DE102009005639B4

DE102009005639B4 - Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes

Info

Publication number: DE102009005639B4
Application number: DE102009005639.4A
Authority: DE
Inventors: Oliver Schmidt
Original assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2016-07-14
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: DE102009005639A1

Abstract

Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes, welches Fahrzeugheizgerät einen zur Heizleistungsregelung zwischen einer Mehrzahl von Heizleistungsstufen umschaltbaren Heizbereich umfasst, wobei bei Schalten in eine Heizleistungsstufe ausgehend von einer vorangehend eingestellten Heizleistungsstufe – eine erste Regelschwelle für das Zurückschalten in die vorangehend eingestellte Heizleistungsstufe auf eine Basis-Regelschwelle (RB) gesetzt wird, und – eine zweite Regelschwelle für das Weiterschalten in eine bei gleich fortgesetzter Heizleistungsstufenentwicklung nächstfolgende Heizleistungsstufe beruhend auf einer Regelschlwelle (RHLS) für das Schalten aus der vorangehenden Heizleistungsstufe und einem Regeloffset (RO) gesetzt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes. Derartige Fahrzeugheizgeräte werden als Standheizung oder als Zuheizer betrieben, um vor bzw. während des Betriebs eines Fahrzeugs, also auch bei bereits betriebenem Antriebsaggregat, eine ausreichende Erwärmung beispielsweise eines Fahrzeuginnenraums zu gewährleisten. Die Fahrzeugheizgeräte sind in Anpassung an den erforderlichen Wärmebedarf in ihrer Heizleistung umschaltbar. Es können also verschiedene Betriebsstufen bzw. Heizleistungsstufen eingestellt bzw. zwischen diesen umgeschaltet werden. Bei großem Wärmebedarf kann mit Heizleistungsstufen höherer Heizleistung gearbeitet werden, während bei geringerem Wärmebedarf mit Heizleistungsstufen geringerer Heizleistung gearbeitet werden kann.
Aus der DE 10 2007 007 122 A1 ist ein Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes bekannt, wobei das Fahrzeugheizgerät einen zur Heizleistungsregelung zwischen einer niedrigeren und einer höheren Heizleistungsstufe umschaltbaren Heizbereich umfasst, wobei in einer Grobregelphase zur Heizleistungsregelung zwischen der niedrigeren und der höheren Heizleistungsstufe alternierend umgeschaltet wird, wobei eine erste Regelschwelle für das Zurückschalten von der höheren Heizleistungsstufe in die niedrigere Heizleistungsstufe auf eine obere Grobregelschwelle gesetzt wird und eine zweite Regelschwelle für das Hochschalten von der niedrigeren Heizleistungsstufe in die höhere Heizleistungsstufe auf eine untere Grobregelschwelle gesetzt wird.
Aus der EP 0 892 215 A2 ist ein Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes bekannt, wobei das Fahrzeugheizgerät einen zur Heizleistungsregelung zwischen einer Mehrzahl von Heizleistungsstufen umschaltbaren Heizbereich umfasst, wobei bei einem Wechsel der eingestellten Heizleistungsstufe des Fahrzeugheizgeräts die Heizleistungsstufe einer Brennstoffdosierpumpe und die Heizleistungsstufe eines Brennluftgebläses nach Maßgabe einer Verzögerungszeit an die eingestellte Heizleistungsstufe des Fahrzeugheizgeräts angepasst werden.
Aus der EP 0 349 737 A2 ist ein Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes bekannt, wobei das Fahrzeugheizgerät einen zur Heizleistungsregelung zwischen wenigstens zwei Heizleistungsstufen umschaltbaren Heizbereich umfasst, wobei die Aufnahme des Brennbetriebs des Fahrzeugheizgeräts immer in der niedrigeren oder niedrigsten Heizleistungsstufe erfolgt und im Regelbetrieb des Fahrzeugheizgeräts eine Schaltschwelle für den Wärmebedarf des Fahrzeugheizgeräts vorgegeben wird, so dass nur bei deren Unterschreitung eine Umschaltung auf die höhere oder höchste Heizleistungsstufe erfolgt.
Die 1 veranschaulicht anhand eines über der Zeit aufgetragenen Temperaturverlaufs eine Vorgehensweise bei der Regelung der Heizleistung in Abhängigkeit von einem auf 20°C vorgegebenen Temperatursollwert, beispielsweise eines Fahrzeuginnenraums. Neben dem Temperaturverlauf sind im unteren Teil der 1 auch die zu verschiedenen Zeiten eingestellten Heizleistungsstufen 1 bis 4 erkennbar, wobei die Heizleistungsstufe 1 die Heizleistungsstufe mit höchster Heizleistung ist, während die Heizleistungsstufe 4 die Heizleistungsstufe mit geringster Heizleistung ist.
Für die Übergänge zwischen den verschiedenen Heizleistungsstufen, also für das Umschalten zwischen in ihrer Nummerierung unmittelbar aufeinander folgenden Heizleistungsstufen, sind verschiedene fest vorgegebene Regelschwellen gesetzt. Diese Regelschwellen sind jeweils in °C definiert wie folgt gesetzt:

Stufe 1 – Stufe 2: 0 Stufe 2 – Stufe 1: –2

Stufe 2 – Stufe 3: 1 Stufe 3 – Stufe 2: –1

Stufe 3 – Stufe 4: 2 Stufe 4 – Stufe 3: 0
Das Vorgeben dieser Regelschwellen für die Abweichung von dem Temperatursollwert führt zu dem in den 1 erkennbaren Regelverhalten. Wird mit zunehmender Erwärmung beispielsweise etwa nach 4 Minuten der Soll-Temperaturwert von 20°C erreicht, so wird von der Heizleistungsstufe 1 auf die Heizleistungsstufe 2 umgeschaltet, da für dieses Umschalten eine Regelschwelle von 0°C gesetzt ist. Der Heizbetrieb wird dann in der Heizleistungsstufe 2, also mit etwas geringerer Heizleistung, fortgesetzt, was zu einer Abkühlung führt. Wird die Regelschwelle von –2°C für das Umschalten von der Heizleistungsstufe 2 auf die Heizleistungsstufe 1 unterschritten, wird wieder die Heizleistungsstufe 1 eingestellt und mit dieser fortgesetzt geheizt. Man erkennt also etwa bis zu einer Zeit von 15 Minuten ein Umschalten zwischen den Heizleistungsstufen 1 und 2 in einem unter dem Soll-Temperaturwert von 20°C liegenden Temperaturband zwischen 18°C und 20°C.
Etwa bei einer Zeit von 16 Minuten hat sich der Fahrzeuginnenraum so erwärmt, dass das Umschalten von der Heizleistungsstufe 1 auf die Heizleistungsstufe 2 nicht wieder zum Abkühlen führt, sondern nunmehr der Temperatursollwert von 20°C deutlich überschritten wird. Beträgt die Regelabweichung nach oben dann 1°C, wird also eine Temperatur von 21°C erreicht bzw. gemessen, wird von der Heizleistungsstufe 2 in die Heizleistungsstufe 3 umgeschaltet. Die Temperatur nimmt dann aufgrund noch geringerer Heizleistung wieder ab, und zwar bis die Regelschwelle von –1°C zum Zurückschalten von der Heizleistungsstufe 3 auf die Heizleistungsstufe 2 mit etwas höherer Heizleistung erreicht wird. Es wird nun fortgesetzt zwischen den beiden Heizleistungsstufen 2 und 3 umgeschaltet, und zwar in einem Temperaturband, welches den Temperatursollwert von 20°C näherungsweise mittig enthält.
Etwa bei 28 Minuten ist die Erwärmung somit fortgeschritten, dass trotz des Zurückschaltens auf die Heizleistungsstufe 3 eine weitere Erwärmung stattfindet und dann bei 30 Sekunden die Regelschwelle 2°C für das Umschalten von der Heizleistungsstufe 3 auf die niedrigste Heizleistungsstufe 4 erreicht bzw. überschritten wird. Das Umschalten auf die Heizleistungsstufe 4 führt zu einer Abkühlung. Erreicht die Temperatur dann wieder den Temperatursollwert von 20°C, wird aufgrund der dafür vorgesehenen Regelschwelle von 0°C wieder von der Heizleistungsstufe 4 auf die Heizleistungsstufe 3 geschaltet, um wieder etwas nachzuheizen. Der Betrieb wird dann mit einem fortgesetzten Umschalten zwischen den Heizleistungsstufen 3 und 4 weitergeführt, und zwar mit einem Temperaturistwert, der in einem Temperaturband zwischen 20°C und 22°C liegt.
Aus der vorangehenden Erläuterung und der Darstellung in 1 erkennt man, dass zwar über den gesamten Heizbetrieb hinweg die Regelung immer so ausgeführt ist, dass der Temperatursollwert erreicht wird bzw. die Temperatur im Bereich des Temperatursollwerts liegt. Abhängig davon, zwischen welchen Heizleistungsstufen umgeschaltet wird, liegt das Temperaturniveau jedoch im Wesentlichen in verschiedenen Temperaturbändern unter dem Temperatursollwert, um den Temperatursollwert bzw. über dem Temperatursollwert.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes vorzusehen, mit welchem in einfacher und zuverlässiger Art und Weise sichergestellt wird, dass die Temperatur möglichst nahe an einem Temperatursollwert liegt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes, welches Fahrzeugheizgerät einen z. B. vermittels einer Ansteuervorrichtung zur Heizleistungsregelung zwischen einer Mehrzahl von Heizleistungsstufen umschaltbaren Heizbereich umfasst, wobei bei Schalten in eine Heizleistungsstufe ausgehend von einer vorangehend eingestellten Heizleistungsstufe

– eine erste Regelschwelle für das Zurückschalten in die vorangehend eingestellte Heizleistungsstufe auf eine Basis-Regelschwelle gesetzt wird, und
– eine zweite Regelschwelle für das Weiterschalten in eine bei gleich fortgesetzter Heizleistungsstufenentwicklung nächstfolgende Heizleistungsstufe beruhend auf einer Regelschlwelle für das Schalten aus der vorangehenden Heizleistungsstufe und einem Regeloffset gesetzt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung sind also grundsätzlich die zu setzenden Regelschwellen variabel. Es wird von einer Basis-Regelschwelle ausgegangen und dann, wenn die Temperatur sich vom Temperatursollwert weiter entfernt, eine bzw. sukzessiv mehrere Regelschwellen durch Erhöhen um einen Regeloffset neu gesetzt. Wird die Temperaturtendenz umgekehrt, also ein weiteres Umschalten zu einer nächsthöheren oder noch niedrigeren Heizleistungsstufe vermieden, wird wieder zu der Basis-Regelschwelle zurückgekehrt, um sicherzustellen, dass die Temperaturregelung wieder um einen Temperatursollwert herum stattfinden kann.
Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die zweite Regelschwelle gesetzt wird auf RS_fHLS = RS_HLS + RO wobei:
RS_fHLS die die Regelschwelle für das Weiterschalten in die nächstfolgende Heizleistungsstufe ist,
RS_HLS die Regelschwelle für das Schalten aus der vorangehend eingestellten Heizleistungsstufe ist, und
RO ein Regeloffset ist.
Es ist dabei darauf hinzuweisen, dass mit dem Ausdruck „bei Schalten in eine Heizleistungsstufe ausgehend von einer vorangehend eingestellten Heizleistungsstufe” nicht notwendigerweise eine zeitliche Festlegung des Vorgangs des Auswählens bzw. Setzens einer ersten Regelschwelle bzw. zweiten Regelschwelle exakt zu diesem Zeitpunkt gemeint sein muss. Es ist selbstverständlich auch möglich, diese Regelschwellen bereits vor Eintritt in eine jeweilige Heizleistungsstufe antizipierend zu setzen oder dann, wenn bereits diese Heizleistungsstufe eingestellt ist, also erst nach dem Umschalten in die Heizleistungsstufe, die Regelschwellen für das Verlassen dieser Heizleistungsstufe in der einen oder in der anderen Richtung zu setzen, selbstverständlich so früh genug, dass zuverlässig dann zu einer nächstfolgenden oder der vorangehenden Heizleistungsstufe umgeschaltet werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Umschalten zwischen verschiedenen Heizleistungsstufen in Abhängigkeit von der Abweichung eines Temperaturistwertes von einem Temperatursollwert erfolgt, wobei der Temperatursollwert eine Solltemperatur in einem Fahrzeuginnenraum wiedergeben kann.
Um eine gleichmäßige Temperaturregelung um den Temperatursollwert sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass die Basis-Regelschwelle für das Überschreiten des Temperatursollwertes und die Basis-Regelschwelle für das Unterschreiten des Temperatursollwertes auf im Wesentlichen gleiche Beträge gesetzt werden.
Auch dadurch, dass der Regeloffset bei überschrittenem Temperatursollwert und der Regeloffset bei unterschrittenem Temperatursollwert auf im Wesentlichen gleiche Beträge gesetzt werden, kann sichergestellt werden, dass bei Über- bzw. Unterschreiten des Temperatursollwerts eine im Wesentlichen symmetrische Regelcharakteristik erreicht wird.
Der Regeloffset kann unabhängig vom Abstand zu dem Temperatursollwert im Wesentlichen konstant sein, kann aber beispielsweise auch so vorgegeben sein, dass er mit zunehmendem Abstand von dem Temperatursollwert zunimmt, was letztendlich bedeutet, dass die Temperatur mit Annäherung an den Temperatursollwert feinfühliger geregelt werden kann.
Das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren in seiner Heizleistung einstellbare Fahrzeugheizgerät kann brennstoffbetrieben sein, wobei dann vorgesehen sein kann, dass zur Einstellung der Heizleistung in einer jeweiligen Heizleistungsstufe eine Brennstofffördereinrichtung und eine Verbrennungsluftfördereinrichtung mit einer jeweiligen Heizleistungsstufe zugeordnetem Fördervermögen betrieben werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
1 ein Temperatur-Zeit-Diagramm für ein Regelverfahren mit fest vorgegebenen Regelschwellen für das Umschalten zwischen verschiedenen Heizleistungsstufen;
2 ein der 1 entsprechendes Diagramm für ein Regelverfahren mit variablen Regelschwellen für das Umschalten zwischen Heizleistungsstufen;
3 einen vergrößerten Bereich des Diagramms der 2.
Bevor im Folgenden mit Bezug auf die 2 und 3 die erfindungsgemäße Vorgehensweise beim Einregeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes erläutert wird, sei darauf hingewiesen, dass ein derartiges Fahrzeugheizgerät beispielsweise brennstoffbetrieben sein kann, also zur Bereitstellung der erforderlichen Wärmeenergie in einem Brennerbereich Brennstoff und Verbrennungsluft aufnimmt und nach Erzeugung eines verbrennungsfähigen Gemisches in einem Wärmetauscherbereich die bzw. einen Teil der bereitgestellten Wärmeenergie auf ein Wärmeträgermedium, beispielsweise die in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft, überträgt. Ein derartiges Fahrzeugheizgerät wird im Allgemeinen mit mehreren, beispielsweise vier, Heizleistungsstufen betrieben, wobei in Zuordnung zu jeder Heizleistungsstufe eine vorgegebene Brennstoffmenge bzw. eine vorgegebene Verbrennungsluftmenge in den Brennerbereich eingespeist werden. Hierzu können eine Verbrennungsluftfördereinrichtung und eine Brennstofffördereinrichtung mit in Zuordnung zu einer jeweils zu fördernden Menge vorgegebenem Fördervermögen betrieben werden. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei einem elektrisch erregbaren Fahrzeugheizgerät vorzusehen, dessen Heizleistungsstufen durch Veränderung der elektrischen Beaufschlagung von elektrisch erregbaren Heizelementen eingestellt werden können.
Die in den 2 und 3 dargestellte erfindungsgemäße Vorgehensweise wird im Folgenden wieder erläutert anhand eines Beispiels, bei welchem der Solltemperaturwert, also beispielsweise die Solltemperatur in einem Fahrzeuginnenraum, auf 20°C festgelegt ist. Es ist selbstverständlich, dass dieser Wert auch bei einer anderen Temperatur liegen kann und beispielsweise von einem Benutzer des Fahrzeugs vorgebbar ist. Durch einen Temperatursensor, beispielsweise angeordnet an geeigneter Positionierung im Fahrzeuginnenraum, wird ein Temperaturistwert ermittelt, und in Abhängigkeit von der Abweichung des Temperaturistwertes von dem Temperatursollwert wird bei Erreichen einer jeweiligen Regelschwelle bzw. Regelabweichung zwischen zwei Heizleistungsstufen umgeschaltet.
Auch die 2 und 3 zeigen wieder den Fall, dass die Temperatur, also der Temperaturistwert, zunächst durch Betreiben des Fahrzeugheizgerätes mit der größten Heizleistungsstufe 1 stark angehoben wird und nach etwa 3 bis 4 Minuten zum ersten Mal der Temperatursollwert von 20° erreicht wird. Es ist für das Überschreiten bzw. das Unterschreiten des Temperatursollwerts jeweils eine Basis-Regelschwelle R_B vorgegeben, die betragsmäßig einander entsprechen, selbstverständlich jedoch unterschiedliche Vorzeichen aufweisen. Im dargestellten Falle ist die Basis-Regelschwelle R_B für das Überschreiten des Temperatursollwertes auf +1°C festgelegt. Die Basis-Regelschwelle R_B für das Unterschreiten des Temperatursollwertes ist auf –1°C festgelegt.
Zu einem Zeitpunkt t₁, der bei etwa 5 Minuten liegt, erreicht der Temperaturistwert zum ersten Mal die über dem Temperatursollwert gesetzte Basis-Regelschwelle R_B, welche auf grundsätzlich +1°C festgelegt ist, was bedeutet, dass zu diesem Zeitpunkt eine Temperatur von etwa 21°C gemessen wird. Mit Erreichen dieser Basis-Regelschwelle R_B wird von der Heizleistungsstufe 1, also der höchsten Heizleistungsstufe, auf die Heizleistungsstufe 2 zurückgeschaltet. Mit diesem Zurückschalten sind nunmehr grundsätzlich zwei durch kleine Pfeile angedeutete Temperaturentwicklungen möglich. Zum einen ist es möglich, dass aufgrund des geringeren Wärmeeintrags die Temperatur wieder absinkt. Zum anderen ist es möglich, dass aufgrund einer ausreichenden Erwärmung auch bei Verringerter Heizleistung die Temperatur weiter ansteigt. Für beide Fälle müssen zur erforderlichen Anpassung der Heizleistung weitere Regelschwellen bereitgehalten werden, die entweder das Umschalten wieder zu einer Heizleistungsstufe mit höherer Heizleistung, also das Zurückschalten in die vorangehend eingestellte Heizleistungsstufe bewirken, oder den Übergang zu einer bei fortgesetzter Entwicklung nächstfolgenden Heizleistungsstufe, um den Wärmeeintrag noch weiter zu senken.
Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird grundsätzlich die Regelschwelle für die Zurückkehr in eine zuvor eingestellte Heizleistungsstufe auf die Basis-Rgelschwelle R_B gesetzt. Dies bedeutet, mit Eintritt in die Heizleistungsstufe 2 zum Zeitpunkt t₁ wird die zuvor eingestellte Heizleistungsstufe 1 als die vorangehend eingestellte Heizleistungsstufe betrachtet, in die bei sich umkehrendem Temperaturverlauf wieder zurückzukehren ist, wie dies in der 2 und der 3 auch tatsächlich erkennbar ist. Das heißt, für den Fall einer umgekehrten Temperaturentwickung, hier also einem Wiederabsinken der Temperatur, wird für die Zurückkehr in die Heizleistungsstufe 1 die Basis-Regelschwelle R_B von –1°C gesetzt. Für den Fall, dass die Temperatur auch bei dann eingestellter Heizleistungsstufe 2 noch ansteigt, wird für den möglichen Eintritt in die nächstfolgende Heizleistungsstufe, hier also dann die Heizleistungsstufe 3 mit noch weiter verminderter Heizleistung, eine Regelschwelle RS_fHLS gesetzt, welche sich errechnet als: RS_fHLS = RS_HLS + RO.
In diesem Falle ist die in der momentan eingestellten Heizleistungsstufe vorgegebene Regelschwelle RS_HLS gleich der Basis-Regelschwelle R_B, so dass sich mit dem dann hinzuzurechnenden Regeloffset RO, der im dargestellten Beispiel auf +1°C gesetzt ist, die für den Eintritt in die nächstfolgende Heizleistungsstufe 3 vorgegebene Regelschwelle RS_fHLS aus der Summe der Basis-Regelschwelle R_B und des Regeloffsets RO ergibt. Der Regeloffset RO ist hier aufgrund der Tatsache, dass der Temperatursollwert überschritten wird, auf einen positiven Wert gesetzt.
Da ab dem Zeitpunkt t₁ jedoch die Temperatur wieder abnimmt, kommt die vorsorglich gesetzte Regelschwelle RS_fHLS tatsächlich nicht zur Wirkung. Vielmehr wird die Temperatur sich dem für das Absinken vorgegebenen Wert der Regelschwelle, nämlich der Basis-Regelschwelle R_B annähern, diese erreichen und somit wieder zum Zurückschalten in die Heizleistungsstufe 1 führen.
Auch jetzt, also ab einem Zeitpunkt t₂, sind grundsätzlich wieder zwei Temperaturentwicklungen möglich. Die Temperatur könnte weiter absinken, was jedoch keine Veränderung der Heizleistungsstufe mit sich bringen kann, da die eingestellte Heizleistungsstufe 1 die Heizleistungsstufe mit der höchsten Heizleistung ist. Es ist daher für ein weiteres Absinken kein Schwellenwert zu setzen. Für den Anstieg, also die Zurückkehr in die vor dem Zeitpunkt t₂ eingestellte Heizleistungsstufe 2, wird die Basis-Regelschwelle von +1°C gesetzt, die dann im dargestellten Beispiel zu einem Zeitpunkt t₃ tatsächlich auch erreicht wird, mit der Folge, dass dann wieder auf die nächstniedrigere Heizleistungsstufe 2 umgeschaltet wird.
Auf diese Art und Weise kann bei sich im Wesentlichen nicht verändernden thermischen Verhältnissen eine Einregelung der Temperatur um den Temperatursollwert von 20° erreicht werden. Bei jedem Wechsel in eine andere Heizleistungsstufe werden dann für die möglichen Temperaturentwicklungen die jeweiligen Regelschwellen gesetzt.
Zu einem Zeitpunkt t₄ wird bei zuvor eingestellter Heizleistungsstufe 1 wieder die gesetzte Regelschwelle, nämlich die Basis-Regelschwelle R_B, überschritten, mit der Folge, dass einerseits für das Absinken der Temperatur wieder die unter dem Temperatursollwert liegende Basis-Regelschwelle von –1°C gesetzt wird. Für den möglichen weiteren Temperaturanstieg wird eine Regelschwelle RS_fHLS gesetzt, die, erhöht um den Regeloffset RO, über der vorangehend gesetzten Regelschwelle RS_HLS, in diesem Falle wieder der Basis-Regelschwelle R_B, liegt.
Tatsächlich erkennt man, dass ab dem Zeitpunkt t₄ die Temperatur nunmehr weiter ansteigt, was bedeutet, dass auch eine etwas geminderte Heizleistung nicht mehr dazu führt, dass die Temperatur absinkt. Die Temperatur nähert sich der bereits gesetzten Regelschwelle RS_fHLS an und erreicht diese zu einem Zeitpunkt t₅. Hier wurde also zum ersten Mal die Regelschwelle für das Umschalten bzw. Weiterschalten in eine bei dieser Temperatur bzw. Heizleistungsstufenentwicklung nächstfolgende Heizleistungsstufe, nämlich die Heizleistungsstufe 3 mit bezüglich der Heizleistungsstufe 2 noch weiter verringerter Heizleistung, erreicht.
Auch ab dem Zeitpunkt t₅ sind grundsätzlich wieder zwei Temperaturentwicklungen möglich. Es kann zum einen sein, dass die Temperatur weiter steigt, was es auch hier wieder erforderlich macht, erneut eine Regelschwelle für die bei gleicher Entwicklung der Temperatur nächstfolgende Heizleistungsstufe, nämlich die Heizleistungsstufe 4 mit der geringsten Heizleistung, vorzugeben. Auch hier wird erfindungsgemäß die Regelschwelle, die vor dem Zeitpunkt t₅ gesetzt war, um den Regeloffset RO erhöht. Dies hat zur Folge, dass ab dem Zeitpunkt t₅ für die nächste Absenkung der Heizleistung, also das Umschalten in die nächstniedrigere Heizleistungsstufe 4, eine Regelschwelle RS_fHLS gesetzt wird, die sich wie folgt errechnet: RS_fHLS = R_B + RO + RO, wobei R_B + RO die Regelschwelle RS_HLS definiert, von welcher ausgehend eine Veränderung um den Regeloffset RO erfolgt.
Für die ab dem Zeitpunkt t₅ gleichwohl auch mögliche Abnahme der Temperatur in Richtung Temperatursollwert wird ebenfalls eine Regelschwelle gesetzt, wobei dies eine Regelschwelle für die Zurückkehr in die vor dem Zeitpunkt t₅ eingestellte Heizleistungsstufe 2 ist. Für eine derartige Rückkehr wird erfindungsgemäß die Regelschwelle wieder auf die Basis-Regelschwelle R_B von –1°C für das Unterschreiten des Temperatursollwertes gesetzt.
Zum Zeitpunkt t₆ wird diese Regelschwelle, also die unter dem Temperatursollwert liegende Basis-Regelschwelle R_B erreicht. Auch ab diesem Zeitpunkt sind wieder zwei Temperaturtendenzen möglich. Die Temperatur könnte trotz wieder erhöhter Heizleistung weiter absinken. Dies bedeutet, dass für einen möglichen Übergang zur Heizleistungsstufe 1, also einen Übergang mit sich fortsetzender Tendenz des Umschaltens der Heizleistung, eine Regelschwelle RS_fHLS gesetzt wird, die sich wieder errechnet aus der Summe der zuvor gesetzten Regelschwelle RS_HLS, hier also der Basis-Regelschwelle R_B, und dem Regeloffset RO. Da nunmehr eine Temperaturentwicklung nach unten vom Temperatursollwert weg vorliegt, hat hier der Regeloffset RO genauso wie die Basis-Regelschwelle R_B ein negatives Vorzeichen, beträgt also –1°C.
Für den Fall, dass die Temperatur nach dem Zeitpunkt t₆ aufgrund der wieder erhöhten Heizleistung ansteigt, also in Zukunft wieder ein Zurückschalten zur Heizleistungsstufe 3 mit geringerer Heizleistung erforderlich wird, wird als Regelschwelle wieder die Basis-Regelschwelle R_B, hier die über dem Temperatursollwert liegende Basis-Schwelle R_B von +1°C, gesetzt. Tatsächlich steigt ab dem Zeitpunkt t₆ die Temperatur auch wieder an, so dass nachfolgend wieder aufgrund der sich einstellenden Temperaturentwicklung alternierend zwischen den Heizleistungsstufen 2 und 3 umgeschaltet wird. Zu jedem Zeitpunkt, zu welchem ein Umschalten in die jeweils andere Heizleistungsstufe erfolgt, wird dann eine erste Regelschwelle für die Zurückkehr in die vorangehend eingestellte Heizleistungsstufe gesetzt, also für den Fall, dass die Temperaturentwicklung sich umkehrt, und es wird eine zweite Regelschwelle vor eine fortgesetzte Temperaturentwicklung gesetzt, jeweils durch Erhöhen der zuvor eingestellten Regelschwelle um den zugeordneten Regeloffset.
In der 2 erkennt man, dass etwa zu einem Zeitpunkt von 35 Minuten durch weiter fortgesetzte Erwärmung ein weiterer Übergang zur Regelstufe 1 vollzogen wird, der grundsätzlich dem Übergang entspricht, wie er auch bei etwa 19 Minuten, also zum Zeitpunkt t₅, zur Regelstufe 2 stattgefunden hat. Nachfolgend wird dann zwischen den Heizleistungsstufen 3 und 4 umgeschaltet, jedoch immer mit der Folge, dass die Regelung um den Temperatursollwert von 20°C herum stattfindet. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für den Fall, dass dann, wenn beispielsweise mit vergleichsweise geringer Heizleistung in der Heizleistungsstufe 1 oder 2 gearbeitet wird, bei absinkender Temperatur eine Erhöhung der Heizleistung erforderlich ist.
Aus der vorangehenden Erläuterung erkennt man also, dass grundsätzlich die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Einregelung der Heizleistung zwei Vorgaben enthält. Dies sind:
Eine erste Regelschwelle für die Zurückkehr in eine zuvor bereits eingestellte Heizleistungsstufe wird in jedem Falle als eine Basis-Regelschwelle R_B, im vorliegenden Falle +1°C oder –1°C, gesetzt.
Eine zweite Regelschwelle wird gesetzt für den Fall, dass die Temperaturentwicklung nicht die Rückkehr in eine zuvor eingestellte Heizleistungsstufe zulässt, sondern eine fortgesetzte Temperaturtendenz die Auswahl der nächstfolgenden, also nächsthöhreren oder nächstniedrigeren Heizleistungsstufe erforderlich macht. In diesem Falle wird bei Eintritt bzw. Umschalten in eine bestimmte Heizleistungsstufe die bereits vorhandene Regelschwelle, beispielsweise die Basis-Regelschwelle R_B oder die bereits um einen Regeloffset RO oder ggf. mehrere Regeloffsets RO erhöhte Basis-Regelschwelle R_B, um einen Regeloffset RO erhöht. Erhöhung bedeutet im vorliegenden Falle selbstverständlich eine betragsmäßige Erhöhung. Für die unter dem Temperatursollwert zu setzenden Regelschwellen ist selbstverständlich jeweils dann ein negatives Vorzeichen anzusetzen. Hier wird also beispielsweise die Basis-Regelschwelle R_B von beispielsweise –1°C um einen Regeloffset von –1°C „erhöht”, so dass sich eine Verschiebung der dann geltenden Regelschwelle in Richtung vom Temperatursollwert weg ergibt.
Es ist selbstverständlich, dass die erfindungsgemäße Vorgehensweise auch so durchgeführt werden kann, dass für die über dem Temperatursollwert zu setzende Basis-Regelschwelle ein anderer Betrag eingestellt wird, als für die unter dem Temperatursollwert liegende Basis-Regelschwelle. Gleichwohl ist die Vorgabe betragsmäßig gleicher Basis-Regelschwellen aufgrund der symmetrischen Einregelung der Temperatur um den Temperatursollwert vorteilhaft. Entsprechend können grundsätzlich auch für Temperaturabweichungen nach oben oder nach unten gleiche Regeloffsets oder unterschiedliche Regeloffsets vorgegeben werden. Weiter ist es auch möglich, die Regeloffsets für alle möglichen Umschaltvorgänge gleich zu halten. Es könnte aber auch daran gedacht werden, mit zunehmendem Abstand einer Regelschwelle von dem Temperatursollwert eine Variation eines Regeloffsets dahingehend vorzunehmen, dass dann, wenn beispielsweise zu der Basis-Regelschwelle R_B bereits ein zweiter oder weiterer Regeloffset RO hinzuzurechnen ist, dieser bezüglich des zuvor verwendeten Regeloffsets um einen bestimmten Prozentsatz oder einen vorgegebenen Betrag erhöht oder aber auch vermindert ist.
Es ist weiter darauf hinzuweisen, dass vorangehend das erfindungsgemäße Regelverfahren so beschrieben wurde, dass die Regelschwellen für das Verlassen einer Heizleistungsstufe „bei Eintritt” in diese Heizleistungsstufe gesetzt werden. „Bei Eintritt” kann nicht nur bedeuten, dass mit dem Umschalten auf eine jeweilige Heizleistungsstufe gleichzeitig auch die für das Verlassen dieser Stufe vorzugebenden Regelschwellen ermittelt bzw. gesetzt werden. Es ist auch möglich, dass erst mit einer Verzögerung nach dem Eintritt in eine Heizleistungsstufe, welche Verzögerung beispielsweise auch abhängig sein kann von der Temperaturentwicklung, die für das Verlassen dieser Heizleistungsstufe zu setzenden Regelschwellen ermittelt bzw. vorgegeben werden. Grundsätzlich kann auch vor dem Eintritt in eine Heizleistungsstufe beispielsweise dann, wenn die Temperaturentwicklung indiziert, dass demnächst in eine bestimmte Heizleistungsstufe umgeschaltet wird, bereits auch jede für das Verlassen dieser noch einzustellenden Heizleistungsstufe mögliche Regelschwelle gesetzt werden.

Claims

Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Fahrzeugheizgerätes, welches Fahrzeugheizgerät einen zur Heizleistungsregelung zwischen einer Mehrzahl von Heizleistungsstufen umschaltbaren Heizbereich umfasst, wobei bei Schalten in eine Heizleistungsstufe ausgehend von einer vorangehend eingestellten Heizleistungsstufe – eine erste Regelschwelle für das Zurückschalten in die vorangehend eingestellte Heizleistungsstufe auf eine Basis-Regelschwelle (R_B) gesetzt wird, und – eine zweite Regelschwelle für das Weiterschalten in eine bei gleich fortgesetzter Heizleistungsstufenentwicklung nächstfolgende Heizleistungsstufe beruhend auf einer Regelschlwelle (R_HLS) für das Schalten aus der vorangehenden Heizleistungsstufe und einem Regeloffset (RO) gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Regelschwelle gesetzt wird auf: RS_fHLS = RS_HLS + RO wobei: RS_fHLS die Regelschwelle für das Weiterschalten in die nächstfolgende Heizleistungsstufe ist, RS_HLS die Regelschwelle für das Schalten aus der vorangehend eingestellten Heizleistungsstufe ist, und RO ein Regeloffset ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschalten zwischen verschiedenen Heizleistungsstufen in Abhängigkeit von der Abweichung eines Temperaturistwertes von einem Temperatursollwert erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursollwert eine Solltemperatur in einem Fahrzeuginnenraum wiedergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis-Regelschwelle (R_B) für das Überschreiten des Temperatursollwertes und die Basis-Regelschwelle (R_B) für das Unterschreiten des Temperatursollwertes auf im Wesentlichen gleiche Beträge gesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Regeloffset (RO) bei überschrittenem Temperatursollwert und der Regeloffset (RO) bei unterschrittenem Temperatursollwert auf im Wesentlichen gleiche Beträge gesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Regeloffset (RO) unabhängig vom Abstand zu dem Temperatursollwert im Wesentlichen konstant ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Regeloffset (RO) mit zunehmendem Abstand vom Temperatursollwert zunimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbereich brennstoffbetrieben ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Heizleistung in einer jeweiligen Heizleistungsstufe eine Brennstofffördereinrichtung und eine Verbrennungsluftfördereinrichtung mit einer jeweiligen Heizleistungsstufe zugeordnetem Fördervermögen betrieben werden.