DE10223948C1

DE10223948C1 - Zündeinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Zündeinrichtung für ein Fahrzeugheizgerät

Info

Publication number: DE10223948C1
Application number: DE10223948A
Authority: DE
Inventors: Steffen Weber; Arno Malchow
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH; Webasto Thermosysteme International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2022-05-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für ein mit einem Brennstoff/Luft-Gemisch betriebenes Fahrzeugheizgerät mit einem Glühstift (10), wobei der Glühstift (10) mindestens zwei Widerstandselemente (12, 14) aufweist und wobei die Anschlusskontakte (16, 18, 20) des Glühstifts (10) so ausgelegt sind, dass die mindestens zwei Widerstandselemente (12, 14) wahlweise in Parallelschaltung (22) oder in Reihenschaltung (24) betrieben werden können. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Glühstift (10) mit einer Auswerteeinheit (26) für eine Flammwächterfunktion betreibbar ist und dass für die Flammwächterfunktion Widerstandselemente (12, 14) in Reihe geschaltet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für ein mit einem Brennstoff/Luft-Gemisch betriebenes Fahrzeugheizge rät mit einem Glühstift, wobei der Glühstift mindestens zwei Widerstandselemente aufweist und wobei die Anschluss kontakte des Glühstifts so ausgelegt sind, dass die min destens zwei Widerstandselemente wahlweise in Parallel schaltung oder in Reihenschaltung betrieben werden können.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrei ben einer Zündeinrichtung für ein mit einem Brenn stoff/Luft-Gemisch betriebenes Fahrzeugheizgerät mit einem Glühstift, wobei der Glühstift mindestens zwei Wider standselemente aufweist und wobei die Anschlusskontakte des Glühstifts so ausgelegt sind, dass die mindestens zwei Widerstandselemente wahlweise in Parallelschaltung oder in Reihenschaltung betrieben werden können.

Zündeinrichtungen für ein mit einem Brennstoff/Luft- Gemisch betriebenes Fahrzeugheizgerät finden vielfältige Anwendung. Sie kommen sowohl bei Wasserheizgeräten als auch bei Luftheizgeräten zum Einsatz, die als Zuheizer und/oder als Standheizungen, jedenfalls als motorunabhän gige Heizeinrichtungen wirken, und sie werden sowohl bei Personenkraftwagen als auch bei Nutzfahrzeugen vermehrt angewendet. Derartige Fahrzeugheizgeräte werden motorunab hängig mit flüssigem Brennstoff, zum Beispiel Benzin oder Dieselkraftstoff, betrieben, wobei zur Verbrennung des Brennstoffs ein Brennstoff/Luft-Gemisch erzeugt wird. Zum Starten der Heizung, das heißt zum Zünden einer Brenner flamme, wird ein Glühstift verwendet. Dieser besteht bei spielsweise aus einer in keramischem Material angeordneten Glühwendel, die als Widerstandselement dient. Wird an die ses Widerstandselement eine Spannung angelegt, so dass ein Strom fließt, erwärmt sich der Widerstand, so dass letzt lich die Wärmeenergie zum Starten des Fahrzeugheizgerätes vorliegt.

Da der Glühstift im Allgemeinen von der Bordbatterie des Kraftfahrzeugs gespeist wird, ergibt sich ein grundsätzli ches Problem aufgrund der unterschiedlichen Batteriespan nungen, die von unterschiedlichen Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden. Üblicherweise beträgt bei Personenkraft wagen die Batteriespannung 12 V, während Nutzkraftwagen, beispielsweise Lastkraftwagen oder Busse, im Allgemeinen mit Batteriespannungen von 24 V arbeiten. Aus diesem Grund ist es üblich, für die unterschiedlichen Batteriespannun gen unterschiedliche Glühstifte bereitzustellen, damit bei einer bestimmten Betriebsspannung eine erwünschte Heiz leistung erzielt werden kann. Dies führt zu vermehrtem Aufwand bei der Herstellung und der Lagerhaltung. Da nur geringere Stückzahlen an Glühstiften derselben Variante eingekauft werden können, erhöht dies letztlich die Ein kaufspreise pro Glühstift. Weiterhin kann es zu einer Ver wechslung der unterschiedlichen Glühstifttypen kommen, was erhöhte oder verminderte Heizleistungen zur Folge hätte und letztlich sogar eine Gefahr bedeutete.

In der DE 38 17 723 C2 wurde bereits eine Lösung für das angesprochene Problem angegeben. Um einen Glühstift bei spielsweise bei 12 V und bei 24 V betreiben zu können, wird hier vorgeschlagen, den Glühstift mit mindestens zwei Widerstandselementen auszustatten und die Anschlusskontak te der beiden Widerstandselemente so auszulegen, dass die se wahlweise in Parallelschaltung oder in Reihenschaltung betrieben werden können. Auf diese Weise kann derselbe Glühstift sowohl für Anwendungen mit einer Betriebsspan nung bei 12 V als auch für Anwendungen mit einer Betriebs spannung bei 24 V verwendet werden, wobei lediglich die Kontaktierung des Glühstiftes der jeweiligen Betriebsspan nung angepasst werden muss.

In anderem Zusammenhang, beispielsweise in der DE 40 15 097 C1 wurde bereits vorgeschlagen, einen Glühstift nicht nur zum Starten der Fahrzeugheizung zu nutzen, sondern diesem gleichzeitig eine Flammwächterfunktion zuzuordnen. Dies ist möglich, indem das PTC-Verhalten des Widerstandes genutzt wird. Indem der Glühstift an eine wie auch immer geartete Auswerteeinrichtung angeschlossen wird, können die Veränderung beziehungsweise der absolute Wert des Wi derstandes des Glühstifts Aufschluss über die Temperatur im Bereich des Glühstifts vermitteln, so dass letztlich eine Flammüberwachung sowohl während des Startvorgangs als auch während eines kontinuierlichen Betriebs der Fahrzeug heizung zur Verfügung gestellt wird. Da der Widerstand des Glühstiftes somit eine Doppelfunktion erfüllt, zum einen als Heizwiderstand und zum anderen als Messwiderstand, ist es stets erforderlich, Kompromisse bei der Auslegung der Widerstände einzugehen. Dies kann unter Umständen proble matisch sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Zündeinrichtung zur Verfügung zu stellen, so dass diese bei unterschiedlichen Betriebsspannungen einsetzbar ist und zugleich eine zuverlässige und insbesondere empfindli che Flammwächterfunktion in jedem Fall zur Verfügung stellt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen An sprüche 1 bis 6 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Zündeinrichtung dadurch auf, dass der Glühstift mit einer Auswerteeinheit für eine Flammwächterfunktion betreibbar ist und dass für die Flammwächterfunktion Widerstandselemente in Reihe ge schaltet sind. Geht man beispielsweise von einem Glühstift mit zwei Widerstandselementen aus, so werden diese je nach Betriebsspannung parallel oder in Reihe geschaltet, um je weils eine definierte Heizleistung zur Verfügung zu stel len. Um eine möglichst zuverlässige Flammwächterfunktion zu ermöglichen, ist es jedoch in jedem Falle, das heißt unabhängig von der Betriebsspannung des Bordnetzes, nütz lich, die Widerstandselemente zu diesem Zweck in Reihe zu schalten, so dass ein möglichst hoher Gesamtwiderstand und damit eine möglichst hohe Zuverlässigkeit der Flammwäch terauswertung zur Verfügung gestellt wird.

Insbesondere ist es besonders nützlich, dass die Wider standselemente einen zumindest nahezu identischen Wider stand aufweisen.

Damit eignet sich der mit zwei Wider standselementen ausgestattete Glühstift zum Einsatz bei Bordnetzwerken mit 24 V als auch zum Einsatz bei Bordnetz werken mit 12 V.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zündeinrich tung ist vorgesehen, dass mehr als zwei Widerstandselemen te vorgesehen sind und dass in der Flammwächterfunktion alle Widerstandselemente in Reihe geschaltet sind. Bei der Bereitstellung von mehr als zwei Widerstandselementen kann der Glühstift für mehr als zwei unterschiedliche Betriebs spannungen geeignet sein, was insbesondere im Hinblick auf zukünftige Fahrzeugentwicklungen wichtig werden kann, näm lich bei solchen, in denen vermehrt auf der Grundlage e lektrischer Energie gearbeitet wird. Beispielsweise sind hierbei Fahrzeuge zu erwähnen, die über eine Brennstoff zelle als Lieferant elektrischer Energie verfügen. Um ei nen möglichst hohen Messwiderstand für die Flammwächter funktion zu erreichen, ist es dann sinnvoll, alle Wider standselemente in Reihe zu schalten. Es ist jedoch auch möglich, nur eine gewisse Auswahl der Widerstandselemente in Reihe zu schalten und auf diese Weise den Widerstand auf einen erwünschten Wert einzustellen.

Ebenfalls kann es von Vorteil sein, dass 2n (n ist eine natürliche Zahl) Widerstandselemente vorgesehen sind und dass die elektrischen Anschlusskontakte für eine Parallel schaltung oder eine Reihenschaltung von je n Widerstands elementen ausgelegt sind. Auch hierdurch ist es möglich, eine erste Betriebsspannung und eine zweite Betriebsspan nung an dem Glühstift anzulegen, wobei in dem Fall, dass die zweite Betriebsspannung das Doppelte der ersten Be triebsspannung beträgt und die Widerstandselemente identi sche Widerstände aufweisen, zumindest nahezu gleiche Heiz leistungen geliefert werden können.

Weiterhin ist es von Vorteil, dass zum Überprüfen der Zündeinrichtung elektrische Eigenschaften der mindestens zwei Widerstandselemente separat auswertbar sind. Stellt man einen Defekt im System der Fahrzeugheizung fest, so kann durch separate Widerstandsmessung der Widerstandsele mente ermittelt werden, ob diese innerhalb der vorgegebe nen Toleranzen liegen. Durch diese unabhängige Bestimmung der Widerstandswerte beider Widerstandselemente kann beim Einsatz des Glühstifts als Flammwächter die informations technische Sicherheit der Flammerkennung erhöht werden.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren da durch auf, dass der Glühstift in einer Flammwächterfunkti on betreibbar ist und dass für die Flammwächterfunktion Widerstandselemente in Reihe geschaltet sind. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten der erfin dungsgemäßen Zündeinrichtung auch im Rahmen eines Verfah rens umgesetzt. Dies gilt auch für die nachfolgend angege benen besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfin dungsgemäßen Verfahrens.

Dieses ist in besonders nützlicher Weise in dem Zusammen hang einsetzbar, dass die Widerstandselemente einen zumin dest nahezu identischen Widerstand aufweisen.

Insbesondere ist es nützlich, dass mehr als zwei Wider standselemente vorgesehen sind und dass in der Flammwäch terfunktion alle Widerstandselemente in Reihe geschaltet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls dadurch nütz lich weitergebildet, dass 2n (n ist eine natürliche Zahl) Widerstandselemente vorgesehen sind und dass die elektri schen Anschlusskontakte für eine Parallelschaltung oder eine Reihenschaltung von je n Widerstandselementen ausge legt sind.

Ferner ist das Verfahren dadurch vorteilhaft weitergebil det, dass zum Überprüfen der Zündeinrichtung elektrische Eigenschaften der mindestens zwei Widerstandselemente se parat ausgewertet werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei ei nem universell bei unterschiedlichen Betriebsspannungen einsetzbaren Glühstift eine Verbesserung der Flammwächter funktion durch geeignete Kontaktierung des Glühstifts zur Verfügung gestellt werden kann, wobei unter vorteilhafter Ausnutzung der inneren Verschaltung des Glühstiftes auch eine zusätzliche informationstechnische Sicherheit im Hin blick auf die Flammerkennung bereitgestellt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beispiel haft erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemä ßen Zündeinrichtung bei einer ersten Betriebs spannung;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemä ßen Zündeinrichtung bei einer zweiten Betriebs spannung;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Zündeinrichtung bei einer ersten Betriebs spannung; und

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Zündeinrichtung bei einer zweiten Be triebsspannung.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Zündeinrichtung bei einer ersten Betriebsspannung. In einem Glühstift 10, der vorzugsweise zum größten Teil aus keramischem Material besteht, sind zwei Widerstands elemente 12, 14 angeordnet, wobei das erste Widerstands element 12 den Widerstandswert R1 und das zweite Wider standselement 14 den Widerstandswert R2 hat. Vorzugsweise gilt R1 = R2. Die Widerstände können beispielsweise als Wendel ausgeführt sein oder auch zum Beispiel als kerami sche leitfähige Paste. Die Pole der Widerstandselemente 12, 14 sind so verbunden beziehungsweise aus dem Glühstift 10 herausgeführt, dass drei Anschlüsse 16, 18, 20 zur Ver fügung gestellt werden. Dabei ist der Anschluss 16 einem Pol des Widerstandselements 12 zugeordnet. Der Anschluss 20 ist einem Pol des Widerstandselementes 14 zugeordnet. Der Anschluss 18 ist den verbleibenden Polen von sowohl dem Widerstandselement 12 als auch dem Widerstandselement 14 zugeordnet. Auf diese Weise lassen sich die Wider standselemente, wie in Fig. 1 dargestellt, in einer Pa rallelschaltung 22 mit einer Spannung U₁ versorgen. Die Spannung U₁ beträgt beispielsweise 12 V. Dies erfolgt da durch, dass an den gemeinsamen Anschluss der Widerstands elemente 12, 14 ein Pol der Versorgungsspannung angelegt wird, wobei der andere Pol der Versorgungsspannung U₁ je weils an die getrennten Anschlüsse 16, 20 angelegt wird, beispielsweise durch Brücken der Anschlüsse 16, 20.

Um den Glühstift 10 in vorteilhafter Weise als Flammwäch ter einzusetzen, sind der Anschluss 16 und der Anschluss 20 mit einer Auswerteeinrichtung 26 verbunden, das heißt zum Zwecke der Auswertung sind die Widerstandselemente 12, 14 in Reihe geschaltet. Hierdurch wird ein hoher Messwi derstand für die Flammwächterauswertung zur Verfügung ge stellt. Die Brücke 22 muss zum Messen zur Flammauswertung unterbrochen werden.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Zündeinrichtung bei einer zweiten Betriebsspan nung. Im Hinblick auf die Flammwächterauswertung zeigt die Fig. 2 eine Anordnung, die identisch zu derjenigen in Fig. 1 ist. Die Widerstandselemente 12, 14 werden jedoch in einer anderen Weise von einer Versorgungsspannung U₂ ver sorgt, die beispielsweise 24 V betragen kann. Die Spannung U₂ wird an die getrennten Anschlüsse 16, 20 der Wider standselemente 12, 14 angelegt, und der verbleibende An schluss 18 bleibt offen. Auf diese Weise ist eine Reihen schaltung 24 der Widerstandselemente 12, 14 realisiert.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Zündeinrichtung bei einer ersten Betriebs spannung. Hier ist im Hinblick auf die Flammwächterauswer tung und die Versorgung der Widerstandselemente 12, 14 mit einer Versorgungsspannung dieselbe Situation dargestellt, wie in Fig. 1. Zusätzlich besteht eine elektrische Ver bindung 28 von dem Anschluss 18 zur Auswerteeinrichtung 26. Auf diese Weise kann von der Auswerteeinrichtung 26 zusätzlich eine sicherheitstechnische Überwachung der Flammwächterfunktion in optimaler Weise durchgeführt wer den, indem nämlich die Widerstände der Widerstandselemente 12, 14 separat ausgewertet werden können.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Zündeinrichtung bei einer zweiten Betriebs spannung. Fig. 4 entspricht im Hinblick auf die Versor gung der Widerstandselemente 12, 14 mit einer Versorgungs spannung der Ausführungsform gemäß Fig. 2. Im Hinblick auf die sicherheitstechnische Überwachung der Flammwäch terfunktion wird auf die Ausführungen zu Fig. 3 verwie sen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10

Glühstift

12

Widerstandselement

14

Widerstandselement

16

Anschlusskontakt

18

Anschlusskontakt

20

Anschlusskontakt

22

Parallelschaltung

24

Reihenschaltung

26

Auswerteeinrichtung

28

elektrische Verbindung
U₁

Versorgungsspannung
U₂

Versorgungsspannung

Claims

1. Zündeinrichtung für ein mit einem Brennstoff/Luft- Gemisch betriebenes Fahrzeugheizgerät mit
einem Glühstift (10),
wobei der Glühstift (10) mindestens zwei Widerstands elemente (12, 14) aufweist und
wobei die Anschlusskontakte (16, 18, 20) des Glühstifts (10) so ausgelegt sind, dass die mindestens zwei Wider standselemente (12, 14) wahlweise in Parallelschaltung (22) oder in Reihenschaltung (24) betrieben werden kön nen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Glühstift (10) mit einer Auswerteeinheit (26) für eine Flammwächterfunktion betreibbar ist und
dass für die Flammwächterfunktion Widerstandselemente (12, 14) in Reihe geschaltet sind.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Widerstandselemente (12, 14) einen zumindest nahezu identischen Widerstand aufweisen.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet,
dass mehr als zwei Widerstandselemente vorgesehen sind und
dass in der Flammwächterfunktion alle Widerstandsele mente in Reihe geschaltet sind.

4. Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet,
dass 2n (n ist eine natürliche Zahl) Widerstandselemen te vorgesehen sind und
dass die elektrischen Anschlusskontakte für eine Paral lelschaltung oder eine Reihenschaltung von je n Wider standselementen ausgelegt sind.

5. Zündeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überprüfen der Zünd einrichtung elektrische Eigenschaften der mindestens zwei Widerstandselemente (12, 14) separat auswertbar sind.

6. Verfahren zum Betreiben einer Zündeinrichtung für ein mit einem Brennstoff/Luft-Gemisch betriebenes Fahrzeug heizgerät mit
einem Glühstift (10)
wobei der Glühstift (10) mindestens zwei Widerstands elemente (12, 14) aufweist und
wobei die Anschlusskontakte (16, 18, 20) des Glühstifts (10) so ausgelegt sind, dass die mindestens zwei Wider standselemente (12, 14) wahlweise in Parallelschaltung (22) oder in Reihenschaltung (24) betrieben werden kön nen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Glühstift (10) mit einer Auswerteeinheit (26) für eine Flammwächterfunktion betreibbar ist und
dass für die Flammwächterfunktion Widerstandselemente (12, 14) in Reihe geschaltet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandselemente (12, 14) einen zumindest na hezu identischen Widerstand aufweisen.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet,
dass mehr als zwei Widerstandselemente vorgesehen sind und
dass in der Flammwächterfunktion alle Widerstandsele mente in Reihe geschaltet sind.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass 2n (n ist eine natürliche Zahl) Widerstandselemen te vorgesehen sind und
dass die elektrischen Anschlusskontakte für eine Paral lelschaltung oder eine Reihenschaltung von je n Wider standselementen ausgelegt sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überprüfen der Zündeinrichtung elektrische Eigenschaften der mindestens zwei Widerstands elemente (12, 14) separat ausgewertet werden.