DE102010000503A1

DE102010000503A1 - Method for operating a mobile heater

Info

Publication number: DE102010000503A1
Application number: DE102010000503A
Authority: DE
Inventors: Florian 80803 Raab; Michael 82296 Schwanecke; Thorsten 82110 Pannwitz
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2011-08-25
Also published as: WO2011100940A2; WO2011100940A3

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Heizgeräts mit verschiedenen Brennstoffarten bereitgestellt, mit den Schritten: Überwachen eines zeitlichen Verlaufs eines Signals (ϑ) von zumindest einem Temperatur- oder Flammsensor; Auswerten des zeitlichen Verlaufs und Zuordnen des zeitlichen Verlaufs zu einem Betriebsparametersatz von einer Mehrzahl von Betriebsparametersätzen des mobilen Heizgeräts; und Ansteuern des mobilen Heizgeräts mit dem ausgewählten Betriebsparametersatz.A method for operating a mobile heating device with different types of fuel is provided, comprising the steps of: monitoring a time profile of a signal (ϑ) from at least one temperature or flame sensor; Evaluating the time profile and assigning the time profile to an operating parameter set from a plurality of operating parameter sets of the mobile heating device; and controlling the mobile heater with the selected operating parameter set.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Heizgeräts mit verschiedenen Brennstoffarten sowie ein mobiles Heizgerät.The present invention relates to a method for operating a mobile heater with different types of fuel and a mobile heater.

Heizgeräte für einen mobilen Einsatz bzw. für mobile Anwendungen (im Folgenden: mobile Heizgeräte) werden insbesondere im Fahrzeugbereich als Stand- oder Zuheizer eingesetzt. Standheizer (bzw. Standheizungen) sind sowohl bei ruhendem als auch bei laufendem Fahrzeugmotor betreibbar, während Zuheizer nur bei laufendem Fahrzeugmotor betreibbar sind.Heaters for mobile use or for mobile applications (in the following: mobile heaters) are used in particular in the vehicle sector as a stand-alone or auxiliary heater. Stand heaters (or auxiliary heaters) can be operated both when the vehicle engine is stationary and when the vehicle engine is running, while auxiliary heaters can only be operated when the vehicle engine is running.

In derartigen Heizgeräten wird üblicherweise Brennstoff mit Brennluft zur Erzeugung von Heizwärme umgesetzt. Hierfür weisen solche mobilen Heizgeräte eine Brennkammer auf, in der die Umsetzung in der Regel in einer flammenden Verbrennung erfolgt. Es ist bekannt, derartige mobile Heizgeräte mit flüssigen Brennstoffen, wie z. B. Diesel, Benzin oder Ethanol, oder mit gasförmigen Brennstoffen zu betreiben. Bei mobilen Heizgeräten, die für einen Einsatz in einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ausgelegt sind, wird als Brennstoff in vielen Fällen der Kraftstoff verwendet, der auch zum Betreiben des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs zum Einsatz kommt. Je nach Jahreszeit, geographischem Ort und sonstigen Bedingungen kommen bei Fahrzeugen allerdings unterschiedliche Kraftstoffe bzw. Kraftstoffe mit unterschiedlichen Zusammensetzungen zum Einsatz, sodass in diesen Fällen auch unterschiedliche Brennstoffarten für ein mobiles Heizgerät zur Verfügung stehen. Beispiele für diese verschiedenen Brennstoffarten sind Diesel (B7), Biodiesel (PME), Winterdiesel, Arcticdiesel, Benzin, Benzin mit Ethanolbeimischung (z. B. E85), etc.In such heaters usually fuel is converted with combustion air to generate heat. For this purpose, such mobile heaters have a combustion chamber in which the reaction is usually carried out in a flaming combustion. It is known that such mobile heaters with liquid fuels such. As diesel, gasoline or ethanol, or to operate with gaseous fuels. In mobile heaters, which are designed for use in a vehicle with an internal combustion engine, the fuel used in many cases, the fuel that is also used to operate the internal combustion engine of the vehicle. Depending on the season, geographical location and other conditions, however, different fuels or fuels with different compositions are used in vehicles, so that in these cases, different types of fuel for a mobile heater are available. Examples of these different fuel types are diesel (B7), biodiesel (PME), winter diesel, arctic diesel, gasoline, ethanol blended gas (eg E85), etc.

Um diesen Voraussetzungen gerecht zu werden, werden heutzutage mobile Heizgeräte üblicherweise für einen Betrieb mit mehreren Brennstoffarten konstruiert und eine Steuereinheit des mobilen Heizgerät wird softwareseitig mit einem Betriebsparametersatz versehen, der für die verschiedenen vorgesehenen Brennstoffarten jeweils zu möglichst zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Die Auslegung eines solchen einzigen Betriebsparametersatzes für die Verbrennung verschiedener Brennstoffarten stellt jedoch zwangsläufig einen Kompromiss dar und verhindert einen optimalen Brennbetrieb des Heizgeräts für die jeweils gerade zur Verfügung stehende Brennstoffart. Diese Auslegung von mobilen Heizgeräten geht somit sowohl zu Lasten der Lebensdauer des Heizgeräts und der erzielten Emissionswerte als auch der erreichten Heizleistungsspreizung und des Verhaltens des mobilen Heizgeräts beim Starten des Brennbetriebs sowie bei dessen Beendigung.To meet these requirements, today mobile heaters are usually designed for multi-fuel operation and a control unit of the mobile heater is provided on the software side with an operating parameter set that leads to the most satisfactory possible results for the various types of fuel. The design of such a single set of operating parameters for the combustion of different types of fuel, however, inevitably represents a compromise and prevents optimal combustion operation of the heater for the currently available fuel. This design of mobile heaters is thus at the expense both of the life of the heater and the emission levels achieved as well as the achieved Heizleistungsspreizung and the behavior of the mobile heater when starting the burning operation and at its termination.

DE 10 2007 014 966 A1 beschreibt ein Fahrzeugheizsystem mit einem Ethanolsensor zum Erfassen des Ethanolgehalts in dem zu einem Brennerbereich bzw. einer Brennkammer zu speisenden Brennstoff. Es ist eine Ansteuervorrichtung vorgesehen, die basierend auf einem Signal des Ethanolsensors die Brennstoffzufuhrmenge verändert. DE 10 2007 014 966 A1 describes a vehicle heating system having an ethanol sensor for detecting the ethanol content in the fuel to be fed to a combustor. There is provided a driving device which changes the fuel supply amount based on a signal of the ethanol sensor.

DE 101 25 588 C1 beschreibt ein Zusatzheizgerät für ein Fahrzeug. Das Zusatzheizgerät weist ein Steuergerät zum Steuern des Betriebs des Zusatzheizgeräts auf. Das Steuergerät ist dazu eingerichtet, ein Signal zu empfangen, mittels dem eine Aussage über die Qualität des zugeführten Brennstoffs möglich ist, und den Betrieb des Zusatzheizgeräts in Abhängigkeit dieses Signals zu steuern. Es ist z. B. beschrieben, als Signal das Ausgangssignal eines Klopfsensors zu verwenden. DE 101 25 588 C1 describes an auxiliary heater for a vehicle. The auxiliary heater has a controller for controlling the operation of the auxiliary heater. The controller is adapted to receive a signal by means of which a statement about the quality of the supplied fuel is possible, and to control the operation of the auxiliary heater in response to this signal. It is Z. Example, described as a signal to use the output signal of a knock sensor.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines mobilen Heizgeräts mit verschiedenen Brennstoffarten und ein verbessertes mobiles Heizgerät bereitzustellen. Insbesondere sollen ein Verfahren und ein mobiles Heizgerät bereitgestellt werden, die einen stabilen Betrieb mit mehreren Brennstoffarten ermöglichen und dabei bezüglich der einzelnen Brennstoffarten jeweils verbesserte Eigenschaften bereitstellen.It is an object of the present invention to provide an improved method of operating a mobile heater with different types of fuel and an improved mobile heater. In particular, a method and a mobile heater are to be provided which enable stable operation with a plurality of fuel types and in each case provide improved properties with regard to the individual types of fuel.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Heizgeräts mit verschiedenen Brennstoffarten nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Überwachen eines zeitlichen Verlaufs eines Signals von zumindest einem Temperatur- oder Flammsensor; Auswerten des zeitlichen Verlaufs und Zuordnen des zeitlichen Verlaufs zu einem Betriebsparametersatz von einer Mehrzahl von Betriebsparametersätzen des mobilen Heizgeräts; und Ansteuern des mobilen Heizgeräts mit dem Betriebsparametersatz.The object is achieved by a method for operating a mobile heater with different types of fuel according to claim 1. Advantageous developments are specified in the dependent claims. The method comprises the steps of: monitoring a time history of a signal from at least one temperature or flame sensor; Evaluating the time profile and associating the time profile with an operating parameter set of a plurality of operating parameter sets of the mobile heating device; and driving the mobile heater with the operating parameter set.

Unter einem „mobilen Heizgerät” wird in diesem Zusammenhang ein Heizgerät verstanden, das für den Einsatz in mobilen Anwendungen ausgelegt und dementsprechend angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass es transportabel ist (ggf. in einem Fahrzeug fest eingebaut oder lediglich für den Transport darin untergebracht) und nicht ausschließlich für einen dauerhaften, stationären Einsatz, wie es beispielsweise bei der Beheizung eines Gebäudes der Fall ist, ausgelegt ist. Dabei kann das mobile Heizgerät auch fest in einem Fahrzeug (Landfahrzeug, Schiff, etc.), insbesondere in einem Landfahrzeug, installiert sein. Insbesondere ist es zur Beheizung eines Fahrzeug-Innenraums, wie beispielsweise eines Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugs, sowie eines teiloffenen Raumes, wie er beispielsweise auf Schiffen, insbesondere Yachten, aufzufinden ist, ausgelegt. Das mobile Heizgerät kann auch vorübergehend stationär eingesetzt werden, wie beispielsweise in großen Zelten, Container (zum Beispiel Baucontainern), etc.. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das mobile Heizgerät als Stand- oder Zuheizer für ein Landfahrzeug, wie beispielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt. Unter einer „Mehrzahl” wird vorliegend zwei oder mehr verstanden.A "mobile heater" is understood in this context to mean a heater which is designed for use in mobile applications and adapted accordingly. This means in particular that it is transportable (possibly permanently installed in a vehicle or housed only for transport therein) and not exclusively for a permanent, stationary use, as is the case for example when heating a building, is designed. In this case, the mobile heater can also be permanently installed in a vehicle (land vehicle, ship, etc.), in particular in a land vehicle. In particular, it is for heating a vehicle interior, such as a land, water or aircraft, as well as a partially open space, such as can be found, for example, on ships, especially yachts, designed. The mobile heater can also be used temporarily stationary, such as in large tents, containers (for example, construction containers), etc. According to an advantageous development, the mobile heater as a stand-by or auxiliary heater for a land vehicle, such as a caravan, a Motorhome, a bus, a car, etc., designed. A "plurality" is understood herein to mean two or more.

Als verschiedene Brennstoffarten werden insbesondere die eingangs erwähnten verschiedenen Kraftstoffe Diesel (B7), Biodiesel (PME), Winterdiesel, Arcticdiesel, Benzin, Benzin mit Ethanolbeimischung (z. B. E85), etc. betrachtet. Der Temperatur- oder Flammsensor kann z. B. durch einen Temperatursensor gebildet sein, der in der Brennkammer oder in unmittelbarem thermischem Kontakt mit dieser angeordnet ist. Es kann z. B. ein Temperatursensor zum Einsatz kommen, der die Temperatur des aus der Brennkammer bzw. aus einem Wärmetauscher des mobilen Heizgeräts austretenden Verbrennungsabgases misst. Der Temperatursensor sollte dabei thermisch nicht zu träge an die Temperatur in der Brennkammer des Heizgeräts angekoppelt sein. Es kann z. B. auch ein als Flammwächter fungierender Temperatursensor genutzt werden. Anstelle einer Ausgestaltung als Temperatursensor kann der Flammsensor z. B. auch als optischer Sensor ausgebildet sein, der optisch die in der Brennkammer ausgebildete Flamme überwacht. Das Überwachen des zeitlichen Verlaufs des Signals von dem zumindest einen Temperatur- oder Flammsensor kann dabei kontinuierlich erfolgen oder bevorzugt durch ein wiederholtes Auslesen eines Signals des Sensors mit einer vorgegebenen Auslesefrequenz. Die Auslesefrequenz sollte dabei hoch genug sein, um den zeitlichen Verlauf des Signals mit der nötigen Genauigkeit bestimmen zu können. Das Auswerten und das Zuordnen des zeitlichen Verlaufs zu einem Betriebsparametersatz können dabei z. B. durch Auswerten von ausgewählten Eigenschaften des zeitlichen Verlaufs, wie z. B. charakteristischen Zeitpunkten, charakteristischen Änderungen (z. B. bestimmte Temperaturgradienten, etc.) und Vergleichen dieser Eigenschaften mit gespeicherten Sollwerten für jeweilige Betriebsparametersätze erfolgen. Unter einem Betriebsparametersatz werden dabei vorgegebene Betriebsparameter für den Betrieb des mobilen Heizgeräts verstanden, wie z. B. die Brennstoffzuführrate (z. B. Frequenz einer Dosierpumpe) und die Brennluftzuführrate (z. B. die Drehzahl eines Brennluftgebläses) bei verschiedenen Heizleistungsstufen und verschiedenen äußeren Bedingungen (wie z. B. geodätischer Höhe oder Luftdichte, Außen- bzw. Brennlufttemperatur, etc.), Startabläufe bei einem Start des Verbrennungsprozesses, Ausschaltabläufe bei einem Beenden des Verbrennungsprozesses, etc. Die Mehrzahl von Betriebsparametersätzen kann dabei insbesondere verschiedene Betriebsparametersätze für verschiedene Brennstoffarten aufweisen. Die verschiedenen Betriebsparametersätze können in einer Steuereinheit des mobilen Heizgeräts hinterlegt sein.As various fuel types, the various fuels Diesel (B7), biodiesel (PME), winter diesel, arctic diesel, gasoline, gasoline with ethanol admixture (eg E85), etc. mentioned in the beginning are considered in particular. The temperature or flame sensor can, for. B. be formed by a temperature sensor which is arranged in the combustion chamber or in direct thermal contact with this. It can, for. B. a temperature sensor are used, which measures the temperature of the exiting from the combustion chamber or from a heat exchanger of the mobile heater combustion exhaust gas. The temperature sensor should not be too thermally coupled to the temperature in the combustion chamber of the heater. It can, for. B. also be used as a flame guard temperature sensor. Instead of a configuration as a temperature sensor of the flame sensor z. B. also be designed as an optical sensor, which optically monitors the flame formed in the combustion chamber. The monitoring of the time profile of the signal from the at least one temperature or flame sensor can take place continuously or preferably by repeatedly reading out a signal of the sensor at a predetermined readout frequency. The readout frequency should be high enough to be able to determine the time course of the signal with the required accuracy. The evaluation and assignment of the time course to an operating parameter set can be z. B. by evaluating selected properties of the time course, such. B. characteristic times, characteristic changes (eg., Certain temperature gradients, etc.) and comparing these properties with stored setpoints for respective operating parameter sets done. Under a set of operating parameters are given operating parameters for the operation of the mobile heater understood, such. For example, the fuel delivery rate (eg, frequency of a metering pump) and the combustion air delivery rate (eg, the speed of a combustion air blower) at different heat output levels and different external conditions (such as geodetic height or air density, outside or combustion air temperature). etc.), start procedures at a start of the combustion process, Ausschaltabläufe at a termination of the combustion process, etc. The plurality of operating parameter sets may in particular have different operating parameter sets for different types of fuel. The various operating parameter sets can be stored in a control unit of the mobile heater.

Durch das Auswählen eines Betriebsparametersatzes von einer Mehrzahl von Betriebsparametersätzen basierend auf dem zeitlichen Verlauf des Signals von zumindest einem Temperatur- oder Flammsensor, kann ein entsprechender speziell angepasster Betriebsparametersatz für die verwendete Brennstoffart verwendet werden, sodass der Brennbetrieb in Bezug auf die verwendete Brennstoffart optimiert erfolgen kann. Da der zeitliche Verlauf des Signals des Temperatur- oder Flammsensors genutzt wird, kann eine Anpassung an verschiedene Brennstoffarten erfolgen, ohne dass zusätzliche externe Sensoren zum Einsatz kommen müssen. Es kann vielmehr das Signal eines Sensors des Heizgeräts genutzt werden, der bereits für andere Funktionen vorgesehen ist. Es werden somit eine erhöhte Funktionalität, eine erhöhte Brennstabilität und eine Verbesserung des Startverhaltens erreicht. Es können brennstoffspezifisch optimierte Heizleistungsrampen durch das mobile Heizgerät bereitgestellt werden. Es wird ferner ein verbessertes Emissionsverhalten beim Starten, im Dauerbetrieb und beim Ausschalten (Ausbrand) erreicht. Durch die spezifische Anpassung an die verwendete Brennstoffart wird eine Erhöhung der Lebensdauer (Anzahl möglicher Brennstunden) des mobilen Heizgeräts erreicht, da Verkokung und Crackung verringert werden können. Mit der beschriebenen Lösung kann auch ein Erkennen von unzulässigen Brennstoffarten erfolgen, sodass ein Betrieb des mobilen Heizgeräts unterbunden werden kann, um Beschädigungen zu vermeiden.By selecting an operating parameter set from a plurality of operating parameter sets based on the time profile of the signal from at least one temperature or flame sensor, a corresponding specially adapted operating parameter set can be used for the type of fuel used, so that the burning operation can be optimized with respect to the type of fuel used , Since the time course of the signal of the temperature or flame sensor is used, adaptation to different types of fuel can be carried out without the need for additional external sensors. Rather, the signal of a sensor of the heater can be used, which is already provided for other functions. There are thus achieved increased functionality, increased combustion stability and an improvement of the starting behavior. Fuel-optimized heating power ramps can be provided by the mobile heater. Furthermore, an improved emission behavior during starting, in continuous operation and when switching off (burnout) is achieved. The specific adaptation to the type of fuel used increases the service life (number of possible burning hours) of the mobile heater, since coking and cracking can be reduced. The described solution can also be used to detect impermissible fuel types, so that operation of the mobile heater can be prevented in order to avoid damage.

Gemäß einer Ausgestaltung wird der überwachte zeitliche Verlauf des Signals einer Brennstoffart von einer Mehrzahl von Brennstoffarten zugeordnet und ein der Brennstoffart entsprechender Betriebsparametersatz wird ausgewählt. In diesem Fall kann der Betrieb des mobilen Heizgeräts optimal an den verwendeten Brennstoff angepasst werden.According to one embodiment, the monitored time profile of the signal is assigned to a fuel type of a plurality of fuel types and an operating parameter set corresponding to the fuel type is selected. In this case, the operation of the mobile heater can be optimally adapted to the fuel used.

Gemäß einer Ausgestaltung weist das Verfahren auf: temporäres Verändern entweder einer Brennstoffzufuhrrate oder einer Brennluftzufuhrrate und Auswerten der Antwort in dem zeitlichen Verlauf des Signals des zumindest einen Temperatur- oder Flammsensors. Unter temporärem Verändern wird dabei verstanden, dass die Änderung nur für einen bestimmten vorgegebenen Zeitraum erfolgt und danach wieder zu dem ursprünglichen Betrieb zurückgekehrt wird. Es wird also ausgehend von einer bestimmten Brennstoffzufuhrrate und einer vorgegebenen zugehörigen Brennluftzufuhrrate (die z. B. für einen stationären Betrieb mit einer bestimmten Heizleistung vorgegeben sein können) entweder die Brennstoffzufuhrrate verändert und die Brennluftzufuhrrate unverändert gelassen oder die Brennluftzufuhrrate bei unveränderter Brennstoffzufuhrrate verändert. Es sollte dabei eine wesentliche Änderung erfolgen, damit eine deutliche Antwort auf die Änderung (Response) in dem zeitlichen Verlauf des Signals des Temperatur- oder Flammsensors erkennbar ist. Die Änderung erfolgt dabei bevorzugt sprunghaft, bevorzugt nach Art eines Rechtecksignals.According to one embodiment, the method comprises: temporarily changing either a fuel feed rate or a combustion air feed rate and evaluating the response in the time history of the signal of the at least one temperature or flame sensor. Temporary change is understood to mean that the change takes place only for a specific predetermined period of time and is then returned to the original operation. Thus, starting from a specific fuel feed rate and a given associated combustion air feed rate (which may be predetermined, for example, for stationary operation with a specific heating power), either the fuel feed rate is changed and the combustion air feed rate is left unchanged or Combustion rate changed at unchanged fuel feed rate. There should be a significant change, so that a clear response to the change (response) in the time course of the signal of the temperature or flame sensor can be seen. The change is preferably carried out by leaps and bounds, preferably in the manner of a rectangular signal.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das temporäre Verändern ein Erhöhen der Brennstoffzufuhrrate oder der Brennluftzufuhrrate um einen Faktor größer als 1,5 bzw. ein Verringern um einen Faktor kleiner als 0,67. Dabei bedeutet Erhöhen um einen Faktor 1,5 ein Erhöhen der Zufuhrrate auf den anderthalbfachen Wert und Verringern um einen Faktor 0,67 ein Verringern der Zufuhrrate auf ca. 2/3 des Ausgangswertes. Derartige Veränderungen bilden eine wesentliche Veränderung, die zu einer deutlichen Antwort in dem zeitlichen Verlauf des Signals des Temperatur- oder Flammsensors führen. Bevorzugt ist der Faktor größer gleich 2 oder kleiner gleich 0,5.According to one embodiment, the temporary changing is an increase of the fuel supply rate or the combustion air supply rate by a factor greater than 1.5 or a reduction by a factor smaller than 0.67. Here, increasing by a factor of 1.5 means increasing the feed rate to one-and-a-half times and decreasing by a factor of 0.67 decreasing the feed rate to about 2/3 of the initial value. Such changes constitute a significant change leading to a clear response in the time course of the temperature or flame sensor signal. Preferably, the factor is greater than or equal to 2 or less than 0.5.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das temporäre Verändern ein Verändern der Brennstoffzufuhrrate bei konstanter Brennluftzufuhrrate. In diesem Fall lässt sich eine Zuordnung mit besonders guter Genauigkeit erzielen.According to one embodiment, the temporary changing is changing the fuel supply rate at a constant combustion air supply rate. In this case, an assignment can be achieved with particularly good accuracy.

Gemäß einer Ausgestaltung erfolgt das temporäre Verändern in Form einer sprunghaften Veränderung für einen vorgegebenen Zeitraum. In dieser Weise lässt sich ein besonders deutliches Signal in dem zeitlichen Verlauf des Signals des Temperatur- oder Flammsensors erzeugen. Die sprunghafte Veränderung kann insbesondere bevorzugt in Form eines Rechtecksignals erfolgen.According to one embodiment, the temporary change takes place in the form of a sudden change for a predetermined period of time. In this way, a particularly clear signal in the time course of the signal of the temperature or flame sensor can be generated. The abrupt change may, in particular, preferably take the form of a rectangular signal.

Gemäß einer Ausgestaltung erfolgt das Überwachen und Auswerten des zeitlichen Verlaufs des Signals bei einem Starten und/oder Ausschalten des mobilen Heizgeräts. Diese Realisierung kann alternativ oder zusätzlich zu der Realisierung, bei der das temporäre Verändern entweder einer Brennstoffzufuhrrate oder einer Brennluftzufuhrrate und Auswerten der Antwort in dem zeitlichen Verlauf des Signals des zumindest einen Temperatur- oder Flammsensors erfolgt, vorliegen. Falls diese Realisierung zusätzlich erfolgt, kann eine erhöhte Genauigkeit der Bestimmung erfolgen. Der zeitliche Verlauf des Signals des zumindest einen Temperatur- oder Flammsensors kann dabei entweder bei einem Starten des Verbrennungsprozesses in dem Heizgerät oder bei einem Beenden des Verbrennungsprozesses (Ausbrand) in dem Heigerät oder bei beiden überwacht und ausgewertet werden. Die Auswertung sowohl bei Starten als auch beim Ausschalten führt zu einer verbesserten Erkennung. Es hat sich gezeigt, dass verschiedene Brennstoffarten zu einem unterschiedlichen Verlauf des zeitlichen Signals des Temperatur- oder Flammsensors beim Starten und beim Ausbrand führen. Insbesondere weist der Signalverlauf unterschiedliche Gradienten auf. Daher kann auch der zeitliche Verlauf beim Starten und/oder Ausbrand für die Zuordnung eines brennstoffspezifischen Betriebsparametersatzes genutzt werden.According to one embodiment, the monitoring and evaluation of the time profile of the signal takes place when the mobile heater is started and / or switched off. This implementation may alternatively or in addition to the implementation, in which the temporary changing either a fuel supply rate or a combustion air supply rate and evaluating the response in the time course of the signal of the at least one temperature or flame sensor, be present. If this realization takes place additionally, an increased accuracy of the determination can take place. The time profile of the signal of the at least one temperature or flame sensor can be monitored and evaluated either at a start of the combustion process in the heater or at an end of the combustion process (burnout) in the heater or both. The evaluation both at start and when switching off leads to improved detection. It has been shown that different types of fuel lead to a different course of the time signal of the temperature or flame sensor at startup and burnout. In particular, the signal course has different gradients. Therefore, the time course during startup and / or burnout can be used for the assignment of a fuel-specific operating parameter set.

Die Aufgabe wird auch durch ein mobiles Heizgerät nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Das mobile Heizgerät weist auf: eine Brennkammer zum Umsetzen von Brennstoff mit Brennluft zur Bereitstellung von Wärme; eine Brennstoffzuführung zum Zuführen von Brennstoff zu der Brennkammer; eine Brennluftzuführung zum Zuführen von Brennluft zu der Brennkammer; zumindest einen Temperatur- oder Flammsensor zum Überwachen einer Temperatur des Heizgeräts; und eine Steuereinheit zum Steuern eines Betriebs des Heizgeräts. Es ist eine Mehrzahl von Betriebsparametersätzen des Heizgeräts hinterlegt. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, einen zeitlichen Verlauf eines Signals von dem zumindest einen Temperatur- oder Flammsensor zu überwachen, auszuwerten, einem Betriebsparametersatz von der Mehrzahl von Betriebsparametersätzen zuzuordnen und das Heizgerät mit diesem Betriebsparametersatz zu betreiben. Mit dem mobilen Heizgerät werden die Vorteile erreicht, die oberhalb in Bezug auf das Verfahren zum Betreiben eines mobilen Heizgeräts nach Anspruch 1 beschrieben wurden. Da die Mehrzahl von Betriebsparametersätzen hinterlegt ist und die Auswahl des Betriebsparametersatzes basierend auf dem Signal des Temperatur- oder Flammsensors erfolgt, kann das mobile Heizgerät durch die Steuereinheit mit einem der verwendeten Brennstoffart entsprechenden Betriebsparametersatz betrieben werden, ohne dass weitere externe Eingaben oder Sensoren erforderlich sind.The object is also achieved by a mobile heater according to claim 9. Advantageous developments are specified in the dependent claims. The mobile heater includes: a combustion chamber for converting fuel with combustion air to provide heat; a fuel supply for supplying fuel to the combustion chamber; a combustion air supply for supplying combustion air to the combustion chamber; at least one temperature or flame sensor for monitoring a temperature of the heater; and a control unit for controlling an operation of the heater. There is a plurality of operating parameter sets of the heater stored. The control unit is designed to monitor and evaluate a time profile of a signal from the at least one temperature or flame sensor, to allocate it to an operating parameter set of the plurality of operating parameter sets and to operate the heater with this operating parameter set. The mobile heater achieves the advantages described above with respect to the method of operating a mobile heater according to claim 1. Since the plurality of operating parameter sets is stored and the selection of the operating parameter set is based on the signal of the temperature or flame sensor, the mobile heater can be operated by the control unit with an operating parameter set corresponding to the type of fuel used, without requiring further external inputs or sensors.

Gemäß einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, den überwachten zeitlichen Verlauf des Signals einer Brennstoffart von einer Mehrzahl von Brennstoffarten zuzuordnen und einen der Brennstoffart entsprechenden Betriebsparametersatz zu wählen. Gemäß einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, eine Zufuhrrate der Brennstoffzuführung oder der Brennluftzuführung temporär zu verändern und die Antwort in dem zeitlichen Verlauf des Signals von dem zumindest einen Temperatur- oder Flammsensor zu überwachen und auszuwerten. Gemäß einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die Zufuhrrate um einen Faktor größer 1,5 zu erhöhen oder um einen Faktor kleiner als 0,67 zu verringern. Gemäß einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die Zufuhrrate der Brennstoffzuführung bei konstanter Zufuhrrate der Brennluftzuführung zu erhöhen. Es werden jeweils die oberhalb in Bezug auf das Verfahren beschriebenen Vorteile erzielt.According to one embodiment, the control unit is designed to allocate the monitored time profile of the signal to a fuel type of a plurality of fuel types and to select an operating parameter set corresponding to the fuel type. According to one embodiment, the control unit is designed to temporarily change a supply rate of the fuel supply or the combustion air supply and to monitor and evaluate the response in the temporal course of the signal from the at least one temperature or flame sensor. According to one embodiment, the control unit is designed to increase the feed rate by a factor of more than 1.5 or to reduce it by a factor of less than 0.67. According to one embodiment, the control unit is designed to increase the supply rate of the fuel supply at a constant supply rate of the combustion air supply. In each case, the advantages described above with respect to the method are achieved.

Gemäß einer Ausgestaltung ist der Temperatur- oder Flammsensor durch einen Abgas-Temperatursensor gebildet, der die Temperatur des Verbrennungsabgases misst. Der Abgastemperatursensor kann z. B. in einem Bereich angeordnet sein, in dem das Verbrennungsabgas aus einem Brennrohr oder einem Wärmetauscher des mobilen Heizgeräts austritt. Mit dem Abgas-Temperatursensor kann die brennstoffspezifische zeitliche Veränderung in dem Temperatursignal besonders gut erfasst werden, da die Abgastemperatur die brennstoffspezifische Temperaturänderung gut wiedergibt. Aufgrund seiner guten thermischen Ankopplung kann der Abgastemperatursensor eine Antwort auf die Veränderung des Brennstoff-Brennluft-Verhältnisses schnell und mit hoher zeitlicher Auflösung erfassen. According to one embodiment, the temperature or flame sensor is formed by an exhaust gas temperature sensor, which measures the temperature of the combustion exhaust gas. The exhaust gas temperature sensor may, for. B. be arranged in an area in which the combustion exhaust gas from a combustion tube or a heat exchanger of the mobile heater exits. With the exhaust gas temperature sensor, the fuel-specific temporal change in the temperature signal can be detected particularly well, since the exhaust gas temperature reflects the fuel-specific temperature change well. Due to its good thermal coupling, the exhaust gas temperature sensor can detect a response to the change in the fuel-combustion air ratio quickly and with high temporal resolution.

Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.Further advantages and developments will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 ist eine schematische Darstellung eines brennstoffbetriebenen Heizgeräts. 1 is a schematic representation of a fuel-powered heater.

2 ist eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Signals eines Temperatursensors bei einer sprunghaften Veränderung der Brennstoffzufuhrrate bei der Verwendung einer ersten Brennstoffart. 2 is a schematic representation of the time course of the signal of a temperature sensor with a sudden change in the fuel feed rate when using a first fuel type.

3 ist eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Signals des Temperatursensors bei einer sprunghaften Veränderung der Brennstoffzufuhrrate bei der Verwendung einer zweiten Brennstoffart. 3 is a schematic representation of the time course of the signal of the temperature sensor at a sudden change in the fuel supply rate when using a second fuel type.

4 ist eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Signals des Temperatursensors bei einem Starten des mobilen Heizgeräts. 4 is a schematic representation of the time course of the signal of the temperature sensor at a start of the mobile heater.

5 ist eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Signals des Temperatursensors bei einem Ausschalten bzw. Ausbrand des mobilen Heizgeräts. 5 is a schematic representation of the time course of the signal of the temperature sensor at a shutdown or burnout of the mobile heater.

6 zeigt schematisch die Verfahrensschritte bei einem Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform. 6 schematically shows the method steps in a method according to a first embodiment.

7 zeigt schematisch die Verfahrensschritte bei einem Verfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform. 7 schematically shows the method steps in a method according to a second embodiment.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 Ausführungsformen beschrieben. Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 der Aufbau des mobilen Heizgeräts beschrieben, der bei beiden Ausführungsformen gegeben ist.The following are with reference to the 1 to 7 Embodiments described. First, referring to 1 describes the structure of the mobile heater, which is given in both embodiments.

Bei der beispielhaften Ausführungsform ist das mobile Heizgerät 1 für einen Einsatz in einem Fahrzeug, insbesondere in einem mit einem Verbrennungsmotor versehenen Fahrzeug, wie z. B. einem Straßenfahrzeug, ausgelegt. Das mobile Heizgerät 1 kann dabei z. B. als Standheizer oder Zuheizer ausgelegt sein.In the exemplary embodiment, the mobile heater is 1 for use in a vehicle, in particular in a provided with an internal combustion engine vehicle such. As a road vehicle designed. The mobile heater 1 can be z. B. be designed as a stand heater or heater.

Das mobile Heizgerät 1 weist in bekannter Weise eine Brennkammer 2 auf, in der unter Umsetzung von Brennstoff und Brennluft, z. B. in einem Verbrennungsprozess, Heizwärme bereitgestellt wird. Das mobile Heizgerät kann dabei z. B. als ein Verdampferbrenner oder ein Zerstäuberbrenner ausgelegt sein. Der Brennstoff wird durch eine Brennstoffzuführung 3 zu der Brennkammer 2 zugeführt, wie schematisch durch einen Pfeil 4 dargestellt ist. Die Brennstoffzuführung 3 weist dabei eine Brennstofffördereinrichtung auf, mittels der der Brennstoff mit einer vorgegebenen Brennstoffzufuhrrate zu der Brennkammer 2 zugeführt werden kann.The mobile heater 1 has a combustion chamber in a known manner 2 on, in the implementation of fuel and combustion air, for. B. in a combustion process, heating is provided. The mobile heater can be z. B. be designed as an evaporator burner or a Zerstäuberbrenner. The fuel is through a fuel supply 3 to the combustion chamber 2 fed, as shown schematically by an arrow 4 is shown. The fuel supply 3 in this case has a fuel delivery device, by means of which the fuel with a predetermined fuel supply rate to the combustion chamber 2 can be supplied.

Die Brennstofffördereinrichtung kann dabei z. B. durch eine Dosierpumpe, insbesondere eine Hubkolben-Dosierpumpe gebildet sein. Die Brennstoffzuführung 3 ist mit einer Steuereinheit 10 verbunden, die den Betrieb des mobilen Heizgeräts 1 steuert. Die Steuereinheit 10 ist dabei derart ausgelegt, dass sie die Brennstoffzuführung 3 so ansteuern kann, dass dieser vorgegeben wird, mit welcher Brennstoffzufuhrrate Brennstoff zu der Brennkammer 2 gefördert wird. In dem Fall einer Dosierpumpe, die als Hubkolben-Dosierpumpe ausgebildet ist, kann die Steuereinheit 10 z. B. die Frequenz der Dosierpumpe steuern.The fuel conveyor can be z. B. be formed by a metering pump, in particular a reciprocating metering pump. The fuel supply 3 is with a control unit 10 connected to the operation of the mobile heater 1 controls. The control unit 10 is designed such that it the fuel supply 3 so can control that this is given, with which fuel supply rate fuel to the combustion chamber 2 is encouraged. In the case of a metering pump, which is designed as a reciprocating metering pump, the control unit 10 z. B. control the frequency of the metering pump.

Die Brennluft wird der Brennkammer 2 über eine Brennluftzuführung 5 zugeführt, wie schematisch durch einen Pfeil dargestellt ist. Die Brennluftzuführung 5 kann z. B. durch ein Brennluftgebläse gebildet sein, dessen Drehzahl die Brennluftzufuhrrate bestimmt. Die Brennluftzuführung 5 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 10 verbunden. Die Steuereinheit 10 ist dazu ausgelegt, die Brennluftzufuhrrate der Brennluftzuführung 5 zu steuern. In dem Fall eines Brennluftgebläses kann die Steuereinheit 10 z. B. die Drehzahl des Brennluftgebläses steuern.The combustion air becomes the combustion chamber 2 via a combustion air supply 5 fed, as shown schematically by an arrow. The combustion air supply 5 can z. B. be formed by a combustion air blower whose speed determines the combustion air supply rate. The combustion air supply 5 is also with the control unit 10 connected. The control unit 10 is designed to the combustion air supply rate of the combustion air supply 5 to control. In the case of a combustion air blower, the control unit 10 z. B. control the speed of the combustion air blower.

Stromabwärts der Brennkammer 2 schließt sich in bekannter Weise ein Brennrohr 7 an. Das Brennrohr 7 ist bei der dargestellten Ausführungsform durch einen Wärmetauscher 8 umgeben, der dazu ausgebildet ist, zumindest einen Großteil der freigesetzten Heizwärme auf ein zu erwärmendes Medium zu übertragen. Das zu erwärmende Medium kann beispielsweise durch zu beheizende Luft oder durch eine zu beheizende Flüssigkeit, wie z. B. die Kühlflüssigkeit des Fahrzeugs, gebildet sein. Die heißen Verbrennungsabgase werden dabei am stromabwärtigen Ende des Brennrohres 7 in dem Wärmetauscher 8 umgelenkt und strömen entlang eines Strömungswegs im Inneren des Wärmetauschers 8 zu einem Abgasauslass 9, der einen Bereich bildet, in dem die Verbrennungsabgase von dem mobilen Heizgerät 1 abgeführt werden. Die Strömung der Verbrennungsabgase ist in 1 schematisch durch Pfeile dargestellt.Downstream of the combustion chamber 2 closes in a known manner, a combustion tube 7 at. The combustion tube 7 is in the illustrated embodiment by a heat exchanger 8th surrounded, which is adapted to transmit at least a majority of the released thermal heat to a medium to be heated. The medium to be heated, for example, by heated air or by a liquid to be heated, such as. B. the cooling liquid of the vehicle may be formed. The hot combustion exhaust gases are doing at the downstream end of the combustion tube 7 by doing heat exchangers 8th deflected and flow along a flow path in the interior of the heat exchanger 8th to an exhaust outlet 9 forming an area where the combustion exhaust gases from the mobile heater 1 be dissipated. The flow of combustion gases is in 1 schematically represented by arrows.

In dem Wärmetauscher 8 ist ferner ein Strömungspfad 11 in Form eines Mantels für das zu erwärmende Medium gebildet. Das zu erwärmende Medium wird über einen Einlass 12 zu dem Wärmetauscher 8 zugeführt und nach dem Erwärmen über einen Auslass 13 abgeführt, wie schematisch durch Pfeile dargestellt ist. Bei der Strömung durch den Wärmetauscher 8 wird zumindest ein Teil der Wärme von den heißen Verbrennungsabgasen auf das zu erwärmende Medium übertragen. Bei der in 1 beispielhaft dargestellten Ausführung ist die Strömungsrichtung des zu erwärmenden Mediums entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung der heißen Verbrennungsabgase in dem Wärmetauscher 8 realisiert.In the heat exchanger 8th is also a flow path 11 formed in the form of a jacket for the medium to be heated. The medium to be heated is via an inlet 12 to the heat exchanger 8th fed and after heating via an outlet 13 dissipated, as shown schematically by arrows. In the flow through the heat exchanger 8th At least a portion of the heat is transferred from the hot combustion exhaust gases to the medium to be heated. At the in 1 illustrated embodiment, the flow direction of the medium to be heated is opposite to the flow direction of the hot combustion gases in the heat exchanger 8th realized.

Es ist ferner ein Temperatur- oder Flammsensor 14 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Temperatur- oder Flammsensor 14 durch einen Abgastemperatursensor gebildet, der die Temperatur des aus dem mobilen Heizgerät 1 austretenden Verbrennungsabgases misst. Der Temperatur- oder Flammsensor 14 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 10 verbunden, sodass diese die durch den Temperatur- oder Flammsensor 14 erfassten Messwerte auslesen kann. Obwohl im Rahmen dieser Beschreibung lediglich ein Temperatur- oder Flammsensor 14 beschrieben wird, können auch (z. B. auch für andere Funktionen) eine oder mehrere weitere Sensoren, z. B. Temperatursensoren, vorgesehen sein.It is also a temperature or flame sensor 14 intended. In the illustrated embodiment, the temperature or flame sensor is 14 formed by an exhaust gas temperature sensor, which measures the temperature of the mobile heater 1 Exiting combustion exhaust gas measures. The temperature or flame sensor 14 is also with the control unit 10 connected so that these by the temperature or flame sensor 14 read out measured values. Although in the context of this description only a temperature or flame sensor 14 can also be described (eg, for other functions) one or more other sensors, eg. B. temperature sensors, may be provided.

Ein Verfahren zum Betreiben des mobilen Heizgeräts 1 mit verschiedenen Brennstoffarten wird im Folgenden beschrieben. Auch wenn dies im Folgenden nicht immer ausdrücklich erwähnt wird, ist in die Steuereinheit 10 derart eingerichtet, dass diese die beschriebenen Verfahrensschritte ausführt. Die Realisierung kann dabei durch ein Programm erfolgen, das durch einen Prozessor in der Steuereinheit 10 ausgeführt wird.A method of operating the mobile heater 1 with different fuel types will be described below. Although this is not always explicitly mentioned below, is in the control unit 10 arranged such that it carries out the described method steps. The implementation can be carried out by a program that by a processor in the control unit 10 is performed.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORMFIRST EMBODIMENT

Eine erste Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 in Verbindung mit den 2, 3 und 6 beschrieben.A first embodiment will be described below with reference to FIG 1 in conjunction with the 2 . 3 and 6 described.

2 ist eine schematische graphische Darstellung, bei der auf der horizontalen Achse die Zeit t aufgetragen ist und auf der vertikalen Achse einerseits die Brennstoffzufuhrrate f der Brennstoffzuführung (als gestrichelte Linie) und andererseits das Signal ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 (als durchgezogene Linie). Bei der beispielhaften Ausführungsform entspricht die Brennstoffzufuhrrate f einer Frequenz einer Dosierpumpe und das Signal ϑ entspricht der gemessenen Abgastemperatur. In 2 sind schematisch der zeitliche Verlauf der Brennstoffzufuhrrate f und der zeitliche Verlauf des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 aufgetragen. 2 stellt dabei schematisch den Verlauf für eine erste Brennstoffart (z. B. Diesel (B7)) dar. 3 ist eine 2 entsprechende schematische graphische Darstellung für eine zweite Brennstoffart (z. B. Biodiesel (PME)). 2 is a schematic graph in which the time t is plotted on the horizontal axis and on the vertical axis on the one hand, the fuel supply rate f of the fuel supply (as a dashed line) and on the other hand the signal θ of the temperature or flame sensor 14 (as a solid line). In the exemplary embodiment, the fueling rate f corresponds to a frequency of a metering pump and the signal θ corresponds to the measured exhaust gas temperature. In 2 are schematically the time course of the fuel supply rate f and the time course of the signal θ of the temperature or flame sensor 14 applied. 2 schematically represents the course for a first type of fuel (eg diesel (B7)). 3 is a 2 corresponding schematic diagram for a second fuel type (eg biodiesel (PME)).

Das mobile Heizgerät 1 wird durch die Steuereinheit 10 zunächst in einem normalen Brennerbetrieb betrieben, mit einer bestimmten Brennluftzufuhrrate und einer Brennstoffzufuhrrate f auf einem Wert f₁. Der normale Brennbetrieb kann dabei eine von ggfs. mehreren verfügbaren Heizleistungsstufen des mobilen Heizgeräts 1 sein. Wie in 2 zu sehen ist, wird zu einem Zeitpunkt T1 sprungartig die Brennstoffzufuhrrate f auf einen höheren Wert f₂ erhöht, wobei die Brennluftzufuhrrate unverändert bleibt. Die Erhöhung beträgt dabei mehr als 1,5 × f₁. Die Höhe der Erhöhung beträgt bevorzugt zumindest 2 × f₁, wobei der Faktor z. B. von der bestehenden Heizleistungsstufe abhängig sein kann und bei kleineren Heizleistungsstufen bevorzugt höher ist. Zu einem Zeitpunkt T2 wird die Brennstoffzufuhrrate f sprungartig wieder auf den Wert f₁ abgesenkt. Die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 beträgt dabei bevorzugt wenige Sekunden, z. B. 5 Sekunden. Die Änderung der Brennstoffzufuhrrate f auf den Wert f₂ weist somit ausgehend von dem normalen Brennerbetrieb die Form eines Rechtecksignals auf.The mobile heater 1 is through the control unit 10 initially operated in a normal burner operation, with a certain combustion air supply rate and a fuel feed rate f at a value f ₁ . The normal combustion operation can be one of possibly several available heating power levels of the mobile heater 1 be. As in 2 is seen, at a time point T1, the fuel supply rate f is suddenly increased to a higher value f ₂ with the combustion air supply rate remaining unchanged. The increase is more than 1.5 × f ₁ . The height of the increase is preferably at least 2 × f ₁ , wherein the factor z. B. may be dependent on the existing Heizleistungsstufe and is preferably higher at smaller heat output levels. At a time T2, the fuel feed rate f is abruptly lowered back to the value f ₁ . The time period between the times T1 and T2 is preferably a few seconds, z. For example 5 seconds. The change of the fuel feed rate f to the value f ₂ thus has the form of a rectangular signal starting from the normal burner operation.

Wie in 2 dargestellt ist, tritt als Antwort auf diese sprungartige Veränderung der Brennstoffzufuhrrate f in dem zeitlichen Verlaufs des Signal ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 ebenfalls eine Veränderung auf (Response). Bei dem dargestellten Beispiel tritt bei der Verwendung der ersten Brennstoffart um eine Zeitspanne Δt₁ nach dem Zeitpunkt des Einsetzens der sprungartigen Veränderung ein Ansteigen des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 auf. Innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne Δt₂ erfolgt ein Ansteigen des Signals ϑ um einen Wert Δϑ. Wie bereits beschrieben wurde, zeigt 2 diese Antwort für die Verwendung einer ersten Brennstoffart, wie z. B. Diesel (B7).As in 2 is shown in response to this sudden change in the fuel feed rate f in the time course of the signal θ of the temperature or flame sensor 14 also a change to (response). In the illustrated example, when the first type of fuel is used for a period Δt ₁ after the timing of the onset of the sudden change, the signal θ of the temperature or flame sensor rises 14 on. Within a predetermined time interval Δt ₂ , the signal θ increases by a value Δθ. As already described, shows 2 this answer for the use of a first fuel type, such. Diesel (B7).

3 ist eine entsprechende Darstellung für eine zweite, von der ersten Brennstoffart verschiedene Brennstoffart, z. B. für Biodiesel (PME). In Antwort auf dieselbe sprungartige Veränderung der Brennstoffzufuhrrate f wie bei 2 tritt auch bei der zweiten Brennstoffart in dem Signal ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 eine Veränderung auf (Response). Bei der in 3 dargestellten Verwendung der zweiten Brennstoffart unterscheidet sich diese Antwort jedoch in dem Wert von Δt₁, d. h. in der Zeitspanne nach dem Zeitpunkt T1, zu der die Veränderung auftritt. Die Antwort unterscheidet sich ferner in der Höhe Δϑ, um die das Signal ϑ innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne Δt₂ ansteigt. Mit anderen Worten hängen der zeitliche Versatz (Offset) Δt₁ und der Gradient Δϑ/Δt₂ von der Brennstoffart ab. Es wurde gefunden, dass diese Unterschiede im zeitlichen Verlauf des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 dazu genutzt werden können, die verwendete Brennstoffart zu ermitteln und einen für die entsprechende Brennstoffart speziell angepassten Betriebsparametersatz für den Betrieb des mobilen Heizgeräts zu verwenden. 3 is a corresponding representation for a second, different from the first fuel type of fuel, for. B. for biodiesel (PME). In response to the same sudden change in fuel feed rate f as in 2 occurs also in the second fuel type in the signal θ of the temperature or flame sensor 14 a change to (response). At the in 3 illustrated use However, in the second fuel type, this response differs in the value of Δt ₁ , that is, in the period after time T1 when the change occurs. The answer also differs in the amount Δθ by which the signal θ increases within the predetermined period Δt ₂ . In other words, the time offset Δt ₁ and the gradient Δθ / Δt ₂ depend on the type of fuel. It has been found that these differences in the time course of the signal θ of the temperature or flame sensor 14 can be used to determine the type of fuel used and to use a specially adapted for the appropriate type of fuel operating parameter set for the operation of the mobile heater.

Die Schritte des bei der ersten Ausführungsform durch die Steuereinheit 10 ausgeführten Verfahrens werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 erläutert.The steps of the first embodiment by the control unit 10 The method is explained below with reference to 6 explained.

Bei der ersten Ausführungsform steuert die Steuereinheit 10 in einem Schritt S1 das mobile Heizgerät 1 derart an, dass die Brennstoffzufuhrrate f sprungartig verändert wird, z. B. wie in der gestrichelten Kurve in den 2 und 3 dargestellt. Ferner überwacht die Steuereinheit 10 in einem Schritt S2 den zeitlichen Verlauf des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 in Antwort auf die Veränderung. Die Steuereinheit 10 wertet in einem Schritt S3 den überwachten zeitlichen Verlauf dann aus. Z. B. kann die Steuereinheit insbesondere den zeitlichen Versatz Δt₁ und den Gradienten Δϑ/Δt₂ auswerten. Da die überwachten und ausgewerteten Eigenschaften für die verwendete Brennstoffart charakteristisch sind, kann die Steuereinheit 10 somit die verwendete Brennstoffart ermitteln. Z. B. können in der Steuereinheit 10 mehrere Betriebsparametersätze für verschiedene Brennstoffarten hinterlegt sein und diese über entsprechende Werte oder Wertebereiche für den zeitlichen Versatz Δt₁ und den Gradienten Δϑ/Δt₂ gekennzeichnet sein. Die Steuereinheit 10 kann dann die ermittelten Eigenschaften einem Betriebsparametersatz von der Mehrzahl von Betriebsparametersätzen, die in der Steuereinheit hinterlegt sind, zuordnen. Somit kann die Steuereinheit 10 einen entsprechenden Betriebsparametersatz für die verwendete Brennstoffart auffinden.In the first embodiment, the control unit controls 10 in a step S1, the mobile heater 1 such that the fuel supply rate f is changed abruptly, z. B. as in the dashed curve in the 2 and 3 shown. Further, the control unit monitors 10 in a step S2, the time profile of the signal θ of the temperature or flame sensor 14 in response to the change. The control unit 10 then evaluates the monitored time course in a step S3. For example, the control unit can in particular evaluate the time offset Δt ₁ and the gradient Δθ / Δt ₂ . Since the monitored and evaluated characteristics are characteristic of the type of fuel used, the control unit may 10 thus determine the type of fuel used. For example, in the control unit 10 Several operating parameter sets for different types of fuel can be stored and these are characterized by corresponding values or value ranges for the time offset Δt ₁ and the gradient Δθ / Δt ₂ . The control unit 10 can then assign the determined properties of an operating parameter set of the plurality of operating parameter sets, which are stored in the control unit. Thus, the control unit 10 Find a corresponding operating parameter set for the type of fuel used.

In einem Schritt S4 wählt die Steuereinheit den entsprechenden Betriebsparametersatz für den verwendeten Brennstoff aus der Mehrzahl von Betriebsparametersätzen aus und steuert das mobile Heizgerät 1 mit dem ausgewählten Betriebsparametersatz an.In a step S4, the control unit selects the corresponding operating parameter set for the fuel used from the plurality of operating parameter sets and controls the mobile heater 1 with the selected operating parameter set.

Obwohl in Bezug auf die Ausführungsform eine spezielle Auswertung des zeitlichen Verlaufs des Signals ϑ beschrieben wurde, ist die Ausführungsform nicht auf diese spezielle Auswertung beschränkt und es können auch andere Eigenschaften aus dem zeitlichen Verlauf alternativ oder zusätzlich ausgewertet werden.Although a specific evaluation of the timing of the signal θ has been described with respect to the embodiment, the embodiment is not limited to this specific evaluation, and other characteristics from the time history may alternatively or additionally be evaluated.

Obwohl beschrieben wurde, dass die Steuereinheit 10 temporär die Brennstoffzufuhrrate f erhöht, was im Hinblick auf die Stabilität des Brennbetriebs und die Signalgüte vorteilhaft ist, ist die Ausführungsform nicht auf diese Realisierung beschränkt. Es kann z. B. auch temporär die Brennstoffzufuhrrate verringert werden oder es kann die Brennluftzufuhrrate temporär verändert werden (erhöht oder verringert). Obwohl eine Veränderung in Form eines Rechtecksignals beschrieben wurde, ist auch eine andere Signalform möglich, die zu einer ausrechend aussagekräftigen Antwort in dem Signal des Temperatur- oder Flammsensors 14 führt.Although it has been described that the control unit 10 temporarily increases the fuel feed rate f, which is advantageous in view of the stability of the burning operation and the signal quality, the embodiment is not limited to this implementation. It can, for. B. also temporarily the fuel supply rate can be reduced or the combustion air supply rate can be temporarily changed (increased or decreased). Although a change in the form of a square wave signal has been described, it is also possible to use a different waveform, which results in an adequately meaningful response in the temperature or flame sensor signal 14 leads.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORMSECOND EMBODIMENT

Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1, 4, 5 und 7 beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der zweiten Ausführungsform sowohl alternativ zu der ersten Ausführungsform als auch zusätzlich zu dieser vorgesehen sein können.Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to FIGS 1 . 4 . 5 and 7 described. It should be noted that the features of the second embodiment may be provided both as an alternative to the first embodiment and in addition thereto.

In 4 sind in der gleichen Weise wie in 2 der zeitliche Verlauf der Brennstoffzufuhrrate f (gestrichelt dargestellt) und der zeitliche Verlauf eines Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 (durchgezogen dargestellt) gezeigt. In 4 ist allerdings der zeitliche Verlauf bei einem Einschalten des Heizgeräts dargestellt. Wie in 4 in der gestrichelten Kurve dargestellt ist, wird bei einem Einschalten des mobilen Heizgeräts 1 die Brennstoffzufuhrrate f gemäß einem bestimmten Schema von Null auf einen Wert für einen Normalbetrieb erhöht. In 4 ist lediglich ein beispielhafter Verlauf für eine solche Veränderung der Brennstoffzufuhrrate f bei einem Starten des mobilen Heizgeräts dargestellt und es sind auch andere Realisierungen möglich.In 4 are in the same way as in 2 the time course of the fuel supply rate f (shown in phantom) and the time course of a signal θ of the temperature or flame sensor 14 (shown in solid lines). In 4 However, the time course is shown when switching on the heater. As in 4 is shown in the dashed curve is when the mobile heater 1 increases the fuel feed rate f from zero to a value for normal operation according to a predetermined scheme. In 4 is merely an example course for such a change in the fuel feed rate f at a start of the mobile heater shown and other implementations are possible.

Wie in 4 dargestellt ist, erhöht sich innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne Δt beim Starten des mobilen Heizgeräts 1 das Signal ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 um einen Wert Δϑ_E. Der zeitliche Verlauf des Signals ϑ ist dabei wiederum (bei gegebener Geometrie etc. des mobilen Heizgeräts 1) charakteristisch für die verwendete Brennstoffart. Z. B. unterscheidet sich der Gradient Δϑ_E/Δt in Abhängigkeit von der verwendeten Brennstoffart. Die verwendete Brennstoffart kann somit durch Überwachen der zeitlichen Veränderung des Signals ϑ bei einem Starten, d. h. bei einem Beginn des Brennbetriebs, ermittelt werden.As in 4 is increased within a predetermined period .DELTA.t when starting the mobile heater 1 the signal θ of the temperature or flame sensor 14 by a value Δθ _E. The time profile of the signal θ is again (given the geometry, etc. of the mobile heater 1 ) characteristic of the type of fuel used. For example, the gradient Δθ _E / Δt differs depending on the type of fuel used. The type of fuel used can thus be determined by monitoring the time change of the signal θ at a start, ie at the beginning of the combustion operation.

In 5 sind in gleicher Weise wie in 4 der zeitliche Verlauf der Brennstoffzufuhrrate f (gestrichelt) und der zeitliche Verlauf des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 (durchgezogen) bei einem Ausschalten bzw. Ausbrand des mobilen Heizgeräts 1 gezeigt. Wie in der gestrichelten Kurve von 4 ersichtlich ist, wird bei einem Ausschalten die Brennstoffzufuhrrate f nach einem bestimmten Schema auf Null herabgesetzt. In 4 ist dabei lediglich ein beispielhafter Verlauf gezeigt und die Brennstoffzufuhrrate f kann auch in anderer Weise herabgesetzt werden.In 5 are the same as in 4 the time course of the fuel feed rate f (dashed) and the time course of the signal θ of the Temperature or flame sensor 14 (solid) at a shutdown or burnout of the mobile heater 1 shown. As in the dashed curve of 4 is apparent, the fuel feed rate f is reduced to zero according to a certain scheme when switching off. In 4 In this case, only an exemplary course is shown and the fuel feed rate f can also be reduced in another way.

Wie in der durchgezogenen Kurve von 5 zu sehen ist, fällt bei dem Ausschalten des mobilen Heizgeräts 1 auch das Signal ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 in charakteristischer Weise ab. Auch dieser Abfall in dem zeitlichen Verlauf des Signals ϑ ist charakteristisch und unterscheidet sich je nach verwendeter Brennstoffart. Z. B. fällt das Signal ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 in einer vorgegebenen Zeitspanne Δt um einen Wert Δϑ_A ab. Der Gradient Δϑ_A/Δt ist dabei z. B. wieder charakteristisch für den verwendeten Brennstoff. Daher kann auch der zeitliche Verlauf des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 bei einem Ausschalten bzw. Ausbrand des mobilen Heizgeräts dazu genutzt werden, die verwendete Brennstoffart zu ermitteln und einen entsprechenden Betriebsparametersatz des mobilen Heizgeräts 1 auszuwählen.As in the solid curve of 5 can be seen falls off the mobile heater 1 also the signal θ of the temperature or flame sensor 14 in a characteristic way. This drop in the time course of the signal θ is also characteristic and differs depending on the type of fuel used. For example, the signal θ of the temperature or flame sensor drops 14 in a predetermined time Δt by a value Δθ _A from. The gradient Δθ _A / Δt is z. B. again characteristic of the fuel used. Therefore, the time course of the signal θ of the temperature or flame sensor 14 be used in a shutdown or burnout of the mobile heater to determine the type of fuel used and a corresponding operating parameter set of the mobile heater 1 select.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 7 ein Verfahren zum Betreiben des mobilen Heizgeräts 1 mit verschiedenen Brennstoffarten gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.The following is with reference to 7 a method of operating the mobile heater 1 described with various types of fuel according to the second embodiment.

In einem Schritt S10 startet die Steuereinheit 10 das mobile Heizgerät 1 und erhöht dabei die Brennstoffzufuhrrate f. Dies kann z. B. wie in 4 dargestellt erfolgen. Die Steuereinheit 10 überwacht dabei den zeitlichen Verlauf des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14.In a step S10, the control unit starts 10 the mobile heater 1 and thereby increases the fuel feed rate f. This can be z. B. as in 4 shown done. The control unit 10 monitors the time course of the signal θ of the temperature or flame sensor 14 ,

In einem Schritt S11 schaltet die Steuereinheit 10 das mobile Heizgerät 1 aus und reduziert dabei die Brennstoffzufuhrrate f auf Null. Dies kann z. B. wie in 5 dargestellt erfolgen. Die Steuereinheit 10 überwacht dabei den zeitlichen Verlauf des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14.In a step S11, the control unit switches 10 the mobile heater 1 while reducing the fuel feed rate f to zero. This can be z. B. as in 5 shown done. The control unit 10 monitors the time course of the signal θ of the temperature or flame sensor 14 ,

In einem Schritt S12 wertet die Steuereinheit 10 den zeitlichen Verlauf aus. Die Steuereinheit 10 kann dabei dazu ausgebildet sein, nur den zeitlichen Verlauf beim Starten des mobilen Heizgeräts 1 auszuwerten (aus Schritt S10) oder nur den zeitlichen Verlauf beim Ausschalten des mobilen Heizgeräts auszuwerten (aus Schritt S11) oder beide (aus Schritt S10 und Schritt S11). Dies kann z. B. durch Ermittlung des Gradienten Δϑ_A/Δt und/oder des Gradienten Δϑ_E/Δt erfolgen. Da die überwachten und ausgewerteten Eigenschaften für die verwendete Brennstoffart charakteristisch sind, kann die Steuereinheit 10 somit die verwendete Brennstoffart ermitteln. Z. B. können in der Steuereinheit 10 mehrere Betriebsparametersätze für verschiedene Brennstoffarten hinterlegt sein und diese über entsprechende Werte oder Wertebereiche für den oder die Gradienten Δϑ_A/Δt und/oder Δϑ_E/Δt gekennzeichnet sein. Die Steuereinheit 10 kann dann die ermittelten Eigenschaften einem Betriebsparametersatz von der Mehrzahl von Betriebsparametersätzen, die in der Steuereinheit hinterlegt sind, zuordnen. Somit kann die Steuereinheit 10 einen entsprechenden Betriebsparametersatz für die verwendete Brennstoffart auffinden.In a step S12, the control unit evaluates 10 the time course. The control unit 10 can be designed to only the time course when starting the mobile heater 1 to evaluate (from step S10) or only to evaluate the timing when turning off the mobile heater (from step S11) or both (from step S10 and step S11). This can be z. B. by determining the gradient Δθ _A / .DELTA.t and / or the gradient .DELTA.θ _E / .DELTA.t done. Since the monitored and evaluated characteristics are characteristic of the type of fuel used, the control unit may 10 thus determine the type of fuel used. For example, in the control unit 10 a plurality of operating parameter sets for different types of fuel can be stored and these can be identified by corresponding values or ranges of values for the gradient or Δθ _A / Δt and / or Δθ _E / Δt. The control unit 10 can then assign the determined properties of an operating parameter set of the plurality of operating parameter sets, which are stored in the control unit. Thus, the control unit 10 Find a corresponding operating parameter set for the type of fuel used.

In einem Schritt S13 wählt die Steuereinheit den entsprechenden Betriebsparametersatz für den verwendeten Brennstoff aus der Mehrzahl von Betriebsparametersätzen aus und steuert das mobile Heizgerät 1 mit dem ausgewählten Betriebsparametersatz an.In a step S13, the control unit selects the corresponding operating parameter set for the fuel used from the plurality of operating parameter sets and controls the mobile heater 1 with the selected operating parameter set.

Obwohl in Bezug auf die zweite Ausführungsform wieder eine spezielle Auswertung des zeitlichen Verlaufs des Signals ϑ beschrieben wurde, ist auch die zweite Ausführungsform nicht auf diese spezielle Auswertung beschränkt und es können auch andere Eigenschaften aus dem zeitlichen Verlauf alternativ oder zusätzlich ausgewertet werden.Although a specific evaluation of the time profile of the signal θ has again been described in relation to the second embodiment, the second embodiment is not restricted to this specific evaluation, and other properties from the time profile can alternatively or additionally be evaluated.

Obwohl oben die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform als Alternativen zur Auswahl eines geeigneten Betriebsparametersatzes dargestellt wurden, ist es auch möglich, die beiden Ausführungsformen zu kombinieren und den zeitlichen Verlauf des Signals ϑ des Temperatur- oder Flammsensors 14 sowohl in Antwort auf eine Veränderung gemäß der ersten Ausführungsform als auch bei einem Anschalten und/oder Ausschalten gemäß der zweiten Ausführungsform auszuwerten.Although the first embodiment and the second embodiment have been presented above as alternatives for selecting a suitable operating parameter set, it is also possible to combine the two embodiments and the time profile of the signal θ of the temperature or flame sensor 14 evaluate both in response to a change according to the first embodiment as well as at a turn-on and / or turn-off according to the second embodiment.

Mit der beschriebenen Lösung können verschiedene Brennstoffarten, die bei einem mobilen Heizgerät zum Einsatz kommen können, mittels der Überwachung und Auswertung des zeitlichen Verlaufs eines Signals von zumindest einem Temperatur- oder Flammsensor erkannt werden und es kann ein für die verwendete Brennstoffart optimierter Betriebsparametersatz des mobilen Heizgeräts ausgewählt werden. Die verschiedenen Brennstoffarten können aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften, wie z. B. unterschiedlichem Siede- bzw. Verdampfungsverhalten, unterschiedlichem Heizwert, etc., aus dem überwachten zeitlichen Verlauf ermittelt werden.With the described solution, various types of fuel that can be used in a mobile heater can be detected by monitoring and evaluating the time course of a signal from at least one temperature or flame sensor and it can be optimized for the type of fuel used operating parameter set of the mobile heater to be selected. The different types of fuels can, due to their specific properties, such. B. different boiling or evaporation behavior, different calorific value, etc., are determined from the monitored time course.

Mit der beschriebenen Lösung können die Funktionalität und die Brennstabilität des mobilen Heizgeräts erhöht werden. Es kann ein verbessertes und schnelleres Startverhalten erzielt werden. Im Startbetrieb, im Regel- bzw. Dauerbetrieb und im Ausbrand kann ein verbessertes Emissionsverhalten bereitgestellt werden. Ferner kann, aufgrund einer Verringerung von Verkokung und Crackung, die Lebensdauer des Heizgeräts erhöht werden.With the described solution, the functionality and the burning stability of the mobile heater can be increased. An improved and faster starting behavior can be achieved. In start-up mode, in regular or continuous operation and in burnout, an improved emission behavior can be provided. Furthermore, due to a Reduction of coking and cracking, the life of the heater can be increased.

Die Steuereinheit 10 kann dabei derart ausgestaltet werden, dass sie einen Start bzw. Weiterbetrieb des mobilen Heizgeräts 1 verhindert, wenn sie aufgrund des überwachten zeitlichen Verlaufs eine unzulässige Brennstoffart erkennt.The control unit 10 can be configured such that they start or continue operation of the mobile heater 1 prevented if it detects an impermissible fuel type due to the monitored time course.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 10125588 C1 [0006]

Claims

Method for operating a mobile heater ( 1 ) with different fuel types, with the steps: (S2; S10; S11) monitoring a time profile of a signal (θ) of at least one temperature or flame sensor ( 14 (S3; S12) evaluating the time profile and associating the time profile with an operating parameter set of a plurality of operating parameter sets of the mobile heating device ( 1 ), and (S4; S13) driving the mobile heater ( 1 ) with the selected operating parameter set.

A method according to claim 1, characterized in that the monitored time course of the signal (θ) is assigned to a fuel type of a plurality of fuel types and an operating parameter set corresponding to the fuel type is selected.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the method comprises: (S1) temporarily changing either a fueling rate (f) or a combustion air supply rate and (S3) evaluating the response in the time course of the signal (θ) of the at least one temperature or flame sensors ( 14 ).

A method according to claim 3, characterized in that the temporary changing is increasing the fuel feed rate (f) or the combustion air supply rate by a factor greater than 1.5 or decreasing by a factor less than 0.67.

A method according to claim 3 or 4, characterized in that the temporary changing is changing the fuel supply rate (f) at a constant combustion air supply rate.

A method according to claim 5, characterized in that the temporary change is an increase in the fuel feed rate (f).

Method according to one of claims 3 to 6, characterized in that the temporary change takes place in the form of a sudden change for a predetermined period.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the monitoring and evaluation of the time course of the signal (θ) when starting and / or switching off the mobile heater ( 1 ) he follows.

Mobile heater ( 1 ) with: a combustion chamber ( 2 ) for converting fuel with combustion air to provide heat, a fuel supply ( 3 ) for supplying fuel to the combustion chamber ( 2 ), a combustion air supply ( 5 ) for supplying combustion air to the combustion chamber ( 2 ), at least one temperature or flame sensor ( 14 ) for monitoring a temperature of the heater, and a control unit ( 10 ) for controlling an operation of the heater, characterized in that a plurality of operating parameter sets of the heater is stored and the control unit ( 10 ) is adapted to monitor a time profile of a signal (θ) from the at least one temperature or flame sensor ( 14 ), to assign an operating parameter set from the plurality of operating parameter sets and to operate the heater with this operating parameter set.

Mobile heater according to claim 9, characterized in that the control unit is adapted to assign the monitored time profile of the signal (θ) a fuel type of a plurality of fuel types and to select a corresponding fuel type operating parameter set.

Mobile heater according to claim 9 or 10, characterized in that the control unit ( 10 ) is adapted to a feed rate (f) of the fuel supply ( 3 ) or the combustion air supply ( 5 ) and the response in the time course of the signal (θ) from the at least one temperature or flame sensor ( 14 ) to monitor and evaluate.

Mobile heater according to claim 11, characterized in that the control unit ( 10 ) is adapted to increase the feed rate by a factor greater than 1.5 or by a factor less than 0.67.

Mobile heater according to claim 11 or 12, characterized in that the control unit ( 10 ) is adapted to the feed rate (f) of the fuel supply ( 3 ) at a constant supply rate of the combustion air supply ( 5 ) increase.

Mobile heater according to one of claims 9 to 14, characterized in that the temperature or flame sensor ( 14 is formed by an exhaust gas temperature sensor, which measures the temperature of the combustion exhaust gas.