Medienleitung für ein solches System"

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein System zum Betrieb einer mit einer bestimmten Länge konfektionierten, elektrisch beheizbaren Medienleitung.

Weiterhin betrifft die Erfindung gemäß dem Anspruch 6 auch eine elektrisch

beheizbare Medienleitung für ein solches System.

Das Dokument EP 1 985 908 A1 beschreibt verschiedene Ausführungen von beheizbaren Leitungsverbindern und konfektionierten Medienleitungen. Beispielsweise kann eine Fluidleitung beidendig mit jeweils einem Leitungsverbinder verbunden sein, wobei jeder Leitungsverbinder ein elektrisches Heizelement in Form eines gewendelt über den Umfang verlaufenden Heizdrahtes aufweist, und die Fluidleitung ist mit zwei Heizelementen ausgestattet, die ebenfalls von schraubenlinienförmig gewendelt über den Umfang und die Länge verlaufenden Heizdrähten gebildet sind. Alle Heizelemente sind elektrisch in Reihe geschaltet und an eine elektrische Betriebsspannung anzuschließen.

Derartige Leitungen werden häufig für solche Medien eingesetzt, die aufgrund eines relativ hohen Gefrierpunktes bereits bei relativ hohen, je nach Witterung durchaus möglichen Umgebungstemperaturen zum Gefrieren neigen. Dadurch können bestimmte Funktionen beeinträchtigt werden. Dies ist beispielsweise in Fahrzeugen bei Leitungen für eine Harnstofflösung der Fall, die als ΝΟχ-Reduktionsadditiv für

Dieselmotoren mit so genannten SCR-Katalysatoren eingesetzt wird. Speziell bei dieser bevorzugten Anwendung in Kraftfahrzeugen besteht das Problem, dass für verschiedene Fahrzeuge häufig auch unterschiedliche SCR-Systeme eingesetzt werden. Durch unterschiedliche Bauraum-Situationen variiert die Länge der verwendeten SCR-Leitungen von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp. Teilweise werden auch unterschiedliche Leitungsquerschnitte verwendet. Daraus resultieren auch

verschiedene Innenvolumina pro Längeneinheit. Aufgrund dieser unterschiedlichen Leitungen werden somit auch unterschiedliche Heizleistungen benötigt, zumal eine möglichst konstante Auftauzeit gewährleistet werden soll. Dazu sollte eine möglichst konstante Heizleistung pro Längeneinheit, z. B. pro Meter, der Leitung vorgegeben sein, beispielsweise etwa 15 Watt pro Meter Leitungslänge. Da aber in aller Regel eine konstante Betriebsspannung, insbesondere eine Fahrzeug-Bordnetzspannung von z. B. 12 oder 24 V, zur Verfügung steht, muss für verschiedene Leitungslängen der elektrische Widerstand des Heizelementes pro Längeneinheit variiert werden. Dies führt zu dem entscheidenden Nachteil, dass für verschiedene Leitungslängen kein standardisiertes, mit dem Heizelement versehenes Leitungsmaterial verwendet werden kann. Vielmehr muss eine sehr hohe Anzahl verschiedener Leitungen bereitgestellt werden, oder es müssten sogar die Medienleitungen hinsichtlich der Heizelemente individuell in Anpassung an die jeweiligen Einbauerfordernisse angefertigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein System und eine Medienleitung der genannten Art zu schaffen, um mit weitgehend standardisierten Heizleitungen auf einfache Weise einen Einsatz für verschiedene Einbausituationen zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird dies mit einem System gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 erreicht. Eine erfindungsgemäße Medienleitung ist Gegenstand des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der anschließenden Beschreibung enthalten.

Erfindungsgemäß ist demnach die Medienleitung mit insbesondere elektronischen oder elektro-magnetischen, oder alternativ mit optisch auslesbaren Speichermitteln zum Abspeichern bzw. Bereitstellen von leitungsspezifischen Parameter-Daten ausgestattet, wobei die Speichermittel so ausgelegt sind, dass die gespeicherten bzw. zum Auslesen bereitgestellten Parameter-Daten von einer Steuereinheit zum Betrieb des Heizelementes und zur Anpassung der Heizleistung auswertbar sind. Es kann sich um„direkte Daten" handeln oder um„indirekte Daten" zur Berechnung weiterer leistungsspezifischer Daten.

Demnach muss nicht mehr nur die Medienleitung hinsichtlich ihrer elektrischen

Heizmittel in Abhängigkeit von den leitungsspezifischen Parametern ausgelegt werden, sondern es erfolgt erfindungsgemäß eine Anpassung der elektrischen Heizleistung insbesondere durch Variation von Spannung und/oder Strom in Abhängigkeit von den gespeicherten leitungsspezifischen Parameter-Daten.

Das erfindungsgemäße System zum Betrieb der elektrisch beheizbaren Medienleitung besteht demnach aus der mit grundsätzlich beliebigen, insbesondere elektronischen und/oder optisch auslesbaren Speichermitteln ausgestatteten Medienleitung sowie aus einer Steuereinheit, die die in den Speichermitteln der Medienleitung abgelegten Parameter-Daten zum Betrieb des Heizelementes und zur Anpassung der Heizleistung auswertet.

Eine variable Einstellung der Heizleistung kann mit Vorteil durch eine zeitliche Taktung von Spannung bzw. Strom und insbesondere mittels einer Pulsweitenmodulation (PWM) erfolgen, um die Dauer der Bestromung des/jedes Heizelementes zu variieren.

An dieser Stelle sollen noch einige Hintergründe erläutert werden. In der

Automobilindustrie gelten besondere Bedingungen für eine gesetzliche Zulassung, die so genannte Homologation. Deshalb müssen bestimmte Parameter fahrzeugspezifisch bei der Programmierung der Fahrzeug-Kontrollsteuerung hinterlegt werden, um bei der geforderten Homologation mit geprüft werden zu können. Dies gilt auch für Parameter von beheizbaren Medienleitungen innerhalb des Fahrzeugs. Deshalb wird zumindest der jeweilige elektrische Widerstand fahrzeugseitig aufgrund der OBD (On Board Diagnose) abgefragt und kontrolliert, um die Einsatzbereitschaft zu gewährleisten. Um die Funktion in einem definierten Bereich zu gewährleisten, wird auch eine bestimmte Toleranz abgefragt, die vorher bekannt sein muss.

Besonders für Fahrzeuge, wie beispielsweise Off Road-Fahrzeuge, mit hoher Varianz und kleiner Stückzahl würden deshalb - wegen jeweils erneuter Programmierung und der notwendigen erneuten Homologation -erhebliche Kosten entstehen.

Erfindungsgemäß werden nun aber die angesprochenen Daten bzw. Parameter, wie insbesondere elektrischer Widerstand, Toleranz, Länge der Leitung,

Leitungsquerschnitt, Volumen, Leistungsaufnahme, gegebenenfalls Widerstands- bzw. Temperaturabhängigkeit, in der Fahrzeug-Software nicht mehr als feste Größen hinterlegt, wodurch sie nur für die Validierung und Homologation eines speziellen Fahrzeugtyps gelten würden, sondern sie werden als freie Variablen programmiert, die beim Fahrzeugstart oder einmalig bei der Fahrzeugmontage im Werk aus den elektronischen Speichermitteln der erfindungsgemäßen Medienleitung (en) ausgelesen werden. Somit gilt die gleiche Software - bezogen auf die Medienleitungsdaten - für alle Fahrzeugtypen und muss diesbezüglich nur einmal homologisiert werden.

Die Parameter-Daten selber werden über die der Medienleitung zugehörigen

Speichermittel, insbesondere einen in oder an der Leitung integrierten Speicher-Chip, bereitgestellt, wobei eine Übertragung der Daten über ein geeignetes Protokoll erfolgen kann, wie z. B. CAN, LIN, FlexRay (eingetragene Marke der Firma Daimler AG) oder dergleichen. Die Übertragung kann dabei z. B. per Funk, insbesondere RFID, oder über Kabelanbindung erfolgen. Für eine Manipulationssicherheit können die

Speichermittel mit einer speziellen Identifikationskennung (ID) ausgestattet werden, die beim Einlesen berücksichtigt wird.

Alternativ oder aber zusätzlich kann als Speichermittel auch eine optisch - mittels eines Scanners - auslesbare Kodierung vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines eindimensionalen Strichcodes (Bar-Code) oder einer zweidimensionalen Matrix- Kodierung (Daten- oder DOT-Matrix, wie z. B. QR-Code).

Die erfindungsgemäßen Speichermittel werden - spezifisch für jede konfektionierte Medienleitung - mit entsprechenden Daten konzipiert, z. B. programmiert. Dies kann nach Fertigstellung der Medienleitung im Werk erfolgen, beispielsweise in Verbindung mit einer Endprüfung, einer so genannten„End-of-Line"-Prüfung, wobei insbesondere auch der elektrisch Heizelement-Widerstand der jeweiligen Medienleitung bestimmt, auf Toleranzeinhaltung geprüft und gespeichert oder kodiert und in den

Speichermitteln vorgegeben wird. Zusätzlich können beliebige weitere Daten

gespeichert oder kodiert werden, wie Länge und Querschnitt der Leitung, Produktions- Charge, Produktionszeit (Datum, Uhrzeit) und dergleichen.

Die erfindungsgemäßen Speichermittel können bei Bedarf mit einem beliebigen, visuell lesbaren Kennzeichnungsetikett kombiniert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielhaft weitergehend erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer elektrisch beheizbaren Medienleitung in einer gekürzten Seitenansicht,

Fig. 2 eine entsprechende Medienleitung ähnlich Fig. 1 im Teil-Längsschnitt und

Fig. 3 eine stark schematische, blockschaltbildartige Darstellung eines

erfindungsgemäßen Systems zum Betrieb einer Medienleitung nach der Erfindung. In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels sowie auch unabhängig von den Merkmalskombinationen und Rückbeziehungen der Ansprüche eine erfinderische Bedeutung haben.

Wie sich zunächst aus Fig. 1 und 2 ergibt, besteht eine elektrisch beheizbare

Medienleitung 1 aus einer Fluidleitung 2, die mit einer bestimmten Länge L

konfektioniert, d. h. abgelängt ist. Bei der Fluidleitung 2 kann es sich um eine Rohroder Schlauchleitung handeln. Die Fluidleitung 2 ist mit mindestens einem über die Länge L hinweg angeordneten, elektrischen Heizelement 4 ausgestattet, um die Fluidleitung 2 bzw. das darin geführte Medium mit einer bestimmten Heizleistung zu beaufschlagen.

In der in Fig. 2 dargestellten, bevorzugten Ausführung weist die Fluidleitung 2 zwei elektrische Heizelemente 4 auf, wobei jedes Heizelement 4 von einem

schraubenlinienartig gewendelten Heizdraht 6 gebildet ist. Die beiden Heizdrähte 6 der zwei Heizelemente 4 verlaufen wendeiförmig in Leitungsrichtung gegeneinander versetzt und bilden somit eine Doppelwendel.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist die Fluidleitung 2 zumindest einendig, bevorzugt an jedem ihrer zwei Enden, mit einem Leitungsverbinder 8 verbunden, d. h. konfektioniert, wobei bevorzugt jeder Leitungsverbinder 8 ebenfalls elektrisch beheizbar ist und dazu mindestens ein elektrisches Heizelement 10 aufweist. Auch diese Heizelemente 10 sind bevorzugt jeweils von einem schraubenlinienartig gewendelten Heizdraht 12 gebildet. Die Heizelemente 4, 10 können jeweils außen auf der Oberfläche der Fluidleitung 2 bzw. des Leitungsverbinders 8 angeordnet sein, sie können aber auch jeweils in einem inneren Fluidkanal verlaufen und/oder in eine Umfangswandung eingebettet sein, z. B. in einer so genannten multi-layer-Ausführung.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt, wo beispielhaft für die Fluidleitung 2 nur ein Heizelement 4 als Ersatzwiderstand veranschaulicht ist, sind alle Heizelemente 4, 10 bevorzugt elektrisch in Reihe geschaltet und werden mit einer Betriebsspannung UB versorgt.

Wie sich weiter aus Fig. 1 und 2 ergibt, ist die Fluidleitung 2 einschließlich der

Heizelemente 4 bevorzugt von einer Umhüllung 14 insbesondere in Form eines Wellrohrs umgeben. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn jeder Leitungsverbinder 8 gemeinsam mit seinem Heizelement 10 von einer gehäuseartigen Kapselung 16 umschlossen ist.

Zum Anschluss der Betriebsspannung UB sind Anschlussdrähte 18 nach außen geführt, und zwar bevorzugt aus einer der Kapselungen 16. Gemäß Fig. 1 kann zum Anschluss ein Steckverbinder 20 vorgesehen sein.

Wie sich nun aus Fig. 3 ergibt, ist die Medienleitung 1 erfindungsgemäß mit

Speichermitteln 22 ausgestattet (Memory M). Diese Speichermittel 22 dienen zum Abspeichern bzw. Bereitstellen von leitungsspezifischen Parameter-Daten, die von einer Steuereinheit 24 (Controller C) zum Betrieb des Heizelementes 4 bzw. der in Reihe geschalteten Heizelemente 4, 10 und zur Anpassung der Heizleistung

auswertbar sind. In bevorzugter Ausgestaltung sind die Speichermittel 22 als passiver oder semi-passiver Transponder ausgebildet, der von der Steuereinheit 24 über eine Datenverbindung 26 auslesbar ist. Es kann auch eine beliebige andere geeignete Speicher-Art verwendet werden. So ist auch eine optisch auslesbare Kodierung im Rahmen der Erfindung möglich. Weiterhin kann es sich um RAM- oder ROM-Speicher handeln (RAM = random access memory; ROM = read only memory). Es ist vorteilhaft, wenn die Speichermittel 22 integriert innerhalb der Leitungsumhüllung 14 oder innerhalb einer der Kapselungen 16 eines der Leitungsverbinder 8 (vgl. Fig. 2) untergebracht sind. Weiterhin können die Speichermittel 22 auch in den elektrischen Steckverbinder 20 integriert sein.

Erfindungsgemäß wird demnach ein neuartiges System zum Betrieb der elektrisch beheizbaren Medienleitung 1 gebildet. Dieses System besteht einerseits aus der Medienleitung 1 , die Speichermittel 22 zum Abspeichern von leitungsspezifischen Parameter-Daten aufweist, sowie aus einer Steuereinheit 24, die die gespeicherten Parameter-Daten zum Betrieb des Heizelementes 4 bzw. aller in Reihe geschalteten Heizelemente 4, 10 und zur Anpassung der Heizleistung auswertet. Die Anpassung der Heizleistung kann eine einmalige Vorgabe, aber auch eine ständige Regelung sein, insbesondere unter Einsatz einer PWM-Steuerung.

Die Datenverbindung 26, die in Fig. 3 nur gestrichelt angedeutet ist, kann als

Leitungsverbindung oder drahtlos, gegebenenfalls auch zumindest teilweise als optische Sichtverbindung zwischen einer Kodierung und einem optischen Lesegerät, einem so genannten„Scanner", ausgebildet sein. Bevorzugt erfolgt eine elektronische Datenübertragung über ein Protokoll, beispielsweise CAN, LIN oder FlexRay

(eingetragene Marke). Dabei ist die Datenverbindung als Funkverbindung,

insbesondere als RFID-Transpondersystem, ausgebildet.

Im praktischen Einsatz in Kraftfahrzeugen können Medienleitungen 1 mit stark unterschiedlichen Längen L erforderlich sein. Bei Verwendung einer standardisiert mit dem oder den Heizelementen 4 vorgefertigten Fluidleitung 2 ändert sich mit

unterschiedlicher Länge auch der elektrische Widerstand des jeweiligen

Heizelementes 4. Dies kann erfindungsgemäß von der Steuereinheit 24 anhand der abgefragten Parameter-Daten aus den Speichermitteln 22 durch eine bestimmte Variation der Ansteuerung kompensiert werden. Dazu wird insbesondere die

Betriebsspannung UB entsprechend variiert, und zwar wahlweise ausgehend von einer bestimmten Versorgungsspannung, z. B. der Fahrzeug-Bordspannung, verkleinert, insbesondere mittels Taktung und PWM-Steuerung, oder auch vergrößert,

beispielsweise über einen Aufwärtswandler.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne

Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen Teilmerkmalen für sich eine

erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im jeweiligen unabhängigen Anspruch definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten

Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des jeweiligen unabhängigen Anspruchs weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.