DE19601772C2

DE19601772C2 - Verfahren zum Starten eines Fahrzeugzusatzheizgerätes

Info

Publication number: DE19601772C2
Application number: DE1996101772
Authority: DE
Inventors: Josef Riedmaier; Markus Renner; Roland Harings
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Current assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2016-01-20
Also published as: DE19601772A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten eines Fahrzeugzusatzheizgerätes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer aus der DE 40 40 196 A1 bekannten Fahrzeugheizungsanlage erfolgt der Start eines Fahrzeugzusatzheizgerätes oder eines dort zu diesem parallel geschalteten Wärmespeichers optional mittels einer Fernbetätigungseinrichtung, welche auch mit einer Einrichtung zur Betätigung des Türschlosses gekoppelt sein kann. Bei der bekannten Einrichtung wird vom Fahrer stets eine bewußte Handlung vorausgesetzt, die den Start eines Fahrzeugzusatzheizgeräts einleitet. Eine derartige bewußte Bedienhandlung kann zum einen vergessen werden, wodurch sich die Aufheizung des Fahrzeugs verzögert, zum anderen ist häufig für den Fahrer schwer abschätzbar, in welchem Zustand sich der Wärmeträger und die Umgebung des Fahrzeugs befindet, d. h. eine Abschätzung darüber zu treffen, ob ein Betrieb des Fahrzeugzusatzheizgeräts notwendig ist oder nicht.

Ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der EP 0 270 277 A1 bekannt. Nachteilig ist bei diesem, daß durch ein unkontrolliertes Betreiben einer Heizeinrichtung die Batterie eines Fahrzeugs derart beansprucht werden kann, daß ein folgender Startvorgang des Antriebsmotors gefährdet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das für einen sicheren, bedarfsgerechten Start eines Fahrzeugzusatzheizgerätes sorgt, ohne den Start eines Antriebsmotors des Fahrzeugs zu gefährden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Koppelung der Einleitung des Startvorgangs des Fahrzeugzusatzheizgeräts an eine für den Betrieb des Fahrzeugs erforderliche Schlüsselbetätigung wird sicher gestellt, daß bei jedem Betrieb des Fahrzeugs automatisch ein Startvorgang für das Fahrzeugzusatzheizgerät eingeleitet wird, der an weitere Bedingungen gekoppelt wird.

Bei dem für den Betrieb des Fahrzeugs benötigten Schlüssel handelt es sich um einen Zündschlüssel, wobei unter Zündschlüssel auch ein für den Betrieb notwendiger Schlüssel eines mit einem Elektromotor ausgestatteten Fahrzeuges gemeint sein soll.

Nach Betätigung des Schlüssels wird zwar der Startvorgang für das Fahrzeugzusatzheizgerät eingeleitet, jedoch vor dessen eigentlichem Start eine Prüfung einer Temperatur eines zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums dienenden Wärmeträgers und/oder eine Prüfung der Temperatur des Fahrzeuginnenraumes vorgenommen. Hierdurch wird sichergestellt, daß bei einer hinreichenden Restwärme des Fahrzeuginnenraumes oder des Wärmeträgers, der vorzugsweise vom Kühlwasser eines Verbrennungsmotors, optional dazu jedoch auch von Luft gebildet werden kann, ein unnötiger Start des Fahrzeugzusatzheizgerätes unterdrückt wird. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Solltemperaturschwelle des Wärmeträgers - bei Verwendung von Wasser etwa 60°C - wird ein Start des Fahrzeugzusatzheizgeräts unterdrückt.

Eine derartige Solltemperaturschwelle wird vorzugsweise durch Abgleich mit einem am Fahrzeug angeordneten Außentemperaturfühler und/oder einem Innenraumtemperaturfühler automatisch korrigierbar gestaltet. Ein derartiger Abgleich erfolgt vorzugsweise in einem dem Fahrzeugzusatzheizgerät zugeordneten Steuergerät.

Um einen mit einem elektrischen Anlasser startenden Verbrennungsmotor sicher starten zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß nach Einleitung des Startvorgangs des Fahrzeugzusatzheizgeräts während des Betriebs des Anlassers eine Unterbrechung verbrauchsintensiver Aggregate - wie beispielsweise der Zündeinrichtung des Fahrzeu zusatzheizgeräts oder eines fahrzeugeigenen Gebläses erfolgt. Eine solche Unterbrechung verbrauchsintensiver Aggregate erfolgt vorzugsweise nur in Abhängigkeit von einem Schwellenwert der Batteriespannung, die ebenfalls vorteilhafterweise im Steuergerät des Heizgeräts abgeprüft wird.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erklärt.

Diese zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Fahrzeugzusatzheizgerät.

Ein nicht dargestelltes Fahrzeug verfügt über einen Fahrzeuginnenraum 1, der mittels eines Wärmetauschers 2 beheizbar ist. Die zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums 1 erforderliche Wärme wird dem Wärmetauscher 2 alternativ oder gleichzeitig durch einen Fahrzeugmotor 3 und/oder ein Fahrzeugzusatzheizgerät 4 zugeführt.

Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Fahrzeugzusatzheizgerät um ein Wasserheizgerät, das in den Kühlwasserkreislauf des als Verbrennungsmotors ausgelegten Fahrzeugmotors 3 eingebunden ist. Der Fahrzeugmotor 3 ist über eine Vorlaufleitung 16 mit dem Wärmetauscher 2 verbunden, welcher seinerseits über eine Rücklaufleitung 17 mit dem Fahrzeugzusatzheizgerät 4 verbunden ist. Die Rücklaufleitung 17 führt vom Fahrzeugzusatzheizgerät 4 zurück zum Fahrzeugmotor 3. Eine solche Anordnung eines Fahrzeugzusatzheizgeräts soll nur als Beispiel dienen. Es ist ebenso möglich, das Fahrzeugzusatzheizgerät in der Vorlaufleitung 16, d. h. vor dem Wärmetauscher 2 oder in einer zur Vorlaufleitung 16 parallelen Zweigleitung anzuordnen. Ebenso sind auch andere an sich bekannte Anordnungen des Fahrzeugzusatzheizgeräts 4, beispielsweise in einer die Vorlaufleitung 16 und die Rücklaufleitung 17 verbindenden Bypassleitung oder in einer Zweigleitung einer solchen Bypassleitung denkbar.

Das Fahrzeugzusatzheizgerät 4 ist im folgenden nicht näher beschrieben, da es sich bei diesem um ein bekanntes Wasserheizgerät handelt, dessen Funktionen mittels eines vorzugsweise integrierten Steuergerätes 5 gesteuert werden. Hierbei handelt es sich insbesondere um die Förderung von Brennstoff zum Fahrzeugzusatzheizgerät 4 mittels einer Brennstoffpumpe, um Förderung von Brennluft mittels eines Brennluftgebläses und um Bereitstellung von Zündenergie an eine Zündeinrichtung, welche alle im Detail nicht dargestellt sind. Eine eigene Umwälzpumpe muß dem Heizgerät 4 nicht zwangsläuftig zugeordnet sein, wenn dieses im reinen Zuheizbetrieb als Defizit-Ausgleich für einen im Wirkungsgrad optimierten Verbrennungsmotor 3 arbeitet und die Umwälzung des Wärmeträgers von dessen Umwälzpumpe übernommen wird.

Der Start des Fahrzeugmotors 3 erfolgt durch einen mit einem Akkumulator 10 gekoppelten Anlasser 11, wobei für eine Betätigung des Anlassers 11 zuvor ein Zündschlüssel 7 in ein Zündschloß 6 eingeführt und herumgedreht werden muß. Beim Einführen oder Herumdrehen des Zündschlüssels 7 wird erfindungsgemäß über eine Startsignalleitung 19, die das Zündschloß 6 mit dem Steuergerät 5 verbindet, ein Startsignal HS zum Einleiten eines Startvorganges des Fahrzeugzusatzheizgeräts 4 an das Steuergerät 5 übermittelt. An das Steuergerät 5 sind ferner ein Innenraumtemperaturfühler 12 und vorzugsweise ein weiterer Außentemperaturfühler 13 angeschlossen. Der Innenraumtemperaturfühler 12 liefert einen aktuellen Temperaturwert T_I für die im Fahrzeuginnenraum 1 herrschende Temperatur. Der Außentemperaturfühler 13 liefert einen aktuellen Temperaturwert T_A, der der das Fahrzeug umgebenden Außentemperatur entspricht. Dem Steuergerät 5 wird ferner über eine Spannungs-Signalleitung 18 der aktuelle Spannungswert des Akkumulators 10 und über eine Wärmeträger-Signalleitung 20 der aktuelle Temperaturwert T_W des Wärmeträgers, hier in der Rücklaufleitung 17 gemessen, zugeführt.

Mittels des Akkumulators 10 ist auch ein Luft über den Wärmetauscher 2 zum Fahrzeuginnenraum 1 förderndes Gebläse 8 mittels eines Gebläsemotors 9 antreibbar. Optional wird die aktuelle Drehzahl des Fahrzeugmotors 3 mittels eines Drehzahlmessers 15 ermittelt, wobei ein der Drehzahl proportionales Signal zusätzlich dem Steuergerät 5 zugeführt werden kann.

Nachdem durch Einführen oder Herumdrehen des Zündschlüssels 7 über die Startsignalleitung 19 dem Steuergerät 5 ein Startimpuls zum Einleiten eines Startvorganges des Fahrzeugzusatzheizgeräts 4 übermittelt wurde, prüft das Steuergerät 5 ob der aktuelle Temperaturwert T_W des Wärmeträgers einen bestimmten vorgebbaren Schwellenwert T_SOLL überschreitet. Ist dies der Fall, so herrscht im Wärmeträger eine genügende Restwärme, die zu einer Beheizung des Fahrzeuginnenraums 1 ausreicht. In diesem Falle wird der Startvorgang des Fahrzeugzusatzheizgeräts 4 vom Steuergerät 5 abgebrochen bzw. in einer vorteilhaften Ausführungsform gar nicht erst eingeleitet.

Der Temperaturschwellwert T_SOLL wird im Steuergerät 5 in Abhängigkeit von dem vom Innenraumtemperaturfühler 12 bereitgestellten Wert T_I sowie von dem vom Außentemperaturfühler 13 bereitgestellten Temperaturwert T_A vorzugsweise an die jeweils aktuellen Bedingungen angepaßt. Somit kann beispielsweise aus einem Innentemperatur/Außentemperatur-Kennfeld eine Korrektur des Temperaturschwellwertes T_SOLL erfolgen.

Um einen Start des Fahrzeugmotors 3 mittels des Anlassers 11 nicht zu gefährden, ist der Akkumulator 10 mit dem Steuergerät 5 über eine Spannungs-Signalleitung 18 verbunden. Das Steuergerät 5 prüft, ob die Spannung im Akkumulator 10 sich oberhalb eines festgelegten Schwellenwertes befindet und unterbricht den Betrieb verbrauchsintensiver Aggregate, wie beispielsweise der Zündeinrichtung des Fahrzeugzusatzheizgeräts, des Brennluftgebläses desselben, oder des Gebläsemotors 9 solange der Anlasser 11 in Betrieb ist. Der Betrieb des Anlassers 11 kann zum einen anhand des Spannungsabfalls des Akkumulators 10, zum anderen jedoch auch alternativ über einen Drehzahlmesser 15 festgestellt werden, an dem zuverlässig erkannt werden kann, wenn der Motor seine typische Leerlaufdrehzahl erreicht hat, wobei der Anlasser 11 bereits abgekoppelt hat. Spätestens zu diesem Zeitpunkt wird der normale Startbetrieb des Fahrzeugheizgerätes weitergeführt. Sollte sich die Spannung des Akkumulators 10 auch bei Betrieb des Anlassers 11 oberhalb des Spannungsschwellwertes befinden, so erfolgt keine Unterbrechung des Startvorganges und das Fahrzeugzusatzheizgerät wird zügig in Betrieb genommen.

Alternativ zur Akkumulator-Spannung kann auch die an der Klemme 61 (KL 61) anliegende Spannung U_G eines mit dem Fahrzeugmotor 3 gekoppelten Generators 22 als Signal für eine Weiterführung des Startvorganges im Steuergerät 5 ausgewertet werden.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Umwälzung des flüssigen Wärmeträgers durch die Vorlaufleitung 16 und die Rücklaufleitung 17 mittels einer Umwälzpumpe 14, die an den Betrieb des Fahrzeugmotors 3 gekoppelt ist. Das Fahrzeugzusatzheizgerät kann in diesem Fall als reines Zuheizgerät ohne eine eigene Umwälzpumpe ausgelegt sein. Optional kann das Fahrzeugzusatzheizgerät 4 jedoch auch als herkömmliches, für einen Vorheizbetrieb und einen Zuheizbetrieb geeignetes Heizgerät mit einer eigenen Umwälzpumpe ausgelegt sein. In diesem Falle ist es sinnvoll, wenn das Signal für einen Startvorgang (HS-Signal) nicht nur durch Betätigen des Zündschlüssels 7 sondern optional hierzu auch in an sich bekannter Weise durch eine Betätigung des Türschlosses, durch eine Funkfernbedienung, eine Vorwahluhr oder einen einfachen Ein/Aus-Schalter erfolgen kann.

In den Fig. 2 und 3 sind alternative Ausführungsformen der Signalauswertung bei einer Einleitung eines Startvorganges eines Fahrzeugheizgerätes dargestellt. In Fig. 2 wird einem Steuergerät 105 eines Fahrzeugheizgerätes zum einen ein Hauptschaltersignal HS zugeführt, welches analog zu dem bevorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel durch einen Zündschlüssel, durch eine spezielle Form der Türschloßbetätigung, durch eine Funkfernbedienung, eine Vorwahluhr oder einen einfachen Ein/Aus-Schalter erfolgen kann. Am Steuergerät 105 liegt ferner ein mit Kl 61 bezeichnetes Signal an, welches bei einem erfolgreichen Start des Verbrennungsmotors 3 von dem mit diesem gekoppelten Generator 22 als Spannungswert U_G geliefert wird. Das Steuergerät 105 prüft ferner einen Temperaturwert ϑ eines Temperatursensors 121, der vorzugsweise im Heizgerät 4 integriert ist und eine ähnliche Funktion erfüllt wie die Temperaturmessung des Wärmeträgers T_W mittels der Wärmeträger-Signalleitung 20 des ersten Ausführungsbeispiels. Ein tatsächliches Einschalten des Fahrzeugzusatzheizgerätes 4 erfolgt dabei dann, wenn am Steuergerät 105 ein Hauptschaltersignal HS anliegt, wenn ferner das Signal über die Klemme 61 signalisiert, daß sich der Verbrennungsmotor 3 in Betrieb befindet und wenn zum dritten von dem Temperatursensor 121 ein Temperaturwert geliefert wird, der kleiner ist als eine Schwellentemperatur von beispielsweise 60°C.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel ähnelt dem in Fig. 2 gezeigten und vorstehend beschriebenen. Gleiche Teile sind daher nur mit einer um 100 erhöhten Bezugszahl versehen und werden nachfolgend nicht detailliert beschrieben. Ergänzend zum zweiten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 in den Signalstrang der Kl 61 zusätzlich ein Außentemperaturfühler 213 und ein Motortemperatur-Sensor 220, beispielsweise in Form eines temperaturabhängigen Schalters, integriert. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 erfolgt ein Start des Fahrzeugzusatzheizgerätes 4 immer dann, wenn am Steuergerät 205 ein Hauptsignal HS anliegt, dessen Generierung der in den anderen Ausführungsbeispielen entspricht, wenn ferner die Klemme 61 den Betrieb des Fahrzeugmotors 3 signalisiert und zusätzlich die Außentemperatur einen Schwellwert von beispielsweise 5°C unterschreitet und zusätzlich die Motortemperatur einen Schwellwert von beispielsweise 70°C unterschreitet. Als weitere Bedingung wird die Temperatur des Temperatursensors 221 erfaßt, der der Wärmeträgertemperatur T_W oder einer charakteristischen Bauteiltemperatur des Fahrzeugzusatzheizgerätes 4 entspricht.

Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, daß der Start eines Fahrzeugzusatzheizgerätes zwar weitestgehend unabhängig vom Willen des Bedienenden, jedoch auch nur dann erfolgt, wenn zusätzlich erfaßte Parameter einen Wärmebedarf signalisieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit sicher, daß der Betrieb eines Fahrzeugzusatzheizgerätes auch ohne eine bewußte Bedienungshandlung des Fahrzeuglenkers jederzeit bedarfsgerecht erfolgen kann. Bei Fahrzeugen der Komfortklasse, die über eine Klimaautomatik mit entsprechenden fahrzeugeigenen Temperatursensoren für den Wärmeträger, die Außen- und/oder Innenluft sowie ggfs. der Motortemperatur verfügen, kann das Startsignal HS für den Betrieb des Fahrzeugzusatzheizgerätes 4 selbstverständlich auch in Verbindung mit dieser Klimaautomatik ausgewertet werden, wobei vorzugsweise zur Signalübertragung ein fahrzeugeigener Datenbus verwendet wird. Zusätzliche Sensoren 12, 13, 213, 20, 121, 221 oder 220 sind in diesem Falle entbehrlich.

Bezugszeichenliste

1

Fahrzeuginnenraum

2

Wärmetauscher

3

Fahrzeugmotor

4

Fahrzeugzusatzheizgerät

5

,

105

,

205

Steuergerät (von

4

)

6

Zündschloß

7

Zündschlüssel

8

Gebläse

9

Gebläsemotor

10

Akkumulator

11

Anlasser

12

Innenraumtemperaturfühler

13

,

213

Außentemperaturfühler

14

Umwälzpumpe

15

Drehzahlmesser

16

Vorlaufleitung

17

Rücklaufleitung

18

Spannungs-Signalleitung

19

Startsignalleitung (HS-Signal)

20

Wärmeträger-Signalleitung

121

,

221

Temperatur-Sensor

220

Motortemperatur-Sensor
T_A

Außentemperatur
T_W

Wärmeträger-Temperatur
T_I

Innenraumtemperatur
T_SOLL

Temperaturschwellenwert
HSHauptschalter (für

4

)
Kl

61

Klemme

61

(Generatorspannungssignal)

Claims

1. Verfahren zum Starten eines Fahrzeugzusatzheizgerätes (4), bei dem

a) die Einleitung des Startvorgangs durch Betätigung eines für den Betrieb des Fahrzeugs benötigten Zündschlüssels (7) erfolgt,
b) vor dem Start des Fahrzeugzusatzheizgerätes (4) eine Prüfung einer Temperatur (T_W) eines zur Beheizung des Fahrzeugs dienenden Wärmeträgers und/oder einer Temperatur (ϑ) eines vorzugsweise im Fahrzeugzusatzheizgerät (4) integrierten Temperatur-Sensors (121; 122) und/oder einer Temperatur (T_I) eines Innenraumtemperaturfühlers (12) und/oder eines Motortemperatur-Sensors (220) erfolgt, und
c) bei Überschreiten einer vorgegebenen Solltemperaturschwelle des Wärmeträgers (T_W < T_soll) oder des Temperatur-Sensors (121; 221) bei T_Soll ein Start des Fahrzeugzusatzheizgerätes (4) unterbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß
d) bei einem mittels eines elektrischen Anlassers (11) startenden Verbrennungsmotor (3) nach Einleitung des Startvorgangs des Fahrzeug zusatzheizgerätes (4) während des Betriebs des Anlassers (11) eine Unterbrechung verbrauchsintensiver Aggregate des Fahrzeugzusatz heizgerätes (4) erfolgt und
e) daß der Startvorgang nach Anliegen eines positiven Signals (U_G) einer von einem Generator (22) über eine Klemme (Kl 61) am Steuergerät (5; 105; 205) anliegenden Spannung aufgenommen oder weitergeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger vom Kühlwasser eines Verbrennungsmotors (3) gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger von Luft gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solltemperaturschwelle (T_soll) durch Abgleich mit einem am Fahrzeug angeordneten Außentemperaturfühler (13) und/oder Innenraumtemperaturfühler (12) korrigierbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung im Verfahrensschritt d) in Abhängigkeit von einem Unterschreiten eines Schwellenwerts der Batteriespannung eingeleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des Startvorganges alternativ zum Verfahrensschritt a) bei einem für einen Vorheizbetrieb und einen Zuheizbetrieb geeigneten Fahrzeugzusatzheizgerät durch Betätigung des Türschlosses, durch eine Funkfernbedienung, eine Vorwahluhr oder einen einfachen EIN-/AUS-Schalter erfolgt.