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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät, insbesondere
für mobilen Einsatz in Fahrzeugen, das in unterschiedlichen
Betriebsmodi betreibbar ist und das einen elektrischen Geräteeingang
mit einer Mehrzahl von Eingangsstiften besitzt, wobei durch elektrische
Beaufschlagung wenigstens eines der Eingangsstifte ein Controller
ansteuerbar ist, einen der Betriebsmodi einzustellen.
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Die
Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Betreiben eines
Heizgerätes, insbesondere für mobilen Einsatz
in Fahrzeugen, das in unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar
ist und das einen elektrischen Geräteeingang mit einer
Mehrzahl von Eingangsstiften besitzt, wobei durch e lektrische Beaufschlagung wenigstens
eines der Eingangsstifte ein Controller angesteuert wird, einen
der Betriebsmodi einzustellen.
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Heizgeräte
der vorgenannten Art sind beispielsweise in Form der Kraftfahrzeugheizgeräte
air top ST der Firma Webasto, Stockdorf, Deutschland, bekannt. Diese
Geräte verfügen über einen Normal-Modus,
einen energiesparenden Eco-Modus, einen Höhenmodus, in
dem die Verbrennungsparameter an geringen Luftdruck angepasst sind,
einen Lüftungs-Modus und einen Boost-Modus, der zur besonders
schnellen Klimatisierung eines Kraftfahrzeugs dient. Die Einstellung
des Modus erfolgt über ein Bediengerät, das in
verschiedenen Ausführungsformen verfügbar ist
und mit dem ein Steuergerät angesteuert wird, welches einen
oder mehrere Eingangsstifte des Geräteeingangs des Heizgerätes
mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt. Dabei weist das Steuergerät
für jeden der einstellbaren Betriebsmodi einen eigenen
Ausgangsstift auf, der mit einem zugeordneten Eingangsstift des
Geräteeingangs des Heizgerätes verbunden ist.
Je nach dem, welcher Eingangsstift des Heizgerätes auf
diese Weise elektrisch beaufschlagt wird, wird der entsprechende
Betriebsmodus eingestellt. Zur Einstellung des Betriebsmodus gehört
beispielsweise die Einstellung von Brennerparametern, Luftzufuhr,
Brennstoffzufuhr, Drehzahl eines Gebläsemotors etc.
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Ein
derartiges System bietet dem Benutzer hohen Komfort, ist jedoch
unter dem konstruktiven Aspekt nachteilig, da eine Vielzahl von
Ein-/Ausgangsstiften für die Ansteuerung bestimmter Betriebsmodi
reserviert sind und die hierfür vorgesehene Stiftzahl von
Modell zu Modell variieren kann.
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Es
ist daher erforderlich, für jedes Modell eine eigene Heizgeräte-Hardware
zu entwickeln, die überdies eine komplizierte interne Verkabelung
aufweist. Im Hinblick auf eine anzustrebende Modularität,
die einerseits die Herstellungskosten reduziert und andererseits
dem Benutzer ein breiteres Spektrum an Modell- und Konfigurationsvarianten
zur Verfügung stellen kann, muss das bekannte Stiftbelegungssystem
als nachteilig angesehen werden.
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Aus
dem Bereich der Schnittstellentechnologie, insbesondere bei Kommunikationsgeräten,
sind aus der
DE 69
031 861T2 sowie der
DE 199 59 405 B4 sogenannte Multifunktionseingänge
bekannt, bei denen ein Eingangsstift eines Geräteeingangs
nach einer vorgegebenen Konfiguration durch ein Steuermodul zu unterschiedlichen
Funktionseinheiten des Kommunikationsgerätes durchgeschaltet
wird. Je nach Schaltkonfiguration werden auf diese Weise an dem
Eingangsstift (der auch als Ausgangsstift dienen kann) anliegende
Signale auf unterschiedliche Weise weitergeleitet und weiterverarbeitet.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes
Heizgerät derart weiterzubilden, dass die vorgenannten
Probleme zumindest teilweise überwunden werden und insbesondere
ein Heizgerät zur Verfügung gestellt wird, welches
ohne Komfortverlust für den Benutzer einfacher und kostengünstiger herstellbar
ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes
Verfahren derart weiterzubilden, dass die vorgenannten Probleme
wenigstens teilweise überwunden werden, und insbesondere
ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes zur Verfügung
zu stellen, das modellübergreifend einsetzbar ist.
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Die
oben erstgenannte Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Controller
eingerichtet ist, einen an einen Auswahlstift des Geräteeingangs
angelegten elektrischen Signalpegel (beispielsweise einen Spannungs-
und/oder Strompegel) zu erfassen und einen der Betriebsmodi in Abhängigkeit
von dem erfassten Pegel einzustellen.
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Die
oben zweitgenannte Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen
des Oberbegriffs von Anspruch 6 dadurch gelöst, dass das
Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- • Erfassen
eines an einen Auswahlstift des Geräteeingangs angelegten
elektrischen Signalpegels und
- • Einstellen eines der Betriebsmodi in Abhängigkeit
von dem erfassten Signalpegel.
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Merkmale
und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen nachfolgend
gemeinsam diskutiert werden.
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Im
Unterschied zum Stand der Technik ist bei einem erfindungsgemäßen
Heizgerät nicht jedem einstellbaren Betriebsmodus ein eigener
Eingangsstift am Geräteeingang zugeordnet. Vielmehr wird
ein Auswahlstift zur Auswahl mehrerer oder vorzugsweise aller einstellbaren
Betriebsmodi zur Verfügung gestellt. Damit verringert sich
zum Einen die Anzahl vorbelegter Eingangsstifte, so dass der Geräteeingang
insgesamt kompakter ausgestaltet werden kann oder bei Beibe haltung üblicher
Stiftzahlen die Anzahl sonstiger einkoppelbarer Informationssignale
erhöht werden kann. Andererseits ist es auf diese Weise
möglich, unabhängig von der Anzahl der in einem
bestimmten Gerätemodell realisierten Betriebsmodi stets
denselben Geräteeingang zu verwenden.
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Erkauft
wird dieser Vorteil mit einer erhöhten Komplexitätsanforderung
an den Controller sowie des den Auswahlstift ansteuernden Steuergerätes.
Das Steuergerät muss nämlich zur Erzeugung und
Ausgabe eines differenzierten Signalpegels in der Lage sein, während
der Controller eingerichtet sein muss, diesen differenzierten Signalpegel
auch zu erfassen. Diese erhöhte Gerätekomplexität
stellt jedoch in der Praxis keinen Nachteil dar, da typische Steuergeräte
und Controller ohne weiteres in der Lage sind, differenzierte Signalpegel
auszugeben bzw. zu erfassen. Dies kann beispielsweise mit herkömmlicher
A/D- bzw. D/A-Wandlertechnologie erreicht werden. Werden, wie bevorzugt
vorgesehen, der Geräteeingang und der nachgeschaltete Controller
als modellübergreifend baugleiche Systemeinheit eingesetzt,
kann die Anpassung an die nachgeschaltete Heizgeräte-Hardware
durch einfache Konfiguration des Controllers erfolgen. Beispielsweise
kann der Controller für einfachere Modelle einer Gerätefamilie
mit nur wenigen Betriebsmodi anders programmiert werden als für
High-End-Geräte derselben Familie mit einer Vielzahl einstellbarer
Betriebsmodi. Diese Programmierung kann beispielsweise als werkseitige
Voreinstellung erfolgen; es ist jedoch auch denkbar, zumindest einen
Teil dieser Programmierung einem Endbenutzer zu überlassen.
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Auch
auf Seiten der Signalerzeugung, d. h. auf Seiten des Benutzers bzw.
des den Geräteingang ansteuernden Steuergerätes
führt die vorliegende Erfindung zu erheblichen Vereinfachungsvorteilen.
Beispielsweise können die Ausgänge der Steuergeräte
unabhängig von dem anzusteuernden Heizgerät baugleich
ausgestaltet werden, da stets derselbe Auswahlstift mit einem jeweils
geeigneten Signalpegel beaufschlagt werden muss. Diese Vereinheitlichung
an der Schnittstelle zwischen Heizgerät und vorgeschalteten
Bedieneinheiten gestattet eine erhebliche Ausweitung der Gerätevariationsmöglichkeiten
sowohl vor als auch hinter der Schnittstelle ohne hierdurch die
Herstellungskosten im Einzelfall zu erhöhen.
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Grundsätzlich
ist es möglich, zur Erfassung des Signalpegels dessen Absolutwert
zu detektieren und beispielsweise durch Vergleich mit einer Mehrzahl
von Schwellenwerten den anzusteuernden Betriebsmodus auszuwählen.
Dieser Ansatz kann jedoch insbesondere bei in Fahrzeugen installierten
Heizgeräten, deren Steuergeräten beispielsweise
nach langen Standzeiten nicht die im Normalbetrieb vorgesehene Spannung
zur Verfügung steht, problematisch sein. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass der Controller
eingerichtet ist, den Signalpegel beispielsweise im Verhältnis
zu einer vorgegebenen Referenzspannung zu erfassen bzw. dass der
Signalpegel im Verhältnis zu einer vorgegebenen Referenzspannung
erfasst wird. Diese Referenzspannung kann beispielsweise durch eine
Fahrzeugbatterie vorgegeben sein.
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Wird,
wie bevorzugt vorgesehen, der Signalpegel mittels einer Mehrzahl
von Komparatoren mit einer Mehrzahl vorgegebener Schwellenwerte
verglichen, wobei Spannungsintervalle zwischen je zwei Schwellenwerten
jeweils einem Betriebsmodus zugeordnet sind, werden diese Schwellenwerte
vorzugsweise als Bruchteile dieser Referenzspannung vorgegeben.
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Bevorzugt
steht die Referenzspannung auch dem den Geräteeingang ansteuernden
Steuergerät zur Verfügung, das seinen ausgegebenen
Signalpegel ebenfalls als einen vorgegebenen Bruchteil dieser Referenzspannung
erzeugt. Bei dieser Anordnung kann eine korrekte Ansteuerung des
gewünschten Betriebsmodus unabhängig vom aktuellen
Ladezustand der Fahrzeugbatterie erfolgen.
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Die
Erzeugung von Signalpegeln als Bruchteile einer Referenzspannung
ist durch einfache Spannungsteilerschaltungen möglich.
Andererseits ist auch die Erfassung eines Signalpegels im Vergleich
zu einer Referenzspannung auf einfache Weise, beispielsweise durch
eine Mehrzahl von Komparatoren, an denen jeweils eine mittels einer
Spannungsteilerschaltung erzeugte Vergleichsspannung anliegt, möglich.
Selbstverständlich sind auch andere Varianten der Pegelerzeugung
und -erfassung möglich, beispielsweise durch Rampenbildung
oder andere, aus der A/D- und D/A-Wandlertechnik bekannte Methoden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden,
speziellen Beschreibung und der Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer Schnittstelle zwischen einem Steuergerät
und einem Heizgerät.
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1 zeigt
in stark vereinfachter, schematischer Darstellung eine mögliche
Wechselwirkung zwischen einem Steuergerät und einem Heizgerät
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Das
Steuergerät 10 weist einen Ausgang 12 auf,
der eine Mehrzahl von Ausgangsstiften aufweist, von denen einer
(Bezugszeichen 14) der Betriebsmoduswahl gewidmet ist.
An diesem Auswahl-Ausgangstift 14 wird ein Signalpegel
in Form eines Spannungspegels angelegt, der in dem Steuergerät 10 als
Bruchteil einer Referenzspannung, die über einen Referenzspannungseingang 16 von
einer Fahrzeugbatterie 18 dem Steuergerät 10 zugeführt
wird, erzeugt wird. Der Auswahlausgangsstift 14 steht über
eine Leitung 20 mit einem korrespondierenden Auswahleingangsstift 22 eines
Geräteeingangs 24 an einem Controller 26 eines
Heizgerätes 28 in Verbindung.
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In
dem Controller 26 wird der am Auswahleingangsstift 22 anliegende
Spannungspegel einer Mehrzahl von Vergleichen mit Schwellenwerten
SW1–SW4 unterworfen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden
die Schwellenwerte SW1–SW4 ebenfalls als Bruchteil der
Referenzspannung vorgegeben, die über den Referenzspannungseingang 16' auch
dem Controller zur Verfügung steht. Wie durch die in dem
Block des Kontrollers 26 dargestellte Stufenkurve angedeutet, wird
je nach dem, zwischen welchen zwei benachbarten Schwellenwerten
der erfasste Spannungspegel liegt, ein zugeordneter Betriebsmodus
ausgewählt und das nachgeschaltete Heizgerät 28 entsprechend
angesteuert.
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Als
ein mögliches Beispiel einer Zuordnung von unterschiedlichen
Betriebsmodi kann die nachfolgende Tabelle 1 dienen.
| Schwellenwerte
(in
% der Referenzspannung) | Spannung
am Auswahlausgangsstift 14
(in % der Referenzspannung) | Betriebsmodus |
| 81–100 | > 81 | Normal-Modus |
| 65–80 | 75 | Eco-Modus |
| 51–65 | 58 | Höhen-Modus |
| 36–50 | 45 | Lüftungs-Modus |
| 21–35 | 28 | Boost-Modus |
| 0–20 | - | Keine
Funktionsänderung |
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Man
beachte, dass die Spannungspegel im Rahmen der vorliegenden Erfindung
entweder dauerhaft oder zeitweise angelegt werden können.
So kann bei einer Ausführungsform der jeweils eingestellte
Betriebsmodus so lange beibehalten werden, bis der anliegende Spannungspegel
sich soweit ändert, dass wenigstens ein Schwellenwert überschritten
wird. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Spannungspegel
grundsätzlich auf 0 oder einem sehr kleinen Wert liegen
und nur zum Zwecke der eigentlichen Umschaltung des Betriebsmo dus
entsprechend angehoben werden. Nach erfolgter Schaltung würde
er in seinen niedrigen Ruhezustand zurückfallen.
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Natürlich
stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in der
Zeichnung gezeigten Ausführungsformen nur illustrative
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem
Fachmann ist im Lichte der hier offenbarten Lehre ein breites Spektrum
an Variationsmöglichkeiten anhand gegeben. Insbesondere
kann die Software-Realisierung der Erfassung des Spannungspegels
und die nachfolgende Einstellung von Parametern des Heizgerätes
sehr individuell gestaltet werden. Üblicherweise wird jedoch
in jedem Steuerprogramm für ein Heizgerät mit
mehreren Betriebsmodi eine Modusinitialisierungsroutine existieren.
Die zur Realisierung der Erfindung erforderlichen Subroutinen werden
vorzugsweise in diesen Programmteil eingebaut oder mit diesem verknüpft.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die
Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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- 10
- Steuergerät
- 12
- Steuergeräteausgang
- 14
- Auswahlausgangsstift
- 16
- Referenzeingang
- 16'
- Referenzeingang
- 18
- Batterie
- 20
- Leitung
- 22
- Auswahleingangsstift
- 24
- Geräteingang
- 26
- Controller
- 28
- Heizgerät
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 69031861
T2 [0006]
- - DE 19959405 B4 [0006]