DE9010244U1

DE9010244U1 - Steuerung für eine Kraftfahrzeugstandheizung

Info

Publication number: DE9010244U1
Application number: DE9010244U
Authority: DE
Original assignee: Volvo Flygmotor AB
Current assignee: GKN Aerospace Sweden AB
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1991-11-07
Anticipated expiration: 2000-07-07
Also published as: WO1992001249A1

Description

Bremen · Miircften;

Patentanwälte

European Patent Attorneys

Dipl.-lng. Günther Eisenführ" Dipl.-lng. Dieter K. Speiser* Dipl.-lng. Joachim Sirasse Dr.-Ing. Werner w Rabus" Dipl.-lng.Jürgen Brügge· Dlpl.-Chem. Dr. waiter Maiwald Patentanwalt
Dipl.-lng. Jürgen Klinghardt*

Ihr Zeichen

Unser Zeichen

München

Neuanmeldung VOLVO FLYGMOTOR AB

V 7014

03. Juli 1990

Volvo Flygmotor AB

81 Trollhättan, Schweden

Steuerung für eine Kraftfahrzeugstandheizung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für eine Kraftfahrzeugstandheizung. Seit etwa 20 Jahren sind in Fahrzeugen fest eingebaute Standheizungen bekannt, die eine vom Lauf des Motors unabhängige aber mit dem Motor und dessen Kühlsystem verbundene Heizung darstellen. Zumeist sind diese Heizungen mit dem Kühlwasserumlauf des Kraftfahrzeuges verbunden. Es wird das Kühlwasser von einer von der Brennkraftmaschine unabhängigen Wärmequelle derartig aufgeheizt, daß sowohl der Motorblock vorgewärmt ist, als auch der Fahrgastraum über die üblicherweise vorhandene Heizung gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines elektrischen Lüfters vorgewärmt werden kann.

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Es ist auch bekannt, diese Standheizungen mit SieuereTnriiritungen zu verbinden, die vor Inbetriebnahme des Fahrzeugs eine zeitlich vorgesetzte Aufheizungsperiode ermöglichen. Diese Steuereinrichtung weist eine elektronische Schaltung auf, die die Standheizung entweder über eine drahtlose Fernsteuerung oder über eine Zeitschaltuhr oder durch eine Kombination von beidem eingeschaltet werden kann. Die drahtlose Fernsteuerung besteht aus einem Handsender mit einem mit der Steuereinheit verbundenen Empfänger. Vom Handsender kann über Zentimeterwellen oder anderen hochfrequenten Wellen oder mittels Infrarot ein Startimpuls zum Empfänger geschickt werden, welcher die Standheizung in Betrieb nimmt und den Motor und den Fahrgastraum vorheizt.

Neben diesem oder statt des vom Handsender ausgesandten Impulses kann die Heizung aber auch von einer Startuhr gestartet werden, die mit dem Empfänger und/oder der Steuereinheit eine fest im Fahrzeug eingebaute Einheit aufweist. In diesem Fall ist die Uhr mit einer Digital- oder Analoganzeige der Zeit- und Einstellorganen fest am Armaturenbrett des Fahrzeugs eingebaut und von dort kann der Fahrer den Einschaltzeitpunkt der Heizung voreinstellen. Dies geschieht entweder in jedem Fall beim Stillsetzen des Fahrzeugs für einen nachfolgenden Zeitpunkt im Fahrzeug oder über eine Programmschaltung der Steuereinheit im Fahrzeug. Zusätzlich kann durch einen Fernsteuerimpuls die Heizung auch neben der fest eingestellten Zeitschaltung in Betrieb genommen werden. Die im Fahrzeug fest eingebaute Zeitschaltung muß zu einer bestimmten Uhrzeit, die etwa anderthalb Stunden vor Inbetriebnahme des Fahrzeugs liegen kann, voreingestellt werden.

Gegenüber diesem Stand der Technik besteht im vorliegenden Fall die Aufgabe, den Bedienungskomfort auf dem engbegrenzten Gebiet der Steuerung von Standheizungen noch weiter zu erhöhen, obwohl die verfügbare Technik bereits einen sehr hohen Stand erreicht hat. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß für die eingangs beschriebene Gattung einer mittels Zeituhr und Handsender mit Organen zum Ein- und Ausschalten gesteuerten Standheizung, der Handsender mit einer elektronischen Uhr, deren Anzeige in einem Display im Handsender erscheint, und wobei der Handsender mit einem programmierbaren Zeitglied versehen ist und Organen zum Einstellen der Ein- und Ausschaltzeiten versehen ist.

Die Verlegung der Uhreinheit vom Armaturenbrett des Fahrzeugs in den Handsender

bereitet durch die Anwendung üblicher Uhren- und* Z^eitprogrammodulen keine Schwierigkeiten, d.h. die Größe und der Stromverbrauch des Handsenders verändert sich kaum, und dafür ergeben sich bedeutende Vorteile. Während es nach dem Stand der Technik jedesmal erforderlich ist, das abgestellte Fahrzeug aufzusuchen, es aufzuschließen und wieder abzuschließen, um eine neue Einstellung der Vorlaufzeit am Armaturenbrett vorzunehmen oder zu ändern, kann jede Voreinstellung gemäß der Erfindung mittels Handsender im bzw. am Handsender vorgenommen und geändert werden, ohne das Fahrzeug aufsuchen zu müssen. So kann beispielsweise, wenn sich der Zeitplan des Fahrers ändert, die daraus resultierende Änderung der Voreinstellung der Standheizung durch Veränderung der Voreinstellung im Handsender vorgenommen werden. Falls sich beispielsweise die Wetterverhältnisse mit einem Temperaturanstieg oder -abfall plötzlich ändern, kann die Vorwärmezeit über den Handsender bequem verkürzt oder verlängert werden.

Eine zusätzliche Uhreneinheit mit Anzeige und Steuerung der Uhr ist im Fahrzeug entbehrlich, da der Fahrer den Handsender mit einer geeigneten Halterung im Fahrzeug lösbar anbringen kann, wobei das Display im Handsender für den Fahrer ablesbar bleibt. Die drahtlose Verbindung zur Steuereinheit bleibt selbstverständlich über die kurze Entfernung im Fahrzeug erhalten. Des weiteren erübrigt die reale Zeitanzeige im Handsender die Anbringung einer anderen Uhr im Fahrzeug.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels.

Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild des schematischen Aufbaus einer neuen Fernsteuerung für eine Steuereinheit einer Standheizung, und
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Handsenders.

In einem Fahrzeug, das in Fig. 1 schematisch mit der Bezugszahl 10 angedeutet ist, befindet sich eine übliche Standheizung 12. Die Standheizung 12 steht mit einer Steuereinheit 14 in Verbindung, welche eine elektronische Schaltung darstellt und alle Funktionen der Heizung 12 kontrolliert. Die Steuereinheit 14 kann vorzugsweise mit einem Notschalter 16 im Fahrzeug ein- und ausgeschaltet werden. Im Normalbetrieb erfolgt jedoch das Betätigen der Steuereinheit über einen Decoder 18, der mit einem

Empfänger 20 in Verbindung steht. Der Empfänger 20 reagiert auf drahtlos übertragende Signale, die von einem Sender 22 in einem Handgerät 30 ausgesendet werden.

In Fig. 2 ist der Handsender 30 schematisch perspektivisch dargestellt.

Das Handgerät 30 ist mit einem Satz Einstellknöpfen versehen, von denen beispielsweise ein Knopf 34 "Start" die unmittelbare Einschaltung der Heizung 12 über die Steuereinheit 14 im Fahrzeug 10 auslöst.

Mit einem weiteren Einstellknopf 36 'Timer" kann die gewünschte Einschalt- bzw. Ausschaltzeit eingestellt werden, welche im Display 32 erscheint. Zur Bedienungsvereinfachung können bei niedergedrücktem Betätigungsknopf 36 mit Hilfe der beiden Hochschalt- und Niederschaltknöpfe 38 bzw. 40 die einzustellenden Zeiten hoch- oder heruntergesetzt werden und zwar über einen im Handgerät (Fig. 1) befindlichen Auf- und Abzähler 28. Die entsprechenden Zählimpulse werden entweder zum Einstellen der realen Uhrzeit oder zum Einstellen der Ein- oder Abschaltzeiten benutzt, wofür im Handgerät 30 ein Modul 42 vorhanden ist. Neben dem Modul 42 befindet sich für den Normalstart ein Modul 44. Die Module 42 und 44 wirken auf einen Codierer 46, dessen Ausgangssignale das Display 32 und den Sender 22 beaufschlagen.

Für weitere Einstellungen kann eine Reihe von Betätigungsknöpfen 48 im Tastenfeld des Handgeräts 30 vorgesehen werden.

Der Sender 22 ist für den Hochfrequenzbetrieb eingerichtet und hat, wenn er im Zentimeterbereich betrieben wird, eine Reichweite von etwa 2000 m, sofern keine Hindernisse vorhanden sind, während der Sender im bebauten Stadtgebiet eine Reichweite von etwa 500 m erreicht.

Im Handgerät 30 kann eine Möglichkeit für einen sogenannten Schnellstart vorgesehen werden. Für diesen Zweck ist ein Booster 50 vorgesehen, der über den Sender 22 an den Empfänger 20 eine Impulsfolge liefert, die sich vom normalen Startsignal, der über den Knopf 43 gegeben wird, unterscheidet. In diesem Fall löst der Empfänger ebenfalls ein Betätigungssignal über die Steuereinheit 14 an die

Heizung 12 aus. Die Betriebszeit ist wesentlich kürzer und die Steuereinheit 14 empfängt durch die unterschiedliche Impulsfolge den Befehl, die Wärmeabgabe zum Fahrgastraum zu vergrößern, beispielsweise durch einen erhöhten Brennstoffluß zur Heizung 12 oder durch höhere Geschwindigkeit des Lüfters, mit dem die erwärmte Luft in den Fahrgastraum beschleunigt wird oder durch Einstellung der Verbindung des Kühlmittelkreislaufes mit der Heizung 12 in der Art, daß ein verstärkter Wärmeaustausch in den Fahrgastraum stattfindet.

Sollte der Fahrzeugmotor bei laufender Heizung gestartet werden, wird die Heizung für die verbleibende Betriebszeit solange weiterlaufen, bis der Motor wieder abgeschaltet wird. Im Falle des Abschaltens schaltet sich vorteilhafterweise auch selbsttätig die Heizung ab. Die Steuereinrichtung ist dann für einen neuen Startzyklus bereitgeschaltet.

Es liegt auf der Hand, daß für einen zeitgesteuerten Start der Heizungsvorrichtung auch bestimmte Zeiten vorprogrammiert werden können, beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug jeweils periodisch zu einem bestimmten Zeitpunkt aufgeheizt zu sein hat. Das Handgerät 30 gibt dann ein Signal an den Empfänger ab und zwar in Abhängigkeit von einem Programm, das in einem Programmspeicher 52 im Handgerät 30 abgelegt ist. In diesem Fall wird vom Programm die Heizung gestartet und die Heizzeit beendet, wenn eine entsprechende Stopzeit miteinprogrammiert ist.

Vorzugsweise sollte die Zeitschaltung eine Programmierung ermöglichen, die das Programmieren von verschiedenen Zeitpunkten ermöglicht, die in chronologischer Reihenfolge gespeichert und abgerufen werden können. Zum Auslösen und zum Programmieren dieser Programmabfolgen können die zuvor beschriebenen Betätigungsorgane 34, 36, 38 und 48 herangezogen werden und das eingegebene und im Speicher 52 abgelegte Programm kann jederzeit neben einer anderen Betätigungsund Betriebsart abgearbeitet werden oder geändert werden.

Heute am Markt befindliche Standheizungen neuer Generation benutzen zur Steuerung zum Energiesparen Thermostaten und innen- oder außenliegende Temperaturfühler. Diese Temperaturfühler liefern der Steuereinheit 14 ständig Daten, die in die Betriebsart oder die Betriebsweise des Systems übernommen werden. Die Aufheizzeiten und die Aufheizintensität können dadurch den äußeren Bedingungen

angepaßt variiert werden. Dies kann beispielsweise durch einen sogenannten verzögerten Start des in den Fahrgastraum gerichteten Lüfters geschehen und auch der Startzeitpunkt für die Heizung kann über einen Außentemperaturfühler bestimmt werden.

Durch die Heizung wird ständig versucht, durch Verstärken und Abschwächen der Heizwirkung, ohne daß die Heizung periodisch zu betreiben ist, die Kühlmitteltemperatur so hoch wie möglich zu halten. Es ist vorzuziehen, den Lüfterimpulsbetrieb arbeiten zu lassen, um elektrische Energie zu sparen und wenigstens eine Möglichkeit für die Steuerung der Geschwindigkeit des Luftstroms zu haben. Der Steuervorgang stützt sich auf einen serienmäßig ablaufenden Zyklus, bei welchem nur der Motor in der ersten Heizperiode alle erzeugte Wärme erhält. Wenn beispielsweise die Heizung 1,5 Stunden arbeitet (die Zeit variiert in Abhängigkeit von der Außentemperatur), dann ist der Motor allein 50 Minuten und der Fahrgastraum 40 min. beheizt worden. Wenn die Heizung direkt gestartet wird, dann muß deren Maximalwirkung entsprechend einer Leistung von 5,5 Kilowatt zusammen mit einer schnelleren höheren Pulsfolge für den Einschaltzyklus des Lüfters des in dem Fahrgastraum gerichteten Lüfters entwickelt werden. Unter diesen Bedingungen braucht die Heizung nur etwa 20 Minuten zu laufen. Dies ist eine Schnellheizfunktion, die nur erforderlich ist, wenn ein plötlicher Bedarf für den fertiggeheizten Wagen entsteht.

In Fig. 1 ist die Empfängereinheit 20 als separates Bauteil zur Steuereinheit 14 dargestellt worden. Selbstverständlich kann der Empfänger 20, der Decoder 18 und die Steuereinheit 14 zu einem Bauteil zusammengefaßt werden und lediglich die Antenne und ein Außentemperaturfuhler sind nach außen gerichtet.

Das den Sender 22 enthaltene Handgerät 30 ist möglichst so ausgelegt, daß es einfach zu handhaben ist. Es sollen möglichst wenig Betätigungsknöpfe vorhanden sein, die im Dunklen möglichst selbst leuchtend oder beleuchtbar sein sollten. In bekannter Weise können die Betätigungsknöpfe durch gleichzeitiges Drücken miteinander so kombiniert werden, daß überlagerte Funktionen ausgenutzt werden, insbesondere dann, wenn mit einem Aufwärtsknopf 38 und einem Abwärtsknopf 40 gearbeitet werden kann. In diesem Fall kann die Heizung sofort gestartet werden, wenn lediglich der Startknopf 34 gedrückt wird. Es ist aber auch möglich, 1 bis 15

zeitabhängig gemachte Starts zu speichern.

Wenn ein sofortiger Start gewünscht wird, startet die Heizung unmittelbar mit Höchstleistung. Der Fahrgastraumlüfter wird nun mit Hochfrequenz gepulst. Beim direkten Start empfängt die Steuereinheit 14 über den Empfänger 20 und Decoder 18 vom Sender 22 zwei Ausgangssignale, welche einem unmittelbaren Start und einem Betrieb bei Höchstleistung für 20 Minuten entsprechen. Im oberen Teil des Display-Fensters 32 wird die Normalzeit und in seinem unteren Teil die verstrichene Betriebszeit angezeigt. Soweit es den zeitabhängigen Start betrifft, sollte es, wie bereits erwähnt, eine Möglichkeit zur Speicherung von 15 verschiedenen Startzeiten geben, um während einer längeren Zeitdauer wiederholte Starts auslösen zu können. Beispielsweise sollten Starts für die Werktage Montag bis Freitag dadurch eingespeichert werden, daß durch Drücken des Aufwärtsknopfes 38 die entsprechende Folge vorgegeben und im Speicher 52 abgelegt wird. Die entsprechend abgelegten Betriebszustände können mit Kurzzeichen im Display angezeigt werden. Die Anzeige kann aus einem Wochentag oder einem Datum bestehen. Angezeigt wird immer die nächste noch nicht abgearbeitete Speicherung eines Starts. Durch Drücken auf den Abwärtsknopf 40 wird die Zeiteinstellung für die Zeit vorbereitet und das Abspeichern kann beispielsweise durch gleichzeitiges Drücken mehrere Knöpfe, beispielsweise der beiden Auf- und Abknöpfe 38 und 40 erfolgen. Die vorgenommene Einstellung wird durch Drücken des Knopfes 36 ausgelöst. Ein weiteres Drücken auf den Aufwärtsknopf 38 läßt die Zeiteinstellung um genau 24 Stunden vorrücken. Diese Zeit wird ihrerseits im Speicher abgelegt und durch Niederdrücken des Knopfes 36 ausgelöst.

Nach der Zeiteinstellung sendet der Sender immer 1,5 Stunden vor der Inbenutzungnahme des Fahrzeuges ein Signal vom Sender 22 an den Empfänger 20 und löst damit die Aufheizung über eine normale Aufheizperiode aus. Ein Außentemperaturfühler kann diese Zeit verkürzen, wenn sich die Außentemperatur entsprechend gegenüber dem Zeitpunkt, in dem die Voreinstellung vorgenommen wurde, um einen bestimmten Betrag verändert hat. Außerdem kann ein Innentemperaturfühler ein Abschalten bzw. ein Ermäßigen der Vorheizperiode dann auslösen, wenn die gewünschte Innenraumtemperatur vorzeitig erreicht ist. Außer dieser Automatik können mit einem kleinen zusätzlichen Sender 60 neben dem Empfänger 20 Rückmeldesignale an das Handgerät 30 übertragen werden, in dem

sich ein Empfänger 62 befindet, der über einen Decoder 64 Betriebszustände im Display 32 sichtbar macht. So können beispielsweise die von einem Innentemperaturfühler 66 gemessenen Werte ebenso im Display 32 angezeigt werden, wie von einem Außentemperaturfühler 86 festgestellte Werte. Dies ist eine zusätzliche Ausgestaltung, die den Bedienungskomfort weiter verbessern würde und zugleich dem Benutzer der Anlage die Situation im Fahrzeug anzeigt.

Selbstverständlich muß für das Wirksamwerden der Funktionen der Handsender 30 über den Schalter 26 eingeschaltet sein.

Claims

EISENFÜHR. SPEESER>& STRASSE

Bremen ■ iviüncnenj ■;

Patentanwälte

European Patent Attorneys

Dipl.-Ing. Günther Eisenführ* Dipl.-Ing. Dieter K. Speiser* Dlpl.-Ing. Joachim Sirasse Dr.-mg. Werner w Rabus* Dipl.-lng.Jürgen Brügge* Dlpl.-Chem. Dr. waiter Maiwald Patentanwalt Dlpl.-Ing. Jürgen Klinghardl*

Ihr Zeichen Unser Zeichen München

Neuanmeldung V 7014 03. Juli 1990

VOLVO FLYGMOTOR AB

Steuerung für eine Kraftfahrzeugstandheizung

Ansprüche

1. Steuerung für eine Kraftfahrzeugstandheizung mittels Zeituhr und einem mit Organen zum Ein- bzw. Ausschalten versehenem Handgerät mit einem Sender, dadurch gekennzeichnet, daß

das Handgerät (30) mit dem Sender (22) mit einer elektronischen Uhr, deren Anzeigen mit einem Display (32) und mit einem Zeitprogramm und Organen zum Einstellen und Abspeichen der Ein- und Ausschaltzeiten (36, 38, 40) versehen ist.
2. Steuerung für eine Kraftfahrzeugstandheizung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Sender (22) mit Hochfrequenz betrieben wird.

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