DE102008036255A1 - Fuel-operated heating device i.e. vehicle heating device, operation method, involves determining temperature based on electrical resistance of system area of vehicle heating device, where system area is designed with electrical conductor - Google Patents

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Abstract

The method involves determining temperature in a surrounding area of a vehicle heating device (10). A fuel supply arrangement (18) and/or a combustion air conveying arrangement (26) and/or an ignition arrangement (32) are operated based on the determined temperature. The temperature is determined based on an electrical resistance of a system area of the vehicle heating device, where the system area is designed with an electrical conductor. The electrical resistance of the electrical conductor is determined based on electric current.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgeräts, welches eine Brennkammer, eine Brennstoffförderanordnung zum Einspeisen von Brennstoff in die Brennkammer, eine Verbrennungsluftförderanordnung zum Einspeisen von Verbrennungsluft in die Brennkammer sowie eine Zündanordnung zum Zünden eines Verbrennungsluft/Brennstoff-Gemisches zum Starten der Verbrennung in der Brennkammer umfasst.The The present invention relates to a method for operating a fuel-powered vehicle heater, which is a combustion chamber, a fuel conveying arrangement for feeding fuel into the combustion chamber, a combustion air conveying arrangement for feeding combustion air into the combustion chamber and a ignitor to ignite a combustion air / fuel mixture for starting the combustion in the combustion chamber.

Beim Starten des Verbrennungsbetriebs eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgeräts werden verschiedene Betriebsphasen durchlaufen, die dazu führen, das Fahrzeugheizgerät in einen für den Verbrennungsbetrieb geeigneten Zustand zu bringen. So wird beispielsweise nach Erzeugen eines Einschaltsignals, welches als Befehl zum Starten des Verbrennungsbetriebs dient, zunächst in einer Vorglühphase durch Erregung der Zündanordnung, die im Allgemeinen zumindest einen Glühstift oder dergleichen umfasst, dafür gesorgt, dass in der Umgebung eines solchen Glühstiftes eine derart hohe Temperatur entsteht, dass ein noch zu erzeugendes Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff gezündet werden kann. Noch während bzw. nach der Vorglühzeit, die begleitet sein kann durch das Fördern von Verbrennungsluft in die Brennkammer beginnt die Brennstoffzufuhr durch entsprechende Erregung der Brennstoffzuführanordnung. Bei Aufbau des Fahrzeugheizgeräts mit einem Verdampferbrenner wird der Brennstoff in ein poröses Verdampfermedium geleitet und von dessen Oberfläche in Richtung Brennkammer abgedampft, was unterstütz sein kann durch eine optional vorsehbare, elektrisch erregbare Heizeinrichtung im Bereich des porösen Verdampfermediums. Sobald ein grundsätzlich zündfähiges Gemisch vorliegt und der Glühstift beispielsweise durch Erhöhen seiner Heizleistung gegen Ende der Vorglühzeit eine ausreichend hohe Temperatur erzeugt, so wird zunächst in der Umgebung des Glühstifts die Verbrennung starten, in einer dann folgenden Stabilisierungsphase bleibt der Glühstift bei bereits ablaufender Verbrennung aktiviert, um dafür zu sorgen, dass die Verbrennung sich möglichst rasch und stabil über die gesamte Brennkammer ausbreitet. An diese Stabilisierungsphase anschließend wird dann die Heizleistung des Fahrzeugheizgeräts auf das gewünschte Niveau gebracht, beispielsweise wird bei einem Kaltstart zunächst die maximale Heizleistung abgerufen, um möglichst rasch eine große Wärmeenergiemenge bereitzustellen.At the Start the combustion operation of a fuel-powered vehicle heater go through various operating phases that lead to the vehicle heater in one for to bring the combustion operation suitable condition. For example after generating a turn-on signal, which is used as a command to start of the combustion operation, initially in a pre-glow phase Excitation of the ignition assembly, which generally comprises at least one glow plug or the like, ensured, that in the vicinity of such a glow plug such a high temperature arises that a mixture still to be produced from combustion air and fuel are ignited can. Still while or after the preheating time, which can be accompanied by the promotion of combustion air into the combustion chamber, the fuel supply begins by appropriate Excitation of the fuel supply assembly. When building the vehicle heater with an evaporator burner, the fuel becomes a porous evaporator medium directed and from its surface evaporated in the direction of the combustion chamber, which can be supported by an optional Predictable, electrically energizable heater in the field of porous Evaporative medium. As soon as a basically ignitable mixture is present and the glow plug for example, by increasing its heating power towards the end of the preheating time a sufficiently high Temperature generated, so will first in the vicinity of the glow plug start the combustion, in a subsequent stabilization phase remains the glow plug activated during combustion already in progress, to ensure that the combustion as possible fast and stable over the entire combustion chamber spreads. At this stabilization phase subsequently then the heating power of the vehicle heater is at the desired level brought, for example, at a cold start first maximum heat output retrieved to as quickly as possible a large amount of heat energy provide.

Der Ablauf all dieser vorangehend dargelegten Betriebsphasen ist sehr stark abhängig davon, bei welcher Umgebungstemperatur ein derartiges Fahrzeugheizgerät arbeitet. Je niedriger die Umgebungstemperatur und mithin im Allgemeinen auch die Temperatur des Heizgeräts selbst ist, desto länger brauchen die verschiedenen Systembereiche, um die erforderlichen Betriebstemperaturen zu erreichen oder bereitzustellen. Eine Temperaturinformation liegt jedoch im Allgemeinen in einer derartigen Startphase eines Fahrzeugheizgeräts nicht vor. Die Heizgeräte selbst mit Temperatursensoren auszugestalten ist unter den vorherrschenden Marktbedingungen aus Kostengründen nur schwer realisierbar. Die in Fahrzeugen grundsätzlich vorgesehenen Temperatursensoren sind dann, wenn ein derartiges brennstoffbetriebenes Fahrzeugheizgerät beispielsweise als Standheizung betrieben wird, im Allgemeinen nicht aktiv, da das Fahrzeug selbst auch nicht aktiviert ist.Of the The course of all these operating phases set out above is very strongly dependent of which ambient temperature such a vehicle heater works. The lower the ambient temperature and therefore generally too the temperature of the heater even, the longer it takes the different system areas to the required operating temperatures to reach or to provide. A temperature information is however, generally not in such a starting phase of a vehicle heater in front. The heaters designing yourself with temperature sensors is among the most prevalent Market conditions for cost reasons difficult to realize. The vehicles provided in principle Temperature sensors are when such a fuel-powered vehicle heater For example, is operated as a heater, generally not active, since the vehicle itself is not activated.

Es ist die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahzeugheizgeräts bereitzustellen, mit welchem in einfacher, gleichwohl jedoch zuverlässiger Weise der Betrieb verschiedener Systembereiche unter Berücksichtigung einer Umgebungstemperatur ablaufen kann.It the object of the present invention is a method for Operating a vehicle heater to provide with which in a simple, yet reliable manner the operation of different system areas under consideration an ambient temperature can run.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Heizgeräts, insbesondere Fahrzeugheizgerät, dieses umfassend eine Brennkammer, eine Brennstoffförderanordnung zum Einspeisen von Brennstoff in die Brennkammer, eine Verbrennungsluftförderanordnung zum Einspeisen von Verbrennungsluft in die Brennkammer, eine Zündanordnung zum Zünden eines Verbrennungsluft/Brennstoff-Gemisches zum Starten der Verbrennung in der Brennkammer, wobei das Verfahren folgende Maßnahmen umfasst:

  • a) Ermitteln einer Temperatur in der Umgebung des Fahrzeugheizgeräts,
  • b) Betreiben der Brennstoffförderanordnung oder/und der Verbrennungsluftförderanordnung oder/und der Zündanordnung beruhend auf der bei der Maßnahme a) ermittelten Temperatur,
wobei die Maßnahme a) das Ermitteln der Temperatur auf der Grundlage des elektrischen Widerstands eines mit einem elektrischen Leiter ausgebildeten Systembereichs des Fahrzeugheizgeräts umfasst.According to the invention, this object is achieved by a method for operating a fuel-operated heater, in particular a vehicle heater, comprising a combustion chamber, a fuel delivery arrangement for feeding fuel into the combustion chamber, a combustion air conveying arrangement for feeding combustion air into the combustion chamber, an ignition arrangement for igniting a combustion air / fuel Mixture for starting combustion in the combustion chamber, the method comprising:
  • a) determining a temperature in the vicinity of the vehicle heater,
  • b) operating the fuel delivery arrangement and / or the combustion air conveying arrangement and / or the ignition arrangement based on the temperature determined in measure a),
wherein the measure a) comprises determining the temperature based on the electrical resistance of a system portion of the vehicle heater formed with an electrical conductor.

Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass eine Information über die im Umgebungsbereich eines Fahrzeugheizgeräts vorliegende Temperatur bereitgestellt werden und somit auch für den Betrieb der verschiedenen Systembereiche genutzt werden kann, ohne hierfür einen zusätzlichen Temperatursensor zu benötigen. Als Temperatursensor wird ein Systembereich des Fahrzeugheizgeräts selbst genutzt, der grundsätzlich elektrisch zu betreiben ist, also einen elektrischen Leiter aufweist. Bekanntermaßen weisen elektrische Leiter ein von der Temperatur desselben abhängiges Leitungsverhalten, also einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand auf. Ist dieser Zusammenhang zwischen Temperatur und Widerstand eines derartigen Leiters bekannt, beispielsweise auf der Grundlage eines theoretischen Modells oder durch Ermittlung in Laborversuchen, so kann dieser Zusammenhang dazu genutzt werden, durch das Auswerten des Leitungsverhaltens des elektrischen Leiters auf die Temperatur desselben zu schließen. Da ein derartiger elektrischer Leiter bzw. der diesen aufweisende Systembereich im Allgemeinen auch im Bereich des Fahrzeugheizgeräts selbst vorgesehen bzw. in dieses integriert ist, wird somit ein Schluss auf die im Bereich des Fahrzeugheizgeräts vorherrschende Temperatur möglich.It is essential in the method according to the invention that information about the temperature present in the surrounding area of a vehicle heater is provided and thus can also be used for the operation of the various system areas without requiring an additional temperature sensor for this purpose. As a temperature sensor, a system area of the vehicle heater itself is used, which is basically to operate electrically, that has an electrical conductor. As is known, electrical conductors have a conduction behavior dependent on the temperature thereof, that is to say a temperature-dependent electrical current Resistance on. If this relationship between the temperature and the resistance of such a conductor is known, for example on the basis of a theoretical model or by determination in laboratory experiments, then this relationship can be used to close it by evaluating the conduction behavior of the electrical conductor to its temperature. Since such an electrical conductor or system area having it is generally also provided in the area of the vehicle heater itself or is integrated into it, a conclusion on the temperature prevailing in the area of the vehicle heater is thus possible.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, der Systembereich eine zum Betreiben desselben zu bestromende und eine einen elektrischen Leiter bereitstellende Spulenanordnung umfasst, wobei bei einer besonders vorteilhaften Variante vorgesehen ist, dass der Systembereich die Brennstoffförderanordnung umfasst, wobei die Spulenanordnung eine Spule und einen mit dem durch diese erzeugbaren Magnetfeld in Wechselwirkung stehenden Anker sowie einen durch den Anker zur Durchführung einer Pumpbewegung verschiebbaren Kolben umfasst. Die Brennstoffförderanordnung eines Fahrzeugheizgeräts ist im Allgemeinen im Umgebungsluft zugänglichen Bereich angeordnet, so dass somit vergleichsweise genau auf die Umgebungstemperaturen geschlossen werden kann.For example can be provided, the system area one for operating the same to be energized and one providing an electrical conductor Coil arrangement comprises, wherein in a particularly advantageous Variant is provided that the system area the fuel delivery arrangement comprising, wherein the coil assembly comprises a coil and one with the Anchor interacting through this generatable magnetic field and a displaceable by the armature for performing a pumping movement Piston includes. The fuel delivery system a vehicle heater is generally located in the ambient air accessible area, so that comparatively accurate to the ambient temperatures can be closed.

Um das elektrische Leitungsverhalten des zur Temperaturermittlung genutzten elektrischen Leiters bestimmen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass die Maßnahme a) das Anlegen einer Spannung an die Spulenanordnung und das Ermitteln der Temperatur auf der Grundlage des bei angelegter Spannung durch den elektrischen Leiter der Spulenanordnung fließenden elektrischen Stroms umfasst, wobei weiter vorgesehen sein kann, dass beruhend auf dem elektrischen Strom der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters ermittelt wird und beruhend auf dem elektrischen Widerstand die Temperatur ermittelt wird.Around the electrical conductivity of the used for temperature determination to be able to determine electrical conductor is further proposed that the measure a) applying a voltage to the coil assembly and determining the temperature based on the applied voltage through the electrical conductor of the coil assembly flowing electrical current which may further be provided based on the electric current the electrical resistance of the electrical conductor is determined and based on the electrical resistance of the Temperature is determined.

Die Temperatur in der Umgebung des Fahrzeugheizgeräts kann auf der Grundlage des folgenden Zusammenhangs ermittelt werden: T = T0 + ((R(T)/R(T0)) – 1)/α,wobei:

T
die zu ermittelnde Temperatur ist,
T0
eine Referenztemperatur ist,
R(T)
der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters bei der Temperatur T ist,
R(T0)
der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters bei der Referenztemperatur T0 ist,
α
ein materialanhängiger Temperaturkoeffizient ist.
The temperature around the vehicle heater may be determined based on the following relationship: T = T 0 + ((R (T) / R (T. 0 )) - 1) / α, in which:
T
the temperature to be determined is
T 0
is a reference temperature,
R (T)
is the electrical resistance of the electrical conductor at the temperature T,
R (T 0 )
the electrical resistance of the electrical conductor is at the reference temperature T 0 ,
α
is a material-dependent temperature coefficient.

Um bei diesem Zusammenhang die im Betrieb tatsächlich eingesetzten Größen in einfacher Weise berücksichtigen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass in dem Zusammenhang die Größe R(T) ermittelt wird als das Verhältnis: U/I(T)wobei:

U
die zum Ermitteln der Temperatur angelegte elektrische Spannung ist,
I(T)
der bei angelegter Spannung U fließende elektrische Strom ist.
In order to be able to take into account in this connection the variables actually used in operation in a simple manner, it is further proposed that in this connection the quantity R (T) be determined as the ratio: U / I (T) in which:
U
is the electrical voltage applied to determine the temperature,
I (T)
the current flowing at applied voltage U is electrical current.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende 1 detailliert beschrieben, welche ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu betreibendes Fahrzeugheizgerät in prinzipieller Art und Weise darstellt.The present invention will be described below with reference to the attached 1 described in detail, which represents a to be operated by the method according to the invention vehicle heater in principle way.

Das Fahrzeugheizgerät 10 umfasst als wesentlichen Systembereich eine Brenneranordnung 12 mit einer in einem Brennkammergehäuse 14 gebildeten Brennkammer 16. Ein Brennstoffzuführanordnung 18, beispielsweise ausgebildet nach Art einer Dosierpumpe, fördert flüssigen Brennstoff aus einem Reservoir 20 in Richtung Brennkammer 16. Der dargestellte Brennerbereich 12 ist nach Art eines Verdampferbrenners aufgebaut und weist ein poröses Verdampfermedium 22 auf, in welches der flüssige Brennstoff eingespeist wird. In dem porösen Innenvolumenbereich des porösen Verdampfermediums 22 verteilt sich der flüssige Brennstoff durch Kapillarförderwirkung und wird an der zur Brennkammer 16 freiliegenden Oberfläche abgedampft. Um insbesondere in der Startphase diese Abdampfung zu unterstützen, ist im porösen Verdampfermedium 22 eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung 24 vorgesehen, umfassend einen an der von der Brennkammer 16 abgewandten Rückseite des porösen Verdampfermediums 22 angeordneten Heizleiter.The vehicle heater 10 includes a burner assembly as an essential system area 12 with one in a combustion chamber housing 14 formed combustion chamber 16 , A fuel delivery assembly 18 , For example, designed in the manner of a metering pump, promotes liquid fuel from a reservoir 20 in the direction of the combustion chamber 16 , The illustrated burner area 12 is constructed in the manner of an evaporator burner and has a porous evaporator medium 22 on, in which the liquid fuel is fed. In the porous interior volume region of the porous evaporator medium 22 the liquid fuel is distributed by Kapillarförderwirkung and is at the to the combustion chamber 16 exposed surface evaporated. In order to support this evaporation especially in the starting phase, is in the porous evaporator medium 22 an electrically energizable heater 24 provided, comprising one at the of the combustion chamber 16 remote from the back of the porous evaporator medium 22 arranged heating conductor.

Die zum Verbrennen des Brennstoffs erforderliche Verbrennungsluft L wird durch eine Verbrennungsluftförderanordnung 26 in die Brennkammer 16 geleitet. Die Verbrennungsluftförderanordnung 26 umfasst einen Antriebselektromotor 28 und ein von diesem zur Drehung angetriebenes Förderrad 30. Beispielsweise kann die Verbrennungsluftförderanordnung 26 nach Art eines Seitenkanalgebläses ausgebildet sein.The combustion air L required for burning the fuel is passed through a combustion air delivery system 26 into the combustion chamber 16 directed. The combustion air conveying arrangement 26 includes a drive electric motor 28 and a rotary wheel driven by this 30 , For example, the combustion air conveying arrangement 26 be designed in the manner of a side channel blower.

Ein Zündorgan 32, beispielsweise als Glühzündstift oder dergleichen ausgebildet, ist erregbar, um durch Erzeugen lokal sehr hoher Temperaturen das Gemisch aus Verbrennungsluft L und Brennstoffdampf zu zünden und somit die Verbrennung in der Brennkammer 16 zu starten.An ignition device 32 For example, designed as Glühzündstift or the like, is excitable to ignite by generating locally very high temperatures, the mixture of combustion air L and fuel vapor and thus the combustion in the combustion chamber 16 to start.

Die bei der Verbrennung erzeugte Wärme kann in einem Wärmetauscherbereich 34 auf ein zu erwärmendes Medium M, also beispielsweise Luft oder Wasser, übertragen werden. Die Verbrennungsabgase A verlassen den Brennerbereich 12 über einen Abgasströmungsweg.The heat generated during combustion may be in a heat exchanger area 34 be transferred to a medium to be heated M, so for example air or water. The combustion exhaust gases A leave the burner area 12 via an exhaust gas flow path.

Die verschiedenen im Betrieb des Fahrzeugheizgeräts 10 zu aktivierenden oder zu deaktivierenden Systembereiche, also die Brennstoffzuführanordnung 18, die Verbrennungsluftzuführanordnung 26, die elektrisch erregbare Heizeinrichtung 24 und das Zündorgan 32, stehen unter der Ansteuerung einer allgemein mit 36 bezeichenten Ansteuervorrichtung. Beispielsweise durch Einstellung der von der Brennstoffförderanordnung 18 geförderten Brennstoffmenge und entsprechend der Einstellung der von der Verbrennungsluftförderanordnung 26 geförderten Verbrennungsluftmenge bei ablaufendem Verbrennungsbetrieb kann die Heizleistung des Brennerbereichs 12 und somit die auf das zu erwärmende Medium M übertragbare Wärmeenergiemenge eingestellt werden.The various in the operation of the vehicle heater 10 to be activated or deactivated system areas, so the Brennstoffzuführanordnung 18 , the combustion air supply arrangement 26 , the electrically energizable heater 24 and the ignition device 32 , are under the control of a general with 36 designated driving device. For example, by adjusting the fuel delivery system 18 funded amount of fuel and according to the setting of the combustion air conveyor assembly 26 promoted combustion air quantity in the course of combustion operation, the heat output of the burner area 12 and thus the amount of heat energy transferable to the medium M to be heated can be adjusted.

Die verschiedenen unter der Ansteuerung der Ansteuervorrichtung 36 stehenden Systembereich des Fahrzeugheizgeräts werden in ihrem Betrieb auch so aufeinander abgestimmt aktiviert bzw. deaktiviert bzw. in ihrer Betriebsleistung eingestellt, dass der Gesamtbetrieb des Fahrzeugheizgeräts 10 in optimaler Weise ablaufen bzw. auch gestartet werden kann. Dazu gehört beispielsweise, dass in einer Startphase zunächst das Zündorgan 32 und beispielsweise auch die elektrisch erregbare Heizeinrichtung 24 aktiviert werden, um in einer Vorglühphase einerseits im Bereich des Zündorgans 32 sehr hohe Temperaturen zum Zünden bereitzustellen, andererseits durch Vorwärmung des porösen Verdampfermediums 22 die Brennstoffabdampfung daraus zu unterstützen. Zur Bereitstellung des zündfähigen Gemisches kann dann am Ende bzw. in einer Zwischenphase einer Vorglühphase durch Aktivierung der Brennstoffförderanordnung 18 und der Verbrennungsluftförderanordnung 26 die Brennstoffeinspeisung und die Verbrennungslufteinspeisung begonnen werden. Bei erfolgter Zündung können das Zündorgan 32 und die elektrisch erregbare Heizeinrichtung 24 über eine Stabilisierungsphase hinweg noch betrieben werden, um eine vollständige Ausbreitung der Verbrennung in der Brennkammer 16 und eine stabile Verbrennung für den nachfolgenden Heizbetrieb sicherzustellen.The various under the control of the drive device 36 standing system area of the vehicle heater are activated in their operation so coordinated with each other or deactivated or set in their operating performance that the overall operation of the vehicle heater 10 run in an optimal way or can be started. This includes, for example, that in a starting phase, first the ignition 32 and, for example, the electrically energizable heater 24 be activated to in a Vorglühphase one hand, in the field of ignition 32 To provide very high temperatures for ignition, on the other hand, by preheating the porous evaporator medium 22 to support the fuel evaporation from it. To provide the ignitable mixture can then at the end or in an intermediate phase of a pre-glow phase by activation of the fuel delivery system 18 and the combustion air conveying arrangement 26 the fuel feed and the combustion air feed are started. After ignition, the ignition can 32 and the electrically energizable heater 24 are still operated over a stabilization phase to ensure complete propagation of combustion in the combustion chamber 16 and to ensure stable combustion for the subsequent heating operation.

Um insbesondere in der Startphase die verschiedenen Systembereiche in geeigneter Art und Weise ansteuern zu können, wird gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung die Temperatur in der Umgebung des Fahrzeugheizgeräts 10 ermittelt. Dies ist besonders daher von Bedeutung, da beispielsweise die Vorglühdauer bzw. Vorglühleistung des Zündorgans 32 zum Erreichen der zum Zünden ausreichenden Temperaturen sehr stark von der Umgebungstemperatur abhängt. Bei Temperaturen von –40°C wird eine deutlich höhere Vorglühleistung bzw. längere Vorglühzeitdauer erforderlich sein, als bei einer Umgebungstemperatur von –10°C. Auch hängt die Viskosität des zu fördernden flüssigen Brennstoffs sehr stark von der Temperatur ab, so dass auch der Betrieb der Brennstoffzuführanordnung 18 unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur und somit der zur erwartenden Viskosität des zu fördernden Brennstoffs eingestellt werden kann.In order to be able to control the various system areas in a suitable manner, in particular during the starting phase, the temperature in the surroundings of the vehicle heater becomes, according to the principles of the present invention 10 determined. This is particularly important because, for example, the Vorglühdauer or Vorglühleistung the ignition 32 To reach the temperatures sufficient for ignition very much depends on the ambient temperature. At temperatures of -40 ° C, a significantly higher preheating or longer preheating time will be required than at an ambient temperature of -10 ° C. Also, the viscosity of the liquid fuel to be delivered depends very much on the temperature, so that the operation of the Brennstoffzuführanordnung 18 taking into account the ambient temperature and thus the expected viscosity of the fuel to be delivered can be adjusted.

Um zum korrekten Vorgeben des Betriebs der verschiedenen anzusteuernden Systembereich die erforderlich Temperaturinformation bereitstellen zu können, wird erfindungsgemäß das elektrische Leitungsverhalten eines elektrischen Leiters in einem elektrisch zu betreibenden Systembereich des Fahrzeugheizgeräts 10 ausgewertet. Dies wird im folgenden anhand der Brennstoffförderanordnung 18 erläutert.In order to be able to provide the required temperature information for correctly prescribing the operation of the various system areas to be controlled, according to the invention the electrical conduction behavior of an electrical conductor in an electrical system area of the vehicle heating device to be operated is determined 10 evaluated. This will be described below with reference to the fuel delivery assembly 18 explained.

Wie in der 1 prinzipartig dargestellt, umfasst die Brennstoffförderanordnung 18 eine Spulenanordnung 38 mit einer einen elektrischen Leiter 40, im Allgemeinen einen Kupferdraht, umfassenden Spule 42. Ein Anker 44 tritt bei Erregung der Spule 42, also bei Anlegen einer elektrischen Spannung an diese, in Wechselwirkung mit dem durch die Spule 42 erzeugten Magnetfeld und wird dabei in seiner Längsrichtung verschoben. Ein mit dem Anker 44 zur gemeinsamen Bewegung verkoppelter oder durch diesen selbst bereitgestellter Pumpenkolben 46 verdrängt bei dieser Verschiebebewegung Brennstoff aus einer Pumpenkammer in Richtung Brennerbereich 12.Like in the 1 illustrated in principle, includes the fuel delivery arrangement 18 a coil arrangement 38 with an electrical conductor 40 , generally a copper wire, comprehensive coil 42 , An anchor 44 occurs when the coil is energized 42 That is, when applying an electrical voltage to this, in interaction with that through the coil 42 generated magnetic field and is thereby displaced in its longitudinal direction. One with the anchor 44 for joint movement coupled or provided by this pump piston itself 46 During this displacement movement, fuel is displaced from a pump chamber in the direction of the burner area 12 ,

Das temperaturabhängige elektrische Leitungsverhalten des elektrischen Leiters 40 der Spule 42 ist allgemein bekannt. Bei Einsatz eines ohmschen Leiters besteht ein näherungsweise linearer Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem Widerstand, wobei die Steigung dieses linearen Zusammenhangs definiert ist durch den jeweils materialabhängigen Temperaturkoeffizienten α. Auf der Grundlage dieses an sich bekannten Zusammenhangs zwischen Temperatur und elektrischem Widerstand kann eine im Bereich der Brennstoffförderanordnung 18 vorherrschende Temperatur aus folgendem Zusammenhang ermittelt werden: T = T0 + ((R(T)/R(T0)) – 1)/α, wobei:

T
die zu ermittelnde Temperatur ist,
T0
eine Referenztemperatur ist,
R(T)
der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters bei der Temperatur T ist,
R(T0)
der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters bei der Referenztemperatur T0 ist,
α
ein materialanhängiger Temperaturkoeffizient ist.
The temperature-dependent electrical conduction behavior of the electrical conductor 40 the coil 42 is well known. When using an ohmic conductor, there is an approximately linear relationship between the temperature and the resistance, wherein the slope of this linear relationship is defined by the respective material-dependent temperature coefficient α. On the basis of this known relationship between temperature and electrical resistance, one in the area of the fuel delivery arrangement 18 prevailing temperature can be determined from the following relationship: T = T 0 + ((R (T) / R (T. 0 )) - 1) / α , in which:
T
the temperature to be determined is
T 0
is a reference temperature,
R (T)
is the electrical resistance of the electrical conductor at the temperature T,
R (T 0 )
the electrical resistance of the electrical conductor is at the reference temperature T 0 ,
α
is a material-dependent temperature coefficient.

Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann also in der Startphase, beispielsweise nachdem ein Startbefehl erzeugt worden ist, zunächst eine vergleichsweise geringe Temperaturmesspannung U an die Spule 42 bzw. den elektrischen Leiter 40 derselben angelegt werden. Da die Spule 42 eine vorbestimmte Induktivität aufweist, wird der in der Spule 42 dann fließende elektrische Strom sich nach einer an sich bekannten Zeitdauer auf einen vom elektrischen Widerstand des elektrischen Leiters 40 und selbstverständlich der angelegten Spannung U abhängigen Wert einpegeln. Durch die über das ohmsche Gesetz bestehende Verknüpfung zwischen Spannung, Strom und elektrischem Widerstand kann aus der angelegten Spannung U und dem dann fließenden elektrischen Strom I auf den vorhandenen elektrischen Widerstand R geschlossen werden, der wiederum gemäß dem vorangehend angegebenen Zusammenhang dazu genutzt werden kann, die Umgebungstemperatur, welche im Wesentlichen mit der Temperatur des elektrischen Leiters 40 übereinstimmen wird, zu ermitteln. Hierzu kann in dem voranstehenden Zusammenhang für den Widerstandswert R(T) direkt der Zusammenhang U/I(T) eingesetzt werden, welcher gemäß dem ohmschen Gesetz den temperaturabhängigen Widerstand R(T) wiedergibt.In the procedure according to the invention, therefore, in the starting phase, for example after a start command has been generated, initially a comparatively low temperature measuring voltage U to the coil 42 or the electrical conductor 40 be created the same. Because the coil 42 having a predetermined inductance becomes that in the coil 42 then flowing electrical current after a known period of time to one of the electrical resistance of the electrical conductor 40 and, of course, level the applied voltage U dependent value. By existing over the ohmic law link between voltage, current and electrical resistance can be inferred from the applied voltage U and the then flowing electric current I to the existing electrical resistance R, which in turn can be used in accordance with the above-mentioned context, the Ambient temperature, which is substantially equal to the temperature of the electrical conductor 40 will agree to determine. For this purpose, in the above context, the relationship U / I (T) can be used directly for the resistance value R (T), which according to Ohm's law reproduces the temperature-dependent resistance R (T).

Die Referenzgrößen T0 und R0 können zuvor beispielsweise bei Laborbedingungen, also bekannter Temperatur, ermittelt werden. Wenn dabei die gleiche Spannung U eingesetzt wird, wie auch bei der tatsächlich im System durchzuführenden Temperaturermittlung, kann der in dem vorangehend angegebenen und die Temperatur definierenden Zusammenhang enthaltene Wert R(T) direkt ersetzt werden durch den Wert 1/I(T), wenn der Referenzwert R0 entsprechend ersetzt wird durch den zugeordneten Stromwert 1/I0. Der voranstehende Zusammenhang definiert also grundsätzlich nur die Verknüpfung zwischen der zu ermittelnden Temperatur und den verschiedenen insbesondere über das ohmsche Gesetz auch in Zusammenhang stehenden elektrischen Größen U, I und R sowie dem Temperaturkoeffizienten α.The reference variables T 0 and R 0 can previously be determined, for example, under laboratory conditions, ie known temperature. If the same voltage U is used as well as the temperature determination actually carried out in the system, the value R (T) contained in the above-mentioned relationship defining the temperature can be directly replaced by the value 1 / I (T), if the reference value R 0 is correspondingly replaced by the assigned current value 1 / I 0 . The above relationship thus basically defines only the link between the temperature to be determined and the various electrical variables U, I and R, which are also related in particular via Ohm's law, and the temperature coefficient α.

Ist die Temperatur in der vorangehend beschriebenen Art und Weise ermittelt worden, kann sie dann in der Ansteuervorrichtung 36 dazu genutzt werden, um dementsprechend insbesondere in der Startphase des Fahrzeugheizgeräts 10 dann die verschiedenen anzusteuernden Systembereiche entsprechend temperaturangepasst zu betreiben. Insbesondere können die verschiedenen Betriebsparameter, wie zum Beispiel Vorglühdauer, Vorglühleistung, Dauer der Stabilisierungsphase, Förderleistung der Brennstoffförderanordnung 18, Förderleistung der Verbrennungsluft, Förderanordnung 26 und Heizleistung der elektrisch erregbaren Heizleistung 24 sowie deren Heizdauer temperaturabhängig eingestellt werden.If the temperature has been determined in the manner described above, then it can in the drive device 36 be used to accordingly in particular in the starting phase of the vehicle heater 10 then operate the various system areas to be controlled accordingly temperature-adapted. In particular, the various operating parameters, such as Vorglühdauer, Vorglühleistung, duration of the stabilization phase, delivery rate of the fuel delivery assembly 18 , Conveying capacity of the combustion air, conveying arrangement 26 and heating power of the electrically excitable heating power 24 as well as their heating time are set temperature dependent.

Bei der erfindungsgemäß vorzunehmenden Temperaturermittlung kann beispielsweise auch berücksichtigt werden, wieviel Zeit seit dem letzten Deaktivieren des Fahrzeugheizgeräts vergangen ist. In dieser Zeit wird das Fahrzeugheizgerät, nachdem es durch den Verbrennungsbetrieb intensiv erwärmt worden ist, allmählich abkühlen, so dass die im Bereich des Fahrzeugheizgeräts gemessene Temperatur möglicherweise über der Umgebungstemperatur liegt und entsprechend eine abhängig von dieser Zeitdauer vorzunehmende Korrektur vorgenommen werden.at the invention to be carried out temperature determination can also be considered, for example how much time has passed since the last deactivation of the vehicle heater is. During this time, the vehicle heater, after being burned by the combustion heated intensively is, gradually cooling down, so that the temperature measured in the area of the vehicle heater may be above the ambient temperature and accordingly one dependent be made of this period of time to be made correction.

Es ist selbstverständlich, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch in anderer Weise implementiert werden können. So ist es beispielsweise nicht erforderlich, bei jeder Temperaturermittlung beruhend auf den verschiedenen Erfassungsgrößen tatsächlich eine Berechnung der Temperatur vorzunehmen. Vielmehr kann in einem Kennfeld ein Zusammenhang zwischen dem bei angelegter Spannung fließenden elektrischen Strom und der dabei dann vorhandenen Umgebungstemperatur abgelegt werden, so dass direkt durch Auslesen eines Kennfelds bzw. einer Tabelle auf die Temperatur geschlossen werden kann.It is self-evident, that the principles of the present invention also implemented in other ways can be. For example, it is not necessary to rely on any temperature determination on the different entry sizes actually a calculation of Temperature. Rather, in a map, a context between the current flowing with voltage applied electric current and the ambient temperature then being stored, so that directly by reading a map or a table can be closed to the temperature.

Weiter ist es selbstverständlich möglich, andere elektrisch erregbare Systembereiche zu nutzen. So ist im Allgemeinen der Antriebselektromotor 28 der Verbrennungsluftförderanordnung 26 auch mit einer oder mehreren Spulen ausgestaltet, deren elektrischer Leiter gleichfalls zur Temperaturermittlung genutzt werden könnte. Auch das Zündorgan 32 weist im Allgemeinen einen durch elektrische Erregung zur erwärmenden Leiterbereich, beispielsweise in Spulen- oder Wendelform auf, der zur Temperaturermittlung erwärmt werden könnte. Ebenso könnte die elektrisch erregbare Heizeinrichtung 24 bzw. deren Heizleiter dazu genutzt werden. Da jedoch das Zündorgan 32 bzw. die elektrisch erregbare Heizeinrichtung 24 bzw. die darin vorgesehenen Leiterbereiche speziell dazu ausgebildet sind, durch Erregung vergleichsweise hohe Temperaturen zu erzeugen, welche Anforderung bei der Spulenanordnung 38 der Brennstoffförderanordnung 18 und entsprechend auch beim Elektroantriebsmotor 28 der Verbrennungsluftförderanordnung 26 nicht besteht, werden vorzugsweise diese grundsätzlich nicht zum Erwärmen zu erregenden Systembereiche herangezogen, da deren elektrische Leiter bei Anlegen der Temperaturmessspannung ihre Temperatur, bedingt durch die anliegende Spannung und den fließenden elektrischen Strom, weniger ändern werden, so dass eine entsprechend geringere Verfälschung des Tempertursignals erwartet werden kann.Furthermore, it is of course possible to use other electrically energizable system areas. Such is generally the drive electric motor 28 the combustion air conveyor assembly 26 Also designed with one or more coils whose electrical conductor could also be used for temperature determination. Also the ignition device 32 generally has an electrical excitation to the heating conductor area, for example in coil or helical shape, which could be heated for temperature determination. Likewise, the electrically energizable heater could 24 or whose heating conductors are used for this purpose. However, since the ignition 32 or the electrically energizable heater 24 or the conductor regions provided therein are specially designed to generate comparatively high temperatures by excitation, which requirement in the coil arrangement 38 the fuel delivery assembly 18 and accordingly also with the electric drive motor 28 the combustion air conveyor assembly 26 does not exist, these are preferably not for heating used to be excited system areas, since the electrical conductor whose temperature, due to the voltage applied and the flowing electric current, change less when applying the temperature measuring voltage, so that a correspondingly lower distortion of the Tempertursignals can be expected.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es möglich, ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugheizgerät unter der Möglichkeit, elektrische Energie schneller und zuverlässiger in einen Heizbetriebszustand zu bringen, also auch schneller die maximale Heizleistung anzufahren, was nicht nur elektrische Energie zum Erregen der verschiedenen Systembereiche einspart, sondern auch zu einer Verminderung von Schadstoffausstößen in der Startphase beiträgt.With the method according to the invention will it be possible a fuel-operated heater, in particular vehicle heater below the possibility of electric Energy faster and more reliable bring in a heating mode, so faster the maximum heating power, which is not just electrical energy to stimulate the various system areas saves, but also to contributes to a reduction of pollutant emissions in the starting phase.

Claims (7)

Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Heizgerätes, insbesondere Fahrzeugheizgerät, dieses umfassend eine Brennkammer (16), eine Brennstoffförderanordnung (18) zum Einspeisen von Brennstoff in die Brennkammer (16), eine Verbrennungsluftförderanordnung (26) zum Einspeisen von Verbrennungsluft in die Brennkammer (16) eine Zündanordnung (12) zum Zünden eines Verbrennungsluft/Brennstoff-Gemisches zum Starten der Verbrennung in der Brennkammer (16), wobei das Verfahren folgende Maßnahmen umfasst: a) Ermitteln einer Temperatur in der Umgebung des Fahrzeugheizgeräts (10), b) Betreiben der Brennstoffförderanordnung (18) oder/und der Verbrennungsluftförderanordnung (26) oder/und der Zündanordnung (32) beruhend auf der bei der Maßnahme a) ermittelten Temperatur, wobei die Maßnahme a) das Ermitteln der Temperatur auf der Grundlage des elektrischen Widerstands eines mit einem elektrischen Leiter ausgebildeten Systembereichs des Fahrzeugheizgeräts (10) umfasst.Method for operating a fuel-operated heater, in particular a vehicle heater, comprising a combustion chamber ( 16 ), a fuel delivery assembly ( 18 ) for feeding fuel into the combustion chamber ( 16 ), a combustion air conveying arrangement ( 26 ) for feeding combustion air into the combustion chamber ( 16 ) an ignition arrangement ( 12 ) for igniting a combustion air / fuel mixture for starting the combustion in the combustion chamber ( 16 ), the method comprising the following measures: a) determining a temperature in the surroundings of the vehicle heater ( 10 ), b) operating the fuel delivery assembly ( 18 ) and / or the combustion air conveying arrangement ( 26 ) and / or the ignition arrangement ( 32 ) based on the temperature determined in measure a), the measure a) determining the temperature on the basis of the electrical resistance of a system region of the vehicle heating device formed with an electrical conductor ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Systembereich eine zum Betreiben desselben zu bestromende und eine einen elektrischen Leiter bereitstellende Spulenanordnung (38) umfasst.Method according to Claim 1, characterized in that the system region has a coil arrangement to be energized for operating it and providing an electrical conductor ( 38 ). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Systembereich die Brennstoffförderanordnung (18) umfasst, wobei die Spulenanordnung (38) eine Spule (42) und einen mit dem durch diese erzeugbaren Magnetfeld in Wechselwirkung stehenden Anker (44) sowie einen durch den Anker zur Durchführung einer Pumpbewegung verschiebbaren Kolben (46) umfasst.Method according to Claim 2, characterized in that the system area contains the fuel conveying arrangement ( 18 ), wherein the coil arrangement ( 38 ) a coil ( 42 ) and an armature interacting with the magnetic field ( 44 ) and a displaceable by the armature for performing a pumping movement piston ( 46 ). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahme a) das Anlegen einer Spannung an die Spulenanordnung (38) und das Ermitteln der Temperatur auf der Grundlage des bei angelegter Spannung durch den elektrischen Leiter der Spulenanordnung (38) fließenden elektrischen Stroms umfasst.A method according to claim 2 or 3, characterized in that the measure a) the application of a voltage to the coil arrangement ( 38 ) and the determination of the temperature on the basis of the voltage applied by the electrical conductor of the coil arrangement ( 38 ) comprises flowing electrical power. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beruhend auf dem elektrischen Strom der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters ermittelt wird und beruhend auf dem elektrischen Widerstand die Temperatur ermittelt wird.Method according to claim 4, characterized in that that based on the electric current the electrical resistance of the electrical conductor is determined and based on the electrical Resistance the temperature is determined. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur auf der Grundlage des folgenden Zusammenhangs ermittelt wird: T = T0 + ((R(T)/R(T0)) – 1)/α,wobei: T die zu ermittelnde Temperatur ist, T0 eine Referenztemperatur ist, R(T) der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters bei der Temperatur T ist, R(T0) der elektrische Widerstand des elektrischen Leiters bei der Referenztemperatur T0 ist, α ein materialanhängiger Temperaturkoeffizient ist.A method according to claim 4 or 5, characterized in that the temperature is determined on the basis of the following relationship: T = T 0 + ((R (T) / R (T. 0 )) - 1) / α, wherein: T is the temperature to be detected, T 0 is a reference temperature, R (T) is the electrical resistance of the electrical conductor at the temperature T, R (T 0 ) is the electrical resistance of the electrical conductor at the reference temperature T 0 , α is a material-dependent temperature coefficient. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zusammenhang die Größe R(T) ermittelt wird als das Verhältnis: U/I(T)wobei: U die zum Ermitteln der Temperatur angelegte elektrische Spannung ist, I(T) der bei angelegter Spannung U fließende elektrische Strom ist.A method according to claim 6, characterized in that in the context the size R (T) is determined as the ratio: U / I (T) where: U is the electrical voltage applied to determine the temperature, I (T) is the electric current flowing when the voltage U is applied.
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