EP2139708A2 - Heizvorrichtung und verfahren zur brennstoffversorgung einer heizvorrichtung - Google Patents

Heizvorrichtung und verfahren zur brennstoffversorgung einer heizvorrichtung

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Publication number
EP2139708A2
EP2139708A2 EP08757967A EP08757967A EP2139708A2 EP 2139708 A2 EP2139708 A2 EP 2139708A2 EP 08757967 A EP08757967 A EP 08757967A EP 08757967 A EP08757967 A EP 08757967A EP 2139708 A2 EP2139708 A2 EP 2139708A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
heater
heating device
vehicle
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08757967A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nils Elm
Karsten Köhler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Webasto SE filed Critical Webasto SE
Publication of EP2139708A2 publication Critical patent/EP2139708A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/007—Layout or arrangement of systems for feeding fuel characterised by its use in vehicles, in stationary plants or in small engines, e.g. hand held tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2203—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from burners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2284—Fuel supply

Definitions

  • the invention relates to a heating device for a vehicle, comprising an engine-independent, fuel-operated heating device which can be coupled to a fuel supply system of the vehicle such that the heating device is connected to a vehicle tank at least via a fuel feed pump of the fuel supply system, and with a metering and conveying device for supplying and metering fuel to the heating device, wherein the metering and conveying device downstream of the fuel feed pump and upstream of the heating device.
  • the invention further relates to a method for controlling a fuel supply of a motor-independently operable Heating device of such a heater for a vehicle.
  • the invention relates to a heating device for a vehicle, with a motor-independent, fuel-operated heating device, wherein the heating device with a fuel supply system of the vehicle is coupled such that the heater at least via a fuel feed pump of the fuel supply system with a vehicle tank is connected, wherein a valve device for metering a fuel supply to the heating device downstream of the fuel feed pump and the heater is upstream.
  • the invention furthermore relates to a method for controlling / regulating a fuel supply of a motor-independently operable heating device of such a heating device.
  • a conventional prior art heater is shown, for example, in Figure 1, which is coupleable to a conventional fuel supply system of a vehicle.
  • the fuel supply system comprises a fuel tank 18 ', which is at least partially filled with fuel and in which a swirl pot 20' is provided in the usual way.
  • a feed line 14 ' via which an internal combustion engine 12' can be supplied with fuel, flows into the swirl pot 20 "
  • a fuel feed pump 22' is coupled to the feed line 14 ', which is preferably in the area of the swirl pot 20 ' is arranged.
  • a return line 16 'originating from the internal combustion engine 12' flows into the swirl pot 20 ', via which residual fuel from the internal combustion engine 12' can be returned to the vehicle tank 18 '.
  • a heater 10 ' is coupled to the fuel supply system of the vehicle.
  • a heating device 30 ' is directly connected via a fuel line 24' to the vehicle tank 18 'or the fuel line 24' opens into the swirl pot 20 ', whereby a fuel supply of the
  • Heating device 30 'directly from the vehicle tank 18' is made possible.
  • a reciprocating metering pump 28' is provided in the fuel line 24 ', which can be controlled by a control device 32' for fuel delivery to the heater 30 '.
  • the control device 32 ' is coupled for this purpose for controlling the reciprocating piston metering pump 28' via a control line 34 'with the reciprocating metering pump 28'.
  • the fuel is thus sucked via the reciprocating dosing pump 28 'from the swirl pot 20' mounted in the vehicle tank 18 'or alternatively directly from the vehicle tank 18' via a further fuel line 26 'and to the heating device 30', which is designed, for example, as a combustion heater is, encouraged.
  • a volume or mass flow of the conveyed fuel to the heating device 30 ' is varied by the control device 32' in accordance with the operating conditions of the heating device 30 ', for example via a drive frequency of the reciprocating piston metering pump 28'.
  • the heating device 10 'shown in FIG. 1 does not use any of the vehicle's own components, that is to say components which are already used in the vehicle for fuel injection. supply of the internal combustion engine 12 'are located.
  • the vehicle is equipped via the swirl pot arranged in the vehicle tank and a strainer at an inlet of the fuel feed pump with a system which promotes fuel as bubble-free as possible or at least low-bubble to the vehicle engine.
  • the fuel for the heater is taken directly from the vehicle tank, the fuel can be removed during dynamic driving. Swing away movements on a sampling tube or the fuel line, so that air is sucked in. This is at least partially avoided by the fuel from the swirl pot is sucked.
  • the fuel in the swirl pot may still partially contain bubbles, for example, due to strong dynamic driving movements of the vehicle and / or by a little filled vehicle tank and / or by an inclined position of the vehicle.
  • the heater is dependent on a continuous and low-bubble fuel supply.
  • the fuel sloshing away from the vehicle fuel tank or the bubbles present in the fuel may result in high exhaust emissions combustion or extinction of a flame in a heater burner.
  • a known, generic heating device is known for example from DE 100 60 355 Al.
  • the heating device is coupled to the vehicle tank via a fuel feed pump.
  • this heater By coupling this heater to the fuel supply system of the vehicle, the application can be realized in a cost effective manner.
  • operation of the fuel delivery pump is always necessary when a fuel filler is to be filled to a certain degree of filling with fuel.
  • a conveyor In order to remove fuel from the fuel tank, in turn, a conveyor is provided, which promotes the fuel from the fuel storage to the heater.
  • the fuel delivery pump of the fuel supply system must be operated to promote fuel, even if an internal combustion engine of the vehicle is turned off. This leads to a high power take-off of a vehicle battery of the vehicle, which must provide the power required for the operation of the fuel feed pump.
  • a known, generic heating device according to the second aspect of DE 102 18 900 Al is known.
  • this heater is provided to ensure a fuel supply to the heater by the vehicle's own fuel pump is driven.
  • the fuel pump of the vehicle is always operated when the heater is to be put into operation.
  • the fuel delivery pump is therefore always operated when the operation of the heater is to be ensured. This may in some cases lead to faster discharge of the vehicle battery when the heater is operated in a parking heating operation with the internal combustion engine switched off. Under certain circumstances, this leads to the fact that the vehicle can not be started due to the strong discharge of the vehicle battery.
  • the invention is therefore based on the object, the generic heating devices and methods for controlling / regulating the fuel supply of such heating devices in such a way that the aforementioned disadvantages can be overcome at least partially.
  • the heating device according to the invention builds on the generic state of the art in that a control device is provided which is suitable to control the metering and conveying device with switched off or non-promoting fuel delivery pump so that they directly via the fuel feed pump fuel from the vehicle tank to the heater promotes and dosed a corresponding fuel supply.
  • a control device is provided which is suitable to control the metering and conveying device with switched off or non-promoting fuel delivery pump so that they directly via the fuel feed pump fuel from the vehicle tank to the heater promotes and dosed a corresponding fuel supply.
  • the fuel delivery pump of the vehicle is supercharged, that is to say the fuel is removed from the vehicle tank, in particular from a swirl pot in the vehicle tank, via the fuel feed pump and the fuel line to the heating unit. supported.
  • the heater while the internal combustion engine of the vehicle, however, promotes the fuel pump of the vehicle at full power, the dosing and conveying device doses only the fuel to the heater.
  • a corresponding fuel volume flow or fuel mass flow to the heating device can be set, for example, via the metering and conveying device of the heating device.
  • the heating device according to the invention can be developed in an advantageous manner so that the control device is suitable for controlling the metering and conveying device in such a way that, in a stationary heating operation of the heating device with the fuel feed pump switched off or not conveying fuel to the heating device, directly from the vehicle tank via the fuel feed pump promotes and meters the fuel supply.
  • the fuel pump with high power consumption in this case need not be controlled separately as in the prior art, to allow a fuel supply to the heater, but only the metering and conveying device with lower power consumption.
  • the control or regulation of the fuel delivery pump of the vehicle, as well as the control of the metering and conveying device of the heater by the control unit or the control device of the heater or by an on-board control unit via an electric bus or its own electrical line done.
  • the operation of the metering and conveying device instead of the fuel delivery device of the vehicle, the Anlagenbat- terie not so heavily loaded, since the power consumption of the metering and conveying device is less than the high power consumption of the fuel pump.
  • the power consumption of an unregulated fuel pump is typically in the range of 60 to 100 watts.
  • the power to be output by the vehicle battery is reduced in accordance with the invention by operating the metering and conveying device of the heating device in the auxiliary heating mode.
  • the heater according to the invention leads to the elimination of a separate tank removal and a separate conduit system for the heater, which costs are saved considerably.
  • the vehicle's fuel and fuel lines are used. As a result, the long suction-side and pressure-side fuel lines of the heater are replaced by short lines.
  • the heating device according to the invention can be further developed such that the control device is suitable for controlling the metering and conveying device such that it merely meters the fuel supply to the heating device during a heating operation of the heating device while the fuel feed pump is running.
  • the fuel delivery pump of the vehicle is operated during Zuterrorism worriess with the vehicle engine or engine running. The librarianentnähme the vehicle battery is thus not increased, since the fuel pump is taken in any case for fuel supply of the internal combustion engine in operation.
  • the heating device according to the invention can be realized so that the control device suitable is to operate both the fuel delivery pump and the metering and conveying device at least for fuel delivery at the same time, if the operating conditions of the vehicle and / or the heater require it.
  • the heating device can be realized such that the control device is suitable for controlling the fuel feed pump at predetermined time intervals despite the present auxiliary heating operation in order to operate the fuel feed pump at least temporarily.
  • the fuel delivery pump is driven only in variable, predetermined time intervals for a defined period or a defined period of time to promote a certain amount of fuel. This ensures that the surge pot is sufficiently filled at all times and the fuel system of the vehicle is purged.
  • the temporary intake of bubbles into the fuel system of the vehicle can be accepted to some extent if the system is sufficiently purged at defined intervals and thereby the bubbles are discharged from the fuel.
  • the reliability of the heater is thereby increased because the occurrence of bubbles in the heater supplied fuel is greatly reduced.
  • the heating device according to the invention can be realized in such a way that the control device is suitable for controlling the fuel dispenser pump for conveying fuel, if the control of the metering and conveying device for conveying fuel to the heating device or the fuel delivery to the heating device are controlled by the door. sier and conveyor failed. Should the control or the fuel delivery through the metering and delivery device fail, the heating device can nevertheless be operated, since in this case the fuel pump of the vehicle conveys fuel.
  • the heating device according to the invention can be developed such that the heating device can be coupled to the fuel supply system of the vehicle via a fuel feed line of an internal combustion engine of the vehicle and / or a fuel return line of the internal combustion engine and / or a fuel-flow component on or in the internal combustion engine.
  • the method according to the invention builds on the generic state of the art in that the metering and conveying device with fuel pump switched off or not conveying fuel via the fuel delivery pump directly from the vehicle tank to the heater promotes and a corresponding fuel supply dosed.
  • Vehicle tank via the fuel pump promotes and meters the fuel supply.
  • the method according to the invention can be realized in such a way that the metering and conveying device merely meters the fuel supply to the heating device in a heating operation of the heating device while the fuel feed pump is running.
  • the method according to the invention can be carried out so that both the fuel feed pump and the metering and conveying device are operated at the same time at least for fuel delivery, if the operating conditions of the vehicle and / or the heating device so require.
  • the method according to the invention can be designed so that the fuel feed pump is operated at least temporarily at predetermined time intervals despite the present auxiliary heating operation.
  • the fuel pump is driven to fuel delivery when the control of the metering and conveying device for fuel delivery to the heater or the fuel delivery to the heater has failed by the metering and delivery.
  • the method according to the invention can be implemented such that the fuel for the heating device is taken from the fuel supply system of the vehicle via a fuel supply line of an internal combustion engine of the vehicle and / or a fuel return line of the internal combustion engine and / or a component through which fuel flows on or in the internal combustion engine becomes.
  • the heating device builds on the generic state of the art in that a control device is provided which is suitable for driving the fuel delivery pump for fuel delivery in a heating operation of the heating device so that it is operated with a power consumption is lower than a power consumption of the operated in a Zuloom Sea the heater fuel feed pump.
  • the fuel delivery pump is operated in the usual manner with the power consumption required for the operation of the internal combustion engine during a heating operation when the internal combustion engine of the vehicle is running. In the auxiliary heating mode with the vehicle engine switched off, however, the fuel delivery pump is activated differently. This may be related by the controller.
  • the heating device provides to control the fuel feed pump during the parking heating operation so that their power consumption is reduced. This can be done, for example, by regulating or controlling to a low speed by means of pulse width modulation.
  • the heating device according to the invention can be developed in an advantageous manner such that the valve device is preceded by a volumetric flow and / or mass flow sensor, via whose measured values a fuel volume flow can be controlled / regulated by the valve device.
  • the fuel flow is thus determined via a mass flow or volume flow sensor.
  • the control device or the Control the fuel flow through the valve device accordingly control / regulate.
  • the heating device according to the invention can advantageously be further developed in such a way that an exhaust gas sensor is located downstream of the valve device and the heating device, via the measured values of which a fuel volume flow through the valve device can be controlled / regulated.
  • an exhaust gas sensor is located downstream of the valve device and the heating device, via the measured values of which a fuel volume flow through the valve device can be controlled / regulated.
  • the composition of the exhaust gas with respect to a substance relevant for the combustion in the heating device can be determined. For example, the concentration of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) or oxygen (O 2 ) can be measured. This can be concluded that a fuel-air ratio in a combustion chamber of the heater.
  • Substance is set according to the operating conditions of the heater, a target value, wherein the control unit on the basis of the measured values of the exhaust gas sensor and the exhaust gas setpoint values controls the Brennstoffström via the valve means.
  • the heating device according to the invention can be formed so that the valve device is preceded by a pressure-reducing valve or a pressure sensor.
  • a pressure of the fuel supply system can be reduced to a pressure required for the operation of the heating device.
  • a pressure sensor may be provided which measures a pressure in front of the valve device. On the basis of the detected pressure, for example, the volume / mass flow of the
  • Fuel are controlled by the valve device / regulated.
  • the heating device according to the invention can be developed so that a heating unit upstream of the valve device and upstream or downstream of the pressure reducing valve or the pressure sensor.
  • a heating unit or the heating element of the fuel can be heated to a certain temperature, which is monitored for example by a temperature sensor. Knowing the fuel temperature and the type of fuel can be concluded that a certain viscosity of the fuel.
  • the heating device can be realized such that the control device is suitable for controlling a fuel volume flow through the valve device based on a detected temperature and / or a detected pressure of the fuel by controlling the valve device.
  • the controllable heating element or the heating unit heats the fuel before the valve device to a specific setpoint temperature.
  • the actual temperature of the fuel can be measured and the heating power of the heating unit can thus be regulated accordingly.
  • the heating power is controlled in this case exclusively on the electrical resistance of the heating element.
  • a predetermined pressure is set in front of the valve device.
  • the pressure sensor used, the flow rate through the valve device can be controlled by means of a pressure-temperature map.
  • the method according to the invention builds on the generic state of the art in that the fuel feed pump for fuel delivery in a stationary heating operation of the heating device is controlled such that it is operated with a power consumption which is less than one
  • the method according to the invention can be advantageously developed in such a way that the valve device is activated in the form of a clocking solenoid valve or a motor-operated control valve. Furthermore, the method according to the invention can be realized such that a fuel volume flow is controlled / regulated by the valve device on the basis of measured values of a volume flow and / or mass flow sensor arranged upstream of the valve device.
  • the method according to the invention can be implemented in such a way that a fuel volume flow through the valve device is controlled on the basis of measured values of an exhaust gas sensor downstream of the valve device and the heating device.
  • inventive method can be implemented so that the valve device is controlled, which is preceded by a pressure reducing valve or a pressure sensor.
  • the method according to the invention is preferably configured in such a way that the valve device is actuated, upstream of which a heating unit upstream or downstream of the pressure-reducing valve or the pressure sensor is arranged.
  • a fuel volume flow through the valve device based on a detected temperature and / or a detected pressure of the
  • Fuel is controlled by controlling the valve device / regulated.
  • Figure 1 is a schematic representation of a heating device according to the prior art
  • Figure 2 is a schematic representation of a heating device according to the invention according to a first embodiment of the invention, which is suitable for carrying out the method according to the invention;
  • FIG. 3 is a schematic representation of a heating device according to a second embodiment of the invention, which is suitable for carrying out the method according to the invention;
  • Figure 4 is a schematic representation of a heating device according to the invention according to a third embodiment of the invention, which is suitable for carrying out the method according to the invention;
  • FIG. 5 is a schematic representation of a heating device according to the invention according to a fourth embodiment of the invention, which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • Figure 6 is a schematic representation of a heating device according to the invention according to a fifth embodiment of the invention, which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a heating device 10 according to the invention according to a first embodiment.
  • the heating device 10 according to the invention comprises a heating device 30, which in this exemplary embodiment is a combustion heater that can be operated with fuel and engine-independently, in particular a parking heater, which has conventional components known to the person skilled in the art.
  • the heater 30 is coupled to a fuel supply system of a vehicle via a fuel line 24.
  • a metering and conveying device 28 in particular a reciprocating metering pump, is provided in the fuel line 24.
  • the metering and conveying device 28 is activated for operation by a control device 32 assigned to the heating device 10.
  • the fuel supply system supplies a combustion engine 12 of a vehicle with fuel and for this purpose comprises a vehicle tank 18 with a surge pot 20 provided therein.
  • the combustion engine 12 is coupled to the vehicle tank 18 via a supply line 14.
  • the feed line 14 opens into the swirl pot 20 within the vehicle tank 18.
  • a fuel feed pump 22 is provided in the feed line 14, which is preferably arranged in the vicinity of the swirl pot 20.
  • the internal combustion engine 12 is equipped with a return line 16, which just as the supply line 14 opens into the swirl pot 20 within the vehicle tank 18.
  • the heater 30 is coupled to the vehicle tank 18 by at least one of three coupling lines 36, 38, 40 in this embodiment.
  • a first coupling line 36 connects the fuel line 24 to the flow line 14.
  • the heater 30 is connected to the vehicle tank 18 only via the first coupling line 36.
  • a second Coupling line 38 connects the fuel line 24 to the return line 16.
  • a third coupling line 40 is provided, which couples the fuel line 24 with a component through which fuel flows in or on the internal combustion engine 12.
  • the control device 32 is provided, which is coupled in particular via a control line 34 with the metering and conveying device 28.
  • the control device 32 may be an already existing control device of the vehicle or a separate control device 32 provided for the heating device 10. Therefore, the control device 32 is either coupled via a bus system to a vehicle-specific control device, not shown, or coupled directly to the fuel delivery pump 22 of the vehicle's own fuel supply system.
  • the operation of the heating device according to the invention or the method according to the invention for controlling / regulating a fuel supply of the engine-independently operable heating device 30 is as follows.
  • the fuel delivery pump 22 operated, which provides the internal combustion engine 12 via the vehicle tank 18, in particular via the swirl pot 20 within the vehicle tank 18, fuel via the flow line 14. A portion of this fuel can pass through the return line 16 back into the swirl pot 20 within the vehicle tank 18.
  • fuel passes via at least one of the three coupling lines 36, 38, 40 into the fuel line 24 of the heating device 10.
  • the fuel flows from the fuel line 24 via the metering and conveying device 28 to the heater 30.
  • control device 32 controls the metering and conveying device 28 such that it only meters and sets a required for the operation of the heater 30 fuel flow or fuel mass flow. A promotion by the metering and delivery device is not required in this case due to the current fuel delivery pump 22 of the vehicle.
  • the internal combustion engine 12 is switched off. Therefore, the fuel delivery pump 22 of the vehicle is not operated because the fuel supply of the engine 12 is not required.
  • the control device 32 controls the metering and conveying device 28, so that it is operated in a conveying operation for fuel supply of the heating device 30.
  • the metering and delivery device 28 sucks via the fuel line 24 and at least one of
  • Coupling lines 36, 38, 40 fuel from the vehicle tank 18, in particular from the swirl pot 20.
  • fuel is sucked only via the first coupling line 36 from the flow line 14 via the fuel pump 22 from the swirl pot 20 within the vehicle tank 18.
  • the fuel feed pump 22 is sucked by the metering and conveying device 28.
  • the auxiliary heating operation of the heating device 30 can be ensured by the metering and conveying device 28, wherein the metering and conveying device 28 in this case promotes and doses.
  • the metering and conveying device 28 of Figure 2 is replaced by a valve device which is formed by a clocking solenoid valve or a motorized control valve and thus only for dosing the fuel flow to the heater 30 is capable.
  • the method according to the invention is designed as follows. In a Zumosgorge the heater
  • the engine 12 is operated. Accordingly, the fuel delivery pump 22 is also operated to provide fuel to the engine 12 via the supply line 14.
  • the heating device 30 is supplied with fuel via at least one of the coupling lines 36, 38, 40 and the fuel line 24.
  • the control device 32 controls the valve device such that a corresponding volume flow or mass flow of fuel flows to the heating device 30. Accordingly, the operation of the heater 30 is ensured.
  • the engine 12 is turned off. Since the metering and conveying device 28 is replaced by the valve device, it is necessary to control the fuel feed pump 22 via the control device 32.
  • the fuel delivery pump 22 for the operation of the heater 30 does not need to be driven with a power consumption that would be required for the operation of the internal combustion engine 12. Therefore, the control device 32 controls the fuel feed pump 22 for fuel delivery to the heating Device 30 such that the fuel delivery pump 22 is operated with a power consumption that is less than a power consumption with which the fuel delivery pump 22 would have to be operated during operation of the internal combustion engine 12.
  • the fuel delivery pump 22 is driven with a power consumption of 10 to 15 watts, so that the heater 30 can be supplied with sufficient fuel from the vehicle tank 18.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a heating device 100 according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment of the invention.
  • the heating device 130 is preceded by a volumetric flow or mass flow sensor 142 in the fuel line 124, wherein the valve device 128 is arranged between the volumetric flow or mass flow sensor 142 and the heating device 130.
  • the control device 132 controls the volume flow or mass flow of the fuel in the fuel line 124, in that the control device 132 controls the valve device 128 for volume flow metering accordingly.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a heating device 200 according to the invention in accordance with a third exemplary embodiment of the invention.
  • a heating device 200 in accordance with a third exemplary embodiment of the invention.
  • the differences from the alternative exemplary embodiment of FIG. 2 are discussed, wherein identical or similar components are designated by similar reference numerals.
  • only one valve means 228 in the fuel line 224 of the heater 230 is upstream, and further downstream of an exhaust gas sensor 244 of the heater.
  • the exhaust gas sensor 244 is coupled to the control device 232, as a result of which the control device 232 receives the measured values of the
  • Exhaust gas sensor 244 can be provided.
  • the control device 232 controls the volume flow or mass flow of the fuel through the fuel line 224 by actuating the valve device 228.
  • the exhaust gas sensor 244 detects a concentration of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), or oxygen (O 2 ).
  • CO carbon monoxide
  • CO 2 carbon dioxide
  • O 2 oxygen
  • a fuel-air ratio in a combustion chamber of the heater 230 may be deduced, with the valve device 228 being driven accordingly based on a detected combustion relevant material.
  • the control of the volumetric flow or mass flow in the fuel line 224 to the heater 230 is based on the detected readings of the exhaust gas sensor 244.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a heating device 300 according to the invention in accordance with a fourth exemplary embodiment of the invention.
  • a pressure reducing valve 346 in the fuel passage 324 in the flow direction of the fuel supplied from the vehicle tank 318, a pressure reducing valve 346, a heating unit 348, a temperature sensor 350, and the valve device 328 precede the heater 330.
  • the pressure reducing valve 346 sets a certain pressure in front of the valve device 328.
  • the controllable heating unit 348 heats the delivered fuel to a certain desired temperature.
  • the actually present temperature of the fuel is detected by the temperature sensor 350, the measured values being made available to the control device 332 and the control device 332 correspondingly regulating the heating power of the heating unit 348 in order to possibly vary the actual temperature and the setpoint temperature to keep low.
  • the fuel flow ie the volume flow or mass flow of the fuel, can thus be controlled by triggering the fuel flow
  • Valve device 328 control / regulate, for example by appropriate timing of a valve device 328 forming Magnetventi1s.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the heating device 400 according to the invention in accordance with a fifth exemplary embodiment of the invention.
  • the pressure reducing valve 346 is replaced by a pressure sensor 452.
  • the pressure sensor 452 measures a pressure of the fuel present in the fuel line 424 in front of the valve device 428.
  • the controllable heating unit 448 heats the fuel to a specific desired temperature, this temperature being detected by the temperature sensor 450.
  • the fuel flow that is to say the volumetric flow or mass flow of the fuel, is regulated by actuation of the valve device 428 via a pressure-temperature characteristic diagram or a pure pressure characteristic diagram at a fixed predetermined temperature by the heating unit 448.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung (10; 100; 200; 300; 400) für ein Fahrzeug, mit einer motorunabhängig, mit Brennstoff betreibbaren Heizeinrichtung (30; 130; 230; 330; 430), wobei die Heizeinrichtung mit einem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs derart koppelbar ist, dass die Heizeinrichtung über eine Brennstoffförderpumpe (22; 122; 222; 322; 422) des Brennstoff Versorgungssystems mit einem Fahrzeugtank (18; 118; 218; 318; 418) verbunden ist. Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Dosier- und Fördereinrichtung (28) zur Zufuhr und Dosierung von Brennstoff zur Heizeinrichtung (30) vorgesehen. Erfindungsgemäß ist nach dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass eine Steuereinrichtung (32) vorgesehen ist, die geeignet ist, die Dosier- und Fördereinrichtung (28) bei abgeschalteter oder nicht fördernder Brennstoffförderpumpe (22) derart anzusteuern, dass sie Brennstoff über die Brennstoffförderpumpe (22) direkt aus dem Fahrzeugtank (18) zur Heizeinrichtung (30) fördert und eine entsprechende Brennstoffzufuhr dosiert. Gemäß einem zweiten Aspekt ist eine Ventileinrichtung (128; 228; 328; 428) zur Dosierung einer Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung der Brennstoffförderpumpe nachgelagert und der Heizeinrichtung vorgelagert. Erfindungsgemäß ist nach dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass eine Steuereinrichtung (32; 132; 232; 332; 432) vorgesehen ist, die geeignet ist, die Brennstoffförderpumpe zur Brennstoffförderung in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung derart anzusteuern, dass sie mit einer Leistungsaufnahme betrieben wird, die geringer als eine Leistungsaufnahme der in einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung betriebenen Brennstoffförderpumpe ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Brennstoff Versorgung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß dem ersten und zweiten Aspekt.

Description

Heizvorrichtung und Verfahren zur Brennstoffversorgung einer Heizvorrichtung
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Heiz- vorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer motorunabhängig, mit Brennstoff betreibbaren Heizeinrichtung, die mit einem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs derart koppelbar ist, dass die Heizeinrichtung zumindest über eine Brennstoffförderpumpe des BrennstoffVersorgungssystems mit einem Fahrzeugtank verbunden ist, und mit einer Dosier- und För- dereinrichtung zur Zufuhr und Dosierung von Brennstoff zur Heizeinrichtung, wobei die Dosier- und Fördereinrichtung der Brennstoffförderpumpe nachgelagert und der Heizeinrichtung vorgelagert ist.
Im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt betrifft die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Steuerung/Regelung einer Brennstoffversorgung einer motorunabhängig betreibbaren Heizeinrichtung einer derartigen Heizvorrichtung für ein Fahrzeug.
Gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer motorunabhängig, mit Brennstoff betreibbaren Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung mit einem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs derart koppelbar ist, dass die Heizeinrichtung zumindest über eine Brennstoffförderpumpe des Brenn- Stoffversorgungssystems mit einem Fahrzeugtank verbunden ist, wobei eine Ventileinrichtung zur Dosierung einer Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung der Brennstoffförderpumpe nachgelagert und der Heizeinrichtung vorgelagert ist.
Im Zusammenhang mit dem zweiten Aspekt bezieht sich die Erfindung darüber hinaus auf ein Verfahren zur Steuerung/Regelung einer Brennstoffversorgung einer motorunabhängig betreibbaren Heizeinrichtung einer derartigen Heiz- vorrichtung.
Eine herkömmliche, dem Stand der Technik angehörende Heiz- vorrichtung ist beispielsweise in Figur 1 dargestellt, die mit einem herkömmlichen Brennstoffversorgungssystem eines Fahrzeugs koppelbar ist. Das BrennstoffVersorgungssystem umfasst in diesem Fall einen mit Brennstoff zumindest teilweise gefüllten Fahrzeugtank 18', in dem auf übliche Weise ein Schwalltopf 20' vorgesehen ist. In den Schwalltopf 20" mündet eine Vorlaufleitung 14 ', über die ein Verbrennungsmotor 12' mit Brennstoff versorgt werden kann. Zum Zwecke der Brennstoffversorgung des Verbrennungsmotors 12' ist eine Brennstoffförderpumpe 22 ' mit der Vorlaufleitung 14 ' gekoppelt, die vorzugsweise im Bereich des Schwalltopfes 20' angeordnet ist. Weiterhin mündet eine von dem Verbrennungsmotor 12 ' stammende Rücklaufleitung 16 ' in den Schwalltopf 20', über die rückständiger Brennstoff von dem Verbrennungsmotor 12' zurück in den Fahrzeugtank 18' rückführbar ist. Im dargestellten Fall ist eine Heizvorrichtung 10' mit dem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs gekoppelt. Insbesondere ist eine Heizeinrichtung 30' direkt über eine Brennstoffleitung 24 ' mit dem Fahrzeugtank 18 ' verbunden beziehungsweise die Brennstoffleitung 24 ' mündet in den Schwalltopf 20', wodurch eine BrennstoffVersorgung der
Heizeinrichtung 30' direkt aus dem Fahrzeugtank 18' ermöglicht wird. Um die BrennstoffVersorgung beziehungsweise Brennstoffförderung zur Heizeinrichtung 30' vornehmen zu können, ist in der Brennstoffleitung 24 ' eine Hubkolben- Dosierpumpe 28' vorgesehen, die durch eine Steuereinrichtung 32' zur Brennstoffförderung zur Heizeinrichtung 30' ansteuerbar ist. Die Steuereinrichtung 32' ist zu diesem Zweck zur Ansteuerung der Hubkolben-Dosierpumpe 28' über eine Steuerleitung 34' mit der Hubkolben-Dosierpumpe 28' gekoppelt. Der Brennstoff wird somit über die Hubkolben- Dosierpumpe 28 ' aus dem in dem Fahrzeugtank 18 ' montierten Schwalltopf 20' oder alternativ direkt aus dem Fahrzeugtank 18' über eine weitere Brennstoffleitung 26' angesaugt und zur Heizeinrichtung 30', die beispielsweise als Verbren- nungsheizgerät ausgeführt ist, gefördert. Dabei wird ein Volumen- oder Massenstrom des geförderten Brennstoffs zur Heizeinrichtung 30' entsprechend den Betriebbedingungen der Heizeinrichtung 30' beispielsweise über eine Ansteuerfrequenz der Hubkolben-Dosierpumpe 28' durch die Steuerein- richtung 32' variiert. Die in Figur 1 gezeigte Heizvorrichtung 10' nutzt jedoch keine fahrzeugeigenen Bauteile, d.h. Bauteile, die sich ohnehin im Fahrzeug zur Brennstoffver- sorgung des Verbrennungsmotors 12' befinden. Bei der in Figur 1 dargestellten Heizvorrichtung 10 ' besteht somit die Notwendigkeit, die Hubkolben-Dosierpumpe 28', eine Halte- rung der Hubkolben-Dosierpumpe 28', die Brennstoffleitung 24 etc. zusätzlich zu den fahrzeugeigenen Bauteilen zu montieren beziehungsweise in oder an dem Fahrzeug zu verbauen. Bereits die Materialpreise von Bauteilen des Brennstoffversorgungssystems stellen einen erheblichen Anteil der Gesamtkosten einer Heizgeräteapplikation dar. Dieser Anteil wird somit bei Verwendung einer Heizvorrichtung weiter erhöht, insbesondere dadurch, dass diese bekannte Heizvorrichtung eine separate BrennstoffVersorgung für die Heiz- einrichtung 30' verwendet. Ebenso entstehen weitere Kosten durch die Montage einer solchen Heizvorrichtung. Weiterhin treten teilweise Schwierigkeiten auf, den notwendigen Bauraum für die Heizvorrichtung zur Verfügung zu stellen. In der Regel ist der Fahrzeugtank aufgrund des immer geringer werdenden Bauraums auch nur schwer zugänglich, so dass die Montage beziehungsweise Anbindung der Heizvorrichtung an den Fahrzeugtank zur Brennstoffentnähme stark erschwert wird. Die derzeitige Fahrzeugtankentwicklung führt zu immer dichter werdenden Fahrzeugstanks, um eine Abgabe von Brennstoff an die Umgebung des Fahrzeugs so gering wie möglich zu halten. Dadurch werden der Zugang zum Fahrzeugtank sowie die Montage von Bauteilen im oder an dem Fahrzeugtank zunehmend komplizierter. Ferner ist das Fahrzeug über den im Fahrzeugtank angeordneten Schwalltopf und ein Sieb an einem Eintritt der Brennstoffförderpumpe mit einem System ausgestattet, das Brennstoff möglichst blasenfrei oder zumindest blasenarm zum Fahrzeugmotor fördert. Wenn jedoch der Brennstoff für die Heizeinrichtung direkt aus dem Fahrzeugtank entnommen wird, kann der Brennstoff bei dynamischen Fahrt- bewegungen an einem Entnahmerohr beziehungsweise der Brennstoffleitung wegschwappen, so dass Luft angesaugt wird. Dies wird zumindest teilweise vermieden, indem der Brennstoff aus dem Schwalltopf angesaugt wird. Der Brennstoff im Schwalltopf kann jedoch trotzdem teilweise Blasen enthalten, beispielsweise aufgrund starker dynamischer Fahrtbewegungen des Fahrzeugs und/oder durch einen wenig befüllten Fahrzeugtank und/oder durch eine Schräglage des Fahrzeugs. Die Heizeinrichtung ist aber auf eine kontinuierliche und blasenarme BrennstoffVersorgung angewiesen. Im schlechtesten Fall kann das Wegschwappen des Brennstoffs bei direkter Brennstoffentnähme aus dem Fahrzeugtank oder die im Brennstoff vorliegenden Blasen trotz Verwendung des Schwalltopfs zu einer Verbrennung mit hohen Abgasemissionen oder zum Er- löschen einer Flamme in einem Brenner der Heizeinrichtung führen.
Eine bekannte, gattungsgemäße Heizvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt ist beispielsweise aus der DE 100 60 355 Al bekannt. Bei dieser HeizVorrichtung ist die Heizeinrichtung über eine Brennstoffförderpumpe mit dem Fahrzeugtank gekoppelt. Durch die Ankopplung dieser Heizvorrichtung an das Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs kann die Anwendung auf kostengünstigere Weise realisiert werden. Jedoch ist ein Betrieb der Brennstoffförderpumpe immer dann notwendig, wenn ein BrennstoffZwischenspeicher auf einen gewissen Füllgrad mit Brennstoff gefüllt werden soll. Um dem BrennstoffZwischenspeicher Brennstoff zu entnehmen, ist wiederum eine Fördereinrichtung vorgesehen, welche den Brennstoff von dem BrennstoffZwischenspeicher zur Heizeinrichtung fördert. Tritt beispielsweise der Fall auf, dass in dem BrennstoffZwischenspeicher zu wenig Brennstoff für den Betrieb der Heizeinrichtung vorliegt, so ist es zwingend erforderlich, dass die Brennstoffförderpumpe des BrennstoffVersorgungssystems zum Nachfördern von Brennstoff betrieben werden muss, auch wenn ein Verbrennungsmotor des Fahrzeugs abgeschaltet ist. Dies führt zu einer hohen Leistungsentnahme einer Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs, die die für den Betrieb der Brennstoffförderpumpe erforderliche Leistung zur Verfügung stellen muss.
Weiterhin ist eine bekannte, gattungsgemäße Heizvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt aus der DE 102 18 900 Al bekannt. Bei dieser Heizvorrichtung ist vorgesehen, eine Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung zu gewährleisten, indem die fahrzeugeigene Brennstoffförderpumpe angetrieben wird. Zu diesem Zweck wird die Brennstoffförderpumpe des Fahrzeugs immer dann betrieben, wenn die Heizeinrichtung in Betrieb genommen werden soll.
In beiden Fällen wird die Brennstoffförderpumpe somit immer dann betrieben, wenn der Betrieb der Heizeinrichtung sichergestellt werden soll. Dies kann in gewissen Fällen zur schnelleren Entladung der Fahrzeugbatterie führen, wenn die Heizeinrichtung in einem Standheizbetrieb bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor betrieben wird. Unter Umständen führt dies dazu, dass das Fahrzeug durch die starke Entladung der Fahrzeugbatterie nicht mehr angelassen werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Heizvorrichtungen und Verfahren zur Steue- rung/Regelung der BrennstoffVersorgung solcher Heizvorrichtungen derart weiterzubilden, dass die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise überwunden werden können. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Risiko einer übermäßigen Entladung der Fahrzeugbatterie durch Standbetriebe der Heizvorrichtungen zumindest zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung baut die erfindungsgemäße Heizvorrichtung auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die geeignet ist, die Dosier- und Fördereinrichtung bei abgeschalteter oder nicht fördernder Brennstoffförderpumpe derart anzusteuern, dass sie Brennstoff über die Brennstoffförderpumpe direkt aus dem Fahrzeugtank zur Heizeinrichtung fördert und eine entsprechende Brennstoffzufuhr dosiert. Durch die Ankopplung der erfindungsgemäßen Heiz- Vorrichtung an das bereits vorliegende Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs können somit Bauteile verwendet werden, die ohnehin am Fahrzeug bereits vorgesehen sind. Die Förderung des Brennstoffs zur Heizeinrichtung wird somit durch ein Zusammenspiel von der Dosier- und Förderein- richtung der Heizvorrichtung und der Brennstoffförderpumpe des Fahrzeugs vorgenommen. Im Falle eines Standheizbetriebs fördert und dosiert lediglich die Dosier- und Fördereinrichtung Brennstoff zur Heizeinrichtung. In diesem Fall wird die Brennstoffförderpumpe des Fahrzeugs übersaugt, das heißt der Brennstoff wird aus dem Fahrzeugtank, insbesondere aus einen Schwalltopf im Fahrzeugtank, über die Brennstoffförderpumpe und die Brennstoffleitung zur Heizeinrich- tung gefördert. In einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung bei laufendem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs fördert hingegen die Brennstoffförderpumpe des Fahrzeugs mit voller Leistung, wobei die Dosier- und Fördereinrichtung lediglich den Brennstoff zur Heizeinrichtung dosiert. Neben diesen beiden Grenzfällen sind aber auch sämtliche Zwischenstufen möglich. Ein entsprechender Brennstoffvolumenstrom oder Brennstoffmassenstrom zur Heizeinrichtung kann beispielsweise über die Dosier- und Fördereinrichtung der Heizein- richtung eingestellt werden.
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung kann in vorteilhafter Weise so weitergebildet werden, dass die Steuereinrichtung geeignet ist, die Dosier- und Fördereinrichtung derart an- zusteuern, dass sie in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung bei abgeschalteter oder nicht fördernder Brennstoffförderpumpe Brennstoff zur Heizeinrichtung direkt aus dem Fahrzeugtank über die Brennstoffförderpumpe fördert und die Brennstoffzufuhr dosiert. Die Brennstoffförderpumpe mit hoher Leistungsaufnahme muss in diesem Fall nicht wie bei dem Stand der Technik separat angesteuert werden, um eine Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung zu ermöglichen, sondern lediglich die Dosier- und Fördereinrichtung mit niedrigerer Leistungsaufnahme. Die Ansteuerung beziehungsweise Regelung der Brennstoffförderpumpe des Fahrzeugs kann ebenso wie die Ansteuerung der Dosier- und Fördereinrichtung der Heizvorrichtung durch das Steuergerät beziehungsweise die Steuereinrichtung der Heizvorrichtung oder durch ein fahrzeugeigenes Steuergerät über einen elektrischen Bus o- der eine eigene elektrische Leitung erfolgen. Durch den Betrieb der Dosier- und Fördereinrichtung anstelle der Brennstofffördereinrichtung des Fahrzeugs wird die Fahrzeugbat- terie nicht so stark belastet, da die Leistungsaufnahme der Dosier- und Fördereinrichtung geringer als die hohe Leistungsaufnahme der Brennstoffförderpumpe ist. Die Leistungsaufnahme einer ungeregelten Brennstoffförderpumpe liegt ty- pischerweise im Bereich von 60 bis 100 Watt. Um die Entladung der Fahrzeugbatterie zu verringern, wird erfindungsgemäß im Standheizbetrieb die durch die Fahrzeugbatterie abzugebende Leistung durch Betreiben der Dosier- und Fördereinrichtung der Heizeinrichtung verringert. Weiterhin führt die erfindungsgemäße Heizvorrichtung zu einem Entfall einer separaten Tankentnahme und eines separaten Leitungssystems für die Heizvorrichtung, wodurch Kosten erheblich eingespart werden. Die fahrzeugeigenen Kraftstoff- beziehungsweise Brennstoffleitungen werden genutzt. Dadurch wer- den die langen saugseitigen und druckseitigen Brennstoff- leitungen des Heizgeräts durch kurze Leitungen ersetzt.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung derart weitergebildet werden, dass die Steuereinrichtung geeignet ist, die Dosier- und Fördereinrichtung derart anzusteuern, dass sie in einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung bei laufender Brennstoffförderpumpe die Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung lediglich dosiert. Somit wird während des Zuheizbetriebs bei laufendem Fahrzeugmotor beziehungsweise Verbrennungsmotor die Brennstoffförderpumpe des Fahrzeugs betrieben. Die Leistungsentnähme der Fahrzeugbatterie wird somit nicht erhöht, da die Brennstoffförderpumpe in jedem Fall zur BrennstoffVersorgung des Verbrennungsmotors in Betrieb genommen wird.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung so verwirklicht werden, dass die Steuereinrichtung geeignet ist, sowohl die Brennstoffförderpumpe als auch die Dosier- und Fördereinrichtung zumindest zur Brennstoffförderung zeitgleich zu betreiben, wenn die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und/oder der Heizeinrichtung dies erfordern.
Ferner kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung derart realisiert werden, dass die Steuereinrichtung geeignet ist, die Brennstoffförderpumpe trotz vorliegendem Standheizbetrieb in vorbestimmten Zeitintervallen anzusteuern, um die Brennstoffförderpumpe zumindest zeitweise zu betrieben. Dadurch kann ein blasenfreier Brennstoff mit größerer Sicherheit gewährleistet werden. Die Brennstoffförderpumpe wird lediglich in variablen, vorbestimmten Zeitintervallen für einen definierten Zeitraum beziehungsweise eine definierte Zeitspanne angesteuert, um eine gewisse Brennstoffmenge zu fördern. Dies stellt sicher, dass der Schwalltopf zu jeder Zeit ausreichend gefüllt und das BrennstoffSystem des Fahrzeugs gespült ist. Die zeitweise Ansaugung von Blasen in das BrennstoffSystem des Fahrzeugs kann im gewissen Umfang akzeptiert werden, wenn das System in definierten Abständen ausreichend gespült wird und dadurch die Blasen aus dem Brennstoff ausgetragen werden. Die Betriebssicherheit der Heizeinrichtung wird damit erhöht, da das Auftreten von Blasen in dem der Heizeinrichtung zugeführten Brennstoff stark verringert wird.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung so verwirklicht werden, dass die Steuereinrichtung geeignet ist, die Brennstofffδrderpumpe zur Brennstoffförderung an- zusteuern, wenn die Ansteuerung der Dosier- und Fördereinrichtung zur Brennstoffförderung zur Heizeinrichtung oder die Brennstoffförderung zur Heizeinrichtung durch die Do- sier- und Fördereinrichtung fehlgeschlagen ist. Sollte die Ansteuerung oder die Brennstoffförderung durch die Dosier- und Fördereinrichtung fehlschlagen, kann die Heizeinrichtung dennoch betrieben werden, da in diesem Fall die Brenn- stoffförderpumpe des Fahrzeugs Brennstoff fördert.
Ferner kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung derart weitergebildet werden, dass die Heizeinrichtung mit dem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs über eine Brenn- Stoffvorlaufleitung eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und/oder eine Brennstoffrücklaufleitung des Verbrennungsmotors und/oder ein von Brennstoff durchstrδmtes Bauteil an oder in dem Verbrennungsmotor koppelbar ist.
Im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung baut das erfindungsgemäße Verfahren auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Dosier- und Fördereinrichtung bei abgeschalteter oder nicht fördernder Brennstoffförderpumpe Brennstoff über die Brennstoffförder- pumpe direkt aus dem Fahrzeugtank zur Heizeinrichtung fördert und eine entsprechende Brennstoffzufuhr dosiert. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der erfindungs- gemäßen Heizvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erläuterten Vorteile in ähnlicher oder gleicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verwiesen wird.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei zur Vermeidung von Wie- derholungen auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung verwiesen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet werden, dass die Dosier- und Fördereinrichtung in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung bei abgeschalteter oder nicht fördernder Brennstoff- förderpumpe Brennstoff zur Heizeinrichtung direkt aus dem
Fahrzeugtank über die Brennstoffförderpumpe fördert und die Brennstoffzufuhr dosiert.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren so verwirk- licht werden, dass die Dosier- und Fördereinrichtung in einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung bei laufender Brennstoffförderpumpe die Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung lediglich dosiert.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgeführt werden, dass sowohl die Brennstoffförderpumpe als auch die Dosier- und Fördereinrichtung zumindest zur Brennstoffförderung zeitgleich betrieben werden, wenn die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und/oder der Heizeinrich- tung dies erfordern.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgebildet werden, dass die Brennstoffförderpumpe trotz vorliegendem Standheizbetrieb zumindest zeitweise in vorbestimmten Zeit- intervallen betrieben wird. In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Brennstoffförderpumpe zur Brennstoffförderung angesteuert wird, wenn die Ansteuerung der Dosier- und Fördereinrichtung zur Brennstoff- förderung zur Heizeinrichtung oder die Brennstoffförderung zur Heizeinrichtung durch die Dosier- und Fördereinrichtung fehlgeschlagen ist.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren so umgesetzt werden, dass der Brennstoff für die Heizeinrichtung von dem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs über eine Brenn- stoffvorlaufleitung eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs und/oder eine Brennstoffrücklaufleitung des Verbrennungsmotors und/oder ein von Brennstoff durchströmtes Bauteil an oder in dem Verbrennungsmotor entnommen wird.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung baut die erfindungsgemäße Heizvorrichtung auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die geeignet ist, die Brennstofffδrderpumpe zur Brennstoffförderung in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung derart anzusteuern, dass sie mit einer Leistungsaufnahme betrieben wird, die geringer als eine Leistungsaufnahme der in einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung be- triebenen Brennstoffförderpumpe ist. So ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Brennstoffförderpumpe während eines Zuheizbetriebs bei laufendem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs auf übliche Weise mit der für den Betrieb des Verbrennungsmotors erforderlichen Leistungsaufnahme betrie- ben wird. Im Standheizbetrieb bei ausgeschaltetem Fahrzeugmotor wird die Brennstoffförderpumpe hingegen unterschiedlich angesteuert. Dies kann durch das Steuergerät bezie- hungsweise die Steuereinrichtung der Heizeinrichtung oder durch ein fahrzeugeigenes Steuergerät über einen elektronischen Bus oder eine eigene elektrische Leitung erfolgen. Üblicherweise wird die Fahrzeugbatterie aufgrund der hohen Leistungsaufnahme der Brennstoffförderpumpe stark belastet oder sogar weit entladen. Die Leistungsaufnahme einer ungeregelten Brennstoffförderpumpe liegt typischerweise im Bereich von 60 bis 100 Watt. Die Entladung der Batterie wird daher bei Vorliegendem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung reduziert, um den nächsten Fahrzeugstart nicht zu gefährden. Zu diesem Zweck sieht die erfindungsgemäße Heizvorrichtung vor, die Brennstoffförderpumpe während des Standheizbetriebs so anzusteuern, dass ihre Leistungsaufnahme herabgesetzt wird. Dies kann zum Beispiel durch Regeln oder Steuern auf eine niedrige Drehzahl mittels Pulsweitenmodulation erfolgen. In Versuchen wurde nachgewiesen, dass eine Brennstoffförderpumpe des Fahrzeugs bei einer Leistungsaufnahme von 10 bis 15 Watt ausreichend Brennstoff fördert, um die Heizeinrichtung beziehungsweise das Heizgerät zu betreiben. Ansonsten ergeben sich die Vorteile der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sinngemäß.
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung kann in vorteilhafter Weise so weitergebildet werden, dass der Ventileinrichtung ein Volumenstrom- und/oder Massenstromsensor vorgelagert ist, über dessen Messwerte ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventileinrichtung steuerbar/regelbar ist. Der Brennstoffstrom wird somit über einen Massenstrom oder Volumen- stromsensor bestimmt. Auf der Grundlage der Messwerte des Sensors kann die Steuereinrichtung beziehungsweise das Steuergerät den Brennstoffström über die Ventileinrichtung entsprechend steuern/regeln.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung in vor- teilhafter Weise so weitergebildet werden, dass der Ventileinrichtung und der Heizeinrichtung ein Abgassensor nachgelagert ist, über dessen Messwerte ein Brennstoffvolumen- strom durch die Ventileinrichtung steuerbar/regelbar ist. So lässt sich mit dem Abgassensor die Zusammensetzung des Abgases bezüglich eines für die Verbrennung in der Heizeinrichtung relevanten Stoffs bestimmen. Beispielsweise kann die Konzentration von Kohlenmonoxid (CO) , Kohlendioxid (CO2) oder Sauerstoff (O2) gemessen werden. Dadurch kann auf ein Brennstoff-Luft-Verhältnis in einer Brennkammer der Heizeinrichtung geschlossen werden. Für den relevanten
Stoff ist entsprechend den Betriebbedingungen der Heizeinrichtung ein Sollwert vorgegeben, wobei das Steuergerät auf der Grundlage der Messwerte des Abgassensors und der Abgas- Sollwerte den Brennstoffström über die Ventileinrichtung steuert/regelt.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung so ausgebildet werden, dass der Ventileinrichtung ein Druckminderventil oder ein Drucksensor vorgelagert ist. Anhand des Druckminderventils lässt sich ein Druck des Brennstoffver- - sorgungssystems auf einen für den Betrieb der Heizeinrichtung erforderlichen Druck herabsetzen. Alternativ kann ein Drucksensor vorgesehen sein, der einen Druck vor der Ventileinrichtung misst. Auf der Grundlage des erfassten Drucks kann beispielsweise der Volumen- /Massenstrom des
Brennstoffs durch die Ventileinrichtung gesteuert/geregelt werden. In diesem Zusammenhang kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung so weitergebildet werden, dass eine Heizeinheit der Ventileinrichtung vorgelagert und dem Druckminderventil oder dem Drucksensor vor- oder nachgelagert ist. Durch das Vorsehen der Heizeinheit beziehungsweise des Heizelements kann der Brennstoff auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden, die beispielsweise von einem Temperatursensor überwacht wird. In Kenntnis der Brennstofftemperatur sowie der Brennstoffart kann auf eine bestimmte Viskosität des Brennstoffs geschlossen werden.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Heizvorrichtung so verwirklicht werden, dass die Steuereinrichtung geeignet ist, einen Brennstoffvolumenstrom durch die Ventileinrichtung basierend auf einer erfassten Temperatur und/oder einem er- fassten Druck des Brennstoffs durch Ansteuerung der Ventileinrichtung zu steuern/regeln. So erwärmt das regelbare Heizelement beziehungsweise die Heizeinheit den Brennstoff vor der Ventileinrichtung auf eine bestimmte Solltemperatur. Die tatsächlich vorliegende Temperatur des Bennstoffs kann dabei gemessen und die Heizleistung der Heizeinheit somit entsprechend geregelt werden. Es ist ebenso möglich die Temperatur über den elektrischen Widerstand des Heiz- elements zu bestimmen. Die Heizleistung wird in diesem Fall ausschließlich über den elektrischen Widerstand des Heizelements geregelt. Bei Verwendung des Druckminderventils ist ein vorbestimmter Druck vor der Ventileinrichtung festgelegt. Somit kann in Kenntnis der Brennstofftemperatur un- ter Verwendung eines Temperatur-Kennfelds der Brennstoffstrom durch die Ventileinrichtung geregelt werden. Wird hingegen anstelle des Druckminderventils der Drucksensor verwendet, so kann der Volumenstrom durch die Ventileinrichtung anhand eines Druck-Temperatur-Kennfeldes geregelt werden.
Im Zusammenhang mit dem zweiten Aspekt der Erfindung baut das erfindungsgemäße Verfahren auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Brennstoffförderpumpe zur Brennstoffförderung in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung derart angesteuert wird, dass sie mit einer Leistungsaufnahme betrieben wird, die geringer als eine
Leistungsaufnahme der in einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung betriebenen Brennstoffförderpumpe ist. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ge- nannten Vorteile auf ähnliche oder gleiche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung verwiesen wird.
Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei auch diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung verwiesen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise derart weitergebildet werden, dass die Ventileinrichtung in der Form eines taktenden Magnetventils oder eines motorbe- triebenen Stellventils angesteuert wird. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren so verwirklicht werden, dass ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventileinrichtung auf der Grundlage von Messwerten eines der Ventileinrichtung vorgelagerten Volumenstrom- und/oder Massenstromsensors gesteuert/geregelt wird.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren so verwirklicht werden, dass ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventileinrichtung auf der Grundlage von Messwerten eines der Ventileinrichtung und der Heizeinrichtung nachgelagerten Abgassensors gesteuert/geregelt wird.
Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren so umgesetzt werden, dass die Ventileinrichtung angesteuert wird, der ein Druckminderventil oder ein Drucksensor vorgelagert ist.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren so ausgestaltet, dass die Ventileinrichtung angesteuert wird, der eine dem Druckminderventil oder dem Drucksensor vor- oder nach- gelagerte Heizeinheit vorgelagert ist.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventileinrichtung basierend auf einer erfassten Temperatur und/oder einem erfassten Druck des
Brennstoffs durch Ansteuerung der Ventileinrichtung gesteuert/geregelt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfol- gend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Heizvorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Heizvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;
Figur 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß einem viertem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist; und
Figur 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung. Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 10 umfasst eine Heizeinrichtung 30, die in diesem Ausführungsbeispiel ein mit Brennstoff und motorunabhängig betreibbares Verbrennungsheizgerät, insbesondere eine Standheizung, ist, das übliche dem Fachmann bekannte Komponenten aufweist. Die Heizeinrichtung 30 ist über eine Brennstoffleitung.24 mit einem Brennstoffversorgungssystem eines Fahrzeugs gekoppelt. In der Brennstoffleitung 24 ist eine Dosier- und Fördereinrichtung 28, insbesondere eine Hubkolben-Dosierpumpe, vorgesehen. Die Dosier- und Fördereinrichtung 28 wird zum Betrieb von einer der Heizvorrichtung 10 zugeordneten Steuereinrichtung 32 angesteuert. Das Brennstoffversorgungssystem versorgt einen Verbrennungsmotor 12 eines Fahrzeugs mit Brennstoff und umfasst zu diesem Zweck einen Fahrzeugtank 18 mit einem darin vorgesehen Schwalltopf 20. Zur Kraftstoffversorgung des Verbrennungsmotors 12 ist der Verbrennungsmotor 12 über eine Vorlaufleitung 14 mit dem Fahrzeugtank 18 gekoppelt. Insbesondere mündet die Vorlaufleitung 14 in den Schwalltopf 20 in- nerhalb des Fahrzeugtanks 18. Zur Förderung des Brennstoffs ist in der Vorlaufleitung 14 eine Brennstoffförderpumpe 22 vorgesehen, die vorzugsweise in der Umgebung des Schwall- topfs 20 angeordnet ist. Weiterhin ist der Verbrennungsmotor 12 mit einer Rücklaufleitung 16 ausgestattet, die eben- so wie die Vorlaufleitung 14 in den Schwalltopf 20 innerhalb des Fahrzeugtanks 18 mündet. Die Heizeinrichtung 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Fahrzeugtank 18 durch zumindest eine von drei Kopplungsleitungen 36, 38, 40 gekoppelt. Eine erste Kopplungsleitung 36 verbindet die Brennstoffleitung 24 mit der Vorlaufleitung 14. Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung 30 nur über die erste Kopplungsleitung 36 mit dem Fahrzeugtank 18 verbunden. Eine zweite Kopplungsleitung 38 verbindet die Brennstoffleitung 24 mit der Rücklaufleitung 16. Weiterhin ist eine dritte Kopplungsleitung 40 vorgesehen, die die Brennstoffleitung 24 mit einer von Brennstoff durchströmten Komponente in oder an dem Verbrennungsmotor 12 koppelt. Zur Ansteuerung der Dosier- und Fördereinrichtung 28 ist die Steuereinrichtung 32 vorgesehen, die insbesondere über eine Steuerleitung 34 mit der Dosier- und Fördereinrichtung 28 gekoppelt ist. Die Steuereinrichtung 32 kann eine bereits vorhandene Steuer- einrichtung des Fahrzeugs oder eine separate für die Heizvorrichtung 10 vorgesehene Steuereinrichtung 32 sein. Daher ist die Steuereinrichtung 32 entweder über ein Bussystem mit einer fahrzeugeigenen nicht dargestellten Steuerein- richtung gekoppelt oder direkt mit der Brennstofffόrderpum- pe 22 des fahrzeugeigenen Brennstoffversorgungssystems gekoppelt .
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren zur Steue- rung/Regelung einer BrennstoffVersorgung der motorunabhängig betreibbaren Heizeinrichtung 30 gestaltet sich wie folgt. In einem Zuheizbetrieb läuft der Verbrennungsmotor 12 des Fahrzeugs. Daher wird die Brennstoffförderpumpe 22 . betrieben, die dem Verbrennungsmotor 12 über den Fahrzeug- tank 18, insbesondere über den Schwalltopf 20 innerhalb des Fahrzeugtanks 18, Brennstoff über die Vorlaufleitung 14 zur Verfügung stellt. Ein Teil dieses Brennstoffs kann über die Rücklaufleitung 16 wieder zurück in den Schwalltopf 20 innerhalb des Fahrzeugtanks 18 gelangen. Durch den durch die Brennstoffförderpumpe 22 aufgebauten Druck gelangt Brennstoff über zumindest eine der drei Kopplungsleitungen 36, 38, 40 in die Brennstoffleitung 24 der Heizvorrichtung 10. Der Brennstoff strömt von der Brennstoffleitung 24 über die Dosier- und Fördereinrichtung 28 zur Heizeinrichtung 30. Dabei steuert die Steuereinrichtung 32 die Dosier- und Fördereinrichtung 28 derart an, dass diese lediglich dosiert und einen für den Betrieb der Heizeinrichtung 30 erforderlichen Brennstoffvolumenstrom oder Brennstoffmassenstrom einstellt. Eine Förderung durch die Dosier- und Fördereinrichtung ist in diesem Fall aufgrund der laufenden Brennstoffförderpumpe 22 des Fahrzeugs nicht erforderlich.
In einem Standheizbetrieb ist der Verbrennungsmotor 12 abgeschaltet. Daher wird die Brennstoffförderpumpe 22 des Fahrzeugs nicht betrieben, da die Brennstoffversorgung des Verbrennungsmotors 12 nicht erforderlich ist. Um jedoch die Heizeinrichtung 30 mit Brennstoff für den Standheizbetrieb zu versorgen, steuert die Steuereinrichtung 32 die Dosier- und Fördereinrichtung 28 an, so dass diese in einem Förderbetrieb zur BrennstoffVersorgung der Heizeinrichtung 30 betrieben wird. Somit saugt die Dosier- und Fördereinrichtung 28 über die Brennstoffleitung 24 und zumindest eine der
Kopplungsleitungen 36, 38, 40 Brennstoff aus dem Fahrzeugtank 18, insbesondere aus dem Schwalltopf 20. Vorzugsweise wird Brennstoff lediglich über die erste Kopplungsleitung 36 aus der Vorlaufleitung 14 über die Brennstoffförderpumpe 22 aus dem Schwalltopf 20 innerhalb des Fahrzeugtanks 18 angesaugt. Dadurch wird die Brennstoffförderpumpe 22 durch die Dosier- und Fördereinrichtung 28 übersaugt. Dementsprechend kann der Standheizbetrieb der Heizeinrichtung 30 durch die Dosier- und Fördereinrichtung 28 gewährleistet werden, wobei die Dosier- und Fördereinrichtung 28 in diesem Fall fördert und dosiert. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ist die Dosier- und Fördereinrichtung 28 von Figur 2 durch eine Ventileinrichtung ersetzt, die durch ein taktendes Magnetventil oder ein motorbetriebenes Stellventil ausgebildet wird und somit lediglich zum Dosieren des BrennstoffStroms zur Heizeinrichtung 30 im Stande ist.
In diesem Fall gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfah- ren wie folgt. In einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung
30 wird der Verbrennungsmotor 12 betrieben. Dementsprechend wird auch die Brennstofffδrderpumpe 22 betrieben, um den Verbrennungsmotor 12 Brennstoff über die Vorlaufleitung 14 zur Verfügung zu stellen. Dadurch wird die Heizeinrichtung 30 über zumindest eine der Kopplungsleitungen 36, 38, 40 und die Brennstoffleitung 24 mit Brennstoff versorgt. Die Steuereinrichtung 32 steuert dabei die Ventileinrichtung derart an, dass ein entsprechender Volumenstrom beziehungsweise Massenstrom von Brennstoff zur Heizeinrichtung 30 strömt. Dementsprechend wird der Betrieb der Heizeinrichtung 30 gewährleistet.
In einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung 30 ist der Verbrennungsmotor 12 abgeschaltet. Da die Dosier- und För- dereinrichtung 28 durch die Ventileinrichtung ersetzt ist, ist es erforderlich, über die Steuereinrichtung 32 die Brennstoffförderpumpe 22 anzusteuern. Jedoch muss die Brennstoffförderpumpe 22 für den Betrieb der Heizeinrichtung 30 nicht mit einer Leistungsaufnahme angesteuert wer- den, wie sie für den Betrieb des Verbrennungsmotors 12 erforderlich wäre. Daher steuert die Steuereinrichtung 32 die Brennstoffförderpumpe 22 zur Brennstoffförderung zur Heiz- einrichtung 30 derart an, dass die Brennstoffförderpumpe 22 mit einer Leistungsaufnahme betrieben wird, die geringer als eine Leistungsaufnahme ist, mit der die Brennstofffόr- derpumpe 22 beim Betrieb des Verbrennungsmotors 12 betrie- ben werden müsste. Vorzugsweise wird die Brennstoffförderpumpe 22 mit einer Leistungsaufnahme von 10 bis 15 Watt angesteuert, so dass die Heizeinrichtung 30 mit ausreichend Brennstoff aus dem Fahrzeugtank 18 versorgt werden kann.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird bei Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels lediglich auf die Unterschiede zu dem alternativen Ausfüh- rungsbeispiel in Figur 2 eingegangen, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Heizeinrichtung 130 in der Brennstoffleitung 124 ein Volumenstrom- oder Massenstromsensor 142 vorgelagert, wobei die Ventileinrich- tung 128 zwischen dem Volumenstrom- oder Massenstromsensor 142 und der Heizeinrichtung 130 angeordnet ist. Somit lässt sich sowohl im Zuheizbetrieb als auch im Standheizbetrieb der Volumenstrom oder Massenstrom des Brennstoffs in der Brennstoffleitung 124 erfassen. Auf dieser Grundlage steu- ert/regelt die Steuereinrichtung 132 den Volumenstrom oder Massenstrom des Brennstoffs in der Brennstoffleitung 124, indem die Steuereinrichtung 132 die Ventileinrichtung 128 zur Volumenstromdosierung entsprechend ansteuert.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 200 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Vermeidung von Wieder- holungen wird bei der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels lediglich auf die Unterschiede zu dem alternativen Ausführungsbeispiel von Figur 2 eingegangen, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit ähnlichen Bezugszeichen be- zeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Ventileinrichtung 228 in der Brennstoffleitung 224 der Heizeinrichtung 230 vorgelagert, wobei weiterhin ein Abgassensor 244 der Heizeinrichtung nachgelagert ist. Der Abgassensor 244 ist dabei mit der Steuereinrichtung 232 gekop- pelt, wodurch der Steuereinrichtung 232 die Messwerte des
Abgassensors 244 zur Verfügung gestellt werden können. Entsprechend den zur Verfügung gestellten Messwerten des Abgassensors 244 steuert/regelt die Steuereinrichtung 232 den Volumenstrom oder Massenstrom des Brennstoffs durch die Brennstoffleitung 224, indem sie die Ventileinrichtung 228 ansteuert. Vorzugsweise erfasst der Abgassensor 244 eine Konzentration von Kohlenmonoxid (CO) , Kohlendioxid (CO2) oder Sauerstoff (O2) . Anhand der Zusammensetzung des Abgases aus der Heizeinrichtung 230 kann auf ein Brennstoff- Luft-Verhältnis in einer Verbrennungskammer der Heizeinrichtung 230 geschlossen werden, wobei die Ventileinrichtung 228 auf der Grundlage eines erfassten, für die Verbrennung relevanten Stoffs entsprechend angesteuert wird. Somit erfolgt die Regelung des Volumenstroms oder Massenstroms in der Brennstoffleitung 224 zur Heizeinrichtung 230 auf der Grundlage der erfassten Messwerte des Abgassensors 244.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer erfin- dungsgemäßen Heizvorrichtung 300 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird bei der Beschreibung dieses Ausführungsbei- Spiels lediglich auf die Unterschiede zu dem alternativen Ausführungsbeispiel von Figur 2 eingegangen, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Fall sind in der Brennstoffleitung 324 in Strömungsrichtung des von dem Fahrzeugtank 318 geförderten Brennstoffs ein Druckminderventil 346, eine Heizeinheit 348, ein Temperatursensor 350 und die Ventileinrichtung 328 der Heizeinrichtung 330 vorgelagert. Dabei stellt das Druckminderventil 346 einen bestimmten Druck vor der Ventileinrichtung 328 ein. Die regelbare Heizeinheit 348 erwärmt den geförderten Brennstoff auf eine bestimmte Solltemperatur. Die tatsächlich vorliegende Temperatur des Brennstoffs wird von dem Temperatursensor 350 erfasst, wobei die Messwerte der Steuereinrichtung 332 zur Verfügung gestellt werden und durch die Steuereinrichtung 332 eine entsprechende Regelung der Heizleistung der Heizeinheit 348 vorgenommen wird, um eine Abweichung der tatsächlich vorliegenden Temperatur und der Solltemperatur möglichst gering zu halten. Alternativ ist auch möglich, die Temperatur über einen elektrischen Widerstand der Heizeinheit 348 zu bestimmen und somit keinen Temperatursensor 350 vorzusehen. Über ein Temperatur-Kennfeld und in Kenntnis des durch das Druckminderventil 346 vorgegebenen Drucks des Brennstoffs lässt sich somit der Brennstoffström, d.h. der Volumenstrom oder Massenstrom des Brennstoffs, durch Ansteuerung der
Ventileinrichtung 328 steuern/regeln, beispielsweise durch entsprechende Taktung eines die Ventileinrichtung 328 ausbildenden Magnetventi1s .
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 400 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederho- lungen wird bei der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiel lediglich auf die Unterschiede zum vorangehenden vierten Ausführungsbeispiel eingegangen, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Druckminderventil 346 durch einen Drucksensor 452 ersetzt. Der Drucksensor 452 misst dabei einen Druck des in der Brennstofflei- tung 424 vorliegenden Brennstoffs vor der Ventileinrichtung 428. Die regelbare Heizeinheit 448 erwärmt den Brennstoff auf eine bestimmte Solltemperatur, wobei diese Temperatur von dem Temperatursensor 450 erfasst wird. Über ein Druck- Temperatur-Kennfeld oder ein reines Druck-Kennfeld bei fest vorgegebener Temperatur durch die Heizeinheit 448 wird der Brennstoffström, das heißt der Volumenstrom oder Massen- ström des Brennstoffs, durch Ansteuerung der Ventileinrichtung 428 geregelt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste :
10' Heizvorrichtung 12 ' Verbrennungsmotor
14 ' VorlaufIeitung
16 ' Rücklaufleitung
18' Fahrzeugtank
20' Schwalltopf 22 ' Brennstofffδrderpumpe
24 ' Brennstoffleitung
26 ' weitere Brennstoffleitung
28' Hubkolben-Dosierpumpe
30' Heizeinrichtung 32' Steuereinrichtung
34 ' Steuerleitung
10 Heizvorrichtung
12 Verbrennungsmotor
14 Vorlaufleitung 16 Rücklaufleitung
18 Fahrzeugtank
20 Schwalltopf
22 Brennstoffförderpumpe
24 Brennstoffleitung 28 Dosier- und Fördereinrichtung
30 Heizeinrichtung 32 Steuereinrichtung 34 Steuerleitung
36 erste Kopplungsleitung 38 zweite Kopplungsieitung
40 dritte Kopplungsleitung 100 Heizvorrichtung 112 Verbrennungsmotor
114 Vorlaufleitung
116 Rücklaufleitung
118 Fahrzeugtank 120 Schwalltopf
122 Brennstoffförderpumpe
124 Brennstoffleitung
128 Ventileinrichtung
130 Heizeinrichtung 132 Steuereinrichtung
136 erste Kopplungsleitung
138 zweite Kopplungsleitung
140 dritte Kopplungsleitung
142 Volumenstrom- oder Massenstromsensor 200 Heizvorrichtung
212 Verbrennungsmotor
214 Vorlaufleitung
216 Rücklaufleitung
218 Fahrzeugtank 220 Schwalltopf
222 Brennstoffförderpumpe
224 Brennstoffleitung
228 Ventileinrichtung
230 Heizeinrichtung 232 Steuereinrichtung
236 erste Kopplungsleitung
238 zweite Kopplungsleitung
240 dritte Kopplungsleitung
244 Abgassensor 300 Heizvorrichtung
312 Verbrennungsmotor
314 Vorlaufleitung 316 Rücklaufleitung
318 Fahrzeugtank
320 Schwalltopf
322 Brennstoffförderpumpe 324 Brennstoffleitung
328 Ventileinrichtung
330 Heizeinrichtung
332 Steuereinrichtung
336 erste Kopplungsleitung 338 zweite Kopplungsleitung
340 dritte Kopplungsleitung
346 Druckminderventil
348 Heizeinheit
350 Temperatursensor 400 Heizvorrichtung
412 Verbrennungsmotor
414 Vorlaufleitung
416 Rücklaufleitung
418 Fahrzeugtank 420 Schwalltopf
422 Brennstoffförderpumpe
424 Brennstoffleitung
428 Ventileinrichtung
430 Heizeinrichtung 432 Steuereinrichtung
436 erste Kopplungsleitung
438 zweite Kopplungsleitung
440 dritte Kopplungsleitung
448 Heizeinheit 450 Temperatursensor
452 Drucksensor

Claims

ANSPRUCHE
1. Heizvorrichtung (10) für ein Fahrzeug, mit einer moto- runabhängig, mit Brennstoff betreibbaren Heizeinrichtung
(30) , die mit einem BrennstoffVersorgungssystem des Fahrzeugs derart koppelbar ist, dass die Heizeinrichtung (30) zumindest über eine Brennstoffförderpumpe (22) des BrennstoffVersorgungssystems mit einem Fahrzeugtank (18) verbun- den ist, und mit einer Dosier- und Fördereinrichtung (28) zur Zufuhr und Dosierung von Brennstoff zur Heizeinrichtung (30) , wobei die Dosier- und Fördereinrichtung (28) der Brennstoffförderpumpe (22) nachgelagert und der Heizeinrichtung (30) vorgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (32) vorgesehen ist, die geeignet ist, die Dosier- und Fördereinrichtung (28) bei abgeschalteter oder nicht fördernder Brennstoffförderpumpe (22) derart anzusteuern, dass sie Brennstoff über die Brennstoffförderpumpe (22) direkt aus dem Fahrzeugtank (18) zur Heiz- einrichtung (30) fördert und eine entsprechende Brennstoff- zufuhr dosiert.
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) geeignet ist, die Do- sier- und Fördereinrichtung (28) derart anzusteuern, dass sie in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung (30) bei abgeschalteter oder nicht fördernder Brennstoffförderpumpe (22) Brennstoff zur Heizeinrichtung (30) direkt aus dem Fahrzeugtank über die Brennstoffförderpumpe (22) fördert und die Brennstoffzufuhr dosiert.
3. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) geeignet ist, die Dosier- und Fördereinrichtung (28) derart anzusteuern, dass sie in einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung (30) bei laufender Brennstoffförderpumpe (22) die Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung (30) lediglich do- siert.
4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) geeignet ist, sowohl die Brennstoffförderpumpe (22) als auch die Dosier- und Fördereinrichtung (28) zumindest zur Brennstoffförderung zeitgleich zu betreiben, wenn die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und/oder der Heizeinrichtung (30) dies erfordern.
5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) geeignet ist, die Brennstoffförderpumpe (22) trotz vorliegendem Standheizbetrieb in vorbestimmten Zeitintervallen anzusteuern, um die Brennstoffförderpumpe (22) zumindest zeit- weise zu betrieben.
6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung geeignet ist, die Brennstoffförderpumpe (22) zur Brennstoffförderung anzusteuern, wenn die Ansteuerung der Dosier- und Fördereinrichtung (28) zur Brennstoffförderung zur Heizeinrichtung (30) oder die Brennstoffförderung zur Heizeinrich- tung (30) durch die Dosier- und Fördereinrichtung (28) fehlgeschlagen ist.
7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- durch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (30) mit dem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs über eine Brenn- stoffVorlaufleitung (14) eines Verbrennungsmotors (12) des Fahrzeugs und/oder eine Brennstoffrücklaufleitung (16) des Verbrennungsmotors (12) und/oder ein von Brennstoff durch- strömtes Bauteil an oder in dem Verbrennungsmotor (12) koppelbar ist.
8. Verfahren zur Steuerung/Regelung einer BrennstoffVersorgung einer motorunabhängig betreibbaren Heizeinrichtung (30) für ein Fahrzeug, wobei die Heizeinrichtung (30) mit einem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs derart koppelbar ist, dass die Heizeinrichtung (30) zumindest über eine Brennstoffförderpumpe (22) des BrennstoffVersorgungssystems mit einem Fahrzeugtank (18) verbunden ist, wobei eine Dosier- und Fördereinrichtung (28) zur Zufuhr und Dosierung von Brennstoff zur Heizeinrichtung (30) der Brennstoffförderpumpe (22) nachgelagert und der Heizeinrichtung (30) vorgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Fördereinrichtung (28) bei abgeschalteter oder nicht fördernder Brennstoffförderpumpe (22) Brennstoff über die Brennstoffförderpumpe (22) direkt aus dem Fahrzeugtank (18) zur Heizeinrichtung (30) fördert und eine entsprechende Brennstoffzufuhr dosiert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Fördereinrichtung (28) in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung (30) bei abgeschalteter o- der nicht fördernder Brennstoffförderpumpe (22) Brennstoff zur Heizeinrichtung (30) direkt aus dem Fahrzeugtank über die Brennstoffförderpumpe (22) fördert und die Brennstoffzufuhr dosiert.
10. Verfahren nach einem der Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosier- und Fördereinrichtung (28) in einem Zuheizbetrieb der Heizeinrichtung (30) bei laufender Brennstoffförderpumpe (22) die Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung (30) lediglich dosiert.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Brennstoffförderpumpe (22) als auch die Dosier- und Fördereinrichtung (28) zumindest zur Brennstoffförderung zeitgleich betrieben werden, wenn die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und/oder der Heizeinrichtung (30) dies erfordern.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffförderpumpe (22) trotz vorliegendem Standheizbetrieb zumindest zeitweise in vorbestimmten Zeitintervallen betrieben wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffförderpumpe (22) zur
Brennstoffförderung angesteuert wird, wenn die Ansteuerung der Dosier- und Fördereinrichtung (28) zur Brennstoffförderung zur Heizeinrichtung (30) oder die Brennstoffförderung zur Heizeinrichtung (30) durch die Dosier- und Förderein- richtung (28) fehlgeschlagen ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff für die Heizeinrichtung (30) von dem BrennstoffVersorgungssystem des Fahrzeugs über eine BrennstoffVorlaufleitung (14) eines Verbrennungsmotors (12) des Fahrzeugs und/oder eine Brennstoffrücklaufleitung (16) des Verbrennungsmotors (12) und/oder ein von Brennstoff durchströmtes Bauteil an oder in dem Verbrennungsmotor (12) entnommen wird.
15. Heizvorrichtung (10; 100; 200; 300; 400) für ein Fahrzeug, mit einer motorunabhängig, mit Brennstoff betreibbaren Heizeinrichtung (30; 130; 230; 330; 430), wobei die Heizeinrichtung mit einem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs derart koppelbar ist, dass die Heizeinrichtung zumindest über eine Brennstoffförderpumpe (22; 122; 222;
322; 422) des BrennstoffVersorgungssystems mit einem Fahrzeugtank (18; 118; 218; 318; 418) verbunden ist, wobei eine Ventileinrichtung (128; 228; 328; 428) zur Dosierung einer Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung der Brennstoffförder- pumpe nachgelagert und der Heizeinrichtung vorgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (32; 132; 232; 332; 432) vorgesehen ist, die geeignet ist, die Brennstoffförderpumpe zur Brennstoffförderung in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung derart anzusteuern, dass sie mit einer Leistungsaufnahme betrieben wird, die geringer als eine Leistungsaufnahme der in einem Zuheizbe- trieb der Heizeinrichtung betriebenen Brennstoffförderpumpe ist.
16. Heizvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (128; 228; 328; 428) ein taktendes Magnetventil oder ein motorbetriebenes Stellventil ist.
17. Heizvorrichtung (100) nach Anspruch 15 oder 16, da- durch gekennzeichnet, dass der Ventileinrichtung (128) ein Volumenstrom- und/oder Massenstromsensor (142) vorgelagert ist, über dessen Messwerte ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventileinrichtung (128) steuerbar/regelbar ist.
18. Heizvorrichtung (200) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinrichtung (228) und der Heizeinrichtung (230) ein Abgassensor (244) nachgelagert ist, über dessen Messwerte ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventileinrichtung (228) steuerbar/regelbar ist.
19. Heizvorrichtung (300; 400) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinrichtung (328; 428) ein Druckminderventil (346) oder ein Drucksensor (452) vorgelagert ist.
20. Heizvorrichtung (300; 400) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinheit (348) der Ventileinrichtung (328; 428) vorgelagert und dem Druckminderventil (346) oder dem Drucksensor (452) vor- oder nachgelagert ist.
21. Heizvorrichtung (300; 400) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (332; 432) geeignet ist, einen Brennstoffvolumenstrom durch die Ventileinrichtung (328; 428) basierend auf einer erfassten Temperatur und/oder einem erfassten Druck des Brennstoffs durch Ansteuerung der Ventileinrichtung (328; 428) zu steuern/regeln.
22. Verfahren zur Steuerung/Regelung einer Brennstoffver- sorgung einer motorunabhängig betreibbaren Heizeinrichtung
(30; 130; 230; 330; 430) für ein Fahrzeug, wobei die Heizeinrichtung mit einem Brennstoffversorgungssystem des Fahrzeugs derart koppelbar ist, dass die Heizeinrichtung zumindest über eine Brennstoffförderpumpe (22; 122; 222; 322; 422) des Brennstoffversorgungssystems mit einem Fahrzeugtank (18; 118; 218; 318; 418) verbunden ist, wobei eine Ventileinrichtung (128; 228; 328; 428) zur Dosierung einer Brennstoffzufuhr zur Heizeinrichtung der Brennstoffförderpumpe nachgelagert und der Heizeinrichtung vorgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffförderpumpe zur Brennstoffförderung in einem Standheizbetrieb der Heizeinrichtung derart angesteuert wird, dass sie mit einer Leistungsaufnahme betrieben wird, die geringer als eine Leistungsaufnahme der in einem Zuheizbetrieb der Heizeinrich- tung betriebenen Brennstoffförderpumpe ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (128; 228; 328; 428) in der Form eines taktenden Magnetventils oder eines motorbetriebenen Stellventils angesteuert wird.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventil- einrichtung (128) auf der Grundlage von Messwerten eines der Ventileinrichtung (128) vorgelagerten Volumenstrom- und/oder Massenstromsensors (142) gesteuert/geregelt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn- - zeichnet, dass ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventil- einrichtung (228) auf der Grundlage von Messwerten eines der Ventileinrichtung (228) und der Heizeinrichtung (230) nachgelagerten Abgassensors (244) gesteuert/geregelt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (328; 428) angesteuert wird, der ein Druckminderventil (346) oder ein Drucksensor (452) vorgelagert ist.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (328; 428) angesteuert wird, der eine dem Druckminderventil (346) oder dem Drucksensor (452) vor- oder nachgelagerte Heizeinheit (348; 448) vorgelagert ist .
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brennstoffvolumenstrom durch die Ventil- einrichtung (328; 428) basierend auf einer erfassten Temperatur und/oder einem erfassten Druck des Brennstoffs durch Ansteuerung der Heizeineinheit (348) gesteuert/geregelt wird.
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