DE4014499C2

DE4014499C2 -

Info

Publication number: DE4014499C2
Application number: DE19904014499
Authority: DE
Inventors: Thomas 8035 Gauting De Ganz; Werner 8000 Muenchen De Goldbrunner
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1992-10-08
Also published as: JPH04228316A; DE4014499A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugheizungsanlage mit einem motorunabhängig betreibbaren Heizgerät, das über eine Steuereinrichtung betreibbar ist und im Brennbetrieb Heizluft liefert, die in einen Fahrzeuginnenraum geleitet wird.

Fahrzeugheizungsanlagen der vorstehend genannten Art sind an sich bekannt, welche zur Standheizung oder Zuheizung ein motorunabhängig, betreibbares Heizgerät enthalten. Das Heizgerät kann mit einem flüssigen Brennstoff, wie Benzin oder Diesel oder auch mit einem gasförmigen Brennstoff be trieben werden. Ferner gibt es Heizgeräte, die mit einem flüssigen Wärmeträger, wie Kühlmittel, arbeiten, welche im allgemeinen als sogenannte "Wasserheizgeräte" bezeich net werden. Eine weitere Bauform eines Heizgeräts arbeitet in einem gasförmigen Wärmeträger, wie Luft und diese Heiz geräte werden im allgemeinen als "Luftheizgeräte" bezeichnet.

Aus Sicherheitsgründen werden derartige motorunabhängig be treibbare Heizgeräte in den Fahrzeugheizungsanlagen der vor stehend genannten Art so eingebaut, daß die von den Heizge räten erzeugten Abgase und die im Heizgerät erzeugten heißen Verbrennungsgase schon allein aus konstruktiven Gründen nicht mit der Heizluft in den Fahrzeuginnenraum gelangen können, um Gesundheitsschädigungen oder eine Lebensgefahr für die sich im Fahrzeuginnenraum aufhaltenden Personen zu vermeiden. Daher wird meist versucht, die abgasführenden Leitungen des Heizgeräts und das Heizgerät selbst bei einem Fahrzeug außer halb des Fahrzeuginnenraums, vorzugsweise im Motorraum, oder unterflur anzuordnen. Bei einem derartigen Einbau eines sol chen Heizgeräts werden auch gegebenenfalls lange Leitungsfüh rungen oder zeitaufwendige Montagearbeiten in Kauf genommen.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß es trotz aller Sorgfalt beim Einbau eines motorunabhängig betreibbaren Heizgeräts vorkom men kann, daß aufgrund von mit der Zeit fehlerhaft gewordenen Dichtungen oder Teilen des Heizgeräts oder sogar aufgrund von Einbaufehlern über Leckstellen od. dgl. Verbrennungsgase des Heizgeräts direkt oder indirekt in den Fahrzeuginnenraum ge langen können. Wegen der drohenden Lebensgefahr in solchen Fällen besteht ein äußerst großes Bedürfnis nach einer nahezu absoluten Sicherheit ein derartiges Eintreten von Gasen des Heizgeräts in den Fahrzeuginnenraum zu verhindern.

Aus DE-PS 37 42 561 ist ein Verfahren zum Abschalten von mit Brennstoff betriebenen Standheizungen bekannt, bei dem im Abschalt-Zeitpunkt die Brennstoffzufuhr unterbrochen und sowohl der Brennluft- als auch der Heizluftstrom verstärkt werden. Hierbei soll eine zuverlässige Abschaltung in einer solchen Weise erzielt werden, daß innerhalb von 20 s nach dem Abschaltzeitpunkt in der Standheizung weder eine Flamme noch explosive Gasgemische vorhanden sind. Diese Verfahrensweise ist insbesondere bei Standheizungen wesentlich, die in Fahrzeuge eingebaut sind, welche für den Transport von gefährlichen Gütern bestimmt sind. Die Luftzusammensetzung und die Luftgüte im Fahrzeuginnenraum bleiben bei dieser Verfahrensweise unberücksichtigt.

In DE-OS 35 26 462 ist ein Verfahren zur Kontrolle der Luftgüte in Kraftfahrzeugen durch Verwendung eines Innen- und Außensensors beim fahrenden und abgestellten Fahrzeug angegeben. Auf eine Fahrzeugheizungsanlage wird hierbei nicht eingegangen. Bei Überschreiten eines frei wählbaren Schadstoffpegels im Fahrzeuginnenraum erfolgt nur dann eine Belüftung von außen her zur Reduzierung des Schadstoffpegels, wenn sichergestellt ist, daß der Schadstoffpegel in der Außenumgebung niedriger als im Fahrzeuginnenraum ist. Dazu sind ein Innenraumsensor und ein Außenluftsensor wesentlich, und die von diesen beiden Sensoren erfaßten Werte werden ständig verglichen. In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis werden dann entsprechende Maßnahmen getroffen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugheizungs anlage mit einem motorunabhängig betreibbaren Heizgerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der eine Lebensgefährdung von sich im Fahrzeuginnenraum aufhal tenden Personen beim Betreiben der Fahrzeugheizungsanlage im wesentlichen vollständig ausgeschaltet wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit der Fahrzeugheizungsanlage mit einem motorunabhängig betreibbaren Heizgerät gelöst, deren Merkmale im Patentanspruch 1 angegeben sind.

Bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugheizungsanlage wird somit im Fahrzeuginnenraum an einer geeigneten Stelle ein Sensor angeordnet, der ständig beim Betreiben der Fahrzeugheizungs anlage die Qualität der Raumluft überwacht, wozu der Sensor wenigstens einen für die Raumluftqualität maßgebenden Be standteil der Raumluft und dessen Konzentration erfaßt und überwacht. Über eine Auswerteeinrichtung, die mit dem Sensor verbunden ist, wird dann eine Wirkverbindung mit dem Heiz gerät hergestellt, über die das motorunabhängig betreibbare Heizgerät zwangsweise abgeschaltet werden kann, wenn die Auswerteeinrichtung die Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwerts für die mittels des Sensors erfaßte und überwachte Konzentration des Raumluftbestandteils erkennt. Durch diese Zwangsabschaltung kann in wirksamer Weise vermieden werden, daß sich die Quali tät der Raumluft im Vergleich zum Ist-Zustand noch weiter verschlechtert.

Als Sensoren für die Erfassung und Überwachung der Raumluft qualität kommt ein Sensor, der die Sauerstoffkonzentration der Raumluft erfaßt, und/oder ein CO/CO₂-Konzentrationssensor in Betracht. Sobald irgendwelche Verbrennungsgase vom motor unabhängig betreibbaren Heizgerät in den Fahrzeuginnenraum gelangen, kann mit Hilfe eines solchen Überwachungssensors im Fahrzeuginnenraum sofort ein kritischer Zustand erkannt werden, um Vergiftungserscheinungen und hierdurch bedingte lebensgefährdende Bedrohungen sowie auch ein hierdurch be dingtes Fehlverhalten des Kraftfahrzeugführers zu vermeiden und auszuschalten.

Gegebenenfalls kann die Auslegung derart getroffen werden, daß die Auswerteeinrichtung bei Überschreiten eines vorge gebenen Grenzwerts für die mittels des Sensors erfaßte und überwachte Konzentration des Raumluftbestandteils eine Alarm einrichtung auslöst, bei der es sich um eine solche handeln kann, die ein akustisches Warnsignal und/oder ein optisches Warnsignal abgibt. Durch eine solche Alarmeinrichtung können die im Fahrzeuginnenraum verweilenden Personen vor einem Ge fahrenzustand gewarnt werden, so daß sie schnell Fenster, Fahrzeugtüren od. dgl. öffnen können, um schnell Frischluft in den Fahrzeuginnenraum zu leiten, oder im Extremfall mög lichst schnell im Gefahrfalle verlassen können.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Fahrzeugheizungsan lage nach der Erfindung ist die Auslegung derart getroffen, daß, wenn der Sensor mehrmalig hintereinander eine Über schreitung eines vorgegebenen Grenzwerts für die mittels des Sensors erfaßte und überwachte Konzentration des Raum luftbestandteils feststellt, das Heizgerät ständig außer Be trieb bleibt. In diesem Fall wird ein Wiederstarten des Heiz geräts unterbunden, da sich bei den vorstehend genannten Um ständen der Schluß ziehen läßt, daß das motorunabhängig be treibbare Heizgerät mit einem schwerwiegenden Defekt behaftet ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der im motorunabhängig betreibbaren Heizgerät vorgesehene Wärmetau scher insgesamt gesehen aufgrund einer Materialversprödung undicht geworden ist.

Vorzugsweise kann die mit dem Sensor verbundene Auswerte einrichtung eine Fehlerspeichereinrichtung enthalten, die zur Ursachenanalyse ausgewertet werden kann. Hierdurch läßt sich eine Fehlerortung insbesondere im Reparaturfalle er leichtern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Aus führungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahr zeugs mit einer schematisch dargestellten Fahrzeugheizungsanlage, die ein motorunab hängig betreibbares Heizgerät umfaßt, und

Fig. 2 einen schematischen Schaltplan zur Verdeut lichung der Einbindung des im Fahrzeuginnen raum des Fahrzeugs angeordneten Sensors zu erfassen und Überwachung wenigstens einer Konzentration eines Raumluftbestandteils.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Fahrzeugheizungsanlage im Anwendungsbeispiel bei einem Lastkraftwagen verdeutlicht, dessen Führerhaus mit 1 bezeichnet ist. Das Führerhaus 1 um schließt den Fahrzeuginnenraum 2, der üblicherweise über eine als Abschottung dienende Spritzwand 3 zur Fahrzeugunterseite hin begrenzt ist. Beim in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist ein motorunabhängig betreibbares Heizgerät 4 hinsichtlich seiner Einbaulage unterflur angeordnet. Bei dem Anwendungs beispiel in Fig. 1 handelt es sich bei dem Heizgerät 4 um ein sogenanntes "Luftheizgerät", bei dem Luft als gasförmi ger Wärmeübertrager genutzt wird. Über eine Brennstoffzu fuhrleitung 5 wird das Heizgerät 4 mit Brennstoff, vorzugs weise dem Kraftstoff des Fahrzeugs, und über eine Brennluft ansaugleitung 6 mit Brennluft aus der Umgebung versorgt. Auf an sich bekannte Weise erzeugt ein nicht dargestellter Brenner im Heizgerät 4 heiße Verbrennungsgase, die über einen ebenfalls nicht gezeigten Wärmeübertrager ihre Wärme an die in Fig. 1 rechts aus der Umgebung angesaugte Außen luft abgeben, die dann wie links mit Pfeil angedeutet als erwärmte Heizluft in den Fahrzeuginnenraum 2 geleitet wird. Die Abgase werden vom Heizgerät 4 über eine Abgasleitung 7 zur Umgebung ausgeleitet, in der gegebenenfalls noch ein Schalldämpfer 8 angeordnet werden kann.

Mit 10 ist ein Sensor bezeichnet, der im Fahrzeuginnenraum 2 angeordnet ist. Die Lage dieses Sensors 10 ist nicht auf die in Fig. 1 gezeigte Lage beschränkt, sondern dieser Sen sor 10 kann an sich an jeder beliebigen Stelle im Fahrzeug innenraum 2 angeordnet werden. Die Heizluftverteilung über den Fahrzeuginnenraum 2 ist schematisch in Fig. 1 mit Pfeilen angedeutet. Der Sensor 10 erfaßt und überwacht die Konzen tration wenigstens eines Raumluftbestandteils, wie die Sauer stoffkonzentration und/oder die CO/CO₂-Konzentration der Raumluft im Fahrzeuginnenraum 2. Mit dem Sensor 10 ist eine Auswerteeinrichtung 11 verbunden, welche ihrerseits mit einer Steuereinrichtung 12 wirkverbunden ist, welche zur Steuerung des Fahrzeugheizgeräts 4 dient.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nachstehend die Arbeitsweise der Fahrzeugheizungsanlage mit dem motorunabhängig betreib baren Heizgerät 4 näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Tei le wie in Fig. 1 sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Wenn in der Auswerteeinrichtung 11, in der vorbestimmte Grenz werte für die jeweils zu erfassende Konzentration des Raum luftbestandteils vorgegeben werden können, beispielsweise durch ein Vergleichen dieser mittels eines Komparators feststellt, daß der vorgegebene Grenzwert für die erfaßte und überwachte Konzentration überschritten wird, gibt die Auswerteeinrichtung 11 ein Signal an ein Relais 13 ab, welches vorzugsweise als Schließer ausgelegt ist und bewirkt hierdurch eine Zwangsabschaltung des Heizgeräts 4 über die Steuereinrich tung 12 oder gegebenenfalls auch unter Umgehung derselben. In der gemeinsam zu der Auswerteeinrichtung 11 und der Steu ereinrichtung 12 führenden Energieversorgungszuleitung ist ein Ein/Aus-Schalter 14 vorgesehen, welcher beim Inbetrieb nehmen des motorunabhängig betreibbaren Heizgeräts 4 ge schlossen wird, so daß sofort zu Betriebsbeginn des Heizge räts 4 eine ständige Überwachung und Erfassung sowie Aus wertung des Signals des Sensors 10 vorgenommen werden. Fer ner ist auf der zu dem Heizgerät 4 (in Fig. 2 nicht darge stellt) führenden Seite der Steuereinrichtung 12 noch eine an sich übliche Temperatursicherung/Temperaturbegrenzungs einrichtung vorgesehen, die beim Überschreiten einer kriti schen Temperatur im Heizgerät 4 ausgelöst wird und ebenfalls eine Zwangsabschaltung bewirken kann. Bei der Ausführungs form nach Fig. 2 ist das Relais 13 gleichrangig zu einer sol chen Temperatursicherung/Temperaturbegrenzungseinrichtung ge schaltet, so daß diese dort verdeutlichten Zwangsabschaltungs möglichkeiten unabhängig voneinander und sofort wirksam sind.

Mit dem Ausgang der Auswerteeinrichtung 11 kann eine Alarm einrichtung 15 verbunden sein, die ein akustisches Warnsignal abgibt, wenn die Auswerteeinrichtung 11 festgestellt hat, daß der vorgegebene Grenzwert für die mittels des Sensors 10 er faßte und überwachte Konzentration des Raumluftbestandteils überschritten ist. Wie mit gebrochener Linie dargestellt ist, kann zusätzlich zu der akustisch arbeitenden Alarmein richtung 15 oder anstelle derselben eine optisch arbeitende Alarmeinrichtung 16 vorgesehen sein, die unter den gleichen wie vorstehend angegebenen Bedingungen dann ein optisches Warnsignal erzeugt.

Obgleich nicht näher dargestellt ist, kann die Auswerte einrichtung 11 eine Fehlerspeichereinrichtung enthalten, in der bei Auftreten von Überschreitungen der jeweils vor gegebenen Grenzwerte eine Abspeicherung erfolgt, die dann nach einer Zwangsabschaltung zu Fehlerortung und Fehlerur sachenanalyse genutzt werden kann.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung auf die voranstehend beschriebenen und gezeigten Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform nicht beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfin dungsgedanken zu verlassen. Beispielsweise kann die Auswerte einrichtung bei einer als Mikroprozessor ausgelegten Steuer einrichtung 12 des Heizgeräts 4 auch als ein Teil derselben in diese integriert sein, so daß der Ausgang des Sensors 10 direkt mit der Steuereinrichtung 12 verbunden sein kann. Auch kann die Steuereinrichtung 12 selbst beispielsweise in das in Fig. 1 gezeigte Heizgerät 4 integriert sein.

Die vorstehend beschriebene Fehlerspeichereinrichtung, die von der Auswerteeinrichtung 11 umfaßt werden kann, ermöglicht ferner, daß, wenn mehrmalig kurz hintereinander eine Zwangs abschaltung des Heizgeräts 4 mit Hilfe des Sensors 10 ausge löst wird, das Heizgerät 4 ständig außer Betrieb bleibt, so daß es nicht mehr gestartet werden kann. Wenn nämlich ei ne derartige mehrmalige Auslösung kurz hintereinander fest gestellt wird, so kann man hieraus schließen, daß in dem Heizgerät eine schwerwiegende Störung aufgetreten ist, d. h. der Wärmeübertrager des Heizgeräts 4 kann beispielsweise ins gesamt aufgrund einer Materialversprödung undicht geworden sein. Die erfindungsgemäße Auslegung gestattet ferner auch bei der größten Sorgfalt nicht auszuschließende Einbaufehler des Heizgeräts 4 zu erkennen, wenn beispielsweise Dichtungen vergessen oder fehlerhaft eingebaut worden sind und/oder diese Dichtungen derzeit nicht mehr brauchbar sind.

Bezugszeichen

1 Führerhaus
2 Fahrzeuginnenraum
3 Spritzwand
4 Heizgerät insgesamt
5 Brennstoffzufuhrleitung
6 Brennluftansaugleitung
7 Abgasleitung
8 Schalldämpfer
10 Sensor
11 Auswerteeinrichtung
12 Steuereinrichtung
13 Relais
14 Ein/Aus-Schalter
15 Alarmeinrichtung für akustisches Warnsignal
16 Alarmeinrichtung für optisches Warnsignal

Claims

1. Fahrzeugheizungsanlage mit einem motorunabhängig be treibbaren Heizgerät (4), das über eine Steuerein richtung (12) betreibbar ist, und im Brennbetrieb Heizluft liefert, die in einen Fahrzeuginnenraum (2) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahr zeuginnenraum (2) ein Sensor (10) zur ständigen Er fassung und Überwachung der Konzentration wenigstens eines Raumluftbestandteils beim Betreiben der Fahr zeugheizungsanlage angeordnet ist, der mit dem Heiz gerät (4) über eine Auswerteeinrichtung (11) derart wirkverbunden ist, daß diese bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für die mittels des Sensors (10) erfaßte und überwachte Konzentration des Raum luftbestandteils das motorunabhängig betreibbare Heizgerät (4) zwangsabschaltet.

2. Fahrzeugheizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) die Sauerstoffkonzen tration der Raumluft erfaßt.

3. Fahrzeugheizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) die CO/CO₂- Konzentration der Raumluft erfaßt.

4. Fahrzeugheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (11) beim Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts für die mittels des Sensors (10) erfaßte und überwachte Konzentration des Raumluftbestandteils eine Alarmein richtung (15, 16) auslöst.

5. Fahrzeugheizungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmeinrichtung (15) ein akusti sches Warnsignal erzeugt.

6. Fahrzeugheizungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmeinrichtung (16) ein optisches Warnsignal erzeugt.

7. Fahrzeugheizungsanlage nach einem der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Sensor (10) mehrmalig hintereinander eine Überschreitung des vor gegebenen Grenzwerts für die mittels des Sensors (10) er faßte und überwachte Konzentration des Raumluftbestandteils feststellt, daß das Heizgerät (4) ständig außer Betrieb bleibt.

8. Fahrzeugheizungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Sensor (10) verbundene Auswerteeinrichtung (11) eine Fehlerspei chereinrichtung zur Ursachenanalyse enthält.