加热系统，包括燃料运行的加热器的制作方法

1.本发明涉及一种尤其用于加热机动车的加热系统、一种用于以燃料充注加热器的方法、一种用于启动、尤其初次启动加热器或加热系统的方法以及配属于点火装置的参数的使用。

背景技术：

2.wo 2014/044570 a1说明一种在具有火焰识别的以燃料运行的加热系统中自动充注管路的方法。在该方法中，开启管路充注过程、控制加热系统，使得在管路充注期间对燃料进行加热或点火尝试，并且在识别火焰时结束管路充注过程。
3.在第一过程步骤中，可以预充注燃料管路。在此，操控时间和配量泵频率应当如此选择，使得燃料管路不被过量充注(这将对加热器有害)，但未充注的长度应尽可能短。例如，在载重车的情况下，管路长度可能极大地取决于相应的车辆，使得在预充注之后，还需要充注可能直至几米(例如3至4米)的未充注管路。
4.在下一个过程步骤中，可以开始加热，其中，以增加的频率(例如3hz，代替通常的1hz)运行配量泵，必要时与“正常启动”偏离，直至识别火焰。包含所有预炽热时间(例如50s)、稳定时间(例如40s)地可以在预定的(最大)初次启动时间(例如4min)内充注例如4.5m的管路长度。
5.在借助蒸发燃烧器启动加热器时，对于相对较高的启动安全性基本上有利的是，以(最初)相对较低的助燃空气流(和相应的小火焰)工作。然而，如上所述，这与对自动地初次启动的要求有些矛盾。
6.如果不立即形成火焰，则在连续的(直至可能的受时间控制的关闭)、以大量燃料进行的启动过程中，加热器可能会明显过量充注。

技术实现要素：

7.因此，本发明的任务是提出一种加热系统，在该加热系统中可以相对快速地充注燃料和尽可能减少与此伴随的缺点，例如加热器过量充注的风险。此外，本发明的任务是提出用于充注加热器的相应方法、用于启动加热器的方法以及配属于点火装置的参数的使用。
8.该任务尤其通过权利要求1的特征来解决。
9.该任务尤其通过加热系统来解决，该加热系统优选用于加热车辆(优选机动车、特别优选乘用车和/或载重车)，包括燃料运行的加热器(具有蒸发燃烧器)和检测单元。检测单元配置成用于检测在加热器中存在(或作用有)燃料。
10.优选地，检测单元配置成，至少对于没有火焰形成(或没有成功进行点火)的(第一)情况检测在加热器中是否存在燃料。特别优选地，检测单元配置成不但对于没有火焰形成(或没有成功进行点火)的第一种情况，而且对于存在火焰形成(即已经成功进行点火)的第二种情况进行检测。
11.本发明的核心思想在于，当没有火焰(燃烧)时，能够(借助检测单元)识别(检测)在加热器上作用有燃料。由此可以顺利充注相对较长的(空)燃料管路(如原则上也在现有技术中)。然而，通过即使在没有形成火焰时也识别完成或成功的充注，可以(明显)减小对于不希望的过量充注的概率。必要时可以在对于启动(初次启动)可用的时间内(不立即)启动加热器时执行第二次启动尝试(利用形成火焰或促进点火、必要时偏离的条件)。尤其，然后可以执行利用相应地混合物稀薄的第二次启动尝试。在此，在本发明的范畴内也已经认识到，借助上述现有技术(尤其通过提高废气温度的火焰识别)不能区分(还)未作用有燃料的情况与虽然作用有燃料，但没有开始燃烧的情况。
12.加热系统可以通过一个(共同的)结构组限定，尤其通过一个共同的(外部的)壳体限定。替代地，加热系统也可以以分开的部件形式存在，这些部件相互连接(例如通过电气连接和/或流体引导的连接)。根据第一替代方案，检测单元和加热器尤其可以是一个共同的结构组的组成部分，例如使得检测单元布置在加热器壳体中。替代地，检测单元也可以相对于加热器(至少部分地、必要时完全)布置在外部，尤其布置在加热器壳体以外。
13.加热器尤其包括(蒸发)燃烧器。此外，加热器优选包括至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓，用于引燃燃料-空气-混合物。
14.检测在加热器中存在燃料可以直接(通过直接探测燃料的存在)和/或间接(尤其通过受作用的燃料影响的至少一个参数)实现。
15.检测单元优选配置成，对于没有火焰形成的情况考虑相同的参数(尤其点火装置，优选至少一个炽热栓的功耗)，如对于存在火焰形成的情况那样(当执行在加热器中存在燃料的检测时)。
16.检测单元优选配置成考虑至少一个参数，该参数与加热器的至少另一功能、尤其控制或调节功能相关地确定和/或求取(例如确定或求取用于将点火装置、尤其炽热栓调节到所希望的温度所需的电功率)。
17.参数的考虑尤其(在上下文)应理解为在执行检测时使用(相应的)参数，例如在相应的计算和/或比较和/或一般通过检测单元执行的分析中。
18.加热系统、尤其是加热器优选包括控制和/或计算装置(例如包括处理器、尤其是微处理器)，以便执行必要的操控和/或计算。控制和/或计算装置可以至少部分地包括或构造检测单元。相反地，检测单元也可以至少部分地包括(或构造)控制和/或计算装置。控制和/或计算装置可以与加热器形成一个结构单元(例如布置在一个共同的壳体中)或相对于加热器和/或检测单元构造在外部。下面就此描述加热系统的功能和/或控制和/或计算方法步骤，这些方法步骤优选由控制和/或计算装置执行或控制和/或计算装置相应地配置。
19.优选地，检测单元配置成，为了执行检测而考虑加热系统的至少一个，尤其电运行参数和/或可设定的运行参数、必要时可调节的运行参数。加热系统的运行参数尤其可理解为影响加热系统的运行方式的参数，例如用于运行一个或多个部件的电功率。仅由当前运行得出的参数(例如涉及火焰的参数)尤其不能理解为运行参数。在考虑这种运行参数时，可以以协同的方式利用本身(在调节情况下)已经存在的信息，这在结构和功能上简化了加热系统。
20.优选地，在第一种情况下进行检测时和在第二种情况下进行检测时考虑相同或同一参数用于检测。然而，替代地也可以想到考虑不同参数，例如在第一种情况下(其中没有
火焰形成)考虑运行参数(例如尤其通过点火装置的电功耗)和在第二种情况下考虑其它参数，例如涉及火焰形成(燃烧)的参数，例如涉及由燃烧引起的废气的参数(例如温度)。
21.还可以想到也同时考虑多个参数，例如运行参数(例如用于点火装置/炽热栓的电功率)和另一参数(例如涉及火焰形成)，即优选在第一和/或第二种情况下。
22.在实施方式中，检测单元可以配置成，为了执行检测而考虑至少一个电参数和/或可设定的参数、必要时可调节的参数，该参数配属于加热器的至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓。由此可以简化对在加热器中存在燃料的检测，尤其通过考虑或使用本身(至少通常)必须确定或明确的参数(尤其在恒定温度调节的情况下)。
23.优选地，传感单元配置成，检测用于(至少一个)点火装置、尤其炽热栓的电功率(功耗)。在此，特别优选地，能够确定(或在检测中考虑)至少电功耗的增加(尤其在点火装置的恒定温度下或在点火装置调节到恒定值的温度下)，优选地，能够确定(或在检测中考虑)电功耗的增加以及电功耗的降低(在恒定温度下或调节到恒定值的温度下)。电功耗的增加尤其应理解为从正值增加到(更高的)正值(》0)。因此，降低尤其可理解为从较高的正值改变到较低的正值(》0)。
24.如果参数，例如功率或功耗是可检测或可确定的，则优选(通过检测单元)能够检测或能够确定至少10个、进一步优选至少100个不同的(尤其与时间相关的)参数值并且相应地用于检测单元或由检测单元能够分析评估(这尤其适用于任何其他参数，尤其是上文和/或下文提到的运行参数)。
25.如果参数，例如功率或功耗是可变的、尤其是可设定的，则优选可以采取、尤其设定至少10个、进一步优选至少100个不同的尤其与时间相关的)参数值，例如通过计算和/或控制单元(这尤其也适用于任何其他参数，尤其是上文和/或下文提到的运行参数)。
26.一般，本发明旨在能够通过分析评估现有的传感器值和/或测量值读取关于燃料存在(“作用有燃料”)的(缺乏的)信息。作为测量参量，在此优选采用电功率(和/或相关参数，例如电流和/或电压)，这些参数是用于保持(可能在启动时稳态的)点火装置温度(炽热栓温度或炽热栓电阻)恒定必要的。
27.点火装置温度(炽热栓温度)例如可以通过点火装置电阻或炽热栓电阻测量。
28.优选地，设置至少一个测量装置，用于测量或确定点火装置温度。
29.在实施方式中例如，一旦燃料被输送到加热器(燃烧器)中，而不形成火焰，对于点火装置必要的加热功率就从首先约65至70w(一般：第一值)升高到(至少几乎)100w(一般：第二值)。在这种情况下，点火装置(炽热栓)通过燃料(例如柴油)冷却。
30.相反地，在完成火焰形成时，所需的电加热功率(明显)降低，因为点火装置(炽热栓)在此也被火焰加热。
31.优选地，(至少一个)点火装置、尤其至少一个炽热栓的温度可调节到恒定值(尤其通过加热系统或加热器的相应的计算和/或控制单元)。
32.检测单元优选配置成用于检测，在加热器中作用有(检测到)燃料的时是否形成火焰。
33.加热系统的一个(所述)计算和/或控制单元优选配置成，尤其利用(与在第一次启动尝试时的燃料-空气-混合物相比)稀薄的混合物执行(进一步的)启动尝试，如果确定在作用有(检测到)燃料时不存在(缺乏)火焰形成。从而存在能够在对于初次启动可供使用的
时间内执行第二次(常规或更稳健的)启动尝试的可能性。
34.此外，上述任务尤其通过用于充注(由此初次充注)尤其用于以燃料加热机动车的加热器(和/或加热系统，如上文和/或下文所述的那样)的方法来解决，包括以下步骤：
35.(a)通过至少一个燃料输送装置将燃料供应给加热器；
36.(b)在没有火焰形成的(第一种)情况下检测在燃料器中是否存在燃料。
37.步骤b)优选应如此执行，使得在没有发生(存在)火焰形成的情况下，至少识别到在加热器中存在燃料。然而，优选地，步骤b)如此实施，使得在任何情况下(即也在火焰形成的情况下)都可以确定(检测)燃料的存在。
38.另外的方法特征由加热系统的上述阐述，尤其在那里的功能特征产生，(这些功能特征可以作为相应的方法步骤、尤其检测和/或控制步骤)在方法中执行。
39.优选地，在步骤b)中考虑至少一个参数，该参数配属于加热器的至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓。
40.在方法的一个实施方式中，检测至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓的电加热功率或功耗，优选地，使得能够确定至少电功耗的增加(尤其在点火装置的恒定温度或点火装置的恒定调节的温度下)，优选不但能够确定电功耗的提高而且能够确定电耗的降低(并且相应地用于检测作用的燃料)。
41.至少一个(所述至少一个)点火装置、尤其(所述)至少一个炽热栓的温度优选调节到恒定值。
42.上述任务尤其通过用于启动、尤其初次启动尤其用于加热机动车的加热器和/或加热系统的方法，优选如上面和/或下面所述的那样的方法来解决，所述方法包括用于充注(尤其初次充注)加热器的上述方法。
43.在用于启动的方法中优选检测，在加热器中作用有(检测到)燃料的情况下是否发生火焰形成。此外优选地，如果确定不存在(缺乏)火焰形成，则(尤其以稀薄的混合物)执行进一步的启动尝试。
44.上述任务尤其通过使用配属于(尤其加热器，优选用于加热机动车的加热器的)点火装置、尤其炽热栓的参数、尤其是电功耗(加热功率)和/或由此推导出的参量来解决，用于至少在没有火焰形成的(第一)情况下检测在加热器中是否存在燃料(特别优选地，不但对于没有火焰形成的第一种情况，而且对于存在火焰形成的第二种情况进行检测)。
45.另外的实施方式由从属权利要求得出。
附图说明
46.下面根据附图详细地阐述的实施例来说明本发明。在此示出：
47.图1：根据本发明的加热系统的一个实施方式的示意图；
48.图2：用于阐述本发明的第一温度-时间-曲线图；和
49.图3：用于阐述本发明的第二温度-时间-曲线图。
50.在下面的说明中，对于相同和相同作用的零件使用相同的附图标记。
具体实施方式
51.图1示出加热系统10，该加热系统例如可以用于车辆内部空间中。加热系统10包括
加热器20、配量泵30和箱40，其中，箱40也可以与供应机动车的内燃机的箱40相同。加热器20经由优选定义为压力管路41的流体管路通过配量泵30供给燃料，其中，配量泵30通过优选定义为抽吸管路42的流体管路从箱40输送燃料。单元61、62，如至少一个检测单元61和必要时定时器62提供或检测关于加热系统的数据，其中，加热系统10还包括计算和/或控制单元50，其例如通过电线路51至55与加热器20、配量泵30和外围设备61、62连接。计算和/或控制单元50包括优选(电子的)控制单元或由这样的控制单元构成。
52.检测单元61可以是计算和/或控制单元50的组成部分或单独地构造。就此而言，图1应纯粹示意性地理解。
53.加热器20优选具有燃烧器21、炽热栓22和助燃空气鼓风机23，它们分别能够电控制并且例如通过电线路51、52、57与计算和/或控制单元(控制器)50连接。燃烧器21在此燃烧空气和燃料混合物，其中，炽热栓22提供用于点燃空气和燃料混合物所需的热量。通过在加热器的废气通道上的热交换器可以获取用于运行加热过程的热量。
54.配量泵30优选构造为电磁的往复活塞泵，其具有可控制的驱动器，用于从箱输送燃料。该驱动器例如可以构造为带有线圈的电磁铁，其中，线圈由于可由计算和/或控制单元(控制器)50控制的通电而以电磁的方式使往复活塞运动，用于输送燃料。因此，配量泵30优选具有可控制的输送频率，往复活塞以该输送频率在线圈中来回运动。然而，也可以涉及其他类型的配量泵，例如隔膜泵或齿轮泵，这些泵具有可控制的、优选电动或电磁的驱动器并且能够类似地控制。
55.计算和/或控制单元(控制器)50可以根据实施方式，当检测单元本身不是计算和/或控制单元的组成部分时，从检测单元61和必要时定时器62接收数据信号，并且使用这些数据信号用于控制加热器20以及该加热器的部件：燃烧器21、炽热栓22和/或助燃空气鼓风机23和/或配量泵30。
56.在此，可以在计算和/或控制单元(控制器)50的处理器单元56上运行用于计算控制指令的例程，用于控制加热器20、加热器的部件21、22和/或配量泵30，其中，计算和/或控制单元(控制器)50通过电线路51至53向加热器20、该加加热器的部件21、22、23和/或配量泵30发送用于控制的控制信号。
57.可以理解，计算和/或控制单元(控制器)50可以促使对配量泵30的驱动器，例如线圈或电动机通电。也可以是，加热器20和配量泵30分别具有自己的计算和/或控制单元，其中，相应的计算和/或控制单元必要时解释由计算和/或控制单元(控制器)50发送的控制信号并且本身控制配量泵和加热器及其部件。
58.计算和/或控制单元(控制器)50必要时也可以从中央控制装置通过can或lin总线系统间接地接收数据信号。可以理解，计算和/或控制单元(控制器)50可以是加热器20的组成部分或构造为单独的构件。
59.检测单元61配置成，从用于炽热栓的运行(加热或保温)的电功率推导出：在加热器中是否作用有(存在)燃料，这在下面更详细地阐述。
60.图2示出炽热栓温度gt或炽热栓的电驱控功率p随时间t变化的曲线图。从时间点0(坐标原点)起或此后不久，向炽热栓供电(在当前情况下为65w)，使得在一段时间后(在时间点ts＝燃料输送开始前不久)达到其预定温度(在当前情况下为例如1200℃)。此后，开始燃料输送(在时间点ts)。为了保持温度恒定，相应地调整功率，这能够通过时间点ts至tb
(＝燃料作用在加热器上)之间的蛇形线走势看出。
61.在时间点tb，燃料(bs)(第一次)作用在加热器上。在该加热器中，通过相应地调整功率，也保持炽热栓温度恒定。然而，因为由于燃烧产生热量，所以用于保持温度(在当前情况下为1200℃)恒定所需的电功率下降。通过分析评估电功率(尤其该电功率随时间的变化)，检测单元(61)现在一方面检测，燃料实际上作用在加热器上；另一方面检测，这在火焰形成的情况下发生。在这种情况下，正常进行相应的启动尝试。
62.图3示出类似于图2的曲线。然而，在此与图2不同地，(直接)在加热器中作用有燃料的时间tb之后，不发生火焰形成。然而，具体而言，温度和功率走势相应于图2中直至燃料作用在加热器上的时间点tb的走势。
63.即使此后，温度走势在某种程度上也相应于图2，因为在图3中，温度也保持在恒定值(在此例如也为1200℃)。然而，因为未发生火焰形成和因此没有通过火焰的热输入的支持，但现在仍然存在的燃料量借助电能蒸发，现在需要增加的功率，以便将温度保持在所希望的值。与图2相反地，功率曲线升高(而不下降)。在这里，检测单元也分析评估该走势(尤其功耗的提高或增加)，使得能够可靠地(且相对快速地)识别出作用有燃料。
64.在此应注意的是，所有上面所描述的部分仅单独考虑并且在每个组合中，尤其在附图中所示的细节都对本发明至关重要地受保护。从中的变型是本领域技术人员所熟悉的。
65.附图标记列表
66.10
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加热系统
67.20
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加热器
68.21
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燃烧器
69.22
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炽热栓
70.23
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助燃空气鼓风机
71.30
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配量泵
72.40
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箱
73.41
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管路区段，压力管路
74.42
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管路区段，抽吸管路
75.50
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计算和/或控制单元(控制器)
76.51
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电线路
77.52
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电线路
78.53
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电线路
79.54
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电线路
80.55
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电线路
81.56
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处理器单元
82.57
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电线路
83.61
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检测单元
84.62
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定时器

技术特征：

1.一种用于加热机动车的加热系统(10)，包括燃料运行的加热器(20)和检测单元(61)，该检测单元配置成至少对于不存在火焰形成的第一种情况检测：在所述加热器(20)中是否存在燃料，优选地不但对于不存在火焰形成的第一种情况，而且对于存在火焰形成的第二种情况进行检测。2.根据权利要求1所述的加热系统(10)，其特征在于，所述检测单元(61)配置成，为了执行检测而考虑所述加热系统(10)的至少一个运行参数、尤其是电运行参数和/或可设定的运行参数，必要时考虑可调节的运行参数。3.根据权利要求1或2所述的加热系统(10)，其特征在于，所述检测单元(61)配置成，为了执行检测而考虑至少一个参数、尤其是电参数和/或可设定的参数，必要时考虑可调节的参数，所述参数配属于所述加热器(20)的至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓(22)。4.根据前述权利要求中任一项所述的加热系统(10)，其特征在于，所述检测单元(61)配置成，为了执行检测而考虑至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓(22)的电功耗，优选地，使得能够确定至少所述电功耗的增加，优选不但能够确定所述电功耗的增加，而且能够确定所述电功耗的降低。5.根据前述权利要求中任一项所述的加热系统(10)，其特征在于，至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓(22)的温度能够调节到恒定值。6.根据前述权利要求中任一项所述的加热系统(10)，其特征在于，所述检测单元(61)配置为用于检测：在所述加热器(20)中作用有燃料时是否发生火焰形成。7.根据前述权利要求中任一项所述的加热系统(10)，其特征在于，所述加热系统(10)的控制装置优选配置成，如果确定在作用有燃料时不存在火焰形成，则执行进一步的启动尝试，尤其以稀薄的混合物执行。8.一种用于以燃料充注加热器(20)的方法，所述加热器尤其用于加热机动车，所述方法包括以下步骤：(a)通过至少一个燃料输送装置将燃料供应给所述加热器(20)；(b)在不存在火焰形成的情况下检测：在所述加热器(20)中是否存在燃料。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤b)中考虑至少一个参数，该参数配属于所述加热器(20)的至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓(22)。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，考虑至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓(22)的功耗，优选地，使得确定至少电功耗的增加，优选不但确定所述电功耗的增加，而且确定所述电功耗的降低。11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，将至少一个点火装置、尤其至少一个炽热栓(22)的温度调节到恒定值。12.一种用于启动、尤其初次启动尤其用于加热机动车的加热器(20)和/或优选根据权利要求1至7中任一项所述的加热系统(10)的方法，包括根据权利要求8至11中任一项所述的方法。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
检测在所述加热器(20)中作用有燃料时是否发生火焰形成，其中，优选地，如果确定不存在火焰形成，则执行进一步的启动尝试，尤其以稀薄的混合物执行。14.一种配属于点火装置、尤其炽热栓(22)的参数、尤其是功耗和/或由功耗推导出的参量的使用，所述参数用于至少在不存在火焰形成的第一种情况中检测：在所述加热器(20)中是否存在燃料，优选地不但对于不存在火焰形成的第一种情况，而且对于存在火焰形成的第二种情况进行检测。

技术总结

本发明涉及一种尤其用于加热机动车的加热系统(10)，包括燃料运行的加热器(20)和检测单元(61)，该检测单元配置成至少对于不存在火焰形成的第一种情况检测：在所述加热器(20)中是否存在燃料，尤其不但对于不存在火焰形成的第一种情况，而且对于存在火焰形成的第二种情况进行检测。况进行检测。况进行检测。

技术研发人员：

M

受保护的技术使用者：

韦巴斯托股份公司

技术研发日：

2021.08.18

技术公布日：

2023/3/28