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(cè)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(zhǎng)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(guò)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(wèn)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(cè)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(guò)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(cè)加熱系統(tǒng)的流體線路中的填充狀態(tài)。
[0005]該目的通過(guò)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(cè)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(guò)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(guò)程期間取決于所述火焰檢測(cè)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(cè)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(cè)之后，控制裝置通過(guò)控制計(jì)量泵而終止線路填充過(guò)程，從而有利的是，將不會(huì)出現(xiàn)線路的過(guò)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(guò)量的燃料將被防止進(jìn)入加熱裝置。包含火焰檢測(cè)的線路填充有利地包括燃燒空氣供應(yīng)器，特別地通過(guò)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(guò)加熱被點(diǎn)燃。優(yōu)選地，通過(guò)加熱裝置的傳感器執(zhí)行所述火焰檢測(cè)。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(guò)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)。可預(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(cè)執(zhí)行線路填充過(guò)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(guò)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(guò)程能更迅速地完成。
[0009]在有利的實(shí)施例中，先前加熱過(guò)程與啟動(dòng)加熱系統(tǒng)的線路填充過(guò)程之間的停機(jī)時(shí)間能通過(guò)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(méi)有燃料通過(guò)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(guò)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(kù)。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(méi)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(cè)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(méi)有發(fā)生通過(guò)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(cè)僅在超過(guò)預(yù)定停機(jī)時(shí)間時(shí)通過(guò)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(guò)多數(shù)量起動(dòng)嘗試的情況下或是在由傳感器測(cè)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(guò)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(guò)，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(guò)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(guò)程之后開始加熱裝置的加熱過(guò)程。該過(guò)程可已經(jīng)在火焰檢測(cè)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(guò)控制裝置可控。在此控制裝置在線路填充過(guò)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(guò)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(cè)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(zhǎng)。例如，以這種方式在燃燒器中或電熱塞處將沒(méi)有過(guò)量的燃料濃度出現(xiàn)，從而有利地避免了不完全的燃燒?？深A(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(cè)的加熱裝置，所述方法包括如下步驟:啟動(dòng)線路填充過(guò)程，控制加熱裝置以使得加熱裝置的點(diǎn)火在線路填充過(guò)程期間進(jìn)行，以及在火焰檢測(cè)的情況下終止所述線路填充過(guò)程。有利的是，以這種方式線路填充能在沒(méi)有附加的傳感器或沒(méi)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(cè)時(shí)檢測(cè)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(guò)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(guò)程能獨(dú)立于所述火焰檢測(cè)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(guò)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(guò)程與啟動(dòng)線路填充過(guò)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(méi)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(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間的情況下，線路填充過(guò)程可持續(xù)更長(zhǎng)，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(guò)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(cè)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(guò)程期間借助于火焰檢測(cè)進(jìn)行的檢測(cè)是需要的。
[0018]加熱系統(tǒng)的火焰檢測(cè)被用于檢測(cè)流體線路的填充狀態(tài)。
【附圖說(shuō)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