DE19903305A1 - Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät - Google Patents

Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät

Info

Publication number
DE19903305A1
DE19903305A1 DE19903305A DE19903305A DE19903305A1 DE 19903305 A1 DE19903305 A1 DE 19903305A1 DE 19903305 A DE19903305 A DE 19903305A DE 19903305 A DE19903305 A DE 19903305A DE 19903305 A1 DE19903305 A1 DE 19903305A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flame
temperature
gradient
sensor
temperature sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19903305A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19903305C5 (de
DE19903305B4 (de
Inventor
Horst Dedio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto Thermosysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7895622&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE19903305(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Webasto Thermosysteme GmbH filed Critical Webasto Thermosysteme GmbH
Priority to DE19903305A priority Critical patent/DE19903305C5/de
Publication of DE19903305A1 publication Critical patent/DE19903305A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19903305B4 publication Critical patent/DE19903305B4/de
Publication of DE19903305C5 publication Critical patent/DE19903305C5/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2203—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from burners
    • B60H1/2206—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from burners controlling the operation of burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/14—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermo-sensitive resistors
    • F23N5/143—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermo-sensitive resistors using electronic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2228—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters
    • B60H2001/2231—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters for proper or safe operation of the heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/14—Differentiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/08—Measuring temperature
    • F23N2225/21—Measuring temperature outlet temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/42—Ceramic glow ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00—Ventilators
    • F23N2233/06—Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08—Ventilators at the air intake with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/30—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/14—Vehicle heating, the heat being derived otherwise than from the propulsion plant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät mit einem in eine Brennkammer hineinragenden Temperatursensor bzw. Flammwächter, dessen Meßsignal einem Steuergerät zugeführt und in diesem in Abhängigkeit von vorgegebenen Temperatur-Schwellwerten ausgewertet wird. Erfindungsgemäß ist zur sicheren bzw. schnellen Flamme EIN- und Flamme AUS-Erkennung sowie zur schnellstmöglichen Wiederzündung bei Flammabriß vorgesehen, daß a) beim Startvorgang "Flamme EIN" erkannt wird, wenn ein gemessener erster Gradient DELTAT¶1¶/DELTAt¶1¶ größer als der positive Absolutwert eines vorbestimmten ersten Gradienten (Grad¶1V¶) ist und eine erste Temperaturschwelle T¶EIN¶ überschritten ist, b) daß im Brennbetrieb ("Flamme AUS" erkannt wird, wenn ein gemessener zweiter Gradient DELTAT¶2¶/DELTAt¶2¶ kleiner als der negative Absolutwert eines vorbestimmten zweiten Gradienten (Grad¶2V¶) ist oder eine zweite Temperaturschwelle T¶AUS¶ unterschritten ist, und c) im Brennbetrieb Wiederzündung nach Flammabriß erkannt wird, wenn ein gemessener dritter Gradient DELTAT¶3¶/DELTAt¶3¶ größer als der negative Absolutwert eines vorbestimmten dritten Gradienten (Grad¶3V¶) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät mit einem in eine Brennkammer hinein ragenden Temperatursensor bzw. Flammwächter, dessen Meßsignal einem Steuergerät zugeführt und in diesem in Abhängigkeit von vorgegebenen Temperatur-Schwellwerten ausgewertet wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 196 22 126 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren ist der Temperatursensor durch einen temperaturabhängig veränderlichen Widerstand gebildet, dessen Widerstandswert zusammen mit dem Widerstandswert von im Signalpfad zum Steuergerät liegenden Komponenten in einem Speicher des Steuergeräts abgelegt und bei der nächsten Flammüberwachungsmessung zur Vorgabe eines Schwellwerts und/oder beim nächsten Zündvorhang zur Vorgabe einer Glühtemperatur verwendet wird.
Bekannt ist ferner, im Rahmen eines Verfahrens zur Flammüberwachung mehrere Temperatur-Schwellwerte zu berücksichtigen, insbesondere einen Temperaturschwellwert entsprechend dem Zustand "Flamme AUS" und einen Temperaturschwellwert bei heißer Umgebung des Temperatursensors entsprechend dem Zustand "Flamme EIN" und gegebenenfalls einen unterhalb dieser Temperaturschwellwerte liegenden dritten Temperaturschwellwert entsprechend "Temperatursensor in Ordnung". Diese Art der Flammüberwachung auf Grundlage ausschließlich von Temperaturschwellwerten hat den Nachteil relativ großer Trägheit bei der Aufheizung des Temperatursensors und einer unvermeidlichen Hysterese zwischen dem Temperaturschwellwert "Flamme EIN" und dem Temperaturschwellwert "Flamme AUS". Außerdem führt hierbei die Auswertung zu einer übermäßig langen Belastung des Start/Zündelements des Fahrzeugheizgeräts und zu einer großen Rauchentwicklung bei Flammabriß aufgrund träger Erkennung dieses Zustands.
Grundsätzlich besteht bei dieser Ausführung des Verfahrens zur Flammerkennung auf Grundlage von Temperaturschwellwerten das Problem, daß bei niedrig gewählter Temperaturschwelle zwar eine schnelle Flammerkennung möglich ist, jedoch auf Kosten einer trägen Flammabrißerkennung und umgekehrt.
Aus der DE 38 20 442 C2 ist ein weiteres Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät bekannt, bei welchem die Flammtemperatur indirekt mittels eines an der Außenwand des Wärmetauschers bzw. des Brenners angeordneten Temperatursensors ermittelt wird. Die Erfassung eines Flammabrisses im Brennerbetrieb bzw. die Erfassung, daß beim Startvorgang keine Flamme erzeugt wurde, erfolgt mit Hilfe von Gradientenwerten auf Grundlage aktueller Meßwerte im Vergleich zu Gradientenwerten, die im Speicher eines Steuergeräts abgespeichert sind. Für den Fall einer direkten Flamm- Temperaturmessung wie bei dem eingangs genannten Verfahren zur Flammüberwachung eignet sich diese bekannte Flammüberwachung, die ausschließlich auf der Ermittlung von Gradienten und dem Vergleich mit Gradienten beruht, weniger. Eine reine Gradientenüberwachung ist wesentlich störungsempfindlicher als eine Schwellenauswertung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine große Sicherheit bei der "Flamme EIN"-Erkennung, eine schnellstmögliche "Flamme AUS"-Erkennung und eine sichere Erkennung der Wiederzündung nach Flammabriß bei Schonung des Zündelements gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Mit anderen Worten kombiniert das erfindungsgemäße Verfahren eine Flammüberwachung auf Gradientenbasis mit einer Flammüberwachung auf Temperaturschwellenbasis zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe. Dabei wird der Zustand "Flamme EIN" auf der Grundlage eines Gradienten in Verbindung und Verknüpfung mit einer Schwelle ermittelt, wobei die Erkennung der Flammentzündung auf Gradientenbasis Voraussetzung für die sich anschließende eigentliche Flamme-EIN- Erkennung darstellt. Durch die kombinierte Auswertung von Gradient und Schwelle zur "Flamme EIN"-Erkennung ist gewährleistet, daß diese Erkennung mit großer Sicherheit erfolgt.
Der Zustand "Flamme AUS" wird auf Grundlage entweder eines Gradienten oder einer Temperaturschwelle durchgeführt, was eine schnellstmögliche und sichere "Flamme AUS"-Erkennung gewährleistet.
Die Erkennung eines Flammabrisses erfolgt auf Grundlage ausschließlich eines weiteren Gradienten, um den Flammabriß schnell zu erkennen und zu einer schnellen Wiederzündung zu gelangen, und zwar auch in einem hohen Temperaturbereich oberhalb der Ein-Schwelle. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß Flamme-EIN- und AUS- Erkennungszeiten bei geeigneter Wahl des Temperatursensors und geeigneter Plazierung desselben, bevorzugt in die Flamme hineinragend im Bereich von unter einer Sekunde liegen können. Die Sicherheit der Erkennung eines allmählichen Verlöschens der Flamme wird durch eine Flamme-An-Schwelle erreicht.
Aufgrund der gewährleisteten schnellstmöglichen Wiederzündung bei Flammabriß ist für diesen Betriebszustand eine geringstmögliche Schadstoffemission gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt außerdem eine Schonung des Zündelements durch eine niedrige bzw. seltenere, insbesondere getaktete Ansteuerung nach Erkennen der Zündung mittels des ersten Gradienten. Außerdem wird das Startelement bei Heißstart nach Flammabriß aufgrund einer nur sehr kurzen notwendigen Einschaltdauer geschont.
Als weiterer Vorteil der Erfindung ist zu nennen, daß sie eine schnellere Befüllung leerer Kraftstoffleitungen ermöglicht, da durch die sofortige Zurücknahme der Überfettung durch die schnelle Zündungserkennung eine stärkere Vorförderung ohne negative Auswirkungen auf die Startqualität möglich ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugheizgeräts,
Fig. 2 ein Diagramm unter Darstellung des Temperaturverlaufs als Funktion der Zeit beim Starten des Fahrzeugheizgeräts sowie bei Wiederzündung nach Flammabriß,
Fig. 3 den ersten Teil eines Ablaufdiagramms des Verfahrens zur Flammüberwachung,
Fig. 4 den zweiten Teil des Ablaufdiagramms von Fig. 3.
Fig. 5 und 6 je ein Diagramm mit dem analogen und dem digitalen Signalverlauf bei "Flamme AUS" mit anschließender Neuzündung.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Fahrzeugzusatzheizgerät weist einen Flammwächter in Gestalt eines in die Flamme ragenden Temperatursensors 1, eine Glüheinrichtung 2 und eine Brennstoff-Fördereinrichtung 3 auf, mittels welcher über eine Brennstoffleitung 4 flüssiger Brennstoff zu einem saugfähigen Körper 15 gefördert wird, der an einem Ende einer Brennkammer 7 angeordnet ist. In diese Brennkammer 7 wird zusätzlich mittels eines Brennluftgebläses 6, welches durch einen Elektromotor 5 angetrieben ist, Brennluft gefördert. Die Brennluft und der verdampfende Brennstoff werden mittels der Glüheinrichtung 2 entzündet und zu einer Flamme 8 verbrannt. Die dabei entstehenden heißen Abgase werden nach Umlenkung an der gegenüberliegenden Stirnseite der Brennkammer 7 in einem Wärmetauscher 10 in einen indirekten Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger gebracht. Der Brenner kann aber auch eine Brennstoffaufbereitung mittels Zerstäubung statt durch Verdampfung aufweisen.
Bei diesem Wärmeträger kann es sich sowohl um Luft als auch um das Kühlwasser eines Kühl- bzw. Heizkreislaufs eines Fahrzeugs handeln. Nach dem Passieren des Wärmetauschers 10 verlassen die Abgase durch den Abgasstutzen 9 das Fahrzeugheizgerät ins Freie.
Sämtliche Betriebsvorgänge des Fahrzeugheizgeräts werden von einem Steuergerät 11 gesteuert. Das Steuergerät 11 steht zu diesem Zweck mit der Brennstoff-Fördereinrichtung 3, mit dem Elektromotor 5, mit der Glüheinrichtung 2 und mit dem Temperatursensor 1 zu deren Leistungsansteuerung in Signalverbindung. Zusätzlich ist am Wärmetauscher 10 ein Temperaturfühler 16 angeordnet, durch welchen dem Steuergerät 11 eine charakteristische Bauteiltemperatur oder alternativ dazu die Temperatur des Wärmeträgers Tw übermittelt wird.
Die Glüheinrichtung 2 ist vorzugsweise als Keramikglühstift ausgebildet und in verschiedenen Leistungsstufen betreibbar. Zu diesem Zweck stellt das Steuergerät 11 verschiedene Ansteuerspannungen für die Glüheinrichtung 2 zur Verfügung. Optional bzw. zusätzlich dazu ist auch eine Ansteuerung mit einer konstanten Spannung und einer unterschiedlichen Taktung (Pulsweitenmodulation) möglich. Die Glüheinrichtung und der Temperatursensor (Flammfühler) können auch in einem Bauteil vereint sein.
Gleiches gilt für den Motor 5 des Brennluftgebläses 6, welcher durch eine unterschiedliche Ansteuerspannung oder ebenfalls mit einer konstanten Ansteuerspannung und einer unterschiedlichen Taktung in verschiedenen Leistungsstufen betreibbar ist. Auch die Brennstoff-Fördereinrichtung 3, mittels welcher eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Förderung von Brennstoff möglich ist, ist mit einer unterschiedlichen Drehzahl oder Frequenz betreibbar, wodurch eine unterschiedliche Brennstoffmenge pro Zeiteinheit zur Brennkammer 7 gefördert wird.
In Fig. 2 ist schematisch das Ausgangssignal des Temperatursensors 1 unter verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugheizgeräts als Funktion der Zeit dargestellt. In dem Diagramm ist auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen, während auf der Ordinate die Temperatur T bzw. ein zu dieser proportionales Meßsignal des Temperatursensors 1 aufgetragen ist. Es sind insgesamt fünf Temperaturschwellen aufgetragen, nämlich, beginnend mit der niedrigsten Schwelle Tmin, Tkalt, TAUS, TEIN und Tmax. Bei der Temperaturschwelle Tmin handelt es sich um diejenige Temperatur in der Brennkammer des Fahrzeugheizgeräts, unterhalb welcher Temperatur ein zulässiger Betrieb des Flammwächters bzw. Temperatursensors 1 nicht möglich ist. Bei der Temperaturschwelle Tmax handelt es sich um diejenige Temperatur, oberhalb welcher ein zulässiger Betrieb am Temperatursensor 1 nicht möglich ist. Bei der Temperaturschwelle Tkalt handelt es sich um eine Temperatur, die gegenüber der Temperatur "TEIN" einen ausreichend großen Sicherheitsabstand aufweist, d. h. um so viel niedriger liegt als diese Temperatur, so daß sie nicht irrtümlich als "Flamme EIN" interpretiert werden kann. Andererseits liegt die Temperatur Tkalt mit ausreichendem Abstand über der Temperaturschwelle Tmin. Bei der Temperaturschwelle TEIN handelt es sich um denjenigen Temperaturwert, der sicher überschritten wird, wenn die Flamme brennt. Bei der Temperaturschwelle TAUS handelt es sich um diejenige Temperaturschwelle, bei welcher erkannt werden kann, daß die Flamme nicht mehr brennt.
Die vorstehend genannten Temperaturschwellen sowie die im Diagramm von Fig. 2 eingetragenen ersten, zweiten und dritten Gradienten Grad 1, Grad 2 bzw. Grad 3 werden bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flammüberwachung herangezogen, welches Verfahren nachfolgend anhand der Ablaufdiagramme von Fig. 3 und 4 näher erläutert ist.
Im Schritt S1 startet das erfindungsgemäße Verfahren zur Flammüberwachung; d. h. im Schritt S1 wird das Fahrzeugheizgerät eingeschaltet. Im darauffolgenden Schritt S2 erfolgt eine Funktionsprüfung des Temperatursensors 1, der als Flammwächter eingesetzt ist. Für den Fall, daß die aktuell vom Sensor gemessene Temperatur TSensor < Tmin oder TSensor < TEIN ist, wird der Ablauf des Verfahrens unterbrochen und "Störung" wird angezeigt.
Wenn hingegen gilt Tkalt < TSensor < TEIN, schreitet der Ablauf zum Schritt S3 weiter, bei welchem der Temperatursensor versuchsweise durch Kaltblasen abgekühlt wird. Im darauffolgenden Schritt S4 wird die Zeit ermittelt, die während des Kaltblasens abgelaufen ist, und falls diese größer als tK ist, wird der Ablauf unterbrochen und es wird "Störung" angezeigt. Falls der Schritt S4 NEIN ergibt, schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S5, wo geprüft wird, ob die Temperatur des Sensors TSensor kleiner als die Temperaturschwelle Tkalt ist. Falls dies nicht der Fall ist, springt der Ablauf zurück zum Schritt S3 und durchläuft erneut Schritt S4 und daraufhin S5. Somit wird in der von den Verfahrensschritten S3 bis S5 gebildeten Schleife geprüft, obe eine im Steuergerät gespeicherte Zeit tk erreicht ist oder der Temperatursensor bereits vorher eine niedrigere Temperatur als die Kaltschwelle TK erreicht hat. Falls der Schritt S5 JA ergibt, beginnt der eigentliche Startablauf im Schritt S6. Unmittelbar an den Schritt S6 schließt sich der Schritt S7 mit der Abprüfung auf Zündung der Flamme an. Demnach wird im nachfolgenden Schritt S8 geprüft, ob die Zündzeit größer als eine Zeit tZ ist. Falls JA, wird der Ablauf unterbrochen und "Störung" wird angezeigt. Falls NEIN, wird im Schritt S9 geprüft, ob ein gemessener erster Gradient Grad 1 in Form des Quotienten ΔT1/Δt1 < |Grad1|. Bei |Grad1V| handelt es sich um den positiven Absolutwert eines vorbestimmten ersten Vergleichsgradienten Grad1V. Falls der Schritt S9 NEIN ergibt, springt der Ablauf zurück zum Schritt S7. In der von den Verfahrensschritten S7 bis S9 gebildeten Programmschleife wird somit geprüft, ob eine im Steuergerät gespeicherte maximale Zündzeit tZ erreicht ist oder bereits vorher der Temperaturanstieg Δ T1 in einem Zeitintervall Δ t1 größer ist als der Vergleichsgradient Grad1V. Falls der Schritt S9 JA ergibt, folgt ein Stabilisieren der nunmehr gezündeten Flamme bei S10. Bei dem darauffolgenden Schritt S11 wird geprüft, ob die Stabilisationszeit für den Schritt S10 größer als tF ist. Falls JA, wird der Ablauf unterbrochen und "Störung" wird angezeigt. Falls NEIN, schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S12, wo das Überschreiten der Temperaturschwelle TEIN geprüft wird. Falls diese Überprüfung NEIN ergibt, wird der Fluß unterbrochen und Störung angezeigt oder es kann z. B. ein zweiter Startversuch erfolgen ähnlich dem vorstehend erläuterten ersten Startversuch. Falls der Schritt S12 JA ergibt, wird das Startelement ausgeschaltet und der Brennbetrieb beginnt, der nachfolgend anhand von Fig. 4 erläutert wird.
Während des gesamten in Fig. 3 gezeigten Ablaufs des Verfahrens sowie während des ganzen Brennbetriebs wird abgeprüft, ob Tmin < TSensor < Tmax. Während des gesamten in Fig. 4 gezeigten Ablaufs des Verfahrens wird geprüft, ob Tmin < TSensor < Tkalt. Falls diese Abfrage NEIN ergibt, wird der Ablauf unterbrochen und "Störung" wird angezeigt. Falls diese Abfrage JA ergibt, bleibt der aktuelle Ablauf erhalten.
Der letzte Schritt S13 von Fig. 3 ist in Fig. 4 als erster Schritt angeführt. Auf diesen Schritt folgt der Schritt S14, bei welchem die Erkennung des Zustands "Flamme AUS" anhand davon erfolgt, ob ein gemessener zweiter Gradient Grad 2, gebildet durch den Quotienten DT2/Δt2 kleiner ist als der negative Absolutwert eines vorbestimmten zweiten Vergleichs- Gradienten Grad2V. Falls NEIN, beginnt die Prüfung erneut beim Schritt S13. Falls JA, verzweigt der Ablauf zum Schritt S15 bzw. S16. Im Schritt S15 wird geprüft, ob die Temperatur TSensor kleiner ist als die Temperaturschwelle TAUS (entspricht einem allmählichen Verlöschen der Flamme). Falls JA, erfolgt ein Neustart eventuell nach Zwischenkühlen bzw. Zwischenlüften im sich anschließenden Schritt S17. Falls NEIN, beginnt der Ablauf erneut beim Schritt S13. Bei der Verzweigung zum Schritt S16 erfolgt die Prüfung auf Flammabriß und gegebenenfalls die Wiederzündung folgend auf den erkannten Flammabriß. Wegen des hohen vorliegenden Temperaturniveaus durch die schnelle "An"Erkennung und des damit verbundenen sehr geringen Temperaturanstiegs beim Wiederentzünden: Dazu wird im Schritt S18 das Start- bzw. Zündelement eingeschaltet, eventuell nach kurzem Zwischenkühlen bzw. Zwischenlüften. Im nachfolgenden Schritt S19 wird geprüft, ob die im Schritt S18 abgelaufende Zeit größer als eine vorgegebene Zeit tFA ist. Falls JA, folgt Unterbrechung des Ablaufs und gegebenenfalls Neustart nach weiteren Zwischenkühlen. Falls der Schritt S19 NEIN ergibt, erfolgt eine Erkennung auf Wiederzündung nach Flammabriß im Schritt S20 auf Grundlage eines gemessenen dritten Gradienten Grad 3, gebildet durch den Quotienten Δt3/Δt3, der größer sein muß als der negative Absolutwert eines vorbestimmten Vergleichs- Gradienten Grad 3 V. Flamme liegt wieder vor, wenn kein weiterer Temperaturabfall (negativer Gradient) vorliegt. Wegen der Digitalisierung im Steuergerät kann der Wert schwach um den gemessenen Wert pendeln - daher Vorgabe eines schwach geneigten negativen Gradienten (siehe Fig. 5 und 6). Falls der Schritt S20 JA ergibt, springt der Ablauf zurück zum Schritt S13. Falls NEIN, wird der Ablauf unterbrochen bzw. es erfolgt ein Neustart nach Zwischenkühlen.
In den Diagrammen gemäß Fig. 5 und 6 ist der Temperaturverlauf über der Zeit bei einem plötzlichen Erlöschen der Flamme während des Betriebes und einer sofortigen Wiederzündung dargestellt. Während der Abfall der Temperatur sehr stark ist und das Erlöschen der Flamme dadurch relativ schnell erkannt werden kann, steigt bei einer Wiederzündung der Flamme die Temperatur am Temperatursensor nur sehr langsam an. Bei der digitalen Erkennung dieses Temperaturanstieges im Steuergerät gemäß Fig. 6 könnte dabei ein sehr langsamer Anstieg noch nicht eindeutig als Entstehung einer neuen Flamme gedeutet werden; deswegen wird erfindungsgemäß ein relativ schwach geneigter Gradient als Vergleichsgradient Grad 3 V herangezogen, dessen Neigung deutlich niedriger ist, als der Gradient beim Steilabfall der Temperatur beim Erlöschen der Flamme.
Dadurch, daß ein Vergleich mit diesem relativ schwach geneigten Gradienten stattfindet, kann durch einen Vergleich mit dem errechneten Gradienten ΔT3/Δt3 wesentlich schneller auf eine erneute Flammausbildung geschlossen werden.
Bezugszeichenliste
1
Temperatursensor bzw. Flammwächter
2
Glüheinrichtung
3
Brennstoff-Fördereinrichtung
4
Brennstoffleitung
5
Elektromotor
6
Brennluftgebläse
7
Brennkammer
8
Flamme
9
Abgasstutzen
10
Wärmetauscher
11
Steuergerät
15
Körper
16
Temperaturfühler

Claims (8)

1. Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät mit einem in eine Brennkammer hinein ragenden Temperatursensor bzw. Flammwächter, dessen Meßsignal einem Steuergerät zugeführt und in diesem in Abhängigkeit von vorgegebenen Temperatur-Schwellwerten ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Flammerkennung eine zusätzliche Auswertung von Temperatur-Gradientenwerten erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Startvorgang "Flamme EIN" erkannt wird, wenn ein gemessener erster Gradient ΔT1/Δt1 größer als der positive Absolutwert eines vorbestimmten ersten Gradienten (Grad 1 V) ist und eine erste Temperaturschwelle TEIN überschritten ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennbetrieb "Flamme AUS" erkannt wird, wenn ein gemessener zweiter Gradient ΔT2/Δt2 kleiner als der negative Absolutwert eines vorbestimmten zweiten Gradienten (Grad2 V) ist oder eine zweite Temperaturschwelle TAUS ist.
4. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennbetrieb eine Wiederzündung nach Flammabriß erkannt wird, wenn ein gemessener dritter Gradient ΔT3/Δt3 größer als der negative Absolutwert eines vorbestimmten dritten Gradienten (Grad 2 V) ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Startvorgangs bzw. der Flamme-EIN-Erkennung ständig Tmin < TSensor < Tmax auf Plausibilität abgefragt wird, wobei TSensor die vom Temperatursensor aktuell gemessene Temperatur ist, und wobei Tmin und Tmax die Grenzen des zulässigen Arbeitsbereichs des Temperatursensors festlegen.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor einem Startvorgang Tmin < TSensor < Tkalt auf Plausibilität abgefragt wird, wobei TSensor die vom Temperatursensor aktuell gemessene Temperatur ist, wobei Tmin die untere Grenze des zulässigen Arbeitsbereichs des Temperatursensors ist, und wobei Tkalt eine Schwellwerttemperatur zwischen Tmin und TEIN mit ausreichendem Sicherheitsabstand zu TEIN ist, um "Flamme EIN" nicht bereits versehentlich bei einer alterungs- oder verschmutzungsbedingten, wesentlich niedrigeren Schwelle zu detektieren.
7. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor zur Erfassung der Flammentemperatur in die Flamme hineinragt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperatursensor ein Widerstandsthermometer, ein kombiniertes Zünd- Flammüberwachungselement oder ein Thermoelement verwendet wird.
DE19903305A 1999-01-28 1999-01-28 Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät Expired - Fee Related DE19903305C5 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19903305A DE19903305C5 (de) 1999-01-28 1999-01-28 Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19903305A DE19903305C5 (de) 1999-01-28 1999-01-28 Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE19903305A1 true DE19903305A1 (de) 2000-08-10
DE19903305B4 DE19903305B4 (de) 2005-10-06
DE19903305C5 DE19903305C5 (de) 2012-01-26

Family

ID=7895622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19903305A Expired - Fee Related DE19903305C5 (de) 1999-01-28 1999-01-28 Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19903305C5 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002094593A1 (de) * 2001-05-25 2002-11-28 Webasto Thermosysteme Gmbh Brennstoffbetriebenes zusatzgerät für ein fahrzeug mit erkennung eines sicherheitskritischen zustandes
DE10232164B3 (de) * 2002-07-16 2004-02-19 Webasto Thermosysteme International Gmbh Heizgerät mit einem Glühstift/Flammwächter und Verfahren zum Betrieb des Heizgeräts
DE10311898A1 (de) * 2003-03-18 2004-10-07 Webasto Ag Heizgerät mit einem regelbaren Glühstift/Flammwächter
US6890170B2 (en) 2002-07-19 2005-05-10 Webasto Thermosysteme International Gmbh Heater with glow plug/flame monitor
DE102004030874A1 (de) * 2004-06-25 2006-01-12 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Fahrzeugheizgerät und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugheizgerätes
WO2006005478A1 (de) * 2004-07-13 2006-01-19 Webasto Ag Verfahren zum überwachen einer pilotflamme in einem fahrzeugheizgerät
DE102008012389A1 (de) * 2008-03-04 2009-09-10 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgeräts
DE102006025834B4 (de) * 2006-06-02 2010-05-12 Beru Ag Verfahren zum Steuern einer Glühkerze in einem Dieselmotor
WO2012168068A3 (de) * 2011-06-10 2013-07-04 Webasto Ag Fahrzeugheizgerät und verfahren zum betreiben eines fahrzeugheizgerätes
WO2020120727A1 (de) * 2018-12-13 2020-06-18 Bosch Termoteknik Isitma Ve Klima Sanayi Ticaret Anonim Sirketi Sanayi Ve Ticaret A.S. Brennervorrichtung und verfahren zum betreiben einer brennervorrichtung
EP3933267A1 (de) * 2020-07-01 2022-01-05 ebm-papst Landshut GmbH Verfahren zur überwachung einer flamme in einem brennraum eines brenners
EP4086516A1 (de) * 2021-05-07 2022-11-09 Pilz GmbH & Co. KG Verfahren zur überwachung eines betriebs eines gasbrennersystems und gasbrennersystem

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3517958A1 (de) * 1985-05-18 1986-11-20 Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt Druckgesteuertes ventil, insbesondere fuer kraftfahrzeugbremsanlagen mit bremsschlupfregelung
DE3820442C2 (de) * 1988-06-15 1992-07-16 Fa. J. Eberspaecher, 7300 Esslingen, De

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3517953A1 (de) * 1985-05-18 1986-11-20 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co, 8035 Gauting Verfahren und schaltanordnung zum regeln der heizleistung einer heizeinrichtung
EP0737135A1 (de) * 1993-12-31 1996-10-16 Firma J. Eberspächer Fahrzeugheizgerät mit überhitzungs-überwachungseinrichtung
DE19524260C5 (de) * 1995-07-04 2005-11-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Heizgerät, insbesondere zur Innenraumbeheizung eines Kraftfahrzeuges
DE19622126C2 (de) * 1996-06-01 2003-01-16 Webasto Thermosysteme Gmbh Verfahren zur Zünd- und/oder Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3517958A1 (de) * 1985-05-18 1986-11-20 Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt Druckgesteuertes ventil, insbesondere fuer kraftfahrzeugbremsanlagen mit bremsschlupfregelung
DE3820442C2 (de) * 1988-06-15 1992-07-16 Fa. J. Eberspaecher, 7300 Esslingen, De

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002094593A1 (de) * 2001-05-25 2002-11-28 Webasto Thermosysteme Gmbh Brennstoffbetriebenes zusatzgerät für ein fahrzeug mit erkennung eines sicherheitskritischen zustandes
DE10232164B3 (de) * 2002-07-16 2004-02-19 Webasto Thermosysteme International Gmbh Heizgerät mit einem Glühstift/Flammwächter und Verfahren zum Betrieb des Heizgeräts
US6890170B2 (en) 2002-07-19 2005-05-10 Webasto Thermosysteme International Gmbh Heater with glow plug/flame monitor
DE10311898A1 (de) * 2003-03-18 2004-10-07 Webasto Ag Heizgerät mit einem regelbaren Glühstift/Flammwächter
DE10311898B4 (de) * 2003-03-18 2005-04-21 Webasto Ag Heizgerät f∢r ein Fahrzeug
DE102004030874A1 (de) * 2004-06-25 2006-01-12 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Fahrzeugheizgerät und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugheizgerätes
WO2006005478A1 (de) * 2004-07-13 2006-01-19 Webasto Ag Verfahren zum überwachen einer pilotflamme in einem fahrzeugheizgerät
DE102006025834B4 (de) * 2006-06-02 2010-05-12 Beru Ag Verfahren zum Steuern einer Glühkerze in einem Dieselmotor
DE102008012389A1 (de) * 2008-03-04 2009-09-10 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgeräts
WO2012168068A3 (de) * 2011-06-10 2013-07-04 Webasto Ag Fahrzeugheizgerät und verfahren zum betreiben eines fahrzeugheizgerätes
WO2020120727A1 (de) * 2018-12-13 2020-06-18 Bosch Termoteknik Isitma Ve Klima Sanayi Ticaret Anonim Sirketi Sanayi Ve Ticaret A.S. Brennervorrichtung und verfahren zum betreiben einer brennervorrichtung
CN113423991A (zh) * 2018-12-13 2021-09-21 博世热力供暖和空调工业贸易公司 燃烧器装置和用于运行燃烧器装置的方法
EP3933267A1 (de) * 2020-07-01 2022-01-05 ebm-papst Landshut GmbH Verfahren zur überwachung einer flamme in einem brennraum eines brenners
EP4086516A1 (de) * 2021-05-07 2022-11-09 Pilz GmbH & Co. KG Verfahren zur überwachung eines betriebs eines gasbrennersystems und gasbrennersystem
DE102021112034A1 (de) 2021-05-07 2022-11-10 Pilz Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Überwachung eines Betriebs eines Gasbrennersystems und Gasbrennersystem

Also Published As

Publication number Publication date
DE19903305C5 (de) 2012-01-26
DE19903305B4 (de) 2005-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19903305C5 (de) Verfahren zur Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät
DE202018101271U1 (de) Brenngasbetriebenes Heizgerät
EP3593047B1 (de) Verfahren zur brenngasartenerkennung beim startvorgang eines brenngasbetriebenen heizgeräts und brenngasbetriebenes heizgerät
DE102008008895B4 (de) Verfahren zum Wiederholstart des Brennbetriebs in einem brennstoffbetriebenen Heizgerät
EP4015904A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum schutz eines heizgerätes beim zünden eines gemisches aus luft und wasserstoffhaltigem brenngas
EP3279566B1 (de) Verfahren zum betreiben eines brennstoffbetriebenen fahrzeugheizgerätes
DE19605324C1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugzusatzheizgerätes
DE4030384C2 (de)
EP1717514A1 (de) Gasbrennervorrichtung sowie Start- und Betriebsverfahren dafür
DE10311898B4 (de) Heizgerät f∢r ein Fahrzeug
DE19605216C2 (de) Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugzusatzheizgerätes und Glüheinrichtung
DE19734574B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Brenners, insbesondere eines vollvormischenden Gasbrenners
EP1645803B1 (de) Verfahren zum Starten eines Heizgerätes, insbesondere Fahrzeugheizgerätes
DE102016104142B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes
DE19622126C2 (de) Verfahren zur Zünd- und/oder Flammüberwachung in einem Fahrzeugheizgerät
DE19649473C2 (de) Verfahren zum Überwachen der Flamme in einem brennstoffbetriebenen Heizgerät
DE102007022938A1 (de) Verfahren zur Flammüberwachung bei einem brennstoffbetriebenen Heizgerät
DE4306108C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Vergaser-Heizeinrichtung
EP4367443A1 (de) Verfahren zum starten einer brennervorrichtung sowie heizvorrichtung mit brennervorrichtung
EP3933267A1 (de) Verfahren zur überwachung einer flamme in einem brennraum eines brenners
AT412419B (de) Verfahren und eine vorrichtung zur überprüfung der zündfunktion einer zündeinrichtung
DE10050950C1 (de) Verfahren zum erneuten Starten einer Fahrzeug-Zusatz- oder Standheizung nach Flammabriss
DE4446237A1 (de) Kochapparat mit einem Glaskeramikkochfeld
WO2017191040A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur beheizung von öfen mittels strahlrohren
EP1610062A2 (de) Fahrzeugheizgerät und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugheizgerätes

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: WEBASTO AG, 82131 GAUTING, DE

8363 Opposition against the patent
R034 Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final
R034 Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final

Effective date: 20110628

R206 Amended patent specification

Effective date: 20120126

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120801