DE20122624U1

DE20122624U1 - Anordnung zum Betreiben einer Zusatzheizung

Info

Publication number: DE20122624U1
Application number: DE2001222624
Authority: DE
Original assignee: IQ Battery Research and Development GmbH
Current assignee: IQ Battery Research and Development GmbH
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2011-01-30

Abstract

Anordnung zum Betreiben einer Zusatzheizvorrichtung (2) zum Beheizen einer Fahrgastzelle (1) in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (4) und einer Starterbatterie (3), wobei eine Steuervorrichtung (8) vorgesehen ist, die die Zusatzheizvorrichtung (2) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß
– eine Batterieheizvorrichtung (6) vorgesehen ist, die in Wärmekontakt mit der Starterbatterie (3) ist, und
– eine Steuervorrichtung (8) vorgesehen ist, die die Zusatzheizvorrichtung (2) erst dann einschaltet, wenn die Starterbatterie (3) mittels der Batterieheizvorrichtung (6) auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betreiben einer Zusatzheizvorrichtung in Fahrzeugen.
Aus dem Stand der Technik, wie z. B. aus der US 5994669 , ist bekannt, in Fahrzeugen, wie z. B. Personenkraftwagen, Zusatzheizvorrichtungen zum Vorwärmen der Fahrgastzelle einzusetzen. Derartige Heizeinrichtungen werden mit flüssigem Brennstoff betrieben und benötigen Elektroenergie. Diese Elektroenergie wird aus der Starterbatterie des Fahrzeugs entnommen.
Damit der Fahrzeugführer in ein vorgewärmtes Fahrzeug einsteigen kann, muß die Zusatzheizvorrichtungen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt und für eine vorbestimmte Dauer, z. B. eine Stunde vor Fahrtantritt, eingeschaltet werden. Dazu sind zeitprogrammierbare Steuereinrichtungen vorzusehen, welche die Zusatzheizvorrichtung zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einschalten. Eine andere Möglichkeit ist eine funkferngesteuerte Einschaltung der Zusatzheizvorrichtung.
Die Zusatzheizvorrichtung wird naturgemäß bei niedrigen Außentemperaturen eingeschaltet und entzieht beim Heizvorgang einer Blei-Säure-Batterie, die in Personenkraftwagen als Starterbatterie Anwendung finden, Energie, die für das Anlassen der Brennkraftmaschine benötigt wird. Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, das insbesondere Blei-Säure-Batterien bei Temperaturen unter 0 Grad Celsius eine wesentlich geringere Kapazität aufweisen als in einem Temperaturbereich von 15 bis 25 Grad Celsius.
Bei einer einstündigen Vorwärmung des Fahrzeugs mittels der Zusatzheizvorrichtung kann u. U. die Blei-Säure-Batterie so weit entladen sein, daß ein anschließender Start der Brennkraftmaschine nicht mehr möglich ist. Ferner kommt hinzu, daß durch die sogenannten Tiefentladungen, die bei längeren Startversuchen auftreten können, die Batterielebensdauer erheblich verkürzt wird.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, kann eine weitere Stromquelle Anwendung finden, die ausschließlich für den Betrieb der Zusatzheizvorrichtung vorgesehen ist. Falls die Stromquelle eine Akkumulatorbatterie ist, kann diese durch die Lichtmaschine des Fahrzeugs während der Fahrt aufgeladen werden. Der Nachteil dieser Lösung ist der Umstand, daß eine zweite Batterie benötigt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die Versorgung der Zusatzheizvorrichtung mit Elektroenergie auf einem ausreichenden Niveau zu halten und gleichzeitig den Ladezustand der Starterbatterie auf einem für ein sicheres Starten erforderliche Niveau zu halten.
Die Aufgabe wird mit einer Anordnung nach Anspruch 1 gelöst.
Nach Anspruch 1 geht die Anordnung zum Betreiben einer Zusatzheizvorrichtung davon aus, daß ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine eine Starterbatterie aufweist, die für den Betrieb der mit flüssigem Brennstoff betriebenen Zusatzheizvorrichtung die elektrische Energie liefert. Weiterhin ist eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die die Zusatzheizvorrichtung 1 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt tZ einschaltet, d. h. der Fahrer kann in Abhängigkeit von der zu erwartenden Außentemperatur festlegen, daß das Fahrzeug eine Stunde vor einer geplanten Abfahrt beheizt werden soll. Diese Einstellung wird in der Regel am Abend des vorhergehenden Tages vorgenommen. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche die Zusatzheizvorrichtung erst dann einschaltet, wenn die Starterbatterie eine vorbestimmte Temperatur aufweist. Dazu ist eine Temperaturbestimmungs- und Regelvorrichtung und eine Heizvorrichtung für die Starterbatterie vorgesehen, wobei die Heizvorrichtung als Widerstandsheizung ausgebildet ist und durch die Starterbatterie gespeist sein kann. Die Temperaturbe stimmungs- und Regelvorrichtung weist eine Schaltung auf, in der die Vorlaufzeiten, d. h. die Zeit zwischen dem Einschalten der Heizvorrichtung für die Starterbatterie und dem Einschalten der Zusatzheizvorrichtung gespeichert sind.
Der Grundgedanke der Erfindung nach Anspruch 1 besteht demnach darin, die Temperatur der Starterbatterie laufend oder ab einem vorbestimmten Zeitpunkt zu messen und dann in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur die Batterieheizvorrichtung für die Starterbatterie zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einzuschalten. Dieser Zeitpunkt ist so bestimmt, daß die Starterbatterie zum vorgegebenen Beginn der Beheizung der Fahrgastzelle über ein ausreichendes Energieabgabevermögen verfügt, so daß sowohl der sichere Betrieb der Zusatzheizvorrichtung als auch ein sicherer Start der Brennkraftmaschine möglich ist und eine schädliche Überbelastung der Starterbatterie durch Tiefentladung vermieden wird.
Der Gegenstand nach Anspruch 2 unterscheidet sich vom Gegenstand der Erfindung nach Anspruch 1 darin, daß die Zusatzheizvorrichtung mittels einer Fernsteuerung, insbesondere einer Funkfernsteuerung eingeschaltet wird. Wenn der Fahrer z. B. festlegt, daß er zu einem bestimmten Zeit in ein vorgewärmtes Fahrzeug einsteigen möchte, dann wird dieser Zeitpunkt mittels der Fernsteuerung zum Fahrzeug übertragen, in welchem dem Fachmann bekannte Vorrichtungen und Schaltungen vorgesehen sind, welche die Batterieheizung und die Zusatzheizvorrichtung einschalten. Die weiteren Funktionen sind analog zum Gegenstand nach Anspruch 1.
Nach Anspruch 3 bildet die Batterieheizvorrichtung mit der Starterbatterie eine integrale Einheit, wodurch der Wirkungsgrad der Batterieheizvorrichtung verbessert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels und einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt einen Prinzipschaltplan der Erfindung.
Die 1 zeigt eine Fahrgastzelle 1 eines Personenkraftwagens mit einer batteriegespeisten Brennstoff-Zusatzheizvorrichtung 2, die mit einer Starterbatterie 3 verbunden ist. Eine Brennkraftmaschine 4 ist mit einer Lichtmaschine 9 und einem Anlasser 5 verbunden, der von der Starterbatterie 3 gespeist wird. Die Starterbatterie 3 weist eine integral mit der Starterbatterie 3 verbundene Batterieheizeinrichtung 6 als Widerstandsheizung auf, die von der Starterbatterie 3 gespeist wird. Eine integrierte Batterie-Steuervorrichtung 7 steuert den Zeitpunkt des Einschaltens der Batterieheizeinrichtung 6, und eine Steuervorrichtung 8 steuert den Zeitpunkt des Einschaltens der Zusatzheizvorrichtung 2. Der Zeitpunkt des Einschaltens der Batterieheizvorrichtung 6 wird über eine Temperaturregelung in Abhängigkeit von der Batterietemperatur veranlaßt. Dem Fachmann ist geläufig, solche Temperaturregelungen in Verbindung mit den dazu erforderlichen Sensoren aufzubauen.
Nachfolgend soll die Funktion der Erfindung näher erläutert werden:
Mit dem Fahrzeug soll 7.00 Uhr morgens gestartet werden. Der Fahrer rechnet mit starkem Nachtfrost und schätzt ein, daß die Fahrgastzelle eine halbe Stunde vor Abfahrt beheizt werden muß, um eine vom Fahrer gewünschte Temperatur anzunehmen. Der Fahrzeugführer programmiert die Steuervorrichtung 8 auf 6.30 Uhr. Die Batterietemperatur wird eine vorbestimmte Zeitspanne, z. B. 3 Stunden vor dem programmierten Start der Zusatzheizvorrichtung gemessen. Mittels der Steuervorrichtung 8 wird ermittelt, wann die Batterieheizvorrichtung 6 der Starterbatterie 3 eingeschaltet werden muß, damit die Starterbatterie 3 eine ausreichende Kapazität aufweist, um den Betrieb der Zusatzheizvorrichtung 2 und einen sicheren Start der Brennkraftmaschine 4 zu gewährleisten. Bei einer Batterietemperatur von – 30 Grad errechnet die Steuervorrichtung 8, daß die Batterieheizvorrichtung 6 um 4.00 Uhr einzuschalten ist, damit die Batterie zum Zeitpunkt des Einschaltens der Zusatzheizvorrichtung eine Temperatur von wenigstens – 5 Grad aufweist. Nach einer Stunde kann erneut die Temperatur der Starterbatterie gemessen und ermittelt werden, ob der Erwärmungsvorgang wie vorgesehen abläuft. Falls die Starterbatterie zum vorgesehenen Einschaltzeitpunkt der Zusatzheizvorrichtung noch nicht die erforderliche Temperatur aufweist, wird die Zusatzheizvorrichtung 2 nicht eingeschaltet und so lange gewartet, bis die erforderliche Temperatur erreicht wird. Dadurch wird es möglich, daß die Zusatzheizvor richtung z. B. erst 6.50 Uhr eingeschaltet wird. Falls die erforderliche Batterietemperatur bis zum 7.00, d. h. bis zum Start des Motors nicht erreicht wird, bleibt die Zusatzheizvorrichtung außer Betrieb, denn für den Fahrer ist ein sicheres Starten der Brennkraftmaschine wichtiger als ein vorgewärmte Fahrzeug, das nicht mehr gestartet werden kann.

Claims

Anordnung zum Betreiben einer Zusatzheizvorrichtung (2) zum Beheizen einer Fahrgastzelle (1) in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (4) und einer Starterbatterie (3), wobei eine Steuervorrichtung (8) vorgesehen ist, die die Zusatzheizvorrichtung (2) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß – eine Batterieheizvorrichtung (6) vorgesehen ist, die in Wärmekontakt mit der Starterbatterie (3) ist, und – eine Steuervorrichtung (8) vorgesehen ist, die die Zusatzheizvorrichtung (2) erst dann einschaltet, wenn die Starterbatterie (3) mittels der Batterieheizvorrichtung (6) auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (8) fernsteuerbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterieheizvorrichtung (6) mit der Starterbatterie (3) eine integrale Einheit bildet.