EP1600692A2 - Method to operate a glow plug for a vehicle heating device - Google Patents

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EP1600692A2
EP1600692A2 EP05006645A EP05006645A EP1600692A2 EP 1600692 A2 EP1600692 A2 EP 1600692A2 EP 05006645 A EP05006645 A EP 05006645A EP 05006645 A EP05006645 A EP 05006645A EP 1600692 A2 EP1600692 A2 EP 1600692A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
interval
glühzündelements
heating power
power
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05006645A
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German (de)
French (fr)
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EP1600692A3 (en
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Wolfgang Pfister
Heiko Vogl
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Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by J Eberspaecher GmbH and Co KG filed Critical J Eberspaecher GmbH and Co KG
Publication of EP1600692A2 publication Critical patent/EP1600692A2/en
Publication of EP1600692A3 publication Critical patent/EP1600692A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F02P19/021—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs characterised by power delivery controls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/20—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/14—Vehicle heating, the heat being derived otherwise than from the propulsion plant

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a Glühzündelements a vehicle heater in a starting phase of the vehicle heater.
  • the duty cycle or the duty cycle of the Glühzündelement applied voltage can be varied, so that in principle the mean voltage and thus also the mean flowing current varies can be.
  • this object is achieved by a method for operating a Glühzündelements a vehicle heater in one Starting phase of the vehicle heater, in which method for the Glühzündelement a desired heating power is specified and the heating power of Glühzündelements is set so that they are in the range of Target heating power is, wherein for a first heating interval of the starting phase a lower desired heating power is given, as for a subsequent second heating interval.
  • the present invention is based on the recognition that, if for the starting phase takes place a regulation of the heating power and thus the actual heating power be brought as close to the desired heat output should, the heat output and thus generated in the Glühzündelement Heat is independent of the cold resistance of Glühzündelements.
  • This Cold resistance or the electrical conductivity of the Glühzündelements is subject to production due to a certain variation, at least assumed to be suitable for operation Glühzündiatan It can be that this variation has a certain tolerance variation range not to the desired actual cold resistance leaves.
  • a defined target heating power is so the influence of the actual cold resistance on the Glühzündelement eliminated generated heat.
  • the Glühzündelement heats up with the result that the electrical resistance of the same increases significantly and thus, the same permanent voltage provided, the heating power decreases.
  • the Heating power to be kept constant, it would mean that the Glühzündelement is operated with a heating power, which is the maximum possible heating power has a clear distance.
  • the heating power is set high, which, for example by applying a higher voltage or pulsed excitation Increasing the duty cycle when reaching a higher average voltage can take place, it is ensured that in the second heating interval, the desired heating capacity closer to the maximum possible heating power approaches or this corresponds to an extremely rapid warming can take place. All this happens with the added effect of that Heating behavior or the heat generated is independent of the actual Cold resistance, allowing for a variety of heaters or Glühzündettin a reproducible behavior with high accuracy in the starting phase can be obtained.
  • a lower Set heating power is given, as for the second heating interval.
  • the desired heating power for the first heating interval is specified such that one on the Glühzündelement flowing heating current a predetermined limit regardless of one does not exceed actual cold resistance of Glühzündelements, wherein the actual cold resistance of Glühzündelements in a tolerance variation range is a desired cold resistance. It is still for that reaching the target operating temperature as quickly as possible, if for the second heating interval, the desired heating power is set such that an upper limit temperature of Glühzündelements is not exceeded.
  • the desired heating power for the second heating interval and / or for the third heating interval is set such that the Temperature of Glühzündelements a set operating temperature approaches or / and remains within the range of the target operating temperature.
  • control can be provided that for at least one of the heating intervals, the desired heating power to a essentially constant value is set.
  • the desired heating power is set to changing values.
  • Fig. 1 is a vehicle heater, wherein the inventive Method can be implemented, generally designated 10 and Here, only with regard to the relevant for explaining the present invention Components described and illustrated.
  • the heater 10 includes a burner 12 having a combustion chamber 14.
  • a combustion chamber 14 In a bottom portion of this combustion chamber 14 is a porous evaporator medium 16, in which via a fuel delivery pum 18 liquid fuel is fed.
  • a combustion air blower 20 promotes the formation of an ignitable or combustible Mixture of required air into the combustion chamber 14. This mixture is by Brennstoffabdampfung from the porous evaporator medium 16th on the one hand and the combustion air supply on the other hand formed and by an engaging in the combustion chamber 14 and in interaction with the mixture can be brought Glühzündelement 22 ignited.
  • Both the Glühzündelement 22 and the two conveyors 18, 20 are under Control of a drive device 24, which controls the operation of this different system components to be controlled and which, of course, of sensor arrangements, not shown more information can be supplied.
  • the drive device 24 In connection with the Control of Glühzündelements 22 is the drive device 24, for example designed to excite this Glühzündelements 22nd to apply a pulsed voltage, wherein the duty cycle a mean voltage is defined that, also influenced by the electrical resistance of Glühzündelements 22, a corresponding Current flow induced. By the product of voltage and current the heating power can be determined.
  • a heating power is predetermined in a starting phase of the heating device 10 for the Glühzündelement 22.
  • the curve K 1 shows the temperature behavior of the Glühzündelements 22 in the event that an approximately constant heating power is applied over the entire starting phase.
  • the temperature rises in a time of 30 to 40 seconds to about 1100 ° C, which is approximately the desired operating temperature of Glühzündelements 22, which is required for ignition.
  • the Glühzündelement 22 is in the range of this temperature of 1100 ° C, the generation of the ignitable mixture is initiated, ie, fuel and combustion air are promoted.
  • the time required to produce the ignitable mixture lead time is significantly lower.
  • the start-up phase ie the phase lasting until the start of the combustion, is in the region of about 30 seconds, whereby external influences, such as eg. B. the ambient temperature, influencing variables.
  • a first desired heating power L 1 is set, which is selected so that the current flowing through the Glühzündelement 22 current can not exceed a certain limit.
  • the drive device 24 uses, for applying the required voltage to the Glühzündelement semiconductor switch elements that can conduct a certain allowable maximum current. This can be in the range of 10 to 12 A.
  • the three described above and in The figure recognizable heating intervals can also be separated from each other by short intermediate intervals, in which an adjustment of the heating power for example, in an intermediate stage. Also, that can first heating interval be preceded by another heating interval, in the for example, also in an intermediate, for example, a smaller one Target heating power is specified.
  • the three heating intervals with its essential Functionality serves to increase power in the initial phase of the starting phase avoid the second heating interval serving to lower the temperature of the Glühzündelements as quickly as possible in the direction of the desired operating temperature increase, and the third heating interval serves to increase the temperature of the To keep Glühzündelements in the range of the target operating temperature.

Abstract

To operate the glow plug in a vehicle heating system, on starting up the heating, the glow plug is set for working at a nominal heating power (L). During the initial heating interval (I1) of the start phase a lower nominal heating power (L1) is set than the power used in the following heating interval (I2). During the third interval (I3) of the start-up, a lower nominal power (L3) is used than in the second interval. The excitation of the glow plug finishes at the end of the third interval.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung.The present invention relates to a method for operating a Glühzündelements a vehicle heater in a starting phase of the vehicle heater.

Aus der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 103 30 086 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements bei einer Fahrzeugheizeinrichtung bekannt. Bei diesem Verfahren wird in der Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung für das Glühzündelement eine Soll-Heizleistung vorgegeben. Die Ist-Heizleistung wird beruhend auf dem über das Glühzündelement fließenden Strom und beruhend auf der an dem Glühzündelement anliegenden Spannung ermittelt und mit der Soll-Heizleistung verglichen. Liegt eine Abweichung vor, wird die Ist-Heizleistung nachgeführt, um diese möglichst nahe an der Soll-Heizleistung zu halten. Dazu kann beispielsweise bei impulsbreitenmodulierter Erregung bzw. Ansteuerung des Glühzündelements der Tastgrad bzw. das Tastverhältnis der an das Glühzündelement angelegten Spannung variiert werden, so dass im Prinzip die mittlere Spannung und somit auch der mittlere fließende Strom variiert werden können.From the post-published German patent application 103 30 086 is a Method for operating a Glühzündelements in a vehicle heater known. This procedure is used in the starting phase of the Vehicle heater for Glühzündelement a desired heat output specified. The actual heating power is based on the over the Glühzündelement flowing current and based on the Glühzündelement applied voltage and with the desired heat output compared. If there is a deviation, the actual heat output is tracked, to keep them as close as possible to the desired heating capacity. This can for example at pulse width modulated excitation or activation of the Glühzündelements the duty cycle or the duty cycle of the Glühzündelement applied voltage can be varied, so that in principle the mean voltage and thus also the mean flowing current varies can be.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung vorzusehen, mit welchem die zum Zünden erforderliche Betriebstemperatur des Glühzündelements schneller erreicht werden kann.It is the object of the present invention to provide a method of operation a Glühzündelements a vehicle heater in a startup phase to provide the vehicle heater, with which the required for ignition Operating temperature of Glühzündelements reached faster can be.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements einer Fahrzeugheizeinrichtung in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung, bei welchem Verfahren für das Glühzündelement eine Soll-Heizleistung vorgegeben wird und die Heizleistung des Glühzündelements derart eingestellt wird, dass sie im Bereich der Soll-Heizleistung liegt, wobei für ein erstes Heizintervall der Startphase eine geringere Soll-Heizleistung vorgegeben wird, als für ein darauf folgendes zweites Heizintervall.According to the invention, this object is achieved by a method for operating a Glühzündelements a vehicle heater in one Starting phase of the vehicle heater, in which method for the Glühzündelement a desired heating power is specified and the heating power of Glühzündelements is set so that they are in the range of Target heating power is, wherein for a first heating interval of the starting phase a lower desired heating power is given, as for a subsequent second heating interval.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass dann, wenn für die Startphase eine Regelung der Heizleistung stattfindet und somit die Ist-Heizleistung möglichst nahe an die Soll-Heizleistung herangebracht werden soll, die Heizleistung und somit die in dem Glühzündelement erzeugte Wärme unabhängig vom Kaltwiderstand des Glühzündelements ist. Dieser Kaltwiderstand bzw. das elektrische Leitungsverhalten des Glühzündelements unterliegt fertigungsbedingt einer gewissen Variation, wobei zumindest bei für den Betrieb korrekt einsetzbaren Glühzündelementen unterstellt werden kann, dass diese Variation einen gewissen Toleranz-Variationsbereich um den eigentlich gewünschten Soll-Kaltwiderstand nicht verlässt. Durch das Vorgeben einer definierten Soll-Heizleistung wird also der Einfluss des tatsächlichen Kaltwiderstands auf die im Glühzündelement erzeugte Wärme eliminiert. Dies nutzt die vorliegende Erfindung dadurch aus, dass sie zunächst im ersten Heizintervall eine geringere Soll-Heizleistung vorgibt, wodurch sichergestellt werden kann, dass der über das Glühzündelement fließende Heizstrom einen bestimmten insbesondere für die Ansteuerschaltung kritischen Wert nicht überschreiten kann, und zwar unabhängig vom tatsächlich vorhandenen Kaltwiderstand. In diesem ersten Heizintervall erwärmt sich jedoch das Glühzündelement mit der Folge, dass der elektrische Widerstand desselben deutlich ansteigt und somit, gleich bleibende Spannung vorausgesetzt, die Heizleistung abnimmt. Würde die Heizleistung konstant gehalten werden, so hätte dies zur Folge, dass das Glühzündelement mit einer Heizleistung betrieben wird, die zu der maximal möglichen Heizleistung einen deutlichen Abstand aufweist. Da jedoch nach dieser Phase, in welcher durch deutliches Ansteigen des elektrischen Widerstands entsprechend auch der Strom gesunken ist, erfindungsgemäß im zweiten Heizintervall die Heizleistung hoch gesetzt wird, was beispielsweise durch Anlegen einer höheren Spannung oder bei getakteter Erregung Erhöhen des Tastgrades mit Erreichen einer höheren mittleren Spannung erfolgen kann, wird dafür gesorgt, dass im zweiten Heizintervall die Soll-Heizleistung näher an die maximal mögliche Heizleistung heran rückt bzw. dieser entspricht, so dass eine außerordentlich schnelle Erwärmung stattfinden kann. All dies geschieht mit dem zusätzlichen Effekt, dass das Heizverhalten bzw. die erzeugte Wärme unabhängig ist vom tatsächlichen Kaltwiderstand, so dass für eine Vielzahl von Heizgeräten bzw. Glühzündelementen ein mit hoher Genauigkeit reproduzierbares Verhalten in der Startphase erlangt werden kann.The present invention is based on the recognition that, if for the starting phase takes place a regulation of the heating power and thus the actual heating power be brought as close to the desired heat output should, the heat output and thus generated in the Glühzündelement Heat is independent of the cold resistance of Glühzündelements. This Cold resistance or the electrical conductivity of the Glühzündelements is subject to production due to a certain variation, at least assumed to be suitable for operation Glühzündelementen It can be that this variation has a certain tolerance variation range not to the desired actual cold resistance leaves. By specifying a defined target heating power is so the influence of the actual cold resistance on the Glühzündelement eliminated generated heat. This utilizes the present invention thereby that they initially in the first heating interval, a lower target heating capacity pretending that can be ensured that the over the Glühzündelement flowing heating current a particular in particular for the Drive circuit can not exceed critical value, regardless from the actually existing cold resistance. In this first Heating interval, however, the Glühzündelement heats up with the result that the electrical resistance of the same increases significantly and thus, the same permanent voltage provided, the heating power decreases. Would the Heating power to be kept constant, it would mean that the Glühzündelement is operated with a heating power, which is the maximum possible heating power has a clear distance. However, since after this phase, in which by significant increase in the electric Resistance according to the current has fallen, according to the invention in the second heating interval, the heating power is set high, which, for example by applying a higher voltage or pulsed excitation Increasing the duty cycle when reaching a higher average voltage can take place, it is ensured that in the second heating interval, the desired heating capacity closer to the maximum possible heating power approaches or this corresponds to an extremely rapid warming can take place. All this happens with the added effect of that Heating behavior or the heat generated is independent of the actual Cold resistance, allowing for a variety of heaters or Glühzündelementen a reproducible behavior with high accuracy in the starting phase can be obtained.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt wird vorgeschlagen, dass für ein auf das zweite Heizintervall folgendes drittes Heizintervall eine geringere Soll-Heizleistung vorgegeben wird, als für das zweite Heizintervall. Durch das Senken der Soll-Heizleistung im dritten Heizintervall wird dafür gesorgt, dass die Temperatur des Glühzündelements nicht übermäßig ansteigt, sondern sich beispielsweise asymptotisch einer bestimmten Soll-Betriebstemperatur annähert.According to a further advantageous aspect, it is proposed that for a on the second heating interval following third heating interval a lower Set heating power is given, as for the second heating interval. By the Lowering the setpoint heating power in the third heating interval ensures that the temperature of Glühzündelements does not rise excessively, but For example, asymptotically a certain target operating temperature approaches.

Wie bereits vorangehend ausgeführt, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Soll-Heizleistung für das erste Heizintervall derart vorgegeben wird, dass ein über das Glühzündelement fließender Heizstrom einen vorbestimmten Grenzwert unabhängig von einem tatsächlichen Kaltwiderstand des Glühzündelements nicht übersteigt, wobei der tatsächliche Kaltwiderstand des Glühzündelements in einem Toleranz-Variationsbereich um einen Soll-Kaltwiderstand liegt. Weiterhin ist es für das möglichst rasche Erreichen der Soll-Betriebstemperatur vorteilhaft, wenn für das zweite Heizintervall die Soll-Heizleistung derart vorgegeben wird, dass eine obere Grenztemperatur des Glühzündelements nicht überschritten wird.As already stated above, in the inventive Provided that the desired heating power for the first heating interval is specified such that one on the Glühzündelement flowing heating current a predetermined limit regardless of one does not exceed actual cold resistance of Glühzündelements, wherein the actual cold resistance of Glühzündelements in a tolerance variation range is a desired cold resistance. It is still for that reaching the target operating temperature as quickly as possible, if for the second heating interval, the desired heating power is set such that an upper limit temperature of Glühzündelements is not exceeded.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt kann, wie vorangehend bereits ausgeführt, vorgesehen sein, dass die Soll-Heizleistung für das zweite Heizintervall oder/und für das dritte Heizintervall derart vorgegeben wird, dass die Temperatur des Glühzündelements sich einer Soll-Betriebstemperatur annähert oder/und im Bereich der Soll-Betriebstemperatur bleibt.According to a further advantageous aspect, as already stated above executed, be provided that the desired heating power for the second heating interval and / or for the third heating interval is set such that the Temperature of Glühzündelements a set operating temperature approaches or / and remains within the range of the target operating temperature.

Bei einer sehr einfach realisierbaren Ansteuerung kann vorgesehen sein, dass für wenigstens eines der Heizintervalle die Soll-Heizleistung auf einen im Wesentlichen konstanten Wert gesetzt wird.In a very easy to implement control can be provided that for at least one of the heating intervals, the desired heating power to a essentially constant value is set.

Um das Heizverhalten noch weiter zu optimieren, d. h. eine weiter verkürzte Startphase erlangen zu können, gleichwohl jedoch den gewünschten Effekt der hohen Reproduzierbarkeit beibehalten zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass für wenigstens eines der Heizintervalle die Soll-Heizleistung auf sich ändernde Werte gesetzt wird.To further optimize the heating behavior, d. H. a further shortened Starting phase to be able to gain, however, however, the desired effect being able to maintain the high reproducibility is further proposed that for at least one of the heating intervals, the desired heating power is set to changing values.

Am Ende bzw. nach dem dritten Heizintervall kann dann das Erregen des Glühzündelements beendet werden. In dieser Phase wird durch bereits zuvor erfolgte Brennstoff- und Verbrennungslufteinspeisung dann bereits ein zündfähiges Gemisch zur Verbrennung gebracht worden sein, so dass das weitergehende Erregen des Glühzündelements nicht erforderlich ist.At the end or after the third heating interval then the energizing of the Glühzündelements be terminated. At this stage will be through before followed by fuel and combustion air supply then already ignitable mixture has been brought to combustion, so that the further excitation of Glühzündelements is not required.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigt:

Fig. 1
eine Prinzipdarstellung einer Fahrzeugheizeinrichtung;
Fig. 2
ein Diagramm, das in Abhängigkeit von der Zeit einerseits die Entwicklung der Temperatur im Bereich eines Glühzündelements zeigt und andererseits die vorgegebene Soll-Heizleistung zeigt.
The present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1
a schematic diagram of a vehicle heater;
Fig. 2
a diagram showing, on the one hand, the development of the temperature in the region of a Glühzündelements as a function of time and on the other hand shows the predetermined target heating power.

In Fig. 1 ist eine Fahrzeugheizeinrichtung, bei welcher das erfindungsgemäße Verfahren implementiert werden kann, allgemein mit 10 bezeichnet und hier nur mit Hinblick auf die zum Erklären der vorliegenden Erfindung relevanten Komponenten beschrieben und dargestellt.In Fig. 1 is a vehicle heater, wherein the inventive Method can be implemented, generally designated 10 and Here, only with regard to the relevant for explaining the present invention Components described and illustrated.

Die Heizeinrichtung 10 umfasst einen Brenner 12 mit einer Brennkammer 14. In einem Bodenbereich dieser Brennkammer 14 ist ein poröses Verdampfermedium 16 angeordnet, in welches über eine Brennstoffförderpummpe 18 flüssiger Brennstoff eingespeist wird. Ein Verbrennungsluftgebläse 20 fördert die zur Bildung eines zündfähigen bzw. verbrennungsfähigen Gemisches erforderliche Luft in die Brennkammer 14. Dieses Gemisch wird durch Brennstoffabdampfung aus dem porösen Verdampfermedium 16 einerseits und die Verbrennungslufteinspeisung andererseits gebildet und durch ein in die Brennkammer 14 eingreifendes bzw. in Wechselwirkung mit dem Gemisch bringbares Glühzündelement 22 gezündet. Sowohl das Glühzündelement 22 als auch die beiden Fördereinrichtungen 18, 20 stehen unter Ansteuerung einer Ansteuervorrichtung 24, welche den Betrieb dieser verschiedenen anzusteuernden Systemkomponenten aufeinander abstimmt und welcher selbstverständlich von nicht dargestellten Sensoranordnungen weitere Informationen geliefert werden können. Im Zusammenhang mit der Ansteuerung des Glühzündelements 22 ist die Ansteuervorrichtung 24 beispielsweise dazu ausgebildet, zur Erregung dieses Glühzündelements 22 eine gepulste bzw. getaktete Spannung anzulegen, wobei durch das Tastverhältnis eine mittlere Spannung definiert ist, die, auch beeinflusst durch den elektrischen Widerstand des Glühzündelements 22, einen entsprechenden Stromfluss induziert. Durch das Produkt aus Spannung und Strom kann die Heizleistung bestimmt werden.The heater 10 includes a burner 12 having a combustion chamber 14. In a bottom portion of this combustion chamber 14 is a porous evaporator medium 16, in which via a fuel delivery pum 18 liquid fuel is fed. A combustion air blower 20 promotes the formation of an ignitable or combustible Mixture of required air into the combustion chamber 14. This mixture is by Brennstoffabdampfung from the porous evaporator medium 16th on the one hand and the combustion air supply on the other hand formed and by an engaging in the combustion chamber 14 and in interaction with the mixture can be brought Glühzündelement 22 ignited. Both the Glühzündelement 22 and the two conveyors 18, 20 are under Control of a drive device 24, which controls the operation of this different system components to be controlled and which, of course, of sensor arrangements, not shown more information can be supplied. In connection with the Control of Glühzündelements 22 is the drive device 24, for example designed to excite this Glühzündelements 22nd to apply a pulsed voltage, wherein the duty cycle a mean voltage is defined that, also influenced by the electrical resistance of Glühzündelements 22, a corresponding Current flow induced. By the product of voltage and current the heating power can be determined.

Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird in einer Startphase der Heizeinrichtung 10 für das Glühzündelement 22 eine Heizleistung vorgegeben. Es sei hierzu zunächst im Diagramm der Fig. 2 auf die Kurve K1 verwiesen, die das Temperaturverhalten des Glühzündelements 22 für den Fall zeigt, dass über die gesamte Startphase hinweg eine näherungsweise konstante Heizleistung angelegt wird. Die Temperatur steigt in einer Zeit von 30 bis 40 Sekunden auf etwa 1100°C an, was näherungsweise auch die gewünschte Betriebstemperatur des Glühzündelements 22 ist, die zum Zünden erforderlich ist. Das heißt, dass dann, wenn angenommen werden kann, dass das Glühzündelement 22 im Bereich dieser Temperatur von 1100°C ist, die Erzeugung des zündfähigen Gemisches eingeleitet wird, d. h. Brennstoff und Verbrennungsluft gefördert werden. Hier kann bereits mit einem gewissen Vorlauf gearbeitet werden, da unterstellt werden kann, dass auch eine bestimmte Zeit erforderlich ist, um in der Brennkammer 14 Brennstoffdampf bereitzustellen. Bei Einsatz eines Zerstäuberbrenners ist die zur Erzeugung des zündfähigen Gemisches erforderliche Vorlaufzeit deutlich geringer. Man erkennt also anhand der Kurve K1, dass bei Vorgabe einer im Wesentlichen konstanten Heizleistung nach etwa 30 bis 40 Sekunden Heizdauer die erforderliche Temperatur vorliegt und somit die Verbrennung gestartet werden kann. Das heißt, dass die Startphase, also die bis zum Starten der Verbrennung dauernde Phase, im Bereich von etwa 30 Sekunden liegt, wobei hier auch äußere Einflüsse, wie z. B. die Umgebungstemperatur, beeinflussende Größen sind.In the procedure according to the invention, a heating power is predetermined in a starting phase of the heating device 10 for the Glühzündelement 22. For this purpose, reference is firstly made in the diagram of FIG. 2 to the curve K 1 , which shows the temperature behavior of the Glühzündelements 22 in the event that an approximately constant heating power is applied over the entire starting phase. The temperature rises in a time of 30 to 40 seconds to about 1100 ° C, which is approximately the desired operating temperature of Glühzündelements 22, which is required for ignition. That is, if it can be assumed that the Glühzündelement 22 is in the range of this temperature of 1100 ° C, the generation of the ignitable mixture is initiated, ie, fuel and combustion air are promoted. Here it is already possible to work with a certain flow, since it can be assumed that a certain time is required to provide fuel vapor in the combustion chamber 14. When using a Zerstäuberbrenners the time required to produce the ignitable mixture lead time is significantly lower. Thus, it can be seen from the curve K 1 that, given a substantially constant heating power, after about 30 to 40 seconds of heating time, the required temperature is present and thus the combustion can be started. This means that the start-up phase, ie the phase lasting until the start of the combustion, is in the region of about 30 seconds, whereby external influences, such as eg. B. the ambient temperature, influencing variables.

Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird in der Startphase keine konstante Heizleistung vorgegeben, sondern diese wird variiert. So wird in einem ersten Heizintervall I1 ab dem Beginn der Startphase zum Zeitpunkt Null eine erste Soll-Heizleistung L1 vorgegeben, die so gewählt ist, dass der dabei über das Glühzündelement 22 fließende Strom einen bestimmten Grenzwert nicht überschreiten kann. Hier ist zu berücksichtigen, dass die Ansteuervorrichtung 24 zum Anlegen der erforderlichen Spannung an das Glühzündelement Halbleiterschalterelemente nutzt, die einen gewissen zulässigen maximalen Strom leiten können. Dieser kann im Bereich von 10 bis 12 A liegen. Da im ersten Heizintervall l1 das Glühzündelement 22 vergleichsweise kalt sein wird und insofern einen vergleichsweise geringen elektrischen Widerstand aufweisen wird, könnte das Anfordern einer zu großen Heizleistung hier einen zu großen Stromfluss und möglicherweise eine Beschädigung im Bereich der Ansteuervorrichtung 24 zur Folge haben oder dort Sicherheitsmaßnahmen auslösen, die das zwangsweise Abschalten zum Vermeiden eines übermäßig hohen Stromflusses nach sich ziehen.In the procedure according to the invention no constant heating power is given in the starting phase, but this is varied. Thus, in a first heating interval I 1 from the beginning of the starting phase at time zero, a first desired heating power L 1 is set, which is selected so that the current flowing through the Glühzündelement 22 current can not exceed a certain limit. It should be noted here that the drive device 24 uses, for applying the required voltage to the Glühzündelement semiconductor switch elements that can conduct a certain allowable maximum current. This can be in the range of 10 to 12 A. Since the Glühzündelement 22 will be comparatively cold in the first heating interval l 1 and thus will have a comparatively low electrical resistance, requesting too high a heating power here could lead to excessive current flow and possibly damage in the area of the control device 24 or safety measures there trigger the forced shutdown to avoid an excessively high current flow.

Am Ende dieses ersten Heizintervalls I1, also zum Zeitpunkt t1, wird jedoch die Temperatur des Glühzündelements 22 bereits deutlich angestiegen sein. At the end of this first heating interval I 1 , that is, at time t 1 , however, the temperature of Glühzündelements 22 is already increased significantly.

Man erkennt in der Fig. 2, dass am Ende des ersten Heizintervalls I1 die Temperatur bereits im Bereich von etwa 200°C liegt. Eine derart hohe Temperatur führt bereits zu einem deutlichen Anstieg des elektrischen Widerstands des Glühzündelements 22 mit der Folge, dass bei zunächst gleich gehaltener Spannung die Heizleistung abnehmen würde. Erfindungsgemäß wird dem dadurch Rechnung getragen, dass in einem auf den Zeitpunkt t1 folgenden zweiten Heizintervall I1 die Heizleistung auf einen zweiten Soll-Wert L2 gesetzt wird. Dieser ist deutlich höher als der für das erste Heizintervall I1 gegebene Soll-Wert L1 und berücksichtigt nunmehr, dass aufgrund des deutlich angestiegenen elektrischen Widerstands des Glühzündelements 22 auch bei größeren Heizleistungen, insbesondere also auch bei höheren anliegenden Spannungen oder höherem Tastverhältnis, definiert durch den Quotienten der An-Phasen und der Aus-Phasen, ein überhoher Stromfluss nicht mehr auftreten wird. Die Folge der Erhöhung der Soll-Heizleistung ist ein entsprechend deutlich schnellerer Anstieg der Temperatur des Glühzündelements, was aus der Kurve K3 hervorgeht. Bereits am Ende des vergleichsweise kurzen zweiten Heizintervalls I2 liegt die Temperatur des Glühzündelements im Bereich seiner Soll-Betriebstemperatur von etwa 1100°C.It can be seen in FIG. 2 that at the end of the first heating interval I 1 the temperature is already in the region of approximately 200 ° C. Such a high temperature already leads to a significant increase in the electrical resistance of Glühzündelements 22, with the result that at first held the same voltage, the heating power would decrease. According to the invention, this is taken into account by setting the heating power to a second desired value L 2 in a second heating interval I 1 following the time t 1 . This is significantly higher than the given for the first heating interval I 1 target value L 1 and now considers that due to the significant increase in electrical resistance of Glühzündelements 22 even at higher heat outputs, especially at higher applied voltages or higher duty ratio, defined by the quotients of the on-phases and the off-phases, an excessive current flow will no longer occur. The consequence of increasing the desired heating power is a correspondingly much faster rise in the temperature of the Glühzündelements, which is apparent from the curve K 3 . Already at the end of the comparatively short second heating interval I 2 , the temperature of Glühzündelements is in the range of its desired operating temperature of about 1100 ° C.

Da eine weitere Erregung des Glühzündelements 22 mit dieser vergleichsweise hohen Heizleistung L2 zu einer übermäßigen Erhitzung des Glühzündelements führen würde, wird zum Zeitpunkt t2, also am Ende des zweiten Heizintervalls I2 die Heizleistung wieder gesenkt, und zwar auf einen dritten Sollwert L3. Dieser Sollwert L3 ist so vorgegeben, dass er im Wesentlichen einen stationären Temperaturzustand beibehalten kann, d. h. das Glühzündelement 22 auch unter Berücksichtigung der Tatsache, dass nunmehr in der Brennkammer 14 ein Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoffdampf vorhanden sein wird, näherungsweise im Bereich seiner Soll-Betriebstemperatur bleibt und somit das möglichst rasche Zünden dieses Gemisches sicherstellen kann.Since a further excitation of Glühzündelements 22 with this comparatively high heat output L 2 would lead to excessive heating of Glühzündelements, at time t 2 , ie at the end of the second heating interval I 2, the heating power is lowered again, namely to a third setpoint L 3rd , This desired value L 3 is predetermined so that it can essentially maintain a stationary temperature state, ie the Glühzündelement 22 also taking into account the fact that now in the combustion chamber 14, a mixture of combustion air and fuel vapor will be present, approximately in the range of its Soll- Operating temperature remains and thus ensure the fastest possible ignition of this mixture.

Man erkennt in Fig. 2, dass durch Übergang zu der anhand der Kurve K2 erkennbaren gestuften Soll-Heizleistungsvorgabe die zum Zünden erforderlichen Temperaturbedingungen bereits nach etwa der Hälfte bis zu einem Drittel der Zeit erreicht wird, die bei konstanter Heizleistung erforderlich war. Im dargestellten Falle bedeutet dies, dass bereits nach ca. 15 bis 20 Sekunden die Zündung erfolgen kann, so dass zu einem Zeitpunkt t3 das dritte Heizintervall I3 beendet werden kann und die Erregung des Glühzündelements 22 eingestellt werden kann, da dann auch unter ungünstigen Außenumgebungsbedingungen unterstellt werden kann, dass die Zündung erfolgt ist. Selbstverständlich kann hier auch so vorgegangen werden, dass durch einen Flammfühler oder dergleichen erfasst wird, ob bzw. wann die Zündung erfolgt ist und in Reaktion auf diese Erfassung dann das dritte Heizintervall beendet wird.It can be seen in FIG. 2 that by transition to the graded nominal heating power requirement that can be identified by means of curve K 2 , the temperature conditions required for ignition are already reached after about half to one third of the time required for constant heating power. In the case shown, this means that after about 15 to 20 seconds, the ignition can take place, so that at a time t 3, the third heating interval I 3 can be stopped and the excitation of Glühzündelements 22 can be adjusted, as then unfavorable Outside ambient conditions can be assumed that the ignition has occurred. Of course, it is also possible to proceed here so that it is detected by a flame sensor or the like, whether or when the ignition has taken place and then in response to this detection, the third heating interval is terminated.

Durch die erfindungsgemäße Anpassung der Heizleistung im Verlauf des Startvorgangs wird eine äußerst kurze Startphase erlangt, wobei diese kurze Startphase reproduzierbar ist unabhängig vom tatsächlichen Kaltwiderstand, also von den beim Glühzündelement 22 vorhandenen Fertigungstoleranzen. Es besteht nicht die Gefahr, dass insbesondere bei denjenigen Glühzündelementen 22, die fertigungsbedingt mit vergleichsweise geringem Kaltwiderstand bereitgestellt werden, ein übermäßig hoher Strom fließt, solange diese noch kalt sind. Weiterhin ist es selbstverständlich, dass diese Vorgehensweise bei verschiedensten Arten von Brennern eingesetzt werden kann. Selbstverständlich können neben den vorangehend beschriebenen Verdampferbrennern mit Bodenverdampfung auch andersartig gestaltete Verdampferbrenner oder Zerstäuberbrenner zum Einsatz gebracht werden.Due to the inventive adaptation of the heating power in the course of Startup is achieved a very short startup phase, this short Starting phase is reproducible regardless of the actual cold resistance, that is, from the existing at Glühzündelement 22 manufacturing tolerances. There is no danger that, especially in those Glühzündelementen 22, the production-related with relatively low cold resistance be provided, an excessively high current flows, as long as these are still cold. Furthermore, it goes without saying that this procedure can be used in a variety of types of burners. Of course, in addition to the above-described evaporator burners with bottom evaporation also differently shaped evaporator burner or atomizer burners are used.

Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann, wie in Fig. 2 anhand der Kurve K2 zwar erkenbar, für die verschiedenen Heizintervalle jeweils eine konstante Soll-Heizleistung vorgegeben werden, was beispielsweise für das Heizintervall l1 bedeutet, dass aufgrund des ansteigenden Widerstands zum Konstanthalten der Heizleistung die Spannung oder die mittlere Spannung erhöht werden muss, um das Absinken des Stroms kompensieren zu können. Selbstverständlich ist es auch möglich, in den einzelnen oder einem Teil der Heizintervalle eine Variation der Soll-Heizleistung vorzusehen. So könnte beispielsweise im ersten Heizintervall I1 eine ansteigende Soll-Heizleistung vorgegeben werden, so dass das Absinken des Stroms bei ansteigendem elektrischen Widerstand noch schneller kompensiert werden kann. Selbiges gilt selbstverständlich auch für das zweite Heizintervall I2, wobei in diesem zweiten Heizintervall I2 im Übergang zum dritten Heizintervall I3 eine nicht stufenartige, sondern entsprechend allmählich sinkende Heizleistung vorgegeben werden kann.In the procedure according to the invention, as shown in FIG. 2 by the curve K 2, it is possible to specify a constant setpoint heating output for the different heating intervals, which means, for example, for the heating interval l 1 , that due to the rising resistance to keep the heating power constant the voltage or the average voltage must be increased in order to compensate for the decrease of the current can. Of course, it is also possible to provide a variation of the desired heating power in the individual or part of the heating intervals. Thus, for example, in the first heating interval I 1, an increasing nominal heating power may be predetermined, so that the decrease in the current can be compensated for even faster with increasing electrical resistance. The same of course also applies to the second heating interval I 2 , wherein in this second heating interval I 2 in the transition to the third heating interval I 3, a non-step-like but correspondingly gradually decreasing heating power can be preset.

Es ist selbstverständlich, dass die drei vorangehend beschriebenen und in der Figur erkennbaren Heizintervalle auch voneinander getrennt sein können durch kurze Zwischenintervalle, in welchen eine Anpassung der Heizleistung in einer Zwischenstufe beispielsweise stattfinden kann. Auch kann dem ersten Heizintervall ein weiteres Heizintervall vorgeschaltet sein, in dem beispielsweise ebenfalls in einer Zwischenstufe eine beispielsweise kleinere Soll-Heizleistung vorgegeben wird. Von Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung jedoch, dass die drei Heizintervalle mit ihrer wesentlichen Funktionalität bereitgestellt werden können, wobei das erste Heizintervall dazu dient, in der Anfangsphase der Startphase eine Stromüberhöhung zu vermeiden, das zweite Heizintervall dazu dient, die Temperatur des Glühzündelements möglichst schnell in Richtung der Soll-Betriebstemperatur zu erhöhen, und das dritte Heizintervall dazu dient, die Temperatur des Glühzündelements im Bereich der Soll-Betriebstemperatur zu halten.It goes without saying that the three described above and in The figure recognizable heating intervals can also be separated from each other by short intermediate intervals, in which an adjustment of the heating power for example, in an intermediate stage. Also, that can first heating interval be preceded by another heating interval, in the for example, also in an intermediate, for example, a smaller one Target heating power is specified. Of importance for the present Invention, however, that the three heating intervals with its essential Functionality can be provided, with the first heating interval this serves to increase power in the initial phase of the starting phase avoid the second heating interval serving to lower the temperature of the Glühzündelements as quickly as possible in the direction of the desired operating temperature increase, and the third heating interval serves to increase the temperature of the To keep Glühzündelements in the range of the target operating temperature.

Claims (8)

Verfahren zum Betreiben eines Glühzündelements (22) einer Fahrzeugheizeinrichtung (10) in einer Startphase der Fahrzeugheizeinrichtung (10), bei welchem Verfahren für das Glühzündelement (22) eine Soll-Heizleistung (L) vorgegeben wird und die Heizleistung des Glühzündelements (22) derart eingestellt wird, dass sie im Bereich der Soll-Heizleistung (L) liegt, wobei für ein erstes Heizintervall (I1) der Startphase eine geringere Soll-Heizleistung (L1) vorgegeben wird, als für ein darauf folgendes zweites Heizintervall (I2).Method for operating a Glühzündelements (22) of a vehicle heating device (10) in a starting phase of the vehicle heater (10), in which method for the Glühzündelement (22) a desired heat output (L) is set and the heating power of the Glühzündelements (22) adjusted is that it is in the range of the desired heating power (L), wherein for a first heating interval (I 1 ) of the start phase, a lower target heating power (L 1 ) is specified, as for a subsequent second heating interval (I 2 ). Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass für ein auf das zweite Heizintervall (I2) folgendes drittes Heizintervall (I3) eine geringere Soll-Heizleistung (L3) vorgegeben wird, als für das zweite Heizintervall (I2).Method according to claim 1,
characterized in that for a second heating interval (I 2 ) following the third heating interval (I 3 ) a lower setpoint heating power (L 3 ) is specified, as for the second heating interval (I 2 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Heizleistung (L1) für das erste Heizintervall (I) derart vorgegeben wird, dass ein über das Glühzündelement (22) fließender Heizstrom einen vorbestimmten Grenzwert unabhängig von einem tatsächlichen Kaltwiderstand des Glühzündelements (22) nicht übersteigt, wobei der tatsächliche Kaltwiderstand des Glühzündelements (22) in einem Toleranz-Variationsbereich um einen Soll-Kaltwiderstand liegt.Method according to claim 1 or 2,
characterized in that the desired heating power (L 1 ) for the first heating interval (I) is set such that a heating current flowing through the Glühzündelement (22) does not exceed a predetermined limit regardless of an actual cold resistance of the Glühzündelements (22) the actual cold resistance of Glühzündelements (22) is in a tolerance range of variation around a desired cold resistance. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass für das zweite Heizintervall (I2) die Soll-Heizleistung (L2) derart vorgegeben wird, dass eine obere Grenztemperatur des Glühzündelements (22) nicht überschritten wird.Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that for the second heating interval (I 2 ) the desired heating power (L 2 ) is set such that an upper limit temperature of Glühzündelements (22) is not exceeded. Verfahren nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 3, sofern dieser auf Anspruch 2 rückbezogen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Heizleistung (L2, L3) für das zweite Heizintervall (I2) oder/und für das dritte Heizintervall (I3) derart vorgegeben wird, dass die Temperatur des Glühzündelements (22) sich einer Soll-Betriebstemperatur annähert oder/und im Bereich der Soll-Betriebstemperatur bleibt.A method according to claim 2 or claim 3 when dependent on claim 2,
characterized in that the desired heating power (L 2 , L 3 ) for the second heating interval (I 2 ) and / or for the third heating interval (I 3 ) is predetermined such that the temperature of Glühzündelements (22) is a target Operating temperature is approaching or / and remains in the range of the target operating temperature. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens eines der Heizintervalle (I1,I2,I3) die Soll-Heizleistung (L) auf einen im Wesentlichen konstanten Wert gesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 5,
characterized in that for at least one of the heating intervals (I 1 , I 2 , I 3 ), the desired heating power (L) is set to a substantially constant value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens eines der Heizintervalle (I1, I2, 13) die Soll-Heizleistung (L) auf sich ändernde Werte gesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 6,
characterized in that for at least one of the heating intervals (I 1 , I 2 , 1 3 ), the desired heating power (L) is set to changing values. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 7, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem dritten Heizintervall (I3) das Erregen des Glühzündelements (22) beendet wird.A method according to claim 2 or any of claims 3 to 7, when dependent on claim 2,
characterized in that after the third heating interval (I 3 ) the energization of Glühzündelements (22) is terminated.
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