用于自動(dòng)化線路填充的加熱系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)化線路填充的加熱系統(tǒng)和方法還有火焰檢測的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的加熱系統(tǒng)例如在專利公開文獻(xiàn)DE19901708A1和EP1752708A2中描述。所述加熱系統(tǒng)以不同的變型使用，主要用作為發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立的加熱系統(tǒng)或輔助的加熱器，其中設(shè)置流體線路以用于燃料供應(yīng)。加熱系統(tǒng)潛在應(yīng)用的多樣性引起變化可調(diào)節(jié)的線路長度和線路直徑，而且還導(dǎo)致了諸如加熱裝置或計(jì)量泵的其它加熱系統(tǒng)部件的不同尺寸，從而可變的內(nèi)部體積主要存在于流體線路中還存在于計(jì)量泵和加熱裝置中。在加熱系統(tǒng)的制造過程的線路端部處的品質(zhì)控制期間以及在以處于加熱系統(tǒng)安裝狀態(tài)下從夏季操作改變至冬季操作時(shí)，這引起了問題。
[0003]為了品質(zhì)控制，在線路端部處執(zhí)行加熱裝置的功能性測試。在此，控制裝置被手動(dòng)地指導(dǎo)以啟動(dòng)所謂的診斷線程，由此在加熱系統(tǒng)的實(shí)際診斷之前流體線路通過計(jì)量泵填充有燃料。由于加熱系統(tǒng)的變型的多樣性，所以將每個(gè)變型單獨(dú)程序化到控制裝置中以用于精確地控制對(duì)流體線路進(jìn)行填充的計(jì)量泵會(huì)是非常費(fèi)力的。另一方面，用于監(jiān)控流體線路中填充狀態(tài)的傳感器顯現(xiàn)加熱系統(tǒng)的高成本因素。為了避免單獨(dú)的程序化或是安裝傳感器，流體線路的填充狀態(tài)目前在加熱系統(tǒng)的診斷之前被手動(dòng)地監(jiān)控，這被認(rèn)為是令人滿意的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是在不必設(shè)置附加傳感器或是在不必將加熱系統(tǒng)的不同變形單獨(dú)地程序化到控制裝置中的情況下可靠地檢測加熱系統(tǒng)的流體線路中的填充狀態(tài)。
[0005]該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。
[0006]本發(fā)明其它有利的實(shí)施例和進(jìn)一步的改進(jìn)由從屬權(quán)利要求體現(xiàn)。
[0007]包含火焰檢測的加熱系統(tǒng)包括加熱裝置和計(jì)量泵，所述計(jì)量泵流體地連接至所述加熱裝置以使得至少在線路填充過程期間燃料能被輸送至加熱裝置。加熱系統(tǒng)還包括用于控制加熱裝置和計(jì)量泵的控制裝置，所述控制裝置在線路填充過程期間取決于所述火焰檢測控制所述計(jì)量泵。這是有利的，原因在于針對(duì)被填充線路的結(jié)論(statement)能夠獨(dú)立于用于測量填充狀態(tài)的附加傳感器或是獨(dú)立于填充狀態(tài)的手動(dòng)監(jiān)控而作出。在火焰檢測之后，控制裝置通過控制計(jì)量泵而終止線路填充過程，從而有利的是，將不會(huì)出現(xiàn)線路的過填充以及因而不會(huì)出現(xiàn)加熱裝置中有害的燃料濃度。因此，過量的燃料將被防止進(jìn)入加熱裝置。包含火焰檢測的線路填充有利地包括燃燒空氣供應(yīng)器，特別地通過操作燃燒空氣風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)。燃燒空氣有利地與燃料混合，燃燒空氣-燃料混合物通過加熱被點(diǎn)燃。優(yōu)選地，通過加熱裝置的傳感器執(zhí)行所述火焰檢測。所述傳感器可例如是溫度傳感器、壓力傳感器、流速傳感器、流率傳感器、粒子率傳感器、或粒子密度傳感器。應(yīng)理解的是還可設(shè)置多個(gè)傳感器。例如，可設(shè)置多個(gè)溫度傳感器。然而，傳感器的組合也是可能的。因而可設(shè)置溫度傳感器和壓力傳感器。在該情況下，傳感器優(yōu)選地通過電子接觸或電氣線路連接至控制裝置。為了提供流體連接，流體線路優(yōu)選地設(shè)置在計(jì)量泵與加熱裝置之間。計(jì)量泵可例如為往復(fù)活塞泵、齒輪式泵或隔膜泵，其中控制裝置可經(jīng)由電子線路、例如經(jīng)由CAN或LIN總線控制計(jì)量泵。計(jì)量泵可包括電驅(qū)動(dòng)器，例如，具有電樞和活塞的線圈、或是電機(jī)?？深A(yù)想到的是控制裝置直接地控制驅(qū)動(dòng)器。順帶地，計(jì)量泵可傳遞其自身的輸出數(shù)據(jù)(諸如實(shí)現(xiàn)的輸出、速度或頻率)至控制裝置，或者這些數(shù)據(jù)可由控制裝置讀取?？刂蒲b置可同時(shí)控制加熱裝置和計(jì)量泵。以這種方式，有利的是，能實(shí)現(xiàn)加熱裝置與計(jì)量泵的調(diào)準(zhǔn)(alignment)?？刂蒲b置可集成在加熱裝置中。以這種方式，加熱裝置和控制裝置有利地形成了單元。然而，也可預(yù)想到的是控制裝置優(yōu)選地作為單獨(dú)的單元或作為控制系統(tǒng)的一部分在加熱裝置以外形成。
[0008]優(yōu)選地，最小填充體積的數(shù)值被標(biāo)明至控制裝置，其中在達(dá)到最小填充體積之后取決于所述火焰檢測執(zhí)行線路填充過程。最小填充體積優(yōu)選地為其中部署加熱系統(tǒng)的所有變型中最小的填充體積。在該連接方式中，填充體積和最小填充體積優(yōu)選地為諸如加熱系統(tǒng)的部件之間(例如加熱裝置與計(jì)量泵之間或者計(jì)量泵與油箱之間)流體線路的待填充有燃料的內(nèi)部體積。然而，流體體積也可包括計(jì)量泵的內(nèi)部體積以及加熱裝置的內(nèi)部體積的至少一些部分。由于線路填充過程首先取決于固定的預(yù)定值執(zhí)行的事實(shí)，所以計(jì)量泵的輸送率能快速地增加以使得線路填充過程能更迅速地完成。
[0009]在有利的實(shí)施例中，先前加熱過程與啟動(dòng)加熱系統(tǒng)的線路填充過程之間的停機(jī)時(shí)間能通過計(jì)時(shí)裝置存儲(chǔ)，控制裝置取決于所述停機(jī)時(shí)間控制計(jì)量泵。特別地，發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立的加熱系統(tǒng)由于天氣狀況而主要在冬季月份中使用。另一方面，在夏季月份中，相當(dāng)少地使用附加的加熱系統(tǒng)。因此，在夏季月份期間經(jīng)常是沒有燃料通過計(jì)量泵輸送。由于諸如溫度和壓力變化的環(huán)境影響，流體線路中燃料的一部分揮發(fā)，即流體線路“變干(fall dry)”。當(dāng)冬季中第一次起動(dòng)時(shí)，于是會(huì)發(fā)生的是加熱系統(tǒng)需要若干次起動(dòng)嘗試直至點(diǎn)火和實(shí)際加熱過程能進(jìn)行為止。在該情況下，車輛的駕駛員于是會(huì)認(rèn)為故障并轉(zhuǎn)回至車庫。在加熱系統(tǒng)包括自動(dòng)化錯(cuò)誤識(shí)別的情況下，盡管沒有故障存在，這有時(shí)會(huì)導(dǎo)致控制裝置的由于失效-安全理念所采用的安全程序，所述安全程序由于大量的起動(dòng)嘗試而將加熱系統(tǒng)切換至為了所認(rèn)為的損傷最小化的干預(yù)模式。結(jié)論是相應(yīng)地對(duì)加熱系統(tǒng)執(zhí)行不必要的維護(hù)檢查和工作。利用所提及的節(jié)省停機(jī)時(shí)間以及取決于該停機(jī)時(shí)間控制計(jì)量泵，產(chǎn)生了檢測如下時(shí)間并將該時(shí)間考慮進(jìn)控制加熱裝置和計(jì)量泵的可能，在所述時(shí)間期間流體線路在沒有發(fā)生通過計(jì)量泵進(jìn)行輸送的情況下?lián)p失燃料。有時(shí)可預(yù)想到的是火焰檢測僅在超過預(yù)定停機(jī)時(shí)間時(shí)通過控制裝置而被考慮。
[0010]在又一有利的實(shí)施例中，用于減少損傷的干預(yù)模式能由控制裝置啟動(dòng)，從而在過多數(shù)量起動(dòng)嘗試的情況下或是在由傳感器測量臨界值的情況下，加熱系統(tǒng)、特別是計(jì)量泵和加熱裝置能通過控制裝置停用。然而，干預(yù)模式還可包括關(guān)于加熱系統(tǒng)的有源部件(active component)的輸出、頻率或速度的受限操作。加熱系統(tǒng)的有源部件為加熱裝置和計(jì)量泵。如果停機(jī)時(shí)間的預(yù)定最小數(shù)值被超過，那么干預(yù)模式可由控制裝置暫停。還可預(yù)想到的是當(dāng)停機(jī)時(shí)間的預(yù)定最小數(shù)值被超過時(shí)使控制裝置在更高數(shù)量的起動(dòng)嘗試或是改變臨界值的情況下啟動(dòng)所述干預(yù)模式。改變的臨界值可以是更高或更低的壓力、更高或更低的溫度、更高或更低的流速、更高或更低的流率、和/或更高或更低的粒子數(shù)和/或密度。
[0011]可預(yù)想到的是，控制裝置在已終止線路填充過程之后開始加熱裝置的加熱過程。該過程可已經(jīng)在火焰檢測期間進(jìn)行。以這種方式，加熱裝置的手動(dòng)啟用可被避免。
[0012]加熱裝置優(yōu)選地包括燃燒器和電熱塞，燃燒器和電熱塞通過控制裝置可控。在此控制裝置在線路填充過程期間同時(shí)控制燃燒器、電熱塞和計(jì)量泵?？刂蒲b置優(yōu)選地還控制燃燒空氣風(fēng)扇，其中燃燒空氣風(fēng)扇有利地在加熱裝置中或加熱裝置上安設(shè)。燃燒空氣風(fēng)扇優(yōu)選地經(jīng)由電子或電氣線路連接至控制裝置，然而也可經(jīng)由諸如CAN或LIN總線系統(tǒng)的總線系統(tǒng)連接至所述控制裝置或外部控制系統(tǒng)并受到所述控制裝置或外部控制系統(tǒng)的控制。以這種方式有利地確保了控制裝置在線路填充過程期間能以同步方式控制計(jì)量泵和加熱裝置而不帶有火焰檢測期間發(fā)生的時(shí)間損失以及因而潛在的不期望的失效，從而有利的是加熱系統(tǒng)的使用壽命得以延長。例如，以這種方式在燃燒器中或電熱塞處將沒有過量的燃料濃度出現(xiàn)，從而有利地避免了不完全的燃燒。可預(yù)想到的是，控制裝置在同時(shí)控制期間使得由燃燒器和/或燃燒空氣風(fēng)扇的輸出、速度和頻率構(gòu)成的組之中的至少一個(gè)元素與由計(jì)量泵的輸出、速度和頻率構(gòu)成的組之中的至少一個(gè)元素相適應(yīng)?？深A(yù)想到的是控制裝置在同時(shí)控制期間將電熱塞的輸出與由計(jì)量泵的輸出、速度和頻率構(gòu)成的組中的至少一個(gè)元素調(diào)準(zhǔn)。
[0013]一種用于燃料驅(qū)動(dòng)加熱系統(tǒng)中自動(dòng)化線路填充的方法，所述加熱系統(tǒng)包括包含火焰檢測的加熱裝置，所述方法包括如下步驟:啟動(dòng)線路填充過程，控制加熱裝置以使得加熱裝置的點(diǎn)火在線路填充過程期間進(jìn)行，以及在火焰檢測的情況下終止所述線路填充過程。有利的是，以這種方式線路填充能在沒有附加的傳感器或沒有線路的手動(dòng)檢查的情況下可靠地終止，在執(zhí)行火焰檢測時(shí)檢測最大填充狀態(tài)。
[0014]有利的是，可預(yù)想到的是在啟動(dòng)線路填充過程與控制加熱裝置之間存在間隔。加熱系統(tǒng)還包括流體線路，其中所述間隔有利的是用于填充流體線路的最小內(nèi)部體積所需的階段。以這種方式，方便的是，填充過程能獨(dú)立于所述火焰檢測開始，從而例如計(jì)量泵能更迅速地切換至填充流體線路的更高輸出狀態(tài)。
[0015]進(jìn)一步可預(yù)想到的是，在加熱裝置的控制階段超過一閾值之后終止所述控制并且啟動(dòng)一干預(yù)模式，以使得對(duì)加熱系統(tǒng)的損傷得以避免。在該情況下，干預(yù)模式的啟動(dòng)優(yōu)選地被程序化到控制裝置中，其中控制裝置控制計(jì)量泵和加熱裝置以使得加熱裝置終止燃燒并且計(jì)量泵終止燃料的輸送。應(yīng)理解的是加熱裝置和計(jì)量泵也可取代完全地終止操作而以更低的輸出操作以避免對(duì)加熱系統(tǒng)的損傷。
[0016]在又一優(yōu)選的改進(jìn)中，先前加熱過程與啟動(dòng)線路填充過程之間的停機(jī)時(shí)間被用于建立所述閾值，以使得所述干預(yù)模式在更早或更遲的時(shí)間點(diǎn)處被啟動(dòng)。在此，所述停機(jī)時(shí)間為在其間加熱系統(tǒng)沒有被啟用的時(shí)間階段，其中停機(jī)時(shí)間允許與加熱系統(tǒng)中燃料損失有關(guān)的結(jié)論。例如，在延長的停機(jī)時(shí)間的情況下，線路填充過程可持續(xù)更長，是因?yàn)楦罅康娜剂媳仨毠?yīng)到流體線路中從而用于控制階段的閾值通過控制裝置增加。
[0017]有利的是，還可預(yù)想加熱裝置的控制將僅在預(yù)定的最小停機(jī)時(shí)間之后進(jìn)行。這種預(yù)定的停機(jī)時(shí)間可例如是先前執(zhí)行的測試系列的結(jié)果，其中最小停機(jī)時(shí)間被確定為這樣的一時(shí)間，在該時(shí)間，燃料的揮發(fā)可靠地進(jìn)行并且因此線路填充過程期間借助于火焰檢測進(jìn)行的檢測是需要的。
[0018]加熱系統(tǒng)的火焰檢測被用于檢測流體線路的填充狀態(tài)。
【附圖說明】
[0019]以下將參照實(shí)施例描述本發(fā)明，其中:
[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的加熱系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖；以及
[0021]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1示出了可例如在車輛內(nèi)部中使用的加熱系統(tǒng)10。加熱系統(tǒng)10包括加熱裝置20、計(jì)量泵30、以及油箱40，其中油箱40可以是同一個(gè)還對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行供應(yīng)的