DE10050611C1 - Verfahren zum Starten einer Fahrzeug-Zusatz- oder Standheizung - Google Patents

Verfahren zum Starten einer Fahrzeug-Zusatz- oder Standheizung

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Stefan-Frank Ullerich
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Webasto Thermosysteme GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer mit Brennstoff betriebenen Fahrzeug-Zusatz- oder Standheizung, mit einer Brennsoffförderung zur Zündung des Gemisches aus Brennluft und Brennstoff ohne Flammerkennung innerhalb eines vom Gesetzgeber vorgegebenen Startzeitfensters von beispielsweise 180 Sekunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Startzeitfenster durch Spülphasen in drei Startzeitfenster (a, b, c) unterteilt ist, die bevorzugt in wenigstens zwei der drei Startzeitfenster (a, b, c) unterschiedliche Verläufe aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer mit Brennstoff betriebenen Fahrzeug-Zusatz- oder Standheizung, mit einer Brennstoffförderung zur Zündung eines Gemisches aus Brennluft und Brennstoff ohne Flammerkennung innerhalb eines vorgegebenen Startzeitfensters.
Bislang war es üblich (siehe hierzu beispielsweise die DE 196 05 324 C1), innerhalb der Sicherheitszeit, die durch das vom Gesetzgeber vorgegebene Startzeitfenster von typischerweise 180 Sekunden festgelegt ist, zwei Startversuche mit jeweils ähnlichen bzw. gleichen relativ fetten Brennstoff/Brennluft-Gemischen durchzuführen. Ferner ist es bekannt, den zweiten Startversuch mit stark überfettetem Gemisch durchzuführen. Dies hat eine starke Geräusch- und Geruchsbelästigung zur Folge, da die Abstimmung des Startgemisches auf der Annahme einer zumindest teilweise ausgegasten Brennstoffleitung basiert, wobei das Muster des Zweitstartes im wesentlichen eine Kopie des Erststartmusters ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das gesteigerten Nutzerkomfort durch geringeren Schadstoffausstoß und Geruchsbelästigung als bislang und einen sicheren Start der Heizung gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Unterteilung des Startfensters in drei Startzeitteilfenster vor, die voneinander durch Spülphasen getrennt sind, wobei in jedem Startfenster bevorzugt optimale Startmaßnahmen abhängig davon getroffen werden, wie viele Startversuche bereits erfolgt sind. So ist das erste Startzeitteilfenster gekennzeichnet durch einen Startversuch mit einer Gemischbildung, die in einem zeitlichen Verlauf eine Abmagerung des Gemisches von sehr fett nach fett aufweist. Hierdurch wird berücksichtigt, daß eine gegebenenfalls ausgegaste Brennstoffzuleitung befüllt werden muß. Bevorzugt wird nach Erkennen eines Flammwächtersignals auf Grundlage eines Gradienten oder einer Schwefle das relativ fette Gemisch auf Normalgemisch abgemagert, um die Startqualität zu verbessern.
Im zweiten Startzeitteilfenster erfolgt ein Zweitstart, falls der Erststart nicht gelungen ist, ausgehend von einem sehr mageren Gemisch in Richtung auf ein sehr fettes Gemisch. Wenn die Brennkammer dabei schon voll mit Brennstoff gefüllt ist, wird bereits beim mageren Gemisch gezündet und der weitere Verlauf des Zündversuchs erfolgt vorteilhafterweise bei noch etwas magerem Gemisch, bevor die Zusammensetzung des Gemisches auf Normalgemisch erhöht wird.
Im dritten Startfenster ist ein Drittstart im Falle eines Scheiterns der ersten beiden Starversuche vorgesehen, bei welchem davon ausgegangen wird, daß die Kraftstoffzuleitung doch leer gewesen ist, weshalb der dritte Startversuch über den gesamten Verlauf des Startversuchs bei sehr fettem oder zumindest fettem Gemisch erfolgt.
Durch die Differenzierung des Startzeitfensters in drei Startzeitteilfenster mit Startversuchen bei unterschiedlichem zeitlichen Verlauf des Brennstoff/Brennluft-Gemisches wird der Erfolg des Starts der Standheizung im Vergleich zum Stand der Technik mit seinem im wesentlichen undifferenzierten Startmuster erhöht. Außerdem erfolgt durch das erfindungsgemäße Verfahren der Start bei geringerem Schadstoffausstoß und bei geringerer Geruchsbelästigung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt das erfindungsgemäß differenzierte Startzeitfenster. In der Figur ist in Diagrammform auf der X-Achse der zeitliche Verlauf aufgetragen, während auf der Y-Achse das Mischverhältnis des Gemisches aufgetragen ist, beginnend mit sehr mager über mager und normal bis fett und sehr fett. Diese Begriffe korrespondieren zum Verhältnis des tatsächlichen Brennstoffmassenstroms mBst zu dem Brennstoffmassenstrom mBststatVoll, der bei stationärem Betrieb in Vollast vorliegt. Bei normaler Gemisch­ zusammensetzung ist dieses Verhältnis gleich 1; ein sehr mageres Gemisch ist durch einen Bereich von 0,70 bis 0,80 vorzugsweise etwa 0,75, ein mageres Gemisch durch einen Bereich von 0,80 bis 0,90, vorzugsweise etwa 0,85, ein fettes Gemisch durch einen Bereich von etwa 1,20 bis 1,50, vorzugsweise etwa 1,30 und ein sehr fettes Gemisch durch einen Bereich von 1,6 bis 2,0, vorzugs­ weise etwa 1,8 gekennzeichnet.
Das gesamte Startzeitfenster ist durch den Gesetzgeber festgelegt und beträgt typischerweise 180 Sekunden, innerhalb derer eine Brennstoffförderung ohne eine Flammerkennung maximal zulässig ist. Ist nach Ablauf dieser Gesamtzeit keine Flammbildung erfolgt, muß das Heizgerät in einem Störzustand verriegelt werden und darf erst nach Untersuchung in einer Fachwerkstatt oder nach Ablauf einer Wartezeit erneut gestartet werden. Dieses bisher undifferenziert in zwei etwa gleiche Startzeitteilfenster mit gleichen Startmustern unterteilte Gesamtintervall ist erfindungsgemäß in drei Startzeitteilfenster a, b und c mit bevorzugt unterschiedlichen Gemischzusammensetzungen und -verläufen in wenigstens zwei der Startzeitteilfenster unterteilt.
Das erste Startzeitteilfenster a erstreckt sich zeitlich von t0 bis t1. Das zweite Startzeitteilfensterfenster b erstreckt sich vom Zeitpunkt t2 zum Zeitpunkt t3 und das dritte Startzeitteilfenster c erstreckt sich vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5. Bei der dargestellten Ausführungsform, sind die drei Startzeilleilfenster gleich groß gewählt; d. h., diese Teilfenster a, b und c dauern gleich lange. Dies ist jedoch nicht zwingend. Das erste Startzeitteilfenster a ist vom zweiten Startzeitteilfenster b getrennt durch ein Zeitintervall s1. In ähnlicher Weise ist das zweite Startzeitteilfenster b vom dritten Startzeilleilfenster c getrennt durch eine Zeitdauer s2. Die Zeitdauern s1 und s2 sind bei der dargestellten Ausführungsform wiederum - jedoch nicht zwingend - gleich lang. Die Zeitdauern s1 und s2 legen Spülphasen zwischen den Zündversuchen während der Startzeitteilfenster a, b und c dar.
Im ersten Startzeitteilfenster a findet ein Startversuch, wie beispielsweise durch die abfallende Gerade gezeigt, mit einem Gemisch ausgehend von sehr fett nach fett statt. Hintergrund hierfür ist, daß davon ausgegangen werden muß, daß bei diesem primären Startversuch eine ausgegaste Leitung zunächst befüllt werden muß. Falls dieser Startversuch zum Erfolg führt, d. h. nach Erkennen eines Flammwächtersignals mittels eines Gradienten oder einer Schwelle, wird dann auf Normalgemisch abgemagert, um die Startqualität bezüglich der Emission zu verbessern.
Falls ein zweiter Startversuch erforderlich ist, erfolgt dieser im zweiten Startzeilleilfenster b, ausgehend von sehr mager, entlang einer ansteigenden Gerade, bis sehr fett. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Brennkammer nach dem ersten Startversuch bereits mit Brennstoff maximal gefüllt ist. Es würde dann bereits beim mageren Gemisch gezündet und vorteilhafterweise weiterhin noch bei etwas magerem Gemisch gezündet, bevor auf normales Gemisch erhöht wird.
Falls auch der zweite Startversuch nicht zum Erfolg geführt hat, erfolgt ein dritter Startversuch im dritten Startzeitteilfenster c. Bei diesem dritten Startversuch wird davon ausgegangen, daß die Kraftstoffzuleitung doch leer gewesen ist und der Startversuch erfolgt konstant bei sehr fettem Gemisch.
Die Führung der Gemischänderung innerhalb der Startzeitteilfenster erfolgt in der Praxis nicht zwingenderweise entlang von Geraden. Vielmehr sind beliebige hierfür geeignete Kurvenverläufe nutzbar, um eine Optimierung des Startverhaltens zu fördern. In ähnlicher Weise kann eine Optimierung erreicht werden, indem die Startfenster verschieden groß gemacht werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Starten einer mit Brennstoff betriebenen Fahrzeug- Zusatz- oder Standheizung, mit einer Brennstoffförderung zur Zündung eine Gemisches aus Brennluft und Brennstoff ohne Flammerkennung innerhalb eines vorgegebenen Startzeitfensters, dadurch gekennzeichnet, daß das Startzeitfenster durch Spülphasen (s1, s2) in drei Startzeitteilfenster (a, b, c) unterteilt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffförderung und/oder die Brennluftförderung zur Veränderung des Brennstoff/Brennluftverhältnisses in wenigstens zwei der drei Startzeitteilfenster (a, b, c) unterschiedliche Verläufe aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch im ersten Startfenster (a) von einem sehr fetten Gemisch auf ein fettes Gemisch abgemagert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch im zweiten Startzeitfenster (b) ausgehend von sehr mager bis in einen fetten oder sehr fetten Zustand angereichert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch im dritten Startzeitfenster (c) konstant fett oder sehr fett gehalten wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand eines sehr fetten Gemisches durch das Massenverhältnis des pro Zeiteinheit geförderten Brennstoffs mBst bezogen auf die Masse mBststat.Voll. des in derselben Zeiteinheit bei einem stationären Vollast-Betrieb geförderten Brennstoffs charakterisiert wird, wobei mBst/mBststat.Voll. etwa 2,0 bis 1,6, vorzugsweise etwa 1,8 beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand eines fetten Gemisches durch das Massenverhältnis des pro Zeiteinheit geförderten Brennstoffs mBst bezogen auf die Masse mBststat.Voll. des in derselben Zeiteinheit bei einem stationären Vollast-Betrieb geförderten Brennstoffs charakterisiert wird, wobei mBst/mBststat.Voll. etwa 1,5 bis 1,2, vorzugsweise etwa 1,3 beträgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand eines mageren Gemisches durch das Massenverhältnis des pro Zeiteinheit geförderten Brennstoffs mBst bezogen auf die Masse mBststat.Voll. des in derselben Zeiteinheit bei einem stationären Vollast-Betrieb geförderten Brennstoffs charakterisiert wird, wobei mBst/mBststat.Voll. etwa 0,9 bis 0,8, vorzugsweise etwa 0,85 beträgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand eines sehr mageren Gemisches durch das Massenverhältnis des pro Zeiteinheit geförderten Brennstoffs mBst bezogen auf die Masse mBststat.Voll. des in derselben Zeiteinheit bei einem stationären Vollast-Betrieb geförderten Brennstoffs charakterisiert wird, wobei mBst/mBststat.Voll. etwa 0,8 bis 0,7, vorzugsweise etwa 0,75 beträgt.
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