall mobilen Wohneinrichtungen sind elektrische
Anlagen zum Zwecke der Beleuchtung, der Energieversorgung elektrischer Verbraucher
in Form von Konsumgeräten
und dergleichen vorgesehen. Oftmals wird die elektrische Anlage
aus einem Akkumulator mit elektrischer Energie versorgt, der während der
Fahrt des Fahrzeugs aufgeladen werden kann. Daneben oder zusätzlich kann
eine Versorgung der elektrischen Anlage aus einer öffentlichen
Energieversorgung, insbesondere dem öffentlichen 230 V-Netz oder
dergleichen vorgesehen sein. Im stationären Betrieb kann auf diese Weise
die Energieversorgung aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz
anstatt aus dem lokalen Akkumulator erfolgen. Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass in diesem Fall der Akkumulator aus dem öffentlichen
Energieversorgungsnetz geladen wird. Zu beachten ist jedoch, dass
in diesem Fall das Fahrzeug ein Energieverteilungsnetz aufweisen muss,
welches sowohl für
die elektrische Spannung des Akkumulators als auch für die elektrische
Spannung des öffentlichen
Energieversorgungsnetzes geeignet ist, die in der Regel voneinander
abweichen. Die elektrische Spannung des Akkumulators ist in der Regel
eine Gleichspannung von 12 oder 24 V. Die öffentliche Energieversorgung
liefert dagegen in der Regel eine Wechselspannung von 230 V bei
50 Hz.
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Herstellungstechnisch
erweist es sich als problematisch, dass das Energieverteilungsnetz
für unterschiedliche
Spannungen geeignet sein soll. Dies erfordert nämlich die Beachtung der einschlägigen Sicherheitsvorschriften,
gemäß denen
es erforderlich ist, entsprechende Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz vor gefährlichen
Zuständen
vorzusehen. Auf die entsprechende Normung, beispielsweise EN60335,
wird verwiesen. Das Energieverteilungsnetz weist als einen Bestandteil
einen Kabelbaum auf, mit dem die elektrische Energie in bestimmungsgemäßer Weise
von den Energiequellen, beispielsweise dem Akkumulator oder der öffentlichen
Energieversorgung, zu den entsprechenden Verbrauchern, den Lampen,
den sonstigen elektrischen Geräten
und dergleichen, geliefert werden kann. Die Herstellung des Kabelbaums
erfordert deshalb eine besondere Aufmerksamkeit, damit nicht versehentlich
falsche Anschlüsse
miteinander verbunden werden können
und daraus resultierend gefährliche
Zustände
hergeleitet werden können.
Wird beispielsweise ein 12 V – Gleichspannungsanschluss
mit einem 230 V – Wechselspannungsanschluss
verwechselt, so wird einerseits ein 12 V – Verbraucher durch die Beanspruchung
mit 230 V Wechselspannung bis hin zur Zerstörung überlastet werden. Im umgekehrten
Fall kann selbiges passieren, weil die Verbraucher für 230 V
in der Regel für
einen Betrieb an einer Wechselspannung ausgelegt sind und nicht
für eine Belastung
mit einer Gleichspannung. Derartige Kabelbäume werden vor dem Einbau vorbereitet,
wobei einzelne Verdrahtungen in zusätzlichen Abzweigdosen und Schaltelemente
in der Bandfertigung vorgenommen werden müssen. Diese Art der Elektroinstallation
kann Fehler in der Verdrahtung sowie schlechte Verbindungen bei
einzelnen Stromkreisen hervorrufen und somit zusätzlichen Aufwand bei der Fehlersuche
und Fehlerbeseitigung verursachen. Darüber hinaus erweist sich die
bekannte Installation als wenig geeignet für eine nachträgliche Änderung oder
Erweiterung.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Fahrzeug mit
einem Wohnaufbau, wobei das Fahrzeug eine elektrische Anlage mit
einem Energieverteilungsnetz aufweist, dahingehend weiterzubilden,
dass die vorgenannten Probleme reduziert werden.
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Als
Lösung
wird mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass die elektrische
Anlage Steuerungs- und/oder Überwachungsmittel
aufweist, die in einer zentralen Baugruppe zusammengefasst sind.
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Die
Baugruppe kann beispielsweise durch eine in einem Gehäuse angeordnete
Leiterplatte gebildet sein, die entsprechend den gewünschten Funktionen
mit Bauteilen bestückt
ist. Natürlich
kann die Leiterplatte anstatt in einem Gehäuse auch in vergossener Ausführung vorgesehen
sein. Sie weist vorzugsweise Schnittstellen zum Anschluss der einzelnen
Leitungen des Kabelbaums des Energieverteilungsnetzes auf. Diese
Schnittstellen können durch
Steckverbinder gebildet sein, die ein einfaches Verbinden des Kabelbaums
und seiner Leitungen in vorgegebener Weise mit der Leiterplatte
ermöglichen,
und auf diese Weise eine gute funktionssichere elektrische Verbindung
bereitstellen. Die für
die Steuerung und Überwachung
erforderlichen Bauelemente sind kompakt auf der Leiterplatte angeordnet.
Diese Bauelemente können
beispielsweise Relais, Schütze,
Transistoren, IGBT's,
MOSFET's sowie weitere aktive
und passive Bauelemente sein, mit denen die wunschgemäßen Funktionen
realisiert werden können.
Die Bauelemente können
in bedrahteter Technologie, SMD-Technologie oder Kombinationen hiervon
mit der Leiterplatte verbunden sein. Die vorliegende Erfindung erlaubt
es somit, den sogenannten Leistungsbereich, das heißt der Bereich, über den
die Energie den einzelnen Verbrauchern bereitgestellt wird, von
einem Steuerbereich, mit dem Signale bereitgestellt werden, um die
wunschgemäße Steuerung
beziehungsweise Überwachung
vornehmen zu können,
getrennt werden kann. Die Zusammenfassung sämtlicher Funktionen in der
zentralen Baugruppe ermöglicht
eine rationelle zuverlässige
Herstellung unter Verwendung moderner Prüfmethoden. Auf diese Weise
kann eine hohe Zuverlässigkeit
erreicht werden. Weiterhin können
separate Steuerleitungen beispielsweise für Schalter, Sensoren, Regler und
dergleichen zusammengefasst werden. Abzweigdosen können auf
diese Weise ebenfalls eingespart werden. Darüber hinaus entfällt die
aufwendige Verkabelung von Wechsel- und Kreuzschaltungen, wie sie
für die
Steuerung von Lampen von mehreren Stellen aus in konventioneller
Weise vorzusehen sind. So kann die Baugruppe beispielsweise mit Dimmfunktionen
für Lampen
oder leistungsgeregelte Verbraucher ausgerüstet sein. Die Erfindung erlaubt darüber hinaus
Bedienungselemente und Anzeigeneinheiten an beliebigen Orten des
Fahrzeugs mit geringem Aufwand vorzusehen. Tritt im praktischen
Betrieb ein Fehler auf, kann auf einfache Weise die Baugruppe ausgetauscht
oder nachgearbeitet werden, um den Fehler zu beheben. Eine hohe
Wartungsfreundlichkeit kann hierdurch erreicht werden. Auch ermöglicht die
vorliegende Erfindung eine einfache Nachrüstung, indem lediglich der
zusätzliche
Verbraucher an der Baugruppe angeschlossen wird. Der aufwendige
Eingriff in die bestehende Verkabelung kann erheblich reduziert
werden.
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In
einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die elektrische Anlage
ein BUS-System aufweist.
Das BUS-System kann beispielsweise durch einen USB-BUS, einen IEEE-BUS,
einen IDE-BUS oder dergleichen gebildet sein. An dem BUS-System können Sensoren
und Steuerelemente angeordnet sein, die Steuerungs- oder Messinformationen
an die Baugruppe übermitteln.
Dies ermöglicht
die Steuerung von beliebiger, entfernter Stelle in beziehungsweise
außerhalb
des Fahrzeugs. Besonders vorteilhaft erweist es sich, dass Steuerelemente
für erhebliche
geringere Sicherheitsanforderungen ausgerüstet sein müssen, als es erforderlich wäre, wenn
diese für
die direkte Steuerung der Verbraucher vorzusehen wären. Sie
sind deshalb lediglich für
die sogenannte Kleinspannung auszurüsten. Gleiches gilt natürlich auch
für Sensoren
und dergleichen. Daneben oder zusätzlich kann natürlich auch
ein direkter Anschluß von
Sensoren oder Steuerelementen an einer Steuereinheit vorgesehen
sein. Diese Ausgestaltung erweist sich bei geringem Funktionsumfang
gegenüber
einem BUS-System als kostengünstiger,
so daß es
gegebenenfalls eingespart werden kann.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Energieverteilungsnetz
sternförmig
und/oder ringförmig
ausgebildet ist. Mit einem ringförmigen
Energieverteilungsnetz kann eine hohe Zuverlässigkeit erreicht werden, auch
wenn an einer Stelle des Netzes eine Störung auftritt. In diesem Fall erfolgt
dann die Energieversorgung über
den nicht gestörten
Teil des Netzes. Eine sogenannte redundante Energieversorgung kann
erreicht werden. Darüber
hinaus kann eine sternförmige
Netzstruktur vorgesehen sein, die es ermöglicht, für jeden Verbraucher angepasst
eigene Versorgungsleitungen vorzusehen. Diese erlaubt es, die jeweiligen
Leitungen direkt an den Energiebedarf des angeschlossenen Verbrauchers
anzupassen. Hierdurch kann nicht nur Materialaufwand reduziert werden,
sondern es kann durch Vorsehen von angepassten Leitungsschutzeinrichtungen
auch eine hohe Sicherheit bezüglich
Störungen
und Überlastung
des Energieverteilungsnetzes erreicht werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Energieverteilungsnetz
wenigstens zwei Teilnetze für
unterschiedliche elektrische Spannungen auf. Vorzugsweise sind dies
eine Gleichspannung von 12 beziehungsweise 24 V sowie eine Wechselspannung
in Höhe
von 230 V. Die zwei Teilnetze sind vorzugsweise an die elektrischen
Erfordernisse optimal angepasst ausgerüstet. So ist beispielsweise
bei einem 12 V – Teilnetz eine
geringere Isolationsstärke
erforderlich als bei einem 230 V – Teilnetz. Im Unterschied
dazu sind bei dem 12 V – Teilnetz
in der Regel die Kupferquerschnitte der Leitungen größer als
bei dem 230 V – Teilnetz,
weil die Kleinspannungsverbraucher einen deutlich höheren Strombedarf
als die 230 V – Verbraucher
aufweisen. Durch die Optimierung können Kosten eingespart werden.
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Um
einen bedarfsgerechten Energieaustausch zwischen den Teilnetzen
zu ermöglichen,
wird vorgeschlagen, dass die Teilnetze mittels eines elektrischen
Energiewandlers koppelbar sind. Der Energiewandler kann beispielsweise
ein Transformatornetzteil oder ein Schaltnetzteil sein, welches
das 230 V – Teilnetz
mit dem 12 V – Teilnetz
verbindet, indem vom 230 V – Teilnetz
Energie in das 12 V – Teilnetz überführt wird.
Daneben kann auch ein Wechselrichter für einen umgekehrten Energiefluss
vorgesehen sein. Der Energiewandler ist vorzugsweise steuerbar. Er
kann darüber
hinaus zur automatischen Ladung des Akkumulators vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist der elektrische Energiewandler in diesem Fall mit
einer Ladekennlinie versehen, die es ermöglicht, den Akkumulator in
einer möglichst
schonenden Art und Weise zu laden, um einen Alterungsvorgang möglichst
zu reduzieren. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der
Energiewandler bei Detektion der 230 V – Energieversorgung automatisch
die Ladung des Akkumulators vornimmt.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass das Energieverteilungsnetz mit einer öffentlichen
Energieversorgung koppelbar ist. Auf diese Weise kann eine zusätzliche
Energieversorgung erreicht werden, wobei lokale Ressourcen zur Energieversorgung
reduziert werden können.
Sie können
darüber
hinaus auch nur für
einen kleineren Bedarf ausgelegt sein. Dies ermöglicht es, Kosten und Gewicht
für das
Fahrzeug einzusparen. Die Kopplung kann über geeignete Verlängerungskabel
mit einem Schukostecksystem oder dergleichen erfolgen.
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In
einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die elektrische Anlage
einen Energiespeicher aufweist. Dies ermöglicht eine unabhängige Energieversorgung
des Fahrzeugs inklusive des Wohnaufbaus auch während der Fahrt. Darüber hinaus
kann im stationären
Betrieb bei Kopplung mit einem öffentlichen
Energieversorgungsnetz eine unterbrechungsfreie Stromversorgung
erreicht werden. Bei hoher Mobilität kann zugleich eine hohe Versorgungssicherheit
mit elektrischer Energie erreicht werden.
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In
einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die elektrische Anlage
eine Energieerzeugungseinrichtung aufweist. Mit der Energieerzeugungseinrichtung
kann eine weiter erhöhte
Unabhängigkeit
von einer öffentlichen
Energieversorgung erreicht werden. Die Energieversorgungseinrichtung kann
beispielsweise eine Solarzelle, eine Brennstoffzelle, ein motorangetriebenes
Aggregat, ein Windrad oder dergleichen sein. Insbesondere wenn über einen
längeren
Zeitraum keine öffentliche
Energieversorgung verfügbar
ist, kann eine hoch effiziente Energieversorgung erreicht werden.
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Um
die Sicherheit bei der Montage zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass
die elektrische Anlage eine kodierte Steckverbindung aufweist. Dies
ermöglicht
einen Verpolungsschutz, der insbesondere bei Verwendung von Gleichspannung
wichtig sein kann. Eine Vielzahl von Gleichspannungsverbrauchern
ist nämlich
gegenüber
Verpolung nur unzureichend oder gar nicht geschützt und kann durch eine Verpolung beschädigt wenn
nicht sogar zerstört
werden. Im Bereich der Wechselspannung kann beispielsweise sichergestellt
werden, dass eine als Schutzleiter gekennzeichnete Leitung nicht
versehentlich mit Phase oder Null verbunden werden kann. Die Sicherheit kann
weiter erhöht
werden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Energieverteilungsnetz
eine Leitungsschutzeinrichtung aufweist. Diese ermöglicht es,
die Leitung gegen kurzzeitige und dauerhafte Überlastung zu schützen. Die
Leitungsschutzeinrichtung kann mit einer automatischen Überlastabschaltung
versehen sein. Wird zum Beispiel durch Defekt eines Verbrauchers
ein erhöhter
Strom gezogen, kann die Energieversorgung durch die Leitungsschutzeinrichtung
mittels der automatischen Überlastabschaltung
die Energieversorgung einstellen und auf diese Weise die Gefahr
von gefährlichen
Zuständen
reduzieren.
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Gemäß einer
Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug eine Ein- und/oder Ausgabeeinheit
aufweist. Die Eingabeeinheit kann durch eine Tastatur, eine Maus,
eine Berührungssteuerung,
einen Berührungsbildschirm
und dergleichen gebildet sein. Die Ausgabeeinheit kann beispielsweise
durch einen Drucker, einen Berührungsbildschirm
sowie einen Bildschirm gebildet sein. Das Vorsehen einer Eingabeeinheit
erlaubt es, die Steuerung in wunschgemäßer Weise vorzunehmen. Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit,
Parameter und Schwellwerte bedarfsgerecht einstellen zu können. So
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Außenbeleuchtung
zu bestimmten Tageszeiten eingeschaltet wird. Es kann vorgesehen
sein, dass die Beleuchtung eingeschaltet wird, wenn ein Außenlicht
einen bestimmten vorgebbaren Schwellwert unterschreitet. Ein Ausschalten
der Beleuchtung kann darüber
hinaus zu einem festen, vorgebbaren Zeitpunkt eingestellt sein,
zu dem davon auszugehen ist, dass die Beleuchtung nicht weiter benötigt werden
wird. Die Eingabeeinheit kann demnach auch dazu dienen, Parameter
und Schwellwerte einzustellen. Mit der Ausgabeeinheit ist es möglich, aktuelle
Einstellungen abzufragen. Daneben kann die Ausgabeeinheit natürlich auch
zur Meldung von Störungen,
Fehlern und dergleichen verwendet werden. Für diese Anwendung kann die
Ausgabeeinheit beispielsweise auch in akustischer Form durch eine
Hupe, einen Summer, eine Klingel oder dergleichen gebildet sein
oder auch durch eine Warnleuchte, ein Rundumlicht oder dergleichen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug
eine Rechnereinheit aufweist. Mit der Rechnereinheit kann eine Automatisierung
der Steuerung und/oder der Überwachung erreicht
werden. Besonders vorteilhaft erweist sich die Rechnereinheit in
Verbindung mit der Ein- und/oder Ausgabeeinheit. So kann die Rechnereinheit
ein ablauffähiges
Computerprogramm aufweisen, welches mittels der Eingabeeinheit an
aktuelle Funktionswünsche
angepasst werden kann. Der aktuelle Status der Rechnereinheit kann
mittels der Ausgabeeinheit angezeigt werden. Die Verwendung der
Rechnereinheit erlaubt es darüber
hinaus, die Steuerungs- und/oder Überwachungsmittel jederzeit ohne
großen
Aufwand bedarfsgerecht anpassen zu können. Um die Anpassung zu erleichtern,
können darüber hinaus
Schnittstellen vorgesehen sein, die es erlauben, entsprechende Programme,
Parameter und Schwellwerte aus einer separaten Speichereinheit an
die Rechnereinheit zu übermitteln.
Eine hoch flexible Steuerung und/oder Überwachung kann erreicht werden.
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Mit
der Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen
Anlage eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs
mit einem Energieverteilungsnetz vorgeschlagen, wobei eine Endstelle
des Energieverteilungsnetzes von einem Steuerungsmittel zentral
gesteuert wird. Mittels der zentralen Steuerung kann eine Vereinfachung
der Steuerungsvorgänge
erreicht werden, indem beispielsweise von der zentralen Baugruppe
aus Verbraucher beliebig gesteuert werden können. Die Zentralisierung der
Steuerung kann beispielsweise dazu verwendet werden, alle Verbraucher
beim Verlassen des Fahrzeugs zentral abschalten zu können. Zugleich
kann vorgesehen sein, dass Sicherheitseinrichtungen wie Bewegungsmelder
und dergleichen aktiviert werden können. Darüber hinaus können aber
auch weitere Vorteile genutzt werden, so beispielsweise eine automatische
Licht- und/oder Jalousiesteuerung, eine automatische Heizungs- oder Klimaanlagensteuerung oder
dergleichen. Die Steuerung kann beispielsweise auf Zeitbasis erfolgen,
so dass beispielsweise eine Heizung oder eine Klimaanlage nur zu
bestimmten, vorgebbaren Zeiträumen
aktiv ist. Die Steuerung kann an weitere Bedingungen gekoppelt sein,
so beispielsweise die Steuerung einer Außenleuchte in Abhängigkeit
von der Helligkeit des Außenlichts.
Unterschreitet beispielsweise in einer Abenddämmerung die Lichtstärke einen
vorgebbaren Schwellwert, kann die Betätigung der Außenleuchte
freigegeben sein. Ist dieser Schwellwert nicht erreicht, ist die
Betätigung
der Außenleuchte
gesperrt und die Außenleuchte
permanent ausgeschaltet. Ein hoher Komfort kann erreicht werden.
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Gemäß einer
Weiterbildung wird eine Zustandsgröße des Energieverteilungsnetzes überwacht,
angezeigt und/oder gemeldet. Eine Zustandsgröße kann beispielsweise der
Strom im Energieverteilungsnetz an einer vorgebbaren Stelle, eine
elektrische Spannung an einer vorgebbaren Stelle des Energieverteilungsnetzes,
die Leistung eines Verbrauchers oder dergleichen sein. Für die Zustandsgröße können Schwellwerte
vorgegeben sein, deren Überbeziehungsweise
Unterschreiten Funktionen oder Meldungen zur Folge haben. Neben
den zuvor genannten lokalen Meldungen kann vorgesehen sein, dass
die Meldung auch über
Funk, über
das GSM-Netz oder dergleichen an eine vorgebbare, entfernte Stelle
gemeldet wird. Die Überwachung
kann natürlich
auch den Energiefluss im Energieverteilungsnetz umfassen. So kann
der Energieverbrauch an einzelnen Stellen des Energieverteilungsnetzes aufgezeichnet
werden. Es können Überlastungen
im Energieverteilungsnetz ermittelt, angezeigt und gegebenenfalls
gemeldet werden.
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In
einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Baugruppe Kommunikationsmittel
aufweist. Dies erlaubt es, eine Fernsteuerung zu realisieren und
darüber
hinaus Zustandsgrößen abzufragen.
Die Kommunikationsmittel können
beispielsweise in einem BUS, einer Funkverbindung, einer Kommunikationsverbindung über das
GSM-Netz oder dergleichen bestehen. Tritt eine Störung auf,
kann diese an eine vorgebbare entfernte Stelle übermittelt werden. Weiterhin
kann auch eine Aktualisierung des Computerprogramms von entfernter
Stelle vorgenommen werden. Auch eine Ferndiagnosefunktion kann erreicht
werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass bei Energieversorgung
aus dem Energiespeicher die maximale Leistung begrenzt wird. Hierdurch
kann erreicht werden, dass die Alterung des Akkumulators reduziert
wird. Dies erlaubt eine möglichst
lange, zuverlässige
Energieversorgung.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass ein einzelner
Zweig des Energieverteilungsnetzes getestet wird. Dies erlaubt es,
eine Fehlersuche zu vereinfachen. Diese kann auf Anforderung durchgeführt werden.
Es kann auch extern vorgegeben werden, welche Fehlersuche durchgeführt werden
soll. Die Fehlersuche kann auch einen Verbrauchertest umfassen.
Das Testen kann zeitdiskret, beispielsweise zu äquidistanten Zeitpunkten, oder
auch in unregelmäßigen Intervallen
durchgeführt
werden. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn
konventionelle, fachgerechte Wartungsmöglichkeiten nicht verfügbar sind
und Störungen
mit wenig Hilfsmitteln schnell aufgefunden werden müssen.
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Darüber hinaus
wird vorgeschlagen, dass die Baugruppe zu vorgebbaren Zeitpunkten
einem Selbsttest unterzogen wird. Dies erlaubt es, die Zuverlässigkeit
weiter zu erhöhen.
Der Selbsttest kann den Test einzelner Funktionen und Verbraucher
umfassen. Er kann beispielsweise wöchentlich oder monatlich durchgeführt werden.
Daneben kann vorgesehen sein, dass der Selbsttest auch manuell außerhalb
vorgegebener Zeitpunkte durchgeführt
werden kann. So können
beispielsweise die Schaltzustände von
Relais oder Schützen
geprüft
werden. Darüber hinaus
können
die elektronischen Schalter und/oder Regler sowie Dimmer oder dergleichen
geprüft
werden.
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Mit
der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass die von einem Zugfahrzeug
durch das Energieverteilungsnetz aufgenommene Leistung begrenzt wird.
Diese Ausgestaltung erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft,
wenn beispielsweise ein Wohnhänger
von einem Zugfahrzeug mit elektrischer Energie versorgt wird. Üblicherweise
wird die Energie über
eine Hängerkupplung
bereitgestellt. Das Zugfahrzeug verfügt in der Regel über eine
Sicherung, mit der die entsprechende Leitung des Zugfahrzeugs gesichert
wird. Wird die maximal zu entnehmende Leistung überschritten, löst die Sicherung
aus und die Energieversorgung durch das Zugfahrzeug ist unterbrochen.
Dies kann in der vorliegenden Ausgestaltung vermieden werden, indem
das Energieverteilungsnetz des Fahrzeugs für eine Begrenzung der maximal
entnehmbaren Leistung vom Zugfahrzeug selbst sorgt. Dies kann beispielsweise
dadurch geschehen, dass die aktuell entnommene Leistung vom Zugfahrzeug
mittels geeigneter Sensoren wie Strommessgeräte und dergleichen erfasst
wird und mit einem vorgebbaren Schwellwert verglichen wird. Wird der
Schwellwert überschritten,
kann beispielsweise eine Warnmeldung ausgegeben werden. Darüber hinaus
kann vorgesehen sein, dass das Energieverteilungsnetz selbständig den
Energieverbrauch aller oder auch lediglich einzelner Verbraucher
soweit absenkt, dass der maximal zulässige Wert für die Leistungsentnahme
aus dem Zugfahrzeug nicht überschritten
wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einem Ladebetrieb
des Akkumulators des Fahrzeugs ein Ladestrom in Abhängigkeit
von der maximal entnehmbaren Energie des Zugfahrzeugs eingestellt
wird. Werden im Fahrzeug zusätzliche
Verbraucher wie Lampen, Ventilatoren oder dergleichen eingeschaltet,
wird der Ladestrom gegebenenfalls entsprechend reduziert, um die
maximale Leistungsentnahme aus dem Zugfahrzeug nicht zu überschreiten.
Es kann auch vorgesehen sein, dass vorgebbar einige Verbraucher
im Bereich der maximalen Leistungsentnahme aus dem Zugfahrzeug nicht
zugeschaltet werden können
beziehungsweise automatisch abgeschaltet werden. Hierdurch kann eine
erhöhte
Zuverlässigkeit
und Betriebssicherheit erreicht werden. Probleme im Zusammenhang
mit durch Überlastung
aufgetretene Energieversorgungsstörungen können vermieden werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
zu entnehmen. Das Ausführungsbeispiel
dient lediglich der Erläuterung
der Erfindung und ist für
diese nicht beschränkend.
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Es
zeigen:
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1 ein
Prinzipschaltbild für
ein erfindungsgemäßes Fahrzeug
mit einem Wohnaufbau und
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2 schematisch
eine Draufsicht auf eine zentrale Baugruppe gemäß der Erfindung.
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In 1 ist
schematisch ein Schaltbild für
ein erfindungsgemäßes Fahrzeug
mit einem Wohnaufbau von dessen Energieverteilungsnetz 10 dargestellt.
Das Energieverteilungsnetz 10 ist Bestandteil einer nicht
näher dargestellten
elektrischen Anlage eines ebenfalls nicht weiter dargestellten Wohnwagens.
Das Energieverteilungsnetz 10 weist ein Wechselspannungsnetz 12 und
ein Gleichspannungsnetz 14 auf. Die beiden Teilnetze 12, 14 sind über eine Kopplungseinheit 16 miteinander
in elektrischer Verbindung, die entsprechend des aktuellen Energieflusses
die Energie umformt und auf diese Weise den Energiefluss zwischen
den Teilnetzen 12, 14 ermöglicht. In der vorliegenden
Ausgestaltung ist das Wechselspannungsteilnetz 12 für eine Wechselspannung
von 230 V bei 50 Hz ausgelegt. Das Gleichspannungsnetz 14 ist
für eine
Gleichspannung von 12 V ausgelegt. Damit der Energiefluss durch
die Kopplungseinheit 16 gewährleistet werden kann, weist
diese ein nicht näher
dargestelltes Schaltnetzteil auf, welches die Energie aus dem Wechselspannungsnetz 12 entnimmt
und in eine für
das Gleichspannungsnetz 14 geeignete Spannung umwandelt. Als
Schaltnetzteil kommen handelsübliche,
bekannte Schaltnetzteile in Frage. Für den entgegengesetzten Energiefluss
ist in der Kopplungseinheit 16 ein ebenfalls nicht weiter
dargestellter Wechselrichter vorgesehen, der aus dem Gleichspannungsnetz 14 Gleichspannungsenergie
entnimmt und über
seine Wechelrichtungsfunktion in eine für das Wechselspannungsnetz 12 geeignete
Wechselspannung phasenangepasst umwandelt. Mit dem Wechselrichter
kann der Energiefluss vom Gleichspannungsnetz 14 in das Wechselspannungsnetz 12 gewährleistet
werden. In der vorliegenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sowohl
der Wechselrichter als auch das Schaltnetzteil hinsichtlich ihrer
Aktivität
steuerbar sind. Das bedeutet, dass nicht nur eine Ein-/Ausschaltfunktion
zur Verfügung
steht, sondern auch die Energiemenge, die jeweils umgewandelt wird,
eingestellt werden kann.
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An
das Gleichspannungsnetz 14 ist ein Akkumulator 22 angeschlossen,
der vorliegend als Blei-Schwefelsäure-Akkumulator ausgebildet
ist, der eine Nennspannung von 12 V aufweist. Ferner ist an dem
Gleichspannungsnetz 14 eine Kühlschrankzündeinrichtung 24,
eine Lampe 26 sowie ein Ventilatormotor 28 angeschlossen.
Der Ventilatormotor 28 treibt einen Ventilator zur Raumlüftung an.
Die Lampe 26 stellt eine Raumbeleuchtung dar. Mit der Kühlschrankzündeinrichtung 24 kann
ein gasbetriebener Kühlschrank
aktiviert werden. Das Gleichspannungsnetz 14 ist als Sicherheitskleinspannungsnetz
ausgebildet, weshalb die Kopplungseinheit 16 mit entsprechenden
Schutz- und Isolationsmaßnahmen
ausgerüstet
ist, so dass die diesbezüglichen
normgemäßen Anforderungen
erfüllt
werden können.
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Das
Wechselspannungsnetz 12 ist mit einem Netzanschluss 48 versehen,
der mit einer öffentlichen
Energieversorgung verbindbar ist. Darüber hinaus sind am Wechselspannungsnetz 12 elektrische Verbraucher
in Form eines Warmwasseraufbereiters 30 sowie einer elektrischen
Heizung 32 angeschlossen.
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Ferner
ist eine Steuereinheit 18 vorgesehen, die über Steuerleitungen 42, 44, 46 mit
dem Gleichspannungsnetz 14, dem Wechselspannungsnetz 12 sowie
der Kopplungseinheit 16 in Kommunikationsverbindung steht.
Die Steuereinheit 18 erlaubt es, Steuerbefehle an die angeschlossenen
Einheiten 12, 14, 16 auszugeben. Darüber hinaus
können
Zustandsgrößen, Schaltzustände und
dergleichen abgefragt werden.
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An
der Steuereinheit 18 ist ferner ein BUS 34 angeschlossen,
an welchem ihrerseits ein Schalter 36 für die Lampe 26, ein
Schalter 38 für
den Ventilatormotor 28 sowie ein Schalter 40 für die Heizung 32 angeschlossen
ist. Ferner ist ein Temperatursensor 50 mit dem BUS 34 in
Kommunikationsverbindung. Der Temperatursensor 50 misst
die Wassertemperatur der Wasseraufbereitung 30 und liefert
ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 18, so dass
eine Temperaturregelung erfolgen kann.
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Der
BUS 34 ist ringförmig
aufgebaut, und seine Leitungen sind derart im Wohnwagen verlegt, dass
ohne großen
Aufwand weitere Steuer- und Sensorelemente nachgerüstet werden
können.
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Die
Teilnetze 12, 14 weisen Schalt- und Stellelemente
auf, mit denen der Energiefluss in der elektrischen Anlage 10 bestimmungsgemäß gesteuert werden
kann. So ist für
die Warmwasseraufbereitung 30 ein nicht näher dargestelltes
TRIAC-Schaltelement vorgesehen, mit welchem die Wechselspannung
für die
Warmwasseraufbereitung in wunschgemäßer Weise ein- beziehungsweise
ausgeschaltet werden kann. Für
die Heizung 32 ist dagegen ein nicht näher dargestelltes Relais vorgesehen.
Das Gleichspannungsnetz 14 umfasst einen Transistorschalter
für die
Kühlschrankzündeinrichtung 24,
eine Transistordimmeinrichtung für
die Lampe 26 sowie ein Relais für den Ventilatormotor 28.
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Das
Wechselspannungsnetz 12, das Gleichspannungsnetz 14,
die Kopplungseinheit 16 sowie die Steuereinheit 18 sind
mit ihren Verbindungsleitungen zu einer zentralen Baugruppe 20 zusammengefasst.
Die zentrale Baugruppe 20 weist eine Leiterplatte 52 auf,
auf der alle erforderlichen Bauteile angeordnet sind. In der vorliegenden
Ausgestaltung gemäß 2 ist
diese Leiterplatte in bedrahteter Technologie vorgesehen. Sie weist
an einer Seite einen als Leiterplattenrandsteckverbinder ausgebildeten Anschlussbereich 54 auf,
an dem die Leitungen des BUS 34 mittels eines kodierten
Leiterplattenrandsteckverbinders angeschlossen werden können. In 2 sind
ferner Relais 56 zu erkennen, die die entsprechenden Schaltfunktionen
des Energieverteilungsnetzes 10 bereitstellen. Das Energieverteilungsnetz 10 ist
sternförmig
ausgebildet. Weiterhin sind 230 V-Anschlüsse 58 für die 230
V-Verbraucher 30, 32 vorgesehen.
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Ferner
sind 12 V-Anschlüsse 60 vorgesehen, an
die die Kleinspannungsverbraucher 24, 26, 28 anschließbar sind.
Die Anschlüsse 58, 60 sind
kodiert, so dass eine Verpolung vermieden werden kann. Da die Kodierung
für die
Anschlüsse 58, 60 unterschiedlich
ist, jedoch innerhalb der Anschlussgruppe 58 beziehungsweise
60 gleich ausgestaltet ist, kann ein versehentliches Anschließen eines
Verbrauchers an einer dafür
nicht geeigneten elektrischen Spannung vermieden werden. Gleichwohl
ist durch die gleiche Kodierung der Anschlüsse eines Teilnetzes gewährleistet,
dass ein geeigneter Verbraucher jeweils an einem beliebigen Anschluss
angeschlossen werden kann.
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Der
Schalter 36 für
die Lampe 26 ist vorliegend als Tastschalter ausgebildet,
mit dem die Dimmfunktion für
die Lampe 26 realisiert werden kann. In der vorliegenden
Ausgestaltung wird die Dimmung durch die Länge der Betätigung des Schalters 36 beeinflusst.
Eine Unterbrechung durch Loslassen der Taste kehrt die Dimmrichtung
um. Die Dimmung ist vom gänzlich
ausgeschalteten Zustand der Lampe 26 bis zum voll eingeschalteten
Zustand der Lampe 26 möglich.
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Die
Steuereinheit 18 weist eine nicht näher dargestellte Rechnereinheit
mit einem ablauffähigen Programm
auf, die es ermöglicht,
die Funktion der zentralen Baugruppe 20 individuell nach
Bedarf anzupassen. Die Einstellung der zentralen Baugruppe 20 erfolgt über eine
Schnittstelle 62, an die ein Laptop und/oder ein Computer
angeschlossen werden kann. Das Programm mit den entsprechenden Parameterwerten
ist in einer ebenfalls nicht weiter dargestellten Speichereinheit der
Steuereinheit 18 gespeichert. Über die Schnittstelle 62 kann
ferner ein Diagnoseprogramm aktiviert werden, das es ermöglicht, die
einzelnen Funktionen der zentralen Baugruppe zu testen.
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Am
BUS 34 ist ferner eine Infrarot-Empfängereinheit 64 angeschlossen,
mit der ein Infrarot-Steuersignal einer nicht näher dargestellten, als Handapparat
ausgebildeten Infrarot-Sendeeinrichtung empfangen werden kann. Hierdurch
können
einzelne vorbeschriebene Funktionen wie das Dimmen der Lampe 26 mittels
einer Fernbedienung gesteuert werden.
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Das
in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel
dient lediglich der Erläuterung
der Erfindung und ist für
diese nicht beschränkend.
So können
insbesondere die Funktionen der zentralen Baugruppe 20 und
die daran angeschlossenen Verbraucher variieren, ohne den Schutzbereich
der Erfindung zu verlassen.
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- 10
- Energieverteilungsnetz
- 12
- Wechselspannungsteilnetz
- 14
- Gleichspannungsteilnetz
- 16
- Kopplungseinheit
- 18
- Steuereinheit
- 20
- Zentrale
Baugruppe
- 22
- Akkumulator
- 24
- Kühlschrankzündeinrichtung
- 26
- Lampe
- 28
- Ventilatormotor
- 30
- Warmwasseraufbereitung
- 32
- Heizung
- 34
- BUS
- 36
- Schalter
für Lampe
- 38
- Schalter
für Ventilator
- 40
- Schalter
für Heizung
- 42
- Steuerleitung
- 44
- Steuerleitung
- 46
- Steuerleitung
- 48
- Netzanschluss
- 50
- Temperatursensor
- 52
- Leiterplatte
- 54
- Anschlussbereich
- 56
- Relais
- 58
- 230V – Anschluss
- 60
- 12V – Anschluss
- 62
- Schnittstelle
- 64
- Infrarot-Empfängereinheit