Die vorliegende Erfindung betrifft ein brennstoffbetriebenes Fahrzeugheizgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen.

Beschrieben wird ein Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes, wobei nach einem Empfang eines Abschaltsignals durch ein Steuergerät des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes eine Abschaltphase eingeleitet wird, während der noch in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät anstehender Restbrennstoff verbrannt wird, und wobei durch das Steuergerät nach einem Empfang eines Anschaltsignals während der Abschaltphase eine Wiederanschaltphase eingeleitet wird, ohne dass die Abschaltphase nach einem vollständigen Verbrennen des anstehenden Restbrenn- Stoffs beendet wird. Auf diese Weise kann die Zeitspanne bis zum Wiedererreichen der nach dem Wiedereinschalten gewünschten Heizleistung des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes nach dem Abschalten des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes, das heißt dem Empfang eines Abschaltsignals, durch das die Abschaltphase eingeleitet wird, reduziert werden. Üblicherweise wird nach dem Empfang des Abschaltsignals zur Vermeidung von Brennstoffrückständen im brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät die Abschaltphase eingeleitet. Während der Abschaltphase wird im brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät vorhandener Restbrennstoff, das heißt Brennstoff, der bereits in den Brenner gelangt ist, kontrolliert und vollständig verbrannt. Dies verhindert schädliche Emissionen, Geruchsbelästigungen und Ablagerungen im Inneren des brennstoffbetriebe- nen Fahrzeugheizgerätes. Ohne dieses Verbrennen des Restbrennstoffs während der Abschaltphase wird der Restbrennstoff aufgrund der Restwärme des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes lediglich erwärmt und zum Teil in Verkokungen und Blaurauch umgesetzt. Auch steigen die Schadstoffemissionen des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes ohne eine Abschaltphase an. Weiterhin wird auch beim erneuten Starten des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät durch noch im Fahrzeugheizgerät verbliebenem Restbrennstoff die Entstehung von Ablagerungen, Blaurauch und erhöhte Schadstof- femissionen unter anderem aufgrund der dann noch geringen Temperatur gefördert. Dies kann vermieden werden, wenn die Abschaltphase komplett ausgeführt wird, das heißt, dass das Verbrennen von anstehendem Restbrennstoff vollständig erfolgt. Dies führt dazu, dass während der Abschaltphase ein Wiederanschalten des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes nicht möglich ist. Erst wenn die Abschaltphase vollständig durchgeführt ist, befindet sich das brennstoffbetriebene Fahrzeugheizgerät in einem Betriebszustand, der das Wiederanschalten zulässt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Wiederanschalten des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes auch während der Abschaltphase unter Ausnutzung der noch vorhandenen Flamme, die für das vollständige Verbrennen von anstehendem Restbrennstoff während der Abschaltphase genutzt wird, möglich ist. Trotz des vorzeitigen Beendens der Abschaltphase, das heißt, obwohl der in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät anstehende Restbrennstoff nicht vollständig verbrannt wird, werden Ablagerungen, erhöhte Abgasemissionswerte und Geruchsbelästigungen wirkungsvoll vermieden. Eine solche Vorgehensweise ist insbesondere bei einem Fahrzeug vorteilhaft, das kurz hintereinander eine Vielzahl von Kurzstreckenfahrten durchführt, wobei das Fahrzeug aus ökonomischen Gründen zwischen den einzelnen Fahrten kurz einen Fahrzeugmotor und das brennstoffbetriebe Fahrzeugheizgerät ausschaltet, so dass bes- tenfalls eine teilweise Erwärmung des Fahrzeugs erfolgt. Durch das beschriebene Verfahren wird hier eine erhebliche Steigerung des Komforts erzielt, ohne dass unerwünschte Nebenwirkungen in Kauf genommen werden müssen. Als vollständiges Verbrennen des anstehenden Restbrennstoffs wird die im Wesentlichen vollständige Umsetzung des anstehenden Restbrennstoffs zu Kohlendioxid und Wasser verstanden.

Nützlicherweise ist vorgesehen, dass während der Abschaltphase Verbrennungsluft zu einem Brenner des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes gefördert wird und kein neuer Brennstoff zu dem Brenner gefördert wird. Auf diese Weise kann der bislang in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät vorhandene Restbrennstoff, der bereits in dem Brenner ansteht, unter Zuführung einer ausreichenden Verbrennungsluftmenge verbrannt werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass während der Wiederanschaltphase Verbrennungsluft und neuer Brennstoff zum Brenner gefördert wird. Auf diese Weise kann die Heizleis- tung des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes durch die Verbrennung von neu zum Brenner gefördertem Brennstoff schnell auf den gewünschten Heizleistungswert gesteigert werden, ohne dass zuvor ein vollständiges Abschalten des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes erforderlich ist. Eine zusätzliche Förderung der Verbrennung durch eine Zündeinrichtung, beispielsweise durch einen Glühstift, kann entbehrlich sein, da die Restwärme in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät und die während der Abschalt- phase noch vorhandene Flamme zur Wiederaufnahme des normalen Heizbetriebs ausreichen können. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen kann die Förderung der Verbrennung durch die Zündeinrichtung allerdings auch von Vorteil oder sogar notwendig sein.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass am Anfang der Wiederanschaltphase eine dem Brenner zugeführte Brennstoffmenge V _Ne ustart einer unmittelbar vor Anfang der Abschaltphase zugeführten Brennstoffmenge V _A bschait entspricht, wenn die Abschaltphase beim Empfang des Anschaltsignals weniger als ein voreinstellbares Zeitintervall At-i andauert. Am Beginn der Abschaltphase ist in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät eine zum Verdampfen von anstehendem Restbrennstoff ausreichende thermische Energie vor- handen, so dass die in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät vorhandene Flamme durch die Zuführung einer ausreichenden Menge von Verbrennungsluft selbsterhaltend ist. Da kein neuer Brennstoff während der Abschaltphase zum Brenner gefördert wird, sinkt die Heizleistung des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes kontinuierlich und die vorhandene Flamme wird kleiner. Während des anfänglichen, voreinstellbaren Zeitintervalls At-i ist die in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät vorhandene Flamme ausreichend groß, um sofort die unmittelbar vor Beginn der Abschaltphase zugeführte Brennstoffmenge zügig zu verdampfen und zu verbrennen, ohne dass die Flamme erlischt. Das Zeitintervall At-i kann beispielsweise zwischen 15 und 45 Sekunden lang sein, vorzugsweise hat das Zeitintervall At-i eine Länge von 30 Sekunden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass am Anfang der Wiederanschaltphase eine dem Brenner zugeführte Brennstoffmenge V _Ne ustart einem Bruchteil einer unmittelbar vor Anfang der Abschaltphase zugeführten Brennstoffmenge V _A bschait entspricht, wenn die Abschaltphase bei Empfang des Anschaltsignals länger als ein voreinstellbares Zeitintervall At-i andauert. Auf diese Weise kann ein Verlöschen der in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät noch vorhandenen Flamme auch nach Ablauf des Zeitintervalls At-i verhindert werden. Die zugeführte Brennstoffmenge V _Ne ustart kann beispielsweise die Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel der unmittelbar vor Anfang der Abschaltphase zugeführten Brennstoffmenge V _Ab schait sein. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die am Anfang der Wiederan- schaltphase dem Brenner zugeführte Brennstoffmenge V _Ne ustart während eines weiteren Zeitintervalls At ₂ ausgehend von dem Bruchteil der unmittelbar vor Anfang der Abschaltphase zugeführten Brennstoffmenge V _A bschait auf die unmittelbar vor Anfang der Abschalt- phase zugeführte Brennstoffmenge V _A bschait erhöht wird. Das weitere Zeitintervall At ₂ kann beispielsweise eine Länge zwischen 10 und 20 Sekunden haben. Vorzugsweise kann das weitere Zeitintervall At ₂ eine Länge von 15 Sekunden haben. Die Erhöhung ausgehend von der am Anfang der Wiederanschaltphase zugeführten Brennstoffmenge V _Ne ustart auf die vor Anfang der Abschaltphase zugeführte Brennstoffmenge V _A bschait kann während des weiteren Zeitintervalls At ₂ beispielsweise linear, stufenweise oder progressiv, das heißt zunächst langsam und dann schneller, erfolgen. Die Erhöhung auf die vor Anfang der Abschaltphase zugeführte Brennstoffmenge V _A bschait kann auch umgekehrt, das heißt degressiv, oder als Kombination der vorstehend genannten Möglichkeiten erfolgen. Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass eine während der Wiederanschaltphase zum Brenner geförderte Verbrennungsluftmenge V _Lu n an die dem Brenner zugeführte Brennstoffmenge V _N eustart angepasst wird, so dass während der gesamten Wiederanschaltphase eine Luftzahl λ gehalten wird, die zeitlich konstant ist oder die einem vorbestimmbaren zeitlichen Verlauf folgt. Dies ermöglicht eine effiziente Verbrennung und bewirkt eine ge- ringe Schadstoffemission während der Wiederanschaltphase. Die Luftzahl λ, auch Luftverhältnis oder Verbrennungsluftverhältnis genannt, ist die dimensionslose Kennzahl zwischen dem Massenverhältnis der zugeführten Verbrennungsluft und dem zugeführten Brennstoff. Ein Verbrennungsluftverhältnis λ=1 beschreibt eine stöchiometrische, das heißt eine vollständige Verbrennung des vorhandenen Brennstoffs und des in der Ver- brennungsluft vorhandenen Sauerstoffs. Ein Wert von λ>1 bezeichnet ein mageres Brennstoff-Verbrennungsluft-Gemisch, bei dem mehr Verbrennungsluft zugeführt wird, als zur vollständigen Verbrennung des im gleichen Zeitraum zugeführten Brennstoffes erforderlich ist. Durch das Halten einer bestimmten Luftzahl λ auf einem zeitlich konstanten Wert oder auf einem vorbestimmbaren zeitlichen Verlauf kann neben der Minimierung der Schadstof- femission auch ein qualm- und geruchsoptimierter Betrieb realisiert werden.

Beschrieben wird weiterhin ein brennstoffbetriebenes Fahrzeugheizgerät mit einem Steuergerät, das zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Die vorstehend beschriebene Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes; und

Figur 2 eine schematische Darstellung eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes.

Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zum Betreiben eines brennstoffbe- triebenen Fahrzeugheizgerätes. Das beschriebene Verfahren 100 startet beispielsweise in einem Normalbetrieb 1 10. Hiervon ausgehend wird in Schritt 120 geprüft, ob ein Abschaltsignal empfangen wird. Dies kann beispielsweise in einem Steuergerät des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes erfolgen. Wenn kein Abschaltsignal empfangen wird, Schritt 120-Nein, wird der Normalbetrieb beibehalten. Wird hingegen ein Abschaltsignal empfangen, Schritt 120-Ja, so wird eine Abschaltphase eingeleitet und in einem anschließenden Schritt 130 überprüft, ob die Abschaltphase beendet ist. Auch die Abschaltphase kann von dem Steuergerät gesteuert werden. In der Abschaltphase kann in einem Brenner des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes noch vorhandener, das heißt anstehender Restbrennstoff kontrolliert verbrannt werden. Ist die Abschaltphase beendet, Schritt 130-Ja, so ist das brennstoffbetriebene Fahrzeugheizgerät ausgeschaltet, Schritt 140. Ist die Abschaltphase hingegen nicht beendet, Schritt 130-Nein, so wird in einem anschließenden Schritt 150 überprüft, ob ein Anschaltsignal empfangen wird. Wird kein Anschaltsignal empfangen, Schritt 150-Nein, so wird erneut in Schritt 130 überprüft, ob die Abschaltphase beendet wird. Wird hingegen ein Anschaltsignal empfangen, Schritt 150-Ja, so wird in einem anschließenden Schritt 160 eine Wiedereinschaltphase des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes eingeleitet und, nach Abschluss der Wiedereinschaltphase im Normalbetrieb 1 10 fortgefahren. Die Wiedereinschaltphase kann beispielsweise durch das Erreichen eines Betriebszustands gekennzeichnet sein, der mit einem Betriebszustand identisch ist, der unmittelbar vor dem Einleiten der Abschaltphase als normaler Be- triebszustand vorgelegen hat.

Die Abschaltphase kann insbesondere dadurch charakterisiert sein, dass Verbrennungsluft zum Brenner gefördert wird, während kein neuer Brennstoff zum Brenner gefördert wird. Die Wiedereinschaltphase kann gegenüber der Abschaltphase insbesondere dadurch charakterisiert sein, dass neben Verbrennungsluft auch neuer Brennstoff zum Brenner gefördert wird. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes 10. Das in Figur 2 dargestellte brennstoffbetriebene Fahrzeugheizgerät 10 wird über eine Brennstoffleitung 12 mit Brennstoff und über eine Verbrennungsluftleitung 14 mit Verbrennungsluft versorgt. Die zugeführte Verbrennungsluft kann über eine Verbren- nungsluftfördervorrichtung 18 zu einem Brenner 32 gefördert werden. Der zugeführte Brennstoff kann über eine Brennstofffördervorrichtung 20 zu dem Brenner 32 gefördert werden. Der dem Brenner 32 zugeführte Brennstoff kann beispielsweise in einem Brennstoffverdampfer 30 insbesondere thermisch verdampft werden. Der Brennstoffverdampfer 30 kann ein Verdampferflies umfassen, in welchem in einem Normalbetrieb eine gewisse Menge zugeführter Brennstoff gespeichert ist, so dass auch nach Abschalten der Brennstofffördervorrichtung 20 Brennstoff, der als anstehender Restbrennstoff bezeichnet werden kann, in dem Brenner 32 ansteht. Die Verbrennungsluftfördervorrichtung 18 kann beispielsweise als Drossel und/oder Gebläse ausgeführt sein. Die Brennstofffördervorrich- tung 20 kann beispielsweise als Dosierpumpe ausgeführt sein. Die Verbrennungsluftför- dervorrichtung 18 und die Brennstofffördervorrichtung 20 können über eine Steuerleitung 22 beziehungsweise eine weitere Steuerleitung 24 mit einem Steuergerät 16 verbunden sein. Das Steuergerät 16 kann über die beiden Steuerleitungen 22, 24 die Verbrennungs- luftfördervorrichtung 18 und die Brennstofffördervorrichtung 20 ansteuern, beispielsweise um eine bestimmte Luftzahl λ während des Betriebs des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes 10 einzuhalten. Weiterhin kann das brennstoffbetriebene Fahrzeugheizgerät 10 eine Zündeinrichtung 26 umfassen, welche ebenfalls von dem Steuergerät 16 gesteuert sein kann. Die Zündeinrichtung 26 kann beispielsweise ein Glühstift sein. Der Glühstift kann beispielsweise während einer Anschaltphase des brennstoffbetriebenen Fahrzeug- heizgerätes 10 die thermische Verdampfung von Brennstoff in dem Brennstoffverdampfer 30 fördern. Die Zündeinrichtung 26 kann optional während der Wiederanschaltphase des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes 10 betrieben werden, um ein Verlöschen der Restflamme in dem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät 10 zu vermeiden, bis der normale Betriebszustand wieder erreicht wird. Vorzugsweise wird die Zündeinrichtung 26 jedoch während der Wiederanschaltphase nicht betrieben. Beispielsweise kann, falls eine Aktivierung der Zündeinrichtung 26 während der Wiederanschaltphase überhaupt erforderlich ist, die Zündeinrichtung 26 etwa 70% der Zeit deaktiviert sein und etwa 30% der Zeit aktiviert sein. Dargestellt ist weiterhin auch eine Sensoreinrichtung 28, über die das Steuergerät 16 Messwerte, beispielsweise im Hinblick auf Temperatur und Abgase, erfas- sen kann. Diese können beispielsweise zur präzisen Regulierung der gewünschten Luftzahl λ während des Betriebs des brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes vorteilhaft sein. Das Steuergerät 16 kann ein Abschaltsignal 34 und ein Anschaltsignal 36 empfangen. Basierend auf einem Empfang eines Abschaltsignals 34 kann eine Abschaltphase durch das Steuergerät 16 eingeleitet werden, während der in dem Brenner 32 anstehende Restbrennstoff vollständig und kontrolliert verbrannt wird. Empfängt das Steuergerät 16 das Anschaltsignal 36, so wird entweder das ausgeschaltete brennstoffbetriebene Fahrzeugheizgerät 10 in üblicher weise angeschaltet oder, sofern der Empfang des Anschaltsignals 36 während der Abschaltphase erfolgt, eine Wiederanschaltphase eingeleitet.

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 brennstoffbetriebenes Fahrzeugheizgerät

12 Brennstoffleitung

14 Verbrennungsluftleitung

16 Steuergerät

18 Verbrennungsluftfördervorrichtung

20 Brennstofffördervorrichtung

22 Steuerleitung

24 weitere Steuerleitung

26 Zündeinrichtung

28 Sensoreinrichtung

30 B re n n stoff ve rd a m pf e r

32 Brenner

34 Abschaltsignal

36 Anschaltsignal

100 Verfahren

1 10 Normalbetrieb

120 Abschalten?

130 Abschaltphase beendet?

140 Aus

150 Anschaltsignal empfangen?

160 Wiedereinschaltphase einleiten