DE10152782B4

DE10152782B4 - Verfahren zum Ansteuern einer Dosierpumpe

Info

Publication number: DE10152782B4
Application number: DE2001152782
Authority: DE
Inventors: Thomas Becker; Andreas Huber; Christian Rottler
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: DE10152782A1

Abstract

Verfahren zum Ansteuern einer Dosierpumpe eines Heizgeräts, insbesondere eines Fahrzeugzusatzheizgeräts, mit einem Brenner, dem Brennstoff mittels der Dosierpumpe zugeführt wird, mit einem Brennluftgebläse zum Erzeugen eines Brennluftvolumenstroms und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern des Heizgeräts, wobei die Dosierpumpe mit einem pulsbreitenmodulierten Signal betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschaltverhältnis des pulsbreitenmodulierten Signals zur Anpassung an unterschiedliche Nennspannungen in der Weise verändert wird, daß die Spannungsamplitude des pulsbreitenmodulierten Signals mit zunehmender Nennspannung zunimmt und dabei gleichzeitig das Einschaltverhältnis des pulsbreitenmodulierten Signals mit zunehmender Nennspannung abnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Dosierpumpe eines Heizgeräts mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 195 26 003 C2 als Stand der Technik ist eine Ansteuerung von Dosierpumpen für ein Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeugzusatzheizgerät, über eine Pulsweitenmodulation bekannt. Derartig angesteuerte Dosierpumpen sind nur innerhalb eines begrenzten Betriebsspannungsbereichs betreibbar. Für unterschiedliche Nennspannungen z.B. von 12, 24 oder 42 Volt sind unterschiedliche Varianten von Dosierpumpen zu verwenden. Aus der DE 41 17 535 A1 ist ferner eine Schaltungsanordnung für Haushaltsgeräte bekannt, mittels der die Pulsbreite entsprechend einer schwankenden Versorgungsspannung kurzfristig variiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ansteuern einer Dosierpumpe eines Heizgerätes anzugeben, welches eine Verwendung einer Dosierpumpe für unterschiedliche Nennspannungen ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Verfahrensvarianten sind in den Unteransprüchen angegeben.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Ansteuern einer Dosierpumpe eines an sich bekannten Heizgeräts, insbesondere eines Fahrzeugzusatzheizgeräts, wird die Dosierpumpe mit einem pulsbreitenmodulierten Signal (Pulse-Width-Modulation, PWM) betrieben, wobei das Einschaltverhältnis und die Spannungsamplitude des pulsbreitenmodulierten Signals zur Anpassung an unterschiedliche Nennspannungen z.B. der Batterie eines Fahrzeugs in der Weise verändert wird, daß die Spannungsamplitude des pulsbreitenmodulierten Signals mit zunehmender Nennspannung zunimmt und dabei gleichzeitig das Einschaltverhältnis des pulsbreitenmodulierten Signals mit zunehmender Nennspannung abnimmt. Erfindungsgemäß nimmt das Einschaltverhältnis des pulsbreitenmodulierten Signals also mit zunehmender Nennspannung ab. Dabei bleibt die Frequenz der Pulsbreitenmodulation konstant, es ändert sich das Einschaltverhältnis, also das Verhältnis von Einschaltzeit zu Auszeit der Einzelimpulse des pulsbreitenmodulierten Signals, die Einschaltzeit geht zurück und die Auszeit nimmt zu. Die Anzahl der Einzelimpulse innerhalb des pulsbreitenmodulierten Signals bleibt konstant.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Ansteuern einer Dosierpumpe kann die Dosierpumpe z.B. auf eine Nennspannung von 12 Volt ausgelegt und durch entsprechende Verringerung des Einschaltverhältnisses des pulsbreitenmodulierten Signals auch bei Nennspannungen von z.B. 24 Volt und 42 Volt betrieben werden.

Durch die erfindungsgemäße Veränderung des Einschaltverhältnisses des pulsbreitenmodulierten Signals erfährt die Dosierpumpe einen elektrischen Überspannungsschutz, eine unerwünschte Geräuschentwicklung und ein Betrieb der Dosierpumpe im Überlastbereich werden vermieden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Einschaltdauer des aus Einzelimpulsen aufgebauten pulsbreitenmodulierten Signals vorteilhafterweise konstant.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet als Dosierpumpe insbesondere eine an sich bekannte Kolbenpumpe (z.B. eine Magnetkolbenpumpe) mit einem linear verschiebbaren Magnetkolben, die bei Aktivierung mit angezogenem Magnetkolben und Deaktivierung durch mit Federkraft zurückgeholtem Magnetkolben Brennstoff fördert.

Erfindungsgemäß ist das Einschaltverhältnis, d.h. das Verhältnis von Einschaltdauer und Auszeit jedes Einzelimpulses innerhalb des pulsbreitenmodulierten Signals für einzelne bestimmte Nennspannungen funktional festzulegen und vorzugeben. Dabei kann von funktionalen Beziehungen zwischen dem Einschaltverhältnis und z.B. Effektivwerten der Nennspannung oder arithmetischen Mittelwerten der Nennspannung ausgegangen werden.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine herkömmliche Ansteuerung von Dosierpumpen mit einem Rechteckimpuls,
2 eine erfindungsgemäße Ansteuerung mit einem pulsbreitenmodulierten Signal und einem Einschaltverhältnis von etwa 50%; und
3 eine erfindungsgemäße Ansteuerung mit einem pulsbreitenmodulierten Signal und einem Einschaltverhältnis von etwa 33%.
1 zeigt eine Ansteuerung von Dosierpumpen gemäß dem Stand der Technik, dabei wird innerhalb der Gesamtdauer T in der Einschaltdauer T_E ein Rechteckimpuls und innerhalb der Auszeit T_AUS kein Impuls angelegt. Bei einer Ansteuerung mit einem Rechteckimpuls gemäß 1 kann die jeweilige Dosierpumpe nur innerhalb eines eng begrenzten Betriebsspannungsbereichs betrieben werden. Für unterschiedliche Nennspannungen sind deshalb bislang unterschiedliche Dosierpumpen zu verwenden.
Aus 2 geht ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ansteuerung von Dosierpumpen hervor. Dabei wird innerhalb der Einschaltdauer T_E ein pulsbreitenmoduliertes Signal an die Dosierpumpe angelegt, das aus mehreren – hier fünf – Einzelimpulsen besteht. Das pulsbreitenmodulierten Signal besitzt in der Abbildung nach 2 ein Einschaltverhältnis von etwa 50 %, wobei der durch die Dosier pumpe fließende Effektivstrom – verglichen mit dem Rechteckimpuls gemäß 1 – in etwa konstant bleibt. Innerhalb der Einschaltdauer T_E sind die Spannungsamplituden der Einzelimpulse im wesentlichen unverändert.
Zur Anpassung an eine erhöhte Nennspannung ist das Einschaltverhältnis zu verändern. In 3 wurde – schematisch und nicht maßstäblich dargestellt – ein Einschaltverhältnis von etwa 33% gewählt. Die Amplitude der Einzelimpulse des pulsbreitenmodulierten Signals steigt auf die Höhe der anstehenden Nennspannung an.
Durch Variation des Einschaltverhältnisses der Pulsbreitenmodulation gemäß 2 und 3 ist ein Betrieb der Dosierpumpe bei unterschiedlichen Nennspannungen möglich, wodurch sich der Betriebsspannungsbereich vergrößert, in dem die Dosierpumpe verwendet werden kann.

Claims

Verfahren zum Ansteuern einer Dosierpumpe eines Heizgeräts, insbesondere eines Fahrzeugzusatzheizgeräts, mit einem Brenner, dem Brennstoff mittels der Dosierpumpe zugeführt wird, mit einem Brennluftgebläse zum Erzeugen eines Brennluftvolumenstroms und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern des Heizgeräts, wobei die Dosierpumpe mit einem pulsbreitenmodulierten Signal betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschaltverhältnis des pulsbreitenmodulierten Signals zur Anpassung an unterschiedliche Nennspannungen in der Weise verändert wird, daß die Spannungsamplitude des pulsbreitenmodulierten Signals mit zunehmender Nennspannung zunimmt und dabei gleichzeitig das Einschaltverhältnis des pulsbreitenmodulierten Signals mit zunehmender Nennspannung abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus mehreren Einzelimpulsen bestehende Einschaltdauer T_E des pulsbreitenmodulierten Signals bei unterschiedlichen Nennspannungen im wesentlichen konstant bleibt.