DE19806112A1 - Regelung eines Heizgeräts mit Sollwertvorgabe im Steuergerät einschließlich Anordnung des Heizgeräts mit Regelschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelung eines Heizgeräts, insbe­ sondere Fahrzeugzusatzheizgeräts, mit elektronischem Steuer­ gerät und Vorgabe des Temperatursollwerts, sowie eine Anord­ nung eines derartigen Heizgeräts mit Regelschaltung.

Bei einer Anordnung eines Heizgeräts dieser Art, mit einem elektronischen Steuergerät, einem Stationärteil und einem Fern-Bedienteil mit einer bidirektionalen Schaltungsverbin­ dung zwischen Stationärteil und Fern-Bedienteil, beispiels­ weise gemäß WO 96/33880 oder DE 195 46 376 A1, kann ein Be­ nutzer des Heizgeräts alle Funktionen der Heizung steuern, und zwar bekanntermaßen wie mit einer Vorwahluhr und/oder dem Bedienschalter.

Dazu gibt der Benutzer die Steuerbefehle in der Tastatur der mobilen oder zumindest vom Stationärteil in einer Fahrerhaus­ kabine entfernt befestigten Bedieneinheit ein. Die Befehle werden auf einer Anzeige dargestellt und nach einer Bestäti­ gung drahtlos zum Stationärteil übertragen.

Der Stationärteil sitzt am oder nahe beim Heizgerät und ist in den Kabelbaum des Heizgeräts mit eingebunden. Er empfängt und dekodiert die empfangenen Signale von der Bedieneinheit und gibt die dekodierten Signale an das Heizgerät weiter (z. B. Einschalten und Ausschalten des Heizgerätes, Vorgabe des Temperatursollwertes für das elektronische Steuergerät). Außerdem empfängt der Stationärteil auch Daten vom Steuerge­ rät, wie den aktuellen Betriebszustand und Fehlercodes im Störfall. Diese Daten werden kodiert und an die Bedienein­ heit gesendet, wo sie empfangen, wieder dekodiert und für den Benutzer auf der Anzeige sichtbar gemacht werden. Der Benutzer kann dann darauf entsprechend reagieren.

Der Sollwert der Temperatur wird im Stationärteil über ein elektronisches Potentiometer realisiert, d. h. über diverse Bauteile, die dem Steuergerät einen Widerstandswert vorge­ ben, der der vom Benutzer vorgewählten Temperatur ent­ spricht.

Von Nachteil hierbei ist die Regelungenauigkeit bei der Vor­ gabe des Temperatursollwertes aufgrund des Potentiometerauf­ baus.

Aufbauend auf vorgenanntem Stand der Technik ist, eine Rege­ lung und Schaltungsanordnung für ein Heizgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welche aus wenigen Bauteilen ein­ fach aufgebaut ist und insbesondere mit großer Regelgenauig­ keit betrieben werden kann.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Regelverfahren der im Anspruch 1 angegebenen Art.

Vorteilhaft weitergebildet wird das Regelverfahren durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4.

Eine nach vorgenanntem Regelverfahren betriebene Heizge­ räte-Anordnung kennzeichnet sich durch die Merkmale des Anspruchs 5.

Vorteilhaft weitergebildet wird die Heizgeräte-Anordnung durch das Merkmal des Anspruchs 6.

Wesen des erfindungsgemäßen Regelverfahrens ist, daß bei einem Heizgerät der eingangs genannten Art der Temperatur­ sollwert dem elektronischen Steuergerät über eine ohnehin vorhandene Datenleitung bzw. einen ohnehin vorhandenen Kabel­ baum direkt als Digitalwert unter Verwendung eines ohnehin vorhandenen Diagnose-Steuerprogramms ("Diagnoseprotokoll") des Heizgeräts vorgegeben bzw. zum Steuergerät übertragen wird, insbesondere von einem Stationärteil des Heizgeräts übertragen wird, wenn die Heizgeräte-Anordnung mit einer bidirektionalen Funkschaltverbindung zwischen einem Statio­ närteil des Heizgeräts und einem hiervon entfernten, vor­ zugsweise mobilen Bedienteil ausgestattet ist und Stationär­ teil und Bedienteil jeweils Sender und Empfänger aufweisen.

Anstelle des Sollwerts der Temperatur kann auch ein Sollwert einer bestimmten Heizleistung, zumindest zeitweise fest, d. h. fest über einen bestimmten Betriebszeitraum, im Steuer­ gerät vorgegeben bzw. angewählt werden, wobei der Sollwert der bestimmten Heizleistung vorzugsweise ebenfalls als Digi­ talwert übertragen wird.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Regelverfahren betriebene An­ ordnung eines Heizgeräts, insbesondere Fahrzeugzusatzheizge­ räts, sieht also eine Sollwert-Einsteuerung der Temperatur oder einer bestimmten Heizleistung über bereits vorhandene Wege und Mittel in einem Kraftfahrzeug vor. Das Heizgerät weist vorzugsweise zumindest eine Schnittstelle für externe Test- und Prüfgeräte auf, welche mit dem Kabelbaum verbunden ist, wobei auch der Stationärteil in den Kabelbaum des Heiz­ geräts eingebunden ist.

Neuere Heizgeräte besitzen eine dem heutigen Standard der Kraftfahrzeug-Industrie angepaßte Diagnoseschnittstelle (ISO 14230), die mit dem Kurzwort KWP 2000 bezeichnet wird ("key word protocoll 2000"). Dieses Diagnoseprotokoll dient im Fahrzeug dazu, Daten zwischen verschiedenen Steuereinheiten und/oder externen Test- oder Prüfgeräten zu übertragen. Mit Hilfe der vorgenannten Schnittstelle am Heizgerät werden auch die eingangs beschriebenen Daten vom Steuergerät zum Stationärteil übertragen, desgleichen Fehlercodes, etc.

Dazu werden über eine Eindraht-Datenleitung zuerst Schlüssel­ daten, sogenannte "key bytes" gesendet, die den Befehlstyp angeben und anschließend die dazugehörigen Daten übertragen. Die Antwort des Heizgeräts erfolgt in analoger Weise.

Eine Vorgabe von Werten für das Steuergerät ist dabei bekann­ termaßen nicht möglich.

Die Erfindung nützt nun das bei neueren Heizgeräten ohnehin vorhandene Diagnoseprotokoll vorteilhaft auch dazu aus, den Temperatursollwert dem Steuergerät als Digitalwert in das Heizgeräte-Steuergerät einzuspeisen, und zwar über die ohne­ hin vorhandene Datenleitung in einem Kraftfahrzeug, den so­ genannten Kabelbaum. Das bekannte Diagnoseprotokoll wird hierbei um zusätzliche Befehle erweitert, welche die Vorgabe einzelner Meßwerte, insbesondere der für die im derzeitigen Stand der Technik ebenfalls bereits vorhandenen Größe "Tempe­ ratur-Sollwert" der Temperaturregelung des Heizgeräts, für das Steuergerät ermöglichen.

Auf diese Weise werden die eingangs angesprochenen Regel­ ungenauigkeiten nach dem Stand der Technik vermieden, die mit der bekannten Potentiometerschaltung einhergehen, welche nun erfindungsgemäß nicht mehr vorhanden ist.

Beim eingangs genannten bekannten Verfahren zur Vorgabe des Temperatursollwertes entstehen nämlich Regelungsungenauig­ keiten aufgrund folgender Umstände:

• 1) Die Vorgabe des Benutzers und die Übertragung zum Sta­ tionärteil erfolgt digital. Hierbei entstehen keine Fehler.
• 2) Im Stationärteil wird der Digitalwert nach 1) in einen Analogwert umgewandelt. Dabei entsteht ein Wandlungsfehler, der sich aus den Bauteiltoleranzen der eingesetzten Bauele­ mente ergibt.
• 3) Der Analogwert nach 2) wird über eine oder zwei Leitun­ gen vom Steuergerät erfaßt und gemessen und dabei wieder in einen Digitalwert umgewandelt. Dabei entstehen wieder Meßfeh­ ler sowie weitere Wandlungsfehler.

Die hierauf basierenden Regelungenauigkeiten sind nun erfin­ dungsgemäß ausgeschaltet.

Vorteile des erfindungsgemäßen Regelungsverfahrens sind:

• a) Die Genauigkeit der Regelung wird deutlich erhöht (gegen­ über dem bekannten Stand der Technik mit analoger Potentio­ metersollwert-Vorgabe um mindestens 100 Prozent), da alle Fehler entfallen, die die bekannte Sollwertvorgabe umfassen.
• b) Das neue Verfahren ermöglicht Einsparungen an Bauteilen sowohl im Stationärteil als auch im Steuergerät. Im Statio­ närteil können die Digital-Analog-Umwandlung sowie das elek­ tronische Potentiometer entfallen. Im Steuergerät entfallen die Meßwerterfassung einschließlich des Anschlußpins und der für die Messung erforderlichen Bauteile sowie die Analog-Di­ gital -Umwandlung.
• c) Außerdem können eine bzw. zwei Verbindungsleitungen vom Stationärteil zum Steuergerät entfallen.

Durch die Erfindung wird also speziell eine bidirektionale Bedieneinrichtung in Form einer Funkfernbedienung speziell für Luftheizgeräte ermöglicht, bei der der Sollwert für das Steuergerät äußerst genau vorgegeben wird. Der Sollwert wird nicht über ein elektronisches Potentiometer analog vorgege­ ben, sondern im Rahmen des ohnehin vorhandenen KWP 2000 Dia­ gnoseprotokolls als digitaler Wert, wobei jegliche Regelun­ genauigkeit durch elektronische Bauteile eliminiert wird. Durch den Wegfall von Bauteilen ergeben sich ein vereinfach­ ter Aufbau und Kostenvorteile in der Fertigung.

Die Erfindung ist grundsätzlich anwendbar bei Luftheizgerä­ ten mit Leistungsregelung. Auch kann die Erfindung bei Was­ serheizgeräten verwendet werden, z. B. bei einer übergeord­ neten Steuerung durch ein Klimasteuergerät.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die beigefügte aus einer ein­ zigen Figur bestehende Zeichnung näher beschrieben, in wel­ cher der Aufbau einer Heizgeräteanordnung mit einem bidirek­ tionalen Bedienteil schematisch gezeigt ist.

Gemäß Zeichnung umfaßt eine Heizgeräte-Anordnung für ein Kraftfahrzeug ein Luft-Heizgerät 1 mit einem elektronischen Steuergerät 7, einen Stationärteil 3 am Heizgerät 1 sowie einen mobilen Bedienteil 4 mit einer Tastatur 5 und einer Anzeige 6.

Das Steuergerät 7 besitzt eine Schnittstelle S, an welcher der Kabelbaum 2 des Heizgeräts angeschlossen ist, wobei in den Kabelbaum 2 auch der Stationärteil 3 mit eingebunden ist.

Der Bedienteil 4 ist ein mobiles Bauteil und steht in einer bidirektionalen drahtlosen Funkschaltverbindung mit dem Sta­ tionärteil 3. Entsprechend besitzen Stationärteil 3 und Be­ dienteil 4 jeweils einen Sender und einen Empfänger.

Ein Benutzer kann mit dem mobilen Bedienteil 4 alle Funktio­ nen des Heizgeräts steuern, und zwar bekanntermaßen mit ei­ ner Vorwahluhr und/oder dem Bedienschalter. Dazu gibt der Benutzer die Steuerbefehle in die Tastatur 5 ein. Die Be­ fehle werden auf der Anzeige 6 dargestellt und nach einer Bestätigung drahtlos zum Stationärteil 4 übertragen.

Der Stationärteil 3 empfängt und dekodiert die empfangenen Signale vom Bedienteil 4 und gibt die dekodierten Signale an das Heizgerät 1 weiter, z. B. Einschalten/Ausschalten des Heizgerätes. Außerdem empfängt der Stationärteil auch Daten vom Steuergerät 7, wie den aktuellen Betriebszustand und Fehlercodes im Störfall. Diese Daten werden kodiert und an den Bedienteil 4 gesendet, wo sie empfangen, wieder deko­ diert und für den Benutzer auf der Anzeige 6 sichtbar ge­ macht werden. Der Benutzer kann dann darauf entsprechend reagieren.

Der Stationärteil 3 ist, wie bereits gesagt, in den Kabel­ baum 2 über die Schnittstelle S des Steuergeräts 7 des Heizgeräts 1 mit eingebunden.

Die Schnittstelle S ist ohnehin am Heizgerät vorgesehen und ist eine Diagnoseschnittstelle (ISO 14230), die mit dem in der Kraftfahrzeug-Industrie bekannten Kurzwort KWP 2000 be­ zeichnet wird ("key word protocoll 2000"). Die Diagnose­ schnittstelle dient im Fahrzeug dazu, Daten zwischen den verschiedenen Steuereinheiten und/oder externen Test- oder Prüfgeräten mit Hilfe des in der Kraftfahrzeug-Industrie bekannten Diagnoseprotokolls, einem speziellen Steuerpro­ gramm, zu übertragen.

Vorgenannter Kabelbaum 2, vorgenannte Schnittstelle S und vorgenanntes Diagnoseprotokoll werden nun erfindungsgemäß in der Funktion in einer Weise erweitert, daß das Diagnoseproto­ koll dann zusätzliche Befehle besitzt, welche es erlauben, auch einzelne Meßwerte für das Steuergerät 7 vorzugeben, so daß im Ergebnis über die Datenleitung bzw. den Kabelbaum 2 auch der Sollwert der Temperatur für die Regelung des Heiz­ geräts 1 direkt als Digitalwert durch das erweiterte Diagno­ seprotokoll zum Steuergerät 10 übertragen wird.

Dadurch entfällt die bekannte ungenaue Temperatur-Sollwert­ vorgabe mittels Potentiometer.

Anstelle des Temperatursollwertes kann auch, zumindest zeit­ weise fest, eine bestimmte Heizleistung angewählt werden, um ein definiertes Aufheizen oder Abkühlen des zu beheizenden Raumes zu erreichen. Dies kann dann ebenfalls über einen di­ gitalen Befehl erfolgen.

Es sei noch angemerkt, daß in den Unteransprüchen enthaltene selbständig schutzfähige Merkmale trotz der vorgenommenen formalen Rückbeziehung auf den Hauptanspruch entsprechenden eigenständigen Schutz haben sollen. Im übrigen fallen sämt­ liche in den gesamten Anmeldungsunterlagen enthaltenen erfin­ derischen Merkmale in den Schutzumfang der Erfindung.

Claims (6)

1. Regelung eines Heizgeräts (1), insbesondere Fahrzeugzu­ satzheizgeräts, mit elektronischem Steuergerät (7), dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursollwert dem elektronischen Steuerge­ rät (7) direkt als Digitalwert über eine ohnehin vor­ handene Datenleitung bzw. einen ohnehin vorhandenen Ka­ belbaum (2) unter Verwendung eines ohnehin vorhandenen Diagnose-Steuerprogramms ("Diagnoseprotokoll") des Heiz­ geräts (1) vorgegeben bzw. zum Steuergerät (7) übertra­ gen wird.

2. Regelung eines Heizgeräts nach Anspruch 1, mit einer bidirektionalen Funkschaltverbindung zwischen einem Stationärteil (3) des Heizgeräts (1) und einem hiervon entfernten, vorzugsweise mobilen Bedienteil (4), wobei Stationärteil und Bedienteil jeweils Sender und Empfän­ ger aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalwert direkt vom Stationärteil (3) über die Datenleitung bzw. den Kabelbaum (2) zum Steuergerät übertragen wird.

3. Regelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Sollwerts der Temperatur ein Sollwert einer bestimmten Heizleistung, zumindest zeitweise fest, d. h. fest über einen bestimmten Betriebszeitraum, dem Steuergerät (7) vorgegeben wird.

4. Regelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der bestimmten Heizleistung als Digital­ wert übertragen wird.

5. Anordnung eines Heizgeräts (1), insbesondere Fahrzeug­ zusatzheizgeräts, mit einem elektronischen Steuergerät (7), welches mit einem Stationärteil (3) verbunden ist, wobei der Stationärteil (3) mit einem entfernten, vor­ zugsweise mobilen Bedienteil (4) in einer drahtlosen bi­ direktionalen Funkschaltverbindung steht, und eine Re­ gelung des Heizgeräts mit Sollwertvorgabe der Temperatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4 vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stationärteil (3) über eine ohnehin vorhandende Datenleitung bzw. einen ohnehin vorhanden Kabelbaum (2) mit dem Steuergerät verbunden ist und über die Datenlei­ tung bzw. den Kabelbaum (2) der Sollwert der Temperatur oder der Sollwert einer bestimmten, zumindest zeitweise festen Heizleistung für die Regelung des Heizgeräts (1) direkt als Digitalwert übertragen wird.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgerät (1) eine Schnittstelle (S) für externe Test- und Prüfgeräte aufweist, welche mit dem Kabelbaum (2) verbunden ist, wobei auch der Stationärteil (3) in den Kabelbaum (2) des Heizgeräts (1) mit eingebunden ist.