DE102021001940A1

DE102021001940A1 - Temperierungsvorrichtung, System mit Temperierungsvorrichtung sowie Verfahren zum Ändern eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente

Info

Publication number: DE102021001940A1
Application number: DE102021001940.7A
Authority: DE
Inventors: Simon Struck-Süßmeier; Lars Zimmermann
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2022-10-20
Also published as: WO2022218566A1; EP4324063A1; CN117136480A; AU2022258388A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperierungsvorrichtung (1), wobei eine Steuereinheit (10) für eine Änderung eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente (11) folgende Schritte ausführt: sie gibt ein Absichtssignal (RS) aus, während einer Wartezeit (Tw) empfängt und wertet sie Signale aus, und sie gibt in dem Fall, dass innerhalb der Wartezeit (Tw) weder ein Absichtssignal (RS) einer anderen Einheit (2, 3) mit einer höheren Priorität noch ein Änderungssignal (TOS) vorliegt, ein Änderungssignal (TOS) aus und ändert den Betriebszustand der elektronischen Komponente (11). Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein System mit einer Temperierungsvorrichtung sowie auf ein Verfahren zum Ändern eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperierungsvorrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System mit mindestens einer Temperierungsvorrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ändern eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente. Die Temperierungsvorrichtung ist vorzugsweise geeignet zum Temperieren der Luft in einem Raum oder eines Mediums, z. B. Wasser. Beispielsweise handelt es sich um eine Klimaanlage.
Werden elektronische Geräte oder Komponenten, die auch als elektrische Last betrachtet werden können, eingeschaltet oder wird ein Betriebs- oder Arbeitszustand geändert, so steigt in vielen Fällen der Strombedarf für eine gewisse Einschaltzeit stark an. Dies kann problematisch für die Energieversorgung sein. Eine Erschwernis liegt vor, wenn ein ganzes System mit mehreren elektronischen Komponenten gegeben ist, welche alle von einer gemeinsamen Energiequelle versorgt werden. Insbesondere das gleichzeitige Starten von Komponenten kann zu einer Überlastung führen. Dies kann damit ausgeglichen werden, dass die Energiequelle entsprechend groß dimensioniert ist, um für diese besonderen Zeiten ausreichend Energie zur Verfügung zu stellen. Für den Normalbetrieb wäre die Energiequelle dann jedoch in der Regel überdimensioniert. Im Stand der Technik ist es daher bekannt, dass eine Zentraleinheit die einzelnen Komponenten steuert und ein gleichzeitiges Starten oder Ändern eines Betriebszustands verhindert. Nachteilig daran ist, dass eine solche besondere Zentraleinheit vorhanden sein muss, wobei sie regelmäßig gewartet werden muss und kritisch für das Funktieren des Gesamtsystems ist.
Bei Klimaanlagen ist es beispielsweise bekannt, dass ein Einschalten eines Kompressors, welcher das verwendete Kühlmittel verdichtet, zu sehr hohen Einschaltströmen führen kann. Werden nun beispielsweise in einem Wohnmobil die Kompressoren von mehreren Klimaanlagen gleichzeitig gestartet, so kann damit die Stromversorgung überlastet werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das im Stand der Technik gegebene Problem des gleichzeitigen Einschaltens von mehreren elektronischen Komponenten in einem System zu lösen.
Die Erfindung löst die Aufgabe gemäß einer ersten Lehre durch eine Temperierungsvorrichtung. Gemäß einer zweiten Lehre löst die Erfindung die Aufgabe durch ein System mit einer Temperierungsvorrichtung. Gemäß einer dritten Lehre löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren zum Ändern eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Temperierungsvorrichtung mit einer Steuereinheit, mit einer elektronischen Komponente, mit einer Energieversorgungsschnittstelle und mit einer Kommunikationsschnittstelle, wobei die elektronische Komponente über die Energieversorgungsschnittstelle elektrische Energie empfängt, wobei die Steuereinheit über die Kommunikationsschnittstelle Signale versendet und empfängt, wobei die Steuereinheit derartig auf die elektronische Komponente einwirkt, dass sich ein Betriebszustand der elektronischen Komponente ändert, wobei eine Änderung des Betriebszustands zumindest zeitweise zu einer Änderung eines Bedarfs der elektronischen Komponente an elektrischer Energie führt, wobei die Steuereinheit für eine Änderung des Betriebszustands der elektronischen Komponente zumindest folgende Schritte ausführt: dass die Steuereinheit über die Kommunikationsschnittstelle ein Absichtssignal ausgibt, dass die Steuereinheit während einer Wartezeit über die Kommunikationsschnittstelle Signale empfängt und dahingehend auswertet, ob es sich um ein Absichtssignal einer anderen Einheit oder um ein Änderungssignal einer anderen Einheit handelt, und dass in dem Fall, dass innerhalb der Wartezeit weder ein Absichtssignal einer anderen Einheit, die eine höhere Priorität als die Temperierungsvorrichtung aufweist, noch ein Änderungssignal einer anderen Einheit vorliegt, die Steuereinheit über die Kommunikationsschnittstelle ein Änderungssignal ausgibt und den Betriebszustand der elektronischen Komponente ändert.
Die Temperierungsvorrichtung ist in einer Ausgestaltung eine Klimaanlage. In einer alternativen Ausgestaltung handelt es sich um eine Heizung. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Temperierungsvorrichtung ein Kühlschrank.
Die Temperierungsvorrichtung verfügt über eine elektronische Komponente, die sich beispielsweise dadurch auszeichnet, dass sie über einen hohen Einschaltstrom verfügt. Sie benötigt somit beispielsweise deutlich mehr Strom beim Einschalten als beim laufenden Betrieb. Die Änderung des Betriebszustands wäre daher in diesem Beispiel das Einschalten der elektronischen Komponente. Alternativ ist die Änderung des Betriebszustands beispielweise das Erhöhen einer Leistungsstufe. Generell werden vorzugsweise die Änderungen von Betriebszuständen betrachtet, die während oder in einer gewissen Zeit nach der Änderung zu einem höheren Energiebedarf führen. Die Temperierungsvorrichtung verfügt neben der elektronischen Komponente über eine Steuereinheit, die auf die elektronische Komponente einwirkt. Weiterhin sind eine Energieversorgungsschnittstelle und eine Kommunikationsschnittstelle vorhanden.
Soll ein Betriebszustand der elektronischen Komponente geändert werden, steht also insbesondere ein Moment des erhöhten Energiebedarfs bevor, so führt die Steuereinheit unter Verwendung der Kommunikationsschnittstelle die folgenden Schritte aus: Es wird ein Absichtssignal (ein „Request-Signal“, kurz: RS) ausgegeben, über welches die Steuereinheit allen anderen Einheiten, welche Signale der Temperierungsvorrichtung empfangen, mitteilt, dass ein Änderung des Betriebszustands beabsichtigt ist. Während einer Wartezeit lauscht die Steuereinheit über die Kommunikationsschnittstelle nach Signalen, empfängt ggf. Signale und wertet diese aus.
Die relevanten Signale gehören dabei zu jeweils einer von zwei Klassen: Es können andere Absichtssignale sein, mit denen die Steuereinheiten von anderen Einheiten, z. B. anderen Temperierungsvorrichtungen ihre Absicht mitteilen, einen Betriebszustand einer elektronischen Komponente zu ändern. Es können jedoch auch Änderungssignale („Turning on-Signal“, kurz: TOS) von anderen Einheiten sein, wodurch mitgeteilt wird, dass bereits eine Änderung eines Betriebszustands vorgenommen wird. Liegt ein Änderungssignal vor, so besteht bereits ein erhöhter Energiebedarf im System, sodass in diesem Zeitraum die elektronische Komponente der Temperierungsvorrichtung gerade nicht eine Änderung ihres Betriebszustands erfahren sollte. Liegt ein Absichtssignal einer anderen Einheit vor, so ist relevant, ob die andere Einheit eine höhere Priorität als die Temperierungsvorrichtung hat. Ist dies der Fall, so hat die andere Einheit quasi „Vorfahrt“ und kann zuerst eine Änderung eines Betriebszustands vornehmen. Ist die Priorität der anderen Einheit geringer als die der Temperierungsvorrichtung, so kann die Temperierungsvorrichtung zuerst den Betriebszustand ihrer elektronischen Komponente ändern. Insgesamt wartet die Steuereinheit eine vorgegebene Wartezeit (Tw) ab. Dann ändert sie - nach der Wartezeit Tw - den Betriebszustand der elektronischen Komponente, wenn es kein Änderungssignal und kein Absichtssignal einer Einheit mit höherer Priorität gibt. Um zu signalisieren, dass diese Änderung stattfindet und dass somit keine andere Einheit eine Änderung vornehmen soll, sendet die Steuereinheit ihr Änderungssignal aus.
Insgesamt wird somit sichergestellt, dass eine Änderung eines Betriebszustands und damit ein erhöhter Energiebedarf nur dann stattfindet, wenn gerade keine andere Einheit einen Betriebszustand ändert und wenn keine Einheit mit einem höheren Rang eine Änderung vornehmen will. Die zugehörigen Signale werden dabei innerhalb eines Zeitfensters mit einer vorgegebenen Dauer (der Wartezeit) empfangen und ausgewertet. Es gibt somit bei jeder Änderung eines Betriebszustands eine von der Wartezeit abhängige Startverzögerung.
Die Sicherstellung, dass sich in einem System jeweils nur eine Einheit einschaltet, wird erfindungsgemäß nicht zentral, sondern durch die Temperierungsvorrichtung bzw. die Einheiten selbst realisiert. Damit ist eine solche Energiequelle ausreichend, die für den erhöhten Energiebedarf der Änderung eines Betriebszustands nur einer elektronischen Komponente ausgelegt ist.
Die folgenden Ausgestaltungen beziehen sich auf das Reagieren der Temperierungsvorrichtung auf Absichtssignale sowie Änderungssignale.
Eine Ausgestaltung der Temperierungsvorrichtung sieht vor, dass in dem Fall, dass ein Absichtssignal einer anderen Einheit vorliegt und die andere Einheit eine höhere Priorität als die Temperierungsvorrichtung aufweist, die Steuereinheit während der erneut beginnenden Wartezeit Signale empfängt und auswertet. In dieser Ausgestaltung wird der Fall behandelt, dass die Steuereinheit ein Absichtssignal von einer Einheit empfängt, die eine höhere Priorität als die Temperierungsvorrichtung aufweist. Dies ist somit ein Fall, in welchem die Temperierungsvorrichtung auf die andere Einheit warten muss. Daher ist vorgesehen, dass die Steuereinheit wieder mit dem Empfangen und Auswerten von Signalen beginnt, wobei in dieser Ausgestaltung die ganze Wartezeit wieder von vorn beginnt. Somit wird also beispielsweise ein Zähler oder Timer wieder auf Null gesetzt.
Eine alternative oder ergänzende Ausgestaltung der Temperierungsvorrichtung besteht darin, dass in dem Fall, dass ein Änderungssignal vorliegt, die Steuereinheit während der erneut beginnenden Wartezeit Signale empfängt und auswertet. In diesem Fall ist gerade eine andere Einheit dabei, einen Betriebszustand einer elektronischen Komponente zu ändern, sie also beispielsweise einzuschalten. Für diesen Fall startet die Temperierungsvorrichtung erneut die Wartezeit und empfängt Signale. Die andere Einheit hat somit zumindest die Wartezeit für die Änderung des Betriebszustands zur Verfügung. Damit ergibt sich auch ein Kriterium für die Bemessung der Wartezeit. Sie sollte auf jeden Fall länger als die Zeit sein, in der bei den Einheiten bzw. bei der Temperierungsvorrichtung der erhöhte Energiebedarf besteht. Oder mit anderen Worten: Nach der Wartezeit sollte der Energiebedarf der elektronischen Komponenten in dem System, in welchem sich die Temperierungsvorrichtung und die andere Einheit oder die anderen Einheiten befinden, wieder auf einem normalen Niveau sein, auf dass der Betriebszustand der elektronischen Komponente der Temperierungsvorrichtung geändert werden kann, ohne die Stromversorgung zu überlasten.
Eine weitere Ausgestaltung der Temperierungsvorrichtung sieht vor, dass die Steuereinheit das Absichtssignal mehrfach ausgibt. Alternativ wird dauernd das Absichtssignal ausgesendet. Somit ist bei beiden Varianten sichergestellt, dass innerhalb der Wartezeit andere Einheiten oder andere Temperierungsvorrichtungen, die über einen Kommunikationskanal mit der Temperierungsvorrichtung verbunden sind, das Absichtssignal empfangen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Temperierungsvorrichtung ist vorgesehen, dass in dem Fall, dass die Steuereinheit über die Kommunikationsschnittstelle das Änderungssignal ausgibt, die Steuereinheit auch das Ausgeben des Absichtssignals einstellt. Nimmt somit die Steuereinheit die Änderung des Betriebszustands vor und gibt sie, um dieses bekannt zu geben, ein Änderungssignal aus, so wird das Absichtssignal nicht mehr gesendet.
Eine Ausgestaltung der Temperierungsvorrichtung sieht vor, dass die Steuereinheit das Absichtssignal derartig ausgibt, dass das Absichtssignal eine Information über die Priorität der Temperierungsvorrichtung aufweist. Die Temperierungsvorrichtung ist mit einer Priorität verbunden. Die Priorität kann beispielsweise werkseitig bei der Fertigung oder kann bei der Montage in einem Gesamtsystem vorgegeben werden. Eine Information über die Priorität der Temperierungsvorrichtung gibt die Steuereinheit mit dem Absichtssignal aus, sodass andere Einheiten, die das Absichtssignal der Temperierungsvorrichtung empfangen, feststellen können, ob sie auf die Temperierungsvorrichtung zu warten haben oder nicht. Dies geschieht in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Prioritäten.
Eine Ausgestaltung der Temperierungsvorrichtung besteht darin, dass die Steuereinheit das Änderungssignal mehrfach innerhalb einer Startzeit und/oder mit einer Intervallzeit über die Kommunikationsschnittstelle ausgibt. Die Startzeit ist dabei die Zeit, die für die Änderung des Betriebszustands, also beispielsweise für das Starten der elektronischen Komponente erforderlich ist, bis der Energiebedarf die Anfangsspitze überrundet hat.
Eine Ausgestaltung der Temperierungsvorrichtung sieht vor, dass die Temperierungsvorrichtung als Klimaanlage ausgestaltet ist, und dass die elektronische Komponente ein Kompressor ist. Der Kompressor dient der Verdichtung des Kühlmittels und benötigt in der Regel beim Anlaufen einen sehr hohen Strom.
Gemäß einer zweiten Lehre löst die Erfindung die Aufgabe durch ein System mit einer Temperierungsvorrichtung, mit mindestens einer anderen Einheit, mit einem Kommunikationskanal über den die Temperierungsvorrichtung und die mindestens eine andere Einheit Signale übertragen, und mit einer Energiequelle, die die Temperierungsvorrichtung und die mindestens eine andere Einheit mit elektrischer Energie versorgt. Die Temperierungsvorrichtung ist dabei nach einer der vorangehenden oder folgenden Ausgestaltungen ausgeführt. Die Ausführungen zu der Temperierungsvorrichtung gelten somit entsprechend auch bei dem System mit der Temperierungsvorrichtung. Daher wird auf eine Wiederholung verzichtet. Umgekehrt gelten die Erläuterungen und Ausgestaltungen des Systems entsprechend auch für die Temperierungsvorrichtung als Teil des Systems. In einer Ausgestaltung verfügt das System über mehrere Temperierungsvorrichtungen, die erfindungsgemäß nach einer der obigen oder folgenden Varianten ausgeführt sind.
In dem erfindungsgemäßen System kommunizieren die Temperierungsvorrichtung und die anderen Einheiten, von denen mindestens eine vorhanden sein muss, bei den es sich beispielsweise ebenfalls um Temperierungsvorrichtungen handelt, über einen gemeinsamen Kommunikationskanal. Dieser Kommunikationskanal ist beispielsweise kabelgebunden oder kabellos, z. B. durch Funk realisiert. Die Energiequelle ist dabei z. B. durch einen Generator oder Akkumulator realisiert. Das System verfügt in einer Ausgestaltung über mehrere Klimaanlagen als Temperierungsvorrichtung sowie andere Einheiten. Diese Klimaanlagen haben jeweils eine Steuereinheit zum Ausführen der Schritte beim Ändern eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente. Die elektronische Komponente ist beispielsweise ein Kompressor, sodass das Ändern des Betriebszustands das Einschalten des Kompressors ist. Die einzelnen Klimaanlagen verfügen jeweils über eine Priorität, über die die Rangfolge beim Ändern des Betriebszustands vorgegeben ist. Die Temperierungsvorrichtungen und die anderen Einheiten synchronisieren das Ändern von Betriebszuständen von elektronischen Komponenten selbständig und ohne eine Zentraleinheit. Die Energiequelle ist daher auch nur so auszulegen, dass sie für den Fall der Änderung eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente ausreicht. Es ist nicht erforderlich, dass die Kapazität für das Ändern des Betriebszustandes von mehr als eine elektronische Komponente zur Verfügung gestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren Lehre löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren zum Ändern eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente, wobei ein Absichtssignal ausgegeben wird, wobei während einer Wartezeit Signale empfangen und dahingehend auswertet werden, ob es sich um ein Absichtssignal einer anderen Einheit oder um ein Änderungssignal einer anderen Einheit handelt, und wobei in dem Fall, dass innerhalb der Wartezeit weder ein Absichtssignal einer anderen Einheit, die eine höhere Priorität als eine der elektronischen Komponente zugehörigen Einheit aufweist, noch ein Änderungssignal vorliegt, ein Änderungssignal ausgegeben und der Betriebszustand der elektronischen Komponente geändert wird.
Das Verfahren beschreibt somit allgemein die Änderung eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente. Dabei handelt es sich insbesondere um eine solche elektronische Komponente, die zu einer in einem System befindlichen Vorrichtung gehört und die mit anderen elektronischen Komponenten oder Geräten von einer gemeinsamen Energiequelle versorgt wird. In diesem System besteht weiterhin vorzugsweise ein gemeinsamer Kommunikationskanal, sodass ein Signalaustausch stattfinden kann. Der Signalaustausch erlaubt die Synchronisierung zwischen den Vorrichtungen. Daher ist hierfür keine Zentraleinheit wie im Stand der Technik erforderlich.
Die Ausführungen zu der Temperierungsvorrichtung und dem System und die Ausgestaltungen gelten entsprechend auch für das Verfahren. Daher wird hier auf eine Wiederholung verzichtet. Weiterhin kann das Verfahren auch allgemein in einem System mit elektronischen Komponenten realisiert sein, die jeweils zu separaten Einheiten gehören und deren Änderungen von Betriebszuständen synchronisiert werden. Die separaten Einheiten können dabei auch alle unterschiedlich zu einer Temperierungsvorrichtung ausgestaltet sein.
So handelt es sich bei einer Variante beispielsweise um Kräne einer gemeinsamen Baustelle oder um Waschmaschinen oder Wäschetrockner in einem Waschsalon.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Temperierungsvorrichtung, das System und das Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Temperierungsvorrichtung und
2 eine schematische Darstellung eines zeitlichen Ablaufs einer Synchronisation zwischen zwei Einheiten eines Systems.

Die 1 zeigt schematisch ein System 100 mit einer Temperierungsvorrichtung 1 und zwei anderen Einheiten 2, 3, bei denen es sich hier beispielhaft ebenfalls um Temperierungseinheiten handelt.
Jede der drei Temperierungsvorrichtungen 1, 2, 3 verfügt über eine Steuereinheit 10, 20, 30 sowie eine elektronische Komponente 11, 21, 31. Die Steuereinheiten 10, 20, 30 wirken jeweils auf die elektronischen Komponenten 11, 21, 31 in Bezug auf die Änderung eines Betriebszustands ein. Dies ist hier beispielsweise das Starten der elektronischen Komponenten 11, 21, 31.
Ganz konkret handelt es sich bei den Temperierungsvorrichtungen 10, 20, 30 in diesem dargestellten Beispiel um Klimaanlagen, die in einem Innenraum verteilt sind. Die elektronischen Komponenten 11, 21, 31 sind dabei jeweils Kompressoren (alternative Bezeichnung: Verdichter), welche das verwendete Kühlmittel für den Kühlprozess verdichten. Das Starten der Kompressoren 11, 21, 31 als Änderung des Betriebszustands von „ausgeschaltet“ zu „eingeschaltet“ führt jeweils zu einem sehr hohen Einschaltstrom.
Der elektrische Strom wird hier durch eine gemeinsame Energiequelle 5 zur Verfügung gestellt. Die drei Temperierungsvorrichtungen 1, 2, 3 verfügen jeweils über eine Energieversorgungsschnittstelle 12, um mit der Energiequelle 5 verbunden zu werden.
Damit verhindert wird, dass mehrere Kompressoren 11, 21, 31 gleichzeitig gestartet werden, sind die Steuereinheiten 10, 20, 30 speziell ausgestaltet. Dies erlaubt es, eine solche Energiequelle 5 zu verwenden, die ausreichend dimensioniert ist, um das Starten eines Kompressors 11, 21, 31 zu erlauben. Die Energiequelle 5 muss also nicht so gewählt werden, dass die Energie für mehr als ein gleichzeitiges Starten bereitgestellt werden kann. Überdies ist keine zentrale Steuereinheit erforderlich, welche die einzelnen Klimaanlagen 1, 2, 3 steuert, da deren Synchronisierung selbsttätig und untereinander stattfindet.
Für die Synchronisierung ist ein gemeinsamer Kommunikationskanal 4 vorhanden. Dieser kann kabelgebunden oder z. B. über Funk realisiert sein. Die Klimaanlagen 1, 2, 3 verfügen jeweils über eine Kommunikationsschnittstelle 13, um Signale zu senden und zu empfangen.
In dem Fall, dass ein Kompressor 11 einer ersten Klimaanlage 1 gestartet werden soll, gibt die zugeordnete Steuereinheit 10 ein Absichtssignal RS (für Request-Signal) aus, welches eine Information über die Priorität der ersten Klimaanlage 1 trägt. Zudem tauscht die Steuereinheit 10 für eine vorgegebene Wartezeit Tw, ob Signale über den Kommunikationskanal 4 übertragen werden und empfängt diese. Die empfangenen Signale werden dahingehend ausgewertet, ob es sich um Absichtssignale RS von anderen Klimaanlagen 2, 3 oder um Änderungssignale TOS (für Turning on-Signal) handelt.
Insofern Absichtssignale RS empfangen werden, wird aus diesen die Priorität der aussendenden Klimaanlagen 2, 3 abgeleitet und mit der eigenen Priorität verglichen. In diesem dargestellten Beispielfall hat die erste Klimaanlage 1 eine höhere Priorität als die zweite Klimaanlage 2 und eine geringere Priorität als die dritte Klimaanlage 3. Sendet somit die zweite Klimaanlage 2 ein Absichtssignal RS, so ist dies für die erste Klimaanlage 1 nicht beachtlich. Sendet jedoch die dritte Klimaanlage 3 ein Absichtssignal RS, so gebührt ihr wegen der höheren Priorität der Vorrang. Dies führt dazu, dass die Steuereinheit 10 der ersten Klimaanlage 1 wieder für die Wartezeit Tw Signale empfängt und auswertet. Der Wartevorgang wird somit für die erste Klimaanlage 1 verlängert.
Wurde ein Änderungssignal TOS empfangen, so bedeutet dies, dass eine andere Klimaanlage bereits mit dem Einschalten eines Kompressors beschäftigt ist und somit einen erhöhten Strombedarf verursacht. Daher beginnt auch in diesem Fall die Steuereinheit 10 erneut mit dem Lauschen nach Signalen während der Wartezeit Tw und startet nicht ihren zugeordneten Kompressor 11.
Verstreicht die Wartezeit Tw ohne ein Absichtssignal RS einer Klimaanlage mit höherer Priorität und ohne ein Änderungssignal TOS, so startet die Steuereinheit 10 den zugeordneten Kompressor 11 und sendet selbst ein Änderungssignal TOS über die Kommunikationsschnittstelle 13 aus.
In der 2 ist beispielhaft der zeitliche Signalverlauf von zwei erfindungsgemäßen Temperierungsvorrichtungen dargestellt. Die Signale RS sowie TOS sind für die Unterscheidung mit einem Index für die jeweilige Temperierungsvorrichtung versehen.
In der oberen Reihe sind die Signale einer ersten Temperierungsvorrichtung mit höherer und in der unteren Reihe einer zweiten Temperierungsvorrichtung mit geringerer Priorität dargestellt. Beide Temperierungsvorrichtung senden hier gleichzeitig ihre Absichtssignale RS1, RS2 aus, um jeweils eine elektronische Komponente starten zu können. Sie empfangen dann die Absichtssignale RS2, RS1 der jeweils anderen Temperierungsvorrichtung. Da die erste Temperierungsvorrichtung die höhere Priorität hat, kann sie nach dem Verstreichen der Wartezeit Tw den Betriebszustand der elektronischen Komponente verändern. Dabei sendet sie während einer vorgegebenen Startzeit Ts ein Änderungssignal TOS1 aus. Die zweite Temperierungsvorrichtung empfängt das Absichtssignal RS1 der ersten Temperierungsvorrichtung und erkennt anhand der Priorität, dass sie erneut die Wartezeit Tw warten muss. Innerhalb dieser Zeitspanne liegt dann zwar zwischenzeitig nicht mehr das Absichtssignal RS1 der ersten Temperierungsvorrichtung, jedoch deren Änderungssignal TOS1 an, sodass die zweite Temperierungsvorrichtung erneut die Wartezeit Tw abwartet und Signale empfängt. Nach der Startzeit Ts ist das Änderungssignal TOS1 nicht mehr gegeben und die zweite Temperierungsvorrichtung wartet noch einmal die Wartezeit Tw ab. Danach ändert auch sie den Betriebszustand der elektronischen Komponente und sendet mit der Intervallzeit Ti das eigene Änderungssignal TOS2 aus.
Die vorgegebene Wartezeit Tw und die vorgegebene Startzeit Ts müssen - in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Systems - mindestens so lang sein, dass die jeweils gesendeten Signale (also das Anfragesignal bzw. das Änderungssignal) - vorzugsweise in Abhängigkeit von der jeweiligen Intervallzeit Ti - von allen betroffenen Steuereinheiten empfangen und verarbeitet werden können. Dies ist somit auch abhängig von den Eigenschaften des Kommunikationskanals und der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Steuereinheiten.
Weiterhin muss die Startzeit Ts mindestens so lang vorgegeben sein, bis der kritische Einschaltstrom der betroffenen elektronischen Komponente hinreichend abgefallen ist und vorzugsweise bis die elektronische Komponente sich sicher im geänderten Betriebszustand befindet, also beispielsweise in Betrieb gegangen ist.
Die vorgegebene Intervallzeit Ti richtet sich vorzugsweise nach dem verfügbaren Kommunikationskanal. Dabei erhöhen kürzere Zeiten Ti die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems, erzeugen aber gleichzeitig höhere Kommunikationslasten.
Bezugszeichenliste

1: Temperierungsvorrichtung
2: andere Einheit
3: andere Einheit
4: Kommunikationskanal
5: Energiequelle
10: Steuereinheit
11: elektronische Komponente
12: Energieversorgungsschnittstelle
13: Kommunikationsschnittstelle
100: System
RS, RS1, RS2: Absichtssignal
Ti: Intervallzeit
TOS, TOS1, TOS2: Änderungssignal
Ts: Startzeit
Tw: Wartezeit

Claims

Temperierungsvorrichtung (1), mit einer Steuereinheit (10), mit einer elektronischen Komponente (11), mit einer Energieversorgungsschnittstelle (12) und mit einer Kommunikationsschnittstelle (13), wobei die elektronische Komponente (11) über die Energieversorgungsschnittstelle (12) elektrische Energie empfängt, wobei die Steuereinheit (10) über die Kommunikationsschnittstelle (13) Signale versendet und empfängt, wobei die Steuereinheit (10) derartig auf die elektronische Komponente (11) einwirkt, dass sich ein Betriebszustand der elektronischen Komponente (11) ändert, wobei eine Änderung des Betriebszustands zumindest zeitweise zu einer Änderung eines Bedarfs der elektronischen Komponente (11) an elektrischer Energie führt, wobei die Steuereinheit (10) für eine Änderung des Betriebszustands der elektronischen Komponente (11) zumindest folgende Schritte ausführt: dass die Steuereinheit (10) über die Kommunikationsschnittstelle (13) ein Absichtssignal (RS) ausgibt, dass die Steuereinheit (10) während einer Wartezeit (Tw) über die Kommunikationsschnittstelle (13) Signale empfängt und dahingehend auswertet, ob es sich um ein Absichtssignal (RS) einer anderen Einheit (2, 3) oder um ein Änderungssignal (TOS) einer anderen Einheit (2, 3) handelt, und dass in dem Fall, dass innerhalb der Wartezeit (Tw) weder ein Absichtssignal (RS) einer anderen Einheit (2, 3), die eine höhere Priorität als die Temperierungsvorrichtung (1) aufweist, noch ein Änderungssignal (TOS) einer anderen Einheit (2, 3) vorliegt, die Steuereinheit (10) über die Kommunikationsschnittstelle (13) ein Änderungssignal (TOS) ausgibt und den Betriebszustand der elektronischen Komponente (11) ändert.
Temperierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei in dem Fall, dass ein Absichtssignal (RS) einer anderen Einheit (2, 3) vorliegt und die andere Einheit (2, 3) eine höhere Priorität als die Temperierungsvorrichtung (1) aufweist, die Steuereinheit (10) während der erneut beginnenden Wartezeit (Tw) Signale empfängt und auswertet.
Temperierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Fall, dass ein Änderungssignal (TOS) vorliegt, die Steuereinheit (10) während der erneut beginnenden Wartezeit (Tw) Signale empfängt und auswertet.
Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit (10) das Absichtssignal (RS) mehrfach ausgibt.
Temperierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei in dem Fall, dass die Steuereinheit (10) über die Kommunikationsschnittstelle (13) das Änderungssignal (TOS) ausgibt, die Steuereinheit (10) auch das Ausgeben des Absichtssignals (RS) einstellt.
Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinheit (10) das Absichtssignal (RS) derartig ausgibt, dass das Absichtssignal (RS) eine Information über die Priorität der Temperierungsvorrichtung (1) aufweist.
Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit (10) das Änderungssignal (TOS) mehrfach innerhalb einer Startzeit (Ts) und/oder mit einer Intervallzeit (Ti) über die Kommunikationsschnittstelle (13) ausgibt.
Temperierungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Temperierungsvorrichtung (1) als Klimaanlage ausgestaltet ist, und wobei die elektronische Komponente (11) ein Kompressor ist.
System (100) mit mindestens einer Temperierungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, mit mindestens einer anderen Einheit (2, 3), mit einem Kommunikationskanal (4) über den die Temperierungsvorrichtung (1) und die mindestens eine andere Einheit (2, 3) Signale übertragen, und mit einer Energiequelle (5), die die Temperierungsvorrichtung (1) und die mindestens eine andere Einheit (2, 3) mit elektrischer Energie versorgt.
System (100) nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine andere Einheit (2, 3) als Temperierungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestaltet ist.
Verfahren zum Ändern eines Betriebszustands einer elektronischen Komponente (11), wobei ein Absichtssignal (RS) ausgegeben wird, wobei während einer Wartezeit (Tw) Signale empfangen und dahingehend auswertet werden, ob es sich um ein Absichtssignal (RS) einer anderen Einheit (2, 3) oder um ein Änderungssignal (TOS) einer anderen Einheit (2, 3) handelt, und wobei in dem Fall, dass innerhalb der Wartezeit (Tw) weder ein Absichtssignal (RS) einer anderen Einheit (2, 3), die eine höhere Priorität als eine der elektronischen Komponente zugehörigen Einheit (1) aufweist, noch ein Änderungssignal (TOS) vorliegt, ein Änderungssignal (TOS) ausgegeben und der Betriebszustand der elektronischen Komponente (11) geändert wird.