EP1493969A2 - Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung beim Starten der Fahrzeugheizeinrichtung - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung beim Starten der Fahrzeugheizeinrichtung Download PDF

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EP1493969A2
EP1493969A2 EP04015371A EP04015371A EP1493969A2 EP 1493969 A2 EP1493969 A2 EP 1493969A2 EP 04015371 A EP04015371 A EP 04015371A EP 04015371 A EP04015371 A EP 04015371A EP 1493969 A2 EP1493969 A2 EP 1493969A2
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EP
European Patent Office
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voltage
glühzündelements
heating power
energy
glühzündelement
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EP1493969B1 (de
EP1493969A3 (de
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Wolfgang Pfister
Dieter Bächle
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Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
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Publication of EP1493969A3 publication Critical patent/EP1493969A3/de
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    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F02P19/021—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs characterised by power delivery controls
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    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/14—Vehicle heating, the heat being derived otherwise than from the propulsion plant

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a Glühzündelements a vehicle heater when starting the vehicle heater.
  • the former Trap is basically the problem that even under consideration other operating parameters, such as ambient temperature, a heater may not ignite while in the second Trap excessive consumption of electrical energy and thus a Excessive load on an on-board system is present and possibly the glow plug is destroyed by overload.
  • step a) the amount related to the heating power based on a voltage applied to the Glühzündelement and a current flowing over the Glühzündelement current is determined.
  • the heating power by specifying a specific duty cycle or duty cycle ie pulsed application of a voltage to a Glühzündelement
  • step c) the heating power by increasing a duty cycle applied to the Glühzündelement Voltage is increased.
  • the Voltage is a voltage averaged over time and when the current is is an average current over time.
  • Such an average voltage or such an average current may be in various ways calculated, determined or presented. So that can actually over the value acquired over time is calculated by averaging.
  • a low-pass filter system to ensure that in the event of voltage or current monitoring of the pulsed voltage or current value in one more or less constant "averaged" or "effective" voltage or be converted into a corresponding stream.
  • a second predetermined Time period is checked if an ignition has occurred. It can be provided be that if no ignition is made since the beginning of the Excitation of Glühzündelements applied heating energy with a reference energy is compared.
  • the heating energy is greater or smaller than the reference energy, it is then possible that if the heating energy is greater than the reference energy, in the presence of a Fuel supply problem is closed, or that if the heating energy is less than the reference energy, in the presence of a Ignition energy problem is closed.
  • FIG. 10 A system in which a procedure according to the invention can be implemented is indicated generally at 10 in FIG.
  • this heating system 10 a Glühzündelement 12, for example, a Glühzündit on.
  • a switching transistor 14 such as field effect transistor, provided by an electrical power supply system voltage U Batt .
  • This may be, for example, a DC voltage provided by an on-board voltage system.
  • a microprocessor 16 which is also fed via a fixed voltage supply 18 from the on-board voltage system, controls the transistor 14 via a drive line 20 to turn this pulsed conductive or non-conductive and thus by specifying a specific duty cycle or duty cycle, ie a specific An / Off ratio to apply a pulsed voltage to the Glühzündelement 12 when it is to be energized.
  • the application of a pulsed voltage results in a correspondingly pulsed current flow, whereby, depending on the duty cycle, a corresponding averaged or effective voltage or current value results.
  • the microprocessor 16 determines this applied to Glühzündit 12 average or effective voltage by tapping the applied voltage via a low-pass filter 22, with the result that the applied itself rectangular voltage in a more or less constant averaged or effective voltage value U GS converted and as such is input to the microprocessor 16.
  • the microprocessor uses a low-pass filter 24 on the transistor 14, the current flowing at voltage applied, and this corresponding pulsed current is converted by tapping a low-pass filter in a more or less constant average or effective Glühwstrom I GS .
  • the microprocessor 16 further picks up this on-board voltage U Bett via a low-pass filter 26, this low-pass filter essentially having the task of averaging or, for example, generating voltage fluctuations during the detection when the generator is running smooth.
  • Fig. 3 the heating and operating characteristics of such Glühzündelements 12 is shown in principle.
  • Fig. 3 represent the curves I 1 and I 2, the currents applied over time, which flow over two different Glühzündieri having different electrical resistances, at a predetermined voltage of, for example, 8.5 volts.
  • the curve I 1 represents the current flow in a Glühzündelement having a ohmic cold resistance (room temperature) of 0.42 ⁇ .
  • the curve I 2 represents the course of a Glühzündelements having an ohmic resistance of 0.6 ⁇ .
  • the curves T 1 and T 2 represent the temperatures occurring in each case in the region of such Glühzündelements. Due to the higher current, the Glühzündelement having the current profile I 1 generates a higher heat output and thus a higher temperature T 1 , while the Glühzündelement with the current waveform I 2 due to the lower current and the correspondingly lower heating power will lead to a correspondingly lower temperature T 2 .
  • step S1 the excitation of Glühzündelements 12 begins in step S1 by applying a voltage U start .
  • this voltage U corresponding to the start of the previously already mentioned, detected by the microprocessor 16 or detectable already averaged over the low-pass filter 22 and the effective voltage, which can be obtained by setting a certain duty cycle. It can be done so that initially worked with a voltage U GS , which will not be sufficient even under favorable environmental conditions to obtain an ignition.
  • step S2 first a predetermined period of time t1 waited in the increased by heating the Glühzündelements 12 and correspondingly increasing ohmic resistance of the voltage value I GS has dropped to an approximately constant value.
  • This time period t1 can, for example, in the range of 10 s. lie. If this period has expired, then the current I GS and the voltage U GS as well as the voltage U Batt can be determined or detected by the microprocessor.
  • step S3 it is then determined in a step S3 whether a time t2 has elapsed since the energization of the Glühzündelements 12. It is initially assumed that this time t2, which is longer than the previously mentioned time t1, has not yet elapsed.
  • steps S13 and S14 it is then checked whether the current I GS or the voltage U GS exceed predetermined maximum values I max and U max . If this is the case, a fault is concluded in a step S15 and a step S7 is undertaken, in which the duty cycle is reduced, in order consequently to apply a correspondingly reduced effective or average voltage to the Glühzündelement 12.
  • the maximum voltage U max involved in step S 14 can be determined, for example, by the voltage U Batt provided by the power supply, for example the on-board voltage system minus a safety limit U *, which can correspond to expected voltage drop in the on-board voltage system at the transistor 14 when the Glühzündelements 12 are energized.
  • U max can thus reflect the maximum achievable voltage at Glühzündelement 12.
  • I max may represent the maximum allowable current through the Glühzündelement 12.
  • the heating power P ist generated at the glow element 12 is determined by multiplying the previously detected current or voltage values I GS and U GS in a step S4. This heating power P ist is then compared with a setpoint power P soll .
  • This setpoint power P soll can be specified in a specific heater and, of course, can also be changed as a function of different ambient parameters, in particular the outside temperature. If the determined or detected heating power P ist is smaller than the required power P soll required for reliable ignition, the voltage applied to the glow-ignited element 12 is increased in step S6 by increasing the duty cycle, ie increasing the on / off ratio , also increases the effective or average voltage U GS .
  • step S2 can proceed so that either a defined increase in the duty cycle is given, which then has a certain increase in Glühzündiatangar U GS result, or that a predetermined increase of this voltage U GS is obtained by appropriate setting or adjusting a certain duty cycle , If this increase in increment or voltage increase has occurred, the system returns to step S2 in order to carry out the procedure described above again. This is done so often or until it is determined in step S4 that now the heating power P is greater than the target power P soll , so that step S4 to step S7 is taken. There is reduced by duty cycle reduction, the effective or average voltage U GS , whereupon stepping back to step S2 to perform the procedure described above, the monitoring of the heating power again.
  • step S3 the answer to the question is as to whether the elapsed time is smaller when the given time t2 is for example 90 s, no, then the Procedure to a step S8 in which evaluated the flame detection becomes.
  • the flame detection may be based on a temperature sensor take place, which is when an ignition is made and a Flame occurs, reports a significant increase in temperature. This flame detection Of course it can also run from the beginning of the start phase, if it is already detected before expiration of the time t2, that the ignition has occurred, including the energization of Glühzündelements 12 to finish.
  • step S9 the starting phase is ended and no further voltage is applied to the glow-ignited element 12.
  • step S8 the answer in step S8 is no, the time integral of the heating power is formed up to the time t2 in a step S10 and compared with a reference energy E min .
  • This reference energy E min can be determined as an energy value that is at least required to ignite a heater.
  • heating energy applied in the starting phase is greater than this reference energy E min , then it is determined in a step S11 that there is a fault in the fuel delivery and a corresponding check is to be carried out, since, although sufficient heating has been carried out, but no ignition has taken place , This is an indication that there was little or no fuel.
  • step S10 If it is determined in step S10 that the heating energy is less than the reference energy E min , then it is determined in a step S12 that too little ignition energy or heating energy has been applied, which may be due to a defect of the Glühzündelements or too high an impedance Glühzündelement.
  • the heating power not with a setpoint is compared, but with a setpoint range, within which reliable ignition is to be expected. Falls the heating power out of this setpoint range, then the invention Measures of the duty cycle reduction or duty cycle increase taken.
  • An advantageous aspect of the present invention is that Glühzündiata same type or so equipped heaters in different voltage environments can be used. It must only be ensured that, for example, by specifying a certain duty cycle on Glühzündelement at the beginning of the startup procedure applied or effective voltage is comparatively small, so that by appropriate increase of the duty cycle then the required Heating power can be approached from below.
  • the present invention may also be used in conjunction with permanently attached ones Voltage can be used at which a power adjustment then by voltage increase and not by Tastgradver selectedung is reached. Further, the procedure of the present invention may be the same be that initially a comparatively high voltage is applied, which has a correspondingly high heat output. If this is above the reference power, can change accordingly of the duty cycle, namely reduction of the duty cycle, the desired, for example, for a particular heater optimal heating from above be approached.

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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung, umfasst die Schritte: a) Ermitteln einer mit einer Heizleistung des Glühzündelements (12) im Zusammenhang stehenden Größe, b) Vergleichen der mit der Heizleistung im Zusammenhang stehenden Größe mit einer Referenz, c) dann, wenn die Größe kleiner als die Referenz ist, Erhöhen der Heizleistung des Glühzündelements (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung beim Starten der Fahrzeugheizeinrichtung.
Die bei Fahrzeugheizeinrichtungen eingesetzten Glühzündelemente, zum Beispiel Glühzündstifte, weisen das Problem auf, dass sie fertigungsbedingt eine vergleichsweise starke Streuung in ihrem elektrischen Widerstand aufweisen. Dies kann dazu führen, dass bei Erregen eines derartigen Glühzündstifts durch Anlegen einer Spannung bedingt durch den vorhandenen Ohm'schen Widerstand sich ein Strom und somit eine elektrische Heizleistung einstellen wird, die im einen Falle unter einer zum Zünden erforderlichen Heizleistung liegt, die im anderen Falle jedoch bei gleicher Spannung deutlich über der zum Zünden erforderlichen Heizleistung liegt. Im ersteren Falle besteht grundsätzlich das Problem, dass auch unter Berücksichtigung anderer Betriebsparameter, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur, ein Heizgerät möglicherweise nicht zünden wird, während im zweitgenannten Falle ein übermäßiger Verbrauch elektrischer Energie und somit eine übermäßige Belastung eines Bordspannungssystems vorhanden ist und ggf. der Glühstift durch Überbelastung zerstört wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung beim Starten der Fahrzeugheizeinrichtung vorzusehen, mit welchem ein zuverlässiger und effizienter Startbetrieb möglich wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung, umfassend die Schritte:
  • a) Ermitteln einer mit einer Heizleistung des Glühzündelements im Zusammenhang stehenden Größe,
  • b) Vergleichen der mit der Heizleistung im Zusammenhang stehenden Größe mit einer Referenz,
  • c) dann, wenn die Größe kleiner als die Referenz ist, Erhöhen der Heizleistung des Glühzündelements.
    • Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass überprüft wird, wieviel Leistung in der Startphase aufgebracht wird. Da insbesondere auch in Zuordnung zu bestimmten Heizeinrichtungen empirisch bestimmt werden kann, wie groß die Heizleistung sein muss, um das Zünden sicher erlangen zu können, kann erfindungsgemäß dann eine Leistungsanpassung stattfinden, so dass fertigungsbedingte und alterungsbedingte Leistungsschwankungen bei den Glühzündelementen kompensiert werden können.
    Gemäß einem besonders vorteilhaften Aspekt kann vorgesehen sein, dass im Schritt a) die mit der Heizleistung im Zusammenhang stehende Größe beruhend auf einer an dem Glühzündelement anliegenden Spannung und einem über das Glühzündelement fließenden Strom ermittelt wird.
    Da im Allgemeinen auch aufgrund der leichteren Ansteuerbarkeit die Heizleistung durch Vorgabe eines bestimmten Tastgrades bzw. Tastverhältnisses, also gepulstes Anlegen einer Spannung an ein Glühzündelement, vorgegeben bzw. eingestellt wird, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass im Schritt c) die Heizleistung durch Erhöhen eines Tastgrades der an dem Glühzündelement anliegenden Spannung erhöht wird. Dabei ist es dann weiter vorteilhaft, wenn die Spannung eine über die Zeit gemittelte Spannung ist und wenn der Strom ein über die Zeit gemittelter Strom ist. Eine derartige gemittelte Spannung bzw. ein derartiger gemittelter Strom kann in verschiedener Art und Weise berechnet, ermittelt oder dargestellt werden. So kann der tatsächlich über die Zeit hinweg erfasste Wert durch Mittelwertbildung berechnet werden. Weiterhin kann beispielsweise schaltungstechnisch durch Bereitstellen eines Tiefpassfiltersystems dafür gesorgt werden, dass bei Spannungs- bzw. Stromüberwachung der gepulste Spannungs- bzw. Stromwert in eine mehr oder weniger konstante "gemittelte" bzw. "effektive" Spannung bzw. in einen entsprechenden Strom umgewandelt werden.
    Da für das sichere Zünden entscheidend ist, wie groß der elektrische Widerstand eines durch Anlegen einer Spannung erregten Glühzündelements im Heißzustand ist, wird gemäß einem weiteren Erfindungsaspekt vorgeschlagen, dass wenigstens der Schritt c) erstmalig nach Ablauf einer ersten vorbestimmten Zeitdauer seit Beginn des Erregens des Glühzündelements durchgeführt wird.
    Im Allgemeinen sollte ein korrekter Betrieb eines Glühzündelements bzw. einer damit ausgestatteten Heizeinrichtung dazu führen, dass nach einer bestimmbaren, beispielsweise auch heizeinrichtungsabhängigen Zeitdauer die Zündung auftritt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass nach Ablauf einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer überprüft wird, ob eine Zündung erfolgt ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass dann, wenn keine Zündung erfolgt ist, die seit Beginn der Erregung des Glühzündelements aufgebrachte Heizenergie mit einer Referenzenergie verglichen wird. Je nachdem, ob die Heizenergie größer oder kleiner als die Referenzenergie ist, ist es dann möglich, dass dann, wenn die Heizenergie größer als die Referenzenergie ist, auf Vorliegen eines Brennstoffversorgungsproblems geschlossen wird, oder dass dann, wenn die Heizenergie kleiner als die Referenzenergie ist, auf Vorliegen eines Zündenergieproblems geschlossen wird.
    Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung, umfassend die Schritte:
  • a) Ermitteln einer mit einer Heizleistung des Glühzündelements im Zusammenhang stehenden Größe,
  • b) Vergleichen der mit der Heizleistung im Zusammenhang stehenden Größe mit einer Referenz,
  • c) dann, wenn die Größe mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß von der Refefenz abweicht, Verändern der Heizleistung derart, dass die Größe sich in Richtung Referenz verändert.
    • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
    Fig. 1
    in vereinfachter Art und Weise eine Heizeinrichtung mit einem zum Zünden der Verbrennung vorgesehenen Glühzündelement und einer zugeordneten Ansteuerschaltung;
    Fig. 2
    ein Flussdiagramm, das die erfindungsgemäße Vorgehensweise in der Startphase der in Fig. 1 gezeigten Heizeinrichtung veranschaulicht;
    Fig. 3
    ein Diagramm, das über der Zeit aufgetragen den über ein Glühzündelement fließenden Strom und die dabei sich einstellende Temperatur veranschaulicht.
    Ein System, bei welchem eine erfindungsgemäße Vorgehensweise implementiert sein kann, ist in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnet. Als elementaren Bestandteil weist dieses Heizsystem 10 ein Glühzündelement 12, beispielsweise einen Glühzündstift, auf. An dieses Glühzündelement 12 kann über einen Schalttransistor 14, beispielsweise Feldeffekttransistor, eine durch ein elektrisches Energieversorgungssystem bereitgestellte Spannung UBatt angelegt werden. Dies kann beispielsweise eine durch ein Bordspannungssystem bereitgestellte Gleichspannung sein. Ein Mikroprozessor 16, der über eine Festspannungsversorgung 18 ebenfalls aus dem Bordspannungssystem bespeist wird, steuert über eine Ansteuerleitung 20 den Transistor 14 an, um diesen gepulst leitend bzw. nichtleitend zu schalten und somit durch Vorgabe eines bestimmten Tastgrades bzw. Tastverhältnisses, also eines bestimmten An/Aus-Verhältnisses, eine gepulste Spannung an das Glühzündelement 12 anzulegen, wenn dieses erregt werden soll. Das Anlegen einer gepulsten Spannung hat einen entsprechend gepulsten Stromfluss zur Folge, wobei, je nach Tastgrad, sich ein entsprechender gemittelter bzw. effektiver Spannungs- bzw. Stromwert ergibt.
    Der Mikroprozessor 16 ermittelt diese am Glühzündstift 12 anliegende mittlere bzw. effektive Spannung durch Abgreifen der anliegenden Spannung über einen Tiefpassfilter 22, was zur Folge hat, dass die an sich anliegende Rechteckspannung in einen mehr oder weniger konstanten gemittelten bzw. effektiven Spannungswert UGS umgewandelt und als solcher in den Mikroprozessor 16 eingegeben wird. In entsprechender Weise greift der Mikroprozessor über einen Tiefpassfilter 24 am Transistor 14 den bei anliegender Spannung fließenden Strom ab, wobei auch dieser entsprechend gepulste Strom durch das Abgreifen über einen Tiefpassfilter in einen mehr oder weniger konstanten gemittelten bzw. effektiven Glühstiftstrom IGS umgewandelt wird. Um auch Information über die zur Verfügung stehende Bordspannung zu haben, greift der Mikroprozessor 16 ferner diese Bordspannung UBett über einen Tiefpassfilter 26 ab, wobei dieser Tiefpassfilter im Wesentlichen die Aufgabe hat, beispielsweise bei laufendem Generator erzeugte Spannungsschwankungen bei der Erfassung zu mitteln bzw. zu glätten.
    In Fig. 3 ist prinzipiell die Heiz- bzw. Betriebscharakteristik eines derartigen Glühzündelements 12 dargestellt. In dieser Fig. 3 repräsentieren die Kurven I1 und I2 die über der Zeit aufgetragenen Ströme, welche über zwei verschiedene Glühzündelemente, die verschiedene elektrische Widerstände aufweisen, bei vorgegebener Spannung von beispielsweise 8,5 V fließen. So repräsentiert die Kurve I1 den Stromverlauf bei einem Glühzündelement, das einen Ohm'schen Kalt-Widerstand (Raumtemperatur) von 0,42 Ω aufweist. Die Kurve I2 repräsentiert den Verlauf eines Glühzündelements, das einen Ohm'schen Kalt-Widerstand von 0,6 Ω aufweist. In Zuordnung zu den Kurven I1 und I2 repräsentieren die Kurven T1 und T2 die dabei im Bereich eines derartigen Glühzündelements jeweils auftretenden Temperaturen. Das den Stromverlauf I1 aufweisende Glühzündelement erzeugt aufgrund des höheren Stroms eine höhere Heizleistung und somit eine höhere Temperatur T1, während das Glühzündelement mit dem Stromverlauf I2 aufgrund des geringeren Stroms und der entsprechend geringeren Heizleistung zu einer entsprechend niedrigeren Temperatur T2 führen wird.
    Um eine sichere Zündung zu erlangen, ist es auch abhängig vom konkreten konstruktiven Aufbau einer Heizeinrichtung und selbstverständlich auch abhängig von Umgebungsbedingungen, erforderlich, eine ausreichende Heizleistung bereitzustellen. Andererseits führt eine zu hohe Heizleistung zu übermäßig hohen und an sich nicht erforderlichen Temperaturen, so dass zwar eine Zündung auftreten kann, jedoch die Bordenergieversorgung übermäßig belastet wird und ggf. das Glühzündelement zerstört werden kann. Um bei einem System, wie es in Fig. 1 dargstellt ist, in effizienter Art und Weise eine sichere Zündung einer Heizeinrichtung erlangen zu können, kann die nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2 beschriebene erfindungsgemäße Prozedur vorgenommen werden.
    Dabei sei bei der erfindungsgemäßen Prozedur zunächst angenommen, dass zum Zeitpunkt t = 0 die Erregung des Glühzündelements 12 in einem Schritt S1 durch Anlegen einer Spannung UStart beginnt. Dabei entspricht diese Spannung UStart der vorangehend bereits angesprochenen, durch den Mikroprozessor 16 erfassten bzw. erfassbaren, über den Tiefpassfilter 22 bereits gemittelten bzw. effektiven Spannung, die durch Vorgeben eines bestimmten Tastgrades erlangt werden kann. Es kann so vorgegangen werden, dass zunächst mit einer Spannung UGS gearbeitet wird, die an sich auch unter günstigen Umgebungsbedingungen nicht ausreichen wird, um eine Zündung zu erlangen. Es wird dann, repräsentiert durch einen Schritt S2, zunächst eine vorbestimmte Zeitdauer t1 abgewartet, in der durch zunehmende Erwärmung des Glühzündelements 12 und entsprechend ansteigenden Ohm'schen Widerstand der Spannungswert IGS auf einen näherungsweise konstanten Wert gesunken ist. Diese Zeitdauer t1 kann beispielsweise im Bereich von 10 s. liegen. Ist diese Zeitdauer abgelaufen, können dann durch den Mikroprozessor der Strom IGS und die Spannung UGS ebenso wie die Spannung UBatt ermittelt bzw. erfasst werden.
    Nach dem Schritt S2 wird dann in einem Schritt S3 bestimmt, ob eine Zeit t2 seit dem Erregen des Glühzündelements 12 verstrichen ist. Es sei zunächst unterstellt, dass diese Zeit t2, die länger ist als die vorangehend angesprochene Zeit t1, zunächst noch nicht verstrichen ist. In Schritten S13 und S14 wird dann überprüft, ob der Strom IGS bzw. die Spannung UGS vorgegebene Maximalwerte Imax bzw. Umax überschreiten. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt S15 auf Vorliegen eines Fehlers geschlossen und zu einem Schritt S7 geschritten, in dem das Tastverhältnis reduziert wird, um infolge dessen eine entsprechend geminderte effektive bzw. mittlere Spannung an das Glühzündelement 12 anzulegen. Die im Schritt S14 involvierte maximale Spannung Umax kann beispielsweise ermittelt werden durch die vermittels der Energieversorgung, beispielsweise das Bordspannungssystem bereitgestellte Spannung UBatt abzüglich einer Sicherheitsgrenze U*, die einem bei Erregen des Glühzündelements 12 zu erwarteten Spannungsabfall im Bordspannungssystem am Transistor 14 entsprechen kann. Umax kann also die maximal erreichbare Spannung am Glühzündelement 12 wiedergeben. Imax kann den maximal zulässigen Strom über das Glühzündelement 12 repräsentieren.
    Sind sowohl die Spannung UGS als auch der Strom IGS kleiner als die vorgegebenen Grenzwerte, dann wird in einem Schritt S4 durch Multiplizieren der vorangehend erfassten Strom- bzw. Spannungswerte IGS und UGS die am Glühzündelement 12 erzeugte Heizleistung Pist ermittelt. Diese Heizleistung Pist wird dann mit einer Sollleistung Psoll verglichen. Diese Sollleistung Psoll kann heizgerätespezifisch vorgegeben werden und kann selbstverständlich auch in Abhängigkeit von verschiedenen Umgebungsparametern, insbesondere auch der Außentemperatur, verändert werden. Ist die ermittelte bzw. erfasste Heizleistung Pist kleiner, als die für ein sicheres Zünden an sich erforderliche Sollleistung Psoll, so wird in einem Schritt S6 durch Erhöhung des Tastgrades, also Vergrößern des An/Aus-Verhältnisses der an dem Glühzündelement 12 anliegenden Spannung, auch die effektive bzw. mittlere Spannung UGS erhöht. Hier kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass entweder eine definierte Erhöhung des Tastgrades vorgegeben wird, die dann eine bestimmte Erhöhung der Glühzündelementenspannung UGS zur Folge hat, oder dass eine vorgegebene Erhöhung dieser Spannung UGS durch entsprechendes Einstellen bzw. Einregeln eines bestimmten Tastgrades erlangt wird. Ist diese Tastgraderhöhung bzw. Spannungserhöhung erfolgt, wird zum Schritt S2 zurückgekehrt, um die vorangehend beschriebene Prozedur erneut durchzuführen. Dies wird so oft bzw. so lange erfolgen, bis in Schritt S4 festgestellt wird, dass nunmehr die Heizleistung Pist größer ist, als die Sollleistung Psoll, so dass vom Schritt S4 zu dem Schritt S7 geschritten wird. Dort wird durch Tastgradreduzierung die effektive bzw. mittlere Spannung UGS vermindert, worauf wieder zum Schritt S2 geschritten wird, um die vorangehend beschriebene Prozedur der Überwachung der Heizleistung erneut durchzuführen.
    Die Abfolge der Schritte S2 bis S6 bzw. S7 stellt also sicher, dass unabhängig davon, welchen konkreten Ohm'schen Widerstand ein Glühzündelement 12 hat, immer durch entsprechende Anpassung des Tastgrades die erforderliche Heizleistung bereitgestellt wird, die ein sicheres Zünden ohne übermäßigen Verbrauch elektrischer Energie zur Folge hat. Somit können vor allem auch fertigungsbedingte Schwankungen bei den Glühzündelementen kompensiert werden.
    Ist im Schritt S3 die Antwort auf die Frage, ob die verstrichene Zeit kleiner als die vorgegebene Zeit t2 von beispielsweise 90 s ist, nein, dann geht die Prozedur zu einem Schritt S8, in dem die Flammerkennung ausgewertet wird. Die Flammerkennung kann beispielsweise beruhend auf einem Temperatursensor erfolgen, der dann, wenn eine Zündung erfolgt ist und eine Flamme auftritt, einen deutlichen Temperaturanstieg meldet. Diese Flammerkennung kann selbstverständlich auch ab Beginn der Startphase mitlaufen, um dann, wenn bereits vor Ablauf der Zeitdauer t2 erkannt wird, dass die Zündung aufgetreten ist, auch das Bestromen des Glühzündelements 12 zu beenden.
    Wird nach Ablauf der Zeitdauer t2 erkannt, dass eine Flamme aufgetreten ist und somit die Zündung erfolgt ist, so wird in einem Schritt S9 dann die Startphase beendet und keine weitere Spannung an das Glühzündelement 12 angelegt. Ist jedoch die Antwort im Schritt S8 nein, so wird in einem Schritt S10 das Zeitintegral der Heizleistung bis zur Zeit t2 gebildet und mit einer Referenzenergie Emin verglichen. Diese Referenzenergie Emin kann als ein Energiewert bestimmt werden, der mindestens erforderlich ist, um eine Heizeinrichtung zur Zündung zu bringen. Ist die in der Startphase aufgebrachte Heizenergie größer als diese Referenzenergie Emin, so wird dann in einem Schritt S11 festgestellt, dass ein Fehler in der Brennstoffförderung vorliegt und eine diesbezügliche Kontrolle durchzuführen ist, da zwar ausreichend geheizt worden ist, gleichwohl aber keine Zündung stattgefunden hat. Dies ist ein Anzeichen dafür, dass kein oder zu wenig Brennstoff vorhanden war.
    Wird im Schritt S10 bestimmt, dass die Heizenergie kleiner als die Referenzenergie Emin ist, so wird in einem Schritt S12 dann festgestellt, dass zu wenig Zündenergie bzw. Heizenergie aufgebracht worden ist, was bedingt sein kann durch einen Defekt des Glühzündelements oder ein zu hochohmiges Glühzündelement.
    Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann dafür gesorgt werden, dass auch bei Glühzündelementen, die eine bestimmte Streuung in ihrem elektrischen Widerstand aufweisen, in zuverlässiger und ökonomischer Art und Weise ein Heizgerät gestartet werden kann. Es ist selbstverständlich, dass bei dieser Prozedur bzw. bei der vorliegenden Erfindung noch verschiedene andere Aspekte berücksichtigt werden können. So kann beispielsweise für den Schalttransistor 14 sowohl hinsichtlich der Stromerfassung als auch der Spannungserfassung ein Korrekturwert messtechnisch bestimmt werden, was insbesondere daher erforderlich sein kann, da derartige Transistoren, bedingt durch ihren physikalischen Aufbau, im relevanten Spannungsbereich vergleichsweise hohe Erfassungsungenauigkeiten bei der Strom- bzw. Spannungserfassung von bis zu 20% aufweisen. Diese Abweichung kann erfasst werden und im Mikroprozessor 16 als ein entsprechender Korrekturwert dann abgelegt werden. Weiterhin ist es selbstverständlich, dass dieser Transistor auf Überlastung, auf Kurzschluss oder Unterbrechung überwacht werden kann. Auch ist es möglich, dass bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise die Heizleistung nicht mit einem Sollwert verglichen wird, sondern mit einem Sollwertebereich, innerhalb welchem ein zuverlässiges Zünden zu erwarten ist. Fällt die Heizleistung aus diesem Sollwertebereich heraus, so werden dann die erfindungsgemäßen Maßnahmen der Tastgradreduzierung bzw. Tastgraderhöhung ergriffen.
    Ein vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass Glühzündelemente gleicher Bauart bzw. damit ausgestattete Heizeinrichtungen in verschiedenen Spannungsumgebungen eingesetzt werden können. Es muss lediglich dafür gesorgt werden, dass beispielsweise durch Vorgabe eines bestimmten Tastgrades die am Glühzündelement am Beginn der Startprozedur anliegende bzw. effektive Spannung vergleichsweise klein ist, so dass durch entsprechende Erhöhung des Tastgrades dann die erforderliche Heizleistung von unten her angefahren werden kann. Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit permanent anliegender Spannung eingesetzt werden, bei welcher eine Leistungsanpassung dann durch Spannungserhöhung und nicht durch Tastgradveränderung erreicht wird. Weiter kann bei der vorliegenden Erfindung auch so vorgegangen werden, dass zunächst eine vergleichsweise hohe Spannung angelegt wird, was eine entsprechend hohe Heizleistung zur Folge hat. Liegt diese über der Referenzleistung, kann entsprechend durch Änderung des Tastgrades, nämlich Verringerung des Tastgrades, die gewünschte, beispielsweise für ein bestimmtes Heizgerät optimale Heizleistung von oben her angefahren werden.

    Claims (10)

    1. Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung, umfassend die Schritte:
      a) Ermitteln einer mit einer Heizleistung des Glühzündelements (12) im Zusammenhang stehenden Größe (Pist),
      b) Vergleichen der mit der Heizleistung im Zusammenhang stehenden Größe (Pist) mit einer Referenz (Psoll),
      c) dann, wenn die Größe (Pist) kleiner als die Referenz (Psoll) ist, Erhöhen der Heizleistung des Glühzündelements (12).
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) die mit der Heizleistung im Zusammenhang stehende Größe (Pist) beruhend auf einer an dem Glühzündelement (12) anliegenden Spannung (UGS) und einem über das Glühzündelement (12) fließenden Strom (IGS) ermittelt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) die Heizleistung durch Erhöhen eines Tastgrades der an dem Glühzündelement (12) anliegenden Spannung (UGS) erhöht wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung (UGS) eine über die Zeit gemittelte Spannung ist und dass der Strom (IGS) ein über die Zeit gemittelter Strom ist.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Schritt c) erstmalig nach Ablauf einer ersten vorbestimmten Zeitdauer (t1) seit Beginn des Erregens des Glühzündelements (12) durchgeführt wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach spätestens Ablauf einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer (t2) überprüft wird, ob eine Zündung erfolgt ist.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn keine Zündung erfolgt ist, die seit Beginn der Erregung des Glühzündelements (12) aufgebrachte Heizenergie mit einer Referenzenergie (Emin) verglichen wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Heizenergie größer als die Referenzenergie (Emin) ist, auf Vorliegen eines Brennstoffversorgungsproblems geschlossen wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Heizenergie kleiner als die Referenzenergie (Emin) ist, auf Vorliegen eines Zündenergieproblems geschlossen wird.
    10. Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung, umfassend die Schritte:
      a) Ermitteln einer mit einer Heizleistung des Glühzündelements (12) im Zusammenhang stehenden Größe (Pist),
      b) Vergleichen der mit der Heizleistung im Zusammenhang stehenden Größe mit einer Referenz (Psoll),
      c) dann, wenn die Größe (Pist) mehr als ein vorbestimmtes Ausmaß der Refefenz (Psoll) abweicht, Verändern der Heizleistung derart, dass die Größe (Pist) sich in Richtung Referenz verändert.
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