DE102011003273B4

DE102011003273B4 - Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Standheizungsbetriebsmodus

Info

Publication number: DE102011003273B4
Application number: DE102011003273.8A
Authority: DE
Inventors: Oliver Schmidt; Antonio Moschella
Original assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: DE102011003273A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Standheizungsbetriebsmodus, wobei das Heizsystem (10) ein vorzugsweise brennstoffbetriebenes Heizgerät (12) mit einer ersten Wärmetauscheranordnung (16) zum Übertragen von im Heizgerät (12) bereitgestellter Wärme auf ein Wärmeträgermedium sowie eine zweite Wärmetauscheranordnung (22) zum Übertragen von im Wärmeträgermedium transportierter Wärme auf durch ein Gebläse (24) in einen Fahrzeuginnenraum zu fördernde Luft (L) umfasst, wobei das Verfahren die Maßnahmen umfasst:a) bei oder nach Inbetriebnahme des Heizgeräts (12), in Betrieb Nehmen des Gebläses (24) zum Fördern von Luft in den Fahrzeuginnenraum mit einer vorbestimmten ersten Förderrate (F1),b) Vergleichen einer Wärmeträgermediumtemperatur mit einer ersten Temperaturschwelle (TR),c) dann, wenn die Wärmeträgermediumtemperatur die erste Temperaturschwelle (TR) erreicht oder/und überschreitet, Erhöhen der Förderrate (F) des Gebläses (24), dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Temperatur des Wärmeträgermediums eine über der ersten Temperaturschwelle (TR) liegende zweite Temperaturschwelle (Ts) erreicht oder/und überschreitet, bei einer Maßnahme d) die Förderrate (F) des Gebläses (24) erhöht wird, wobei die erste Temperaturschwelle (TR) eine in Abhängigkeit von einer Änderung (δT) der Wärmeträgermediumtemperatur nach Inbetriebnahme des Gebläses (24) bestimmten Temperaturdifferenz unter der zweiten Temperaturschwelle (Ts) liegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems in einem Fahrzeug in einem Standheizungsbetriebsmodus. Ein derartiges Heizsystem umfasst im Allgemeinen ein beispielsweise brennstoffbetriebenes Heizgerät, welches im Verbrennungsbetrieb Wärme bereitstellt. Diese Wärme wird in einer ersten Wärmetauscheranordnung auf ein Wärmeträgermedium übertragen. Im Allgemeinen ist dieses Wärmeträgermedium die auch in einem Kühlkreislauf eines Antriebsaggregats zirkulierende Flüssigkeit. In einer zweiten Wärmetauscheranordnung kann die im Wärmeträgermedium transportierte Wärme auf Luft übertragen werden, welche in einen Fahrzeuginnenraum einzuleiten ist. Es ist ein Gebläse vorgesehen, welches für eine Umströmung der zweiten Wärmetauscheranordnung mit der in den Fahrzeuginnenraum zu leitenden Luft betrieben wird.
In einem Standheizungsbetriebsmodus ist die Zielsetzung das derartige Vorkonditionieren eines Fahrzeugs, dass es zum gewünschten Zeitpunkt der Betriebsaufnahme betriebsbereit ist. Dies umfasst im Allgemeinen ein vollständiges Abtauen der beschlagenen oder angefrorenen Fensterscheiben. Um dies zu erlangen, kann, wenn nach Inbetriebnahme des Heizgeräts das Wärmeträgermedium eine bestimmte Temperatur erreicht hat, also ein Zustand vorliegt, in welchem das Wärmeträgermedium ausreichend Wärmeenergie transportiert, durch Betreiben des Gebläses und dabei Fördern von Luft eine entsprechende Erwärmung derselben erreicht werden. Durch das Inbetriebnehmen des Gebläses erst dann, wenn das Wärmeträgermedium eine ausreichend hohe Temperatur erreicht hat, wird sichergestellt, dass das Fördern von Luft und damit der Verbrauch elektrischer Energie im Gebläse dann vermieden wird, wenn ein effizienter Wärmetransport mangels bereitgestellter Wärmemenge im Wärmeträgermedium nicht möglich ist.
Erreicht die Temperatur des Wärmeträgermediums also eine vorgegebene Schalttemperatur, wird das Gebläse in Betrieb gesetzt und die in der zweiten Wärmetauscheranordnung erwärmte Luft in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet.
Um die bei einem derartigen System bereitgestellte Wärmeenergie möglichst effizient zu nutzen, ist es weiterhin erforderlich, dass die im Wärmeträgermedium transportierte Wärmeenergie in der zweiten Wärmetauscheranordnung möglichst umfassend auf die in den Fahrzeuginnenraum zu fördernde Luft übertragen wird. Dies bedeutet, dass die zweite Wärmetauscheranordnung mit möglichst hohem Wirkungsgrad arbeiten sollte, was insbesondere dann erreichbar ist, wenn die Wärmeträgermediumtemperatur vergleichsweise hoch ist. Weiterhin ist es erforderlich, dass durch eine entsprechend hohe Förderrate des die in den Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft fördernden Gebläses auch möglichst viel Wärmeenergie aufnehmende Luft die zweite Wärmetauscheranordnung durchsetzen kann. Ist die Wärmeabnahme in der zweiten Wärmetauscheranordnung zu gering, beispielsweise wegen zu geringer Förderrate des Gebläses, kann dies zu einer Senkung der Heizleistung des Heizgeräts führen. Eine Senkung der Heizleistung führt jedoch wiederum zu einer Minderung der bereitgestellten Wärmeenergie, obgleich in einem zu erwärmenden Fahrzeuginnenraum noch nicht die gewünschte Temperatur erreicht ist. Wird andererseits eine zu hohe Förderrate des Gebläses vorgegeben, wird dem Wärmeträgermedium in der zweiten Wärmetauscheranordnung in Bezug auf die in dem Heizgerät bereitstellbare Wärmeenergie zu viel Wärme entzogen, was zu einer Abnahme des Temperaturniveaus des Wärmeträgermediums und somit einer entsprechenden Minderung des Wirkungsgrads der zweiten Wärmetauscheranordnung führt.
Aus der US 4 700 888 A ist ein Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems in einem Fahrzeug in einem Standheizungsbetriebsmodus, also bei deaktivierter Brennkraftmaschine des Fahrzeugs bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Gebläse zum Fördern der in einer Wärmetauscheranordnung durch thermische Wechselwirkung mit einem Wärmeträgermedium erwärmten Luft in Abhängigkeit von der Temperatur in einem zu erwärmenden Innenraum eines Fahrzeugs aktiviert. Im Fahrzeuginnenraum ist ein Temperatursensor vorgesehen, welcher die Temperatur im Fahrzeuginnenraum erfasst und dann, wenn diese ausreichend hoch ist, ein Relais zum Aktivieren des Gebläses schaltet.
Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2008 004 686 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird bei Inbetriebnahme des Heizsystems ein Heizgerät in Betrieb gesetzt und ein Gebläse zum Fördern von Luft in einen Fahrzeuginnenraum mit geringer Förderleistung betrieben. Steigt die Temperatur des vom Heizgerät erwärmten Wärmeträgermediums an, wird die Förderleistung des Gebläses erhöht.
Aus der DE 41 15 141 A1 ist es bekannt, dass es beim Betreiben eines Heizsystems eines Fahrzeugs vorteilhaft ist, bei höherer Temperatur eines durch ein Heizgerät erwärmten Wärmeträgermediums eine höhere Förderrate eines an einem Wärmetauscher erwärmte Luft in einen Fahrzeuginnenraum fördernden Gebläses vorzusehen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems in einem Standheizungsbetriebsmodus vorzusehen, mit welchem eine zuverlässige Vorkonditionierung eines Fahrzeugs bei optimiertem Energieeinsatz erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Standheizungsbetriebsmodus, gemäß Anspruch 1, wobei das Heizsystem ein vorzugsweise brennstoffbetriebenes Heizgerät mit einer ersten Wärmetauscheranordnung zum Übertragen von im Heizgerät bereitgestellter Wärme auf ein Wärmeträgermedium sowie eine zweite Wärmetauscheranordnung zum Übertragen von im Wärmeträgermedium transportierter Wärme auf durch ein Gebläse in einen Fahrzeuginnenraum zu fördernde Luft umfasst, wobei das Verfahren die Maßnahmen umfasst:

a) bei oder nach Inbetriebnahme des Heizgeräts, in Betrieb Nehmen des Gebläses zum Fördern von Luft in den Fahrzeuginnenraum mit einer vorbestimmten ersten Förderrate,
b) Vergleichen einer Wärmeträgermediumtemperatur mit einer ersten Temperaturschwelle,
c) dann, wenn die Wärmeträgermediumtemperatur die erste Temperaturschwelle erreicht oder/und überschreitet, Erhöhen der Förderrate des Gebläses.

Bei der vorliegenden Erfindung wird zunächst durch den Vergleich mit einer ersten Temperaturschwelle für das Wärmeträgermedium ermittelt, ob dieses sich ausreichend stark erwärmt hat. Ist dies der Fall, ist also ein vergleichsweise hohes Temperaturniveau des Wärmeträgermediums gewährleistet, wird erfindungsgemäß dann die Förderrate des Gebläses erhöht, wodurch einerseits eine schnellere Erwärmung des Fahrzeuginnenraums gewährleistet werden kann, andererseits aber eine übermäßige Abkühlung des Wärmeträgermediums in der zweiten Wärmetauscheranordnung vermieden wird.
Um bei möglichst effizienter Ausnutzung der im Heizgerät bereitgestellten Energie eine noch schnellere Erwärmung des Fahrzeuginnenraums gewährleisten zu können, wird dann, wenn die Temperatur des Wärmeträgermediums eine über der ersten Temperaturschwelle liegende zweite Temperaturschwelle erreicht oder/und überschreitet, bei einer Maßnahme d) die Förderrate des Gebläses erhöht.
Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise liegt die erste Temperaturschwelle eine vorbestimmbare Temperaturdifferenz unter der zweiten Temperaturschwelle. Dies hat zur Folge, dass der Abstand zwischen den beiden Temperaturschwellen nicht unveränderbar vorgegeben ist, sondern die Relativlage der Temperaturschwellen und mithin auch die in bestimmtem zeitlichen Versatz zu ergreifenden Maßnahmen c) bzw. d) in Abhängigkeit von anderen Größen vorgegeben werden können.
Die vorbestimmbare Temperaturdifferenz wird in Abhängigkeit von einer Änderung der Wärmeträgermediumtemperatur nach Inbetriebnahme des Gebläses bestimmt.
Dabei kann beispielsweise die zweite Temperaturschwelle einer Heizleistungsschalttemperatur des Heizgeräts entsprechen, also einer Temperatur, deren Erreichen an sich das Verringern der Heizleistung des Heizgeräts nach sich ziehen würde.
Um die Ansteuerung der verschiedenen in ihrer Betriebscharakteristik zu beeinflussenden Systembereiche möglichst einfach gestalten zu können, wird vorgeschlagen, dass bei der Maßnahme c) oder/und d) die Förderrate des Gebläses stufenartig erhöht wird.
Führt bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise die sukzessive Erhöhung der Förderrate des Gebläses nicht dazu, dass die Temperatur des Wärmeträgermediums in einem dafür akzeptablen Bereich bleibt, kann erfindungsgemäß weiter vorgesehen sein, dass dann, wenn die Wärmeträgermediumtemperatur über der zweiten Temperaturschwelle liegt und das Gebläse mit maximaler Förderrate betrieben wird, in einer Maßnahme e) die Heizleistung des Heizgeräts verringert wird. Auch hierbei kann vorgesehen sein, dass die Heizleistung stufenartig verringert wird.
Vorzugsweise wird die Maßnahme e) nur dann durchgeführt, wenn die Wärmeträgermediumtemperatur weiter ansteigt oder/und über der zweiten Temperaturschwelle bleibt. Führt das Betreiben des Gebläses mit der dafür vorgesehenen maximalen Förderrate bereits zu einer Temperaturstagnation bzw. einem Abnehmen der Temperatur in Richtung der zweiten Temperaturschwelle hin, so ist die Maßnahme des Verringerns der Heizleistung nicht erforderlich und es kann weiterhin eine möglichst schnelle Erwärmung eines Fahrzeuginnenraums sichergestellt werden.
Die erste Temperaturschwelle kann bei schnellerer Erwärmung des Wärmeträgermediums auf einen höheren Wert gesetzt werden, als bei langsamerer Erwärmung des Wärmeträgermediums.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben Es zeigt:

1 in prinzipartiger Darstellung ein Heizsystem in einem Fahrzeug;
2 jeweils aufgetragen über der Zeit die Entwicklung einer Wärmeträgermediumtemperatur einer Förderrate eines Heizluftgebläses und einer Leistungsstufe eines Heizgeräts.

In 1 ist ein Heizsystem eines Fahrzeugs allgemein mit 10 bezeichnet. Das Heizsystem 10 umfasst ein Heizgerät 12, welches beispielsweise brennstoffbetrieben sein kann und einen mit Brennstoff und Verbrennungsluft zu versorgenden Brennerbereich 14 umfassen kann. In einer ersten Wärmetauscheranordnung 16 wird im Heizgerät 12, beispielsweise also im Brennerbereich 14 desselben, bereitgestellte Wärme auf das in einem Wärmeträgermediumkreislauf 18 zuirkulierende Wärmeträgermedium übertragen. Hierzu kann im Wärmeträgermediumkreislauf 18 eine Wärmeträgermediumpumpe 20 vorgesehen sein. Das im Bereich der ersten Wärmetauscheranordnung 16 erwärmte Wärmeträgermedium strömt zu einer zweiten Wärmetauscheranordnung 22, in welcher im Wärmeträgermedium 18 transportierte Wärmeenergie auf die in einem Fahrzeuginnenraum zu fördernde Luft L übertragen werden kann. Diese Luft L wird durch ein Gebläse 24 gefördert. Das die zweite Wärmetauscheranordnung 22 verlassende Wärmeträgermedium, also beispielsweise die Kühlflüssigkeit bzw. das Kühlwasser für eine als Antriebsaggregat dienende Brennkraftmaschine 26, kann dann je nach Schaltstellung eines Schaltventils 28 direkt zum Heizgerät 12 zurückströmen oder kann den Wassermantel der Brennkraftmaschine 26 durchströmen. Im ersteren Falle wird von einem kleinen Strömungskreislauf gesprochen, welcher die allgemein als Wärmesenken im Standheizbetriebsmodus wirksame Brennkraftmaschine 26 nicht enthält. Im zweiteren Falle wird allgemein von einem großen Strömungskreislauf gesprochen, welcher auch die Brennkraftmaschine 26 umfasst, so dass auch diese im Standheizbetriebsmodus vorkonditioniert werden kann.
Die verschiedenen im Betrieb des Heizsystems 10 anzusteuernden Systembereiche, also beispielsweise der Brennerbereich 14, das Gebläse 24 und die Ventilanordnung 28, stehen unter der Ansteuerung einer Ansteuervorrichtung 30. Es sei hier erwähnt, dass beispielsweise die Ventilanordnung 28 auch unabhängig von der Ansteuerwirkung der Ansteuervorrichtung 30 nur abhängig von der Temperatur des diese durchströmenden Wärmeträgermediums schalten kann.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 2 der Betrieb des Fahrzeugheizsystems 10 insbesondere bei Inbetriebnahme z.B. für einen Standheizbetriebsmodus erläutert.
Das obere Diagramm der 2 veranschaulicht den Verlauf der Temperatur T aufgetragen über der Zeit. Zu einem Zeitpunkt t₀ wird das Heizgerät 12 nach Erzeugung eines entsprechenden Startbefehls in Betrieb gesetzt. Mit Erzeugung des Startbefehls wird beispielsweise das Heizgerät 12 derart in Betrieb gesetzt, dass es mit seiner größten Heizleistung L_G betrieben wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass eine für diese Heizleistungsstufe L_G vorgesehene Brennstoffmenge und Verbrennungsluftmenge in eine Brennkammer gefördert, dort gemischt, gezündet und zur Verbrennung gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt t₀ ist die Wärmeträgermediumtemperatur vergleichsweise gering, da sie insbesondere nach längerer Stillstandzeit eines Fahrzeugs im Bereich der Umgebungstemperatur liegen kann. Mit Inbetriebnahme des Heizgeräts 12 steigt die Temperatur des Wärmeträgermediums an, wobei zunächst das Gebläse 24, welches erwärmte Luft L zur Konditionierung des Fahrzeuginnenraums in diesen leiten soll, noch nicht betrieben wird. Grund hierfür ist, dass eine möglichst rasche Erwärmung des Wärmeträgermediums angestrebt wird, um bei der Wärmeübertragung in der zweiten Wärmetauscheranordnung 22 mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad arbeiten zu können. Erst bei Erreichen einer Einschalttemperatur T_E zu einem Zeitpunkt t₁ wird das Gebläse 24 in Betrieb gesetzt und mit einer ersten Förderrate F₁ betrieben. Dies kann beispielsweise die kleinste für das Gebläse 24 vorgebbare Förderrate sein.
Es ist darauf hinzuweisen, dass das Gebläse 24 grundsätzlich auch bei Inbetriebnahme des Heizgeräts 12, also beispielsweise gleichzeitig mit dessen Aktivierung oder ggf. bereits vor der Aktivierung des Heizgeräts, in Betrieb genommen werden kann.
Durch das Betreiben des Heizgeräts 12 mit sehr hoher, insbesondere maximaler Heizleistung L_G erwärmt sich das Wärmeträgermedium vergleichsweise schnell, wozu auch beiträgt, dass das Gebläse 24 mit nur vergleichsweise geringer Förderrate F₁ betrieben wird.
Zu einem Zeitpunkt t₂ wird eine als Referenztemperatur zu betrachtende erste Temperaturschwelle T_R erreicht, welche um eine nachfolgend noch erläuterte vorbestimmbare Differenz unter einer zweiten Temperaturschwelle Ts liegt. Diese zweite Temperaturschwelle Ts kann einer Heizleistungsschalttemperatur für das Heizgerät 12 entsprechen, deren Erreichen an sich das Herunterschalten auf eine geringere Heizleistung auslösen würde. Diese zweite Temperaturschwelle Ts kann beispielsweise fest vorgegeben sein und bei einer Wärmeträgermediumtemperatur von etwa 80°C liegen. Diese Temperatur kann beispielsweise am Ausgang der ersten Wärmetauscheranordnung 16 durch einen Temperatursensor 32 erfasst werden, welcher ein entsprechendes Ausgangssignal in die Ansteuervorrichtung 30 speist.
Während die zweite Temperaturschwelle Ts also beispielsweise fest vorgegeben sein kann, kann die erste Temperaturschwelle T_R variabel sein. Hier kann beispielsweise die Entwicklung der Temperatur T nach der Inbetriebnahme des Gebläses 24, also nach dem Zeitpunkt t₁ beobachtet werden, beispielsweise durch Bestimmen des Temperaturgradienten G_T. Erwärmt sich das Wärmeträgermedium vergleichsweise schnell, was einen vergleichsweise großen Temperaturgradienten G_T mit sich bringt, ist dies ein Hinweis darauf, dass das Heizsystem 10 in dem vorangehend beschriebenen kleinen Kreislauf betrieben wird bzw. so aufgebaut ist, dass zumindest zunächst die Brennkraftmaschine 26 nicht in diesen Kreislauf integriert ist. Erwärmt sich das Wärmeträgermedium vergleichsweise langsam, so ist dies ein Indikator dafür, dass bereits bei sehr niedriger Temperatur die Brennkraftmaschine 26 in den Kreislauf integriert ist, das System also im großen Kreislauf betrieben wird bzw. so aufgebaut ist. Hierzu kann beispielsweise eine Gradientenschwelle vorgesehen sein, so dass bei über der Gradientenschwelle liegendem Temperaturgradienten G_T die erste Temperaturschwelle T_R auf einen höheren, näher an der zweiten Temperaturschwelle Ts liegenden Wert gesetzt wird, als in dem Fall, in welchem der Gradient G_T unter der Gradientenschwelle liegt. So kann beispielsweise bei schnellerer Erwärmung des Wärmeträgermediums die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Temperaturschwellen T_R, T_S auf etwa 5°C eingestellt werden, so dass die erste Temperaturschwelle T_R bei beispielsweise 75°C liegt. Bei langsamerer Erwärmung des Wärmeträgermediums kann die Temperaturdifferenz auf einen Wert von etwa 20°C eingestellt werden, so dass die erste Temperaturschwelle T_R in diesem Falle bei etwa 60°C gewählt wird.
Erreicht die Temperatur des Wärmeträgermediums die erste Temperaturschwelle T_R zu einem Zeitpunkt t₂, wird die Förderrate F des Gebläses 24 stufenartig erhöht, beispielsweise auf eine nächsthöhere Förderrate F₂. Dies kann einen dann langsameren Anstieg der Temperatur mit sich bringen.
Wird zu einem Zeitpunkt t₃ dann auch die zweite Temperaturschwelle Ts überschritten, wird insbesondere dann, wenn die erste Temperaturschwelle T_R auf einen höheren Wert, also näher bei der zweiten Temperaturschwelle Ts gesetzt ist, die Förderrate F des Gebläses 24 erneut erhöht, und zwar auf eine Förderrate F₃. Zu diesem Zeitpunkt wird trotz Überschreiten der zweiten Temperaturschwelle Ts die Heizleistung L des Heizgeräts 12 noch nicht verringert, da allgemein anzunehmen ist, dass mit einer weiteren Erhöhung der Förderrate F des Gebläses 24 in der zweiten Wärmetauscheranordnung 22 dem Wärmeträgermedium so viel Wärme entzogen wird, dass eine weitere Erwärmung desselben nicht auftritt.
Bei über der zweiten Temperaturschwelle Ts liegender Temperatur T des Wärmeträgermediums kann diese weiterhin überwacht werden. Liegt diese Temperatur beispielsweise nach einem Zeitintervall Δt, nachdem die zweite Temperaturschwelle Ts überschritten wurde, immer noch über dieser zweiten Temperaturschwelle Ts, so kann die Förderrate F des Gebläses 24 weiter erhöht werden. In dem in der 2 dargestellten Beispiel wird dann die maximale Förderrate Fmax erreicht, und ein weiteres Erhöhen der Förderrate F ist dann nicht möglich. Wird zum Zeitpunkt t₄ noch nicht die maximale Förderrate erreicht und ist beispielsweise ein weiteres Zeitintervall Δt nach dem Zeitpunkt t₄ die Temperatur T des Wärmeträgermediums immer noch über der zweiten Temperaturschwelle Ts kann die Förderrate F des Gebläses 24 weiter erhöht werden, wobei diese Prozedur wiederholt werden kann, bis dann die maximale Förderrate Fmax erreicht ist.
Auch nach Erreichen der maximalen Förderrate Fmax wird die Temperatur des Wärmeträgermediums weiterhin überwacht. Wird festgestellt, dass beispielsweise ein weiteres Temperaturintervall Δt nach Einstellen der maximalen Förderrate Fmax die Temperatur T des Wärmeträgermediums weiterhin ansteigt oder sich noch nicht in Richtung zur zweiten Temperaturschwelle Ts zurückentwickelt oder/und ein vorbestimmtes Ausmaß über der zweiten Temperaturschwelle Ts liegt, so wird, da ein weiterer Regeleingriff durch Beeinflussung der Förderrate F nicht mehr möglich ist, zum Zeitpunkt t₅ die Heizleistung L des Heizgeräts 12 verringert. Hier kann beispielsweise von der größten Heizleistungsstufe L_G auf die kleinste Heizleistungsstufe L_K oder die unter der größten Heizleistungsstufe L_G liegende nächst kleinere Heizleistungsstufe zurückgeschaltet werden. Diese Verminderung der Heizleistung und damit der in der ersten Wärmetauscheranordnung 16 auf das Wärmeträgermedium übertragenen Wärmeenergiemenge führt zu einer Rückkehr der Wärmeträgermediumtemperatur T in Richtung zur zweiten Temperaturschwelle Ts, wozu ggf. auch eine weitere Rücknahme der Heizleistung L, beispielsweise nach hierfür jeweils vorgegebenen Temperaturintervallen, erforderlich sein kann.
Da im Allgemeinen die Zielsetzung besteht, den Fahrzeuginnenraum bzw. das Fahrzeug möglichst schnell zu konditionieren, gleichzeitig jedoch die dazu aufgewandte Energie möglichst effizient zu nutzen, kann im Folgenden dann bei weiterhin mit maximaler Förderrate arbeitendem Gebläse 24 durch Beeinflussung der Heizleistung L, also beispielsweise Umschalten zwischen verschiedenen Heizleistungsstufen, für ein möglichst hohes bzw. möglichst nahe an der zweiten Temperaturschwelle Ts liegendes Niveau der Temperatur des Wärmeträgermediums gesorgt werden, so dass in der zweiten Wärmetauscheranordnung 22 mit größtmöglichem Wirkungsgrad gearbeitet werden kann.
Wird beispielsweise dann, wenn auf Grund vergleichsweise langsamer Erwärmung des Wärmeträgermediums nach dem Zeitpunkt t₁ die erste Temperaturschwelle T_R auf einen vergleichsweise niedrigen Wert gesetzt wird, diese erste Temperaturschwelle T_R erreicht bzw. überschritten, wird gleichermaßen die Förderrate F des Gebläses 24 auf die Förderrate F₂ erhöht. Es kann dann weiterhin die Entwicklung der Temperatur T des Wärmeträgermediums überwacht werden und beispielsweise nach fest vorgegebenen Zeitintervallen sukzessive die Förderrate F erhöht werden, so lange die Temperatur T des Wärmeträgermediums weiter ansteigt, gleichwohl jedoch auf Grund vergleichsweise langsamer Erwärmung die zweite Temperatur Ts nicht erreicht wird. Auch dieser Vorgang kann so lange fortgeführt werden, bis die maximale Förderrate Fmax bei beispielsweise noch unter der zweiten Temperaturschwelle Ts liegender Temperatur T des Wärmeträgermediums erreicht wird.
Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird es möglich, bei sehr effizientem Energieeinsatz die Zeitdauer zur Konditionierung eines Fahrzeugs sehr kurz zu gestalten, da insbesondere dort, wo Wärme auf die in den Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft übertragen wird, mit sehr hohem Wirkungsgrad gearbeitet werden kann. Gleichzeitig wird jedoch auch zum Gewährleisten dieses hohen Wirkungsgrads die Förderrate des Gebläses angepasst, was einen sehr Energie sparenden Betrieb dieses Gebläses ermöglicht.
Um die Förderrate des Gebläses anzupassen, kann beispielsweise mit einem Pulsweiten-Modulationsverfahren gearbeitet werden. Die an einen Elektroantriebsmotor des Gebläses 24 angelegte Spannung ist dabei getaktet, wobei das Tastverhältnis und mithin die mittlere anliegende Spannung entsprechend einer jeweils einzustellenden Förderrate bzw. Drehzahl des Gebläses verändert werden kann. So kann beispielsweise die geringste Förderrate F₁einem Tastverhältnis von 40% entsprechen. Bei Erreichen der ersten Temperaturschwelle T_R, also Übergang in die nächsthöhere Förderrate F_R, kann eine Erhöhung des Tastverhältnisses auf beispielsweise 45% vorgesehen sein, bzw. es kann für jeden Schritt der Förderratenveränderung eine entsprechende Änderung des Tastverhältnisses um 5% vorgesehen sein, was gleichwohl eine sehr feinfühlige Anpassung der Förderrate mit sich bringt.
Während des Betriebs des Heizsystems 10 ist es weiterhin möglich, die Batteriespannung einer die Betriebsenergie insbesondere auch für das Gebläse 24 bereitstellenden Batterie bzw. eines Bordspannungssystems zu überwachen. Sinkt diese Spannung auf Grund übermäßiger Belastung durch das Gebläse unter einen Schwellenwert ab, kann eine weitergehende Erhöhung der Förderrate unterbunden werden bzw. erforderlichenfalls die Förderrate wieder gemindert werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Heizsystems in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Standheizungsbetriebsmodus, wobei das Heizsystem (10) ein vorzugsweise brennstoffbetriebenes Heizgerät (12) mit einer ersten Wärmetauscheranordnung (16) zum Übertragen von im Heizgerät (12) bereitgestellter Wärme auf ein Wärmeträgermedium sowie eine zweite Wärmetauscheranordnung (22) zum Übertragen von im Wärmeträgermedium transportierter Wärme auf durch ein Gebläse (24) in einen Fahrzeuginnenraum zu fördernde Luft (L) umfasst, wobei das Verfahren die Maßnahmen umfasst: a) bei oder nach Inbetriebnahme des Heizgeräts (12), in Betrieb Nehmen des Gebläses (24) zum Fördern von Luft in den Fahrzeuginnenraum mit einer vorbestimmten ersten Förderrate (F₁), b) Vergleichen einer Wärmeträgermediumtemperatur mit einer ersten Temperaturschwelle (T_R), c) dann, wenn die Wärmeträgermediumtemperatur die erste Temperaturschwelle (T_R) erreicht oder/und überschreitet, Erhöhen der Förderrate (F) des Gebläses (24), dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Temperatur des Wärmeträgermediums eine über der ersten Temperaturschwelle (T_R) liegende zweite Temperaturschwelle (Ts) erreicht oder/und überschreitet, bei einer Maßnahme d) die Förderrate (F) des Gebläses (24) erhöht wird, wobei die erste Temperaturschwelle (T_R) eine in Abhängigkeit von einer Änderung (δT) der Wärmeträgermediumtemperatur nach Inbetriebnahme des Gebläses (24) bestimmten Temperaturdifferenz unter der zweiten Temperaturschwelle (Ts) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Temperaturschwelle (Ts) einer Heizleistungsschalttemperatur entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Maßnahme c) oder/und d) die Förderrate (F) des Gebläses (24) stufenartig erhöht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Wärmeträgermediumtemperatur über der zweiten Temperaturschwelle (Ts) liegt und das Gebläse (24) mit maximaler Förderrate (F_max) betrieben wird, in einer Maßnahme e) die Heizleistung (L) des Heizgeräts (12) verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Maßnahme e) die Heizleistung (L) stufenartig verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahme e) nur dann durchgeführt wird, wenn die Wärmeträgermediumtemperatur weiter steigt oder/und über der zweiten Temperaturschwelle (Ts) bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Temperaturschwelle (T_R) bei schnellerer Erwärmung des Wärmeträgermediums auf einen höheren Wert gesetzt wird, als bei langsamerer Erwärmung des Wärmeträgermediums.