Zuheizer-Steuergerät ZH-SG: Unterschied zwischen den Versionen

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== Funktion ==
== Funktion ==
Das '''Zuheizer-Steuergerät ZH-SG''' dient im Rahmen einer [[Zuheizer (Aufrüstung)|Zuheizer-Aufrüstung]] dem Einschalten des [[Zuheizer]]s, des [[Gebläse]]s und der [[Umwälzpumpe]]. <br/>Durch den Anschluss eines Temperaturgebers oder -schalters wird ein temperaturgesteuertes Zuschaltung des [[Gebläse]]s ermöglicht. Darüber hinaus ist eine Spannungsüberwachung integriert, über die die [[Standheizung]] abgeschaltet werden kann, wenn die [[Batterie]] zu stark entladen wird. Die volle Funktionalität des [[Zuheizer]]s (Automatikbetrieb bei laufendem Motor) bleibt bei Nutzung des ZH-SGs erhalten. Und natürlich ist das Einschalten der [[Standheizung]] auch während der Fahrt ohne 'Nebenwirkungen' jederzeit möglich.
Das '''Zuheizer-Steuergerät ZH-SG''' dient im Rahmen einer [[Zuheizer (Aufrüstung)|Zuheizer-Aufrüstung]] dem Einschalten des [[Zuheizer]]s, des [[Gebläse]]s und der [[Umwälzpumpe]]. <br/>Durch den Anschluss eines Temperaturgebers oder -schalters wird ein temperaturgesteuertes Zuschalten des [[Gebläse]]s ermöglicht. Darüber hinaus ist eine Spannungsüberwachung integriert, über die die [[Standheizung]] abgeschaltet werden kann, wenn die [[Batterie]] zu stark entladen wird. Die volle Funktionalität des [[Zuheizer]]s (Automatikbetrieb bei laufendem Motor) bleibt bei Nutzung des ZH-SGs erhalten. Und natürlich ist das Einschalten der [[Standheizung]] auch während der Fahrt ohne 'Nebenwirkungen' jederzeit möglich.


Die Version 2 des ZH-SG bietet weitere Funktionen, die unten beschrieben werden.  
Die Version 2 des ZH-SG bietet weitere Funktionen, die unten beschrieben werden.  
Da es im Zusammenhang mit dem ZH-SG einige aus meiner Sicht völlig unnötige Aufregung gab, wird an dieser Stelle auf den '''Artikel [[Zuheizer-Steuergerät (Warnung)]]''' verwiesen. Dort werden u.a. B.Rudes Applikationsvorschläge und deren Auswirkungen vorgestellt und bewertet.


Eine Alternative zum ZH-SG der T4-Wiki ist das [[T4forum Zuheizer Steuergerät]], das in einem eigenen Artikel behandelt wird.
Eine Alternative zum ZH-SG der T4-Wiki ist das [[T4forum Zuheizer Steuergerät]], das in einem eigenen Artikel behandelt wird.


== ZH-SG Version 1 ==
== ZH-SG Version 1 ==
=== Schaltung und Steuerungslogik ===
Herz der Schaltung ist ein µC des Typs Atmel TINY 45, der kontinuierlich
* den Schaltzustand der [[Vorwahluhr]],
* die [[Lichtmaschine]] über die Kl. D+ (Motor AN oder AUS),
* die Versorgungsspannung und
* die Temperatur am Einbauort des Gebers/Thermosschalters
überwacht und abhängig davon [[Zuheizer]], [[Umwälzpumpe]] und [[Gebläse]] ein- bzw. ausschaltet.


Das Einschalten des [[Zuheizer]]s, der [[Umwälzpumpe]] und die Ansteuerung des [[Gebläse]]s bzw. der [[Climatronic]] erfolgen verlustarm über sogenannte Smart Power Switches (PROFET), um den Stromverbrauch der Steuerung zu minimieren. Über die Potentiometer P1 und P2 lassen sich die Einschalttemperatur für das [[Gebläse]] zwischen ca. 0 und 80°C sowie die Abschaltspannung zwischen ca. 11,4 und 12,4 V einstellen. Der Linksanschlag des Potis entspricht jeweils dem kleinerem Wert.
Die Inhalte des ZH-SG Version eins wurden zugunsten einer bessern Übersicht in den Artikel [[ZH-SG V1]] verschoben.


Die Steuerung ist gegen die üblichen Störungen im [[Bordnetz]] geschützt. Der Ruhestrom liegt unter 10 mA.
== ZH-SG Version 2 ==
[[Bild:ZHSG_2_Bild_neu.jpg|thumb|200px|ZH_SG Version 2]]


Das ZH-SG Version 2 hat folgende Features:


'''Steuerungslogik:'''<br/>
* Restwärme-Nutzung,
Erhält die Steuerung über die [[Vorwahluhr]] ein Einschaltsignal, wird zunächst die [[Batterie]]-Spannung überprüft. Liegt sie oberhalb des eingestellten Wertes (ca. 11,4 bis 12,4 V), werden zunächst der [[Zuheizer]] über den Kanal 1 des IC4 und die Pumpe über IC3 eingeschaltet. Während der 'stromintensiven' Einschaltphase des Heizgerätes ist die Spannungsüberwachung für 3 Minuten deaktiviert, damit kurze Spannungseinbrüche nicht zur Abschaltung der Heizung führen.
* [[Trennrelais]]-Steuerung,
* integriertes Relais für das [[Gebläse]] und den Schalter für die [[Klimaanlage]] (wg. [[Lüfter]]ansteuerung),
* Ansteuerung per Dauersignal und Impuls (z.B. von einem Handy)
* genaue Einstellung von Spannung (16 0,1 V-Schritte) und Temperatur (7 10°C-Schritte) über DIP-Schalter,
* Betriebsanzeige per LED inkl. Fehleranzeige,


In der Folge wird die Temperatur am gewählten Einbauort des Temperaturgebers/-schalters überwacht. Steigt sie über den eingestellten Sollwert (ca. 0 bis 80°C bei Nutzung eines Gebers) bzw. die Schaltschwelle des verbauten Thermoschalters, wird das [[Gebläse]] über den Kanal 2 des IC4 angesteuert. Dies erfolgt zur Entlastung der [[Batterie]] aber frühestens 90 Sekunden nach Einschalten der Heizung. Das [[Gebläse]] wird abgeschaltet, wenn die Temperatur wieder stark abfällt. Eine Schalthysterese (ca. 15°C) stellt dabei sicher, dass das [[Gebläse]] bei kleinen Temperaturänderungen nicht ständig  ein-/ausschaltet.<br/>Wird der Motor während des Standheizungsbetriebes eingeschaltet, bleibt die [[Standheizung]] zwar eingeschaltet ([[Zuheizer]] und [[Umwälzpumpe]]). Das [[Gebläse]] wird jedoch nicht mehr angesteuert, wodurch die normale Spannungsversorgung und Bedienung wiederhergestellt sind.


Unterschreitet die überwachte Spannung den eingestellten Wert, wird die [[Standheizung]] automatisch ausgeschaltet. Ein erneutes Einschalten ist erst dann möglich, wenn die Spannung gut 1 V über den Abschaltwert ansteigt. In der Regel wird das erst dann der Fall sein, wenn die [[Batterie]] z.B. über die [[Lichtmaschine]] geladen wird. Es empfiehlt sich daher, vor dem ersten Test der Steuerung nach dem Anschluss zunächst den Motor anzulassen, damit die Spannung einmalig über ca. 13,6 V steigt.
=== Schaltung und Steuerungslogik ===


Herz der Schaltung ist ein µC des Typs Atmel TINY 45, der kontinuierlich


Die Steuerung besitzt einen Ausgang AUX, an dem immer dann ca. 12 V mit einer Belastbarkeit von ca. 1 A anliegen, wenn der [[Zuheizer]] angesteuert wird. Dieser Ausgang kann z.B. für eine Betriebsanzeige oder die Ansteuerung eines weiteren Relais genutzt werden. Letzteres könnte auch ein ggf. vorhandenes [[Trennrelais]] sein, das immer dann eingeschaltet wird, wenn die [[Standheizung]] läuft.
* den Schaltzustand der Vorwahluhr,
* die Lichtmaschine über die Kl. D+ (Motor AN oder AUS),
* die Versorgungsspannung und
* die Temperatur am Einbauort des Gebers/Thermosschalters


überwacht und abhängig davon Zuheizer, Umwälzpumpe und Gebläse ein- bzw. ausschaltet.


=== Anschluss ===
Das Einschalten des Zuheizers, der Umwälzpumpe und die Ansteuerung des Gebläses bzw. der Climatronic erfolgen verlustarm über sogenannte Smart Power Switches (PROFET), um den Stromverbrauch der Steuerung zu minimieren. Über die DIP-Schalter lassen sich die Einschalttemperatur für das Gebläse zwischen ca. 0 und 80°C sowie die Abschaltspannung zwischen ca. 11,4 und 12,4 V einstellen. Genaueres im Abschnitt '''''Einstellung''''''
In der neuesten Version mit dem Gehäuse KSL40 sind die Anschlüsse etwas anders plaziert:
[[Bild:ZHSG_Anschluss_Version3.jpg|thumb|none|550px|Anschluss Version KSL40]]
 
Bei Nutzung der vorgesehenen Schraubklemmen ist Folgendes zu beachten:
# Es dürfen nur feinnädrige Kabel (Litze) bis zu einem Durchmesser von 1 qmm genutzt werden, weil die Schraubklemmen nur für diesen maximalen Querschnitt ausgelegt sind. Dickere Kabel sind zudem nicht erforderlich, weil keine Ströme fließen, die dickere Kabel erfordern. Tatsächlich können problemlos für die Signalleitungen Kabel mit 0,35qmm, für die Spannungsversorgung Kabel mit 0,5 qmm und je nach Absicherung für die Pumpe Kabel mit 0,5 bis 1 qmm genutzt werden.
# Aderendhülsen sind nicht erforderlich, weil die Schraubklemmen einen integrierten Adernschutz besitzen.
# Die Aderenden dürfen auf keinen Fall verzinnt werden. Dies ist in Elektroinstallationen verboten und birgt erhebliche Gefahren bis hin zur Brandgefahr.


Die Steuerung ist gegen die üblichen Störungen im Bordnetz geschützt. Der Ruhestrom liegt unter 10 mA.


'''Spannungsversorgung'''<br/>
Die Spannungsversorgung ([[Dauerplus]]!) wird an an die Anschlüsse [[Kl.30]] und [[Kl.31]] angeschlossen. Eine externe Sicherung ist nicht erforderlich, weil eine auf der Platine des Steuergerätes vorhanden ist. Ihr Wert sollte 2,5 A nicht überschreiten.


Der Eingang für die Spannungsüberwachung (SPG) wird mit dem [[Pluspol]] der [[Batterie]] verbunden. Er sollte an die [[Batterie]] angeschlossen werden, die das [[Gebläse]] während des Standheizungsbetriebes mit Spannung versorgt.
'''Steuerungslogik:'''<br/>
[[Bild:ZHSG_Anschluss_Spannung.jpg|thumb|none|350px|Anschluss der Versorgungsspannung und Spannungsüberwachung]]
 
 
'''Zuheizer'''<br/>
Die Steuersignale für den [[Zuheizer]] werden wie folgt angeschlossen:
[[Bild:ZHSG_Anschluss_Zuheizer.jpg|thumb|none|350px|Anschluss des Zuheizers]]
Dazu muss der Kabelbaum zum [[Zuheizer]] aufgetrennt und die jeweiligen Kabelenden mit dem ZH-SG verbunden werden.
 
 
'''Pumpe'''<br/>
Bei Nutzung einer zusätzlich verbauten Pumpe ist diese über eine Sicherung (2,5 bis 5 A) an [[Dauerplus]] einer [[Batterie]] sowie an den Anschluss '''Pumpe''' der Steuerung anzuschließen. Das ZH-SG schaltet die Pumpe während des Betriebes nach [[Masse]].<br/>Soll die fahrzeugeigene Pumpe genutzt werden, erfolgt der Anschluss masseseitig an der Pumpe 'vor' dem Thermoschalter für die Pumpe.
{|
|[[Bild:ZHSG_Anschluss_Pumpe_Zusatz.jpg|thumb|none|350px|Anschluss einer zusätzlichen Pumpe]]
|[[Bild:ZHSG_Anschluss_Pumpe.jpg|thumb|none|350px|Anschluss einer vorhandenen Pumpe]]
|}


Erhält die Steuerung über die Vorwahluhr ein Einschaltsignal, wird zunächst die Batterie-Spannung überprüft. Liegt sie oberhalb des eingestellten Wertes (ca. 11,4 bis 12,4 V), werden zunächst der Zuheizer über den Kanal 1 des IC4 und die Pumpe über IC3 eingeschaltet. Während der 'stromintensiven' Einschaltphase des Heizgerätes ist die Spannungsüberwachung für 3 Minuten deaktiviert, damit kurze Spannungseinbrüche nicht zur Abschaltung der Heizung führen.


'''Temperaturgeber bzw. Thermoschalter'''<br/>
In der Folge wird die Temperatur am gewählten Einbauort des Temperaturgebers/-schalters überwacht. Steigt sie über den eingestellten Sollwert (ca. 0 bis 80°C bei Nutzung eines Gebers) bzw. die Schaltschwelle des verbauten Thermoschalters, wird das Gebläse über den Kanal 2 des IC4 angesteuert. Dies erfolgt zur Entlastung der Batterie aber frühestens 90 Sekunden nach Einschalten der Heizung. Das Gebläse wird abgeschaltet, wenn die Temperatur wieder stark abfällt. Eine Schalthysterese (ca. 15°C) stellt dabei sicher, dass das Gebläse bei kleinen Temperaturänderungen nicht ständig ein-/ausschaltet.
An das ZH-SG können ein Temperaturgeber der Serie KTY81-1xx (1000 Ohm bei 25°C) oder Thermoschalter (Öffner oder Schließer) angeschlossen werden. Dabei gibt es die nachfolgenden Unterschiede beim Anschluss:
Wird der Motor während des Standheizungsbetriebes eingeschaltet, bleibt die Standheizung zwar eingeschaltet (Zuheizer und Umwälzpumpe). Das Gebläse wird jedoch nicht mehr angesteuert, wodurch die normale Spannungsversorgung und Bedienung wiederhergestellt sind.


Ein '''Temperaturgeber''' wird an die Eingänge '''T1''' und '''T2''' angeschlossen; die Polarität spielt dabei keine Rolle. Der Jumper muss geöffnet sein. Der Geber selbst kann z.B. an einem Kühlmittelschlauch oder im [[Wärmetauscher]] des [[Gebläse]]s befestigt werden.<br/>Ein '''öffender Thermoschalter''' wird ebenfalls an '''T1''' und '''T2''' angeschlossen. Der Jumper muss geöffnet sein.<br/>Ein '''schließender Thermoschalter''' wird an '''T1''' und '''T3''' angeschlossen. Der Jumper muss geschlossen sein.
Unterschreitet die überwachte Spannung den eingestellten Wert, wird die Standheizung automatisch ausgeschaltet. Ein erneutes Einschalten ist erst dann möglich, wenn die Spannung gut 1 V über den Abschaltwert ansteigt. In der Regel wird das erst dann der Fall sein, wenn die Batterie z.B. über die Lichtmaschine geladen wird. Es empfiehlt sich daher, vor dem ersten Test der Steuerung nach dem Anschluss zunächst den Motor anzulassen, damit die Spannung einmalig über ca. 13,6 V steigt.
{|
|[[Bild:ZHSG_Anschluss_Temperatur_KTY.jpg|thumb|none|300px|Anschluss des Temperaturgebers KTY-81]]
|[[Bild:ZHSG_Anschluss_Temperatur_Oeffner.jpg|thumb|none|300px|Anschluss eines öffnenden Thermoschalters]]
|[[Bild:ZHSG_Anschluss_Temperatur_Schliesser_neu1.jpg|thumb|none|300px|Anschluss eines schließenden Thermoschalters]]
|}


'''Gebläse'''<br/>
Der Anschluss des [[Gebläse]]s ist baujahr- und ausstattungsabhängig.
Bei '''T4 mit [[Climatronic]] ab [[MJ]]1999''' (blaue [[Climatronic]]) nuss lediglich der Ausgang '''Gebläse''' mit dem Eingang T28a/4 des [[Climatronic]]-Steuergerätes verbunden werden; siehe auch [[Zuheizer (Aufrüstung)#T4 ab MJ 1999|Artikel Zuheizer-Aufrüstung]].<br/>Bei '''T4 mit [[Climatronic]] bis [[MJ]]1998''' muss das schwarze Kabel vom [[Mehrfachstecker]] Q/4 der [[Zentralelektrik]] zum [[Climatronic]]-Steuergerät in der Nähe der [[Zentralelektrik]] aufgetrennt und wie dargestellt mit einem Wechsler-Relais verbunden werden. Zusätzlich muss an den 2. Schaltkontakt des Relais [[Dauerplus]] über eine 30A-Sicherung angeschlossen werden. Siehe auch [[Zuheizer (Aufrüstung)#T4 vor MJ 1999|Artikel Zuheizer-Aufrüstung]].
{|
|[[Bild:ZHSG_Anschluss_Geblaese_Climatronic_1999.jpg|thumb|none|300px|Anschluss an Climatronic ab MJ1999]]
|[[Bild:ZHSG_Anschluss_Geblaese_Climatronic_1996_neu.jpg|thumb|none|300px|Anschluss an Climatronic bis MJ1998]]
|}
Bei '''T4 mit manuellem [[Gebläse]]''' muss das schwarz-gelbe Kabel zum Gebläseschalter in der Nähe des Schalters aufgetrennt und wie dargestellt mit einem Wechsler-Relais verbunden werden. Zusätzlich muss an den 2. Schaltkontakt des Relais [[Dauerplus]] über eine 30A-Sicherung angeschlossen werden. Siehe auch [[Zuheizer (Aufrüstung)#T4 ohne Climatronic|Artikel Zuheizer-Aufrüstung]].
[[Bild:ZHSG_Anschluss_Geblaese.jpg|thumb|none|300px|Anschluss an Gebläse]]
Bei T4 mit manueller [[Klimaanlage]] ist es zudem empfehlenswert, das Kabel vom Gebläseschalter zum Einschalter für die Klimaanlage ebenfalls an ein über den Gebläseausgang gesteuertes Relais anzuschließen, sodass die [[Klimaanlage]] nicht während des Standheizungsbetriebes elektrisch eingeschaltet werden kann. Dies würde den Stromverbrauch wegen der dann laufenden [[Lüfter]] erheblich erhöhen. Siehe auch [[Zuheizer (Aufrüstung)#T4 ohne Climatronic|Artikel Zuheizer-Aufrüstung]].
'''AUX'''<br/>
Am Anschluss AUX liegen immer dann ca. 12 V mit einer Belastbarkeit von ca. 1 A an, wenn der [[Zuheizer]] angesteuert wird. Dieser Ausgang kann z.B. für eine Betriebsanzeige oder die Ansteuerung eines weiteren Relais genutzt werden. Letzteres könnte auch ein ggf. vorhandenes [[Trennrelais]] sein, das immer dann eingeschaltet wird, wenn die [[Standheizung]] läuft. Dadurch werden beide [[Batterie]]n zur Versorgung der [[Standheizung]] genutzt, wodurch die mögliche Laufzeit in der Regel deutlich verlängert wird. Die Spannungsüberwachung (Eingang SPG) sollte dann mit der [[Starterbatterie]] verbunden werden.
[[Bild:ZHSG_Anschluss_Aux.jpg|thumb|none|350px|Anschlussmöglichkeiten AUX]]
=== Einstellung ===
Mit dem '''Potentiometer P1''' wird bei Nutzung eines Temperaturgebers die '''Temperatur''' eingestellt, bei der das [[Gebläse]] zugeschaltet wird. Der Einstellbereich reicht von ca. 0 bis ca. 80°C, wobei die Wert weitgehend linear über den Verdrehwinkel des Potentiometers bestimmt werden kann. Der Linksanschlag entspricht einer Temperatur von ca. 0°C, die Mittelposition (135°) ca. 40°C und der Rechtsanschlag ca. 80°C. Wer die Temperatur genauer vorgeben will, muss zur Einstellung die Spannung an Pin 7 des µC messen: das Einschalten erfolgt bei 1,6 Volt an Pin 7.
Mit dem '''Potentiometer P2''' wird die '''Unterspannungsabschaltung''' eingestellt. Der Einstellbereich reicht von ca. 11,4 bis ca. 12,4 Volt, wobei die Wert weitgehend linear über den Verdrehwinkel des Potentiometers bestimmt werden kann. Der Linksanschlag entspricht einer Spannung von ca. 11,4 V, die Mittelposition (135°) ca. 11,9 V und der Rechtsanschlag ca. 12,4 V. Wer die Spannung genauer vorgeben will, muss die gewünschte Spannung z.B. über ein regelbares Netzgerät am Anschluss SPG einspeisen und P2 so einstellen, dass die Spannung an Pin 3 des µC 2,15 V beträgt.<br/>Die Unterspannungsüberwachung des ZH-SG hat keinen Einfluss auf die des [[Zuheizer]]s. Dieser schaltet unabhängig davon bei einer Spannung von 10 bis 10,5 V am Heizgerät (nicht an der [[Batterie]]!) ab.
== ZH-SG Version 2 ==
[[Bild:ZHSG_2_Bild_neu.jpg|thumb|200px|SH_SG Version 2]]
Diese Version umfasst zusätzlich zur Version 1:
* Restwärme-Nutzung,
* [[Trennrelais]]-Steuerung,
* integriertes Relais für das [[Gebläse]] und den Schalter für die [[Klimaanlage]] (wg. [[Lüfter]]ansteuerung),
* Ansteuerung per Dauersignal und Impuls (z.B. von einem Handy)
* genauere Einstellung von Spannung (16 0,1 V-Schritte) und Temperatur (7 10°C-Schritte) über DIP-Schalter,
* Betriebsanzeige per LED inkl. Fehleranzeige,
=== Schaltung und Steuerungslogik ===
Nachfolgend werden nur die Unterschiede zum ZH-SG Version 1 beschrieben.


'''Restwärme-Nutzung'''<br/>
'''Restwärme-Nutzung'''<br/>
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'''Steuerung durch Spannungsimpuls'''<br/>
'''Steuerung durch Spannungsimpuls'''<br/>
Zusätzlich zur klassischen Steuerung über eine [[Vorwahluhr]] (dauernd Plus während des [[SH]]-Betriebes), läßt sich die Standheizung über einen Spannungsimpuls (Schalten bei positiver Flanke) einschalten, wie er von einigen Fernbebienungen (z.B. Handy-Fernbedienung) bereitgestellt wird. Der 1. Impuls schaltet die [[Standheizung]] ein, der 2. Impuls schaltet sie wieder aus.<br/>Natürlich ist der parallele Betrieb einer [[Vorwahluhr]] gewährleistet; sie hat immer Vorrang.
Zusätzlich zur klassischen Steuerung über eine [[Vorwahluhr]] (dauernd Plus während des [[SH]]-Betriebes), läßt sich die Standheizung über einen Spannungsimpuls (Schalten bei positiver Flanke) einschalten, wie er von einigen Fernbedienungen (z.B. Handy-Fernbedienung) bereitgestellt wird. Der 1. Impuls schaltet die [[Standheizung]] ein, der 2. Impuls schaltet sie wieder aus.<br/>Natürlich ist der parallele Betrieb einer [[Vorwahluhr]] gewährleistet; sie hat immer Vorrang.




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Die LED blinkt bei einem Fehler bzw. eine Fehlbedienung ca. 15 Sekunden und schaltet dann aus. Ist bei Auftreten eines Fehlers die [[Vorwahluhr]] eingeschaltet, blinkt die LED dauerhaft.
Die LED blinkt bei einem Fehler bzw. eine Fehlbedienung ca. 15 Sekunden und schaltet dann aus. Ist bei Auftreten eines Fehlers die [[Vorwahluhr]] eingeschaltet, blinkt die LED dauerhaft.


=== Anschluss ===
=== Anschluss ===
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'''Restwärme'''<br/>
'''Restwärme'''<br/>
Der Taster für die Restwärmefunktion wird an die beien Anschlüsse '''''Rw''''' angeschlossen. Er muss zur Betätigung nach [[Masse]] schalten.
Der Taster für die Restwärmefunktion wird an die beiden Anschlüsse '''''Rw''''' angeschlossen. Er muss zur Betätigung nach [[Masse]] schalten. Einer der Anschlüsse '''''RW''''' ist auf der Platine nach Masse verbunden. Soll der Taster weit entfernt vom Steuergerät eingesetzt werden kann man den anderen Anschluss zum Taster und vom Taster auf Fahrzeugmasse gehen.  




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'''Trennrelais'''<br/>
'''Trennrelais'''<br/>
Die 'Plus-Leitung' vom [[Trennrelais]] (in der Regel das D+-Kabel von der [[Lichtmaschine]]) muss am Trennrelais aufgetrennt werden. Das relaisseitige Ende ist an '''''TR-Out''''' anzuschließen, das andere Ende an '''''TR-In'''''. Dioden auf der Platine stellen sicher, dass die fahrzeugseitige [[Trennrelais]]steuerung nicht beeinflusst wird.  
Die 'Plus-Leitung' vom [[Trennrelais]] (in der Regel das D+-Kabel von der [[Lichtmaschine]]) muss am Trennrelais aufgetrennt werden. Das relaisseitige Ende ist an '''''TR-Out''''' anzuschließen, das andere Ende an '''''TR-In'''''. Dioden auf der Platine stellen sicher, dass die fahrzeugseitige [[Trennrelais]]steuerung nicht beeinflusst wird.  
Ist das [[TR-SG]] verbaut wird einfach eine Letung vom eingang '''''UHR''''' auf den Eingang '''''SH''''' des TR-SG gelegt. Alternativ kann man auch den Ausgang ''''Gebläse'''' nehmen, dann wird das Trennrelais erst geschlossen wenn das Gebläse eingeschaltet wird. Diese Entscheidung muss jeder selbst treffen, Stromintensiv wird die Nutzung der Standheizung erst mit dem Gebläse, ein evtl. Spannungseinbruch vor Gebläsestart hat bei dieser Version allerdings einen Abbruch des Standheizungsbetriebs zur Folge.




'''Pumpe'''<br/>
'''Pumpe'''<br/>
Wie bei ZH-SG Version 1.
Masseseitig vor dem Temperaturschalter muss das Kabel zur Umwälzumpe z.B. mittels Stromdieb angezapft und auf den Anschluss '''''Pumpe''''' gelegt werden. Im Normalfall ist das das graue Kabel an der [[Umwälzpumpe]] (1997er ACV).  




'''Zuheizersignale'''<br/>
'''Zuheizersignale'''<br/>
Die Anschlüsse '''''TS-In''''', '''''TS-Out''''', '''''D-In''''' und '''''D-Out''''' werden wie bei der Version 1 angeschlossen. '''''D-In''''' wird zur Erkennung Motor AN/AUS und damit für die Restwärme-Funktion sowie die Geläsesteuerung (AUS bei Motor EIN) genutzt.
Die Anschlüsse '''''TS-In''''', '''''TS-Out''''', '''''D-In''''' und '''''D-Out''''' werden entsprehcend angeschlossen, '''''In''''' steht dabei jeweils für Fahrzeugseite, '''''Out''''' für Zuheizerseite. '''''D-In''''' wird zur Erkennung Motor AN/AUS und damit für die Restwärme-Funktion sowie die Geläsesteuerung (AUS bei Motor EIN) genutzt, '''''T-In''''' ist das Schaltsignal des Außentemperaturschalters und wird nur im Zuheizerbetrieb verwendet. '''''T-Out''''' hingegen wird von der Steuerung im Standheizungsbetrieb auf 12V gelegt.  




Zeile 198: Zeile 132:


An '''''Klima''''' kann das Kabel vom Klima-Schalter E35 zum [[Relais 140]] anschließen, damit dieses bei T4 mit manueller [[Klimaanlage]] während des Standheizungsbetriebes automatisch getrennt wird. So wird verhindert, dass bei eingeschalteter [[Klimaanlage]] die [[Kühlerlüfter]] während des Standheizungsbetriebes laufen; siehe [[Zuheizer (Aufrüstung)#T4 ohne Climatronic|Zuheizer-Aufrüstung]].
An '''''Klima''''' kann das Kabel vom Klima-Schalter E35 zum [[Relais 140]] anschließen, damit dieses bei T4 mit manueller [[Klimaanlage]] während des Standheizungsbetriebes automatisch getrennt wird. So wird verhindert, dass bei eingeschalteter [[Klimaanlage]] die [[Kühlerlüfter]] während des Standheizungsbetriebes laufen; siehe [[Zuheizer (Aufrüstung)#T4 ohne Climatronic|Zuheizer-Aufrüstung]].


=== Einstellung ===
=== Einstellung ===
Zeile 218: Zeile 151:
* Schalter 4 EIN erhöht die Spannung um 0,8V
* Schalter 4 EIN erhöht die Spannung um 0,8V


Sind Schalter 1, 2 und 4 eingeschaltet, ergibt sich eine Spannung von 11,0 + 0,1 + 0,2 + 0,4 = 12,1 V.
Sind Schalter 1, 2 und 4 eingeschaltet, ergibt sich eine Spannung von 11,0 + 0,1 + 0,2 + 0,8 = 12,1 V.




Zeile 226: Zeile 159:
* Schalter 6 AUS: Trennrelais nicht steuern
* Schalter 6 AUS: Trennrelais nicht steuern
* Schalter 6 EIN: Trennrelais steuern
* Schalter 6 EIN: Trennrelais steuern
== Nachbau ==
Vor dem Nachbau des Steuergerätes sollte man sich die Hinweise auf der Seite [[Nachbau Steuergeräte T4-wiki]] durchlesen.





Version vom 12. Februar 2021, 21:47 Uhr

ZH_SG Version 1

Funktion

Das Zuheizer-Steuergerät ZH-SG dient im Rahmen einer Zuheizer-Aufrüstung dem Einschalten des Zuheizers, des Gebläses und der Umwälzpumpe.
Durch den Anschluss eines Temperaturgebers oder -schalters wird ein temperaturgesteuertes Zuschalten des Gebläses ermöglicht. Darüber hinaus ist eine Spannungsüberwachung integriert, über die die Standheizung abgeschaltet werden kann, wenn die Batterie zu stark entladen wird. Die volle Funktionalität des Zuheizers (Automatikbetrieb bei laufendem Motor) bleibt bei Nutzung des ZH-SGs erhalten. Und natürlich ist das Einschalten der Standheizung auch während der Fahrt ohne 'Nebenwirkungen' jederzeit möglich.

Die Version 2 des ZH-SG bietet weitere Funktionen, die unten beschrieben werden.

Eine Alternative zum ZH-SG der T4-Wiki ist das T4forum Zuheizer Steuergerät, das in einem eigenen Artikel behandelt wird.

ZH-SG Version 1

Die Inhalte des ZH-SG Version eins wurden zugunsten einer bessern Übersicht in den Artikel ZH-SG V1 verschoben.

ZH-SG Version 2

ZH_SG Version 2

Das ZH-SG Version 2 hat folgende Features:

  • Restwärme-Nutzung,
  • Trennrelais-Steuerung,
  • integriertes Relais für das Gebläse und den Schalter für die Klimaanlage (wg. Lüfteransteuerung),
  • Ansteuerung per Dauersignal und Impuls (z.B. von einem Handy)
  • genaue Einstellung von Spannung (16 0,1 V-Schritte) und Temperatur (7 10°C-Schritte) über DIP-Schalter,
  • Betriebsanzeige per LED inkl. Fehleranzeige,


Schaltung und Steuerungslogik

Herz der Schaltung ist ein µC des Typs Atmel TINY 45, der kontinuierlich

  • den Schaltzustand der Vorwahluhr,
  • die Lichtmaschine über die Kl. D+ (Motor AN oder AUS),
  • die Versorgungsspannung und
  • die Temperatur am Einbauort des Gebers/Thermosschalters

überwacht und abhängig davon Zuheizer, Umwälzpumpe und Gebläse ein- bzw. ausschaltet.

Das Einschalten des Zuheizers, der Umwälzpumpe und die Ansteuerung des Gebläses bzw. der Climatronic erfolgen verlustarm über sogenannte Smart Power Switches (PROFET), um den Stromverbrauch der Steuerung zu minimieren. Über die DIP-Schalter lassen sich die Einschalttemperatur für das Gebläse zwischen ca. 0 und 80°C sowie die Abschaltspannung zwischen ca. 11,4 und 12,4 V einstellen. Genaueres im Abschnitt Einstellung'

Die Steuerung ist gegen die üblichen Störungen im Bordnetz geschützt. Der Ruhestrom liegt unter 10 mA.


Steuerungslogik:

Erhält die Steuerung über die Vorwahluhr ein Einschaltsignal, wird zunächst die Batterie-Spannung überprüft. Liegt sie oberhalb des eingestellten Wertes (ca. 11,4 bis 12,4 V), werden zunächst der Zuheizer über den Kanal 1 des IC4 und die Pumpe über IC3 eingeschaltet. Während der 'stromintensiven' Einschaltphase des Heizgerätes ist die Spannungsüberwachung für 3 Minuten deaktiviert, damit kurze Spannungseinbrüche nicht zur Abschaltung der Heizung führen.

In der Folge wird die Temperatur am gewählten Einbauort des Temperaturgebers/-schalters überwacht. Steigt sie über den eingestellten Sollwert (ca. 0 bis 80°C bei Nutzung eines Gebers) bzw. die Schaltschwelle des verbauten Thermoschalters, wird das Gebläse über den Kanal 2 des IC4 angesteuert. Dies erfolgt zur Entlastung der Batterie aber frühestens 90 Sekunden nach Einschalten der Heizung. Das Gebläse wird abgeschaltet, wenn die Temperatur wieder stark abfällt. Eine Schalthysterese (ca. 15°C) stellt dabei sicher, dass das Gebläse bei kleinen Temperaturänderungen nicht ständig ein-/ausschaltet. Wird der Motor während des Standheizungsbetriebes eingeschaltet, bleibt die Standheizung zwar eingeschaltet (Zuheizer und Umwälzpumpe). Das Gebläse wird jedoch nicht mehr angesteuert, wodurch die normale Spannungsversorgung und Bedienung wiederhergestellt sind.

Unterschreitet die überwachte Spannung den eingestellten Wert, wird die Standheizung automatisch ausgeschaltet. Ein erneutes Einschalten ist erst dann möglich, wenn die Spannung gut 1 V über den Abschaltwert ansteigt. In der Regel wird das erst dann der Fall sein, wenn die Batterie z.B. über die Lichtmaschine geladen wird. Es empfiehlt sich daher, vor dem ersten Test der Steuerung nach dem Anschluss zunächst den Motor anzulassen, damit die Spannung einmalig über ca. 13,6 V steigt.


Restwärme-Nutzung
Bedienbar über einen Taster, lassen sich die Umwälzpumpe und das Gebläse einschalten, um die Restwärme im Kühlmittelkreislauf zum Heizen zu nutzen. Der Zuheizer wird dabei nicht eingeschaltet. Die Restwärme-Nutzung ist nur dann einschaltbar, wenn der Motor AUS ist. Es werden dabei die folgenden Temperaturschwellen genutzt:

  • Einschalten möglich ab 40°C,
  • automatisches Ausschalten unterhalb 21°C


Die Laufzeit für die Restwärme-Nutzung ist auf 30 Minuten begrenzt und darüber hinaus nicht einstellbar. Die Funktion wird abgebrochen, wenn der Motor angelassen oder die Standheizung eingeschaltet wird.


Trennrelais-Steuerung
Das ZH-SG Version 2 besitzt eine vollwertige, konfigurierbare Trennrelais-Steuerung. Wenn immer die überwachten Spannungen im erlaubten Bereich liegen, wird das Trennrelais während des Standheizungsbetriebes sowie während der Restwärme-Nutzung geschlossen, um beide Batterien maximal für die Standheizung/Restwärme-Funktion zu nutzen. Das Trennrelais wird geöffnet, sobald die Zündung eingeschaltet wird oder eine der überwachten Spannungen den voreingestellten Mindestwert unterschreitet.


Steuerung durch Spannungsimpuls
Zusätzlich zur klassischen Steuerung über eine Vorwahluhr (dauernd Plus während des SH-Betriebes), läßt sich die Standheizung über einen Spannungsimpuls (Schalten bei positiver Flanke) einschalten, wie er von einigen Fernbedienungen (z.B. Handy-Fernbedienung) bereitgestellt wird. Der 1. Impuls schaltet die Standheizung ein, der 2. Impuls schaltet sie wieder aus.
Natürlich ist der parallele Betrieb einer Vorwahluhr gewährleistet; sie hat immer Vorrang.


Betriebsanzeige durch LED
Eine optionale Low-Current-LED zeigt den jeweiligen Betriebszustand an:

  • LED aus: Restwärme und Standheizung AUS,
  • LED ein: Restwärme oder Standheizung EIN,
  • LED blinkt: Fehlbedienung oder Fehler aufgetreten.


Folgende Fehler/Fehlbedienungen werden per Blinken angezeigt:

  • Einschalten der Standheizung/Restwärme bei Unterspannung,
  • Unterspannungsabschaltung,
  • Einschalten der Restwärme bei zu niedriger Temperatur, bei laufendem Motor oder laufender Standheizung,
  • Trennrelais-Abschaltung bei erkannter Unterspannung einer Batterie.

Die LED blinkt bei einem Fehler bzw. eine Fehlbedienung ca. 15 Sekunden und schaltet dann aus. Ist bei Auftreten eines Fehlers die Vorwahluhr eingeschaltet, blinkt die LED dauerhaft.

Anschluss

Anschluss Version 2

Bei Nutzung der vorgesehenen Schraubklemmen ist Folgendes zu beachten:

  1. Es dürfen bei den kleinen Schraubklemmen nur feinnädrige Kabel (Litze) bis zu einem Durchmesser von 1 qmm genutzt werden, weil die Schraubklemmen nur für diesen maximalen Querschnitt ausgelegt sind. Dickere Kabel sind zudem nicht erforderlich, weil keine Ströme fließen, die dickere Kabel erfordern. Tatsächlich können problemlos für die Signalleitungen Kabel mit 0,35 qmm, für die Spannungsversorgung Kabel mit 0,5 qmm und je nach Absicherung für die Pumpe Kabel mit 0,5 bis 1 qmm genutzt werden.
  2. Für die großen Schraubklemmen dürfen Kabel bis 2,5qmm genutzt werden. Dies wird bei Anschluss eines Gebläses auch grundsätzlich erforderlich.
  3. Aderendhülsen sind nicht erforderlich, weil die Schraubklemmen eine integrierten Adernschutz besitzen.
  4. Die Aderenden dürfen auf keinen Fall verzinnt werden. Dies ist in Elektroinstallationen verboten und birgt erhebliche Gefahren bis hin zur Brandgefahr.


Spannungsversorgung/Zweitbatterie
Die Steuerung wird über die Anschlüsse Kl.30 und Kl.31 der Starterbatterie mit Spannung versorgt. Plus der Zweitbatterie muss an Spg2 angeschlossen werden, wenn vorhanden.
Zusätzlich ist Zündungsplus (Kl.15) an den Anschluss Kl.15 anzuschließen.


Temperaturgeber
Der Temperaturgeber (KTY81-110) muss an Temp- und Temp+ angeschlossen werden.


Uhr und FFB
Eine Vorwahluhr wird an den Eingang Uhr, eine Fernbedienung (mit Impuls) an den Eingang Uhr-Puls.


Restwärme
Der Taster für die Restwärmefunktion wird an die beiden Anschlüsse Rw angeschlossen. Er muss zur Betätigung nach Masse schalten. Einer der Anschlüsse RW ist auf der Platine nach Masse verbunden. Soll der Taster weit entfernt vom Steuergerät eingesetzt werden kann man den anderen Anschluss zum Taster und vom Taster auf Fahrzeugmasse gehen.


LED
Die LED für die Betriebsanzeige wird an die Anschlüsse LED- und LED+ angeschlossen. Der Vorwiederstand auf der Platine ist für eine Low-Current-LED mit ca. 2 mA ausgelegt.


Trennrelais
Die 'Plus-Leitung' vom Trennrelais (in der Regel das D+-Kabel von der Lichtmaschine) muss am Trennrelais aufgetrennt werden. Das relaisseitige Ende ist an TR-Out anzuschließen, das andere Ende an TR-In. Dioden auf der Platine stellen sicher, dass die fahrzeugseitige Trennrelaissteuerung nicht beeinflusst wird.

Ist das TR-SG verbaut wird einfach eine Letung vom eingang UHR auf den Eingang SH des TR-SG gelegt. Alternativ kann man auch den Ausgang 'Gebläse' nehmen, dann wird das Trennrelais erst geschlossen wenn das Gebläse eingeschaltet wird. Diese Entscheidung muss jeder selbst treffen, Stromintensiv wird die Nutzung der Standheizung erst mit dem Gebläse, ein evtl. Spannungseinbruch vor Gebläsestart hat bei dieser Version allerdings einen Abbruch des Standheizungsbetriebs zur Folge.


Pumpe
Masseseitig vor dem Temperaturschalter muss das Kabel zur Umwälzumpe z.B. mittels Stromdieb angezapft und auf den Anschluss Pumpe gelegt werden. Im Normalfall ist das das graue Kabel an der Umwälzpumpe (1997er ACV).


Zuheizersignale
Die Anschlüsse TS-In, TS-Out, D-In und D-Out werden entsprehcend angeschlossen, In steht dabei jeweils für Fahrzeugseite, Out für Zuheizerseite. D-In wird zur Erkennung Motor AN/AUS und damit für die Restwärme-Funktion sowie die Geläsesteuerung (AUS bei Motor EIN) genutzt, T-In ist das Schaltsignal des Außentemperaturschalters und wird nur im Zuheizerbetrieb verwendet. T-Out hingegen wird von der Steuerung im Standheizungsbetrieb auf 12V gelegt.


Gebläse und Klima
Der Anschluss Gebläse führt immer ca. 12V, wenn die Steuerung das Gebläse temperaturgesteuert freigibt/einschaltet. Er kann direkt mit der blauen Climatronic verbunden werden, um sie in den Standheizungsmodus zu schalten (HE). Man kann alternativ auch andere eigene Funktionen über diesen Anschluss steuern; z.B. über ein Relais.

Die Anschlüsse Gebläse-In und Gebläse-Out dienen der Gebläsesteuerung bei T4 ohne Climatronic bzw. dem Einschalten der grünen Climatronic bei T4 bis MJ1998. Die Originalverkabelung ist aufzutrennen (siehe oben) und mit Gebläse-In/Out zu verbinden. Wann immer die Steuerung das Gebläse einschaltet, wird über das ReElais Dauerplus auf Gebläse-Out geschaltet.

An Klima kann das Kabel vom Klima-Schalter E35 zum Relais 140 anschließen, damit dieses bei T4 mit manueller Klimaanlage während des Standheizungsbetriebes automatisch getrennt wird. So wird verhindert, dass bei eingeschalteter Klimaanlage die Kühlerlüfter während des Standheizungsbetriebes laufen; siehe Zuheizer-Aufrüstung.

Einstellung

Achtung: damit die Einstellung wirksam wird, muss das ZH-SG für ein paar Sekunden spannungslos sein. Dazu z.B. die Sicherung ziehen.


Die Einschalttemperatur für das Gebläse wird am roten DIP-Schalter eingestellt. Dies erfolgt ausgehend von 10°C binär:

  • Schalter 1 EIN erhöht die Temperatur um 10°C
  • Schalter 2 EIN erhöht die Temperatur um 20°C
  • Schalter 3 EIN erhöht die Temperatur um 40°C

Sind Schalter 1 und 3 eingeschaltet, ergibt sich somit eine Temperatur von 10 + 10 + 40 = 60°C.


Die Abschaltspannung wird mit den ersten 4 Schaltern des blauen DIP-Schalters ebenfalls binär eingestellt. Der Basiswert (niedrigster Wert) beträgt 11,0 V. Einstellung:

  • Schalter 1 EIN erhöht die Spannung um 0,1V
  • Schalter 2 EIN erhöht die Spannung um 0,2V
  • Schalter 3 EIN erhöht die Spannung um 0,4V
  • Schalter 4 EIN erhöht die Spannung um 0,8V

Sind Schalter 1, 2 und 4 eingeschaltet, ergibt sich eine Spannung von 11,0 + 0,1 + 0,2 + 0,8 = 12,1 V.


Schalter 5 und 6 des blauen DIP-Schalters dienen der Konfiguration der Zweitbatterie und des Trennrelais:

  • Schalter 5 AUS: nur Starterbatterie überwachen
  • Schalter 5 EIN: Starter- und Zweitbatterie überwachen
  • Schalter 6 AUS: Trennrelais nicht steuern
  • Schalter 6 EIN: Trennrelais steuern

Nachbau

Vor dem Nachbau des Steuergerätes sollte man sich die Hinweise auf der Seite Nachbau Steuergeräte T4-wiki durchlesen.