EP1493969A2 - Method for operating a glow ignition device of a car heater at startup of the car heater - Google Patents
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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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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
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung beim Starten der Fahrzeugheizeinrichtung.The present invention relates to a method for operating a Glühzündelements a vehicle heater when starting the vehicle heater.
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.The Glühzündelemente used in Fahrzeugheizeinrichtungen, the Example Glühzündstifte, have the problem that they are production-related a comparatively strong dispersion in their electrical resistance exhibit. This can result in energizing such a glow plug by applying a voltage due to the existing Ohm resistance is a current and thus an electric heating power set in a trap under a required for ignition Heating power is, in the other case, however, at the same voltage clearly above the heating power required for ignition. In 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.
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. It is the object of the present invention to provide a method of operation a Glühzündelements a vehicle heater when starting the Provide vehicle heater, with which a reliable and efficient startup operation becomes possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum
Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer
Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung, umfassend die Schritte:
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.It is essential in the method according to the invention that it is checked that How much power is applied in the starting phase. In particular, too determined empirically in association with particular heaters can determine how high the heating power must be in order to achieve ignition according to the invention, then a performance adjustment can take place, so that production-related and aging-related performance fluctuations can be compensated for the Glühzündelementen.
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.According to a particularly advantageous aspect, it can be provided that in 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.
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.Because in general also due to the easier controllability, the heating power by specifying a specific duty cycle or duty cycle, ie pulsed application of a voltage to a Glühzündelement, is set or adjusted, according to another aspect of Present invention proposed that in step c) the heating power by increasing a duty cycle applied to the Glühzündelement Voltage is increased. It is then further advantageous if 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. Furthermore, for example, by providing circuitry 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.
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.Since it is crucial for the safe ignition, how large the electrical resistance a energized by applying a voltage Glühzündelements is in the hot state, it is proposed according to a further aspect of the invention, that at least step c) for the first time after expiration of a first predetermined time since the beginning of energizing the Glühzündelements is carried out.
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. In general, a correct operation of a Glühzündelements or cause a heating device equipped with it so that after a determinable, for example, heater-dependent period of time the ignition occurs. According to another aspect of the invention therefore suggested that after expiration of 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. Depending on whether 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.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung
in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung, umfassend die Schritte:
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.
- Fig. 1
- in a simplified manner, a heating device with a planned Glühzündelement for igniting the combustion and an associated drive circuit;
- Fig. 2
- a flow chart illustrating the procedure according to the invention in the starting phase of the heating device shown in Figure 1.
- Fig. 3
- a graph plotted over time illustrates the current flowing through a Glühzündelement and thereby adjusting temperature.
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.A system in which a procedure according to the invention can be implemented is indicated generally at 10 in FIG. As an elementary component, this heating system 10 a
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.The
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.In Fig. 3, the heating and operating characteristics of
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.In order to obtain a reliable ignition, it also depends on the concrete constructive structure of a heater and of course also depending on environmental conditions, required, sufficient Provide heating power. On the other hand leads to a too high heating power excessively high and not required temperatures, so that Although ignition may occur, but the on-board power supply is excessively loaded and possibly the Glühzündelement be destroyed can. To be in a system, as dargstellt in Fig. 1, in an efficient way and how to obtain a safe ignition of a heater, can the invention described below with reference to FIG Procedure be made.
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.It should first be assumed in the procedure according to the invention that at the time t = 0, the excitation of
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. After the step S2, it is then determined in a step S3 whether a time t2 has elapsed since the energization of the
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.If both the voltage U GS and the current I GS are smaller than the predetermined limit values, then the heating power P ist generated at the
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.The sequence of steps S2 to S6 or S7 thus ensures that it is independent
of which concrete ohmic resistance a
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.In 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. For example, 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
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.If, after the expiry of the time t2, it has been detected that a flame has occurred and thus the ignition has taken place, then in a step S9 the starting phase is ended and no further voltage is applied to the glow-ignited
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.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.
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.With the procedure according to the invention, care can be taken
that even with glow-ignited elements, which have a certain dispersion in their
have electrical resistance, in a reliable and economical way
and a heater can be started. It goes without saying
that in this procedure or in the present invention still different
other aspects can be considered. So, for example
for the switching
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.An advantageous aspect of the present invention is that Glühzündelemente 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. Of course 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 Tastgradveränderung 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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